JP4289853B2 - Image forming method - Google Patents

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JP4289853B2 JP2002274503A JP2002274503A JP4289853B2 JP 4289853 B2 JP4289853 B2 JP 4289853B2 JP 2002274503 A JP2002274503 A JP 2002274503A JP 2002274503 A JP2002274503 A JP 2002274503A JP 4289853 B2 JP4289853 B2 JP 4289853B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ又はファクシミリ等に用いられる画像形成方法、特に電子写真方法に関し、必要に応じ補給用現像剤を補給し、該現像手段から必要に応じて現像剤を排出し、像担持体上の潜像をキャリアとトナーとからなる二成分現像剤を有する現像手段によって現像して現像像とし、転写し、像担持体上の転写残余の現像剤をクリーニングして、これを上記現像手段へと供給して再利用する画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式による画像形成装置では、一様に帯電した像形成体に像露光を行って潜像を形成し、潜像を現像してトナー像とした後、トナー像を記録紙等の転写材に転写することが行われる。トナー像を担持した転写材が定着装置を通過することによりトナーは転写材上に定着する。潜像を現像するにあたっては、一成分又は二成分現像法が用いられるが、それらの特徴に従い現像方法は採用されるものである。二成分現像においては、耐久に優れているとされている。
【0003】
一方、二成分現像機内のトナーは消費され、新たなトナーによって不足した分の補充が行われるが、キャリアは持続して使用されるため、キャリアの劣化のため、現像特性が悪化し、定期的に二成分現像機内の現像剤を交換するという作業が発生するという課題があり、補給トナーとキャリアを一定比率で補給し、現像性能の低下した現像機内のキャリアを徐々に新しいキャリアと交換し(トリクル現像と呼ばれている)、これらのメンテナンス作業を不要とするという提案がなされている(特許文献1参照)。
【0004】
又、転写残余のトナーをクリーニングし、クリーニングしたトナーを再利用しつつ、現像方法としてトリクル現像を用い、現像機内のキャリア回収を現像剤上部から行い、紙粉等を除去する画像形成装置の提案がある(特許文献2参照)。しかし、この方法においては、なるほど紙粉の影響は除去可能と推察されるが、特に表面硬度の高い長寿命感光体を用い、微細なトナーを用い高精細な画像を長期に保つ場合には、不十分であり更なる改良が必要とされる。
【0005】
本発明は、以上の観点においてなされたものであり、長寿命感光体を用い微細なトナーを用い、高精細な画像を長期にわたり、メンテナンス作業が不要な状態で達成することを可能とするものである。
【0006】
【特許文献1】
特公平2−21591号公報
【特許文献2】
特開2001−194908号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、長寿命感光体を用い且つ微細なトナーを用いた場合でも、高精細な画像を長期にわたり、メンテナンス作業が不要な状態で達成することを可能とする画像形成方法を提供することである。
又、本発明の他の目的は、クリーニングにより収集された転写残余の現像剤を再利用した場合においても、現像特性が劣化せず、感光体への現像剤成分の付着を防止し、長期にわたり高精細な画像を得ることのできる画像形成方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、像担持体上に潜像を形成し、該潜像をトナーとキャリアを含有する二成分現像剤を用いる現像手段で現像し、該現像手段に必要に応じ補給用現像剤を補給し、該現像手段から必要に応じて現像剤を排出し、該現像像を転写し、該像担持体上に残留する転写残余の現像剤をクリーニングする画像形成方法において、
該補給用現像剤は、キャリアを含有し、
該キャリアは、体積50%径(D50:単位μm)、体積5%径(D5:単位μm)及び体積16%径(D16:単位μm)が以下の関係にあり、
30μm≦D50≦40μm
0.50≦D5/D50
0.65≦D16/D50
上記像担持体は、その表面が架橋構造を有する樹脂を含有し
記クリーニングされ収集された転写残余の現像剤を上記現像手段に供給して再利用することを特徴とする画像形成方法を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。本発明の画像形成方法の一例を図1を用いて説明する。帯電器101により、帯電前露光手段107により履歴を消去された像担持体(感光体)102を一様に帯電し、レーザー等の露光手段103により静電潜像を形成する。該静電潜像をトナーとキャリアを有する現像手段104により現像像とし、レジストローラー111と転写材搬送ガイド110から供給された転写材に転写帯電器105により現像像を転写し、転写材搬送ベルト108により定着器109に搬送され、トナー像が定着される。
【0010】
像担持体102上に残留する転写残余の現像剤はクリーニング手段106でクリーニングされる。該クリーニングされ収集された転写残余の現像剤は、転写残余の現像剤搬送路112を介し現像剤貯留手段113に供給される。補給用現像剤を有する現像剤補給ボトル114から現像剤貯留手段113へ供給される。現像剤貯留手段113においては、該補給用現像剤と該クリーニングされ収集された転写残余の現像剤が混合され、補給路115を通して現像手段104に供給され、該クリーニングされ収集された現像剤が再利用される。現像手段より現像剤の排出は排出路116を通じ、排出現像剤貯留手段117に貯留される。
【0011】
本発明において用いられる帯電器は、コロトロン、スコロトロン等のコロナ帯電器の他、導電性ローラー、ファーブラシ、磁気ブラシ等を接触或いは非接触に配置して用いられる。露光手段としては、潜像をデジタルに形成する場合、半導体レーザー、LED、液晶シャッターを具備する装置等が用いられる。高精細化を達成するために600dpi以上の解像度を有することが好ましい。
【0012】
現像手段においては、二成分現像方法を採用するが、用いられる二成分現像剤又は補給用現像剤として用いられるキャリアとしては、その粒度分布が以下の関係式を満たすものが好ましい。
25μm≦D50≦50μm
0.50≦D5/D50
0.65≦D16/D50
D50が、25μmに満たないとキャリアの像担持体への付着量が増え画像を劣化させやすく、50μmを超えると高精細化を十分に達成できないことがある。更に好ましくは、D50が30μm以上45μm以下である。30μm以上40μm以下が更により好ましい。
【0013】
本発明の画像形成方法においては、キャリアのうちで粒径が小さいものは感光体に付着し、転写及びクリーニングに関与することになり、クリーニングされ収集された転写残余の現像剤を、現像手段へ供給し再利用するものであるから、キャリアのうちで粒径が小さいものは、消費されたとしてもクリーニング部材によって捕集され、再び現像手段に戻ってくることとなる。従って、常に現像手段中に存在し、常時感光体上にある割合で供給されることになる。このような本発明の画像形成方法特有の現象により、感光体における問題が発生する。
【0014】
このような画像形成方法においては、D5/D50が0.50に満たないとクリーニングにおいて、クリーニング部材と像担持体表面の負荷が増加し感光体の磨耗量を増加させる傾向が見られ、D16/D50が0.65に満たないとクリーニングにおいて、像担持体表面にスクラッチ状の傷を発生させる傾向にある。特に転写部材として接触式のものを採用した場合、像担持体を更に傷つけやすい傾向にあり、上記の粒度分布を有するキャリアを用いることが好ましい。更に好ましくは、D5/D50が0.55以上、D16/D50が0.70以上である。
【0015】
又、キャリアの磁気特性は、8.0×105A/mでの飽和磁化が41〜100Am2/Kgであるものが好ましく用いられる。41Am2/Kgに満たないと、キャリアの像担持体への付着が増加し傷の増加を招くことがあり、100Am2/Kgを超えると磁気ブラシが硬くなり画質の低下を招くことがある。更に好ましくは45〜80Am2/Kgである。
【0016】
本発明に用いられるキャリアは、マグネタイト又はフェライト粒子が好ましく用いられる。又、マグネタイト又はフェライト粉末を樹脂に分散させた形態において用いることも好ましい形態の内の一つである。フェライトの組成としては、銅、亜鉛、マンガン、マグネシウム、鉄、リチウム、ストロンチウム、バリウム等の金属元素を含むものが好適に使用される。更に本発明に用いられるキャリアは、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂等により表面被覆されていることが好ましい。この中では、特にシリコーン樹脂を用いたものが好ましく用いられる。
【0017】
これらマグネタイト又はフェライト粒子は、それをなす原材料を焼成して得られるものであるが、一例として以下の製造方法により製造されるものである。それらを組成する原材料(必要に応じこれらを仮焼したもの)と(必要に応じ脱イオンした)水と分散剤、必要に応じて結着樹脂とを分散機によってスラリーとする。該スラリーをスプレードライヤーで造粒した後、好ましい焼成雰囲気において焼結して粒子とする。本発明の好ましいキャリアとするためには、例えば、これらの工程において精密に分級する等の方法を注意深く適用することにより得られるものである。
【0018】
表面被覆を行う際は、湿式で被覆する方法(例えば、浸漬塗布法、流動槽乾燥法等)、乾式で塗布する方法(樹脂を機械的エネルギーで表面に付着させる方法)等を用いて行われる。本発明に用いられる二成分現像剤は、キャリア100質量部に対してトナーを1〜20質量部混合して調製されることが好ましく、補給用現像剤は、トナー100質量部に対してキャリアを1〜20質量部混合して調製されることが好ましい。
【0019】
現像剤用のトナーとしては、公知のトナーを使用することが可能であるが、以下のようなトナーを用いることが好ましい。クリーニングされ収集された転写残余の現像剤のトナー成分は、摩擦帯電能力においてやや劣るものとなる。更にクリーニング手段から現像手段へと搬送される必要があるため、その表面に対し負荷がかかりやすい。この種の負荷で最も影響を受けるのがトナーに含有されるワックス成分であり、定着性を良好にするという好ましいトナーの態様を保つためにはワックスを含有させることが特に好ましいが、この場合特にトナー粒子表面にワックスが存在する場合に問題となり、現像性能の劣化により現像手段にワックスを蓄積したり、現像されても転写されずに再びワックスが現像手段に戻ってくるため、現像手段より現像剤の排出によって十分にワックスを取り除けないことがある。
【0020】
このような解決すべき課題に対して、以下のようなトナーが好ましい構成であることを見出した。即ち、水系媒体中においてワックス表面に、単量体を重合させた重合体を存在させてなる粒子を複数個凝集、融着させることにより製造したトナー粒子を含有するトナーを用いることで、トナー表面のワックス存在率を減少させ、現像手段中の現像剤の劣化を効果的に防止できる。水系媒体中においてワックス表面に、単量体を重合させた重合体を存在させてなる粒子を製造する好ましい例として、例えば、ワックス微粒子を分散した分散液に重合性単量体及び重合開始剤を添加し、ワックス微粒子をシードとして重合することにより製造することが挙げられる。
【0021】
更に、該トナーのSF2が120〜170且つSF2の変動係数が4.0〜8.0であると、クリーニング装置設定を、トナーに負荷のかからない設定度でできるため、負荷によるトナーの劣化が少なく本発明の画像形成方法に好適に使用できるものである。SF2が120に満たないと、クリーニングブレードの線圧を高くしないとトナーがすり抜ける傾向にあり、170を超えるとトナーの凹凸が大となるためトナーが負荷を受けた場合、トナーが微粉化する傾向にある。更に、変動係数を4.0未満、即ち、形状をそろえようとすると球形度が増し、SF2を120未満とするには困難があり、又、8.0を超えると異形粒子の存在率が増大するため、現像剤の再利用に際して、トナーの劣化を促進する因子となるものである。
【0022】
本発明において、SF2とは(周囲長)2/投影面積/4πで表される形状パラメータであり、粒子の表面の凹凸を表現するものである。走査型電子顕微鏡により水平弦長が3以上であるトナー粒子を500倍に拡大した写真を撮影し、ニレコ社製画像解析装置(Luzex III)や「SCANNING IMAGE ANALYSER」(日本電子社製)等の画像解析装置を用い、写真画像の解析を行う。この際、500個のトナー粒子を使用して本発明のSF2を上記算出式にて測定するものである。本発明においてはその平均値をSF2とし、その500個のSF2の標準偏差を求め、それをSF2の平均値で除したものをSF2の変動係数とする。
【0023】
即ち、本発明においては、トナーの形状を規定することによりクリーニングを軽負荷とし、トナーの劣化を抑えると共に、特定の製法によりトナー自身の作用により劣化を抑制すると共に、特定の粒度分布を有するキャリアを用いて、特定の表面層を有する感光体を用い、それらの相乗的な効果によってクリーニングされた現像剤を再利用する画像形成方法において長寿命を達成するものである。
