JP4003324B2 - Image forming method and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電写真法、静電印刷法などにおいて静電荷像を現像する画像形成方法および画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在、静電荷像の現像方法の一例として、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤により磁気ブラシを形成させ、これを感光体の表面に接触させることにより、当該表面に形成された静電荷像を顕在化させる現像方法が利用されている。このような現像方法によれば、必要とする量のトナーを感光体の表面の静電荷像に確実に付着させることができるので、現像安定性に優れ、高品位な画像を得ることができる。
【0003】
このような二成分現像剤を構成するキャリアとしては、鉄粉やフェライトなどの磁性粒子を芯材粒子とし、その表面に適宜の樹脂による被覆樹脂層を形成してなる樹脂被覆キャリアが知られている。このような樹脂被覆キャリアによれば、被覆樹脂層により、好適な帯電性を発揮させることができると共に、トナースペントの発生を有効に防止することができる。
【0004】
しかしながら、上記のような現像方法では、感光体の表面に磁気ブラシを接触させるため、感光体の表面に擦過傷を発生させたり、感光層を減耗させたりする。その結果、電位の乱れが発生して、感光体の性能が低下し、良好な画像を形成することができないという問題を生じる。そして、このような問題は、現在主流の感光体である有機感光体(OPC)において顕著に現れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、感光体の表面の擦過傷の発生や感光層の減耗を抑制し、長期にわたって安定した可視画像を得ることができる画像形成方法および画像形成装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、現像剤の有する所期の性能を長期にわたって維持することができる画像形成方法および画像形成装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成方法は、Fe 2 3 を含有する酸化鉄を還元雰囲気で焼成する方法によって得られる、Fe2 3 およびFe3 4 を酸化鉄成分として含有する磁性粒子であって、X線回折法により得られるFe2 3 結晶の最強回折ピーク面積をSh、Fe3 4 結晶の最強回折ピーク面積をSmとするとき、これらの面積比(Sh/Sm)の値が0.01〜1.0の範囲にある磁性粒子の表面を樹脂被覆してなり、その体積平均粒径が10〜100μmの範囲にあるキャリアと、トナーとからなる静電荷像現像剤を用い、
複数の磁極を有する円柱状のマグネットロールの周囲を回転可能に設けられた非磁性材料からなる現像スリーブを備え、前記静電荷像現像剤が充填された現像器を使用し、
前記現像スリーブによる単位面積当たりのキャリア搬送量が0.005〜0.50cm3 /cm2
感光体の線速度Vpと前記現像スリーブの線速度Vsとの比(Vp/Vs)が1.0〜2.5
となる条件で前記現像器を作動させて、静電荷像現像剤により形成される磁気ブラシを、静電荷像が形成された感光体の表面に接触させることにより、当該静電荷像を顕在化させる現像工程を有することを特徴とする。
【0007】
本発明の画像形成方法は、キャリアが、ヘマタイトを含有する酸化鉄粉末を還元雰囲気下で焼成することによってFe 3 4 結晶を成長処理させて得られる磁性粒子の表面を樹脂被覆してなることが好ましい。
【0008】
また、本発明の画像形成装置は、複数の磁極を有する円柱状のマグネットロールの周囲を回転可能に設けられた非磁性材料からなる現像スリーブを備え、
Fe 2 3 を含有する酸化鉄を還元雰囲気で焼成する方法によって得られる、Fe2 3 およびFe3 4 を酸化鉄成分として含有する磁性粒子であって、X線回折法により得られるFe2 3 結晶の最強回折ピーク面積をSh、Fe3 4 結晶の最強回折ピーク面積をSmとするとき、これらの面積比(Sh/Sm)の値が0.01〜1.0の範囲にある磁性粒子の表面を樹脂被覆してなり、その体積平均粒径が10〜100μmの範囲にあるキャリアと、トナーとからなる静電荷像現像剤が充填され、
前記現像スリーブによる単位面積当たりのキャリア搬送量が0.005〜0.50cm3 /cm2
感光体の線速度Vpと前記現像スリーブの線速度Vsとの比(Vp/Vs)が1.0〜2.5
となる条件で作動され、静電荷像現像剤により形成される磁気ブラシを、静電荷像が形成された感光体の表面に接触させることにより、当該静電荷像を顕在化させる現像器を有してなることを特徴とする。
【0009】
本発明の画像形成装置は、キャリアが、ヘマタイトを含有する酸化鉄粉末を還元雰囲気下で焼成することによってFe 3 4 結晶を成長処理させて得られる磁性粒子の表面を樹脂被覆してなることが好ましい。
【0010】
【作用】
本発明で用いられるキャリアにおいては、磁化の適正化を図ることができると共に、結晶格子を緻密に配列させた状態とすることができるため、キャリア粒子間の磁化のバラツキを抑制することができる。
従って、当該キャリアにより構成される現像剤を画像形成に供することにより、キャリア付着を有効に防止することができると共に、感光体の表面に対する機械的なストレス、すなわち磁気ブラシの擦過力を低減させることができるため、感光体の表面の擦過傷の発生および感光層の減耗が抑制され、この結果、長期にわたって安定した可視画像を得ることができる。
【0011】
本発明の画像形成方法および画像形成装置によれば、安定した可視画像を長期にわたって形成することができる。
また、現像条件を調整することにより、現像ニップ部において現像剤に加わる機械的ストレスを低減させることができるため、現像剤の有する所期の性能を長期にわたって維持することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
<キャリア>
本発明のキャリアは、Fe2 3 およびFe3 4 を酸化鉄成分として含有する磁性粒子により構成される。
本発明のキャリアを構成する磁性粒子について、X線回折法によりFe2 3 の最強回折ピーク面積(Sh)およびFe3 4 の最強回折ピーク面積(Sm)を測定したとき、その比(Sh/Sm)は0.01〜1.0とされ、好ましくは0.05〜0.5とされる。
最強回折ピーク面積比(Sh/Sm)が0.01よりも小さい場合には、Fe3 4 結晶の成長が進みすぎて結晶格子の緻密な配列が壊れてしまうため、過剰な磁化を有する磁性粒子が混在するようになり、この結果、感光体表面の擦過傷の発生や感光層の減耗の原因となる。
一方、最強回折ピーク面積比(Sh/Sm)が1.0よりも大きい場合には、現像剤用のキャリアとして、磁化が不十分な磁性粒子が混在するようになるため、感光体へのキャリア付着が発生し、感光体表面に傷を発生させる原因となる。
【0013】
ここで、「Fe2 3 結晶の最強回折ピーク面積」とは、X線回折角が33.0〜34.0degの範囲内にピークトップがある回折ピークにおいて、ピークトップへ至る立ち上がり曲線、ピークトップからの立ち下がり曲線およびベースラインにより区画された面積をいう。
また、「Fe3 4 結晶の最強回折ピーク面積」とは、X線回折角が35.0〜36.0degの範囲内にピークトップがある回折ピークにおいて、ピークトップへ至る立ち上がり曲線、ピークトップからの立ち下がり曲線およびベースラインにより区画された面積をいう。
なお、X線回折曲線の測定は、X線回折装置「JDX−8200」(日本電子社製)を用い、下記に示す条件で行った。
【0014】
(X線回折装置の測定条件)
X線管球:Cu
電圧:40kV
電流:100mA
スタート角度:5deg
ストップ角度:50deg
ステップ角度:0.05deg
各ステップでの測定時間:2sec
【0015】
本発明のキャリアを構成する磁性粒子は、以下の方法により調製することができる。
▲1▼Fe2 3 を含有する酸化鉄とFe3 4 を含有する酸化鉄とを混合して、当該混合物を焼成する方法。
▲2▼Fe3 4 を含有する酸化鉄を酸化雰囲気下で焼成する方法。
▲3▼Fe2 3 を含有する酸化鉄を還元雰囲気下で焼成する方法。
これらのうち、最強回折ピーク面積比(Sh/Sm)の安定した調整を行うことができるという観点から、上記▲3▼の方法を利用することが好ましい。
【0016】
上記▲3▼の方法において、還元雰囲気下で焼成処理を行うことにより、酸化鉄に含有されるFe2 3 結晶の一部が還元されてマグネタイト相に変化し、強磁性を示すようになる。
かかる焼成処理に付される酸化鉄の具体例としては、ヘマタイト、ウスタイトなどを含有する酸化鉄が挙げられ、ヘマタイトを含有する酸化鉄を用いることが好ましい。
また、還元剤としては水素ガス、エチレンガス、黒鉛、カーボンブラック、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂などを使用することができる。
【0017】
