JP4386701B2 - Image forming method and developing device for implementing the same - Google Patents
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Description
この発明は、電子写真法を利用した画像形成方法と、それを実施するための現像装置とに関するものである。 The present invention relates to an image forming method using electrophotography and a developing device for carrying out the image forming method.
レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機などの画像形成装置においては、まず像担持体の表面を帯電手段によって一様に帯電させ、次いで露光手段によって露光して静電潜像を形成後、この静電潜像を、現像手段によってトナー像に現像する。次にこのトナー像を、転写手段によって紙などの被印刷物の表面に転写した後、定着手段によって定着させることで一連の画像形成の工程が完了する。このうち現像手段において、静電潜像をトナー像に現像するための現像方法としては、トナーとキャリヤとを含む2成分現像剤を用いた乾式の2成分現像方法が最も一般的である。 In an image forming apparatus such as a laser printer, an electrostatic copying machine, a plain paper facsimile machine, or a composite machine of these, first, the surface of the image carrier is uniformly charged by a charging means, and then exposed by an exposure means. After forming the electrostatic latent image, the electrostatic latent image is developed into a toner image by developing means. Next, the toner image is transferred onto the surface of a printing material such as paper by a transfer unit and then fixed by a fixing unit, thereby completing a series of image forming steps. Among these, as a developing method for developing the electrostatic latent image into a toner image in the developing means, a dry two-component developing method using a two-component developer containing a toner and a carrier is most common.
また乾式の2成分現像方法では、2成分現像剤を、ドラム状の像担持体に対面配置した、磁石を組み込んだ磁気ロールと接触させることで、この磁気ロール上に、キャリヤが穂状に連なり、その表面にトナーが付着した磁気ブラシを形成し、かかる磁気ブラシを像担持体上の静電潜像と接触させることで、トナーを選択的に、像担持体上に付着させて、静電潜像をトナー像に現像することが行われる。 Further, in the dry two-component development method, the carrier is connected in a spike shape on the magnetic roll by bringing the two-component developer into contact with a magnetic roll incorporating a magnet arranged facing the drum-shaped image carrier. By forming a magnetic brush with toner attached on the surface and bringing the magnetic brush into contact with the electrostatic latent image on the image carrier, the toner is selectively attached to the image carrier and electrostatic latent Developing the image into a toner image is performed.
定着手段におけるオイルレス化を図るべく、2成分現像剤を構成するモノクロ用のトナーには、ワックスなどのオフセット防止剤を含有させるのが一般的である。また近時、これまでは光透過性が低下して混色性が低下するためオフセット防止剤を含有させていなかったフルカラー用のトナーにおいても、かかるオフセット防止剤を含有させることが試みられている。 In order to achieve oil-less fixing means, the monochrome toner constituting the two-component developer generally contains an offset preventive agent such as wax. In recent years, attempts have been made to include such an anti-offset agent in full-color toners that have not previously contained an anti-offset agent because the light transmittance is reduced and color mixing properties are reduced.
定着の完全なオイルレス化を達成するためには、オフセット防止剤の種類や添加量、トナー粒子中での分散状態等を考慮する必要がある。しかしオフセット防止剤の量を増加させるほど、トナー粒子の表面に露出したオフセット防止剤によってトナーの流動性が低下するとともに、トナー同士あるいは他部材への付着性が強くなって様々な問題を引き起こすおそれがある。そこで、トナーの流動性を向上するとともに付着性を低下させるため、当該トナーに、ステアリン酸亜鉛などの滑剤として機能する脂肪酸金属塩を外添することが提案されている(例えば特許文献1参照)。
ところが、脂肪酸金属塩を外添したトナーを含む2成分現像剤を用いて画像形成を繰り返し行うと、特に2成分現像剤を磁気ロールの軸方向と、それと交差する磁気ロールの幅方向とに搬送しながら磁気ロールに供給する方式の現像手段において、磁気ロールの、幅方向の一部、例えば両端部などで十分な磁気ブラシが形成されず、それに伴って画像形成領域の一部が画像形成されないという問題が発生した。 However, when image formation is repeatedly performed using a two-component developer containing a toner externally added with a fatty acid metal salt, the two-component developer is transported particularly in the axial direction of the magnetic roll and in the width direction of the magnetic roll intersecting therewith. However, in the developing means using the method of supplying to the magnetic roll, a sufficient magnetic brush is not formed on a part of the magnetic roll in the width direction, for example, both ends, and a part of the image forming area is not formed accordingly. The problem that occurred.
