JP2962040B2 - Method for developing one-component insulating magnetic toner - Google Patents

Method for developing one-component insulating magnetic toner

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JP2962040B2
JP2962040B2 JP4105887A JP10588792A JP2962040B2 JP 2962040 B2 JP2962040 B2 JP 2962040B2 JP 4105887 A JP4105887 A JP 4105887A JP 10588792 A JP10588792 A JP 10588792A JP 2962040 B2 JP2962040 B2 JP 2962040B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法等による静電潜像を、絶縁性磁性1成分トナーを用い
て現像する現像方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing method for developing an electrostatic latent image by an electrophotographic method, an electrostatic recording method or the like using an insulating magnetic one-component toner.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、複写機のみならずプリンタ、ファ
クシミリなどに広く用いられている電子写真方式の現像
剤では、その取り扱い易さなどの点から乾式が主流であ
る。また、乾式現像剤にはキャリア粒子とトナー粒子を
混合して用いる2成分現像剤と、キャリアが不要な1成
分現像剤がある。2成分現像剤を用いる現像法(以後2
成分現像法と呼ぶ)は現在最も実績があり最も広く用い
られているものであり、画質も比較的良好であるが、以
下の欠点がある。
2. Description of the Related Art In recent years, dry-type electrophotographic developers widely used not only in copiers but also in printers, facsimiles, and the like are mainly of the dry type in terms of ease of handling. Dry developers include two-component developers that use a mixture of carrier particles and toner particles, and one-component developers that do not require a carrier. A developing method using a two-component developer (hereinafter referred to as a two-component developer)
The component developing method is currently the most proven and widely used, and has relatively good image quality, but has the following disadvantages.

【0003】(1) 現像剤は現像に際しトナーだけが消費
されるため、トナー濃度を常に一定に保つためのトナー
補給手段及び調整機構が必要になり機械が大型かつ複雑
になる。 (2) トナーとキャリアを摩擦帯電させるために、現像剤
の攪拌が十分かつ速やかに行われなければならず、大き
な動力を要し、現像器も大型化する。 (3) トナーによるキャリア表面の汚染等により、現像剤
の寿命が短い。 (4) 上記(3) の問題から時々現像剤の交換が必要であ
る、トナー帯電量低下によるトナー飛散が原因の機内汚
れが発生しやすく、時々大掛かりな機内清掃が必要であ
る、等の問題から専門知識を持つ者によるメンテナンス
が不可欠である。 (5) トナーの摩擦帯電性が環境湿度の影響を受けやす
く、カブリ発生や画像濃度低下の問題を起こし易い。
(1) The developer consumes only toner during development, so that a toner replenishing means and an adjusting mechanism for keeping the toner concentration constant are required, and the machine becomes large and complicated. (2) In order to frictionally charge the toner and the carrier, the developer must be sufficiently and quickly stirred, requiring a large amount of power and increasing the size of the developing device. (3) The life of the developer is short due to contamination of the carrier surface by the toner and the like. (4) Due to the problem described in (3) above, the developer needs to be replaced from time to time, the inside of the machine tends to be dirty due to toner scattering due to a decrease in the toner charge amount, and sometimes the machine needs to be cleaned extensively. Maintenance by persons with specialized knowledge is indispensable. (5) The frictional charging property of the toner is easily affected by the environmental humidity, and the problem of fogging and a decrease in image density is likely to occur.

【0004】しかし近年は電子写真方式による複写機、
プリンタ、ファクシミリなどの小型化、パーソナル化が
急速に進展してきていることから、小型、簡易でかつ特
に上記のようなメンテナンスを必要とせず、しかもどん
な使用環境、特に高温高湿度下でも、安定した画像の得
られる1成分現像法の確立がますます重要になってきて
いる。また、大型機や高速機に2成分現像法を用いる場
合には、現像機構の複雑化、大型化が一層顕著になり、
メンテナンス時の現像剤交換作業も非常に困難となり、
これに伴うダウンタイムの増大が使用上大きな支障とな
って、これらの改善への要望が高まっている。
However, in recent years, electrophotographic copying machines,
As printers and facsimile machines are rapidly becoming smaller and more personalized, they are small, simple and do not require the above-mentioned maintenance, and are stable in any use environment, especially under high temperature and high humidity. It has become increasingly important to establish a one-component developing method for obtaining images. Further, when a two-component developing method is used for a large-sized machine or a high-speed machine, the developing mechanism becomes more complicated and larger, and
Developer replacement work during maintenance becomes very difficult,
The increase in downtime associated with this has been a major obstacle in use, and there is a growing demand for these improvements.

【0005】キャリア粒子を含まない1成分トナーに
は、内部に磁性粉を含み磁気ブラシ現像法で現像する磁
性1成分トナーと、内部に磁性粉を含まない非磁性1成
分トナーがある。非磁性1成分トナーは鮮やかなカラー
トナーが可能であるという特長があり、既に種々の現像
法が提案されているが、1成分現像方式であるにもかか
わらず、常に安定したトナー帯電量と画質を維持するの
が難しく、またトナー及び現像器の寿命が短いという欠
点がある。
The one-component toner containing no carrier particles includes a magnetic one-component toner containing a magnetic powder therein and developed by a magnetic brush developing method, and a non-magnetic one-component toner containing no magnetic powder therein. The non-magnetic one-component toner has a feature that a vivid color toner is possible, and various developing methods have already been proposed. However, despite the one-component developing method, a stable toner charge amount and image quality are always maintained. Is difficult to maintain, and the lives of the toner and the developing device are short.

【0006】一方、磁性1成分トナーも従来の磁気ブラ
シ現像法で高画質の画像が得られるため比較的広く用い
られている。磁性1成分トナーには当初、例えば米国特
許3,639,245号公報、同3,909,258号
公報等に開示されているような導電性磁性トナーが用い
られていた。導電性トナーによる現像は絶縁性トナーと
異なり静電誘導作用から電界により誘起される電荷を利
用して現像するため、絶縁性トナーに比較して主に以下
の利点がある。
On the other hand, magnetic one-component toners are also relatively widely used because high quality images can be obtained by a conventional magnetic brush developing method. At first, a conductive magnetic toner as disclosed in U.S. Pat. Nos. 3,639,245 and 3,909,258 was used as the magnetic one-component toner. Unlike the insulating toner, the developing using the conductive toner is performed by using the charge induced by the electric field from the electrostatic induction action, and thus has the following advantages as compared with the insulating toner.

【0007】(1) 摩擦帯電による静電荷を利用しないた
め、湿度による画像低下の影響を排除できる。 (2) トナーの構成成分である、樹脂、顔料、添加物など
の選択に際し、帯電極性を考慮する必要がないため、選
択の幅が広範囲になる。 (3) 均一電荷をトナーに与えることができるので、地汚
れの少ない、解像度の優れた画像が得られる。 (4) 無理のない1成分現像が可能になる。 (5) 摩擦帯電機構が不必要なため現像器の構造が簡単に
なり、小型化できる。 (6) 同一トナーで、正現像、逆現像の双方を行うことが
できる。
(1) Since the electrostatic charge due to the triboelectric charge is not used, the influence of the image deterioration due to the humidity can be eliminated. (2) When selecting a resin, a pigment, an additive, and the like, which are constituent components of the toner, it is not necessary to consider the charging polarity, so that the range of selection is wide. (3) Since uniform charge can be applied to the toner, an image with less background smear and excellent resolution can be obtained. (4) One-component development without difficulty becomes possible. (5) Since the frictional charging mechanism is unnecessary, the structure of the developing device is simplified, and the size can be reduced. (6) Both normal development and reverse development can be performed with the same toner.

【0008】上記のような多くの利点にもかかわらず、
導電性トナーは、絶縁性トナーを用いたプロセスで現在
広く用いられている、静電気力を利用した普通紙転写方
式、即ちコロナ放電やバイアスを印加した導電性または
誘電体ローラーにおいて、普通紙への良好な転写が困難
であるという最大の欠点のために、普通紙複写機(PP
C)、ファクシミリが不可能であり、現在では大型・低
効率の粘着転写法を併用したもの以外には殆ど利用され
ていないのが実状である。
[0008] Despite the many advantages described above,
The conductive toner is applied to plain paper by a plain paper transfer method using electrostatic force, that is, a conductive or dielectric roller to which a corona discharge or bias is applied, which is widely used in a process using an insulating toner. Due to the biggest drawback that good transfer is difficult, plain paper copiers (PP
C), facsimile is impossible, and at present, it is hardly used except for those using a large-size and low-efficiency adhesive transfer method.

【0009】導電性トナーが、静電気力を利用した普通
紙転写方式において、転写性が劣化する原因は以下の通
りと推定される。即ち、導電性トナーは原理的に、電界
により生じる静電誘導電荷を利用して現像、転写を行
う。このため、特に高湿下においては転写紙が吸湿する
ことによる電気抵抗値の低下、その結果注入した電荷が
紙を通じてリークしてしまい導電性トナーに有効な電界
が働かなくなり転写しなくなると考えられる。よってこ
の現象を防止するために、従来は絶縁処理を施した静電
記録紙を用いていたが、紙が厚手になってしまい、また
コスト的にも高価であった。
The reason why the transferability of the conductive toner deteriorates in the plain paper transfer system using electrostatic force is presumed to be as follows. That is, in principle, the conductive toner performs development and transfer using electrostatic induction charges generated by an electric field. For this reason, it is considered that, particularly under high humidity, the electric resistance value decreases due to the transfer paper absorbing moisture, and as a result, the injected electric charge leaks through the paper, so that an effective electric field does not work on the conductive toner and transfer is not performed. . Therefore, in order to prevent this phenomenon, electrostatic recording paper which has been subjected to insulation treatment has been used conventionally, but the paper becomes thick and expensive.

【0010】そこで、PPCを可能にするために例えば
特開昭50−92137号公報に開示されているよう
な、トナーの電気抵抗を上げて転写性を改善する試みが
なされた。しかし、トナーの電気抵抗が上がるにつれて
主にトナーの静電誘導ないし誘電分極による分極が不十
分となり現像性が悪化し、特に1012Ωcmを超えると全
く実用的ではない。よって、磁性1成分現像法をPPC
で可能にするために、以下の方策が考えられた。
Therefore, in order to enable PPC, an attempt has been made to improve the transferability by increasing the electric resistance of the toner as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-92137. However, as the electric resistance of the toner increases, the polarization mainly due to the electrostatic induction or dielectric polarization of the toner becomes insufficient and the developability deteriorates, and especially when it exceeds 10 @ 12 .OMEGA.cm, it is not practical at all. Therefore, the magnetic one-component developing method is
In order to make this possible, the following measures were considered.

【0011】(1) 例えば特開昭53−39752号公
報、同53−131044号公報に記載されているよう
な、比較的抵抗の高い導電性トナーにより現像し、転写
紙を工夫することにより転写の問題を改善する。 (2) 1012Ωcmを超えるトナー(以後絶縁性トナーと呼
ぶ)を用い、その現像性を改善する。
(1) Developing with a conductive toner having relatively high resistance as described in, for example, JP-A-53-39752 and JP-A-53-131044, and transferring by devising transfer paper. Improve the problem. (2) Use a toner exceeding 10 12 Ωcm (hereinafter referred to as an insulating toner) to improve its developability.