上記のようなヘマタイトを含有する酸化鉄を還元雰囲気下で焼成処理を行い、Fe3 4 結晶を成長処理させたものよりなる磁性粒子によれば、キャリア粒子間における磁化のバラツキが極めて少なくなり、キャリア付着の防止効果と、感光体表面における擦過傷の発生防止および感光層の減耗の抑制という効果とを、高いレベルで両立させることができる。
【0018】
本発明のキャリアは、上記の磁性粒子を芯材粒子としてその表面に被覆樹脂層が形成されて構成される。
【0019】
本発明のキャリアを構成する被覆樹脂としては、公知の被覆用樹脂を使用することができる。具体的には、例えばスチレン系樹脂およびその誘導体、(メタ)アクリレート樹脂およびその誘導体、スチレン−(メタ)アクリレート共重合樹脂、シリコーン樹脂およびその変性体、フッ素樹脂、ビニル系およびビニリデン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、アミノ樹脂、などが挙げられる。これらのうち、オレフィン系樹脂を用いることが特に好ましい。
【0020】
また、磁性粒子の樹脂被覆量としては、キャリア全体に対して0.5〜10重量%の範囲内であることが好ましい。
この割合が過小の場合には、被覆樹脂層の膜厚が過小となるために磁性体粒子の表面の一部が露出した状態となる結果、当該被覆樹脂による安定した帯電性能を得ることができず、一方、この割合が過大の場合には、被覆樹脂層の膜厚が過大となるために被覆樹脂層が剥離する現象が生じ易くなる。
【0021】
磁性粒子に被覆樹脂層を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、公知の樹脂被覆方法を適用することができる。具体的には、例えば▲1▼被覆用樹脂を適当な溶剤に溶かし得られる樹脂溶液を、磁性粒子の表面に塗布する方法、▲2▼磁性粒子の表面に被覆用樹脂粉末を静電的に付着させ、さらに樹脂材料の融点近傍またはそれ以上に加熱しながら機械的に固定化する方法、▲3▼磁性粒子表面で被覆用樹脂のモノマーを重合成長させ被覆する表面重合被覆法(特開昭60−106808号公報参照)などを適用することができる。
また、これらの方法のうち2種以上を併用して、被覆樹脂層を形成することもできる。
【0022】
本発明のキャリアは、1kOeの磁場における磁化の強さが10〜90emu/gであることが好ましい。磁化の強さが10emu/gよりも小さい場合には、現像スリーブによるキャリアの束縛力が不十分になるため、感光体の表面にキャリアが付着しやすく、感光体の表面に傷を発生させる原因となり易い。一方、磁化の強さが90emu/gよりも大きい場合には、感光体に接触する磁気ブラシが硬くなり過ぎるため、感光層の減耗量が大きくなるおそれがある。
【0023】
本発明のキャリアは、体積基準の平均粒子径が10〜100μmとされ、好ましくは40〜80μmとされる。
体積基準の平均粒子径が10μmよりも小さい場合には、当該キャリアが感光体の表面に付着し易くなり、感光体の表面に傷を発生させる原因となる。一方、体積基準の平均粒子径が100μmよりも大きい場合には、感光体の表面に対する擦過力が大きくなり、感光体の表面の擦過傷の発生防止および感光層の減耗の抑制という本発明の目的を達成することができない。
キャリアの体積基準の平均粒子径は、湿式分散器を備えてなるレーザー回折式粒度分布測定装置「HELOS」(シンパテック社製)により測定された値である。
【0024】
<トナー>
本発明のキャリアは、適宜のトナーと混合されて二成分現像剤(本発明の現像剤)が構成される。ここに、トナーは、特に限定されるものではないが、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有してなる着色粒子により構成されるものが用いられ、特に無機微粉末などがトナー粉末に添加混合されたものが好ましい。
【0025】
トナーの結着樹脂は、特に限定されるものではないが、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂などの公知の樹脂を用いることができる。
【0026】
トナーに用いられる着色剤としては、例えば黒トナーのためにはカーボンブラック、ニグロシン染料などが使用され、イエロー、マゼンタ、シアントナーに必要な顔料としては、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー68、C.I.ピグメントレッド48−3、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド212、C.I.ピグメントレッド57−1、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー81、C.I.ピグメントイエロー154などを好適に用いることができる。
【0027】
トナーの粒子には、さらに必要に応じて離型剤、荷電制御剤、流動化剤、磁性体、滑剤、クリーニング助剤、その他の添加剤を含有させることもでき、構成される材料には公知のものを用いることができる。
【0028】
トナーの製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。具体的には、例えばトナーの構成材料を混合し、溶融、混練して冷却した後、粉砕および分級を行って所要のトナーを得る粉砕法、また乳化重合や懸濁重合などを利用してトナーを得る重合法などが利用することができる。また、いずれの方法においても、トナー粉末に、無機微粉末(外添剤)を添加混合する工程を追加することもできる。
【0029】
<現像剤>
本発明の現像剤は、本発明のキャリアとトナーを混合して調製される。本発明のキャリアとトナーとを混合するに際しては、従来より公知の混合機を用いることができるが、混合される際に、本発明のキャリアおよびトナーに加わるストレスが小さい混合機、例えばへンシェルミキサーなどの高速攪拌型よりもV型混合機、Wコーン混合機、ロッキングミキサーなどの自転型の混合機を使用することが好ましい。
また、本発明のキャリアとトナーとの混合比率は、現像剤全体の重量に対し、トナー重量が2.0〜20.0重量%の範囲にあることが好ましい。
【0030】
<画像形成方法および画像形成装置(現像システム)>
図1は、本発明の画像形成装置の構成例を示す説明図である。
同図において、10は現像器、11は現像スリーブ、12はマグネットロール、13はトナー補給口14が設けられてなるハウジング、15,16は、矢印方向に回転自在に設けられた攪拌部材、17は供給ローラ、18は穂立ち高さ規制部材、20は有機感光体である。
【0031】
現像スリーブ11は、矢印で示す反時計方向に回転する。現像スリーブ11の構成材料としては、例えばアルミニウム、ステンレスなどの非磁性材料を挙げることができる。また、現像剤の搬送を長期にわたり安定的に実行させるために、当該現像スリーブ11の表面は、溶射処理、サンドブラスト処理、溝付け処理などの粗面化処理が施されていることが好ましい。
【0032】
マグネットロール12は、複数の磁極を備えた円柱状の磁石体からなり、現像スリーブ11の内部に固定されている。
このマグネットロール12を構成する磁極は、現像剤の搬送性の安定化を図るという観点から、現像スリーブ11の回転軸から有機感光体20の表面に下ろした垂直平面を基準面としたとき、現像スリーブ11の回転軸を中心に+15〜−15degの範囲内に少なくとも1つの磁極が存在することが好ましい。
また、マグネットロール12を構成する磁極の磁力は、現像スリーブ11の表面において500〜1200ガウスであることが好ましく、更に好ましくは700〜1000ガウスとされる。なお、現像スリーブ11の表面における磁力はガウスメーターにより求めることができる。
【0033】
有機感光体20は、矢印に示す時計方向に回転する。有機感光体20の表面は、現像領域Pに対して上流側に設けられた帯電極(図示省略)によって一定の電位に帯電され、次いで、露光されることにより、現像されるべき静電荷像が形成される。なお、本発明の画像形成方法は、現像領域Pにおいて、感光体の表面に磁気ブラシを接触させることにより静電荷像を顕在化させる方法である。そのため、現像領域Pにおける磁気ブラシの穂の高さが、現像スリーブ11と有機感光体20との最小間隙(Dsd)よりも大きいことが必要である。ここで、磁気ブラシの穂の高さは0.5〜5.0mmの範囲にあることが好ましく、また、前記最小間隙(Dsd)は0.3〜1.5mmの範囲にあることが好ましい。なお、磁気ブラシの穂の高さは、現像器10を装置内から取り出し、現像領域Pにあたる部分での磁気ブラシを実体顕微鏡を用いて観察し、その平均高さを計測することにより求めることができる。
【0034】
ハウジング13内には、本発明の現像剤が充填されており、この現像剤は、攪拌部材15および16によって攪拌混合され、供給ローラ17によって現像スリーブ11の外周面に運ばれた後、現像スリーブ11の外周面に付着されて磁気ブラシを形成する。そして、現像スリーブ11の外周面に付着された現像剤の層は、穂立ち高さ規制部材18によって厚みが規制され、必要な現像剤量に制限される。次いで、厚みが規制された現像剤の層は現像領域Pまで搬送され、現像領域Pにおいて、現像スリーブ11と有機感光体20との間に印加された現像バイアス電位によって現像が行われる。