この問題が発生する原因は、長期にわたって画像形成を行うと、脂肪酸金属塩がトナーの表面から離脱して現像手段内に滞留し、それがキャリヤの表面に付着したり、2成分現像剤の潤滑剤として作用したりすることにある。そして、かかる現象が発生すると2成分現像剤の流動特性が変化して、現像手段内での現像剤の搬送バランスが崩れるため、現像剤に偏りが生じて、上記のように特に磁気ロールの、幅方向の一部に十分な量の2成分現像剤が供給されない。このため、磁気ブラシの一部に十分な磁気ブラシが形成されず、それに伴って画像形成領域の一部が画像形成されない画像不良を生じる。 The cause of this problem is that when image formation is performed over a long period of time, the fatty acid metal salt is detached from the toner surface and stays in the developing means, and adheres to the surface of the carrier or lubricates the two-component developer. Or act as an agent. When such a phenomenon occurs, the flow characteristics of the two-component developer change, and the developer transport balance in the developing unit is lost. Therefore, the developer is biased, and as described above, A sufficient amount of the two-component developer is not supplied to a part in the width direction. For this reason, a sufficient magnetic brush is not formed on a part of the magnetic brush, and accordingly, an image defect occurs in which an image is not formed on a part of the image forming area.
この発明の目的は、長期にわたって画像形成を行っても2成分現像剤の流動特性が変化しないため、磁気ロールの一部で十分な磁気ブラシが形成されない現象を生じるのを防止することができる、新規な画像形成方法と、それを実施するための現像装置とを提供することにある。 The object of the present invention is to prevent the phenomenon that a sufficient magnetic brush is not formed in a part of the magnetic roll because the flow characteristics of the two-component developer do not change even after image formation over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a novel image forming method and a developing device for carrying out the method.
請求項1記載の発明は、像担持体上の静電潜像を、キャリヤと、脂肪酸金属塩を外添したトナーとを含む2成分現像剤を用いてトナー像に現像する工程を含む画像形成方法であって、画像形成に最初に使用するスタート現像剤中のキャリヤよりも嵩密度が0.05g/cm3以上、0.2g/cm 3 以下の範囲で小さいキャリヤと、トナーとを含む追加の2成分現像剤を随時、追加しながら画像形成することを特徴とする画像形成方法である。
The invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1の画像形成方法を実施するための現像装置であって、スタート現像剤を収容するための装置本体と、装置本体に補充用のトナーを供給するためのトナー容器と、装置本体に追加の2成分現像剤を供給するための現像剤容器とを備えることを特徴とする現像装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a developing device for carrying out the image forming method according to the first aspect, wherein the main body for containing the start developer and the replenishment toner are supplied to the main body. A developing device comprising a toner container and a developer container for supplying an additional two-component developer to the apparatus main body.
請求項1の構成によれば、画像形成を繰り返すことによって脂肪酸金属塩が蓄積されて流動性が上昇する傾向にある現像手段内の2成分現像剤に、当該現像剤よりも嵩密度が0.05g/cm3以上、0.2g/cm 3 以下の範囲で小さいキャリヤを含む、流動性の低い追加の2成分現像剤を随時、追加することによって、2成分現像剤の全体としての流動性が高くなり過ぎないように抑制して、その流動性を好適な範囲に維持することができる。 According to the first aspect of the present invention, the two-component developer in the developing unit, in which fatty acid metal salts tend to accumulate due to repeated image formation and the fluidity tends to increase, has a bulk density of 0. 05G / cm 3 or more, including a small carrier at 0.2 g / cm 3 or less in the range from time to time the fluidity low additional two-component developer, by adding, as a whole fluidity of the two-component developer The fluidity can be maintained within a suitable range by suppressing the amount from becoming too high.
このため請求項1記載の発明の画像形成方法によれば、長期にわたって画像形成を行っても2成分現像剤の流動特性が変化しないため、磁気ロールの一部で十分な磁気ブラシが形成されない現象を生じるのを防止することが可能となる。
また請求項2の構成によれば、スタート現像剤を収容した装置本体に、トナー容器から補充用のトナーを、そして現像剤容器から追加の2成分現像剤を、それぞれ別個に、任意の時点で供給することができるため、この発明の画像形成方法を効率よく実施することができる。
Therefore, according to the image forming method of the first aspect of the present invention, the flow characteristics of the two-component developer do not change even when image formation is performed over a long period of time, so that a sufficient magnetic brush is not formed with a part of the magnetic roll. Can be prevented.