【0024】
このようなトナー粒子を製造する方法として、例えば、ワックスをビニル系モノマーに溶解又は分散した後に、水中に懸濁させ重合する方法、或いは、ワックス分散液中にビニル系モノマーを添加乳化し、重合させワックスを内包化した樹脂分散液を得、該樹脂粒子を凝集、融着させトナー粒子とする方法が挙げられる。
【0025】
ワックスとしては、その融点が60〜160℃のものが好ましく用いられ、低融点のワックスとしては、その融点が60〜120℃のものが好ましく用いられる。特に、60〜90℃であると低温定着性に効果が顕著であるため更に好ましいトナーの態様となる。本発明で用いられるワックスとしては、公知のものが使用でき、その融点から適宜選択して用いることができる。
【0026】
具体的には、脂肪族炭化水素系ワックス(低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等)、脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、植物系ワックス(キャンデリラワックス、カルナバワックス等)、動物系ワックス(みつろう、ラノリン等)、鉱物系ワックス(オゾケライト、セレシン、ペトロラクタム等)、脂肪酸エステルを成分とするワックス類(ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等)、飽和又は不飽和脂肪酸(パルミチン酸、ステアリン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸)、長鎖のアルキルを有する飽和又は不飽和アルコール(ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール等)、多価アルコール(ソルビトール等)、脂肪族又は不飽和又は芳香族系アミド(リノール酸アミド、オレイン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、m−キシレンビスステアリン酸アミド等)、脂肪酸金属塩(ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等)、アルキル基を有するシリコーン、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸の如きビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス等が挙げられる。
【0027】
好ましく用いられるワックスとしては、オレフィンを高圧下でラジカル重合したポリオレフィン;高分子量ポリオレフィン重合時に得られる低分子量副生成物を精製したポリオレフィン;低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒の如き触媒を用いて重合したポリオレフィン;放射線、電磁波又は光を利用して重合したポリオレフィン;高分子ポリオレフィンを熱分解して得られる低分子量ポリオレフィン;パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス;ジンドール法、ヒドロコール法、アーゲ法等により合成される合成炭化水素ワックス;炭素数1個の化合物をモノマーとする合成ワックス、水酸基又はカルボキシル基の如き官能基を有する炭化水素系ワックス;炭化水素系ワックスと官能基を有するワックスとの混合物;これらのワックスを母体としてスチレン、マレイン酸エステル、アクリレート、メタクリレート、無水マレイン酸の如きビニルモノマーをグラフト変性したワックス等が挙げられる。
【0028】
又、これらのワックスをプレス発汗法、溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法又は融液晶法を用いて分子量分布をシャープにしたものや、低分子量固形脂肪酸、低分子量固形アルコール、低分子量固形化合物、その他の不純物を除去したものも好ましく用いられる。
【0029】
本発明のトナーに使用される外添剤は公知の無機微粉体或いは樹脂粒子が用いられるが、好ましくは、該トナー粒子表面に数平均一次粒子径が50〜200nmである無機粒子を存在させたトナーが好ましく用いられる。この粒子径の外添剤が、トナー粒子に対するストレスを和らげる効果を有するからである。このような無機微粒子は、トナーに対し0.1〜5.0質量%含有させるのが好ましく、更に好ましくは0.2〜3.0質量%である。
【0030】
その他、トナーの帯電安定性、現像性、流動性、保存性向上のため、シリカ、アルミナ、チタニア或いはその複酸化物の無機微粉体を使用することができ、好ましい態様の一つである。これらの無機粒子は、シランカップリング剤或いはチタンカップリング剤、シリコーンオイル等で疎水化処理されていることが好ましい。
【0031】
更に以下の外添剤等も目的に応じ用いられる。例えば、テフロン(登録商標)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;例えば、酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末等の流動性付与剤;ケーキング防止剤、或いは例えば、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、又、逆極性の有機微粒子及び無機微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【0032】
本発明においては、高精細画像を実現するために二成分現像剤又は補給現像剤用のトナーの重量平均粒径が3.0〜6.0μmであるものを用いると好ましい結果が得られる。更に好ましくは3.5〜5.5μmである。重量平均粒径が3.0μmに満たないと現像において困難点が多く十分な画像が得られないことがある。
【0033】
本発明に用いられる像担持体としては、その表面層に架橋構造を有するものを用いると、磨耗量が少なく交換頻度を極小に抑えることができるため好ましいものである。しかし、クリーニングにおいて、トナーのすり抜け等を防止するために、クリーニングをかなり強めの設定をする必要があることから、キャリアによって、像担持体表面の磨耗が促進したり、スクラッチ状の傷がついたりしやすくなっている。更に、高精細画像を考慮した場合に、粒径が小であるトナーを使用することとなるが、そのため、クリーニングにかかる負荷が更に増大する傾向にある。
【0034】
本発明の更に好ましい形態として、転写残余の現像剤のトナーの劣化を防止したり、像担持体上のトナー成分による汚染(フィルミング等)を効果的に防止するために、水系媒体中においてワックス表面に、単量体を重合させた重合体を存在させてなる粒子を含有するトナー粒子を含有するトナーを用いることが好ましく、該トナー粒子表面に数平均一次粒子径が50〜200nmである無機粒子を存在させたトナーが更に好ましく用いられる。
【0035】
このような問題点を解決する画像形成方法からの解決手段としては、該現像手段の有するトナーを像担持体上に現像し、転写せずに、クリーニングさせる工程を含ませることである。このようなトナーは、クリーニングにかかる負荷を減少させ、転写残余のトナーの劣化を緩和し、又、再利用されるからトナーの浪費ともならない。
【0036】
図1においては、転写手段としてコロナ帯電を用いている。その他バイアスを印加した導電性ローラー、転写ベルト等を用いることができる。これらを接触状態にして用いるとオゾンの発生を極力抑えることができるため、本発明の画像形成方法に好ましい構成である。又、中間転写体を用いることも可能である。
【0037】
クリーニング部材としては、弾性ブレードを用いることが好ましい。その他ファーブラシクリーニング、ローラークリーニング等の方法も採用可能である。又、クリーニング手段においては、クリーニング部材により収集された転写残余の現像剤を搬送し、転写残余の現像剤搬送路112へと搬送する手段を有している。該搬送手段はスクリュウ等を用いるのが好ましい。その他クリーニング手段中で転写残余の現像剤を攪拌し、該搬送手段へと導く攪拌部材を備えているものも好ましい態様の一つである。
【0038】
補給現像剤の補給方法としては、本体備え付けの現像剤ホッパーを利用する方法と、例えば、特開2000−352840公報等に記載の周壁内面に螺旋状のトナー案内溝を設けた円筒状容器を用い、該円筒状容器を回転させ補給する方法等が挙げられる。補給機構の容易さ、省スペースのためには該円筒状容器を用いて補給することが好ましい。
【0039】
図1においては、補給現像剤と、クリーニング部材により収集された転写残余の現像剤を貯留し混合して現像手段へと供給するという本発明のより好ましい構成を示しているが、この貯留手段がない場合、補給現像剤と、クリーニング部材により収集された転写残余の現像剤は、各々独立或いは共に現像手段へ供給される構成としてもよい。現像剤貯留手段内においては、攪拌のための、攪拌子を備えているのが好ましく、又、スクリュウやエアーポンプ等により現像手段へ供給される。
【0040】
現像手段より現像剤の排出は排出路116を通じ、排出現像剤貯留手段117に貯留されるが、現像手段からの現像剤の具体的な排出方法の一例としては、現像手段の内部において現像剤粉体面に相当する場所に、開閉可能な窓を設け、必要に応じて開いて現像剤を排出するような構成が挙げられる。排出された現像剤は、排出現像剤貯留手段117に貯留され、必要に応じて廃棄、或いは可能であれば再生産工程へ投入される。
【0041】
本発明に用いられる像担持体(例えば、電子写真法においては、像担持体は所謂感光体であり、導電性基体上に、感光層を形成したものである)としては、その表面層に架橋構造を有する。導電性基体上に電荷発生層、次いで電荷輸送層を形成した後に架橋した表面層を形成することができ、又、導電性基体上に電荷輸送層、次いで電荷発生層を形成した後に架橋した表面層を形成することができる。又、電荷輸送物質と電荷発生物質を含有する層を形成した後に架橋した表面層を形成することもできる。
【0042】
表面層の具体的な例としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等であって、架橋構造を有するものである。その製造方法としては、各樹脂を構成する単量体であって、多官能基を有するモノマーをディッピング又はスプレー塗工等の方法による膜を形成した後に、重合及び架橋させ硬化させる製造方法が好ましく用いられる。
【0043】
例えば、シリコーン系としては、硬化性有機ケイ素化合物等と該有機ケイ素化合物と反応性を有する反応性電荷輸送性化合物との組成物を用い、架橋構造を有する樹脂層を形成することができる。又、導電性微粒子を分散したアクリル系多官能性モノマーを硬化することによっても形成することができる。更に好ましくは、該表面層中に潤滑性を有する化合物を含有させると、クリーニングの負荷を減じることができる。潤滑性を有する化合物としては、PTFE等のフッ素樹脂粒子、低融点ワックス等が例示できる。又、必要に応じ、シリカや金属酸化物粒子等も含有させ表面層の強度を強化することができる。
【0044】
本発明において、キャリアの粒度分布は以下のように測定される。レーザー回折式粒度分布測定装置HELOS(日本電子製)を用いて、0.5μmを最小値とし、1.80〜350μmの範囲を31対数分割して測定し、体積50%径(D50:単位μm)、体積5%径(D5:単位μm)及び体積16%径(D16:単位μm)を得る。
【0045】
トナーの粒径及び粒度分布は、コールターカウンターTA−II型或いはコールターマルチサイザー(コールター社製)等、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マルチサイザー(コールター社製)を用いた。個数分布及び体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びパーソナルコンピュータを接続し、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。例えば、ISOTON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液100〜150ml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を加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザーによりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、2μm以上のトナーの体積及び個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。それから、本発明に係わる所の体積分布から求めた体積基準の体積平均粒径(DV:各チャンネルの中央値をチャンネルの代表値とする)及び重量平均粒径(D4)を求める。
【0046】
【実施例】
次に、実施例、参考例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。尚、文中「部」及び「%」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。
<キャリア粒子の製造例1>