【0035】
現像スリーブ11と有機感光体20との間に印加する現像バイアスとしては、有機感光体20の表面に形成された静電荷像と同じ極性のDC電圧であることが好ましいが、必要に応じて、静電荷像の最大電位と最小電位の間で交互電界を形成するAC電圧を併せて印加してもよい。
【0036】
本発明の画像形成方法は、本発明の静電荷像現像剤により形成される磁気ブラシを、静電荷像が形成された感光体の表面に接触させることにより、当該静電荷像を顕在化させる現像工程を有する点に特徴がある。
本発明の画像形成方法における現像工程の一例としては、複数の磁極を有する円柱状のマグネットロールの周囲を回転可能に設けられた非磁性材料からなる現像スリーブを備えた現像器を用い、当該現像スリーブの外周面上に現像剤の磁気ブラシを形成し、当該磁気ブラシを現像領域において感光体の表面に接触させることにより、当該感光体の表面に形成された静電荷像に従ってトナーを付着させて顕在化させる工程を挙げることができる。
【0037】
本発明の画像形成方法において、現像スリーブの単位面積あたりのキャリア搬送量が0.005〜0.50cm3 /cm2 であることが好ましい。
キャリア搬送量が0.005cm3 /cm2 よりも少ない場合には、画像形成に必要なトナー搬送量を得るために現像スリーブの線速度を高めなければならず、このことは、感光層の減耗量を増加させる原因となる。
一方、キャリア搬送量が0.50cm3 /cm2 を超える場合には、現像領域Pにおけるキャリア量が過剰となり、感光体表面に擦過傷が発生しやすくなる。
現像スリーブの単位面積あたりのキャリア搬送量〔cm3 /cm2 〕は、以下の式に従って算出することができる。
【0038】
【数1】

Figure 0004003324
【0039】
上記の式中、「搬送されたキャリア重量」は、次のようにして求めることができる。先ず、設定した線速度で現像スリーブを回転させ、現像剤を搬送させた後、現像スリーブを停止し、現像スリーブ上の任意の位置において、一定面積の現像剤をサンプリングする。次いで、サンプリングした現像剤からトナーを除去することによって、搬送されたキャリア重量を求める。
【0040】
「キャリア真密度ρ」は、気相置換法による圧力比較法により求めた値であり、本発明では、高精度自動体積計「VM−100」(エステック社製)を用いて以下の条件で測定した値である。
【0041】
(真密度ρの測定条件)
キャリアガス:ヘリウム
供給圧力:約1.0kgf/cm2
測定環境:25℃、相対湿度50%
測定回数:4回(平均値を算出)
【0042】
また、本発明の画像形成方法において、感光体の線速度Vpと現像スリーブの線速度Vsとの比(Vp/Vs)が1.0〜2.5であることが好ましい。線速度比(Vp/Vs)が1.0よりも小さい場合には、十分な画像濃度を得るために現像スリーブの単位面積当たりのキャリア搬送量を増やさねばならず、これにより、感光体の表面に擦過傷を生じやすくなる。一方、線速度比(Vp/Vs)が2.5よりも大きい場合には、形成される磁気ブラシの擦過力が過剰となり、感光層の減耗量を増加させる原因となる。
【0043】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、以下において「部」は「重量部」を示す。
【0044】
〔磁性粒子の製造〕
ヘマタイト(Fe2 3 )鉱を水中に添加して分散し、粉砕処理してスラリーを調製した。そして、このスラリーをスプレードライ装置により噴霧乾燥することで、焼成用原料粉体を得た。
次に焼成炉に当該焼成用原料粉体を投入し、還元雰囲気下において、1250℃で1時間焼成処理することにより、磁性粒子a1を得た。
得られた磁性粒子a1のFe2 3 結晶の最強回折ピーク面積ShとFe3 4 結晶の最強回折ピーク面積Smとの面積比(Sh/Sm)をX線回折装置により求めたところ0.15であった。
【0045】
還元雰囲気濃度および焼成時間を適宜変更したこと以外は磁性粒子a1の製造方法と同様にして、磁性粒子a2〜a6および磁性粒子b1〜b4を得た。得られた磁性粒子a2〜a6および磁性粒子b1〜b4の各々について、最強回折ピーク面積比(Sh/Sm)を下記の表1に示す。
【0046】
〔キャリアの製造〕
ポリエチレン樹脂をトルエンに加熱溶解したものに、当該ポリエチレン樹脂に対して12.5重量%となる割合でカーボンブラックを分散させた樹脂溶液を調製し、「スピラコータ」(岡田精工社製)を用いて、当該樹脂溶液を磁性粒子a1の表面に塗布することによりポリエチレン樹脂被覆層を形成した。次いで、目開き106μmの篩を通過させて凝集物を除去し、磁性粒子a1の表面がポリエチレン樹脂により被覆された本発明のキャリアA1を得た。このキャリアA1のポリエチレン樹脂被覆量は、キャリア全体に対して3.0重量%であり、本発明のキャリアA1の体積平均粒径は68μmであった。
【0047】
磁性粒子a2〜a6および磁性粒子b1〜b4の各々について、キャリアA1の製造と同様の手順により樹脂被覆処理を行い、本発明のキャリアA2〜A6および比較用のキャリアB1〜B4を製造した。なお、キャリアB2を得るために使用した篩の目開きは150μmである。
以上のようにして得られた本発明のキャリアA1〜A6および比較用のキャリアB1〜B4の各々について、ポリエチレン樹脂被覆量、体積平均粒径および1kOeにおける磁化を計測した結果を下記の表1に併せて示す。
【0048】
【表1】
Figure 0004003324
【0049】
〔トナーの製造〕
スチレン/アクリル共重合樹脂100部と、荷電制御剤「T−77」(オリエント化学工業社製)2部と、離型剤として低分子量ポリプロピレン「ビスコール660P」(三洋化成社製)3部と、着色剤としてカーボンブラック「モーガルL」(キャボット社製)12部とを混合し、2軸混練機にて溶融混練を行なった。その後、冷却、粗砕工程を経て、微粉砕、風力分級を行うことにより、体積平均粒径が7.2μmの着色粒子を得た。
次いで、この着色粒子に、疎水性酸化珪素微粒子「R805」(日本アエロジル社製)0.3部と、疎水性酸化チタン微粒子「T805」(日本アエロジル社製)0.8部と、ステアリン酸亜鉛微粒子「タイプS」(日本油脂社製)0.1部とをへンシェルミキサーにて外添混合し、負帯電性のトナーを得た。
【0050】
〔現像剤の調製〕
上記のようにして得られたトナーと、現像剤中のトナー濃度が5重量%となるように、本発明のキャリアAl〜A6および比較用のキャリアB1〜B4の各々とを、それぞれV型混合機に投入し、20分間混合して、本発明の負帯電現像剤A1〜A6および比較用の負帯電現像剤B1〜B4を調製した。
【0051】
〔性能評価〕
以上のようにして得られた本発明の現像剤A1〜A6および比較用の現像剤B1〜B4の各々について、市販の電子写真複写機「Konica7050」(コニカ(株)製)の改造機を使用し、下記の表2に示す条件の下、温度10℃、相対湿度20%の環境下において、黒化面積率50%のA4サイズの原稿を30,000回にわたり連続的に複写する実写テストを行い、下記(1)および(2)の項目について評価した。
この画像形成装置において、現像器のマグネットロール(12)には、5個所に磁極が設けられており、この磁極による磁力は、アルミニウムからなる現像スリーブ(11)の表面において900ガウスであった。
また、有機感光体(20)の感光層は、電荷発生層と電荷輸送層の2層により構成され、その厚みは全体で25μmである。
【0052】
【表2】
Figure 0004003324
【0053】
〔評価項目〕
(1)相対反射濃度
ベタ部の相対反射濃度が1.30および背景部の相対反射濃度が0.00の原稿を複写して形成された出力画像について、白紙に対する相対反射濃度を測定した。評価の対象は、初期と30,000回複写時の出力画像とし、濃度測定には反射濃度計「RD−918」(マクベス社製)を使用した。ベタ部については、相対反射濃度が1.30以上となる出力画像を良好な画像、背景部については、相対反射濃度が0.005以下となる出力画像を良好な画像であると判断した。
【0054】
(2)感光層の総減耗量
30,000枚の実写試験が終了した後、評価機から有機感光体を取り出し、感光層の総減耗量をフィッシャースコープ(フィッシャー社製)により測定すると共に、感光体の表面を目視で観察することにより擦過傷の有無を確認した。なお、感光層の総減耗量は任意の3ケ所において測定された感光層の減耗量の平均値をとり、0.30μm以下である場合を良好であると判断した。
以上の性能評価の結果を表3に示す。
【0055】
【表3】
Figure 0004003324
【0056】
【発明の効果】
本発明で用いられるキャリアにおいては、磁化の適正化を図ることができると共に、結晶格子を緻密に配列させた状態とすることができるため、キャリア粒子間の磁化のバラツキを抑制することができる。
【0057】
従って、当該キャリアにより構成される現像剤によれば、キャリア付着を有効に防止することができると共に、感光体の表面に対する磁気ブラシの擦過力を低減させることができるため、感光体の表面における擦過傷の発生および感光層の減耗を抑制することができ、この結果、長期にわたって安定した可視画像を得ることができる。