According to the second aspect of the present invention, the replenishment toner from the toner container and the additional two-component developer from the developer container are separately supplied to the apparatus main body containing the start developer, at any time point. Therefore, the image forming method of the present invention can be carried out efficiently.
以下に、この発明を説明する。
《画像形成方法》
この発明の画像形成方法は、前記のようにキャリヤとトナーとを含む2成分現像剤を用いて画像形成する方法であって、画像形成に最初に使用するスタート現像剤中のキャリヤよりも嵩密度が0.05g/cm3以上、0.2g/cm 3 以下の範囲で小さいキャリヤと、トナーとを含む追加の2成分現像剤を随時、追加することを特徴とするものである。
The present invention will be described below.
<Image forming method>
The image forming method of the present invention is a method for forming an image using the two-component developer containing the carrier and the toner as described above, and has a bulk density higher than that of the carrier in the start developer used for the image formation first. There 0.05 g / cm 3 or more, and a small carrier at 0.2 g / cm 3 or less in the range, from time to time additional 2-component developer containing a toner, and is characterized in adding.
追加の2成分現像剤は、画像形成枚数やトナーの消費量などに応じて追加するのが好ましい。詳しくは、例えば装置のカウンタでカウントした画像形成枚数があらかじめ設定した所定値(例えば1000枚)に達するごとに追加の2成分現像剤を所定量、追加する、現像手段内の2成分現像剤のトナー濃度が低下して所定量の補充用のトナーを補給する操作が何回行われたかを計数し、その回数があらかじめ設定した所定値に達するごとに追加の2成分現像剤を所定量、追加する、といった操作を行うのが好ましい。 The additional two-component developer is preferably added according to the number of images formed, the amount of toner consumed, and the like. Specifically, for example, every time the number of image formations counted by the counter of the apparatus reaches a predetermined value (for example, 1000 sheets) set in advance, a predetermined amount of additional two-component developer is added. Count how many times the operation of replenishing a predetermined amount of toner for replenishment with a decrease in toner density is performed, and each time the number of times reaches a predetermined value, a predetermined amount of additional two-component developer is added. It is preferable to perform an operation such as.
また追加の2成分現像剤の追加総量は、最初に画像形成装置に供給したスタート現像剤の量の、1/5以下(重量比)とするのが好ましい。また1回ごとの追加量は、上記追加総量を均等に分割した値とすることが好ましく、追加の2成分現像剤をどの程度のインターバルを置いて追加するかによっても異なるが、例えば上記のように画像形成枚数1000枚ごとに追加を行う場合、その追加量は、上記の範囲内でも特に、最初に画像形成装置に供給したスタート現像剤の量の1/500以下(重量比)とするのが特に好ましい。 The total amount of the additional two-component developer is preferably 1/5 or less (weight ratio) of the amount of the start developer supplied to the image forming apparatus first. Further, the additional amount for each time is preferably a value obtained by dividing the additional total amount evenly, and differs depending on the interval at which the additional two-component developer is added. In addition, when the image is added every 1000 sheets, the added amount is set to 1/500 or less (weight ratio) of the amount of the start developer supplied to the image forming apparatus first, even within the above range. Is particularly preferred.
上記スタート現像剤、および追加の2成分現像剤におけるトナー濃度は、例えば使用する画像形成装置の種類などによって異なるが、およそ2〜15重量%であるのが好ましい。
〈キャリヤ〉
2成分現像剤に用いるキャリヤとしては、従来公知の種々の構成を有するものを用いることができる。すなわちキャリヤとしては、たとえばガラスビーズや、酸化または未酸化の鉄粉、フェライト、Co系、Mn−Mg系、Cu−Zn系、Li系などの磁性体粒子、あるいはその表面を合成樹脂(アクリル系、フッ素系、シリコーン系、ポリエステル系などの樹脂)で被覆したもの等を挙げることができる。キャリヤは、体積基準の中心粒径が35〜100μm、特に40〜65μmであるのが好ましい。
The toner concentration in the start developer and the additional two-component developer varies depending on, for example, the type of image forming apparatus used, but is preferably about 2 to 15% by weight.