CuO 21モル%、ZnO 25モル%及びFe23 54モル%を、脱イオンした水と分散剤及びポリビニルアルコールと混合しスラリーとする。該スラリーをスプレードライヤーにより造粒し、目開き74μmのふるいを通過し、目開き32μmのふるいオンを収集することにより粒度調整を行う。更に、1,100℃の雰囲気で、焼成してフェライト粒子を得た。当該フェライト粒子を目開き53μmパス目開き32μmオンの条件で3回通過させて、D50が、33.9μmのフェライト粒子を得た。
【0047】
得られたフェライト粒子100部に対し、2部のシリコーン樹脂と0.4部のアミノシランを50部のトルエンに溶解した溶液に浸漬し、120℃にて攪拌及び溶剤の除去を行い、150℃に調節したオーブンで1時間キュアリングを行った。その後、目開き74μmのふるいを通過し、目開き32μmのふるいオンを収集することにより粒度調整を行った。D50 35.2μm、D16 25.4μm、D5 19.7μmであり、D5/D50は0.56、D16/D50は、0.72である。磁気特性は、8.0×105A/mでの飽和磁化が58Am2/Kgである。
【0048】
<キャリア粒子の製造例2>
キャリア粒子の製造例1と同様にして、フェライト粒子を得た。当該フェライト粒子を目開き53μmパス目開き32μmオンの条件で2回通過させて、D50が、33.1μmのフェライト粒子を得た。得られたフェライト粒子100部に対し、2部のシリコーン樹脂と0.4部のアミノシランを50部のトルエンに溶解した溶液に浸漬し、120℃にて攪拌及び溶剤の除去を行い、150℃に調節したオーブンで1時間キュアリングを行った。その後、目開き74μmのふるいを通過し目開き32μmのふるいオンを収集することにより粒度調整を行った。D50 34.5μm、D16 23.4μm、D5 18.3μmであり、D5/D50は0.53、D16/D50は、0.68である。磁気特性は、8.0×105A/mでの飽和磁化が58Am2/Kgである。
【0049】
<キャリア粒子の製造例3>
キャリア粒子の製造例1と同様にして、フェライト粒子を得た。当該フェライト粒子を目開き53μmパス目開き32μmオンの条件で1回通過させて、D50が、32.7μmのフェライト粒子を得た。得られたフェライト粒子100部に対し、2部のシリコーン樹脂と0.4部のアミノシランを50部のトルエンに溶解した溶液に浸漬し、120℃にて攪拌及び溶剤の除去を行い、150℃に調節したオーブンで1時間キュアリングを行った。その後、目開き74μmのふるいを通過し目開き37μmのふるいオンを収集することにより粒度調整を行った。D50 33.7μm、D16 21.2μm、D5 16.2μmであり、D5/D50は0.48、D16/D50は、0.63である。磁気特性は、8.0×105A/mでの飽和磁化が58Am2/Kgである。
【0050】

Figure 0004289853
以上の組成を混合及び溶解し、モノマー混合物として準備した。
【0051】
Figure 0004289853
【0052】
上記組成をフラスコ中で分散し、窒素置換を行いつつ加熱を開始する。液温が70℃となったところで、これに6.56部の過硫酸カリウムを350部のイオン交換水で溶解した溶液を投入した。液温を70℃に保ちつつ、前記モノマー混合物を投入攪拌し、液温を80℃にあげて5時間そのまま乳化重合を継続した後に液温を40℃とした後にフィルターで濾過して分散液Aを得た。こうして、得られた分散液中の粒子径は、平均粒径が0.16μm、固形分のガラス転移点が60℃、重量平均分子量(Mw)が12,000であり、ピーク分子量は、11,000であった。低分子量ポリプロピレンワックスは、重合体中6%含有されており、本固形分の薄片を透過電子顕微鏡にて観察した結果、重合体粒子がワックス粒子を内包化していることを確認した。重合体のTHF(テトラヒドロフラン)不溶分は実質的にゼロであった。
【0053】
Figure 0004289853
以上の割合を混合及び溶解し、モノマー混合物として準備した。
【0054】
Figure 0004289853
【0055】
上記組成をフラスコ中で分散し、窒素置換を行いつつ加熱を開始する。液温が65℃となったところで、これに5.85部の過硫酸カリウムを300部のイオン交換水で溶解した溶液を投入した。液温を65℃に保ちつつ、前記モノマー混合物を投入攪拌し、液温を75℃にあげて5時間そのまま乳化重合を継続した後に液温を40℃とした後にフィルターで濾過して分散液Bを得た。こうして、得られた分散液中の粒子径は、平均粒径が0.16μm、固形分のガラス転移点が63℃、重量平均分子量(Mw)が600,000であった。炭化水素系ワックスは、重合体中6%含有されており、本固形分の薄片を透過型電子顕微鏡にて観察した結果、ワックス粒子を内包化していることを確認した。重合体のTHF不溶分は7%であった。
【0056】
Figure 0004289853
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散し、カーボンブラック分散液Cを得た。
【0057】
前記分散液A300部、分散液B150部及び分散液C25部を、撹拌装置、冷却管及び温度計を装着した1リットルのセパラブルフラスコに投入し撹拌した。この混合液に凝集剤として、10%塩化ナトリウム水溶液180部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら54℃まで加熱した。48℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると径が約5μmである会合粒子が形成されていることが確認された。
【0058】
その後の融着工程において、ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3部を追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら100℃まで加熱し、3時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、トナー粒子1を得た。
【0059】
このトナー粒子100部に対し、BET比表面積が200m2/gである疎水性シリカ0.7部と一次粒子径が80nmである疎水性酸化チタン0.7部を添加して乾式混合し、重量平均粒径5.0μm、SF2は144、SF2の変動係数は6.3であるトナー1とした。
【0060】
トナー粒子1及びトナー1のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下GPCと呼ぶ)によるピーク分子量は11,000、THF不溶分は3%、Mwは210,000である。キャリア粒子の製造例1のキャリア100部に対し、前記トナー1を5部混合し、二成分現像剤1とした。前記トナー100部に対し、キャリア粒子の製造例1のキャリア25部を混合し、補給用現像剤とした。本発明において、分散液中の粒子の粒径は、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定された個数平均粒径である。
【0061】
本発明において、重合体のTHFを溶媒としたGPCによる分子量分布は次の条件で測定される。
<GPCによる分子量分布の測定>
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流し、THF試料溶液を約100μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント値との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、東ソー社製或いは昭和電工社製の分子量が102〜107程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。又、検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
【0062】
尚、カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのがよく、例えば、昭和電工社製のshodex GPC KF−801、802、803、804、805、806、807、800Pの組み合わせや、東ソー社製のTSKgel G1000H(HXL)、G2000H(HXL)、G3000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G6000H(HXL)、G7000H(HXL)、TSKgurd columnの組み合わせを挙げることができる。
【0063】
試料は以下のようにして作製する。試料をTHF中に入れ、数時間放置した後、十分振とうしTHFとよく混ぜ(試料の合一体が無くなるまで)、更に12時間以上静置する。その時THF中への放置時間が24時間以上となるようにする。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.2〜0.5μm、例えば、マイショリディスクH−25−2(東ソー社製)等が使用できる。)を通過させたものをGPCの試料とする。又、試料濃度は、樹脂成分が、0.5〜5mg/mlとなるように調整する。
【0064】
本発明において、トナー中の樹脂成分のTHF不溶分及び原料結着樹脂のTHF不溶分は以下のようにして測定される。
<THF不溶分の測定>
結着樹脂及びトナー0.5〜1.0gを秤量し(W1g)、円筒濾紙(例えば、東洋濾紙社製No.86R)を入れてソックスレー抽出器にかけ、溶媒としてTHF200mlを用いて10時間抽出し、溶媒によって抽出された可溶成分溶液をエバポレートした後、100℃で数時間真空乾燥し、THF可溶樹脂成分量を秤量する(W2g)。トナー中の樹脂成分以外の重さを求める(W3g)。THF不溶分は下記式から求められる。
Figure 0004289853
【0065】
本発明においてワックスの融点は、DSCにおいて測定されるワックスの吸熱ピークの最大ピークのピークトップの温度をもってワックスの融点とする。本発明において、ワックス又はトナーの示差走査熱量計によるDSC測定では、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定することが好ましい。例えば、パーキンエルマー社製のDSC−7が利用できる。測定方法は、ASTM D3418−82に準じて行う。本発明に用いられるDSC曲線は、1回昇温させ前履歴を取った後、温度測定10℃/min、温度0〜200℃の範囲で降温させた後、昇温させた時に測定されるDSC曲線を用いる。ガラス転移点Tgの測定には、例えば、パーキンエルマー社製のDSC−7のような高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測定を行う。測定方法は、ASTM D3418−82に準じて行う。
【0066】
<補給用現像剤及び二成分現像剤の製造例2>
キャリアとして、キャリアの製造例2のキャリアを用いることを除いて、トナー、補給用現像剤及び二成分現像剤の製造例1と同様に、二成分現像剤2と補給用現像剤2を作成した。
【0067】
<トナー、補給用現像剤及び二成分現像剤の製造例3>
・スチレン−n−ブチルアクリレート共重合樹脂
(共重合比80:20、Mw14,000) 50部
・スチレン−n−ブチルアクリレート共重合樹脂
(共重合比80:20、Mw300,000) 50部
・カーボンブラック 7部
・融点130℃の低分子量ポリプロピレンワックス2部
・融点75℃の炭化水素系ワックス 2部
・アゾ鉄化合物 2部
【0068】
上記混合物を乾式混合後、溶融混練し、粉砕分級を行いトナー粒子を得た。このトナー粒子2の100部に対し、BET比表面積が200m2/gである疎水性シリカ0.7部と数平均一次粒子径が80nmである疎水性酸化チタン0.7部を添加して乾式混合し、重量平均粒径6.2μm、SF2は151、SF2の変動係数は13.9であるトナー2を得た。キャリアの製造例2のキャリア100部に対し、トナー2を5部を混合し二成分現像剤3とし、トナー2の100部に対し、キャリアの製造例2のキャリア25部を混合し補給用現像剤3とした。
【0069】
<補給用現像剤及び二成分現像剤の製造例4>
キャリアとして、キャリアの製造例3のキャリアを用いることを除いて、トナー、補給用現像剤及び二成分現像剤の製造例3と同様に、二成分現像剤4と補給用現像剤4を作成した。
【0070】
<トナー、補給用現像剤及び二成分現像剤の製造例5>
トナー、補給用現像剤及び二成分現像剤の製造例3で得られたトナー粒子2を熱球形化し、トナー粒子3を得た。以下、トナー、補給用現像剤及び二成分現像剤の製造例3と同様にして補給用現像剤5及び二成分現像剤5を得た。重量平均粒径6.4μm、SF2は115、SF2の変動係数は3.0である。
【0071】
実施例1
図1に示す画像形成装置を用いて、以下の評価を行った。使用した像担持体としては、φ30のアルマイト処理を施したアルミシリンダ上に、ポリアミド樹脂を含有する膜厚0.5μm下引き層、ポリビニルブチラール樹脂とフタロシアニン顔料からなる膜厚0.1μm電荷発生層、ポリカーボネート樹脂と電荷輸送物質からなる膜厚20μm電荷輸送層を形成し、表面層としては、導電性微粒子とPTFE粒子を分散したアクリル系多官能性モノマーを紫外線により硬化させ架橋樹脂とした膜厚3μmの表面層を形成することにより得られた感光ドラムを用いた。二成分現像剤としては、二成分現像剤1、補給用現像剤としては、補給用現像剤1を用いた。
【0072】
