JP3986044B2

JP3986044B2 - Two-component developer, image forming apparatus and image forming method

Info

Publication number: JP3986044B2
Application number: JP2001084458A
Authority: JP
Inventors: 文浩佐々木; 浩明松田; 冰朱; 麻衣子近藤; 洋志中井; 博人樋口; 康敬岩本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP2002287417A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等に用いる電子写真法、静電印刷法等を用いた画像形成方法、画像形成装置及びこれに用いる現像剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法は、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により静電潜像坦持体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙等にトナーを転写した後、加熱あるいは溶剤蒸気等により定着し、コピ−画像或いはプリント画像を得るものである。感光体等の静電潜像坦持体上に形成された静電潜像を現像する手段としては、液体現像剤を用いる方法（湿式現像法）と、結着樹脂中に着色剤を分散させたトナー或いはこのトナーをキャリアと混合した一成分型又は二成分型乾式現像剤を用いる方法（乾式現像法）とがある。これらの方法にはそれぞれ長所・短所があるが、現在では二成分現像方法が多く利用されている。二成分現像方法は、一成分現像方法に比べて、比較的、高速化・高寿命化が可能であることから、中速から高速の複写機やプリンタ−を中心に広く普及している。
【０００３】
近年では、複写或いはプリント画像のより高精細化・高解像化が強く望まれている。こうした高精細、高解像度の画像を得るために、特公平６−８２２２７号公報，特公平７−６０２７３号公報、特開平２−８７７号公報では、平均粒径が小さく、かつ５μｍ以下のトナー粒子含有量及びその分布を規定した現像剤が提案されている。これらの公報では、５μｍ以下のトナー粒子は高精細、高解像度の画像を形成するための必須成分であり、この粒径のトナーが潜像の現像時に円滑に供給される場合、潜像に忠実な、即ち、潜像からはみ出すことのない再現性に優れた画像が得られるとしている。また、一方で、エッジ部に比べて画像中央部の濃度が薄くなるエッジ効果現象は、５μｍ以下のトナー粒子程、顕著に現れるが、これに対しては５μｍ以上の中間粒径のトナー粒子の個数％を規定することで、この問題を解決できるとしている。
【０００４】
しかしながら、小粒径のトナーほど高精細、高解像度の画像を形成するには有利ではあるが、トナー全体のうち５μｍ以下のトナー粒子が１７個数％含有されているとしても、体積％にすれば全体のわずか３体積％を占めるにすぎない。この程度の量で、５μｍ以下の小粒径トナーを潜像上の周囲部分に選択的に乗せることは困難である。一方、これら磁性トナーは結着樹脂に対して５０重量部以上磁性体を含有しているため、１ｋエルステッド（１ｋＯｅ＝約７９．６ｋＡ・ｍ）の磁場中での磁化が２０ｅｍｕ／ｇより大きくなる。そのため、磁気バイアス効果によりトナーが現像されにくく、特にトナーが５μｍ以下のトナー粒子を６０個数％と多量に含有する場合では、トナーが過剰帯電するため、更に現像能力が劣る。その結果、画像濃度は著しく低下する。また、トナーが現像されにくいと、キャリア表面にトナーが蓄積するため、スペントと呼ばれる現象が生じ、現像剤の寿命を著しく損なうという問題が生じている。
【０００５】
このようなスペントを防止するため、従来、キャリア表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案されている。例えば、スチレン−メタクリレート共重合体、スチレン重合体等の樹脂で被覆されたキャリアが知られている。しかし、このようなキャリアは、帯電特性には優れているが、表面の臨界表面張力が比較的高いため、現像剤としての寿命はそれほど長くない。
【０００６】
それ以外に、四フッ化エチレン共重合体を被覆したキャリアが知られている。しかし、このキャリアは表面張力が低いためトナーのスペント化は起きにくいが、四フッ化エチレン共重合体が摩擦帯電系列において、最も負側に位置していることから、トナーを負極性に帯電しようとする場合には用いることができない。
【０００７】
また、低表面張力を持つキャリアとして、シリコーン樹脂含有の被覆層でコートしたキャリアが提案されている。例えば、不飽和シリコーン樹脂とオルガノシリコーン、シラノール等をスチレン−アクリル樹脂と混合してキャリア表面を被覆したもの（米国特許第３５６２５３３号明細書）、ポリフェニレン樹脂とオルガノシリコーンターポリマー樹脂とで表面を被覆されたキャリア（米国特許第３８４７１２７号明細書）；スチレン−アクリレートメタクリレート樹脂と、オルガノシラン、シラノール、シロキサン等で表面を被覆されたキャリア（米国特許第３６２７５２２号明細書）；シリコーン樹脂で表面を被覆されたキャリア（特開昭５５−１２７５６７号公報）；及び樹脂変性シリコーン樹脂で表面を被覆されたキャリア（特開昭５５−１５７７５１号公報）等が挙げられる。このようにシリコーン樹脂被覆キャリアにすることによって、耐スペント性は向上するが、５μｍ以下のトナー粒子が多い場合には、昨今の高寿命化の要求を十分に満足しているとは言えない。
【０００８】
５μｍ以下のトナー粒子を少なく規定したものとしては、特開平４−１２４６８２号公報、特開平１０−９１０００号公報で、一成分現像方式について提案されている。しかし、画像の品質を決定付ける大部分のトナー粒子が存在する範囲の粒径分布については記載されていない。また、その効果も一成分現像方式に限定されたものとなっている。
【０００９】
一成分現像法では、二成分現像法のようにキャリア粒子とトナー粒子を混合した現像剤を用いず、トナーと現像スリーブの摩擦により発生する電気力あるいは磁性体を含有するトナーと磁石を内蔵した現像スリーブ間の磁力により現像スリーブ上にトナーを保持する。それにより、静電潜像に近接すると静電潜像が形成する電界によるトナー粒子に対する潜像方向への吸引力が、トナー粒子と現像スリーブ間の結合力に打ち勝って、トナー粒子は静電潜像上に吸引付着されて静電潜像が可視化されるものである。したがって、一成分現像法ではトナー濃度を制御する必要が無いために、現像装置が小型化できるという利点があるが、現像領域でのトナーの粒子数が二成分に比べて少ないために感光体上へのトナーの現像量が十分ではなく、高速の複写機への対応が困難であった。
【００１０】
これらの欠点を改善する方法として特公平５−６７２３３号公報のようなトナー濃度制御を必要としない二成分現像法が考案されている。この二成分現像方では、現像スリーブ周辺の現像剤がトナー供給部分でトナーを現像剤中に取り込み、現像剤を層厚規制部材で規制を加えてトナーの帯電を行なうために、トナーを補給する補給機構やトナー濃度を検知するセンサが必要ない。しかし、従来の二成分現像装置に比べて現像剤量を多くすることができないために、現像スリーブの線速が速くなる高速機の場合には、トナーに十分に帯電することができず地肌汚れが発生する。その上、トナーに十分な帯電を付与しようとする場合には層厚規制部材での規制ストレスを強くする必要があるため、現像剤粒子同士の衝突等による発熱でキャリア表面にトナーの膜が形成されるいわゆるスペント化が生じ、キャリアの帯電特性が使用時間とともに低下し、トナー飛散や地かぶり等が発生するという欠点があった。
【００１１】
また、上記のような小型の現像装置に用いる現像剤には、短時間で補給されたトナーに帯電を付与する必要があるため、補給されたトナーが現像剤と速やかに混合するようにトナーに多量の流動性向上剤を添加していたが、このような現像剤を繰り返し使用すると、トナー中の過剰の流動性向上剤が静電潜像担持体上に強固に付着し、スジ上の異常画像が発生するという欠点があった。更に、現像剤の撹拌ストレスを大きくした場合には前記スペント化の現象以外にも、トナーの帯電量が必要以上に大きくなるいわゆるチャージアップ現象も起きるという問題がある。
【００１２】
加えて、これらの小型の現像装置では現像剤の量が少ないため、現像剤が保持しているトナー量が少なく、画像面積の多い原稿を連続して複写した場合にはトナーの消費量が多くなり、現像剤中のトナー濃度が極端に変化するため画像濃度が低くなるという欠点があった。
【００１３】
また、この現像装置では、現像剤の動きが活発な箇所とそうでない箇所、あるいは現像剤の多い箇所と少ない箇所においてトナーの取り込み量が異なり、部分的にトナー濃度が不安定となって画像濃度ムラやかぶりが発生し易い。そこで、トナーホッパー内に２つのトナー供給部材を配設し、各トナー供給部材で形成される経路に現像剤を通過させることにより、装置長手方向における濃度ムラやかぶりを解決する技術が特開昭６３−４２８２号公報に開示されている。しかし、上記公報に開示された技術では、トナー供給部材を２つ使用するため、現像ユニットが大型化してしまうと共にコストアップしてしまうという問題点がある。
【００１４】
また、特に前述の現像剤の動きによってトナーの取り込みを自己制御する現像法においては、トナーの粒径及び粒径分布が重要であり、すなわち５μｍ以下の粒子個数が多いと、トナーの流動性が悪化し、トナーの取り込みが安定して行えないと言う欠点がある。また、トナー中に粗大粒子が多い場合にはトナーの実質的な取り込み量が減少し、特にトナー消費量の多い画像を出力した場合には画像濃度が低下するという問題が生ずる。
【００１５】
この点に関して、流動性付与剤の平均粒径、添加量を規定する方法も多数提案されている。例えば、特開平２−４３６５４号公報では、平均粒径０．０５μｍ以下のシリカ微粉末と平均粒径０．１μｍ以上のチタニア粒子を添加する方法が提案されているが、チタニア粒子を添加することは環境安定性、画像濃度安定化には効果が有るものの、平均粒径０．１μｍ以上の流動性付与剤を使用した場合、現像機中でトナーから脱離してしまい、トナーの流動性の悪化に起因する地肌汚れ等の画像品質を損なう原因となる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の欠点を解決しようとするもので、
第１の目的は、トナーへの帯電の付与が十分に行われ、トナー飛散や地肌汚れのない良好な画像を得ることができる現像剤、それを用いる画像形成方法及び画像形成装置を提供することである。
【００１７】
第２の目的は、細線・中間調の再現性に優れた良好な画像を得ることができる現像剤、それを用いる画像形成方法及び画像形成装置を提供することである。
【００１８】
第３の目的は環境安定性、長時間使用した場合の経時安定性優れた現像剤、それを用いる画像形成方法及び画像形成装置を提供することである。
【００１９】
第４の目的は、トナー補給機構及びトナー濃度センサを必要としない、小型で安価な画像形成方法、画像形成装置及びそれに用いる現像剤を提供することである。
【００２０】
本発明者らは鋭意検討の結果、以下のような二成分現像剤を提供することによって上記の問題が解決されることを見出した。すなわち。本発明によれば、少なくとも結着樹脂及び磁性体からなる磁性トナーと、少なくとも磁性体からなる磁性キャリアとからなる二成分現像剤において、該磁性トナーの粒径分布が、（１）重量平均粒径が７．０〜８．０μｍ、（２）５μｍ以下の磁性トナー粒子が４１．２〜５１．４個数％であり、かつ、該磁性トナーの（３）５ｋエルステッド磁場中での磁化が１７．１から１８．１ｅｍｕ／ｇであり、（４）１ｋエルステッド磁場中での磁化が１２．１〜１３．４ｅｍｕ／ｇであることを特徴とする二成分現像剤が提供される。
【００２１】
さらに、本発明者らの検討によって、以下のような画像形成方法及び画像形成装置が提供される。すなわち、本発明者らは、内部に磁界発生手段を有し、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持されて搬送される前記現像剤の量を規制する第１の規制部材と、第１の規制部材により掻き落とされた前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に隣接し、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置であって、前記現像剤収容部は、第１の規制部材よりも前記現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配設された第２の規制部材を有し、第２の規制部材は、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が上昇し、該現像剤の層厚が増加した場合に該現像剤の増加分の通過を規制すべく、前記現像剤担持体との間隙が設定されている現像方法において、該トナーが少なくとも結着樹脂と磁性体からなる磁性トナーで、該磁性トナーの粒径分布が、（１）重量平均粒径が７．０〜８．０μｍ、（２）５μｍ以下のトナー粒子が４１．２〜５１．４個数％であり、該磁性トナーの磁化が（３）５ｋエルステッド磁場中での磁化が１７．１〜１８．１ｅｍｕ／ｇであり、（４）１ｋエルステッド磁場中での磁化が１２．１〜１３．４ｅｍｕ／ｇであることが重要であることを見出した。
【００２２】
すなわち、本発明に用いるトナーは、まず、トナー粒子全体のうち５μｍ以下の粒子個数が４１．２〜〜５１．４％とすることにより、高精細、高解像度の画像を形成することが可能となる。加えて、特に小型の現像装置を用いた場合には、１ｋエルステッド磁場中での磁化が１２．１〜１３．４ｅｍｕ／ｇとすることによりトナーの流動性が良好になり、現像剤の動きによってトナーの取り込みが安定して行えるため、画像の濃度ムラを防止できる。５μｍ以下の粒子個数が５１．４％より多いとトナーとしての流動性が悪化し、トナーの取り込みが円滑に行われないため、トナー濃度ムラによる画像濃度ムラが発生しやすくなる。一方、５μｍ以下の粒子個数が４１．２％未満の場合には、潜像を忠実に再現する微細粒子が減少するため、特に高解像度の画像を出力する場合、その再現性に劣るという問題が生ずる。さらに、粗大粒子が多い場合にはトナーの実質的な取り込み量が減少し、特にトナー消費量の多い画像を出力した場合には画像濃度が低下するという問題が生ずる。
【００２３】
本発明の二成分現像剤に用いるトナーの重量平均粒径は７．０〜８．０μｍでる。重量平均粒径７．０μｍ未満では、長期間の使用でトナーの電荷が高くなり、画像濃度の低下特に低湿環境下での画像濃度低下等の問題が生じやすい。また、重量平均粒径が８．０μｍを超える場合では、１２００ｄｐｉの微小スポットの解像度が充分でなく、その上非画像部への飛び散りも多く、画像品質が劣る傾向にあった。
【００２４】
本発明に用いる磁性トナーの５ｋエルステッド磁場中での磁化は１７．１〜１８．１ｅｍｕ／ｇである。また、１ｋエルステッド磁場中での磁化が１２．１〜１３．４ｅｍｕ／ｇである。これによって、トナー取り込み時に現像剤がトナーを効率よく取り込むことができるため、トナー消費量の多い画像を繰り返し複写しても画像濃度の低下を防止できる。また、トナー自体の磁化による現像剤担持体方向への磁気束縛力により現像剤担持体の回転に伴うトナー飛散や地肌部分へのトナー現像を有効に防止できる。さらに、現像剤が現像スリーブから離脱し感光体上に付着することを防止することが可能で、さらに現像に寄与する現像剤を構成するキャリアの粒子径を小さくすることによりトナーの保有率を高くできるために、高速複写機においても十分な画像濃度及び細線再現性を達成できる。
【００２５】
本発明の二成分現像剤に用いるトナーの分級方法としては、トナー粉原料を気流中におけるトナー粒子の慣性力及びコアンダ効果による湾曲気流の遠心力によって、少なくとも粗粉領域、中粉領域及び微粉領域に分級することにより、上記▲１▼▲２▼の粒径分布のトナーを効率よく得ることができる。
【００２６】