【0012】上記(1) の方策については、十分な成果は
未だ得られていないが、(2) ではいくつかの有用な方策
が見出されている。ここで、絶縁性トナーは、その帯電
機構からさらに分類される必要がある。
As for the above-mentioned method (1), sufficient results have not yet been obtained, but some useful methods have been found in (2). Here, the insulating toner needs to be further classified according to its charging mechanism.

【0013】絶縁性磁性1成分トナーの帯電機構につい
ては、既に多くの文献が報告されているが、それらは摩
擦帯電を利用しない方式と摩擦帯電によるものに大別さ
れる。しかし、現在では現像機構が良く解明されている
ために、摩擦帯電を利用した現像法の採用が殆どであ
る。このような摩擦帯電を利用した現像法としては例え
ば、特公昭59−44627号公報等に開示されてい
る”BMT現像法”と呼ばれる現像法、特開昭55−1
8656号公報等に開示されているような”磁性ジャン
ピング現像法”と呼ばれる現像法、特開昭57−114
163号公報等に開示されている”FEED現像法”等
がある。これらの現像法は前述した1成分現像法の長所
である小型、簡易でメンテナンスフリーな現像器を実際
に提供するものである。しかし、これらは現像に摩擦帯
電を利用するため、特に高湿度下でトナー帯電量が不十
分になり、また低湿度下では帯電量が高くなり易く、使
用環境に関係なく常に安定した画像を得るという目的に
対しては、依然十分ではない。
Although many documents have been reported on the charging mechanism of the insulating magnetic one-component toner, they are roughly classified into a method that does not use frictional charging and a method that uses frictional charging. However, at present, the development mechanism utilizing triboelectric charging is mostly adopted because the development mechanism is well understood. Examples of the developing method utilizing such triboelectric charging include a developing method called "BMT developing method" disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-44627 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-1.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-114 discloses a developing method called "magnetic jumping developing method" as disclosed in JP-A-8656.
No. 163, etc., "FEED development method" and the like. These developing methods actually provide a compact, simple and maintenance-free developing device which is an advantage of the above-described one-component developing method. However, since these use frictional charging for development, the charge amount of the toner becomes insufficient particularly under high humidity, and the charge amount tends to be high under low humidity, and a stable image is always obtained regardless of the use environment. Is still not enough for that purpose.

【0014】そこで、この使用環境に関係なく常に安定
した画像を得るという目的も併せて達成するためには、
帯電機構が使用環境の影響を原理的に受けない、電荷注
入または、静電誘導ないし誘電分極による電荷を利用し
た絶縁性磁性1成分現像法を実用化することがどうして
も必要となる。摩擦帯電を利用せず、しかも電荷注入ま
たは静電誘導以外の電荷付与方法を利用することも例え
ば米国特許3,645,770号公報、特開昭50−1
17432号公報等に開示されているが、主に安定性の
面で未だ十分ではない。
Therefore, in order to simultaneously achieve the object of always obtaining a stable image regardless of the use environment,
It is absolutely necessary to put into practical use an insulative magnetic one-component developing method utilizing charge by charge injection or electrostatic induction or dielectric polarization, in which the charging mechanism is not affected by the use environment in principle. U.S. Pat. No. 3,645,770, Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 50-1 can also use a method of applying a charge other than charge injection or electrostatic induction without using frictional charging.
Although it is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 17432, it is not yet sufficient mainly in terms of stability.

【0015】電荷注入を利用した絶縁性磁性1成分現像
法としては、例えば米国特許4,121,931号公報
に開示されている現像法がある。この現像法の現像機構
についてはField,"A MODEL TO DESCRIBE ERECTROGRAPHI
C DEVELOPMENT OF RESISTIVEONE-COMPONENT TONER SYST
EMS",IEEE/IAS Conference Records p.973 の文献に詳
細に報告されている。トナーの帯電に摩擦帯電を利用し
ないため、環境の影響を受けにくい優れた1成分現像法
であるが、この現像法には依然として以下の問題点があ
る。
An example of the insulating magnetic one-component developing method utilizing charge injection is a developing method disclosed in US Pat. No. 4,121,931. For the development mechanism of this development method, see Field, "A MODEL TO DESCRIBE ERECTROGRAPHI
C DEVELOPMENT OF RESISTIVEONE-COMPONENT TONER SYST
EMS ", IEEE / IAS Conference Records p.973, which is an excellent one-component developing method that is less susceptible to the environment because it does not use triboelectric charging for toner charging. The law still has the following problems:

【0016】(1) トナーは感光体上の静電潜像によって
作られる電場内に於いて、導電性部分(電極)を持つト
ナー担持体(主に磁気スリーブ)に電気的に接触し、電
極から電荷を注入されて強制帯電される。この際、電極
に電源を付加することも効果を高める上で必須に近い要
件であるが、その結果機構も複雑化する。また、感光体
と逆極性の電荷注入のための電圧印加は、現像時の逆バ
イアスの効果を来すため、カブリの原因となる。また、
この公報及び文献に記載されている方法は、実際に検討
してみると感光体の種類、トナーの種類、磁気スリーブ
の磁力等により現像性が大きく変化し、特にトナーの種
類の選定は極めて大きな要因であるため、この方法のみ
から実用性のある1成分磁性トナー現像法を得ることは
できない。
(1) In an electric field created by an electrostatic latent image on a photoreceptor, the toner is brought into electrical contact with a toner carrier (mainly a magnetic sleeve) having a conductive portion (electrode). Charge is injected from the substrate and is forcibly charged. At this time, adding a power supply to the electrodes is almost a necessary requirement for enhancing the effect, but as a result, the mechanism becomes complicated. In addition, the application of a voltage for injecting a charge having a polarity opposite to that of the photoreceptor has an effect of a reverse bias at the time of development, which causes fogging. Also,
According to the methods described in this publication and the literature, when actually examined, the developability greatly changes depending on the type of the photoconductor, the type of the toner, the magnetic force of the magnetic sleeve, and the like. Because of this factor, a practical one-component magnetic toner developing method cannot be obtained from this method alone.

【0017】(2) 磁気スリーブから電荷を注入されたト
ナー粒子は、トナー層上層へ速やかに移動し静電像を現
像しなければならない。そのために高速で激しいトナー
層の物理的攪乱が必要となり、現像器の機構が複雑化す
る。また、現像の原理をさらに考察すると、前述したよ
うな絶縁性トナーの現像性の悪さをこの方法は、トナー
を10cm/秒以上の高速で静電像へ搬送するというトナ
ー移動速度の増加で対処しているが、静電像とトナーの
高速での接触は逆に磁気スリーブ上のトナー磁気ブラシ
による感光体のクリーニング効果を促進し現像効率を低
下させる。さらに、トナーには上記したように強い攪拌
に伴う剪断力がかかるために、トナーの劣化促進等の問
題も発生する。このような磁気スリーブの回転に関する
問題点を解決するための方法として、例えば特開昭53
−129639号公報に示されているようにスリーブの
み回転させ、スリーブと感光体の速度差を所定範囲に限
定する方法、特開昭55−126266号公報に示され
ているようなスリーブと内部磁極のスピード、方向、及
び磁極数を所定値に設定する方法等が開示されている。
これらの方策は前記磁気スリーブの回転に関する諸問題
を改善するものであるが、実際に検討してみるとやはり
感光体の種類、トナーの種類等により現像性が大きく変
化し、特にトナーの種類の選定は極めて大きな要因であ
るため、この方法のみから実用的に安定した磁性1成分
トナー現像法を得ることはできない。
(2) The toner particles into which electric charges have been injected from the magnetic sleeve must move quickly to the upper layer of the toner layer to develop the electrostatic image. Therefore, high-speed and intense physical disturbance of the toner layer is required, and the mechanism of the developing device is complicated. Further considering the principle of development, this method addresses the poor developability of the insulating toner as described above by increasing the toner moving speed to transport the toner to the electrostatic image at a high speed of 10 cm / sec or more. However, the high-speed contact between the electrostatic image and the toner, on the contrary, promotes the cleaning effect of the photoreceptor by the toner magnetic brush on the magnetic sleeve and lowers the developing efficiency. Further, since a shearing force is applied to the toner due to strong stirring as described above, problems such as accelerated deterioration of the toner also occur. As a method for solving such a problem related to the rotation of the magnetic sleeve, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-126266 discloses a method in which only the sleeve is rotated to limit the speed difference between the sleeve and the photoreceptor to a predetermined range. A method of setting the speed, direction, and number of magnetic poles to predetermined values is disclosed.
Although these measures are intended to improve various problems relating to the rotation of the magnetic sleeve, when actually examined, the developability also greatly changes depending on the type of the photoreceptor, the type of the toner, and the like. Since the selection is a very large factor, it is not possible to obtain a practically stable magnetic one-component toner developing method only by this method.

【0018】一方、静電誘導作用を利用した絶縁性磁性
1成分現像方式としては、例えば特開昭54−1346
40号公報に開示された方法がある。この現像方式は絶
縁性の主領域に、主にカーボンブラックのような電荷移
動可能な領域を散在させたような表面を持つトナーを用
い、現像部を構成するトナー担持体としては絶縁性のも
のを用い、トナーは画像部の潜像電荷によって現像可能
な荷電状態にするものである。現像メカニズムを更に詳
しく述べると以下のようになる。カーボン等の導電体を
分散させた磁性トナー粒子を用い、現像場の電界中で、
露出したカーボン部分同士が接触した2個のトナー粒子
を考えると、その接点を通して静電誘導によりそれぞれ
のトナーのカーボン部分に正・負の電荷が誘起される。
こうして現像に寄与し得る電荷状態になったトナー粒子
は潜像に接触した際に潜像を現像する。トナー電荷が
(スリーブからの)電荷注入によるものでないことは、
トナー担持体として現像部では絶縁性のものを用いてい
ることからも明らかである。しかし、この現像方式には
以下の問題点がある。
On the other hand, an insulative magnetic one-component developing system utilizing an electrostatic induction effect is disclosed in, for example, JP-A-54-1346.
There is a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 40-240. In this development method, toner having a surface in which charge-movable regions such as carbon black are mainly scattered in an insulating main region is used, and an insulating toner carrier constituting a developing unit is used. And the toner is set to a charged state that can be developed by the latent image charges in the image area. The developing mechanism is described in more detail below. Using magnetic toner particles in which conductors such as carbon are dispersed,
Considering two toner particles in which the exposed carbon portions are in contact with each other, positive and negative charges are induced in the carbon portions of the respective toners by electrostatic induction through the contact points.
The toner particles in a charged state that can contribute to development develop the latent image when they come into contact with the latent image. That the toner charge is not due to charge injection (from the sleeve)
It is clear from the fact that an insulating material is used in the developing section as the toner carrier. However, this developing method has the following problems.

【0019】静電誘導の起こり易さから考えると、上記
電荷移動可能な領域はカーボンブラックのような電気抵
抗の低いものが望ましいことになる。しかし低抵抗にな
ると、分極は起こりやすくなるが、同時にトナー粒子が
再度離反する際の電荷中和速度も速くなり、本公報には
この点の考察がなされていないため、この方法のみか
ら、良好な現像性を得ることはできない。
Considering the easiness of the electrostatic induction, it is desirable that the above-mentioned charge-transferable region has a low electric resistance such as carbon black. However, when the resistance becomes low, polarization is likely to occur, but at the same time, the charge neutralization rate when the toner particles separate again increases, and this publication does not consider this point. High developability cannot be obtained.