【0058】
本発明の画像形成方法および画像形成装置によれば、安定した可視画像を長期にわたって形成することができる。
また、本発明の画像形成方法において、現像条件を調整することにより、現像ニップ部において現像剤に加わる機械的ストレスを低減させることができるため、現像剤の有する所期の性能を長期にわたって維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
10 現像器
11 現像スリーブ
12 マグネットロール
13 ハウジング
14 トナー補給口
15 攪拌部材
16 攪拌部材
17 供給ローラ
18 穂立ち高さ規制部材
20 有機感光体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides an electrostatic charge image in electrophotography, electrostatic photography, electrostatic printing, etc.developThe present invention relates to an image forming method and an image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
At present, as an example of a method for developing an electrostatic charge image, an electrostatic charge image formed on a surface of a photoreceptor is formed by forming a magnetic brush with a two-component developer composed of a toner and a carrier, and bringing the magnetic brush into contact with the surface of the photoreceptor. A developing method for making the material appear is used. According to such a developing method, a required amount of toner can be reliably attached to the electrostatic image on the surface of the photoreceptor, so that a high-quality image can be obtained with excellent development stability.
[0003]
As a carrier constituting such a two-component developer, a resin-coated carrier in which magnetic particles such as iron powder and ferrite are used as core material particles and a coating resin layer of an appropriate resin is formed on the surface is known. Yes. According to such a resin-coated carrier, a suitable chargeability can be exhibited by the coated resin layer, and generation of toner spent can be effectively prevented.
[0004]
However, in the developing method as described above, the magnetic brush is brought into contact with the surface of the photoconductor, so that the surface of the photoconductor is scratched or the photosensitive layer is depleted. As a result, potential disturbance occurs, causing a problem that the performance of the photoreceptor deteriorates and a good image cannot be formed. Such a problem appears remarkably in an organic photoreceptor (OPC) which is a mainstream photoreceptor at present.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
  The present invention has been made based on the circumstances as described above, and its purpose is to suppress the generation of scratches on the surface of the photoreceptor and the depletion of the photosensitive layer, and to obtain a stable visible image over a long period of time. it canAn object is to provide an image forming method and an image forming apparatus.
  Another object of the present invention is to provide an image forming method and an image forming apparatus capable of maintaining the expected performance of a developer over a long period of time.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The image forming method of the present invention comprises:Fe 2 O Three Obtained by a method of firing iron oxide containing a reducing atmosphere,Fe2OThreeAnd FeThreeOFourFe particles obtained by X-ray diffraction method2OThreeThe strongest diffraction peak area of the crystal is represented by Sh, FeThreeOFourWhen the strongest diffraction peak area of the crystal is Sm, the surface of the magnetic particle having a value of these area ratios (Sh / Sm) in the range of 0.01 to 1.0 is coated with a resin. Using an electrostatic charge image developer comprising a carrier having a diameter in the range of 10 to 100 μm and a toner,
  A developing sleeve made of a non-magnetic material rotatably provided around a cylindrical magnet roll having a plurality of magnetic poles, and using a developing device filled with the electrostatic charge image developer;
  The carrier conveyance amount per unit area by the developing sleeve is 0.005 to 0.50 cm.Three/ Cm2,
  The ratio (Vp / Vs) between the linear velocity Vp of the photoreceptor and the linear velocity Vs of the developing sleeve is 1.0 to 2.5.