また、本発明の二成分現像剤をカラー用現像剤として用いる場合は、上記記載のトナーとシリコーン樹脂を主成分としたコート層を有する平均粒径３５〜８０μｍの磁性キャリアとを組合せることが好ましい。これにより、現像剤の寿命は飛躍的に向上する。
【００２７】
本発明で用いられるキャリアの平均粒径は、種々の方法で測定可能であるが、本発明においては通常の篩分けによる方法や、光学顕微鏡から得られる画像からランダムに抽出した２００〜４００個を画像処理解析装置により解析する方法を用いることができる。
【００２８】
本発明で用いられるトナー粒度分布は、種々の方法で測定可能であるが、本発明においてはコールターカウンターを用いて行なった。即ち、測定装置としてはコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。
【００２９】
測定法としては、上記の電解水溶液１０〜１５ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加え、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行なう。次いで、別のビーカーに電解水溶液１００〜２００ｍｌを入れ、その中にそのサンプル分散液を所定の濃度になるように加える。この試料液について、上記のコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて個数を基準として粒径２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定し、粒径２〜４０μｍの粒子の体積分布と個数分布を算出し、体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径（Ｄ４：各チャンネルの中央値をチャンネルの代表値とする）を求めた。
【００３０】
本発明の二成分現像剤には、流動性付与剤を用いてもよい。流動性付与剤としては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられ、こらを１種或いは２種以上を組合せて用いられる。これらのうち、二酸化ケイ素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。また、これらのうち、１次粒子径は０．１μｍ以下のものがこのましい。これら流動性付与剤の内、０．０５μｍ以下の疎水性シリカ微粒子と平均粒径０．０５μｍ以下の疎水性酸化チタン微粒子と併用することが、環境安定性・画像濃度安定性には最も効果が高いことが分かった。
【００３１】
本発明に用いることのできる流動性付与剤は、トナーに対して０．１〜２重量％使用されるのが好ましい。０．１重量％未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２重量％を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。本発明におけるキーポイントは、添加量が少量でも所定の流動性を確保でき、長期間、多数枚数の複写、プリントにおいても高解像度の画質を維持できることにあり、この効果は５μｍ以下のトナー量を多くして、流動性付与剤を多量に添加した場合より、明らかに効果的であった。
【００３２】
さらに、本発明の二成分現像剤においては、疎水化処理剤等により表面改質処理をすることが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ｐ−クロルフェニルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、（４−ｔ−プロピルフェニル）−トリクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）−トリクロルシラン、ジベンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、ジヘキサデシル−ジクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）−オクチル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−２−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−３，３−ジメチルベンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、（４−ｔ−プロピルフェニル）−ジエチル−クロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等である。この他、疎水化処理剤としては、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤も使用可能である。
【００３３】
また、本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；酸化セリウム粉末、炭化ケイ素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末等の研磨剤；カーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤；逆極性の白色微粒子、及び黒色微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【００３４】
本発明の二成分現像剤に用いるトナー用結着樹脂としては従来公知のものを広く使用することができる。結着樹脂としては、例えばポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−Ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレンビニルメチルケトン共重合体、スチレン−プタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体等のスチレン系共重合体；アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、クマロインデン樹脂、シリコン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂等が挙げられ、これらを単独或いは混合して使用される。特に、スチレン系共重合体及びポリエステル樹脂が現像特性、定着性等の面で好ましい。
【００３５】
結着樹脂のうち、スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのような二重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体；マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルのような二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体；塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルのようなビニルエステル類；エチレン、プロピレン、ブチレンのようなエチレン系オレフィン類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトンのようなビニルケトン類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル類が挙げられ、これらのビニル単量体が単独もしくは２種以上用いられる。
【００３６】
結着樹脂のうち、ポリエステル樹脂はアルコール成分と酸成分を原材料に公知の合成方法で製造することができる。
アルコール成分としては、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール等のジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した二価のアルコール単位体、その他の二価のアルコール単位体、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−サルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタトリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等の三価以上の多価アルコール単量体等が挙げられる。
【００３７】
酸成分としては、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマ−ル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した二価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルトリノレイン酸の二量体、その他の二価の有機酸単量体、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体酸、これら酸の無水物等の三価以上の多価カルボン酸単量体等が挙げられる。
【００３８】
本発明の画像形成方法及び装置で用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
【００３９】
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキが挙げられる。
【００４０】
橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫが挙げられる。
【００４１】
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂが挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
【００４２】
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。
【００４３】
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、等がある。
これらは、１種又は２種以上を使用することができる。
【００４４】
また、本発明におけるトナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することも可能である。
離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス等の天然ワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これらは、結着樹脂及び定着ローラー表面材質により選択される。
これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００４５】
本発明に用いるトナーには荷電制御剤をトナー粒子に内添、又はトナー粒子に外添して用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となり、特に本発明では、荷電制御剤を用いることは、前記のトナー濃度を制御しない現像方法を採用した場合に有効である。
【００４６】
トナーに用いられる極性制御剤としては従来公知の物でよく、正極性制御剤としては、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物；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；ジ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；ジ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を単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ニグロシン系化合物、有機四級アンモニウム塩等の極性制御剤が特に好ましく用いられる。
【００４７】
負極性制御剤としては、例えば有機金属化合物、キレート化合物が有効である。その例としてはアルミニウムアセチルアセトナート、鉄（ＩＩ）アセチルアセトナート、３，５−ジ‐ｔ‐ブチルサリチル酸クロム等があり、特にアセチルアセトン金属錯体、モノアゾ金属錯体、ナフトエ酸あるいはサリチル酸系の金属錯体又は塩が好ましく、特にサリチル酸系金属錯体、モノアゾ金属錯体又はサリチル酸系金属塩が好ましい。
【００４８】
前記の極性制御剤は、微粒子状として用いることが好ましく、具体的には、３μｍ以下の個数平均粒径が好ましい。
【００４９】
トナーに使用される極性制御剤の使用量は、結着樹脂の種類や、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくは結着剤１００重量部に対して０．１〜２０重量部の範囲、より好ましくは０．２〜１０重量部で用いられる。０．１重量部未満では、トナーの帯電量が不足し実用的でない。また２０重量部を越える場合にはトナーの帯電量が大きすぎ、キャリアとの静電的吸引力の増大のため、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００５０】
また本発明に用いるトナーは磁性トナーとして好適に用いられ、磁性トナーに使用される磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金及びその混合物等が挙げられる。この中でも特にマグネタイトが有用である。
【００５１】
このマグネタイトは公知の製造方法で作られる。例えば、硫酸鉄水溶液をアルカリ性水溶液で中和し、水酸化鉄を得る。その後、ｐＨを１０以上に調整した水酸化鉄懸濁液を酸素を含有するガスで酸化しマグネタイトスラリーを得る。次いで、該スラリーを水洗、濾過、乾燥、解砕しマグネタイト粒子が得られる。
【００５２】
これらの強磁性体は平均粒子径が０．０１〜１μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍのものがよい。磁性トナー中に含有させる量としては、トナーに対し５〜８０ｗｔ％、特に好ましくはトナー対し１０〜６０ｗｔ％がよい。
【００５３】
また、本発明に用いられる磁性トナーの磁性体は、ＦｅＯ含有量が５〜５０ｗｔ％であることが好ましく、より好ましくは１０〜３０ｗｔ％である。また、この強磁性体は比表面積が１〜６０ｍ^２／ｇが好ましく、より好ましくは３〜２０ｍ^２／ｇである。
【００５４】
本発明で使用される磁性キャリアとしては、従来公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉、マグネタイト粉等の磁性粒子、あるいはこれら磁性粒子の表面を樹脂で処理したもの、あるいは磁性粒子が樹脂中に分散されている磁性粒子分散樹脂粒子等が挙げられる。これら磁性キャリアの平均粒径は３５〜８０μｍがよい。
【００５５】
本発明に用いる磁性キャリアのコート層を形成する樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン、アクリル（例えばポリメチルメタクリレート）、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂；ポリアミド；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂；エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
これらの中で、磁性粒子の表面にシリコーン樹脂層を設けたもの或いはカーボンブラックを含むシリコーン樹脂層を設けたものが、耐スペント性に最も優れている。
【００５６】
磁性キャリアのコート層に用いられるシリコーン樹脂としては、従来知られているいずれのシリコーン樹脂であってもよく、例として下記式で示されるオルガノシロキサン結合のみからなるストレートシリコーン及びアルキド、ポリエステル、エポキシ、ウレタン等で変成したシリコーン樹脂が挙げられる。
【００５７】
【化１】