<Carrier>
As the carrier used for the two-component developer, those having various conventionally known structures can be used. That is, as the carrier, for example, glass beads, oxidized or non-oxidized iron powder, ferrite, Co-based, Mn-Mg-based, Cu-Zn-based, Li-based magnetic particles, or the surface thereof is made of synthetic resin (acrylic). , Fluorine-based, silicone-based, and polyester-based resins). The carrier preferably has a volume-based center particle size of 35 to 100 μm, particularly 40 to 65 μm.
追加の2成分現像剤に使用するキャリヤの嵩密度を、スタート現像剤に使用するキャリヤの嵩密度よりも小さくするためには、例えばキャリヤ表面の表面状態、詳しくはキャリヤ表面の凹凸の数や大きさなどを違えたり、キャリヤの平均粒径(=体積基準の中心粒径)を違えたり、あるいは磁性体粒子の表面を樹脂で被覆したタイプのものを使用する場合に樹脂の被覆量を違えたりすればよい。詳しくは、キャリヤ表面の凹凸の数を多く、大きさを大きくするほど、嵩密度を小さくすることができる。また平均粒径を小さくするほど、嵩密度を小さくすることができる。さらに樹脂の被覆量を多くするほど、嵩密度を小さくすることができる。 In order to make the bulk density of the carrier used for the additional two-component developer smaller than the bulk density of the carrier used for the start developer, for example, the surface state of the carrier surface, more specifically, the number and size of irregularities on the carrier surface. Etc., the average particle size of the carrier (= center particle size based on volume) is different, or the amount of resin coating is different when using the type with magnetic particles coated with resin. do it. Specifically, the bulk density can be reduced as the number of irregularities on the carrier surface is increased and the size is increased. Further, the bulk density can be reduced as the average particle size is reduced. Furthermore, the bulk density can be reduced as the coating amount of the resin is increased.
追加の2成分現像剤に使用するキャリヤの嵩密度を、スタート現像剤に使用するキャリヤの嵩密度より0.05g/cm3以上、0.2g/cm 3 以下の範囲で小さくすることにより、前述したこの発明の効果をより効率よく発揮させることができる。特に両方のキャリヤの嵩密度の差が0.1g/cm3以上となるように、両キャリヤの嵩密度を設定するのが好ましい。ただし、嵩密度が1.8g/cm3以下であるキャリヤは作製が困難であるため、両キャリヤの嵩密度の差は、上記のように0.2g/cm3以下とされる。
The bulk density of the carrier to be used for additional two-component developer, from 0.05 g / cm 3 or more bulk density of the carrier to be used for starting developer, by reducing by 0.2 g / cm 3 or less in the range of above The effect of this invention can be exhibited more efficiently. In particular, the bulk density of both carriers is preferably set so that the difference between the bulk densities of both carriers is 0.1 g / cm 3 or more. However, the bulk density since the carrier is 1.8 g / cm 3 or less is difficult to produce, the difference in the bulk density of the two carriers, are 0.2 g / cm 3 or less as described above.
また、かかるキャリヤを含む追加の2成分現像剤の帯電量は、良好な帯電特性を維持するために、スタート現像剤の帯電量よりも大きくするのが好ましい。追加の2成分現像剤の帯電量を大きくするためには、当該追加の2成分現像剤で使用するキャリヤの平均粒径を、スタート現像剤で使用するキャリヤの平均粒径よりも小さくしたり、磁性体粒子の表面を樹脂で被覆したタイプのものを使用する場合に、被覆する樹脂の種類を違えたりすればよい。 In addition, the charge amount of the additional two-component developer containing such a carrier is preferably larger than the charge amount of the start developer in order to maintain good charging characteristics. In order to increase the charge amount of the additional two-component developer, the average particle size of the carrier used in the additional two-component developer is made smaller than the average particle size of the carrier used in the start developer, What is necessary is just to change the kind of resin to coat | cover when using the type which coat | covered the surface of magnetic body particle | grains with resin.