【0020】よって、以上のように既に提案されてきた
各種の現像方式において、摩擦帯電、電荷注入、静電誘
導等の何れの機構が支配的であるかという議論がこれま
で多くなされてきたが、全ての効果は大小の差はあって
も存在し、単一の機構だけが効いているということはな
いという見方が一般的である。トナー担持体として現像
部では絶縁性のものを用いても良好に現像することか
ら、スリーブからの電荷注入が全くなくても良いことは
明らかであるが、分極を効率的に起こす目的と、トナー
担持体(スリーブ、内部マグネット)の移動速度の低
減、画質の向上という点から、トナー担持体は導電性で
あることが望ましい。
Thus, in the various developing systems which have been proposed as described above, there has been much discussion about which mechanism, such as triboelectric charging, charge injection, or electrostatic induction, is dominant. The general view is that all effects exist, albeit in greater or lesser magnitude, and that no single mechanism works. It is clear that even if an insulative toner is used in the developing section as the toner carrier, good charge development is possible without any charge injection from the sleeve. The toner carrier is desirably conductive from the viewpoint of reducing the moving speed of the carrier (sleeve, internal magnet) and improving the image quality.

【0021】静電誘導(分極)を利用する方法としては
この他に例えば特開昭58−186765号公報に開示
されている方法もある。これは、上記特開昭54−13
4640号公報のような微視的な考察ではなくトナー粒
子の抵抗値からのみ議論しているため、現像性が十分で
はなく、使用できる感光体も限られたものになってしま
っている。
As a method utilizing electrostatic induction (polarization), there is another method disclosed in, for example, JP-A-58-186765. This is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-13 / 1979.
Since the discussion is based only on the resistance value of the toner particles and not on the microscopic consideration as in JP-A-4640, the developability is not sufficient, and the photoconductors that can be used are limited.

【0022】また、特開昭57−58162号公報に
は、磁性トナー担持体及び/またはマグネットロールを
回転させた場合の、トナー層の表面電位を静電荷像と同
極性とするように帯電制御する高抵抗磁性1成分トナー
が開示されている。この中で、添加された帯電制御剤が
所期の目的である摩擦帯電性能の制御の他に、導電性の
トナー担持体などからの電荷注入または静電誘導による
電荷の付与を容易にする効果の存在を示唆する記載がな
されているが、具体的な方法等は一切記載されていな
い。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-58162 discloses a charge control method such that the surface potential of a toner layer when a magnetic toner carrier and / or a magnet roll is rotated has the same polarity as an electrostatic image. A high-resistance magnetic one-component toner is disclosed. Among them, the added charge control agent has an effect of facilitating the charge injection by the charge injection or the electrostatic induction from the conductive toner carrier or the like, in addition to the control of the frictional charge performance, which is the intended purpose. Although there is a description suggesting the existence of, there is no description of a specific method or the like.

【0023】絶縁性磁性1成分現像で良好な画像を得る
ためには、現像機構の機械的、電気的な面での問題の他
に、それに使用するトナー種類の選定も非常に重要であ
る。トナー物性に関しては例えば、特開昭54−365
24号公報では、トナーの電気抵抗値のみならず比誘電
率に着目しそれを適当な範囲内にすることで現像性、転
写性を両立する方法、特開昭54−139545号公報
では、印加電圧によってトナーの電気抵抗を特定の範囲
内で変化するようにし、かつ誘電率を特定値にすること
で現像性と転写率を向上させる方法が開示されている。
その他多くの特許公報でも、トナー物性を規定すること
で上記問題を改善する試みがなされているが、実際はト
ナーとして同一物性であっても現像性、転写率に差が出
ることが多く、トナー内部の個々の材料の物性値を選択
しなければ、実用性のある磁性1成分トナー現像法を得
ることはできない。さらに、実機での長期間の耐刷試験
時には、原因は一定ではないが、現象としてトナー電荷
量が変化するために画像濃度が大きく変化したり、その
結果凝集するという問題が生じる。この現象は前述の特
開昭54−134640号公報にも記述されており、こ
の公報の場合は、逆極性電荷を有するトナー粒子の蓄積
を防止するために、逆極性電荷除去手段を設けることが
必要であるとしている。この現象は或いは、例えば特開
昭56−130764号公報に開示されているような強
制的にトナーに電荷を付与または除去する第2の電気的
手段を設置する以外は、特定のトナー組成にしなければ
防止できない。
In order to obtain a good image by the insulative magnetic one-component development, it is very important to select the type of toner to be used in addition to the mechanical and electrical problems of the developing mechanism. Regarding the physical properties of the toner, see, for example, JP-A-54-365.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-139545, there is disclosed a method in which not only the electrical resistance value of the toner but also the relative dielectric constant is taken into consideration and the developability and the transfer property are compatible by setting the value within an appropriate range. A method is disclosed in which the electrical resistance of the toner is changed within a specific range by a voltage, and the developability and the transfer rate are improved by setting the dielectric constant to a specific value.
In many other patent publications, attempts have been made to improve the above-mentioned problem by specifying the physical properties of the toner. However, in practice, even if the physical properties of the toner are the same, there are many differences in the developing property and the transfer rate, Unless the physical properties of the individual materials are selected, a practical magnetic one-component toner developing method cannot be obtained. Further, during a long-term printing test in an actual machine, the cause is not fixed, but as a phenomenon, a change in toner charge amount causes a large change in image density and, as a result, a problem of aggregation. This phenomenon is also described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-134640. In this case, in order to prevent accumulation of toner particles having opposite polarity charges, it is necessary to provide a reverse polarity charge removing means. It is necessary. This phenomenon may be caused by a specific toner composition except that a second electric means for forcibly adding or removing charge to the toner is provided, as disclosed in, for example, JP-A-56-130664. Cannot be prevented.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、以上の
議論から、絶縁性磁性1成分トナー現像には摩擦帯電を
利用しない現像方式が最も有利であり、これにより従来
の現像法の種々の問題点を解決できるという結論に達し
た。しかしながら、前述したように従来の電荷注入ない
し静電誘導による帯電を利用した現像方式にも種々の問
題点があった。そこで本発明者らが鋭意研究を重ねた結
果、特定の現像装置に用いるトナー組成物が、ある特定
の要件を満たす際において初めて、トナーが主に静電誘
導によって帯電し、良好に静電潜像を現像することが判
明した。
From the above discussion, the inventors of the present invention have found that a development system that does not use triboelectric charging is most advantageous for the development of an insulating magnetic one-component toner. Has come to the conclusion that the problem can be solved. However, as described above, there have been various problems in the conventional developing method utilizing charge by charge injection or electrostatic induction. Therefore, as a result of intensive studies, the present inventors have found that, when the toner composition used in a specific developing device satisfies a specific requirement, the toner is charged mainly by electrostatic induction and a good electrostatic latent image is obtained. The image was found to develop.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、少なくと
も樹脂、磁性粉、着色剤および帯電安定剤を含有し、該
樹脂は体積固有抵抗約1×1014Ωcm以上であり、該帯
電安定剤は体積固有抵抗約1×104 〜1×1012Ωcm
であり、該磁性粉および該着色剤は体積固有抵抗約1×
104 〜1×1012Ωcmであり、かつ体積固有抵抗約1
4 Ωcm以下の物質を実質的に含まない磁性1成分トナ
ーを、少なくとも現像場では表面が導電性のトナー担持
体に磁力を用いて保持し、静電荷像担持体上に形成され
た静電潜像に該磁性1成分トナーを接触させ、該静電潜
像の電界による静電誘導ないし誘電分極によって主に帯
電することにより潜像を可視化することを特徴とする絶
縁性磁性1成分トナーの現像方法に関する。
That is, the present invention comprises at least a resin, a magnetic powder, a colorant and a charge stabilizer, wherein the resin has a volume resistivity of about 1 × 10 14 Ωcm or more. Is about 1 × 10 4 to 1 × 10 12 Ωcm
Wherein the magnetic powder and the coloring agent have a volume resistivity of about 1 ×.
10 4 to 1 × 10 12 Ωcm and a volume resistivity of about 1
0 4 [Omega] cm the magnetic one-component toner which is substantially free of the following materials, using a magnetic held to at least the developing field surface conductive toner carrier is, electrostatic formed electrostatic image bearing member A latent image is visualized by bringing said magnetic one-component toner into contact with a latent image and mainly charging by electrostatic induction or dielectric polarization by an electric field of said electrostatic latent image; It relates to a developing method.

【0026】本発明をより具体的に説明する。本発明に
使用するトナー及びトナー組成物の体積固有抵抗は以下
のように測定する。市販の赤外線吸収スペクトル測定用
錠剤成型器(成型内部断面が20mmの円)に、予め23
℃・50%RHの恒温恒湿槽に24時間放置したトナー
約0.8gを入れ、油圧プレス器を用い400Kg/cm2
で加圧して、厚さ約2mm、両端面が直径20mmの円形で
ある円筒形ペレットを作製する。このペレットの両方の
円形端面部の中央に、直径10mmの主電極を銀ペースト
を塗布して密着させ一端をグランドに接地する。次に、
一端をグランドに接地したガード電極をペレット外周部
に沿って設け、主電極に直流電圧を印加し、電流計で主
電極間を流れる電流を直読し、安定した段階の電流値よ
り体積固有抵抗値を算出する。
The present invention will be described more specifically. The volume resistivity of the toner and the toner composition used in the present invention is measured as follows. A commercially available tableting device for infrared absorption spectrum measurement (a circle with a molding inner cross section of 20 mm)
About 0.8 g of the toner left for 24 hours in a thermo-hygrostat at 50 ° C. and 50% RH was put into a constant pressure / humidity bath at 400 kg / cm 2 using a hydraulic press.
To produce a cylindrical pellet having a thickness of about 2 mm and a circular shape with both end faces having a diameter of 20 mm. A main electrode having a diameter of 10 mm is applied in close contact with the center of both circular end faces of the pellet by applying a silver paste, and one end is grounded. next,
A guard electrode with one end grounded is provided along the outer periphery of the pellet, a DC voltage is applied to the main electrode, the current flowing between the main electrodes is read directly by an ammeter, and the volume specific resistance value is calculated from the current value at a stable stage. Is calculated.

【0027】本発明に用いる絶縁性磁性1成分トナー
は、その組成物の体積固有抵抗値が所定値である必要が
ある。本発明に用いる絶縁性磁性1成分トナーの製造方
法としては、熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー成
分と磁性粉、着色剤、帯電安定剤、及びその他必要に応
じて添加される成分を、2軸押出混練機、2本ロールミ
ル、加圧ニーダー等の混練機を用いて熱熔融混練した
後、冷却固化しジェットミル等の粉砕機を用いて微粉砕
し、気流分級機等により所望の粒度分布に調整するのが
一般的である。また、近年は懸濁重合法、乳化重合法等
により、直接トナー粒子を生成する方法も種々提案され
ており、これらの方法により製造したトナーでも使用で
きる。上記トナーは体積基準平均粒径が5〜15μであ
ることが必要である。上記上限を超えると画像の荒れが
顕著になり、また上記下限より小さいと通常の現像器・
現像法ではトナーとしての流動性の悪化による補給性の
悪化が顕著になるので好ましくない。
The one-component insulating magnetic toner used in the present invention is required to have a predetermined specific volume resistance value of the composition. The method for producing the insulating magnetic one-component toner used in the present invention includes a binder component containing a thermoplastic resin as a main component, a magnetic powder, a colorant, a charge stabilizer, and other components that are added as necessary. After hot-melt kneading using a kneader such as an axial extrusion kneader, a two-roll mill, and a pressure kneader, the mixture is cooled, solidified, and finely pulverized using a pulverizer such as a jet mill. It is common to adjust to. In recent years, various methods for directly producing toner particles by a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, and the like have been proposed, and toners produced by these methods can also be used. The toner needs to have a volume-based average particle size of 5 to 15 μm. If the upper limit is exceeded, the roughness of the image becomes remarkable.
The developing method is not preferable because the replenishability due to the fluidity of the toner deteriorates remarkably.