上記式中Ｒ１は水素原子、炭素原子１〜４のアルキル基及びフェニル基のいずれか一種、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ水素基、炭素原子数１〜４のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数２〜４のアルケニルオキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、エチレンオキシド基、グリシジル基及び下記式で示される基のうちいずれか一種である。
【００５８】
【化２】

上記式中Ｒ４，Ｒ５はヒドロキシ基、カルボキシル基、炭素原子数１〜４のアルキル基、炭素原子数１〜４のアルコキシ基、炭素原子数２〜４のアルケニル基、炭素原子数２〜４のアルケニルオキシ基、フェニル基及びフェノキシ基のいずれか一種を表し、ｋ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ及びｐは１以上の整数を表す。
【００５９】
上記Ｒ１〜Ｒ５の各置換基は、未置換のもののほか、例えばアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、メルカプト基、アルキル基、フェニル基、エチレンオキサイド基、グリシジル基、ハロゲン原子等の置換基を有してもよい。
【００６０】
また、磁性キャリアのコート層にカーボンブラックを含むことによって、所望のキャリアの電気抵抗を得ることが出来る。
本発明で使用されるカーボンブラックは、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のすべてのカーボンブラックが使用出来る。この中でも特にファーネスブラックとアセチレンブラックの混合物を用いることにより、少量の添加で効果的に導電性の調整が可能で、更にコート層の耐摩耗性に優れたキャリアを得ることが可能となった。これらのカーボンブラックは、粒径０．０１〜１０μｍ程度のものが好ましく、被覆樹脂１００重量部に対して２〜３０重量部添加されることが好ましく、さらには５〜２０重量部が好ましい。
【００６１】
本発明に用いる磁性キャリアの被覆層中には、核体粒子との接着性を向上させたり導電性付与剤の分散性を向上させる目的でシランカップリング剤、チタンカップリング剤等を添加してもよい。
【００６２】
本発明で用いられるシランカップリング剤としては、下記一般式で示される化合物が挙げられる。
【００６３】
【化３】

上記式中、Ｘはケイ素原子に結合している加水分解基でクロル基、アルコキシ基、アセトキシ基、アルキルアミノ基、プロペノキシ基等がある。
Ｙは有機マトリックスと反応する有機官能基でビニル基、メタクリル基、エポキシ基、グリシドキシ基、アミノ基、メルカプト基等がある。
Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基又はアルキレン基である。
【００６４】
キャリアに用いられるシランカップリング剤の中でも、特に負帯電性を有する現像剤を得るには、上記式中Ｙにアミノ基を有するアミノシランカップリング剤が好ましく、正帯電性を有する現像剤を得るにはＹにエポキシ基を有するエポキシシランカップリング剤が好ましい。
【００６５】
キャリアのコ−ト層の形成法としては、従来の方法と同様にして、キャリア核体粒子の表面にコ−ト層形成液を噴霧法、浸漬法等の手段で塗布すればよい。このときのコ−ト層の厚さは０．１〜２０μmが好ましい。
【００６６】
本発明に係る二成分現像剤を作製する方法の一例としては、まず、前述した結着樹脂、着色剤としての顔料又は染料、荷電制御剤、滑剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合する。混合した後、バッチ式の２本ロール、バンバリーミキサーや連続式の２軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製ＫＴＫ型２軸押出し機、東芝機械社製ＴＥＭ型２軸押出し機、ＫＣＫ社製２軸押出し機、池貝鉄工社製ＰＣＭ型２軸押出し機、栗本鉄工所社製ＫＥＸ型２軸押出し機や、連続式の１軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等の熱混練機を用いて構成材料を良く混練し、冷却後、ハンマーミル等を用いて粗粉砕する。ここで、カラートナーの場合には、顔料の分散を向上させる目的で、結着樹脂の一部と顔料を予め溶融混練して得られるマスターバッチを着色剤として使用することが一般的である。次に、これら粗粉砕物をジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機を単独或いは併用して微粉砕する。次に得られた微粉砕粒子を旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。本発明の粒径分布を有するトナーを得るためには、この中でもコアンダ効果を利用した分級機が好適に用いられる。さらに、トナーは流動性付与剤と共にヘンシェルミキサー等の混合機により充分混合し、２５０メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去する。
【００６７】
図１は、本発明の実施の形態の一例を示す画像形成装置の現像装置部分の概略図である。
潜像担持体である感光体ドラム１の側方に配設された現像装置１３は、支持ケース１４、現像剤担持体としての現像スリーブ１５、現像剤収容部材１６、第１の規制部材としての第１ドクターブレード１７等から主に構成されている。
【００６８】
感光体ドラム１側に開口を有する支持ケース１４は、内部にトナー１８を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー１９を形成している。トナーホッパー１９の感光体ドラム１側寄りには、トナー１８と磁性粒子であるキャリアとからなる現像剤２２を収容する現像剤収容部１６ａを形成する現像剤収容部材１６が、支持ケース１４と一体的に設けられている。また、現像剤収容部材１６の下方に位置する支持ケース１４には、対向面１４ｂを有する突出部１４ａが形成されており、現像剤収容部材１６の下部と対向面１４ｂとの間の空間によって、トナー１８を供給するためのトナー供給開口部２０が形成されている。
【００６９】
トナーホッパー１９の内部には、図示しない駆動手段によって回動されるトナー供給手段としてのトナーアジテータ２１が配設されている。トナーアジテータ２１は、トナーホッパー１９内のトナー１８をトナー供給開口部２０に向けて撹拌しながら送り出す。また、トナーホッパー１９の、感光体ドラム１と対向する側には、トナーホッパー１９内のトナー１８の量が少なくなったときにこれを検知するトナーエンド検知手段１４ｃが配設されている。
【００７０】
感光体ドラム１とトナーホッパー１９との間の空間には、現像スリーブ１５が配設されている。図示しない駆動手段で図の矢印方向に回転駆動される現像スリーブ１５は、その内部に、現像装置１３に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての図示しない磁石を有している。
【００７１】
現像剤収容部材１６の、支持ケース１４に取り付けられた側と対向する側には、第１ドクターブレード１７が一体的に取り付けられている。第１ドクターブレード１７は、その先端と現像スリーブ１５の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。
【００７２】
現像剤収容部材１６の、トナー供給開口部２０の近傍に位置する部位には、第２の規制部材としての第２ドクターブレード２３が配設されている。第２ドクターブレード２３は、その自由端が現像スリーブ１５の外周面に対して一定の隙間を保つべく、現像スリーブ１５の表面に形成される現像剤２２の層の流れを妨げる方向、すなわち、自由端を現像スリーブ１５の中心に向けて、基端を現像剤収容部材１６に一体的に取り付けられている。現像剤収容部１６ａは、現像スリーブ１５の磁力が及ぶ範囲で、現像剤２２を循環移動させるに十分な空間を有するように構成されている。
【００７３】
なお、対向面１４ｂは、トナーホッパー１９側から現像スリーブ１５側に向けて下向きに傾斜するよう、所定の長さにわたって形成されている。これにより、振動、現像スリーブ１５の内部に設けられた図示しない磁石の磁力分布のむら、現像剤２２中の部分的なトナー濃度の上昇等が発生した際に、第２ドクターブレード２３と現像スリーブ１５の周面との間から現像剤収容部１６ａ内のキャリアが落下しても、落下したキャリアは対向面１４ｂで受けられて現像スリーブ１５側に移動し、磁力で現像スリーブ１５に磁着されて再び現像剤収容部１６ａ内に供給される。これにより現像剤収容部１６ａ内のキャリア量の減少を防止することができ、画像形成時における、現像スリーブ１５の軸方向での画像濃度むらの発生を防止することができる。対向面１４ｂの傾斜角度αとしては５゜程度が、また、所定の長さｌとしては、好ましくは２〜２０ｍｍ、さらに好ましくは３〜１０ｍｍ程度である。
【００７４】
上記構成により、トナーホッパー１９の内部からトナーアジテータ２１によって送り出されたトナー１８は、トナー供給開口部２０を通って現像スリーブ１５に担持された現像剤２２に供給され、現像剤収容部１６ａへ運ばれる。そして、現像剤収容部１６ａ内の現像剤２２は、現像スリーブ１５に担持されて感光体ドラム１の外周面と対向する位置まで搬送され、トナー１８のみが感光体ドラム１上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。
【００７５】