The developing unit is operated under the conditions to bring the magnetic brush formed of the electrostatic charge image developer into contact with the surface of the photoreceptor on which the electrostatic charge image is formed, thereby revealing the electrostatic charge image. It has the image development process, It is characterized by the above-mentioned.
[0007]
  The image forming method of the present invention comprises:The carrier is obtained by firing iron oxide powder containing hematite in a reducing atmosphere. Three O Four It is preferable that the surface of the magnetic particle obtained by growing the crystal is coated with a resin.
[0008]
  Further, the image forming apparatus of the present invention includes a developing sleeve made of a non-magnetic material rotatably provided around a cylindrical magnet roll having a plurality of magnetic poles,
  Fe 2 O Three Obtained by a method of firing iron oxide containing a reducing atmosphere,Fe2OThreeAnd FeThreeOFourFe particles obtained by X-ray diffraction method2OThreeThe strongest diffraction peak area of the crystal is represented by Sh, FeThreeOFourWhen the strongest diffraction peak area of the crystal is Sm, the surface of the magnetic particle having a value of these area ratios (Sh / Sm) in the range of 0.01 to 1.0 is coated with a resin. An electrostatic charge image developer comprising a carrier having a diameter in the range of 10 to 100 μm and a toner is filled,
  The carrier conveyance amount per unit area by the developing sleeve is 0.005 to 0.50 cm.Three/ Cm2,
  The ratio (Vp / Vs) between the linear velocity Vp of the photoreceptor and the linear velocity Vs of the developing sleeve is 1.0 to 2.5.
A developing unit that exposes the electrostatic charge image by bringing a magnetic brush formed of an electrostatic charge image developer into contact with the surface of the photoreceptor on which the electrostatic charge image is formed. It is characterized by.
[0009]
  The image forming apparatus of the present invention includes:The carrier is obtained by firing iron oxide powder containing hematite in a reducing atmosphere. Three O Four It is preferable that the surface of the magnetic particle obtained by growing the crystal is coated with a resin.
[0010]
[Action]
  The present inventionIn the carrier used inMagnetization can be optimized and the crystal lattice can be densely arranged, so that variation in magnetization between carrier particles can be suppressed.
  Therefore,ConcernedConsists of carriersDeveloperBy using this for image formation, it is possible to effectively prevent carrier adhesion and to reduce mechanical stress on the surface of the photoconductor, that is, to reduce the scratching force of the magnetic brush. Generation and depletion of the photosensitive layer are suppressed, and as a result, a stable visible image can be obtained over a long period of time.
[0011]
According to the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, a stable visible image can be formed over a long period of time.
In addition, by adjusting the development conditions, mechanical stress applied to the developer at the development nip can be reduced, so that the expected performance of the developer can be maintained for a long period of time.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Career>
The carrier of the present invention is Fe2OThreeAnd FeThreeOFourIs composed of magnetic particles containing iron oxide as a component.
For the magnetic particles constituting the carrier of the present invention, Fe2OThreeStrongest diffraction peak area (Sh) and FeThreeOFourWhen the strongest diffraction peak area (Sm) is measured, the ratio (Sh / Sm) is set to 0.01 to 1.0, preferably 0.05 to 0.5.
When the strongest diffraction peak area ratio (Sh / Sm) is smaller than 0.01, FeThreeOFourSince the crystal growth progresses too much and the precise arrangement of the crystal lattice breaks, magnetic particles with excessive magnetization will be mixed, resulting in the occurrence of scratches on the surface of the photoreceptor and the depletion of the photosensitive layer. It becomes.
On the other hand, when the strongest diffraction peak area ratio (Sh / Sm) is greater than 1.0, magnetic particles with insufficient magnetization are mixed as carriers for the developer, and therefore the carrier to the photoreceptor. Adhesion occurs, causing damage to the surface of the photoreceptor.
[0013]
Here, "Fe2OThree“The strongest diffraction peak area of the crystal” refers to a rising peak reaching the peak top, a falling curve from the peak top, and a base in a diffraction peak having an X-ray diffraction angle in the range of 33.0 to 34.0 deg. The area divided by the line.
In addition, "FeThreeOFour“The strongest diffraction peak area of the crystal” refers to a rising curve reaching the peak top, a falling curve from the peak top, and a base in a diffraction peak having an X-ray diffraction angle in the range of 35.0 to 36.0 deg. The area divided by the line.
The X-ray diffraction curve was measured using an X-ray diffractometer “JDX-8200” (manufactured by JEOL Ltd.) under the following conditions.
[0014]
(Measurement conditions of X-ray diffractometer)
X-ray tube: Cu
Voltage: 40 kV
Current: 100 mA
Start angle: 5deg
Stop angle: 50deg
Step angle: 0.05deg
Measurement time at each step: 2 sec
[0015]
The magnetic particles constituting the carrier of the present invention can be prepared by the following method.
▲ 1 ▼ Fe2OThreeContaining iron oxide and FeThreeOFourThe method of baking the said mixture by mixing with the iron oxide containing this.
(2) FeThreeOFourA method of firing iron oxide containing iron in an oxidizing atmosphere.
(3) Fe2OThreeA method of firing iron oxide containing iron in a reducing atmosphere.
Among these, it is preferable to use the method (3) from the viewpoint that the strongest diffraction peak area ratio (Sh / Sm) can be stably adjusted.
[0016]
In the method of (3) above, the Fe contained in the iron oxide is obtained by performing a firing treatment in a reducing atmosphere.2OThreePart of the crystal is reduced to change to a magnetite phase and becomes ferromagnetic.
Specific examples of the iron oxide to be subjected to the baking treatment include iron oxide containing hematite, wustite, etc., and it is preferable to use iron oxide containing hematite.
As the reducing agent, hydrogen gas, ethylene gas, graphite, carbon black, olefinic resins such as polyethylene or polypropylene can be used.
[0017]
The iron oxide containing hematite as described above is baked in a reducing atmosphere, and FeThreeOFourAccording to the magnetic particles made of a crystal-grown product, the variation in magnetization between carrier particles is extremely reduced, and the effect of preventing carrier adhesion, the generation of scratches on the surface of the photoconductor, and the suppression of depletion of the photosensitive layer. The effect can be achieved at a high level.
[0018]
The carrier of the present invention is constituted by forming a coating resin layer on the surface of the above magnetic particles as core material particles.
[0019]
As the coating resin constituting the carrier of the present invention, a known coating resin can be used. Specifically, for example, styrene resins and derivatives thereof, (meth) acrylate resins and derivatives thereof, styrene- (meth) acrylate copolymer resins, silicone resins and modified products thereof, fluorine resins, vinyl resins and vinylidene resins, polyethylene And olefin resins such as polypropylene, phenol resins, polyester resins, epoxy resins, amino resins, and the like. Of these, it is particularly preferable to use an olefin resin.
[0020]
Further, the resin coating amount of the magnetic particles is preferably in the range of 0.5 to 10% by weight with respect to the entire carrier.
If this ratio is too small, the coating resin layer becomes too thin, and as a result, a part of the surface of the magnetic particles is exposed, and stable charging performance with the coating resin can be obtained. On the other hand, when this ratio is excessive, the coating resin layer is excessively thick, so that the phenomenon in which the coating resin layer peels easily occurs.
[0021]
The method for forming the coating resin layer on the magnetic particles is not particularly limited, and a known resin coating method can be applied. Specifically, for example, (1) a method in which a resin solution obtained by dissolving a coating resin in an appropriate solvent is applied to the surface of the magnetic particles, and (2) the coating resin powder is electrostatically applied to the surfaces of the magnetic particles. And a method of mechanically immobilizing the resin material while heating it near or above the melting point of the resin material, and (3) a surface polymerization coating method in which a monomer of the coating resin is polymerized and coated on the surface of the magnetic particles 60-106808 gazette) etc. are applicable.