帯電器101として本実施例においては、スコロトロン帯電器とし、現像手段104の位置で、−600Vの暗部電位を得るよう調整される。露光手段103としては、半導体レーザーを用い、明部露光電位として−120Vとする。現像手段104においては、感光体とマグネットを内包する非磁性スリーブとの間隙を500μmとし、二成分現像剤を担持し、該非磁性スリーブには、3kHz、Vpp2000Vの矩形波の交流電圧を印加し、直流成分を−450Vとする。
【0073】
現像手段104には、二成分現像剤を210gチャージし、不図示のトナー濃度検知手段によりトナー濃度を制御する。本実施例においては、125gの補給用現像剤を補給すると、25gのキャリアが現像機内に補給されることとなり、125gの補給現像剤の補給に対応し約26gの現像手段中の二成分現像剤を排出して入れ替わることとなる。排出量を調整する手段として、現像手段104の側面であって、現像手段104内の二成分現像剤の粉面に相当する部分にウインドウを設け、画像形成中であって、補給現像剤を補給しないときに開とし、排出を行う。排出された現像剤は、排出路116を通じ排出現像剤貯留手段に貯留される。
【0074】
このような条件で、印字比率10%の文字画像を形成し、A4横送りで連続プリントを行う。転写帯電器105(本実施例においては、φ16である導電性ローラーを用い、ローラー転写法とした)より、転写紙上に転写し、転写残余の現像剤はブレードを備えたクリーニング手段106によってクリーニングされ、収集される。収集された転写残余の現像剤は、補給用現像剤と共に現像手段104に補給される。更に100枚プリントごとに、約5mmの黒帯び画像を形成し、転写せずにクリーニングを行う。
【0075】
以上の条件設定において、23℃相対湿度60%の環境で、10万枚の画像プリント試験を行った。評価は以下の項目である。
(1)画像濃度
通常の複写機用普通紙(75g/m2)にプリントしたベタ画像の濃度をマクベス反射濃度計(マクベス社製)を用いて測定する。
(2)かぶり
反射式濃度計(TOKYO DENSHOKU CO.,LTD社製REFLECTOMETER ODEL TC-6DS)を用いて測定(プリント後の白地部反射濃度平均値をDs、プリント前の用紙の反射濃度平均値をDrとした時のDs−Drをかぶり量とした)した。(かぶり量2%以下は、実質的にかぶりの無い良好な画像であり、5%を超えるとかぶりの目立つ不鮮明な画像である。)
【0076】
(3)細線再現性
約2mm角の「電」の文字を30倍に拡大し、以下の評価基準に従い評価を行った。
A:文字ラインがかすれている。
B:文字ラインにやや細りが見られる。
C:文字ラインがシャープである。
D:文字ラインにやや太りが見られる。
E:文字がつぶれている。
(4)像担持体スクラッチ状傷
(5)像担持体磨耗による画像不良
以上の結果を下記表1に示す。
【0077】
実施例2
二成分現像剤としては、二成分現像剤2、補給用現像剤としては、補給用現像剤2を用いた以外は、実施例1と評価を同様に行った。10万枚目に、感光体に微かにスクラッチ状の傷を生じた以外は、問題のない結果であった。以上の結果を下記表1に示す。
【0078】
実施例3
二成分現像剤としては、二成分現像剤3、補給用現像剤としては、補給用現像剤3を用いた以外は、実施例1と評価を同様に行った。10万枚目に、感光体に軽微なスクラッチ状の傷を生じ、又、かぶりも若干増加した以外、問題のない結果であった。以上の結果を下記表1に示す。
【0079】
実施例4
二成分現像剤としては、二成分現像剤3、補給用現像剤としては、補給用現像剤3を用い、100枚プリントごとに、約5mmの黒帯び画像を形成しなかったこと以外は、実施例1と評価を同様に行った。5万枚目に、感光体に軽微なスクラッチ状の傷を生じ、又、10万枚目にかぶりも若干増加し、スクラッチ状の傷を生じたが、感光体の磨耗については問題のない結果であった。以上の結果を下記表1に示す。
【0080】
実施例5
二成分現像剤としては、二成分現像剤5、補給用現像剤としては、補給用現像剤5を用い、100枚プリントごとに、約5mmの黒帯び画像を形成しなかったこと以外は、実施例1と評価を同様に行った。結果を下記表1に示す。
【0081】
参考
二成分現像剤としては、二成分現像剤4、補給用現像剤としては、補給用現像剤4を用い、100枚プリントごとに、約5mmの黒帯び画像を形成しなかったこと以外は、実施例1と評価を同様に行った。8万枚目に、感光体磨耗に起因する画像不良が現れたので、評価を打ち切った。以上の結果を下記表1に示す。
【0082】
比較例1
二成分現像剤としては、二成分現像剤4、補給用現像剤としては、補給用現像剤4を用い、100枚プリントごとに、約5mmの黒帯び画像を形成しなかったこと及び、像担持体として、導電性微粒子とPTFE粒子を分散したアクリル系多官能性モノマーを紫外線により硬化させ架橋樹脂とした膜厚3μmの表面層を形成せず、電荷輸送層を23μmとした以外は、実施例1と評価を同様に行った。4万枚目に感光体磨耗に起因する画像不良が現れたので評価を打ち切った。以上の結果を下記表1に示す。
【0083】
Figure 0004289853
【0084】
【発明の効果】
本発明の構成によれば、長寿命感光体を用い微細なトナーを用いた場合でも、高精細な画像を長期にわたり、メンテナンス作業が不要な状態で達成することが可能となり、クリーニングにより収集された転写残余の現像剤を再利用した場合においても、現像特性が劣化せず、感光体への現像剤成分の付着を防止し、長期にわたり高精細な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成方法を説明する図。
【符号の説明】
101:帯電器
102:像担持体(感光体)
103:露光手段
104:現像手段
105:転写帯電器
106:クリーニング手段
107:帯電前露光手段
108:転写材搬送ベルト
109:定着器
110:転写材搬送ガイド
111:レジストローラー
112:現像剤搬送路
113:現像剤貯留手段
114:現像剤補給ボトル
115:補給路
116:排出路
117:排出現像剤貯留手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method used in a copying machine, a printer, a facsimile, or the like, and more particularly to an electrophotographic method, and replenishes a replenishing developer as necessary, and discharges the developer as necessary from the developing means. The latent image on the carrier is developed by a developing means having a two-component developer composed of carrier and toner to form a developed image, transferred, and the developer remaining on the image carrier is cleaned, The present invention relates to an image forming method which is supplied to a developing unit and reused.
[0002]
[Prior art]
In an electrophotographic image forming apparatus, a uniformly charged image forming body is subjected to image exposure to form a latent image, the latent image is developed into a toner image, and then the toner image is transferred to a recording material such as recording paper. Transferring to is performed. When the transfer material carrying the toner image passes through the fixing device, the toner is fixed on the transfer material. In developing a latent image, a one-component or two-component development method is used, and the development method is adopted in accordance with these characteristics. In two-component development, it is said to be excellent in durability.
[0003]
On the other hand, the toner in the two-component developing machine is consumed and replenishment for the shortage is performed with new toner. However, since the carrier is used continuously, the development characteristics deteriorate due to the deterioration of the carrier, and the regular There is a problem that the work of replacing the developer in the two-component developing machine occurs, and the replenishment toner and the carrier are replenished at a constant ratio, and the carrier in the developing machine whose developing performance is lowered is gradually replaced with a new carrier ( A proposal has been made to eliminate the need for such maintenance work (referred to as trickle development) (see Patent Document 1).
[0004]
Also proposed is an image forming device that removes paper dust and the like by cleaning toner remaining on the transfer and reusing the cleaned toner, using trickle development as the development method, and collecting the carrier in the developer from the top of the developer. (See Patent Document 2). However, in this method, it is speculated that the influence of paper dust can be removed, but in particular, when using a long-life photoconductor with a high surface hardness and maintaining a high-definition image for a long time using fine toner, Insufficient and needs further improvement.
[0005]
The present invention has been made in view of the above, and makes it possible to achieve a high-definition image over a long period of time without using maintenance work, using a long-life photoreceptor and a fine toner. is there.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 2-21591
[Patent Document 2]
JP 2001-194908 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming method capable of achieving a high-definition image over a long period of time and without requiring maintenance work even when a long-life photoconductor and a fine toner are used. Is to provide.