ここで、上記トナー像形成時における現像剤２２の挙動を説明する。図２に示すように、現像装置１３に磁性キャリア２２ａのみからなるスタート剤をセットすると、磁性キャリア２２ａは現像スリーブ１５の表面に磁着されるものと現像剤収容部１６ａ内に収容されるものとに分かれる。現像剤収容部１６ａ内に収容された磁性キャリア２２ａは、現像スリーブ１５の矢印ａ方向への回転に伴い、現像スリーブ１５内からの磁力によって矢印ｂ方向へ、１ｍｍ／ｓ以上の移動速度で循環移動する。そして、現像スリーブ１５の表面に磁着された磁性キャリア２２ａの表面と現像剤収容部１６ａ内で移動する磁性キャリア２２ａの表面との境界部において界面Ｘが形成される。
【００７６】
次に、トナーホッパー１９にトナー１８がセットされると、トナー供給開口部２０より現像スリーブ１５に担持された磁性キャリア２２ａにトナー１８が供給される。したがって、現像スリーブ１５は、トナー１８と磁性キャリア２２ａとの混合物である現像剤２２を担持することとなる。
【００７７】
現像剤収容部１６ａ内では、収容されている現像剤２２の存在により、現像スリーブ１５によって搬送される現像剤２２に対して、その搬送を停止させようとする力が働いている。そして、現像スリーブ１５に担持された現像剤２２の表面に存在するトナー１８が界面Ｘへ搬送されると、界面Ｘ近傍における現像剤２２間の摩擦力が低下して界面Ｘ近傍の現像剤２２の搬送力が低下し、これにより界面Ｘ近傍での現像剤２２の搬送量が減少する。
【００７８】
一方、合流点Ｙより現像スリーブ１５の回転方向上流側の現像剤２２には、上述の現像剤収容部１６ａ内のような、現像スリーブ１５によって搬送される現像剤２２に対して、その搬送を停止させるような力は作用しないので、図３に示すように、合流点Ｙへ搬送されてきた現像剤２２と界面Ｘを搬送される現像剤２２との搬送量のバランスが崩れて現像剤２２の玉突状態が発生し、合流点Ｙの位置が上昇して界面Ｘを含む現像剤２２の層厚が増加する。また、第１ドクターブレード１７を通過した現像剤２２の層厚も徐々に増加し、この増加した現像剤２２が第２ドクターブレード２３によって掻き落とされる。
【００７９】
そして、第１ドクターブレード１７を通過した現像剤２２が所定のトナー濃度に達すると、図４に示すように、第２ドクターブレード２３に掻き落とされて層状となった増加分の現像剤２２がトナー供給開口部２０を塞ぎ、この状態でトナー１８の取り込みが終了する。このとき、現像剤収容部１６ａ内ではトナー濃度が高くなることにより現像剤２２の嵩が大きくなり、これにより現像剤収容部１６ａ内の空間が狭くなることによって、現像剤２２が図の矢印ｂ方向に循環移動する移動速度も低下する。
【００８０】
このトナー供給開口部２０を塞ぐように形成された現像剤２２の層において、第２ドクターブレード２３に掻き落とされた現像剤２２は、図４に矢印ｃで示すように、速度１ｍｍ／ｓ以上の移動速度で移動して対向面１４ｂで受けられるが、対向面１４ｂが現像スリーブ１５側に向けて角度αで下方に傾斜し、かつ、所定長さｌを有しているため、現像剤２２の層の移動による、トナーホッパー１９への現像剤２２の落下を防止することができ、現像剤２２の量を常に一定に保つことができるので、トナー供給を常時一定に自己制御することが可能となる。
【００８１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されない。
【００８２】
【実施例１】
ポリエステル樹脂１００重量部
含クロムアゾ染料３重量部
マグネタイト微粒子２３重量部
ポリプロピレン５重量部
上記処方の混合物をヘンシェルミキサーにて混合後、１８０℃に設定した混練押し出し機によって混練した後、冷却固化せしめ、これをカッターミルにて粗粉砕後、機械式粉砕機を使用して微粉砕し、得られた微粉砕物をコアンダ効果を利用した多分割分級機を使用して、重量平均粒径が７．２４μｍ、５μｍ以下が５１.４個数％の粒度分布に分級し母体粒子を得た。さらに、この母体着色粒子１００重量部に対して、平均粒径０．３μｍの疎水性シリカ０．６重量部を添加して、ヘンシェルミキサーにて混合し、トナーａを得た。
このトナーの１ｋエルステッドおよび５ｋエルステッドの磁場中での磁化を測定したところ、それぞれ１２．８ｅｍｕ／ｇ、１７．１ｅｍｕ／ｇであった。
【００８３】
シリコ−ン樹脂（オルガノストレ−トシリコ−ン）１００重量部
トルエン１００重量部
γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン５重量部
カ−ボンブラック１０重量部
上記混合物をホモミキサ−で２０分間分散し、コ−ト層形成液を調製した。このコ−ト層形成液を流動床型コ−ティング装置を用いて、粒径５０μｍの球状マグネタイト１０００部の表面にコ−ティングして磁性キャリアＡを得た。
このキャリアＡ：９０重量部とトナーａ：１０重量部をターブラミキサーを用いて混合し、２成分現像剤１を得た。
【００８４】
次に、図１で示される現像装置をリコ−製ｉｍａｇｉｏＭＦ２００に組み込み、耐久性の評価を１０万枚前後の画像濃度、地肌汚れ、解像力、画像濃度制御性を評価した。
【００８５】
［試験］
（画像濃度）
画像の上部、中部、下部からそれぞれ３カ所、計９カ所の位置の画像濃度をマクベス反射濃度計で測定した。
【００８６】
（濃度ムラ）
画像の上部、中部、下部からそれぞれ３カ所、計９カ所の位置の画像濃度をマクベス反射濃度計で測定し、その最大値と最小値の差を濃度ムラとした。
評価基準は次の通りとした。
◎：画像濃度差が０．１未満
○：０．１以上０．２未満
△：０．２以上０．５未満
×：０．５以上
【００８７】
（解像度）
縦線、横線がそれぞれ１ｍｍあたり２．０、２．２、２．５、２．８、３．２、３．６、４．０、４．５、５．０、５．６、６．３、７．１本の線が等間隔に並んでいる線画像に対して、複写画像が線間をどこまで忠実に再現できているかを評価した。
【００８８】
（画像濃度制御性）
原稿濃度が１．６の１００％ソリッド画像を２０枚連続複写し、画像濃度の変化を評価した。
評価基準は次の通りとした。
◎：画像濃度差が０．１未満
○：０．１以上０．２未満
△：０．２以上０．５未満
×：０．５以上
【００８９】
上記試験の結果を後述する表１及び表２に示した。
【００９０】
【実施例２】
実施例１で得られた母体粒子に平均粒径０．３μｍの疎水性シリカ０．６重量部、疎水性酸化チタン０．３重量部を添加して、ヘンシェルミキサーにて混合し、トナーｂを得た。このキャリアＡ：９０重量部とトナーｂ：１０重量部をターブラミキサーを用いて混合し、二成分現像剤２を得た。
このトナーの１ｋエルステッドおよび５ｋエルステッドの磁場中での磁化を測定したところ、それぞれ１２．１ｅｍｕ／ｇ、１７．６ｅｍｕ／ｇであった。
次に、実施例１と同様に耐久性の評価を１０万枚前後の画像濃度、地肌汚れ、解像力、画像濃度制御性を評価した。その結果を後述する表１及び表２に示す。
【００９１】
【実施例３】
実施例２において分級条件を変更し、重量平均粒径が７．８４μｍ、５μｍ以下が４１．２個数％の粒度分布に分級した以外は実施例２と同様の方法でトナーｃと現像剤３を作製し、実施例２と同様の方法で評価を行った。
結果を後述する表１及び２に示す。
【００９２】
【参考例１】
実施例２において分級条件を変更し、重量平均粒径が６．５４μｍ、５μｍ以下が６２．１個数％の粒度分布に分級した以外は実施例２と同様の方法でトナーｄと現像剤４を作製し、実施例２と同様の方法で評価を行った。
結果を後述する表１及び表２に示す。
【００９３】
【参考例２】
実施例２において分級条件を変更し、重量平均粒径が６．０３μｍ、５μｍ以下が７５．６個数％の粒度分布に分級した以外は実施例２と同様の方法でトナーｅと現像剤５を作製し、実施例２と同様の方法で評価を行った。
結果を後述する表１及び２に示す。
【００９４】
【参考例３】
ポリエステル樹脂１００重量部
含クロムアゾ染料３重量部
マグネタイト微粒子３０重量部
ポリプロピレン５重量部
上記処方の混合物をヘンシェルミキサーにて混合後、１８０℃℃に設定した混練押し出し機によって混練した後、冷却固化せしめ、これをカッターミルにて粗粉砕後、機械式粉砕機を使用して微粉砕し、得られた微粉砕物を旋回式風力分級装置を使用して、重量平均粒径が７．５５μｍ、５μｍ以下が５５．７個数％の粒度分布に分級し母体粒子を得た。さらに、この母体着色粒子１００重量部に対して、平均粒径０．３μｍの疎水性シリカ０．５重量部、疎水性酸化チタン０．３重量部を添加して、ヘンシェルミキサーにて混合し、トナーｆを得た。
このトナーを用い実施例１と同様に現像剤を作製し、評価を行った。その評価結果を後述する表１及び表２に示す。
【００９５】
【比較例１】
ポリエステル樹脂１００重量部
含クロムアゾ染料３重量部
マグネタイト微粒５０重量部
ポリプロピレン５重量部
上記処方の混合物をヘンシェルミキサーにて混合後、１８０℃に設定した混練押し出し機によって混練した後、冷却固化せしめ、これをカッターミルにて粗粉砕後、機械式粉砕機を使用して微粉砕し、得られた微粉砕物を旋回式風力分級装置を使用して、重量平均粒径が８．５３μｍ、５μｍ以下が３２．３個数％の粒度分布に分級し母体粒子を得た。さらに、この母体着色粒子１００重量部に対して、平均粒径０．３μｍの疎水性シリカ０．５重量部、疎水性酸化チタン０．３重量部を添加して、ヘンシェルミキサーにて混合し、トナーｇを得た。
このトナーを用い実施例１と同様に現像剤を作製し、評価を行った。その結果を後述する表１及び表２に示す。
【００９６】
【比較例２】
ポリエステル樹脂１００重量部
含クロムアゾ染料３重量部
ポリプロピレン５重量部
上記処方の混合物をヘンシェルミキサーにて混合後、１８０℃に設定した混練押し出し機によって混練した後、冷却固化せしめ、これをカッターミルにて粗粉砕後、機械式粉砕機を使用して微粉砕し、得られた微粉砕物を旋回式風力分級装置を使用して、重量平均粒径が５．９１μｍ、５μｍ以下が８３．１個数％の粒度分布に分級し母体粒子を得た。さらに、この母体着色粒子１００重量部に対して、平均粒径０．３μｍの疎水性シリカ０．５重量部、疎水性酸化チタン０．３重量部を添加して、ヘンシェルミキサーにて混合し、トナーｈを得た。
このトナーを用い実施例１と同様に現像剤を作製し、評価を行った。評価結果は以下の表１及び表２に示す。
【００９７】
【表１】