【0028】熱可塑性樹脂としては、トナー用として通
常使用されるものであればよく、例えばポリスチレン
系、スチレンとアクリル酸エステルもしくはメタクリル
酸エステル、アクリロニトリルあるいはマレイン酸エス
テルとのスチレンを含む共重合体系、ポリアクリル酸エ
ステル系、ポリメタクリル酸エステル系、ポリエステル
系、ポリアミド系、エポキシ系、フェノール系、炭化水
素系、石油系等の樹脂を例示できる。
The thermoplastic resin may be any of those usually used for toners, such as polystyrene, copolymers containing styrene with acrylate or methacrylate, acrylonitrile or maleate, Examples include polyacrylate, polymethacrylate, polyester, polyamide, epoxy, phenol, hydrocarbon, and petroleum resins.

【0029】磁性粉としては、各種フェライト、マグネ
タイト、ヘマタイト等公知のものが使用でき、形状も立
方晶状、正八面体状、球状、針状等種々のものが使用で
きるが、トナー中に分散した際のトナー粒子間の磁性粉
量の偏在、遊離磁性粉の発生等の問題から粒径は1μ以
下であることが望ましい。磁気特性の面では、飽和磁化
については50emu/g 程度以上あれば特に限定はない
が、保磁力は主にトナー粒子のトナー担持体上での運動
性の問題から200Oe以下であることが望ましく、更
には120Oe以下、40Oe以上であることが望まし
い。また、磁性粉はそのまま使用しても問題はないが、
必要に応じて脂肪酸、シランカップリング剤等で表面処
理をしてから使用すると、熱可塑性樹脂に熱熔融混練す
る際の樹脂への濡れ性の改善とそれ自体が磁性粉を被覆
することにより、トナー表面への磁性粉の露出が防止で
きる。その結果、トナー相互間の摩擦帯電防止の効果か
ら、耐環境性、画像性等が向上することがある。
Known magnetic powders such as various ferrites, magnetites and hematites can be used, and various shapes such as cubic, octahedral, spherical, and acicular can be used. In this case, the particle diameter is desirably 1 μm or less from the problems of uneven distribution of the amount of magnetic powder between toner particles and generation of free magnetic powder. In terms of magnetic properties, the saturation magnetization is not particularly limited as long as it is about 50 emu / g or more, but the coercive force is desirably 200 Oe or less mainly due to the problem of the mobility of the toner particles on the toner carrier. More preferably, it is 120 Oe or less and 40 Oe or more. There is no problem if magnetic powder is used as it is,
When used after being subjected to surface treatment with a fatty acid, a silane coupling agent, or the like, if necessary, by improving the wettability to the resin when hot melt kneading the thermoplastic resin and coating the magnetic powder itself, Exposure of the magnetic powder to the toner surface can be prevented. As a result, environmental resistance, image quality, and the like may be improved due to the effect of preventing frictional electrification between toners.

【0030】磁性粉の添加量については、トナー粒子を
トナー担持体上に保持するための磁力を付与するため
に、トナー担持体上の磁場の強さによって必要量添加さ
れるが、トナー担持体への拘束力と静電潜像への引力の
関係から、トナーに対して20〜60重量%が望まし
い。
Regarding the amount of magnetic powder to be added, a necessary amount is added depending on the strength of the magnetic field on the toner carrier in order to impart a magnetic force for holding the toner particles on the toner carrier. From the relationship between the binding force on the toner and the attractive force on the electrostatic latent image, the amount is preferably 20 to 60% by weight based on the toner.

【0031】帯電安定剤としては、これまで通常の摩擦
帯電を利用する各種現像法に於いて利用されてきた各種
電荷制御剤の中から、特定のものが使用される。さらに
具体的には、熱可塑性樹脂を静電荷像担持体上の静電潜
像と逆極性に摩擦帯電させ得る、体積固有抵抗が所定値
である物質に優れた効果が認められている。静電潜像と
逆極性とは、正規現像のときは感光体表面を一様帯電す
る際の電位と逆極性、反転現像の場合はバイアス電圧に
よって未露光部分が接地電位になるために、感光体表面
を一様帯電する際の電位と同極性のことである。
As the charge stabilizer, a specific charge stabilizer is used from various charge control agents which have been used in various developing methods using ordinary triboelectric charging. More specifically, an excellent effect has been recognized on a substance having a predetermined volume specific resistance, which is capable of frictionally charging a thermoplastic resin in a polarity opposite to that of an electrostatic latent image on an electrostatic image carrier. The polarity of the electrostatic latent image is opposite to that of the potential when uniformly charging the surface of the photoreceptor during regular development, and the unexposed portion becomes the ground potential due to the bias voltage during reversal development. It has the same polarity as the potential when the body surface is uniformly charged.

【0032】本発明に使用する帯電安定剤は自体公知な
ものも含むが、基本的に該帯電安定剤は従来のような摩
擦帯電性の付与ではなく、絶縁性のバインダー成分中
で、該帯電安定剤が静電誘導ないし誘電分極により電荷
を発生し、この発生した電荷を保持する効果と、実際の
現像ランニング中に潜像電荷と同極性電荷がトナーに蓄
積するのを防止する効果を持つ点で、従来と全く異なる
効果を持つものである。つまり、従来の電荷制御剤のよ
うなそれ自体の摩擦帯電性は本発明に関する現像性とは
二次的関係であり、本発明に関する帯電安定剤では主に
その抵抗が問題である。熱可塑性樹脂を静電荷像担持体
上の静電潜像と逆極性に摩擦帯電させ得る性質は、結果
的に発生した電荷の保持性に相関があるが、電荷制御剤
のこのような知見は今迄未報告である。すでに多くの文
献でも検証されているように、絶縁性1成分現像法の現
像において、摩擦や電荷注入、静電誘導の効果はそれぞ
れ単独が支配的になることは少なく、それぞれの効果は
同時に少なからず存在する。しかし少なくとも、このト
ナーとこの現像法により、従来のどの磁性1成分現像法
よりも、電荷の付与と環境、耐刷性の安定化が容易にな
ったと言える。
The charge stabilizer used in the present invention includes those known per se. However, the charge stabilizer is basically not provided with triboelectricity as in the prior art, but is obtained by adding the charge in an insulating binder component. Stabilizer generates charge by electrostatic induction or dielectric polarization, has the effect of retaining the generated charge and the effect of preventing the same polarity charge as the latent image charge from accumulating in the toner during actual development running In this respect, it has an effect completely different from the conventional one. That is, the triboelectrification property of the conventional charge control agent itself has a secondary relationship with the developability of the present invention, and the charge stabilizer of the present invention mainly has a problem with its resistance. The property that the thermoplastic resin can be frictionally charged to the opposite polarity to the electrostatic latent image on the electrostatic image carrier has a correlation with the retention of the resulting charge. Unreported so far. As has already been verified in many documents, the effects of friction, charge injection, and electrostatic induction are rarely independent of each other in the development of the insulating one-component development method, and the effects of each are small at the same time. Exist. However, at least, it can be said that this toner and this developing method facilitated application of electric charge and stabilization of environment and printing durability as compared with any conventional magnetic one-component developing method.

【0033】上記帯電安定剤の効果をより詳細に説明す
る。図1に本発明に関する現像法に於ける、トナーの帯
電機構の概念図を示す。トナー担持体1上に磁石2によ
り保持されたトナー3は磁気ブラシを形成し、静電荷像
担持体4に接触している。トナー担持体表面は導電性で
あっても絶縁性であっても基本的には静電荷像担持体上
の静電潜像を現像し得るが、導電性である方が現像性が
向上する。次に、静電荷像担持体に近いトナー粒子3
a、3bに着目する。トナー粒子が現像に寄与し得る電
荷を獲得するのは以下の2つの機構が考えられる。ひと
つは1図(a)に示すように、静電潜像5とそれに近接
して存在するトナー間に発生する電界によって、バイン
ダー樹脂中に分散した帯電安定剤の作用により、潜像に
接触または接近したトナー粒子間で静電誘導ないし誘電
分極が起き、静電潜像に近いトナー粒子3aが静電潜像
と逆極性の電荷を持ち、静電潜像とのクーロン力により
現像する。ここで、帯電安定剤の重要な機能は、現像に
寄与する極性の電荷は保持し、分極により生じた潜像と
同極性の電荷は保持しない性質である。もちろん、抵抗
値が所定範囲内ならば、磁性粉も同様な効果をもつ。あ
るいは磁性粉と帯電安定剤の接触においても同様であ
る。しかし、このため、トナー粒子3bの同極性電荷は
空気中への放散、またはトナー担持体ないしその他の現
像装置表面との接触によって失われると推測される。よ
ってもうひとつの機構として1図(b)のように、単独
粒子の分極によって生じた潜像と同極性電荷もトナー表
面から放散され結果的に現像に寄与する電荷を獲得する
ことも考えられる。また更に、このような分極は単にト
ナー層中に於ける最上層の2粒子間でのみ発生するので
はなく、1図(c)のように電荷の移動が上から3層目
以下へも伝達すると思われる。このように絶縁性のバイ
ンダー樹脂中に顔料等が分散された系で実際の電荷移動
が起こることは、PIP法(Persistent Internal Polar
ization),Photographic Science & Engineer 6 #2 p-65
〜70, '62, Kallmann & Rennert や単層型フタロシアニ
ン感光体での電子雪崩現象(特開平2−302759号
公報参照)からも類推できる。なお、静電荷像担持体か
らトナー粒子への電荷注入は発生していないと思われ
る。なぜならば、この場合トナーへは静電潜像と同極性
電荷が注入されるからである。
The effect of the charge stabilizer will be described in more detail. FIG. 1 is a conceptual diagram of a toner charging mechanism in the developing method according to the present invention. The toner 3 held by the magnet 2 on the toner carrier 1 forms a magnetic brush and is in contact with the electrostatic image carrier 4. Basically, whether the surface of the toner carrier is conductive or insulative, the electrostatic latent image on the electrostatic image carrier can be developed. However, the conductive property improves the developability. Next, toner particles 3 close to the electrostatic image carrier
Let us focus on a and 3b. The following two mechanisms are considered for the toner particles to acquire a charge that can contribute to development. One is as shown in FIG. 1 (a), where an electric field generated between the electrostatic latent image 5 and the toner present in the vicinity thereof causes the electrostatic latent image 5 to contact or contact the latent image due to the action of the charge stabilizer dispersed in the binder resin. Electrostatic induction or dielectric polarization occurs between the adjacent toner particles, and the toner particles 3a close to the electrostatic latent image have charges of the opposite polarity to the electrostatic latent image, and are developed by the Coulomb force with the electrostatic latent image. Here, an important function of the charge stabilizer is a property of retaining a charge having a polarity contributing to development and not retaining a charge having the same polarity as a latent image generated by polarization. Of course, if the resistance value is within the predetermined range, the magnetic powder has the same effect. Alternatively, the same applies to the contact between the magnetic powder and the charge stabilizer. However, for this reason, it is assumed that the same polarity charge of the toner particles 3b is lost due to dissipation into the air or contact with the toner carrier or other developing device surface. Therefore, as another mechanism, as shown in FIG. 1 (b), it is also conceivable that a charge having the same polarity as the latent image generated by the polarization of a single particle is scattered from the toner surface and consequently obtains a charge that contributes to development. Further, such polarization does not occur only between the uppermost two particles in the toner layer, but also transfers the electric charge to the third and lower layers from the top as shown in FIG. It seems to be. The actual charge transfer in a system in which a pigment or the like is dispersed in an insulating binder resin is determined by the PIP method (Persistent Internal Polarization).
ization), Photographic Science & Engineer 6 # 2 p-65
, 70, '62, Kallmann & Rennert, and an electron avalanche phenomenon with a single-layer phthalocyanine photoreceptor (see JP-A-2-302759). It is considered that charge injection from the electrostatic image carrier to the toner particles did not occur. This is because in this case, the same polarity charge as that of the electrostatic latent image is injected into the toner.