Moreover, a coating resin layer can also be formed using 2 or more types together among these methods.
[0022]
The carrier of the present invention preferably has a magnetization intensity of 10 to 90 emu / g in a magnetic field of 1 kOe. When the strength of magnetization is less than 10 emu / g, the carrier binding force by the developing sleeve becomes insufficient, and the carrier easily adheres to the surface of the photoconductor, causing damage to the surface of the photoconductor. It is easy to become. On the other hand, when the strength of magnetization is greater than 90 emu / g, the magnetic brush that contacts the photoconductor becomes too hard, and the amount of wear of the photosensitive layer may increase.
[0023]
The carrier of the present invention has a volume-based average particle size of 10 to 100 μm, preferably 40 to 80 μm.
When the volume-based average particle diameter is smaller than 10 μm, the carrier easily adheres to the surface of the photoconductor, which causes a scratch on the surface of the photoconductor. On the other hand, when the volume-based average particle diameter is larger than 100 μm, the rubbing force against the surface of the photoreceptor increases, and the object of the present invention is to prevent the occurrence of scratches on the surface of the photoreceptor and to suppress the wear of the photosensitive layer. Cannot be achieved.
The volume-based average particle diameter of the carrier is a value measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “HELOS” (manufactured by Sympatech) equipped with a wet disperser.
[0024]
<Toner>
The carrier of the present invention is mixed with an appropriate toner to constitute a two-component developer (developer of the present invention). Here, the toner is not particularly limited, but a toner composed of colored particles containing at least a binder resin and a colorant is used. In particular, an inorganic fine powder or the like is added to and mixed with the toner powder. The ones made are preferred.
[0025]
The binder resin of the toner is not particularly limited, and a known resin such as a styrene resin, an acrylic resin, a styrene-acryl copolymer resin, or a polyester resin can be used.
[0026]
Examples of the colorant used in the toner include carbon black and nigrosine dye for black toner, and examples of pigments necessary for yellow, magenta and cyan toners include C.I. I. Pigment blue 15: 3, C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 15: 6, C.I. I. Pigment blue 68, C.I. I. Pigment red 48-3, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 212, C.I. I. Pigment red 57-1, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 81, C.I. I. Pigment Yellow 154 and the like can be preferably used.
[0027]
The toner particles may further contain a release agent, a charge control agent, a fluidizing agent, a magnetic material, a lubricant, a cleaning aid, and other additives as necessary. Can be used.
[0028]
The method for producing the toner is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, for example, the toner is mixed using a pulverization method in which constituent materials of the toner are mixed, melted, kneaded and cooled, and then pulverized and classified to obtain a required toner, and emulsion polymerization or suspension polymerization is used. The polymerization method etc. which obtain can be utilized. In any of the methods, a step of adding and mixing an inorganic fine powder (external additive) to the toner powder can be added.
[0029]
<Developer>
The developer of the present invention is prepared by mixing the carrier of the present invention and a toner. In mixing the carrier and toner of the present invention, a conventionally known mixer can be used. However, when mixing, a mixer that applies a low stress to the carrier and toner of the present invention, such as a Henschel, for example. It is preferable to use a rotary mixer such as a V-type mixer, a W-corn mixer, or a rocking mixer rather than a high-speed stirring type such as a mixer.
The mixing ratio of the carrier and the toner of the present invention is preferably such that the toner weight is in the range of 2.0 to 20.0% by weight with respect to the total weight of the developer.
[0030]
<Image Forming Method and Image Forming Apparatus (Developing System)>
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus according to the present invention.
In the figure, 10 is a developing device, 11 is a developing sleeve, 12 is a magnet roll, 13 is a housing provided with a toner replenishing port 14, 15 and 16 are stirring members provided rotatably in the direction of the arrow, 17 Is a supply roller, 18 is a spike height regulating member, and 20 is an organic photoreceptor.
[0031]
The developing sleeve 11 rotates counterclockwise as indicated by an arrow. Examples of the constituent material of the developing sleeve 11 include nonmagnetic materials such as aluminum and stainless steel. In order to stably carry the developer over a long period of time, the surface of the developing sleeve 11 is preferably subjected to a surface roughening process such as a thermal spraying process, a sand blasting process, or a grooving process.
[0032]
The magnet roll 12 is formed of a cylindrical magnet body having a plurality of magnetic poles, and is fixed inside the developing sleeve 11.
From the viewpoint of stabilizing the developer transportability, the magnetic poles constituting the magnet roll 12 are developed when a vertical plane lowered from the rotation shaft of the developing sleeve 11 to the surface of the organic photoreceptor 20 is used as a reference plane. It is preferable that at least one magnetic pole exists within a range of +15 to −15 deg around the rotation axis of the sleeve 11.
The magnetic force of the magnetic poles constituting the magnet roll 12 is preferably 500 to 1200 gauss on the surface of the developing sleeve 11, and more preferably 700 to 1000 gauss. The magnetic force on the surface of the developing sleeve 11 can be obtained by a gauss meter.
[0033]
The organic photoreceptor 20 rotates in the clockwise direction indicated by the arrow. The surface of the organophotoreceptor 20 is charged to a constant potential by a strip electrode (not shown) provided on the upstream side with respect to the development region P, and then exposed to form an electrostatic charge image to be developed. It is formed. Note that the image forming method of the present invention is a method in which, in the development region P, an electrostatic image is made visible by bringing a magnetic brush into contact with the surface of the photoreceptor. Therefore, the height of the magnetic brush head in the development region P needs to be larger than the minimum gap (Dsd) between the development sleeve 11 and the organic photoreceptor 20. Here, the height of the ears of the magnetic brush is preferably in the range of 0.5 to 5.0 mm, and the minimum gap (Dsd) is preferably in the range of 0.3 to 1.5 mm. In addition, the height of the ears of the magnetic brush can be obtained by taking out the developing device 10 from the apparatus, observing the magnetic brush in the portion corresponding to the developing region P using a stereomicroscope, and measuring the average height. it can.
[0034]
The housing 13 is filled with the developer of the present invention. The developer is stirred and mixed by the stirring members 15 and 16, conveyed to the outer peripheral surface of the developing sleeve 11 by the supply roller 17, and then the developing sleeve. The magnetic brush is formed by being attached to the outer peripheral surface of 11. The thickness of the developer layer adhered to the outer peripheral surface of the developing sleeve 11 is restricted by the spike height regulating member 18 and is limited to a necessary amount of developer. Next, the developer layer whose thickness is regulated is transported to the development region P, and development is performed in the development region P by the development bias potential applied between the development sleeve 11 and the organic photoreceptor 20.
[0035]
The developing bias applied between the developing sleeve 11 and the organic photoreceptor 20 is preferably a DC voltage having the same polarity as the electrostatic charge image formed on the surface of the organic photoreceptor 20, but if necessary, An AC voltage that forms an alternating electric field between the maximum potential and the minimum potential of the electrostatic charge image may be applied together.
[0036]
In the image forming method of the present invention, the magnetic brush formed by the electrostatic image developer of the present invention is brought into contact with the surface of the photoreceptor on which the electrostatic image is formed, thereby developing the electrostatic image. It is characterized by having a process.