【００９８】
【表２】

【００９９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の二成分現像剤を画像形成に用いれば、トナー飛散や地肌汚れのない良好な画像、さらには細線及び中間調の再現性に優れた解像度の高い画像が得られる。しかも、長時間使用しても現像剤の耐久性が高く、連続して安定した良好な画像が得られる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一例における現像剤の動作を説明するための部分断面図である。
【図３】本発明の画像形成装置の一例における現像剤の動作を説明するための別の部分断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置の一例における現像剤の動作を説明するための別の部分断面図である。
【符号の説明】
１潜像担持体（感光体ドラム）
１３現像装置
１４ｂ対向面
１５現像剤担持体（現像スリーブ）
１６ａ現像剤収容部
１６現像剤収容部材
１７第１の規制部材（第１ドクターブレード）
１８トナー
１９トナー収容部（トナーホッパー）
２０トナー供給開口部
２１トナー供給手段（トナーアジテータ）
２２現像剤
２３第２の規制部材（第２ドクターブレード）
２２ａ磁性キャリア
Ｘ界面部（界面）
Ｙ合流点
ａ、ｂ磁性キャリアの移動方向
ｌ長さ
α 傾斜角度[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method using an electrophotographic method, an electrostatic printing method, or the like used for a copying machine, a printer, a facsimile, or the like, an image forming apparatus, and a developer used therefor.
[0002]
[Prior art]
The electrophotographic method generally uses a photoconductive material, forms an electric latent image on the electrostatic latent image carrier by various means, and then develops the latent image using toner, and the necessary Accordingly, the toner is transferred to paper or the like and then fixed by heating or solvent vapor to obtain a copy image or a printed image. As a means for developing an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier such as a photoconductor, a method using a liquid developer (wet development method) and a method of dispersing a colorant in a binder resin are used. And a method using a one-component or two-component dry developer obtained by mixing this toner with a carrier (dry development method). Each of these methods has advantages and disadvantages, but at present two-component development methods are often used. The two-component development method is relatively widespread mainly in medium to high-speed copiers and printers because it can achieve a relatively high speed and long life compared to the one-component development method.
[0003]
In recent years, there has been a strong demand for higher definition and higher resolution of copied or printed images. In order to obtain such high-definition and high-resolution images, Japanese Patent Publication No. 6-82227, Japanese Patent Publication No. 7-60273, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-877 have disclosed toner particles having a small average particle diameter and 5 μm or less. Developers that define the content and distribution thereof have been proposed. In these publications, toner particles of 5 μm or less are essential components for forming a high-definition and high-resolution image. When toner of this particle size is supplied smoothly during development of a latent image, it is faithful to the latent image. In other words, an image having excellent reproducibility that does not protrude from the latent image is obtained. On the other hand, the edge effect phenomenon in which the density in the central portion of the image is lighter than that in the edge portion appears more noticeably with toner particles of 5 μm or less. It is said that this problem can be solved by defining the number%.
[0004]
However, a toner having a small particle diameter is advantageous for forming a high-definition and high-resolution image. However, even if 17% by number of toner particles having a size of 5 μm or less are contained in the entire toner, the toner may be reduced to a volume%. It accounts for only 3% by volume of the total. With such an amount, it is difficult to selectively place a toner having a small particle diameter of 5 μm or less on the peripheral portion on the latent image. On the other hand, since these magnetic toners contain 50 parts by weight or more of the magnetic material with respect to the binder resin, the magnetization in a magnetic field of 1 kOersted (1 kOe = about 79.6 kA · m) becomes larger than 20 emu / g. . For this reason, the toner is difficult to be developed due to the magnetic bias effect. In particular, when the toner contains a large amount of toner particles having a size of 5 μm or less, such as 60% by number, the toner is overcharged, and thus the developing ability is further deteriorated. As a result, the image density is significantly reduced. Further, if the toner is difficult to be developed, the toner accumulates on the surface of the carrier, causing a phenomenon called spent, which causes a problem that the life of the developer is remarkably impaired.
[0005]
In order to prevent such spents, conventionally, methods for coating various surfaces of the carrier with a resin have been proposed. For example, a carrier coated with a resin such as a styrene-methacrylate copolymer or a styrene polymer is known. However, although such a carrier is excellent in charging characteristics, the life as a developer is not so long because the critical surface tension of the surface is relatively high.
[0006]
In addition, a carrier coated with a tetrafluoroethylene copolymer is known. However, although this carrier has a low surface tension, it is difficult for the toner to become spent. However, since the tetrafluoroethylene copolymer is located on the most negative side in the triboelectric charging series, try to charge the toner negatively. It cannot be used if
[0007]
As a carrier having a low surface tension, a carrier coated with a coating layer containing a silicone resin has been proposed. For example, the surface of a carrier is coated with an unsaturated silicone resin, organosilicone, silanol, etc. mixed with styrene-acrylic resin (US Pat. No. 3,562,533), polyphenylene resin and organosilicone terpolymer resin. Carrier (US Pat. No. 3,847,127); carrier coated with styrene-acrylate methacrylate resin and organosilane, silanol, siloxane, etc. (US Pat. No. 3,627,522); surface coated with silicone resin And a carrier whose surface is coated with a resin-modified silicone resin (Japanese Patent Laid-Open No. 55-157751) and the like. By using a silicone resin-coated carrier as described above, the spent resistance is improved. However, when there are many toner particles of 5 μm or less, it cannot be said that the recent demand for long life is sufficiently satisfied.
[0008]
JP-A-4-124682 and JP-A-10-91000 have proposed a one-component developing system as a toner having a particle size of 5 μm or less. However, it does not describe the particle size distribution in the range where most of the toner particles that determine the image quality exist. The effect is also limited to the one-component development method.
[0009]
In the one-component development method, unlike the two-component development method, a developer in which carrier particles and toner particles are mixed is not used, and an electric force generated by friction between the toner and the developing sleeve or a toner and a magnet containing a magnetic material are incorporated. The toner is held on the developing sleeve by the magnetic force between the developing sleeves. As a result, the attracting force in the direction of the latent image with respect to the toner particles due to the electric field formed by the electrostatic latent image when it approaches the electrostatic latent image overcomes the coupling force between the toner particles and the developing sleeve, and the toner particles become electrostatic latent. The electrostatic latent image is visualized by being attracted and attached to the image. Therefore, in the one-component development method, it is not necessary to control the toner density, so that there is an advantage that the developing device can be downsized. The amount of toner developed in the toner was not sufficient, and it was difficult to cope with high-speed copying machines.
[0010]
As a method for improving these drawbacks, a two-component development method that does not require toner density control has been devised, such as Japanese Patent Publication No. 5-67233. In this two-component development method, the developer around the developing sleeve takes in the toner into the developer at the toner supply portion, and the toner is replenished in order to charge the toner by applying the regulation with the layer thickness regulating member. A replenishment mechanism and a sensor for detecting toner density are not required. However, since the amount of developer cannot be increased as compared with the conventional two-component developing device, in the case of a high-speed machine in which the linear speed of the developing sleeve is increased, the toner cannot be sufficiently charged and the background stains Will occur. In addition, when a sufficient charge is applied to the toner, it is necessary to increase the regulation stress at the layer thickness regulating member, so a toner film is formed on the carrier surface due to heat generated by collision between developer particles. As a result, there is a disadvantage that the charging property of the carrier is lowered with the use time, and toner scattering, ground fogging, and the like occur.
[0011]
In addition, since the developer used in the small-sized developing device as described above needs to be charged with the replenished toner in a short time, the replenished toner is mixed with the developer so that the toner is quickly mixed. A large amount of fluidity improver was added. However, when such a developer is used repeatedly, excessive fluidity improver in the toner adheres firmly to the electrostatic latent image carrier, causing abnormal streaks. There was a drawback that an image was generated. Further, when the developer agitation stress is increased, there is a problem that a so-called charge-up phenomenon in which the toner charge amount becomes larger than necessary occurs in addition to the phenomenon of spent.
[0012]
In addition, since these small-sized developing devices have a small amount of developer, the amount of toner held by the developer is small, and a large amount of toner is consumed when a document having a large image area is continuously copied. Thus, the toner density in the developer changes drastically, so that the image density is lowered.
[0013]
Further, in this developing device, the amount of toner taken in is different between a portion where the developer moves actively and a portion where the developer is not moving, or a portion where the developer is high and a portion where the developer is low, and the toner density is partially unstable, resulting in an image density. Unevenness and fog are likely to occur. Therefore, a technique for solving density unevenness and fogging in the longitudinal direction of the apparatus by disposing two toner supply members in the toner hopper and allowing the developer to pass through a path formed by each toner supply member. This is disclosed in Japanese Patent No. 63-4282. However, in the technique disclosed in the above publication, since two toner supply members are used, there is a problem that the developing unit becomes large and the cost increases.
[0014]
In particular, in the development method in which the toner uptake is self-controlled by the movement of the developer, the particle size and particle size distribution of the toner are important. That is, if the number of particles of 5 μm or less is large, the fluidity of the toner is reduced. There is a drawback that toner cannot be stably taken up. Further, when there are many coarse particles in the toner, the substantial amount of toner taken in decreases, and particularly when an image with a large amount of toner consumption is output, the image density decreases.
[0015]
In this regard, a number of methods for defining the average particle diameter and the addition amount of the fluidity imparting agent have been proposed. For example, JP-A-2-43654 proposes a method of adding fine silica powder having an average particle size of 0.05 μm or less and titania particles having an average particle size of 0.1 μm or more. However, adding titania particles is recommended. Is effective for environmental stability and image density stabilization, but when a fluidity-imparting agent having an average particle size of 0.1 μm or more is used, it is detached from the toner in the developing machine, and the fluidity of the toner deteriorates. This causes a deterioration in image quality such as background stains.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention seeks to solve the above drawbacks,
A first object is to provide a developer capable of sufficiently imparting charge to a toner and obtaining a good image free of toner scattering and background contamination, and an image forming method and an image forming apparatus using the developer. It is.
[0017]
A second object is to provide a developer capable of obtaining a good image excellent in fine line / halftone reproducibility, an image forming method and an image forming apparatus using the developer.
[0018]
A third object is to provide a developer having excellent environmental stability and stability over time when used for a long time, and an image forming method and an image forming apparatus using the developer.
[0019]
A fourth object is to provide a small and inexpensive image forming method, an image forming apparatus, and a developer used therefor, which do not require a toner replenishment mechanism and a toner density sensor.
[0020]
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problem can be solved by providing the following two-component developer. That is. According to the present invention, in a two-component developer composed of at least a binder resin and a magnetic toner composed of a magnetic material and at least a magnetic carrier composed of a magnetic material, the particle size distribution of the magnetic toner is (1) The weight average particle size is 7.0 ~ 8.0μm, (2) Magnetic toner particles of 5 μm or less 41.2-51.4 % Of the magnetic toner (3) Magnetization in 5k Oersted magnetic field 17.1 to 18.1 emu / g, (4) Magnetization in 1k Oersted magnetic field 12.1-13.4 A two-component developer is provided that is emu / g.
[0021]
Further, the following image forming method and image forming apparatus are provided by the study of the present inventors. That is, the present inventors have a magnetic field generating means inside, a developer carrier that carries and conveys a two-component developer containing toner and carrier, and a carrier that is carried and carried by the developer carrier. A first regulating member that regulates the amount of the developer, a developer containing unit that contains the developer scraped off by the first regulating member, the developer containing unit adjacent to the developer containing unit, And a toner container that supplies toner to the carrier, and changes the contact state between the developer and the toner by changing the toner density of the developer on the developer carrier, and the developer carrier. In the developing device for changing the toner intake state of the developer on the upper side, the developer accommodating portion is disposed on the upstream side in the transport direction of the developer on the developer carrier relative to the first regulating member. A second restricting member, wherein the second restricting member When the developer toner density on the developer carrier increases and the developer layer thickness increases, a gap with the developer carrier is set to restrict the passage of the increased amount of the developer. In the developing method, the toner is a magnetic toner composed of at least a binder resin and a magnetic material, and the particle size distribution of the magnetic toner is: (1) The weight average particle size is 7.0 ~ 8.0μm, (2) Toner particles of 5 μm or less 41.2-51.4 Number%, and the magnetization of the magnetic toner is (3) Magnetization in 5k Oersted magnetic field 17.1 to 18.1 emu / g, (4) Magnetization in 1k Oersted magnetic field 12.1-13.4 It was found that emu / g is important.
[0022]
That is, the toner used in the present invention has a particle number of 5 μm or less out of the total toner particles. 41.2 to 51.4 By setting the ratio to%, a high-definition and high-resolution image can be formed. In addition, when a small developing device is used, the magnetization in the 1 k Oersted magnetic field is 12.1-13.4 By setting emu / g, the fluidity of the toner is improved and the toner can be stably taken in by the movement of the developer, so that uneven density of the image can be prevented. The number of particles less than 5μm 51.4 If it is more than%, the fluidity of the toner deteriorates and the toner is not taken in smoothly, so that image density unevenness due to toner density unevenness is likely to occur. On the other hand, the number of particles of 5 μm or less 41.2 If it is less than%, the fine particles that faithfully reproduce the latent image are reduced, so that a problem arises that the reproducibility is inferior particularly when a high-resolution image is output. Further, when the amount of coarse particles is large, a substantial amount of toner is reduced, and particularly when an image with a large amount of toner consumption is output, the image density is lowered.
[0023]
The weight average particle size of the toner used in the two-component developer of the present invention is 7.0 ~ 8.0 μm. Weight average particle size 7.0 If it is less than μm, the charge of the toner increases with long-term use, and problems such as a decrease in image density, particularly a decrease in image density in a low humidity environment, are likely to occur. Further, when the weight average particle diameter exceeds 8.0 μm, the resolution of the 1200 dpi minute spot is not sufficient, and moreover, the scattering to the non-image portion tends to be large and the image quality tends to be inferior.
[0024]