【0034】勿論既に述べたように、同極性電荷の放出
に於ける帯電安定剤の摩擦帯電の効果も否定はできな
い。しかしながら、摩擦帯電性に与える効果が殆ど同等
でも上記同極性電荷の放出効果が大きく異なり現像性に
差がでる場合があることから、図1の現像メカニズムが
支配的であることは確かである。なお、静電誘導ないし
誘電率分極は単に帯電安定剤に於いてのみ起こるもので
はなく、露出した磁性粉同士ないし磁性粉と帯電安定剤
との接触に於いても同様であると考えられる。しかしい
ずれにせよ、磁性粉には分極した電荷の特定極性を選択
的に保持する能力はないのであるから、帯電安定剤が必
須の成分であることに変わりはない。
Of course, as already mentioned, the effect of the triboelectric charging of the charge stabilizer on the release of charges of the same polarity cannot be denied. However, even if the effects on the triboelectrification are almost the same, there is a case where the above-mentioned same-polarity charge releasing effects are greatly different and the development properties are different, so it is certain that the development mechanism of FIG. 1 is dominant. It is considered that the electrostatic induction or the dielectric polarization does not occur only in the charge stabilizer but also in the contact between the exposed magnetic powders or the contact between the magnetic powder and the charge stabilizer. However, in any case, since the magnetic powder does not have the ability to selectively retain the specific polarity of the polarized charge, the charge stabilizer is still an essential component.

【0035】なお、本発明に関する現像法に用いるトナ
ーは初期画像に於いては、静電誘導による電荷を利用し
ているために、正極性でも負極性でもいずれの極性の静
電潜像も良好に現像する。しかし、バインダー樹脂に対
する摩擦帯電性が静電潜像と同極性の帯電安定剤を用い
ると、上記のように現像するに従い潜像と同極性電荷が
トナー層中に蓄積してくるために、画像濃度が低下して
くる。このような場合にはバインダー樹脂に対する摩擦
帯電性が、正のものと負のものを併用することで、正・
負いずれの極性の静電潜像も安定して現像することが可
能になる。
Since the toner used in the developing method according to the present invention utilizes charges induced by electrostatic induction in the initial image, an electrostatic latent image of either polarity is good regardless of whether the polarity is positive or negative. Develop. However, when a charge stabilizer having a triboelectric charge property with respect to the binder resin having the same polarity as that of the electrostatic latent image is used, charges having the same polarity as the latent image accumulate in the toner layer as the image is developed as described above. The concentration decreases. In such a case, the triboelectricity of the binder resin is positive and negative by using both positive and negative.
It is possible to stably develop an electrostatic latent image of either negative polarity.

【0036】このような帯電機構に寄与しうる帯電安定
剤としては、トナー中に熔融混練分散後、粉砕、分級し
た際にトナー粒子から遊離しない程度の粒子径を有し、
体積固有抵抗が約104 〜1012Ωcm、かつ熱可塑性樹
脂を静電荷像担持体上の静電潜像と逆極性に摩擦帯電さ
せ得る性質のものが有効であり、従来の摩擦帯電を利用
したトナーの電荷制御剤として利用されているものも殆
ど利用できる。このような物質としては例えば、ニグロ
シン系の油溶性染料、クリスタルバイオレット、トリフ
ェニルアミン、4級アンモニウム塩、アゾ系の金属錯
塩、バラチン染料、オラゾール染料等の金属錯塩染料等
が挙げられる。また、体積固有抵抗と帯電極性さえ適当
であれば、各種顔料、例えば、各種非鉄金属酸化物、亜
鉛華、黄色酸化鉄、ハンザイエロー、ジスアゾイエロ
ー、キノリンイエロー、パーマネントイエロー、ベンガ
ラ、リソールレッド、ウォッチャンレッドカルシウム
塩、ウォッチャンレッドマンガン塩、ピラゾロンレッ
ド、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカ
ーミン3B、紺青、フタロシアニンブルー、酸化チタン
等が利用できる。
The charge stabilizer that can contribute to such a charging mechanism has a particle diameter that does not separate from toner particles when melt-kneaded and dispersed in a toner, then pulverized and classified.
A material having a volume resistivity of about 10 4 to 10 12 Ωcm and a property of being capable of frictionally charging a thermoplastic resin in the opposite polarity to the electrostatic latent image on the electrostatic image carrier is effective. Almost all of the toners used as charge control agents for the toner can be used. Examples of such substances include nigrosine-based oil-soluble dyes, crystal violet, triphenylamine, quaternary ammonium salts, azo-based metal complex salts, varatin dyes, and metal complex salt dyes such as orazole dyes. In addition, various pigments such as various non-ferrous metal oxides, zinc white, yellow iron oxide, Hansa yellow, disazo yellow, quinoline yellow, permanent yellow, red bengal, lithol red, and wool are suitable as long as the volume resistivity and the charging polarity are appropriate. Chang red calcium salt, Watchang red manganese salt, pyrazolone red, lake red C, lake red D, brilliant carmine 3B, navy blue, phthalocyanine blue, titanium oxide and the like can be used.

【0037】着色剤としては、磁性粉が黒色、褐色ない
し暗青色なため必ずしも必須ではないが、通常使用され
ている顔料や染料が使用でき、磁性粉である鉄黒以外に
も例えば、各種非鉄金属酸化物、亜鉛華、黄色酸化鉄、
ハンザイエロー、ジスアゾイエロー、キノリンイエロ
ー、パーマネントイエロー、ベンガラ、リソールレッ
ド、ウォッチャンレッドカルシウム塩、ウォッチャンレ
ッドマンガン塩、ピラゾロンレッド、レーキレッドC、
レーキレッドD、ブリリアントカーミン3B、紺青、フ
タロシアニンブルー、酸化チタン等の顔料、或いは油溶
性の染料を使用できる。
The coloring agent is not necessarily required because the magnetic powder is black, brown or dark blue, but pigments and dyes which are usually used can be used. Metal oxide, zinc white, yellow iron oxide,
Hansa Yellow, Disazo Yellow, Quinoline Yellow, Permanent Yellow, Bengala, Lisor Red, Watchang Red Calcium Salt, Watchang Red Manganese Salt, Pyrazolone Red, Lake Red C,
Pigments such as Lake Red D, Brilliant Carmine 3B, navy blue, phthalocyanine blue and titanium oxide, or oil-soluble dyes can be used.

【0038】着色剤の添加量については、トナーに所期
の着色性を付与するための必要量が添加されるが、添加
量が過多な場合は遊離の着色剤粒子が摩擦帯電助剤とし
て働くこと、トナー担持体、静電荷像担持体等を汚損す
ること等の問題から、トナーに対して10重量%以下で
あることが望ましい。なお、黒色の着色剤としてカーボ
ンブラックが従来、価格及び汎用性等の点から最も一般
的に用いられているが、本発明においては体積固有抵抗
が低いために不適であると判断する。
With respect to the amount of the colorant to be added, a necessary amount for imparting the desired coloring property to the toner is added. If the amount is too large, free colorant particles serve as a triboelectric charging aid. From the viewpoint that the toner carrier, the electrostatic image carrier and the like are stained, it is desirable that the content is 10% by weight or less based on the toner. Heretofore, carbon black has been most commonly used as a black colorant in terms of price, versatility, and the like, but is determined to be unsuitable in the present invention because of its low volume resistivity.

【0039】その他必要な成分としては、各種ワックス
等の滑剤等がある。また、トナーには流動性を改善する
ために、必要に応じてシリカ等を乾式混合する。
Other necessary components include lubricants such as various waxes. Further, in order to improve the fluidity, the toner is dry-blended with silica or the like as necessary.

【0040】トナーとしての抵抗値については、前述し
たような測定方法を用いるが、印加電圧によって体積固
有抵抗値が変化することがあり、特にカーボンブラック
のような低抵抗物質を分散させたトナーでは顕著であ
る。従来の静電誘導を利用したトナーへの電荷付与方法
として、印加電圧が増加するにつれて体積固有抵抗が低
下する現象を利用する方法があるが、本発明に用いるト
ナーではむしろこのような特性は不適で、例えば10,
000V/cmの電界下で1012Ωcm以下になるようなもの
は好ましくない。本発明にけるトナーは約500〜20
00V/cm程度の低電界下で測定すればほぼ一定の抵抗値
を示す。
For the resistance value of the toner, the above-described measurement method is used. However, the volume specific resistance value may change depending on the applied voltage. Particularly, in the case of a toner in which a low-resistance substance such as carbon black is dispersed, Notable. As a conventional method of applying charge to toner using electrostatic induction, there is a method of utilizing a phenomenon in which the volume resistivity decreases as the applied voltage increases. However, such a property is rather unsuitable for the toner used in the present invention. So, for example, 10,
It is not preferable that the resistance is 10 12 Ωcm or less under an electric field of 000 V / cm. The toner according to the present invention is about 500 to 20.
When measured under a low electric field of about 00 V / cm, it shows a substantially constant resistance value.

【0041】トナー担持体としては、例えば図2に示す
ような、内部に複数の磁極6を有し、導電性のスリーブ
7が回転することによってドクターブレード8で規制さ
れたトナー層を搬送する機構が最も一般的である。内部
の磁極6は固定でも回転しても構わない。この導電性の
スリーブは静電潜像との間の現像場で電界を発生させ、
更にはトナー上の潜像と同極性電荷を漏洩させる上から
も、電気的に接地されていることが好ましい。また、有
機及び無機感光体において、露光量が十分でない等の理
由で背景部に残留電位がある場合には地汚れ防止の目的
で、静電潜像と同極性の直流バイアスを印加する必要が
ある。ただし、スリーブへの直流電圧印加は、トナーへ
の電荷注入によって画像濃度低下を招くことがあるた
め、絶対値で300V以下程度に押さえることが望まし
い。ただし反転現像の場合にはバイアスは画像濃度を向
上させる方向に働くために300V以上印加しても問題
ない。
As shown in FIG. 2, for example, the toner carrier has a plurality of magnetic poles 6 therein, and a mechanism for transporting the toner layer regulated by the doctor blade 8 when the conductive sleeve 7 rotates. Is the most common. The internal magnetic pole 6 may be fixed or rotated. This conductive sleeve generates an electric field in the developing field between the electrostatic latent image and
Further, from the viewpoint of leaking electric charges of the same polarity as the latent image on the toner, it is preferable that the electric charges are electrically grounded. In addition, in the case of an organic or inorganic photoreceptor, if there is a residual potential in the background due to insufficient exposure, etc., it is necessary to apply a DC bias having the same polarity as the electrostatic latent image for the purpose of preventing background contamination. is there. However, application of a DC voltage to the sleeve may cause a decrease in image density due to charge injection into the toner. Therefore, it is desirable to suppress the absolute value to about 300 V or less. However, in the case of reversal development, since the bias acts in the direction of improving the image density, there is no problem even if 300 V or more is applied.