なお、キャリヤの嵩密度、平均粒径、樹脂の被覆量、2成分現像剤の帯電量などの値はいずれも、画像形成に使用する前の初期値での比較である。
〈トナー〉
トナーとしては、2成分現像剤用として従来公知の種々の構成を有するトナー粒子を含むものを用いることができる。具体的には、従来同様に定着用樹脂中に、着色剤その他の添加剤を分散させた構造を有するトナー粒子に、必要に応じてシリカ等の外添剤を外添したトナーが好ましい。
The values such as the carrier bulk density, average particle diameter, resin coating amount, and charge amount of the two-component developer are all comparisons with initial values before use in image formation.
<toner>
As the toner, toner containing toner particles having various conventionally known configurations for a two-component developer can be used. Specifically, a toner obtained by externally adding an external additive such as silica to a toner particle having a structure in which a colorant and other additives are dispersed in a fixing resin as in the prior art is preferable.
(定着用樹脂)
定着用樹脂としては、たとえばスチレン系重合体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系重合体、塩素化ポリスチレン、ホリプロピレン、アイオノマー等のオレフィン系重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエステル系樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、キシレン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジンエステルなどを挙げることができ、とくにスチレン系重合体、スチレン−アクリル系重合体、ポリエステル系樹脂が好ましい。このうちスチレン系重合体、スチレン−アクリル系重合体としては、スチレンの単独重合体や、当該スチレンと他の単量体との共重合体を挙げることができる。
(Fixing resin)
Examples of fixing resins include styrene polymers, acrylic polymers, styrene-acrylic polymers, olefin polymers such as chlorinated polystyrene, polypropylene, and ionomers, polyvinyl chloride, polyester resins, polyamides, and polyurethanes. , Epoxy resin, diallyl phthalate resin, silicone resin, ketone resin, polyvinyl butyral resin, phenol resin, rosin modified phenol resin, xylene resin, rosin modified maleic acid resin, rosin ester, etc. Styrene-acrylic polymers and polyester resins are preferred. Of these, examples of the styrene polymer and styrene-acrylic polymer include styrene homopolymers and copolymers of the styrene and other monomers.
スチレンと共重合可能な他の単量体としては、例えばp−クロルスチレン;ビニルナフタレン;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類;塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドテシル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどの(メタ)アクリル酸エステル類;アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどの他のアクリル酸誘導体;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、メチルイソプロぺニルケトンなどのビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリデンなどのN−ビニル化合物類等を挙げることができる。これら共重合モノマーは、1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて、スチレンと共重合させることができる。 Examples of other monomers copolymerizable with styrene include p-chlorostyrene; vinyl naphthalene; ethylene unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; vinyl chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, and the like. Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, vinyl butyrate, etc .; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, dodecyl acrylate, n-acrylate -(Meth) acrylic esters such as octyl, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate, methyl α-chloroacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate; acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, etc. Acrylic acid derivatives of: vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and methyl isopropenyl ketone; N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N -N-vinyl compounds such as vinylpyrrolidene can be mentioned. These copolymerization monomers can be copolymerized with styrene either alone or in combination of two or more.
またポリエステル系樹脂としては、例えば多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを重縮合させて得られるものなどを用いることができる。このうち多価カルボン酸成分としては、例えばマレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロへキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸等の2価カルボン酸;n−ブチルコハク酸、n−ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等の2価カルボン酸のアルキルもしくはアルケニルエステル;1,2,4−べンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5−べンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−へキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロへキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸等の3価以上のカルボン酸等を挙げることができる。また、これら多価カルボン酸の無水物も使用できる。 As the polyester resin, for example, a resin obtained by polycondensation of a polyvalent carboxylic acid component and a polyhydric alcohol component can be used. Among these, as the polyvalent carboxylic acid component, for example, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, Divalent carboxylic acids such as azelaic acid and malonic acid; n-butyl succinic acid, n-butenyl succinic acid, isobutyl succinic acid, isobutenyl succinic acid, n-octyl succinic acid, n-octenyl succinic acid, n-dodecyl succinic acid, n -Alkyl or alkenyl esters of divalent carboxylic acids such as dodecenyl succinic acid, isododecyl succinic acid, isododecenyl succinic acid; 1,2,4-benzene tricarboxylic acid (trimellitic acid), 1,2,5- Zentricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphtha Talentricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, 1,2,4-cyclohe Examples thereof include trivalent or higher carboxylic acids such as xanthricarboxylic acid, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, and empole trimer acid. Also, anhydrides of these polyvalent carboxylic acids can be used.