Magnetization of the magnetic toner used in the present invention in a 5 k Oersted magnetic field is 17.1 to 18.1 emu / g. In addition, magnetization in 1k Oersted magnetic field 12.1-13.4 emu / g. As a result, the developer can efficiently take in the toner at the time of taking in the toner, so that it is possible to prevent the image density from being lowered even when an image with a large amount of toner consumption is copied repeatedly. In addition, the magnetic binding force in the direction of the developer carrier due to the magnetization of the toner itself can effectively prevent the toner scattering and the toner development on the background portion due to the rotation of the developer carrier. Further, it is possible to prevent the developer from separating from the developing sleeve and adhering to the photoreceptor, and further increasing the toner retention rate by reducing the particle diameter of the carrier constituting the developer that contributes to development. Therefore, sufficient image density and fine line reproducibility can be achieved even in a high-speed copying machine.
[0025]
The toner classification method used in the two-component developer of the present invention includes at least a coarse powder region, a medium powder region, and a fine powder region due to the inertia force of the toner particles in the air current and the centrifugal force of the curved air current due to the Coanda effect. By classifying the toner particles into the toner particles, the toner having the particle size distribution of (1) and (2) can be efficiently obtained.
[0026]
When the two-component developer of the present invention is used as a color developer, the toner described above may be combined with a magnetic carrier having an average particle diameter of 35 to 80 μm having a coat layer mainly composed of a silicone resin. preferable. Thereby, the lifetime of the developer is dramatically improved.
[0027]
The average particle diameter of the carrier used in the present invention can be measured by various methods. In the present invention, 200 to 400 randomly extracted from an image obtained from an ordinary method of screening or an optical microscope can be used. A method of analyzing by an image processing analysis apparatus can be used.
[0028]
The toner particle size distribution used in the present invention can be measured by various methods. In the present invention, the toner particle size distribution was measured using a Coulter counter. That is, a Coulter counter TA-II type (manufactured by Coulter) was used as a measuring device, and an interface (manufactured by Nikkiki) that outputs number distribution and volume distribution was connected to a PC 9801 personal computer (manufactured by NEC). Prepare 1% NaCl aqueous solution using grade sodium chloride.
[0029]
As a measurement method, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 10 to 15 ml of the above electrolytic aqueous solution, and further 2 to 20 mg of a measurement sample is added, and an ultrasonic disperser is used. Disperse for 1 to 3 minutes. Next, 100 to 200 ml of the electrolytic aqueous solution is put into another beaker, and the sample dispersion is added therein to a predetermined concentration. With respect to this sample solution, the particle size distribution of particles having a particle diameter of 2 to 40 μm was measured on the basis of the number using a 100 μm aperture as an aperture by the Coulter counter TA-II, and the volume distribution of particles having a particle diameter of 2 to 40 μm was measured. And the number distribution was calculated, and a weight-based weight average particle diameter (D4: the median value of each channel is a representative value of the channel) obtained from the volume distribution was obtained.
[0030]
A fluidity imparting agent may be used in the two-component developer of the present invention. Examples of the fluidity-imparting agent include Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, and Zr. Examples thereof include oxides and composite oxides, and these may be used alone or in combination of two or more. Of these, fine particles of silicon dioxide (silica), titanium dioxide (titania), and alumina are preferably used. Of these, the primary particle size is preferably 0.1 μm or less. Of these fluidity-imparting agents, it is most effective for environmental stability and image density stability to use in combination with hydrophobic silica fine particles of 0.05 μm or less and hydrophobic titanium oxide fine particles with an average particle size of 0.05 μm or less. I found it expensive.
[0031]
The fluidity-imparting agent that can be used in the present invention is preferably used in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the toner. If it is less than 0.1% by weight, the effect of improving toner aggregation is poor, and if it exceeds 2% by weight, problems such as toner scattering between fine wires, contamination in the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor tend to occur. is there. The key point in the present invention is that a predetermined fluidity can be ensured even with a small addition amount, and that high resolution image quality can be maintained even for a large number of copies and prints over a long period of time, and this effect is achieved with a toner amount of 5 μm or less. This was clearly more effective than when a large amount of fluidity-imparting agent was added.
[0032]
Furthermore, in the two-component developer of the present invention, it is effective to perform surface modification treatment with a hydrophobizing agent or the like. Typical examples of the hydrophobizing agent include the following.
Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, p-chlorophenyltrichlorosilane, 3-chloropropyltrichlorosilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethoxysilane, vinyl-tris (β-methoxyethoxy) ) Silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, divinyldichlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, octyl Trichlorosilane, decyl-trichlorosilane, nonyl-trichlorosilane, (4-t-propylphenyl) -trichlorosilane, (4-t-butylphenyl) -trichlorosilane, diventyl-dichlorosilane, dihexyl-dichlorosilane, dioctyl-dichlorosilane, dinonyl -Dichlorosilane, didecyl-dichlorosilane, didodecyl-dichlorosilane, dihexadecyl-dichlorosilane, (4-t-butylphenyl) -octyl-dichlorosilane, dioctyl-dichlorosilane, didecenyl-dichlorosilane, dinonenyl-dichlorosilane, di-2-ethylhexyl-dichlorosilane, di- 3,3-dimethylbenthyl-dichlorosilane, trihexyl-chlorosilane, trioctyl-chlorosilane, tridecyl-chlorosilane Dioctyl-methyl-chlorosilane, octyl-dimethyl-chlorosilane, (4-t-propylphenyl) -diethyl-chlorosilane, octyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, hexaethyldisilazane, diethyltetramethyldisilazane, hexaphenyldisilazane , Hexatolyl disilazane and the like. In addition, as the hydrophobizing agent, a titanate coupling agent or an aluminum coupling agent can also be used.
[0033]
Further, the developer of the present invention may further contain other additives within a range that does not substantially adversely affect, for example, a lubricant powder such as Teflon powder, zinc stearate powder, and polyvinylidene fluoride powder; cerium oxide powder, silicon carbide Abrasives such as powders and strontium titanate powders; conductivity imparting agents such as carbon black powders, zinc oxide powders and tin oxide powders; reverse polarity white fine particles and black fine particles can also be used in small amounts as developability improvers.
[0034]
As the binder resin for toner used in the two-component developer of the present invention, conventionally known resins can be widely used. Examples of binder resins include homopolymers of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and substituted products thereof; styrene-P-chlorostyrene copolymers, styrene-propylene copolymers, and styrene-vinyl. Toluene copolymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene- Styrene copolymers such as vinyl ethyl ether copolymer, styrene vinyl methyl ketone copolymer, styrene-ptadien copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer; acrylic resin, methacrylic resin , Polyvinyl chloride, poly Vinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester resin, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, natural resin modified phenolic resin, natural resin modified maleic acid resin, polyurethane, polyamide resin, furan resin, An epoxy resin, a coumaroindene resin, a silicon resin, an aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, an aromatic petroleum resin, and the like can be used, and these can be used alone or in combination. In particular, a styrene copolymer and a polyester resin are preferable in terms of development characteristics, fixability, and the like.
[0035]
Among the binder resins, comonomer for the styrene monomer of the styrene copolymer is acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, acrylic Monocarboxylic acid having a double bond such as phenyl acid, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, octyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide or its substitute; maleic acid, maleic acid Dicarboxylic acids having a double bond such as butyl, methyl maleate and dimethyl maleate and substituted products thereof; vinyl esters such as vinyl chloride, vinyl acetate and vinyl benzoate; and esters such as ethylene, propylene and butylene Len olefins; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone and vinyl hexyl ketone; vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, and vinyl isobutyl ether. These vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more. Used.
[0036]
Among the binder resins, the polyester resin can be produced by a known synthesis method using an alcohol component and an acid component as raw materials.
Examples of the alcohol component include polyethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-propylene glycol, neopentyl glycol, and diols such as 1,4-butenediol, Etherified bisphenols such as 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylenated bisphenol A, and the like. Divalent alcohol units substituted with saturated hydrocarbon groups, other divalent alcohol units, sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sarbitane, pentaesitol, dipentaether Ritol, tripentaerythritol, sucrose, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentatriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, tri Examples thereof include trihydric or higher polyhydric alcohol monomers such as methylolethane, trimethylolpropane, and 1,3,5-trihydroxymethylbenzene.
[0037]
Acid components include monocarboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid, oleic acid, maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid Acids, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, divalent organic acid monomers in which these are substituted with a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 3 to 22 carbon atoms, anhydrides of these acids, lower Dimers of alkyl ester trinoleic acid, other divalent organic acid monomers, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2 5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid embol trimer acid, these acids And trivalent or higher polyvalent carboxylic acid monomers such as anhydrides.
[0038]
The following are used as the pigment used in the image forming method and apparatus of the present invention.
Examples of black pigments include azine dyes such as carbon black, oil furnace black, channel black, lamp black, acetylene black, and aniline black, metal salt azo dyes, metal oxides, and composite metal oxides.
[0039]
Examples of yellow pigments include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, hansa yellow G, hansa yellow 10G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, and tartrazine lake. .
[0040]
Examples of the orange pigment include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
[0041]
Examples of red pigments include Bengala, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Resol Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B.
Examples of purple pigments include fast violet B and methyl violet lake.
[0042]
Examples of blue pigments include cobalt blue, alkali blue, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, fast sky blue, and indanthrene blue BC.
[0043]
Examples of green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, and malachite green lake.
These can use 1 type (s) or 2 or more types.
[0044]
Further, a release agent can be internally added to the toner in the present invention to prevent offset at the time of fixing.
Examples of the release agent include natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax, and rice wax, montan wax, paraffin wax, sazol wax, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, and alkyl phosphate ester. These are selected depending on the binder resin and the fixing roller surface material.
The melting point of these release agents is preferably 65 to 90 ° C. When the temperature is lower than this range, blocking during storage of the toner tends to occur, and when the temperature is higher than this range, an offset is likely to occur in a region where the fixing roller temperature is low.
[0045]
In the toner used in the present invention, it is preferable to use a charge control agent added internally to the toner particles or externally added to the toner particles. The charge control agent makes it possible to control the optimum charge amount according to the developing system. In particular, in the present invention, the use of the charge control agent is effective when the above-described developing method that does not control the toner concentration is employed.
[0046]
As the polarity control agent used in the toner, a conventionally known one may be used. As the positive polarity control agent, modified products such as nigrosine and fatty acid metal salts; tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutyl Quaternary ammonium salts such as ammonium tetrafluoroborate; diorganotin oxides such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide and dicyclohexyltin oxide; diorganotin borates such as dibutyltin borate, dioctyltin borate and dicyclohexyltin borate alone or in combination of two or more They can be used in combination. Among these, polar controlling agents such as nigrosine compounds and organic quaternary ammonium salts are particularly preferably used.
[0047]
As the negative polarity control agent, for example, organometallic compounds and chelate compounds are effective. Examples thereof include aluminum acetylacetonate, iron (II) acetylacetonate, chromium 3,5-di-t-butylsalicylate, and in particular, acetylacetone metal complex, monoazo metal complex, naphthoic acid or salicylic acid metal complex or A salt is preferable, and a salicylic acid metal complex, a monoazo metal complex, or a salicylic acid metal salt is particularly preferable.
[0048]
The polarity control agent is preferably used in the form of fine particles, and specifically, a number average particle diameter of 3 μm or less is preferable.
[0049]
The amount of the polarity control agent used in the toner is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method. Although it is not limited, Preferably it is used in the range of 0.1-20 weight part with respect to 100 weight part of binders, More preferably, it is used in 0.2-10 weight part. If it is less than 0.1 part by weight, the charge amount of the toner is insufficient, which is not practical. On the other hand, when the amount exceeds 20 parts by weight, the charge amount of the toner is too large, and the electrostatic attraction force with the carrier is increased, leading to a decrease in developer fluidity and a decrease in image density.
[0050]
The toner used in the present invention is preferably used as a magnetic toner, and the magnetic material used for the magnetic toner includes iron oxides such as magnetite, hematite and ferrite, metals such as iron, cobalt and nickel, or aluminum of these metals. And alloys of metals such as cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, and mixtures thereof. Of these, magnetite is particularly useful.
[0051]
This magnetite is produced by a known production method. For example, an iron sulfate aqueous solution is neutralized with an alkaline aqueous solution to obtain iron hydroxide. Thereafter, the iron hydroxide suspension whose pH is adjusted to 10 or more is oxidized with a gas containing oxygen to obtain a magnetite slurry. The slurry is then washed with water, filtered, dried and crushed to obtain magnetite particles.
[0052]
These ferromagnetic materials have an average particle diameter of 0.01 to 1 μm, preferably 0.1 to 0.5 μm. The amount contained in the magnetic toner is 5 to 80 wt%, particularly preferably 10 to 60 wt% with respect to the toner.
[0053]
Further, the magnetic body of the magnetic toner used in the present invention preferably has an FeO content of 5 to 50 wt%, more preferably 10 to 30 wt%. This ferromagnetic material has a specific surface area of 1 to 60 m. ² / G is preferred, more preferably 3 to 20 m ² / G.
[0054]
As the magnetic carrier used in the present invention, a conventionally known carrier can be used. For example, magnetic particles such as iron powder, ferrite powder, nickel powder, and magnetite powder, or the surface of these magnetic particles treated with a resin. Or magnetic particle-dispersed resin particles in which magnetic particles are dispersed in a resin. The average particle size of these magnetic carriers is preferably 35 to 80 μm.
[0055]
Examples of the resin that forms the coating layer of the magnetic carrier used in the present invention include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, chlorinated polyethylene, and chlorosulfonated polyethylene; polystyrene, acrylic (for example, polymethyl methacrylate), polyacrylonitrile, and polyvinyl acetate. , Polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, polybiliketone, and other polyvinyl and polyvinylidene resins; vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, poly Fluoropolymers such as chlorotrifluoroethylene; polyamides; polyesters; polyurethanes; polycarbonates; urea-formaldehyde resins, etc. Roh resins, epoxy resins, and silicone resins.
Among these, those having a silicone resin layer on the surface of the magnetic particles or those having a silicone resin layer containing carbon black are most excellent in spent resistance.
[0056]
As the silicone resin used for the coating layer of the magnetic carrier, any conventionally known silicone resin may be used, and as an example, straight silicone and alkyd consisting only of an organosiloxane bond represented by the following formula, polyester, epoxy, A silicone resin modified with urethane or the like can be used.
[0057]
[Chemical 1]