Another object of the present invention is to prevent the development characteristics from deteriorating even when the developer remaining after transfer collected by cleaning is reused, and to prevent the adhesion of the developer component to the photoconductor. An object is to provide an image forming method capable of obtaining a high-definition image.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention forms a latent image on an image carrier, develops the latent image with a developing unit using a two-component developer containing toner and carrier, and supplies the developer with a replenishment developer as necessary. In the image forming method, the developer is discharged from the developing unit as necessary, the developed image is transferred, and the residual transfer developer remaining on the image carrier is cleaned.
  The replenishment developer contains a carrier,
  The carrier has a volume 50% diameter (D50: unit μm), a volume 5% diameter (D5: unit μm), and a volume 16% diameter (D16: unit μm) in the following relationship:
    30 μm ≦ D50 ≦ 40 μm
    0.50 ≦ D5 / D50
    0.65 ≦ D16 / D50
  The image carrier contains a resin having a crosslinked structure on the surface.,
  UpProvided is an image forming method characterized in that the transfer residual developer that has been cleaned and collected is supplied to the developing means and reused.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. An example of the image forming method of the present invention will be described with reference to FIG. The charger 101 uniformly charges the image carrier (photoreceptor) 102 from which the history has been erased by the pre-charging exposure means 107, and forms an electrostatic latent image by the exposure means 103 such as a laser. The electrostatic latent image is converted into a developed image by a developing unit 104 having toner and a carrier, and the developed image is transferred to a transfer material supplied from a resist roller 111 and a transfer material conveyance guide 110 by a transfer charger 105, and a transfer material conveyance belt is obtained. The toner image is fixed to the fixing device 109 by 108.
[0010]
The transfer residual developer remaining on the image carrier 102 is cleaned by the cleaning means 106. The developer remaining after the transfer that has been cleaned and collected is supplied to the developer storage unit 113 via the developer transport path 112 for the transfer residue. The developer is supplied from a developer supply bottle 114 having a supply developer to the developer storage means 113. In the developer storage unit 113, the replenishment developer and the developer collected after transfer are mixed and supplied to the development unit 104 through the replenishment path 115, and the cleaned and collected developer is recycled. Used. The developer discharged from the developing means is stored in the discharged developer storing means 117 through the discharge path 116.
[0011]
In addition to corona chargers such as corotrons and scorotrons, the charger used in the present invention is used by placing a conductive roller, a fur brush, a magnetic brush or the like in contact or non-contact. As the exposure means, when a latent image is formed digitally, a device equipped with a semiconductor laser, an LED, a liquid crystal shutter, or the like is used. In order to achieve high definition, it is preferable to have a resolution of 600 dpi or more.
[0012]
In the developing means, a two-component developing method is adopted, but the carrier used as the two-component developer or the replenishing developer is preferably one whose particle size distribution satisfies the following relational expression.
25 μm ≦ D50 ≦ 50 μm
0.50 ≦ D5 / D50
0.65 ≦ D16 / D50
If D50 is less than 25 μm, the amount of carrier adhering to the image carrier increases and the image tends to deteriorate, and if it exceeds 50 μm, high definition may not be sufficiently achieved. More preferably, D50 is 30 μm or more and 45 μm or less. More preferably, it is 30 μm or more and 40 μm or less.
[0013]
In the image forming method of the present invention, a carrier having a small particle size adheres to the photoconductor, and is involved in transfer and cleaning. Since the carrier is supplied and reused, the carrier having a small particle diameter is collected by the cleaning member even when consumed, and returns to the developing means again. Therefore, it always exists in the developing means and is always supplied at a certain rate on the photosensitive member. Such a phenomenon peculiar to the image forming method of the present invention causes a problem in the photoreceptor.
[0014]
In such an image forming method, if D5 / D50 is less than 0.50, the load on the cleaning member and the surface of the image carrier increases during cleaning, and the wear amount of the photosensitive member tends to increase. If D50 is less than 0.65, the surface of the image carrier tends to generate scratches on the surface of the image carrier during cleaning. In particular, when a contact type is used as the transfer member, the image carrier tends to be more easily damaged, and it is preferable to use a carrier having the above particle size distribution. More preferably, D5 / D50 is 0.55 or more and D16 / D50 is 0.70 or more.
[0015]
The magnetic properties of the carrier are 8.0 × 10FiveSaturation magnetization at A / m is 41 to 100 Am2What is / Kg is preferably used. 41 Am2If it is less than / Kg, adhesion of the carrier to the image bearing member may increase, resulting in an increase in scratches.2If it exceeds / Kg, the magnetic brush becomes hard and the image quality may be deteriorated. More preferably 45-80Am2/ Kg.
[0016]
The carrier used in the present invention is preferably magnetite or ferrite particles. It is also one of preferred forms to use magnetite or ferrite powder in a form dispersed in resin. As a composition of a ferrite, what contains metal elements, such as copper, zinc, manganese, magnesium, iron, lithium, strontium, barium, is used suitably. Furthermore, the carrier used in the present invention is preferably surface-coated with a silicone resin, a fluorine resin, an acrylic resin or the like. Among these, those using a silicone resin are particularly preferably used.
[0017]
These magnetite or ferrite particles are obtained by firing the raw material forming the magnetite or ferrite particles, and are produced by the following production method as an example. Raw materials composing them (calcined if necessary), water (deionized if necessary), a dispersant, and if necessary, a binder resin are made into a slurry by a disperser. The slurry is granulated with a spray dryer and then sintered in a preferable firing atmosphere to form particles. In order to obtain a preferable carrier of the present invention, for example, it can be obtained by carefully applying a method such as precise classification in these steps.
[0018]
When performing surface coating, it is performed using a wet coating method (for example, dip coating method, fluidized tank drying method, etc.), a dry coating method (method of attaching resin to the surface with mechanical energy), or the like. . The two-component developer used in the present invention is preferably prepared by mixing 1 to 20 parts by mass of toner with respect to 100 parts by mass of carrier, and the replenishment developer has a carrier with respect to 100 parts by mass of toner. It is preferably prepared by mixing 1 to 20 parts by mass.
[0019]
A known toner can be used as the developer toner, but the following toner is preferably used. The toner component of the developer remaining after transfer that has been cleaned and collected is slightly inferior in the tribocharging ability. Furthermore, since it needs to be transported from the cleaning means to the developing means, a load is easily applied to the surface. It is the wax component contained in the toner that is most affected by this type of load, and it is particularly preferable to contain a wax in order to maintain a preferable toner mode of improving the fixability. When wax exists on the surface of the toner particles, it becomes a problem. The wax is accumulated in the developing means due to the deterioration of the developing performance, or the wax returns to the developing means without being transferred even if developed, so that the developing means develops. The wax may not be sufficiently removed by discharging the agent.
[0020]
The inventors have found that the following toner is a preferable configuration for such a problem to be solved. That is, by using a toner containing toner particles produced by aggregating and fusing a plurality of particles in which a polymer obtained by polymerizing monomers is present on the wax surface in an aqueous medium, the toner surface It is possible to effectively reduce deterioration of the developer in the developing means. As a preferred example of producing particles in which a polymer obtained by polymerizing a monomer is present on the surface of a wax in an aqueous medium, for example, a polymerizable monomer and a polymerization initiator are dispersed in a dispersion in which wax fine particles are dispersed. It is mentioned that it is produced by adding and polymerizing wax fine particles as seeds.
[0021]
Further, when the SF2 of the toner is 120 to 170 and the coefficient of variation of SF2 is 4.0 to 8.0, the cleaning device can be set at a setting level that does not place a load on the toner, so that toner deterioration due to the load is small. It can be suitably used in the image forming method of the present invention. If SF2 is less than 120, the toner tends to slip through unless the linear pressure of the cleaning blade is increased, and if it exceeds 170, the unevenness of the toner becomes large, so that the toner tends to become fine powder when subjected to a load. It is in. Furthermore, when the coefficient of variation is less than 4.0, that is, when trying to align the shapes, the sphericity increases, and it is difficult to make SF2 less than 120, and when it exceeds 8.0, the abundance of irregularly shaped particles increases. Therefore, when the developer is reused, it becomes a factor for promoting the deterioration of the toner.
[0022]
In the present invention, SF2 (perimeter length)2This is a shape parameter represented by / projected area / 4π, and expresses irregularities on the surface of the particle. Using a scanning electron microscope, take a photograph of a toner particle with a horizontal chord length of 3 or more magnified 500 times, such as Nireco's image analyzer (Luzex III) or "SCANNING IMAGE ANALYSER" (manufactured by JEOL Ltd.) The photographic image is analyzed using an image analyzer. At this time, SF2 of the present invention is measured by the above calculation formula using 500 toner particles. In the present invention, the average value is SF2, the standard deviation of the 500 SF2s is obtained, and the average deviation value of SF2 is obtained as the variation coefficient of SF2.
[0023]
That is, in the present invention, the toner is lightly loaded by regulating the shape of the toner to suppress the deterioration of the toner, suppress the deterioration by the action of the toner itself by a specific manufacturing method, and have a specific particle size distribution. Is used to achieve a long life in an image forming method in which a photoreceptor having a specific surface layer is used and a developer cleaned by their synergistic effect is reused.
[0024]
As a method for producing such toner particles, for example, a method in which a wax is dissolved or dispersed in a vinyl monomer and then suspended and polymerized in water, or a vinyl monomer is added and emulsified in a wax dispersion to polymerize. In this method, a resin dispersion containing wax is encapsulated to obtain toner particles by aggregating and fusing the resin particles.
[0025]
As the wax, those having a melting point of 60 to 160 ° C. are preferably used, and as the low melting point wax, those having a melting point of 60 to 120 ° C. are preferably used. In particular, when the temperature is 60 to 90 ° C., the effect on the low-temperature fixability is remarkable, and thus a more preferable embodiment of the toner is obtained. As the wax used in the present invention, known waxes can be used, which can be appropriately selected from the melting points.
[0026]
Specifically, aliphatic hydrocarbon waxes (low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, paraffin wax, Fischer-Tropsch wax, etc.), aliphatic hydrocarbon wax oxides, plant waxes (candelilla wax, carnauba wax, etc.) ), Animal waxes (such as beeswax, lanolin, etc.), mineral waxes (such as ozokerite, ceresin, petrolactam, etc.), waxes containing fatty acid esters (behenyl behenate, montanate, stearyl stearate, etc.), saturated or Unsaturated fatty acids (palmitic acid, stearic acid, eleostearic acid, valinalic acid), saturated or unsaturated alcohols with long-chain alkyls (stearyl alcohol, eicosyl alcohol, behenyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols (sorbitol Etc.), aliphatic or unsaturated or aromatic amides (linoleic acid amide, oleic acid amide, methylene bis-stearic acid amide, ethylene bis-oleic acid amide, m-xylene bis-stearic acid amide, etc.), fatty acid metal salts (calcium laurate) Zinc stearate, magnesium stearate, etc.), silicone having an alkyl group, and a wax obtained by grafting an aliphatic hydrocarbon wax with a vinyl monomer such as styrene or acrylic acid.