As an example of the developing step in the image forming method of the present invention, a developing device including a developing sleeve made of a non-magnetic material rotatably provided around a cylindrical magnet roll having a plurality of magnetic poles is used. A magnetic brush of developer is formed on the outer peripheral surface of the sleeve, and the magnetic brush is brought into contact with the surface of the photoconductor in the development region, so that the toner adheres according to the electrostatic image formed on the surface of the photoconductor. The step of making it manifest can be mentioned.
[0037]
In the image forming method of the present invention, the carrier transport amount per unit area of the developing sleeve is 0.005 to 0.50 cm.Three/ Cm2It is preferable that
Carrier transport amount is 0.005cmThree/ Cm2If it is less, the linear velocity of the developing sleeve must be increased in order to obtain the toner conveyance amount necessary for image formation, which causes an increase in the amount of depletion of the photosensitive layer.
On the other hand, the carrier conveyance amount is 0.50 cm.Three/ Cm2In the case where it exceeds 1, the amount of carrier in the development area P becomes excessive, and the surface of the photoreceptor is easily scratched.
Carrier transport amount per unit area of developing sleeve [cmThree/ Cm2] Can be calculated according to the following equation.
[0038]
[Expression 1]
Figure 0004003324
[0039]
In the above formula, the “transported carrier weight” can be obtained as follows. First, the developing sleeve is rotated at a set linear velocity to convey the developer, and then the developing sleeve is stopped, and a certain area of developer is sampled at an arbitrary position on the developing sleeve. Next, the weight of the transported carrier is obtained by removing the toner from the sampled developer.
[0040]
The “carrier true density ρ” is a value obtained by a pressure comparison method using a gas phase substitution method. In the present invention, the “carrier true density ρ” is measured under the following conditions using a high-precision automatic volume meter “VM-100” (manufactured by Estec) It is the value.
[0041]
(Measurement conditions of true density ρ)
Carrier gas: helium
Supply pressure: about 1.0 kgf / cm2
Measurement environment: 25 ° C, relative humidity 50%
Number of measurements: 4 times (calculate average value)
[0042]
In the image forming method of the present invention, the ratio (Vp / Vs) between the linear velocity Vp of the photoreceptor and the linear velocity Vs of the developing sleeve is preferably 1.0 to 2.5. When the linear velocity ratio (Vp / Vs) is smaller than 1.0, the carrier conveyance amount per unit area of the developing sleeve must be increased in order to obtain a sufficient image density. It is easy to cause scratches. On the other hand, when the linear velocity ratio (Vp / Vs) is larger than 2.5, the rubbing force of the magnetic brush formed becomes excessive, which causes an increase in the amount of wear of the photosensitive layer.
[0043]
【Example】
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples. In the following, “part” means “part by weight”.
[0044]
[Production of magnetic particles]
Hematite (Fe2OThree) The ore was added and dispersed in water, and pulverized to prepare a slurry. And this raw material powder for baking was obtained by spray-drying this slurry with a spray-drying apparatus.
Next, the raw material powder for firing was put into a firing furnace and fired at 1250 ° C. for 1 hour in a reducing atmosphere to obtain magnetic particles a1.
Fe of the obtained magnetic particles a12OThreeStrongest diffraction peak area Sh and Fe of crystalThreeOFourThe area ratio (Sh / Sm) to the strongest diffraction peak area Sm of the crystal was determined to be 0.15 using an X-ray diffractometer.
[0045]
Magnetic particles a2 to a6 and magnetic particles b1 to b4 were obtained in the same manner as in the method for producing the magnetic particles a1, except that the reducing atmosphere concentration and the firing time were appropriately changed. Table 1 below shows the strongest diffraction peak area ratio (Sh / Sm) for each of the obtained magnetic particles a2 to a6 and magnetic particles b1 to b4.
[0046]
[Manufacture of carriers]
A resin solution in which carbon black is dispersed at a rate of 12.5% by weight with respect to the polyethylene resin in a polyethylene resin heated and dissolved in toluene is prepared, and “Spyra Coater” (manufactured by Okada Seiko Co., Ltd.) is used. Then, the resin solution was applied to the surface of the magnetic particles a1, thereby forming a polyethylene resin coating layer. Subsequently, the aggregate was removed by passing through a sieve having an aperture of 106 μm to obtain a carrier A1 of the present invention in which the surfaces of the magnetic particles a1 were coated with a polyethylene resin. The polyethylene resin coating amount of the carrier A1 was 3.0% by weight with respect to the whole carrier, and the volume average particle size of the carrier A1 of the present invention was 68 μm.
[0047]
About each of magnetic particle a2-a6 and magnetic particle b1-b4, the resin coating process was performed by the procedure similar to manufacture of carrier A1, and carrier A2-A6 of this invention and carrier B1-B4 for a comparison were manufactured. The sieve used for obtaining the carrier B2 has an opening of 150 μm.
Table 1 below shows the results of measuring the polyethylene resin coating amount, the volume average particle diameter, and the magnetization at 1 kOe for each of the carriers A1 to A6 of the present invention and the comparative carriers B1 to B4 obtained as described above. Also shown.
[0048]
[Table 1]
Figure 0004003324
[0049]
[Production of toner]
100 parts of styrene / acrylic copolymer resin, 2 parts of charge control agent “T-77” (manufactured by Orient Chemical Industries), 3 parts of low molecular weight polypropylene “Biscol 660P” (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) as a release agent, 12 parts of carbon black “Mogal L” (manufactured by Cabot) was mixed as a colorant, and melt kneaded with a twin-screw kneader. Thereafter, through a cooling and coarse crushing process, fine pulverization and air classification were performed to obtain colored particles having a volume average particle diameter of 7.2 μm.
Next, 0.3 parts of hydrophobic silicon oxide fine particles “R805” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), 0.8 parts of hydrophobic titanium oxide fine particles “T805” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.), and zinc stearate are added to the colored particles. 0.1 part of fine particles “Type S” (manufactured by NOF Corporation) were externally added and mixed with a Henschel mixer to obtain a negatively chargeable toner.
[0050]
(Preparation of developer)
The toner obtained as described above and each of the carriers Al to A6 of the present invention and the comparative carriers B1 to B4 are mixed in a V-type so that the toner concentration in the developer becomes 5% by weight. The negatively charged developers A1 to A6 of the present invention and the comparatively negatively charged developers B1 to B4 were prepared.
[0051]
[Performance evaluation]
For each of the developers A1 to A6 of the present invention obtained as described above and the developers B1 to B4 for comparison, a commercially available electrophotographic copying machine “Konica 7050” (manufactured by Konica Corporation) is used. Then, under the conditions shown in Table 2 below, a live-action test was performed in which an A4 size original with a black area ratio of 50% was continuously copied 30,000 times in an environment of a temperature of 10 ° C. and a relative humidity of 20%. The following items (1) and (2) were evaluated.
In this image forming apparatus, the magnetic roll (12) of the developing device is provided with magnetic poles at five locations, and the magnetic force by the magnetic poles was 900 gauss on the surface of the developing sleeve (11) made of aluminum.
The photosensitive layer of the organic photoreceptor (20) is composed of two layers, a charge generation layer and a charge transport layer, and the thickness is 25 μm as a whole.
[0052]
[Table 2]
Figure 0004003324
[0053]
〔Evaluation item〕
(1) Relative reflection density
For an output image formed by copying a document having a solid portion having a relative reflection density of 1.30 and a background portion having a relative reflection density of 0.00, the relative reflection density with respect to a blank sheet was measured. The target of evaluation was the output image at the initial and 30,000 times copying, and a reflection densitometer “RD-918” (manufactured by Macbeth) was used for density measurement. For the solid portion, the output image having a relative reflection density of 1.30 or higher was determined to be a good image, and for the background portion, the output image having a relative reflection density of 0.005 or lower was determined to be a good image.