In the above formula, R1 is a hydrogen atom, any one of an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and a phenyl group, R2 and R3 are each a hydrogen group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, a phenoxy group, and a carbon atom. It is any one of a alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, an alkenyloxy group having 2 to 4 carbon atoms, a hydroxy group, a carboxyl group, an ethylene oxide group, a glycidyl group, and a group represented by the following formula.
[0058]
[Chemical 2]

In the above formula, R4 and R5 are hydroxy group, carboxyl group, alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, and 2 to 4 carbon atoms. Any one of an alkenyloxy group, a phenyl group, and a phenoxy group is represented, and k, l, m, n, o, and p represent an integer of 1 or more.
[0059]
Each of the substituents R1 to R5 has a substituent such as an amino group, a hydroxy group, a carboxyl group, a mercapto group, an alkyl group, a phenyl group, an ethylene oxide group, a glycidyl group, and a halogen atom in addition to the unsubstituted one. May be.
[0060]
Further, by including carbon black in the coating layer of the magnetic carrier, a desired electric resistance of the carrier can be obtained.
As the carbon black used in the present invention, for example, all carbon blacks such as furnace black, acetylene black and channel black can be used. Among these, in particular, by using a mixture of furnace black and acetylene black, it is possible to effectively adjust the conductivity with a small amount of addition, and it is possible to obtain a carrier excellent in wear resistance of the coat layer. These carbon blacks preferably have a particle size of about 0.01 to 10 μm, preferably 2 to 30 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the coating resin.
[0061]
In the coating layer of the magnetic carrier used in the present invention, a silane coupling agent, a titanium coupling agent or the like is added for the purpose of improving the adhesion with the core particles or improving the dispersibility of the conductivity imparting agent. Also good.
[0062]
Examples of the silane coupling agent used in the present invention include compounds represented by the following general formula.
[0063]
[Chemical 3]

In the above formula, X is a hydrolyzable group bonded to a silicon atom and includes a chloro group, an alkoxy group, an acetoxy group, an alkylamino group, a propenoxy group, and the like.
Y is an organic functional group that reacts with the organic matrix and includes a vinyl group, a methacryl group, an epoxy group, a glycidoxy group, an amino group, a mercapto group, and the like.
R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkylene group.
[0064]
Among silane coupling agents used for carriers, aminosilane coupling agents having an amino group in Y in the above formula are preferred in order to obtain a developer having particularly negative chargeability, and a developer having positive chargeability is obtained. Is preferably an epoxy silane coupling agent having an epoxy group in Y.
[0065]
As a method for forming the carrier coat layer, the coat layer forming liquid may be applied to the surface of the carrier core particles by means of a spraying method, a dipping method or the like, as in the conventional method. In this case, the thickness of the coat layer is preferably 0.1 to 20 μm.
[0066]
As an example of a method for producing a two-component developer according to the present invention, first, the binder resin, a pigment or dye as a colorant, a charge control agent, a lubricant, other additives, etc. are mixed like a Henschel mixer. Mix thoroughly by machine. After mixing, batch type two rolls, Banbury mixer and continuous twin screw extruder, for example, KTK type twin screw extruder manufactured by Kobe Steel, TEM type twin screw extruder manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., KCK 2 Using a thermal kneader such as a screw extruder, a PCM type twin screw extruder manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd., a KEX type twin screw extruder manufactured by Kurimoto Iron Works, or a continuous type single screw kneader, for example, a co-kneader manufactured by Buss. The components are kneaded well, cooled, and then roughly pulverized using a hammer mill or the like. Here, in the case of a color toner, for the purpose of improving the dispersion of the pigment, it is common to use a master batch obtained by previously melt-kneading a part of the binder resin and the pigment as the colorant. Next, these coarsely pulverized products are finely pulverized by using a fine pulverizer using a jet stream or a mechanical pulverizer alone or in combination. Next obtained fine powder Crush The particles are classified into a predetermined particle size by a classifier using a swirling airflow or a classifier using a Coanda effect. In order to obtain the toner having the particle size distribution of the present invention, among these, a classifier utilizing the Coanda effect is preferably used. Further, the toner is sufficiently mixed with a fluidity imparting agent by a mixer such as a Henschel mixer, and passed through a sieve of 250 mesh or more to remove coarse particles and aggregated particles.
[0067]
FIG. 1 is a schematic view of a developing device portion of an image forming apparatus showing an example of an embodiment of the present invention.
The developing device 13 disposed on the side of the photosensitive drum 1 serving as a latent image carrier has a support case 14, a developing sleeve 15 as a developer carrier, a developer accommodating member 16, and a first regulating member. It is mainly composed of the first doctor blade 17 and the like.
[0068]
A support case 14 having an opening on the side of the photosensitive drum 1 forms a toner hopper 19 as a toner storage portion that stores toner 18 therein. Near the photosensitive drum 1 side of the toner hopper 19, a developer accommodating member 16 that forms a developer accommodating portion 16 a that accommodates a developer 22 composed of toner 18 and a carrier that is magnetic particles is integrated with the support case 14. Provided. The support case 14 positioned below the developer accommodating member 16 is formed with a protruding portion 14a having a facing surface 14b. The space between the lower portion of the developer accommodating member 16 and the facing surface 14b A toner supply opening 20 for supplying the toner 18 is formed.
[0069]
Inside the toner hopper 19, a toner agitator 21 is disposed as toner supply means that is rotated by a drive means (not shown). The toner agitator 21 sends out the toner 18 in the toner hopper 19 toward the toner supply opening 20 while stirring. Further, on the side of the toner hopper 19 that faces the photosensitive drum 1, a toner end detection unit 14 c that detects when the amount of toner 18 in the toner hopper 19 decreases is disposed.
[0070]
A developing sleeve 15 is disposed in a space between the photosensitive drum 1 and the toner hopper 19. The developing sleeve 15 that is rotationally driven in the direction of the arrow in the figure by a driving means (not shown) has a magnet (not shown) as a magnetic field generating means disposed in its relative position with respect to the developing device 13. Yes.
[0071]
A first doctor blade 17 is integrally attached to the side of the developer accommodating member 16 that faces the side attached to the support case 14. The first doctor blade 17 is disposed in a state where a certain gap is maintained between the tip of the first doctor blade 17 and the outer peripheral surface of the developing sleeve 15.
[0072]
A second doctor blade 23 as a second restricting member is disposed in a portion of the developer containing member 16 located in the vicinity of the toner supply opening 20. The second doctor blade 23 has a free end that prevents a flow of the developer 22 layer formed on the surface of the developing sleeve 15 in order to keep a certain gap with respect to the outer peripheral surface of the developing sleeve 15, that is, free The base end is integrally attached to the developer accommodating member 16 with the end facing the center of the developing sleeve 15. The developer accommodating portion 16a is configured to have a space sufficient for circulating and moving the developer 22 within a range that the magnetic force of the developing sleeve 15 reaches.
[0073]
The facing surface 14b is formed over a predetermined length so as to incline downward from the toner hopper 19 side toward the developing sleeve 15 side. As a result, when vibration, uneven magnetic distribution of a magnet (not shown) provided in the developing sleeve 15 or a partial increase in toner concentration in the developer 22 occurs, the second doctor blade 23 and the developing sleeve 15 are generated. Even if the carrier in the developer accommodating portion 16a falls from between the peripheral surface of the toner and the peripheral surface, the dropped carrier is received by the facing surface 14b and moves toward the developing sleeve 15 and is magnetically attached to the developing sleeve 15 by magnetic force. The toner is again supplied into the developer accommodating portion 16a. As a result, it is possible to prevent a decrease in the amount of carrier in the developer accommodating portion 16a, and it is possible to prevent occurrence of uneven image density in the axial direction of the developing sleeve 15 during image formation. The inclination angle α of the facing surface 14b is about 5 °, and the predetermined length l is preferably 2 to 20 mm, more preferably about 3 to 10 mm.
[0074]
With the above configuration, the toner 18 delivered from the inside of the toner hopper 19 by the toner agitator 21 is supplied to the developer 22 carried on the developing sleeve 15 through the toner supply opening 20, and is carried to the developer accommodating portion 16a. It is. The developer 22 in the developer accommodating portion 16a is carried on the developing sleeve 15 and conveyed to a position facing the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1, and only the toner 18 is formed on the photosensitive drum 1. A toner image is formed on the photosensitive drum 1 by electrostatic coupling with the electrostatic latent image.
[0075]
Here, the behavior of the developer 22 during the toner image formation will be described. As shown in FIG. 2, when a starting agent consisting only of a magnetic carrier 22a is set in the developing device 13, the magnetic carrier 22a is magnetized on the surface of the developing sleeve 15 and is accommodated in the developer accommodating portion 16a. And divided. The magnetic carrier 22a accommodated in the developer accommodating portion 16a circulates at a moving speed of 1 mm / s or more in the arrow b direction by the magnetic force from the inside of the developing sleeve 15 as the developing sleeve 15 rotates in the arrow a direction. Moving. An interface X is formed at the boundary between the surface of the magnetic carrier 22a magnetically attached to the surface of the developing sleeve 15 and the surface of the magnetic carrier 22a moving in the developer accommodating portion 16a.
[0076]
Next, when the toner 18 is set in the toner hopper 19, the toner 18 is supplied from the toner supply opening 20 to the magnetic carrier 22 a carried on the developing sleeve 15. Therefore, the developing sleeve 15 carries the developer 22 that is a mixture of the toner 18 and the magnetic carrier 22a.
[0077]
In the developer accommodating portion 16a, due to the presence of the accommodated developer 22, a force is applied to the developer 22 conveyed by the developing sleeve 15 to stop the conveyance. Then, when the toner 18 existing on the surface of the developer 22 carried on the developing sleeve 15 is conveyed to the interface X, the frictional force between the developers 22 in the vicinity of the interface X is reduced and the developer 22 in the vicinity of the interface X is reduced. This reduces the transport force of the developer 22, thereby reducing the transport amount of the developer 22 in the vicinity of the interface X.
[0078]
On the other hand, the developer 22 on the upstream side in the rotation direction of the developing sleeve 15 with respect to the junction Y is transported with respect to the developer 22 transported by the developing sleeve 15 as in the developer accommodating portion 16a described above. Since no stopping force is applied, as shown in FIG. 3, the balance of the transport amount between the developer 22 transported to the junction Y and the developer 22 transported through the interface X is lost, and the developer 22 is lost. And the position of the merging point Y rises and the layer thickness of the developer 22 including the interface X increases. Further, the layer thickness of the developer 22 that has passed through the first doctor blade 17 also gradually increases, and the increased developer 22 is scraped off by the second doctor blade 23.
[0079]
When the developer 22 that has passed through the first doctor blade 17 reaches a predetermined toner concentration, as shown in FIG. 4, the increased amount of developer 22 that has been scraped off by the second doctor blade 23 and layered is formed. The toner supply opening 20 is closed, and in this state, the toner 18 is completely taken in. At this time, the volume of the developer 22 is increased by increasing the toner concentration in the developer accommodating portion 16a, and the space in the developer accommodating portion 16a is thereby narrowed. The moving speed that circulates in the direction also decreases.
[0080]
In the developer 22 layer formed so as to close the toner supply opening 20, the developer 22 scraped off by the second doctor blade 23 has a speed of 1 mm / s or more as shown by an arrow c in FIG. However, since the opposing surface 14b is inclined downward at an angle α toward the developing sleeve 15 side and has a predetermined length l, the developer 22 is moved. The developer 22 can be prevented from dropping into the toner hopper 19 due to the movement of the toner layer, and the amount of the developer 22 can be kept constant at all times, so that the toner supply can be always self-controlled to be constant. It becomes.
[0081]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[0082]
[Example 1]
100 parts by weight of polyester resin
3 parts by weight of chromium-containing azo dye
Magnetite fine particles 23 parts by weight
5 parts by weight of polypropylene
The mixture of the above formulation is mixed with a Henschel mixer, kneaded with a kneading extruder set at 180 ° C., cooled and solidified, coarsely pulverized with a cutter mill, and then finely pulverized with a mechanical pulverizer. The resulting finely pulverized product was classified into a particle size distribution having a weight average particle size of 7.24 μm and 5 μm or less of 51.4% by using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect to obtain base particles. . Further, 0.6 parts by weight of hydrophobic silica having an average particle diameter of 0.3 μm was added to 100 parts by weight of the base colored particles, and mixed with a Henschel mixer to obtain toner a.
When the magnetization of this toner in a magnetic field of 1 k Oersted and 5 k Oersted was measured, they were 12.8 emu / g and 17.1 emu / g, respectively.
[0083]
100 parts by weight of silicone resin (organostrict silicone)
100 parts by weight of toluene
γ- (2-Aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane 5 parts by weight
Carbon black 10 parts by weight
The above mixture was dispersed with a homomixer for 20 minutes to prepare a coating layer forming solution. This coating layer forming solution was coated on the surface of 1000 parts of spherical magnetite having a particle diameter of 50 μm by using a fluidized bed type coating apparatus, and magnetic carrier A was obtained.
90 parts by weight of carrier A and 10 parts by weight of toner a were mixed using a turbula mixer to obtain a two-component developer 1.
[0084]
Next, the developing device shown in FIG. 1 was incorporated into Rico-Imagio MF200, and durability was evaluated by evaluating the image density of about 100,000 sheets, background stain, resolution, and image density controllability.
[0085]
[test]
(Image density)
The image density at 9 positions in total, 3 positions from the top, middle and bottom of the image, was measured with a Macbeth reflection densitometer.
[0086]
(Uneven density)
The image density at nine positions in total, nine positions from the upper, middle and lower portions of the image, was measured with a Macbeth reflection densitometer, and the difference between the maximum value and the minimum value was defined as density unevenness.
The evaluation criteria were as follows.
A: Image density difference is less than 0.1
○: 0.1 or more and less than 0.2
Δ: 0.2 or more and less than 0.5
×: 0.5 or more
[0087]
(resolution)
Vertical lines and horizontal lines are 2.0, 2.2, 2.5, 2.8, 3.2, 3.6, 4.0, 4.5, 5.0, 5.6, 6. For a line image in which 3, 7.1 lines are arranged at equal intervals, it was evaluated how faithfully the copied image could be reproduced between the lines.
[0088]
(Image density controllability)
Twenty 100% solid images having an original density of 1.6 were continuously copied and evaluated for changes in image density.
The evaluation criteria were as follows.
A: Image density difference is less than 0.1
○: 0.1 or more and less than 0.2
Δ: 0.2 or more and less than 0.5
×: 0.5 or more
[0089]
The results of the above test are shown in Table 1 and Table 2 described later.
[0090]
[Example 2]
To the base particles obtained in Example 1, 0.6 parts by weight of hydrophobic silica having an average particle size of 0.3 μm and 0.3 parts by weight of hydrophobic titanium oxide are added, and mixed with a Henschel mixer, and toner b is added. Obtained. 90 parts by weight of carrier A and 10 parts by weight of toner b were mixed using a turbula mixer to obtain a two-component developer 2.
When the magnetization of this toner in a magnetic field of 1 k oersted and 5 k oersted was measured, they were 12.1 emu / g and 17.6 emu / g, respectively.
Next, in the same manner as in Example 1, durability was evaluated by evaluating the image density of about 100,000 sheets, background stain, resolution, and image density controllability. The results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0091]
[Example 3]
The toner c and the developer 3 were prepared in the same manner as in Example 2 except that the classification conditions were changed in Example 2 and the weight average particle size was 7.84 μm, and the particle size distribution was 5 μm or less to a particle size distribution of 41.2% by number. It produced and evaluated by the method similar to Example 2. FIG.
The results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0092]
[ Reference example 1 ]
The toner d and the developer 4 were prepared in the same manner as in Example 2 except that the classification conditions were changed in Example 2 and the weight average particle size was 6.54 μm and 5 μm or less was classified into a particle size distribution of 62.1% by number. It produced and evaluated by the method similar to Example 2. FIG.
The results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0093]
[ Reference example 2 ]
The toner e and the developer 5 were prepared in the same manner as in Example 2 except that the classification conditions were changed in Example 2 and the weight average particle size was 6.03 μm and the particle size distribution of 5 μm or less was 75.6% by number. It produced and evaluated by the method similar to Example 2. FIG.
The results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0094]
[ Reference example 3 ]
100 parts by weight of polyester resin
3 parts by weight of chromium-containing azo dye
Magnetite fine particles 30 parts by weight
5 parts by weight of polypropylene
The mixture of the above formulation is mixed with a Henschel mixer, then kneaded with a kneading extruder set at 180 ° C., cooled and solidified, coarsely ground with a cutter mill, and then finely ground with a mechanical grinder. Then, the obtained finely pulverized product was classified into a particle size distribution with a weight average particle size of 7.55 μm, 5 μm or less of 55.7% by number using a swirling air classifier to obtain base particles. Furthermore, with respect to 100 parts by weight of the base colored particles, 0.5 part by weight of hydrophobic silica having an average particle size of 0.3 μm and 0.3 part by weight of hydrophobic titanium oxide are added and mixed in a Henschel mixer, Toner f was obtained.
Using this toner, a developer was prepared in the same manner as in Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Table 1 and Table 2 described later.
[0095]
[Comparative Example 1]
100 parts by weight of polyester resin
3 parts by weight of chromium-containing azo dye
Magnetite fine particles 50 parts by weight
5 parts by weight of polypropylene
The mixture of the above formulation is mixed with a Henschel mixer, kneaded with a kneading extruder set at 180 ° C., cooled and solidified, coarsely pulverized with a cutter mill, and then finely pulverized with a mechanical pulverizer. The resulting finely pulverized product was classified into a particle size distribution having a weight average particle size of 8.53 μm and 5 μm or less of 32.3% by number using a swirl type air classifier to obtain base particles. Furthermore, with respect to 100 parts by weight of the base colored particles, 0.5 part by weight of hydrophobic silica having an average particle size of 0.3 μm and 0.3 part by weight of hydrophobic titanium oxide are added and mixed in a Henschel mixer, Toner g was obtained.
Using this toner, a developer was prepared in the same manner as in Example 1 and evaluated. The results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0096]
[Comparative Example 2]
100 parts by weight of polyester resin
3 parts by weight of chromium-containing azo dye
5 parts by weight of polypropylene
The mixture of the above formulation is mixed with a Henschel mixer, kneaded with a kneading extruder set at 180 ° C., cooled and solidified, coarsely pulverized with a cutter mill, and then finely pulverized with a mechanical pulverizer. The obtained finely pulverized product was classified into a particle size distribution having a weight average particle size of 5.91 μm and 5 μm or less of 83.1% by number using a swirl type air classifier to obtain base particles. Furthermore, with respect to 100 parts by weight of the base colored particles, 0.5 part by weight of hydrophobic silica having an average particle size of 0.3 μm and 0.3 part by weight of hydrophobic titanium oxide are added and mixed in a Henschel mixer, Toner h was obtained.
Using this toner, a developer was prepared in the same manner as in Example 1 and evaluated. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0097]
[Table 1]