[0027]
Preferred waxes include polyolefins obtained by radical polymerization of olefins under high pressure; polyolefins obtained by purifying low molecular weight by-products obtained during polymerization of high molecular weight polyolefins; polymerized using catalysts such as Ziegler catalysts and metallocene catalysts under low pressures Polyolefins; Polyolefins polymerized using radiation, electromagnetic waves or light; Low molecular weight polyolefins obtained by thermally decomposing high molecular weight polyolefins; Paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax; Jindole method, Hydrocol method, Age method Synthetic hydrocarbon wax synthesized by the following: a synthetic wax having a compound having one carbon atom as a monomer, a hydrocarbon wax having a functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group; a hydrocarbon wax and a functional group A mixture of wax; styrene these waxes as a matrix, maleic acid ester, acrylate, methacrylate, a graft modified wax to the such vinyl monomers of maleic acid.
[0028]
In addition, these waxes have a sharp molecular weight distribution using a press perspiration method, a solvent method, a recrystallization method, a vacuum distillation method, a supercritical gas extraction method or a melt liquid crystal method, low molecular weight solid fatty acids, low molecular weight solids. An alcohol, a low molecular weight solid compound, and other impurities are preferably used.
[0029]
As the external additive used in the toner of the present invention, known inorganic fine powder or resin particles are used. Preferably, inorganic particles having a number average primary particle diameter of 50 to 200 nm are present on the surface of the toner particles. Toner is preferably used. This is because the external additive having the particle diameter has an effect of relieving stress on the toner particles. Such inorganic fine particles are preferably contained in an amount of 0.1 to 5.0% by weight, more preferably 0.2 to 3.0% by weight, based on the toner.
[0030]
In addition, inorganic fine powders of silica, alumina, titania or double oxides thereof can be used to improve the charging stability, developability, fluidity and storage stability of the toner, which is one of preferred embodiments. These inorganic particles are preferably hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicone oil or the like.
[0031]
Further, the following external additives are also used depending on the purpose. For example, lubricant powder such as Teflon (registered trademark) powder, zinc stearate powder, polyvinylidene fluoride powder; abrasive such as cerium oxide powder, silicon carbide powder, strontium titanate powder; for example, titanium oxide powder, aluminum oxide powder, etc. A small amount of anti-caking agent, or a conductivity-imparting agent such as carbon black powder, zinc oxide powder or tin oxide powder, or a reverse polarity organic fine particle or inorganic fine particle as a developability improver. You can also.
[0032]
In the present invention, in order to realize a high-definition image, preferable results can be obtained by using a toner for two-component developer or replenishment developer having a weight average particle diameter of 3.0 to 6.0 μm. More preferably, it is 3.5-5.5 micrometers. If the weight average particle diameter is less than 3.0 μm, there are many difficulties in development and a sufficient image may not be obtained.
[0033]
As the image carrier used in the present invention, it is preferable to use an image carrier having a cross-linked structure on its surface layer because the amount of wear is small and the replacement frequency can be minimized. However, in order to prevent the toner from slipping out during cleaning, it is necessary to set the cleaning to a rather strong level.Therefore, the carrier promotes the wear of the surface of the image carrier or scratches may be scratched. It is easy to do. Further, when a high-definition image is taken into consideration, a toner having a small particle size is used, and therefore, the load on cleaning tends to further increase.
[0034]
As a further preferred embodiment of the present invention, a wax in an aqueous medium is used in order to prevent toner deterioration of the transfer residual developer and to effectively prevent contamination (filming and the like) due to toner components on the image carrier. It is preferable to use a toner containing toner particles containing particles obtained by allowing a polymer obtained by polymerizing a monomer to be present on the surface, and the number average primary particle diameter is 50 to 200 nm on the toner particle surface. A toner containing particles is more preferably used.
[0035]
As a solving means from the image forming method for solving such a problem, a step of developing the toner of the developing means on the image carrier and cleaning it without transferring it is included. Such toner reduces the load on cleaning, alleviates the deterioration of the residual toner, and does not waste toner because it is reused.
[0036]
In FIG. 1, corona charging is used as transfer means. In addition, a conductive roller to which a bias is applied, a transfer belt, or the like can be used. When these are used in a contact state, generation of ozone can be suppressed as much as possible, which is a preferable configuration for the image forming method of the present invention. An intermediate transfer member can also be used.
[0037]
An elastic blade is preferably used as the cleaning member. Other methods such as fur brush cleaning and roller cleaning can also be employed. The cleaning means includes means for transporting the transfer residual developer collected by the cleaning member and transporting it to the transfer residual developer transport path 112. The conveying means preferably uses a screw or the like. In another preferred embodiment, a developer having an agitation member that agitates the developer remaining in the transfer in the cleaning means and guides the developer to the conveying means is also a preferable embodiment.
[0038]
As a replenishment method of the replenishment developer, a method using a developer hopper provided in the main body and a cylindrical container provided with a spiral toner guide groove on the inner surface of the peripheral wall described in JP-A-2000-352840, for example, are used. And a method of rotating and replenishing the cylindrical container. In order to facilitate the replenishment mechanism and save space, it is preferable to replenish using the cylindrical container.
[0039]
FIG. 1 shows a more preferable configuration of the present invention in which the replenishment developer and the residual developer collected by the cleaning member are stored, mixed, and supplied to the developing unit. If not, the replenishment developer and the residual developer collected by the cleaning member may be supplied independently or together to the developing means. In the developer storing means, a stirrer for stirring is preferably provided, and the developer is supplied to the developing means by a screw or an air pump.
[0040]
The developer discharged from the developing means is stored in the discharged developer storing means 117 through the discharge path 116. As an example of a specific method for discharging the developer from the developing means, developer powder is developed inside the developing means. There is a configuration in which a window that can be opened and closed is provided at a location corresponding to the body surface, and is opened as needed to discharge the developer. The discharged developer is stored in the discharged developer storage means 117 and discarded as necessary or put into a reproduction process if possible.
[0041]
As an image carrier used in the present invention (for example, in electrophotography, an image carrier is a so-called photoreceptor, and a photosensitive layer is formed on a conductive substrate), the surface layer is crosslinked. It has a structure. A cross-linked surface layer can be formed after forming a charge generation layer and then a charge transport layer on a conductive substrate, and a cross-linked surface after forming a charge transport layer and then a charge generation layer on a conductive substrate. A layer can be formed. It is also possible to form a crosslinked surface layer after forming a layer containing a charge transport material and a charge generation material.
[0042]
Specific examples of the surface layer include an epoxy resin, a polyester resin, a polyamide resin, a polystyrene resin, an acrylic resin, a silicone resin, and the like, and have a crosslinked structure. The production method is preferably a production method in which each monomer constituting each resin is formed by forming a film by a method such as dipping or spray coating with a monomer having a polyfunctional group, followed by polymerization, crosslinking, and curing. Used.
[0043]
For example, as a silicone type, a resin layer having a crosslinked structure can be formed using a composition of a curable organosilicon compound and the like and a reactive charge transporting compound having reactivity with the organosilicon compound. It can also be formed by curing an acrylic polyfunctional monomer in which conductive fine particles are dispersed. More preferably, when a compound having lubricity is contained in the surface layer, the cleaning load can be reduced. Examples of the compound having lubricity include fluororesin particles such as PTFE, low melting point wax and the like. Further, if necessary, silica, metal oxide particles and the like can be contained to enhance the strength of the surface layer.
[0044]
In the present invention, the particle size distribution of the carrier is measured as follows. Using a laser diffraction particle size distribution measuring device HELOS (manufactured by JEOL Ltd.), 0.5 μm is the minimum value, and the range of 1.80 to 350 μm is measured by 31 logarithmic division, and the volume is 50% diameter (D50: unit μm) ), 5% diameter (D5: unit μm) and 16% volume (D16: unit μm).
[0045]
The particle size and particle size distribution of the toner can be measured by various methods such as Coulter Counter TA-II type or Coulter Multisizer (manufactured by Coulter Inc.). In the present invention, Coulter Multisizer (manufactured by Coulter Inc.) is used. It was. An interface (manufactured by Nikka) and a personal computer for outputting the number distribution and volume distribution are connected, and a 1% NaCl aqueous solution is prepared using first-grade sodium chloride as the electrolyte. For example, ISOTON R-II (manufactured by Coulter Scientific Japan) can be used. As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume distribution is measured by measuring the volume and number of toners of 2 μm or more using the 100 μm aperture as the aperture by the Coulter Multisizer. And the number distribution. Then, a volume-based volume average particle diameter (DV: the median value of each channel is a representative value of the channel) and a weight average particle diameter (D4) obtained from the volume distribution of the present invention are obtained.
[0046]
【Example】
  Next, the exampleReference examplesThe present invention will be specifically described with reference to comparative examples. In the text, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
<Production Example 1 of Carrier Particle>
  CuO 21 mol%, ZnO 25 mol% and Fe2OThree  54 mol% is mixed with deionized water, a dispersant and polyvinyl alcohol to form a slurry. The slurry is granulated by a spray drier, passed through a sieve having an opening of 74 μm, and particle size adjustment is performed by collecting sieves having an opening of 32 μm. Furthermore, it fired in 1,100 degreeC atmosphere and obtained the ferrite particle. The ferrite particles were passed three times under the condition of 53 μm openings and 32 μm on openings to obtain ferrite particles having a D50 of 33.9 μm.
[0047]
100 parts of the obtained ferrite particles are immersed in a solution obtained by dissolving 2 parts of silicone resin and 0.4 parts of aminosilane in 50 parts of toluene, stirring at 120 ° C. and removing the solvent. Curing was performed in a controlled oven for 1 hour. Thereafter, the particle size was adjusted by passing through a sieve having an opening of 74 μm and collecting sieves having an opening of 32 μm. D50 is 35.2 μm, D16 is 25.4 μm, D5 is 19.7 μm, D5 / D50 is 0.56, and D16 / D50 is 0.72. Magnetic properties are 8.0 × 10FiveSaturation magnetization at A / m is 58 Am2/ Kg.
[0048]
<Production Example 2 of Carrier Particle>
Ferrite particles were obtained in the same manner as in Production Example 1 for carrier particles. The ferrite particles were passed twice under the condition of 53 μm openings and 32 μm on openings to obtain ferrite particles having a D50 of 33.1 μm. 100 parts of the obtained ferrite particles are immersed in a solution obtained by dissolving 2 parts of silicone resin and 0.4 parts of aminosilane in 50 parts of toluene, stirring at 120 ° C. and removing the solvent. Curing was performed in a controlled oven for 1 hour. Thereafter, the particle size was adjusted by passing through a sieve having an opening of 74 μm and collecting sieves having an opening of 32 μm. D50 is 34.5 μm, D16 is 23.4 μm, D5 is 18.3 μm, D5 / D50 is 0.53, and D16 / D50 is 0.68. Magnetic properties are 8.0 × 10FiveSaturation magnetization at A / m is 58 Am2/ Kg.