[0054]
(2) Total depletion amount of photosensitive layer
After the 30,000 actual shooting test is completed, the organic photoreceptor is taken out from the evaluation machine, and the total amount of wear of the photosensitive layer is measured with a Fisher scope (Fischer), and the surface of the photoreceptor is visually observed. Thus, the presence or absence of scratches was confirmed. The total depletion amount of the photosensitive layer was an average value of the depletion amount of the photosensitive layer measured at three arbitrary locations, and the case where it was 0.30 μm or less was judged to be good.
Table 3 shows the results of the above performance evaluation.
[0055]
[Table 3]
Figure 0004003324
[0056]
【The invention's effect】
  The present inventionIn the carrier used inMagnetization can be optimized and the crystal lattice can be densely arranged, so that variation in magnetization between carrier particles can be suppressed.
[0057]
  Therefore, theConsists of carriersDeveloperAccording to the present invention, it is possible to effectively prevent carrier adhesion and reduce the scratching force of the magnetic brush against the surface of the photoconductor, thereby suppressing the generation of scratches on the surface of the photoconductor and the depletion of the photosensitive layer. As a result, a stable visible image can be obtained over a long period of time.
[0058]
According to the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, a stable visible image can be formed over a long period of time.
Further, in the image forming method of the present invention, by adjusting the development conditions, the mechanical stress applied to the developer at the development nip can be reduced, so that the expected performance of the developer is maintained for a long time. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Developer
11 Development sleeve
12 Magnet roll
13 Housing
14 Toner supply port
15 Stirring member
16 Stirring member
17 Supply roller
18 Head height regulating member
20 Organic photoconductor

Claims (4)

Fe 2 3 を含有する酸化鉄を還元雰囲気で焼成する方法によって得られる、Fe2 3 およびFe3 4 を酸化鉄成分として含有する磁性粒子であって、X線回折法により得られるFe2 3 結晶の最強回折ピーク面積をSh、Fe3 4 結晶の最強回折ピーク面積をSmとするとき、これらの面積比(Sh/Sm)の値が0.01〜1.0の範囲にある磁性粒子の表面を樹脂被覆してなり、その体積平均粒径が10〜100μmの範囲にあるキャリアと、トナーとからなる静電荷像現像剤を用い、
複数の磁極を有する円柱状のマグネットロールの周囲を回転可能に設けられた非磁性材料からなる現像スリーブを備え、前記静電荷像現像剤が充填された現像器を使用し、
前記現像スリーブによる単位面積当たりのキャリア搬送量が0.005〜0.50cm3 /cm2
感光体の線速度Vpと前記現像スリーブの線速度Vsとの比(Vp/Vs)が1.0〜2.5
となる条件で前記現像器を作動させて、静電荷像現像剤により形成される磁気ブラシを、静電荷像が形成された感光体の表面に接触させることにより、当該静電荷像を顕在化させる現像工程を有することを特徴とする画像形成方法。
A magnetic particle containing Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 as iron oxide components obtained by a method of firing iron oxide containing Fe 2 O 3 in a reducing atmosphere, and obtained by X-ray diffraction When the strongest diffraction peak area of 2 O 3 crystal is Sh and the strongest diffraction peak area of Fe 3 O 4 crystal is Sm, the value of these area ratios (Sh / Sm) is in the range of 0.01 to 1.0. Using an electrostatic charge image developer comprising a surface of a magnetic particle coated with a resin, a carrier having a volume average particle size in the range of 10 to 100 μm, and toner.
A developing sleeve made of a non-magnetic material rotatably provided around a cylindrical magnet roll having a plurality of magnetic poles, and using a developing device filled with the electrostatic charge image developer;
The carrier conveyance amount per unit area by the developing sleeve is 0.005 to 0.50 cm 3 / cm 2 ,
The ratio (Vp / Vs) between the linear velocity Vp of the photoreceptor and the linear velocity Vs of the developing sleeve is 1.0 to 2.5.
The developing unit is operated under the conditions to bring the magnetic brush formed of the electrostatic charge image developer into contact with the surface of the photoreceptor on which the electrostatic charge image is formed, thereby revealing the electrostatic charge image. An image forming method comprising a developing step.
キャリアが、ヘマタイトを含有する酸化鉄粉末を還元雰囲気下で焼成することによってFe3 4 結晶を成長処理させて得られる磁性粒子の表面を樹脂被覆してなることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。The carrier is formed by resin-coating the surfaces of magnetic particles obtained by growing Fe 3 O 4 crystals by firing iron oxide powder containing hematite in a reducing atmosphere. The image forming method described. 複数の磁極を有する円柱状のマグネットロールの周囲を回転可能に設けられた非磁性材料からなる現像スリーブを備え、
Fe 2 3 を含有する酸化鉄を還元雰囲気で焼成する方法によって得られる、Fe2 3 およびFe3 4 を酸化鉄成分として含有する磁性粒子であって、X線回折法により得られるFe2 3 結晶の最強回折ピーク面積をSh、Fe3 4 結晶の最強回折ピーク面積をSmとするとき、これらの面積比(Sh/Sm)の値が0.01〜1.0の範囲にある磁性粒子の表面を樹脂被覆してなり、その体積平均粒径が10〜100μmの範囲にあるキャリアと、トナーとからなる静電荷像現像剤が充填され、
前記現像スリーブによる単位面積当たりのキャリア搬送量が0.005〜0.50cm3 /cm2
感光体の線速度Vpと前記現像スリーブの線速度Vsとの比(Vp/Vs)が1.0〜2.5
となる条件で作動され、静電荷像現像剤により形成される磁気ブラシを、静電荷像が形成された感光体の表面に接触させることにより、当該静電荷像を顕在化させる現像器を有してなることを特徴とする画像形成装置。
A developing sleeve made of a non-magnetic material provided rotatably around a cylindrical magnet roll having a plurality of magnetic poles,
A magnetic particle containing Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 as iron oxide components obtained by a method of firing iron oxide containing Fe 2 O 3 in a reducing atmosphere, and obtained by X-ray diffraction When the strongest diffraction peak area of 2 O 3 crystal is Sh and the strongest diffraction peak area of Fe 3 O 4 crystal is Sm, the value of these area ratios (Sh / Sm) is in the range of 0.01 to 1.0. The surface of certain magnetic particles is coated with a resin, and an electrostatic charge image developer comprising a carrier having a volume average particle size in the range of 10 to 100 μm and a toner is filled,
The carrier conveyance amount per unit area by the developing sleeve is 0.005 to 0.50 cm 3 / cm 2 ,
The ratio (Vp / Vs) between the linear velocity Vp of the photoreceptor and the linear velocity Vs of the developing sleeve is 1.0 to 2.5.
A developing unit that exposes the electrostatic charge image by bringing a magnetic brush formed of an electrostatic charge image developer into contact with the surface of the photoreceptor on which the electrostatic charge image is formed. An image forming apparatus comprising:
キャリアが、ヘマタイトを含有する酸化鉄粉末を還元雰囲気下で焼成することによってFe3 4 結晶を成長処理させて得られる磁性粒子の表面を樹脂被覆してなることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。The carrier is formed by resin-coating the surfaces of magnetic particles obtained by growing Fe 3 O 4 crystals by firing iron oxide powder containing hematite in a reducing atmosphere. The image forming apparatus described.
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