[0098]
[Table 2]

[0099]
【The invention's effect】
As described above, when the two-component developer of the present invention is used for image formation, it is possible to obtain a good image free from toner scattering and background contamination, and a high-resolution image excellent in fine line and halftone reproducibility. . In addition, the durability of the developer is high even when used for a long time, and there is an excellent effect that a continuous and stable good image can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view for explaining an operation of a developer in an example of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 3 is another partial cross-sectional view for explaining the operation of the developer in an example of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 4 is another partial cross-sectional view for explaining the operation of the developer in the example of the image forming apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Latent image carrier (photosensitive drum)
13 Development device
14b Opposite surface
15 Developer carrier (developing sleeve)
16a Developer container
16 Developer accommodating member
17 First restriction member (first doctor blade)
18 Toner
19 Toner container (toner hopper)
20 Toner supply opening
21 Toner supply means (toner agitator)
22 Developer
23 Second regulating member (second doctor blade)
22a Magnetic carrier
X interface (interface)
Y junction
a, b Movement direction of magnetic carrier
l Length
α Inclination angle

Claims

In a two-component developer composed of at least a binder resin and a magnetic toner composed of a magnetic material and a magnetic carrier composed of at least a magnetic material, the particle size distribution of the magnetic toner is: (1) the weight average particle size is 7.0 to 8.0 μm, (2) 41.2 to 51.4 % by number of magnetic toner particles of 5 μm or less, and (3) the magnetization of the magnetic toner in a 5 k Oersted magnetic field is 17.1 to 18.1. (4) A two-component developer characterized by having a magnetization in a 1 k Oersted magnetic field of 12.1 to 13.4 emu / g.

The two-component developer according to claim 1, wherein the magnetic toner contains at least hydrophobic silicon oxide fine particles and / or hydrophobic titanium oxide fine particles.

3. The developer according to claim 1, wherein the magnetic carrier has a coat layer containing at least a silicone resin as a main component.

An image forming apparatus,
It has magnetic field generation means inside,
A developer carrying member that carries and conveys a two-component developer comprising at least a binder toner and a magnetic toner made of a magnetic material, and a magnetic carrier made of at least a magnetic material;
A first regulating member that regulates the amount of the developer carried and carried on the developer carrying member;
A developer accommodating portion for accommodating the developer scraped off by the first regulating member;
A toner container adjacent to the developer container and supplying toner to the developer carrier;
The developer accommodating portion has a second restricting member disposed on the upstream side in the transport direction of the developer on the developer carrier relative to the first restricting member,
A gap is set between the second regulating member and the developer carrier.
In the particle size distribution of the magnetic toner, (1) the weight average particle size is 7.0 to 8.0 μm, and (2) the toner particles of 5 μm or less are 41.2 to 51.4 % by number. (3) The magnetization is 17.1 to 18.1 emu / g in a 5 k Oersted magnetic field, and (4) the magnetization in the 1 k Oersted magnetic field is 12.1 to 13.4 emu / g. An image forming apparatus.

An image forming method comprising:
Using the image forming apparatus according to claim 4,
By changing the contact state between the developer and the toner according to the change in the toner density of the developer on the developer carrier, the toner intake state of the developer on the developer carrier is changed,
When the toner concentration of the developer on the developer carrier increases and the layer thickness of the developer increases, the second restricting member restricts the passage of the increased amount of the developer. Image forming method.