[0049]
<Manufacture example 3 of carrier particles>
Ferrite particles were obtained in the same manner as in Production Example 1 for carrier particles. The ferrite particles were passed once under the condition of an aperture of 53 μm and an opening of 53 μm and a ferrite particle having a D50 of 32.7 μm was obtained. 100 parts of the obtained ferrite particles are immersed in a solution obtained by dissolving 2 parts of silicone resin and 0.4 parts of aminosilane in 50 parts of toluene, stirring at 120 ° C. and removing the solvent. Curing was performed in a controlled oven for 1 hour. Thereafter, the particle size was adjusted by passing through a sieve having an aperture of 74 μm and collecting sieves having an aperture of 37 μm. D50 is 33.7 μm, D16 is 21.2 μm, D5 is 16.2 μm, D5 / D50 is 0.48, and D16 / D50 is 0.63. Magnetic properties are 8.0 × 10FiveSaturation magnetization at A / m is 58 Am2/ Kg.
[0050]
Figure 0004289853
The above composition was mixed and dissolved to prepare a monomer mixture.
[0051]
Figure 0004289853
[0052]
The above composition is dispersed in a flask, and heating is started while performing nitrogen substitution. When the liquid temperature reached 70 ° C., a solution prepared by dissolving 6.56 parts of potassium persulfate with 350 parts of ion-exchanged water was added thereto. While maintaining the liquid temperature at 70 ° C., the monomer mixture was added and stirred, the liquid temperature was raised to 80 ° C. and emulsion polymerization was continued for 5 hours. The liquid temperature was adjusted to 40 ° C. and filtered through a filter. Got. Thus, the particle diameter in the obtained dispersion was 0.16 μm in average particle diameter, 60 ° C. in glass transition point of solid content, 12,000 in weight average molecular weight (Mw), and 11 in peak molecular weight. 000. The low molecular weight polypropylene wax contained in the polymer was 6%, and as a result of observing a thin piece of the solid content with a transmission electron microscope, it was confirmed that the polymer particles included the wax particles. The THF (tetrahydrofuran) insoluble content of the polymer was substantially zero.
[0053]
Figure 0004289853
The above proportions were mixed and dissolved to prepare a monomer mixture.
[0054]
Figure 0004289853
[0055]
The above composition is dispersed in a flask, and heating is started while performing nitrogen substitution. When the liquid temperature reached 65 ° C., a solution prepared by dissolving 5.85 parts of potassium persulfate in 300 parts of ion exchange water was added thereto. While maintaining the liquid temperature at 65 ° C., the monomer mixture was added and stirred, the liquid temperature was raised to 75 ° C. and emulsion polymerization was continued for 5 hours. After the liquid temperature was adjusted to 40 ° C., the mixture was filtered with a dispersion B Got. Thus, the particle diameter in the obtained dispersion was 0.16 μm in average particle diameter, 63 ° C. in glass transition point of solid content, and 600,000 in weight average molecular weight (Mw). The hydrocarbon wax was contained in the polymer by 6%, and as a result of observing a thin piece of this solid content with a transmission electron microscope, it was confirmed that the wax particles were encapsulated. The THF-insoluble content of the polymer was 7%.
[0056]
Figure 0004289853
The above was mixed and dispersed using a sand grinder mill to obtain a carbon black dispersion C.
[0057]
300 parts of dispersion A, 150 parts of dispersion B and 25 parts of dispersion C were charged into a 1 liter separable flask equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, and stirred. To this mixed solution, 180 parts of a 10% aqueous sodium chloride solution was added dropwise as a flocculant, and the mixture was heated to 54 ° C. while stirring the inside of the flask in a heating oil bath. After maintaining at 48 ° C. for 1 hour, it was confirmed by observation with an optical microscope that associated particles having a diameter of about 5 μm were formed.
[0058]
In the subsequent fusing process, after adding 3 parts of an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Neogen SC), the stainless steel flask was sealed and stirring was continued using a magnetic seal. The mixture was heated to 100 ° C. and held for 3 hours. Then, after cooling, the reaction product was filtered, washed thoroughly with ion exchange water, and then dried to obtain toner particles 1.
[0059]
The BET specific surface area is 200 m with respect to 100 parts of the toner particles.2/ G of 0.7 part of hydrophobic silica and 0.7 part of hydrophobic titanium oxide having a primary particle diameter of 80 nm are added and dry mixed. The weight average particle diameter is 5.0 μm, SF2 is 144, and SF2 varies. Toner 1 having a coefficient of 6.3 was used.
[0060]
The toner particles 1 and toner 1 have a peak molecular weight of 11,000, a THF-insoluble content of 3%, and a Mw of 210,000 by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC). 5 parts of the toner 1 was mixed with 100 parts of the carrier of Production Example 1 of carrier particles to obtain a two-component developer 1. 100 parts of the toner was mixed with 25 parts of the carrier of Production Example 1 for carrier particles to obtain a replenishing developer. In the present invention, the particle size of the particles in the dispersion is a number average particle size measured using a particle size measurement device (LA-700, manufactured by Horiba, Ltd.).
[0061]
In the present invention, the molecular weight distribution by GPC using the polymer THF as a solvent is measured under the following conditions.
<Measurement of molecular weight distribution by GPC>
The column is stabilized in a heat chamber at 40 ° C., and THF as a solvent is allowed to flow through the column at this temperature at a flow rate of 1 ml per minute, and about 100 μl of the THF sample solution is injected and measured. In measuring the molecular weight of the sample, the molecular weight distribution of the sample was calculated from the relationship between the logarithmic value of a calibration curve prepared from several types of monodisperse polystyrene standard samples and the count value. As a standard polystyrene sample for preparing a calibration curve, for example, a molecular weight of 10 manufactured by Tosoh Corporation or Showa Denko KK is 102-107It is appropriate to use a standard polystyrene sample of about 10 points. An RI (refractive index) detector is used as the detector.
[0062]
As the column, it is preferable to combine a plurality of commercially available polystyrene gel columns. For example, a combination of shodex GPC KF-801, 802, 803, 804, 805, 806, 807, 800P manufactured by Showa Denko KK Examples include TSKgel G1000H (HXL), G2000H (HXL), G3000H (HXL), G4000H (HXL), G5000H (HXL), G6000H (HXL), G7000H (HXL), and TSKgurd column.
[0063]
The sample is prepared as follows. Place the sample in THF and let stand for several hours, then shake well and mix well with THF (until the sample is no longer united) and let stand for more than 12 hours. At that time, the standing time in THF should be 24 hours or more. Thereafter, a sample processed filter (pore size 0.2 to 0.5 μm, for example, Mysori Disc H-25-2 (manufactured by Tosoh Corporation) can be used) is used as a GPC sample. The sample concentration is adjusted so that the resin component is 0.5 to 5 mg / ml.
[0064]
In the present invention, the THF-insoluble content of the resin component in the toner and the THF-insoluble content of the raw material binder resin are measured as follows.
<Measurement of THF-insoluble matter>
Binder resin and toner 0.5-1.0g are weighed (W1g), cylindrical filter paper (for example, No. 86R manufactured by Toyo Roshi Kaisha Co., Ltd.) is put into a Soxhlet extractor, and extracted for 10 hours using 200ml of THF as a solvent. After evaporating the soluble component solution extracted with the solvent, the solution is vacuum dried at 100 ° C. for several hours, and the amount of the THF soluble resin component is weighed (W2 g). The weight other than the resin component in the toner is determined (W3g). The THF-insoluble content can be obtained from the following formula.
Figure 0004289853
[0065]
In the present invention, the melting point of the wax is defined as the melting point of the wax at the peak top temperature of the endothermic peak of the wax measured by DSC. In the present invention, the DSC measurement using a differential scanning calorimeter for wax or toner is preferably performed using a differential scanning calorimeter with high accuracy of internal heat input compensation. For example, DSC-7 manufactured by Perkin Elmer can be used. The measurement method is performed according to ASTM D3418-82. The DSC curve used in the present invention is a DSC curve measured when the temperature is raised after raising the temperature once, taking the previous history, then lowering the temperature in the range of 10 ° C./min, and the temperature of 0 to 200 ° C. Is used. The glass transition point Tg is measured with, for example, a highly accurate internal heating input compensation type differential scanning calorimeter such as DSC-7 manufactured by PerkinElmer. The measurement method is performed according to ASTM D3418-82.
[0066]
<Production Example 2 for Replenishment Developer and Two-Component Developer>
A two-component developer 2 and a replenishment developer 2 were prepared in the same manner as in Production Example 1 of the toner, the replenishment developer, and the two-component developer, except that the carrier of Production Example 2 of the carrier was used as the carrier. .
[0067]
<Production Example 3 of Toner, Replenishment Developer, and Two-Component Developer>
・ Styrene-n-butyl acrylate copolymer resin
(Copolymerization ratio 80:20, Mw 14,000) 50 parts
・ Styrene-n-butyl acrylate copolymer resin
(Copolymerization ratio 80:20, Mw 300,000) 50 parts
・ 7 parts of carbon black
-2 parts low molecular weight polypropylene wax with a melting point of 130 ° C
・ 2 parts of hydrocarbon wax with melting point 75 ℃
・ Azo iron compound 2 parts
[0068]
After the above mixture is dry-mixed, it is melt-kneaded, pulverized and classified to toner particles2Got. The BET specific surface area is 200 m with respect to 100 parts of the toner particles 2.20.7 parts of hydrophobic silica having a weight average particle diameter of 0.7 nm and a dry titanium oxide having a number average primary particle diameter of 80 nm are added and dry-mixed, and the weight average particle diameter is 6.2 μm, SF2 is 151, SF2 A toner 2 having a coefficient of variation of 13.9 was obtained. 5 parts of toner 2 is mixed with 100 parts of carrier of carrier production example 2 to form two-component developer 3, and 25 parts of carrier of carrier production example 2 are mixed with 100 parts of toner 2 for replenishment development. Agent 3 was obtained.
[0069]
<Production Example 4 for Replenishment Developer and Two-Component Developer>
A two-component developer 4 and a replenishment developer 4 were prepared in the same manner as in Production Example 3 of the toner, the replenishment developer, and the two-component developer, except that the carrier of Production Example 3 of the carrier was used. .