【0042】トナー担持体とドクターブレードの間隙及
びトナー担持体と静電荷像担持体との距離は、トナー層
が静電荷像担持体に接触するか極接近するように調整す
る必要がある。また、トナー担持体とドクターブレード
の間隙は0.2mm程度以上1mm程度以下が好ましい。
0.2mm程度以下になると、トナーとスリーブとの摩擦
帯電の効果が大きくなり、画像の環境安定性やランニン
グ安定性が悪化する。なお、トナー担持体とドクターブ
レード、及びトナー担持体と静電荷像担持体の間隙を通
常より大きくできることは、機械設計に於ける寸法精度
をラフにできることから、製造コスト低減および、超大
型画面の複写機等に極めて有利であり、更に緻密な調節
が不要なことから、機械間の性能が安定化するという特
長もある。
The gap between the toner carrier and the doctor blade and the distance between the toner carrier and the electrostatic image carrier need to be adjusted so that the toner layer contacts or comes very close to the electrostatic image carrier. The gap between the toner carrier and the doctor blade is preferably about 0.2 mm or more and about 1 mm or less.
When the thickness is less than about 0.2 mm, the effect of frictional charging between the toner and the sleeve increases, and the environmental stability and running stability of the image deteriorate. The gap between the toner carrier and the doctor blade, and the gap between the toner carrier and the electrostatic image carrier can be made larger than usual, because the dimensional accuracy in mechanical design can be roughened. It is extremely advantageous for copiers and the like, and further has the advantage that the performance between machines is stabilized because fine adjustment is not required.

【0043】静電荷像担持体上に静電潜像を形成する方
法としては、Se系、a−シリコン系等の無機感光体、
及び有機感光体等の静電荷像担持体に光を当てない状態
でコロナ放電等を利用して帯電させることにより均一に
電荷を分布させた後、画像情報を露光して静電潜像を形
成するのが最も一般的である。その他、針状電極によっ
て静電記録紙等に直接静電潜像を記録する方式及びイオ
ンフロー記録等であっても差し支えない。その後、この
静電潜像に例えば磁気力によりトナーを保持したトナー
担持体を接触させると、前記メカニズムによってトナー
は静電潜像に選択的に付着し現像する。
As a method for forming an electrostatic latent image on the electrostatic image carrier, inorganic photosensitive members such as Se-based and a-silicon-based
After uniformly distributing the charge by using a corona discharge or the like without applying light to the electrostatic image carrier such as an organic photoreceptor, the image information is exposed to form an electrostatic latent image It is most common to do so. In addition, a method of directly recording an electrostatic latent image on an electrostatic recording paper or the like using a needle-shaped electrode, an ion flow recording, or the like may be used. Thereafter, when a toner carrier holding the toner is brought into contact with the electrostatic latent image by, for example, a magnetic force, the toner selectively adheres to the electrostatic latent image by the mechanism described above and develops the toner.

【0044】ここで本発明に関する現像法が、従来の電
荷注入による方式および相互摩擦を利用した方式と原理
的に異なる方式であることが以下の現象から明らかであ
る。導電性のトナー担持体から電荷注入されたトナー
が、トナー層の物理的攪乱によってトナー層上層へ移動
し、静電潜像に接触することにより現像する機構につい
ては、トナー担持体を絶縁体にしても現像することから
それによらないものであることが判る。また、電荷注入
サイトとしてカーボンブラック等を表面に付着させるこ
とが望ましいとしていることに於いても、本発明では1
4 Ωcm以下の物質は実質的に含まない方が良好である
ことから、そのメカニズムは全く異なることが判る。
Here, it is apparent from the following phenomena that the developing method according to the present invention is different in principle from the conventional method using charge injection and the conventional method utilizing mutual friction. Regarding the mechanism in which the toner injected from the conductive toner carrier is transferred to the upper layer of the toner layer by physical disturbance of the toner layer and is developed by contacting the electrostatic latent image, the toner carrier is made of an insulator. However, it can be seen from the development that this is not the case. Further, in the present invention, it is desirable that carbon black or the like is attached to the surface as a charge injection site.
0 4 [Omega] cm or less of the material since it is better not substantially contained is good, the mechanism is seen quite different.

【0045】また、トナー粒子相互間の摩擦帯電を利用
する機構についても、以下の点から相違は明らかであ
る。 (1) トナー表面のバインダー樹脂部分と露出した磁性粉
部分が相互摩擦することによって磁性粉が正、樹脂が負
に帯電するとしていることについては、磁性粉量を5%
から55%まで変化させても、現像性に大きな変化は現
れない。 (2) 本発明に用いるトナーは、積極的に磁性粉をトナー
表面に露出させていない。 (3) 摩擦帯電を利用しないため、現像性が環境の影響を
受けない。静電潜像の現像性については7℃20%RH
から30℃85%RHまで殆ど変化せず安定した一定の
画質が得られる。
Also, the mechanism utilizing frictional charging between toner particles is clearly different from the following points. (1) Assuming that the magnetic powder is charged positively and the resin is negatively charged due to mutual friction between the binder resin portion on the toner surface and the exposed magnetic powder portion, the amount of the magnetic powder is reduced by 5%.
Even if it is changed from 50% to 55%, a large change in developability does not appear. (2) The toner used in the present invention does not actively expose the magnetic powder to the toner surface. (3) Developability is not affected by the environment because triboelectric charging is not used. Regarding the developability of the electrostatic latent image, 7 ° C. 20% RH
From 30 ° C. to 85% RH, a stable and constant image quality can be obtained.

【0046】勿論既に述べたように、本発明に関する現
像法は静電誘導ないし誘電分極が支配的であるが、電荷
注入、相互摩擦の効果も若干は存在していることも否定
できない。
Of course, as described above, in the developing method according to the present invention, electrostatic induction or dielectric polarization is dominant, but it cannot be denied that there are some effects of charge injection and mutual friction.

【0047】[0047]

【発明の作用及び効果】本発明は、熱可塑性樹脂は体積
固有抵抗約1×1014Ωcm以上であり、帯電安定剤は体
積固有抵抗約1×104 〜1×1012Ωcmであり、磁性
粉、着色剤は体積固有抵抗約1×104 〜1×1012Ω
cmであり、かつ体積固有抵抗約104 Ωcm以下の物質を
実質的に含まない磁性1成分トナーを、少なくとも現像
場では表面が導電性のトナー担持体を用い、静電潜像の
電界による静電誘導ないし誘電分極によって主に帯電す
ることにより潜像を可視化することを特徴としている。
According to the present invention, the thermoplastic resin has a volume resistivity of about 1 × 10 14 Ωcm or more, and the charge stabilizer has a volume resistivity of about 1 × 10 4 to 1 × 10 12 Ωcm. Powder and colorant have volume resistivity of about 1 × 10 4 to 1 × 10 12 Ω
cm. and a magnetic one-component toner substantially free of a substance having a volume resistivity of about 10 4 Ωcm or less. A toner carrier having a conductive surface at least in a developing field is used. It is characterized in that the latent image is visualized by being mainly charged by electric induction or dielectric polarization.

【0048】絶縁性磁性1成分トナーを用いるため、以
下の特徴がある。 (1) 絶縁性トナーのため静電転写に適しており、PPC
化が可能である。 (2) 1成分現像方式のため、現像機構が簡単になり、小
型化が可能である。また、メンテナンスが従来より容易
ないし不要である。
The use of the insulating magnetic one-component toner has the following characteristics. (1) Suitable for electrostatic transfer due to insulating toner, PPC
Is possible. (2) Because of the one-component developing method, the developing mechanism is simplified and the size can be reduced. Also, maintenance is easier or unnecessary than before.

【0049】さらに本発明に関する現像法は摩擦帯電な
いし電荷注入を利用しないため、以下の特徴がある。 (1) 使用環境(特に湿度)依存性がない。これは印字品
質及び機械の信頼性を大きく向上させるものである。 (2) 特別な電気的手段を用いることなく、トナーの電荷
量が長期の印字でも非常に安定し、画像の信頼性が大き
く向上した。 (3) 現像速度の高速化が可能であり、大型機における現
像器の簡素化、メンテナンスフリー化が可能になった。 (4) 現像器の寸法精度が従来に比べてラフでも良い。 (5) 従来より遅いスリーブ速度(10cm/秒以下)でも
現像性が良い。
Further, since the developing method according to the present invention does not utilize triboelectric charging or charge injection, it has the following features. (1) There is no dependence on the operating environment (especially humidity). This greatly improves printing quality and machine reliability. (2) The amount of charge of the toner was extremely stable even in long-term printing without using any special electric means, and the reliability of the image was greatly improved. (3) The developing speed can be increased, and the developing device in a large-scale machine can be simplified and maintenance-free. (4) The dimensional accuracy of the developing device may be rougher than before. (5) Developability is good even at a sleeve speed (10 cm / sec or less) lower than before.

【0050】[0050]

【実施例】【Example】

製造例 絶縁性磁性トナーの製造 下記配合のトナー原料を予備混合した。部は重量部を表
す。 スチレン−アクリル樹脂(商品名:アルマテックスPA−201、三井東圧化 学(株)製、体積固有抵抗=5×1015Ωcm) 63.0部 マグネタイト(商品名:MG−WMK、三井金属工業(株)製、体積固有抵抗 =5×108 Ωcm) 35.0部 帯電安定剤(以下で詳述) 2.0部 上記原料3kgを、20リットルのミキサー(商品名:
ヘンシェルミキサー、三井三池製作所(株)製)で15
00rpmにて5分間混合した。これを2軸押出混練機
(商品名:PCM−30、池貝鉄工(株)製)で熔融混
練した後、ジェットミルで粉砕、気流分級機にて分級
し、体積基準平均粒径約11μで、5μ以下及び20μ
以上を実質的に含まないトナーをサンプルとした。この
トナーに主に流動性を向上させるため、疎水性シリカを
トナー100重量部に対し0.3部加え乾式混合した。
Production Example Production of Insulating Magnetic Toner A toner material having the following composition was preliminarily mixed. Parts represent parts by weight. Styrene-acrylic resin (trade name: Almatex PA-201, manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., volume resistivity = 5 × 10 15 Ωcm) 63.0 parts Magnetite (trade name: MG-WMK, Mitsui Kinzoku Kogyo) 35.0 parts Charge stabilizer (detailed below) 2.0 parts 3 kg of the above-mentioned raw material is mixed with a 20-liter mixer (trade name: trade name: 5 × 10 8 Ωcm).
Henschel mixer, manufactured by Mitsui Miike Seisakusho Co., Ltd.)
The mixture was mixed at 00 rpm for 5 minutes. This was melt-kneaded by a twin-screw extruder (trade name: PCM-30, manufactured by Ikegai Iron Works Co., Ltd.), pulverized by a jet mill, and classified by an airflow classifier to obtain a volume-based average particle size of about 11 μm. 5μ or less and 20μ
A toner substantially not containing the above was used as a sample. In order to mainly improve the fluidity of this toner, 0.3 parts of hydrophobic silica was added to 100 parts by weight of the toner and dry-mixed.