[0070]
<Production Example 5 of Toner, Replenishment Developer, and Two-Component Developer>
Toner particles 2 obtained in Production Example 3 of toner, replenishment developer, and two-component developer were heat spheroidized to obtain toner particles 3. Thereafter, a replenishment developer 5 and a two-component developer 5 were obtained in the same manner as in Production Example 3 of toner, replenishment developer, and two-component developer. The weight average particle diameter is 6.4 μm, SF2 is 115, and the variation coefficient of SF2 is 3.0.
[0071]
Example 1
The following evaluation was performed using the image forming apparatus shown in FIG. As an image carrier used, an aluminum cylinder subjected to φ30 anodizing treatment, a 0.5 μm-thick undercoat layer containing polyamide resin, a 0.1 μm-thick charge generation layer comprising a polyvinyl butyral resin and a phthalocyanine pigment And a 20 μm-thick charge transporting layer comprising a polycarbonate resin and a charge transporting material, and the surface layer is a film in which an acrylic polyfunctional monomer in which conductive fine particles and PTFE particles are dispersed is cured with ultraviolet rays to form a crosslinked resin. A photosensitive drum obtained by forming a surface layer of 3 μm was used. Two-component developer 1 was used as the two-component developer, and replenishment developer 1 was used as the replenishment developer.
[0072]
In this embodiment, the charger 101 is a scorotron charger, and is adjusted so as to obtain a dark portion potential of −600 V at the position of the developing means 104. As the exposure means 103, a semiconductor laser is used, and the bright portion exposure potential is set to -120V. In the developing means 104, the gap between the photosensitive member and the non-magnetic sleeve containing the magnet is set to 500 μm, and a two-component developer is supported. A rectangular wave AC voltage of 3 kHz, Vpp 2000 V is applied to the non-magnetic sleeve, The DC component is -450V.
[0073]
The developing means 104 is charged with 210 g of a two-component developer, and the toner density is controlled by a toner density detecting means (not shown). In this embodiment, when 125 g of replenishment developer is replenished, 25 g of carrier is replenished in the developing machine, and corresponding to replenishment of 125 g of replenishment developer, about 26 g of the two-component developer in the developing means. Will be discharged and replaced. As a means for adjusting the discharge amount, a window is provided on the side surface of the developing unit 104 corresponding to the powder surface of the two-component developer in the developing unit 104, and the replenishment developer is replenished during image formation. Open when not in use and discharge. The discharged developer is stored in the discharged developer storage unit through the discharge path 116.
[0074]
Under these conditions, a character image with a printing ratio of 10% is formed, and continuous printing is performed with A4 landscape feed. A transfer charger 105 (in this embodiment, a conductive roller having a diameter of 16 is used as a roller transfer method) is transferred onto transfer paper, and the developer remaining on the transfer is cleaned by a cleaning means 106 having a blade. Collected. The collected transfer residual developer is supplied to the developing unit 104 together with the supply developer. Further, a blackish image of about 5 mm is formed every 100 prints, and cleaning is performed without transferring.
[0075]
Under the above condition settings, 100,000 images were printed in an environment of 23 ° C. and 60% relative humidity. Evaluation is as follows.
(1) Image density
Ordinary paper for ordinary copying machines (75 g / m2) Is measured using a Macbeth reflection densitometer (manufactured by Macbeth).
(2) Cover
Measured using a reflection densitometer (REFLECTOMETER ODEL TC-6DS manufactured by TOKYO DENSHOKU CO., LTD) (when the average reflection density on the white background after printing is Ds and the average reflection density on the paper before printing is Dr) Ds-Dr was used as the fogging amount). (A fogging amount of 2% or less is a good image with substantially no fogging, and if it exceeds 5%, the fogging is conspicuous.)
[0076]
(3) Fine line reproducibility
About 2 mm square “Den” characters were magnified 30 times and evaluated according to the following evaluation criteria.
A: The character line is faint.
B: The character line is slightly thinned.
C: The character line is sharp.
D: The character line is slightly overweight.
E: Characters are crushed.
(4) Image carrier scratch-like scratch
(5) Image failure due to image carrier wear
The above results are shown in Table 1 below.
[0077]
Example 2
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the two-component developer 2 was used as the two-component developer and the supply developer 2 was used as the supply developer. The result was satisfactory, except that on the 100,000th sheet, the photoconductor was slightly scratched. The above results are shown in Table 1 below.
[0078]
Example 3
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the two-component developer 3 was used as the two-component developer and the supply developer 3 was used as the supply developer. On the 100,000th sheet, there was no problem except that a slight scratch-like scratch was generated on the photoreceptor and the fogging slightly increased. The above results are shown in Table 1 below.
[0079]
Example 4
As the two-component developer, the two-component developer 3 was used, and as the replenishment developer, the replenishment developer 3 was used. Except that a blackish image of about 5 mm was not formed every 100 prints. Evaluation was conducted in the same manner as in Example 1. On the 50,000th sheet, a slight scratch-like scratch was formed on the photoconductor, and on the 100,000th sheet, the fog slightly increased, resulting in a scratch-like scratch, but there was no problem with the wear of the photoconductor. Met. The above results are shown in Table 1 below.
[0080]
Example 5
As the two-component developer, the two-component developer 5 was used, and as the replenishment developer, the replenishment developer 5 was used. Except that a blackish image of about 5 mm was not formed every 100 prints. Evaluation was conducted in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1 below.
[0081]
referenceExample1
  As the two-component developer, the two-component developer 4 was used, and as the replenishment developer, the replenishment developer 4 was used. Except that a blackish image of about 5 mm was not formed every 100 prints. Evaluation was conducted in the same manner as in Example 1. On the 80,000th sheet, an image defect due to photoconductor wear appeared, so the evaluation was terminated. The above results are shown in Table 1 below.
[0082]
Comparative Example 1
As the two-component developer, the two-component developer 4 was used, and as the replenishment developer, the replenishment developer 4 was used. For every 100 sheets printed, a blackish image of about 5 mm was not formed. Except that the surface layer having a film thickness of 3 μm was not formed by curing an acrylic polyfunctional monomer in which conductive fine particles and PTFE particles were dispersed with ultraviolet rays to form a cross-linked resin, and the charge transport layer was 23 μm. 1 was evaluated in the same manner. Since an image defect due to photoconductor wear appeared on the 40,000th sheet, the evaluation was terminated. The above results are shown in Table 1 below.
[0083]
Figure 0004289853
[0084]
【The invention's effect】
According to the configuration of the present invention, even when a long-life photoconductor is used and fine toner is used, a high-definition image can be achieved over a long period of time without requiring maintenance work, and collected by cleaning. Even when the transfer residual developer is reused, the development characteristics do not deteriorate, the adhesion of the developer component to the photoreceptor is prevented, and a high-definition image can be obtained over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an image forming method of the present invention.
[Explanation of symbols]
101: Charger
102: Image carrier (photosensitive member)
103: Exposure means
104: Development means
105: Transfer charger
106: Cleaning means
107: Pre-charging exposure means
108: Transfer material conveyance belt
109: Fixing device
110: Transfer material conveyance guide
111: Registration roller
112: Developer transport path
113: Developer storage means
114: Developer supply bottle
115: Supply route
116: Discharge path
117: Discharged developer storage means

Claims (6)

像担持体上に潜像を形成し、該潜像をトナーとキャリアを含有する二成分現像剤を用いる現像手段で現像し、該現像手段に必要に応じ補給用現像剤を補給し、該現像手段から必要に応じて現像剤を排出し、該現像像を転写し、該像担持体上に残留する転写残余の現像剤をクリーニングする画像形成方法において、
該補給用現像剤は、キャリアを含有し、
該キャリアは、体積50%径(D50:単位μm)、体積5%径(D5:単位μm)及び体積16%径(D16:単位μm)が以下の関係にあり、
30μm≦D50≦40μm
0.50≦D5/D50
0.65≦D16/D50
上記像担持体は、その表面が架橋構造を有する樹脂を含有し
記クリーニングされ収集された転写残余の現像剤を上記現像手段に供給して再利用することを特徴とする画像形成方法。
A latent image is formed on the image bearing member, the latent image is developed by a developing unit using a two-component developer containing toner and carrier, and a replenishment developer is supplied to the developing unit as necessary. In the image forming method, the developer is discharged from the means as needed, the developed image is transferred, and the residual developer remaining on the image carrier is cleaned.
The replenishment developer contains a carrier,
The carrier has a volume 50% diameter (D50: unit μm), a volume 5% diameter (D5: unit μm), and a volume 16% diameter (D16: unit μm) in the following relationship:
30 μm ≦ D50 ≦ 40 μm
0.50 ≦ D5 / D50
0.65 ≦ D16 / D50
The image carrier contains a resin whose surface has a crosslinked structure ,
Image forming method characterized by the developer of the upper Symbol cleaned collected transferred residual for reuse is supplied to the developing unit.
前記現像手段の有するトナーを像担持体上に現像し、転写せずに、クリーニングする工程を含む請求項1に記載の画像形成方法。The image forming method according to claim 1, further comprising: developing the toner included in the developing unit on an image carrier, and cleaning the toner without transferring it. 前記補給用現像剤は、トナーを含有し、該トナーは結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するとともに、水系媒体中においてワックス表面に、単量体を重合させた重合体を存在させてなる粒子を複数個凝集、融着させてなるトナー粒子を含有する請求項1又は2に記載の画像形成方法。The replenishment developer contains a toner, and the toner contains a binder resin, a colorant, and a wax, and a polymer obtained by polymerizing a monomer is present on the surface of the wax in an aqueous medium. plurality agglomerated particles, an image forming method according to claim 1 or 2 containing toner particles comprising fused. 前記補給用現像剤は、トナーを含有し、該トナー粒子表面に数平均一次粒子径が50〜200nmである無機粒子を存在させる請求項1乃至の何れか1項に記載の画像形成方法。The replenishment developer contains a toner, an image forming method according to any one of claims 1 to 3 The number average primary particle diameter to the surface of toner particles is present inorganic particles is 50 to 200 nm. 前記補給用現像剤は、トナーを含有し、該トナーの重量平均粒径が、3.0〜6.0μmである請求項1乃至の何れか1項に記載の画像形成方法。The replenishment developer contains a toner, the weight average particle diameter of the toner, the image forming method according to any one of claims 1 to 4 is 3.0~6.0Myuemu. 前記補給用現像剤は、トナーを含有し、該トナーのSF2が、120〜170であって、SF2の変動係数が、4.0〜8.0である請求項1乃至の何れか1項に記載の画像形成方法。The replenishment developer contains a toner, SF2 of the toner, a 120 to 170, the variation coefficient of the SF2 is, any one of claims 1 to 5 is 4.0 to 8.0 The image forming method described in 1.
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