【0051】試作例 複写試験機の試作 なお、上記トナーを市販の複写機を改造した実験機を用
いて実際に印字試験を行った。複写機としては感光体に
正帯電のSe(表面電位+800V)感光体を用いた機
械及び負帯電のOPC(表面電位−600V)感光体を
用いた複写機を使用した。前者を実験機A、後者を実験
機Bと呼ぶ。それぞれの実験機には同一の現像器を使用
した。現像器の構造および設定条件は以下の通りであ
る。
Trial Production Example Trial Production of Copy Tester A printing test was actually performed on the above toner using an experimental machine obtained by modifying a commercially available copy machine. As the copying machine, a machine using a positively charged Se (surface potential of +800 V) photoconductor and a copying machine using a negatively charged OPC (surface potential of -600 V) photoconductor were used. The former is referred to as experimental machine A, and the latter as experimental machine B. The same developing device was used for each experimental machine. The structure and setting conditions of the developing device are as follows.

【0052】現像器の基本機構: ・内部磁極:8極、1000ガウス、1000rpmで
感光体と逆方向に回転 ・導電性スリーブ:直径24mmφ、周速15cm/secで感
光体と同方向に回転(感光体との相対速度は10cm/sec
以下) ・ドクターブレード−導電性スリーブ間隙:0.3mm ・感光体−導電性スリーブ間隙:0.3mm ・スリーブは電気的に接地
Basic mechanism of the developing device: ・ Internal magnetic pole: 8 poles, 1000 gauss, rotating in the opposite direction to the photoconductor at 1000 rpm ・ Conductive sleeve: 24 mm in diameter, rotating in the same direction as the photoconductor at a peripheral speed of 15 cm / sec ( 10cm / sec relative speed to photoconductor
・ Doctor blade-conductive sleeve gap: 0.3mm ・ Photoconductor-conductive sleeve gap: 0.3mm ・ Sleeve is electrically grounded

【0053】(実施例1〜8)帯電安定剤としては第1
表のような物質を選択した。
(Examples 1 to 8)
The substances shown in the table were selected.

【0054】 第1表 実施例 帯電安定剤 体積抵抗 Ωcm 1 ニグロシン染料(注1) 2×109 2 ニグロシン染料(注2) 8×1010 3 ニグロシン染料(注3) 2×108 4 アニリンブラック(試薬) 6×108 5 スピロンブラック(注4) 5×108 6 粗製ニグロシン染料 5×105 7 アゾ系含金属染料(注5) 6×1010 8 アゾ系含金属染料(注6) 3×1011 9 キナクリドン顔料(注7) 8×1012 10 フタロシアニンブルー(注8) 1×1011 (注1)ニグロシンベースEX:オリエント化学(株)
製 (注2)ボントロンN−2:オリエント化学工業(株)
製 (注3)ボントロンN−07:オリエント化学工業
(株)製 (注4)スピロンブラックSB:オリエント化学工業
(株)製 (注5)スピロンブラックTHR:保土谷化学工業
(株)製 (注6)ボントロンS−34:オリエント化学化学工業
(株)製 (注7)KET RED 310:大日本インキ化学工
業(株)製 (注8)リオノールブルーSL:東洋インキ製造(株)
Table 1 Examples Charge Stabilizer Volume Resistance Ωcm 1 Nigrosine Dye (Note 1) 2 × 10 9 2 Nigrosine Dye (Note 2) 8 × 10 10 3 Nigrosine Dye (Note 3) 2 × 10 8 4 Aniline Black (reagent) 6 × 10 8 5 Spiron black (Note 4) 5 × 10 8 6 crude nigrosine dye 5 × 10 5 7 azo metal-containing dyes (Note 5) 6 × 10 10 8 azo metal-containing dyes (Note 6 3 × 10 11 9 Quinacridone pigment (Note 7) 8 × 10 12 10 Phthalocyanine blue (Note 8) 1 × 10 11 (Note 1) Nigrosine base EX: Orient Chemical Co., Ltd.
(Note 2) Bontron N-2: Orient Chemical Industry Co., Ltd.
(Note 3) Bontron N-07: manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd. (Note 4) Spiron Black SB: manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd. (Note 5) Spiron Black THR: manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd. (Note 6) Bontron S-34: manufactured by Orient Chemical Co., Ltd. (Note 7) KET RED 310: manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. (Note 8) Lionol Blue SL: Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.
Made

【0055】上記各トナーを現像器中に50g投入し、
50枚のベタ黒画像連続印字実験を行い、印字開始1枚
目及び50枚目の3×3cm角のベタ黒部反射濃度を測定
した(反射濃度計、マクベスRD−918)。これを同
一トナーで実験機A及びBで行った。結果を第2表に示
した。
50 g of each of the above toners is put into a developing device,
A solid black image continuous printing experiment was performed on 50 sheets, and the reflection density of a 3 × 3 cm square solid black portion of the first sheet and the 50th sheet was measured (reflection densitometer, Macbeth RD-918). This was carried out on experimental machines A and B with the same toner. The results are shown in Table 2.

【0056】 第2表 印字試験画像濃度 実施例 樹脂との摩擦帯電極性 実験機A 実験機A 実験機B 実験機B 初期 50枚 初期 50枚 1 正 1.32 0.37 1.49 1.42 2 正 1.31 0.85 1.40 1.32 3 正 1.36 0.25 1.43 1.38 4 正 1.38 0.32 1.41 1.34 5 正 1.38 0.40 1.38 1.34 6 正 1.37 0.35 1.39 1.31 7 負 1.37 1.38 1.39 0.58 8 負 1.32 1.34 1.30 0.77 9 負 1.39 1.37 1.38 1.14 10 負 1.47 1.41 1.32 0.98 11 正/負 1.41 1.38 1.42 1.40 Table 2 Printing Test Image Density Example Example Tribo-Charging Polarity with Resin A Experimental Machine A Experimental Machine B Experimental Machine B Initial 50 Sheets Initial 50 Sheets 1 Positive 1.32 0.37 1.49 1.42 2 Positive 1.31 0.85 1.40 1.32 3 Positive 1.36 0.25 1.43 1.34 4 Positive 1.38 0.32 1.41 1.34 5 Positive 1.38 0.40 1.38 1.334 6 Positive 1.37 0.35 1.39 1.317 Negative 1.37 1.38 1.39 0.58 8 Negative 1.32 1.34 1.30 0.77 9 Negative 1.39 1.37 1.38 1.14 10 Negative 1.47 1.41 1.32 0.98 11 Positive / Negative 1.41 1.43 1.42 1.40 1.40

【0057】本発明に関するトナーは初期画像現像に於
いては、静電誘導による電荷を利用しているために、正
極性も負極性もいずれの極性の静電潜像も同様に良好に
現像することが判った。しかしベタ黒画像を連続印字す
ることによって、静電潜像と同極性電荷トナーがトナー
層中に蓄積してくるために、樹脂に対する摩擦帯電極性
が、静電潜像と同極性の帯電安定剤を用いたトナーは画
像の濃度が低下が著しく、不適であった。(表中画像濃
度数値に下線を施してあるものが、本発明による結果を
表している。反射濃度は実用上1.2以上、さらに望ま
しくは1.3以上であることが好ましい。)また実施例
1に於いて、環境を7℃・20%RH、23℃・50%
RH、30℃・85%RHと変化させて同様な印字試験
を行ったが、帯電に摩擦電荷を利用しないため、いずれ
の環境に於いても画像濃度、画質の劣化は認められなか
った。
In the initial image development, the toner according to the present invention utilizes charges induced by electrostatic induction, so that an electrostatic latent image of either polarity, either positive polarity or negative polarity, is developed equally well. It turns out. However, by continuously printing solid black images, toner with the same polarity as the electrostatic latent image accumulates in the toner layer. In the case of using the toner, the density of the image significantly decreased, and was not suitable. (The underlined image density values in the table show the results according to the present invention. The reflection density is practically 1.2 or more, more preferably 1.3 or more.) In Example 1, the environment was 7 ° C./20% RH, 23 ° C./50%
A similar printing test was conducted by changing the RH to 30 ° C. and 85% RH. However, no deterioration in image density and image quality was observed in any environment because triboelectric charge was not used for charging.

【0058】(実施例11)実施例1及び実施例7で用
いた帯電安定剤を、各1部づつ用い、実施例1〜10と
同様に印字試験を行った。この場合、第2表に示すよう
に両方の極性の静電潜像に対して画像濃度が安定化し同
一トナーで正/負極性及び正規/反転いずれの現像も可
能であることが判った。
Example 11 A printing test was performed in the same manner as in Examples 1 to 10, except that one part of each of the charge stabilizers used in Examples 1 and 7 was used. In this case, as shown in Table 2, it was found that the image density was stabilized with respect to the electrostatic latent images of both polarities, and that both positive / negative and normal / reverse development could be performed with the same toner.

【0059】(比較例1〜9)比較例として第3表のよ
うな各種物質を実施例1〜11と同様に評価した。(な
お比較例8、9のみ、カーボンブラックの体積固有抵抗
値が小さいため、1.0部とし、スチレン−アクリル樹
脂を64.0部とした。)結果を第4表に示した。
(Comparative Examples 1 to 9) As comparative examples, various substances shown in Table 3 were evaluated in the same manner as in Examples 1 to 11. (Since the volume resistivity of carbon black is small in Comparative Examples 8 and 9, only 1.0 part was used, and styrene-acrylic resin was used in 64.0 parts.) The results are shown in Table 4.

【0060】 第3表 比較例 帯電安定剤(商品名体積抵抗 Ωcm 1 4級アンモニウム塩(注1) 1×1015 2 4級アンモニウム塩(注2) 1×1016 3 ホウ素化合物(注3) 5×1013 4 Cr(3価)錯体(注4) 3×1015 5 Zn錯体(注5) 3×1014 6 アゾ顔料(注6) 5×1014 7 フタロシアニングリーン(注7) 2×1014 8 カーボンブラック(注8) 2×103 9 カーボンブラック(注9) 4×102 (注1)TP−302:保土谷化学工業(株)製 (注2)ボントロンP−51:オリエント化学工業
(株)製 (注3)LR−147:日本カーリット(株)製 (注4)ボントロンPNR−BE:オリエント化学工業
(株)製 (注5)ボントロンE−84オリエント化学工業(株)
製 (注6)リオノールイエローFGN−T:東洋インキ製
造(株)製 (注7)リオノールグリーン6Y−501:東洋インキ
製造(株)製 (注8)三菱カーボン44:三菱化成工業(株)製 (注9)コンダクテックスSC:コロンビアカーボン社
Table 3 Comparative Example Charge Stabilizer (trade name ) Volume resistance Ωcm 1 Quaternary ammonium salt (Note 1) 1 × 10 15 2 Quaternary ammonium salt (Note 2) 1 × 10 16 3 Boron compound (Note 3) ) 5 × 10 13 4 Cr ( 3 -valent) complexes (Note 4) 3 × 10 15 5 Zn complex (Note 5) 3 × 10 14 6 azo pigment (Note 6) 5 × 10 14 7 phthalocyanine Green (Note 7) 2 × 10 14 8 carbon black (Note 8) 2 × 10 3 9 carbon black (Note 9) 4 × 10 2 (Note 1) TP-302: Hodogaya Chemical Co., Ltd. (Note 2) Bontron P-51: Orient Chemical Co., Ltd. (Note 3) LR-147: Nippon Carlit Co., Ltd. (Note 4) Bontron PNR-BE: Orient Chemical Co., Ltd. (Note 5) Bontron E-84 Orient Chemical Co., Ltd. )
(Note 6) Lionol Yellow FGN-T: manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd. (Note 7) Lionol Green 6Y-501: manufactured by Toyo Ink Mfg. Co., Ltd. (Note 8) Mitsubishi Carbon 44: Mitsubishi Chemical Industry Co., Ltd. (Note 9) Conductex SC: manufactured by Columbia Carbon Co., Ltd.

【0061】 第4表 印字試験画像濃度 比較例 樹脂との摩擦帯電極性 実験機A 実験機A 実験機B 実験機B 初期 50枚 初期 50枚 1 正 0.90 0.95 1.36 1.37 2 正 1.06 1.19 1.40 1.31 3 負 0.35 0.88 0.46 0.22 4 負 1.40 1.36 1.16 0.25 5 負 1.37 1.34 0.84 0.32 6 負 1.40 1.40 1.23 1.05 7 負 1.45 1.46 1.20 0.88 8 − 1.42 0.75 1.28 1.13 9 − 1.34 1.18 1.24 1.03Table 4 Printing Test Image Density Comparison Example Triboelectricity Polarity Test with Resin A Experimental Machine A Experimental Machine B Experimental Machine B Initial 50 sheets Initial 50 sheets 1 Positive 0.90 0.95 1.36 1.37 1.37 2 Positive 1.06 1.19 1.40 1.33 3 Negative 0.35 0.88 0.46 0.22 4 Negative 1.40 1.36 1.16 0.25 5 Negative 1.37 1.34 0.84 0.32 6 Negative 1.40 1.40 1.23 1.05 7 Negative 1.45 1.46 1.20 0.88 8-1.42 0.75 1.28 1.13 9- 1.34 1.18 1.24 1.03

【0062】比較例1〜2及び4〜7は体積固有抵抗が
高いため、摩擦帯電の効果が静電誘導ないし誘電分極の
効果に比べ大きくなるため、両極性の静電潜像の初期に
於ける現像性、およびベタ黒50枚後の画像濃度低下の
点で不適であった。しかし、適性を有する潜像極性に対
する現像においては実施例1〜11と同様に安定してい
る。しかしながら、前記3環境条件(7℃・20%R
H、23℃・50%RH、30℃・85%RH)下にお
ける摩擦帯電の湿度依存性画像試験においては画像濃度
が変化し、不適であった。よってこれらは本発明に関す
る現像法とは異なることが判る。また、比較例8〜9は
体積固有抵抗が低いため、両極性の静電潜像を同様に現
像するが、電荷の保持及び放散性が劣るため、印字枚数
が進むに従い画像濃度が低下し不適であった。比較例3
については、摩擦帯電性も劣り両極性ともに画像濃度が
不足であった。
In Comparative Examples 1-2 and 4-7, the volume resistivity was high, and the effect of triboelectric charging was greater than the effect of electrostatic induction or dielectric polarization. In terms of the developing property and the image density decrease after 50 sheets of solid black. However, in the development for the latent image polarity having an appropriate property, it is stable as in Examples 1 to 11. However, the above three environmental conditions (7 ° C., 20% R
H, 23 ° C./50% RH, 30 ° C./85% RH), the image density changed in a humidity-dependent image test of triboelectric charging, which was unsuitable. Therefore, it is understood that these are different from the developing method according to the present invention. In Comparative Examples 8 and 9, electrostatic latent images of both polarities were developed in the same manner because of low volume resistivity. However, since the charge retention and dissipative properties were inferior, the image density was reduced as the number of printed sheets was increased and the image density was unsuitable. Met. Comparative Example 3
Was poor in triboelectric chargeability and image density was insufficient in both polarities.

【0063】(参考例1) トナー原料を以下のように磁性粉量に着目して変化させ
たトナーを実施例1〜11と同様に試作した。使用した
原材料は、実施例1と同一である。
(Reference Example 1) Toners were produced in the same manner as in Examples 1 to 11, except that the toner raw materials were changed with the focus on the amount of magnetic powder as follows. The raw materials used are the same as in Example 1.

【0064】 第5表 原材料処方(重量%) 実験機Bでの サンプル名 樹脂 マグネタイト 帯電安定剤 試験結果 A 88 10 2 トナー現像量過多 B 78 20 2 やや不良(飛び散り) 実施例1 63 35 2 良好 C 48 50 2 良好Table 5 Raw material formulation (% by weight) Sample name in experimental machine B Resin magnetite charge stabilizer Test result A 88 10 2 Toner excess B 78 202 2 Slightly poor (scattering) Example 1 63 35 2 Good C48 50 2 Good

【0065】磁性粉量は35〜50%が最も良好であっ
た。トナーサンプルA及びBについては静電潜像の現像
性という点では問題なく、トナー担持体の磁力が一定な
ため、この実験機では現像性が不適合なだけと考えられ
る。
The best amount of magnetic powder was 35 to 50%. Regarding the toner samples A and B, there is no problem with respect to the developability of the electrostatic latent image, and since the magnetic force of the toner carrier is constant, it is considered that the developability is simply inappropriate in this experimental machine.

【0066】(参考例2) 帯電安定剤が104 Ωcm以下の場合を、第6表のよう
に、カーボンブラック添加量を変化させて実験機Bを用
いて印字試験を行った。カーボンブラックは比較例9に
用いたものを使用した。
Reference Example 2 When the charge stabilizer was 10 4 Ωcm or less, as shown in Table 6, a printing test was carried out using an experimental machine B while changing the amount of carbon black added. The carbon black used in Comparative Example 9 was used.

【0067】 第6表 原材料処方(重量%) 実験機Bでの画像濃度 サンプル名 樹脂 M(*) C(**) 初期 50枚 D 65 35 0 1.35 0.88 E 64.9 35 0.1 1.26 0.95 比較例9 64 35 1.0 1.24 1.03 F 62 35 3.0 1.19 1.01 G 58 35 7.0 1.18 1.09 *:マグネタイト **:カーボンブラックTable 6 Raw Material Formulation (% by Weight) Image Density in Experimental Machine B Sample Name Resin M (*) C (**) Initial 50 Sheets D 65 35 0 1.35 0.88 E 64.9 350 .1 1.26 0.95 Comparative Example 9 64 35 1.0 1.24 1.03 F62 35 3.0 1.19 1.01 G58 35 7.0 1.18 1.09 *: Magnetite * *:Carbon black

【0068】カーボンブラック添加は例え微量であって
も、その量に従い画像濃度が低下し、また静電転写性も
悪化するため不適であった。
Even if a small amount of carbon black was added, the image density was lowered in accordance with the amount, and the electrostatic transferability was deteriorated.

【0069】(参考例3) 実施例1に用いたトナーに於いて、その帯電安定剤の添
加量を変化させて、実施例1と同様に試作し、印字試験
を行った。結果を第7表に示した。
(Reference Example 3) A trial production was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of the charge stabilizer added to the toner used in Example 1 was changed, and a printing test was performed. The results are shown in Table 7.

【0070】 第7表 原材料処方(重量%) 実験機Bでの画像濃度 サンプル名 樹脂 マク " ネタイト 帯電安定剤 初期 50枚 H 64 35 1 1.46 1.40 実施例1 63 35 2 1.49 1.42 I 61 35 4 1.38 1.40 J 57 35 8 1.40 1.31Table 7 Raw Material Formulation (% by Weight) Image Density in Experimental Machine B Sample Name Resin Mac Netite Charge Stabilizer Initial 50 Sheets H 64 35 1 1.46 1.40 Example 1 63 35 2 1.49 1.42 I 61 354 4.38 1.40 J 57 358 1.40 1.31

【0071】トナーJでは添加量が過多なため、トナー
としての体積固有抵抗が低下し、やや不適であったが、
他はいずれも良好であった。
Although the toner J had an excessive amount of addition, the specific volume resistance of the toner was lowered, and the toner J was slightly unsuitable.
Everything else was good.

【0072】[0072]

【0073】[0073]

【0074】[0074]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の現像方法の概念を示す断面図 (a) 図1の円内拡大図 (b) トナー単独粒子の荷電状態の拡大図 (c) トナー磁気ブラシに於ける荷電状態の概念を示
す断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the concept of the developing method of the present invention. (A) Enlarged view in the circle of FIG. 1 (b) Enlarged view of the charged state of toner alone particles (c) Concept of charged state in toner magnetic brush Cross section showing

【図2】 本発明のトナー担持体の概念を示す断面図FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the concept of the toner carrier of the present invention.

【0075】 1・・・トナー担持体 2・・・磁極 3・・・トナー粒子 4・・・静電荷像担持体 5・・・静電荷像 6・・・磁極 7・・・導電性スリーブ 8・・・ドクターブレードReference Signs List 1 toner carrier 2 magnetic pole 3 toner particles 4 electrostatic image carrier 5 electrostatic image 6 magnetic pole 7 conductive sleeve 8 ... Doctor blades

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−134640(JP,A) 特開 昭56−78846(JP,A) 特開 昭62−70862(JP,A) 特開 平1−250963(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/08 G03G 9/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-54-134640 (JP, A) JP-A-56-78846 (JP, A) JP-A-62-70862 (JP, A) JP-A-1- 250963 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) G03G 15/08 G03G 9/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも熱可塑性樹脂、磁性粉、帯電安
定剤、および必要に応じて着色剤を含有し、該熱可塑性
樹脂は体積固有抵抗約1×1014Ωcm以上であり、該帯
電安定剤は体積固有抵抗約1×104 〜1×1012Ωcm
であり、該磁性粉および該着色剤は体積固有抵抗約1×
104 〜1×1012Ωcmであり、かつ体積固有抵抗約1
4 Ωcm以下の物質を実質的に含まない磁性1成分トナ
ーを、少なくとも現像場では表面が導電性のトナー担持
体に磁力を用いて保持し、静電荷像担持体上に形成され
た静電潜像に該磁性1成分トナーを接触させ、該静電潜
像の電界による静電誘導ないし誘電分極によって主に帯
電することにより潜像を可視化することを特徴とする絶
縁性磁性1成分トナーの現像方法。
1. A thermoplastic resin comprising at least a thermoplastic resin, a magnetic powder, a charge stabilizer, and, if necessary, a colorant, wherein the thermoplastic resin has a volume resistivity of about 1 × 10 14 Ωcm or more. Is about 1 × 10 4 to 1 × 10 12 Ωcm
Wherein the magnetic powder and the coloring agent have a volume resistivity of about 1 ×.
10 4 to 1 × 10 12 Ωcm and a volume resistivity of about 1
0 4 [Omega] cm the magnetic one-component toner which is substantially free of the following materials, using a magnetic held to at least the developing field surface conductive toner carrier is, electrostatic formed electrostatic image bearing member A latent image is visualized by bringing said magnetic one-component toner into contact with a latent image and mainly charging by electrostatic induction or dielectric polarization by an electric field of said electrostatic latent image; Development method.
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