一方、多価アルコール成分としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオぺンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ぺンタンジオール、1,6−へキサンジオール、1,4−シクロへキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール類の他、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等のビスフェノール類;ソルビトール、1,2,3,6−へキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ぺンタエリスリトール、ジぺンタエリスリトール、トリぺンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ぺンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルべンゼン等のトリオール以上の多価アルコール類を挙げることができる。 On the other hand, examples of the polyhydric alcohol component include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,4- In addition to diols such as butenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, Bisphenols such as bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylenated bisphenol A; sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, penta Lithritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, diglycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2, Examples thereof include polyols having a triol or higher such as 4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, and 1,3,5-trihydroxymethylbenzene.
(着色剤)
着色剤としては、トナー粒子の色に合わせた各色の着色剤を用いることができる。その好適な例は下記の通りである。
黒色顔料
カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、アニリンブラック。
(Coloring agent)
As the colorant, a colorant of each color that matches the color of the toner particles can be used. Suitable examples are as follows.
Black pigment Carbon black, acetylene black, lamp black, aniline black.
黄色顔料
黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネープルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ。
Yellow pigment Yellow lead, zinc yellow, cadmium yellow, yellow iron oxide, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, naples yellow, naphthol yellow S, Hansa yellow G, Hansa yellow 10G, benzidine yellow G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake , Permanent yellow NCG, tartrage rake.
橙色顔料
赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジGK。
赤色顔料
べンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B。
Orange pigment Red-yellow chrome lead, molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange GK.
Red Pigment Bengala, Cadmium Red, Red Plum, Mercury Cadmium, Permanent Red 4R, Risor Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B.
紫色顔料
マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ。
青色顔料
紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC。
Purple pigment Manganese purple, fast violet B, methyl violet lake.
Blue pigments Bitumen, cobalt blue, alkali blue lake, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, first sky blue, indanthrene blue BC.
緑色顔料
クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG。
白色顔料
亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛。
Green pigment Chrome green, chromium oxide, pigment green B, malachite green lake, final yellow green G.
White pigment Zinc flower, titanium oxide, antimony white, zinc sulfide.
体質顔料
バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト。
着色剤の添加量は、定着用樹脂100重量部に対して1〜20重量部であるのが好ましく、2〜8重量部であるのがさらに好ましい。
Body pigments Barite powder, barium carbonate, clay, silica, white carbon, talc, alumina white.
The addition amount of the colorant is preferably 1 to 20 parts by weight, and more preferably 2 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fixing resin.
(その他の添加剤)
着色剤以外の他の添加剤の代表例としては、電荷制御剤、オフセット防止剤を挙げることができる。
電荷制御剤は、トナーの摩擦帯電特性を制御するためのもので、トナーの帯電極性に応じて正電荷制御用および/または負電荷制御用の電荷制御剤を用いる。このうち正電荷制御用の電荷制御剤としては、塩基性窒素原子を有する有機化合物、例えば塩基性染料、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン類等や、上記各化合物で表面処理された充填剤等を挙げることができる。
(Other additives)
Representative examples of additives other than the colorant include charge control agents and offset preventing agents.
The charge control agent is for controlling the triboelectric charging characteristics of the toner, and a charge control agent for positive charge control and / or negative charge control is used according to the charge polarity of the toner. Among these, as a charge control agent for positive charge control, organic compounds having a basic nitrogen atom, such as basic dyes, aminopyrines, pyrimidine compounds, polynuclear polyamino compounds, aminosilanes, etc. An agent etc. can be mentioned.
また負電荷制御用の電荷制御剤としては、ニグロシンベース(CI5045)、オイルブラック(CI26150)、ボントロンS、スピロンブラック等の油溶性染料;スチレン−スチレンスルホン酸共重合体等の電荷制御性樹脂;カルボキシ基を含有する化合物(たとえばアルキルサリチル酸金属キレート等)、金属錯塩染料、脂肪酸金属石鹸、樹脂酸石鹸、ナフテン酸金属塩等を挙げることができる。電荷制御剤の添加量は、定着用樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部であるのが好ましく、0.5〜8重量部であるのがさらに好ましい。 Examples of charge control agents for controlling negative charge include oil-soluble dyes such as nigrosine base (CI5045), oil black (CI26150), Bontron S, and spiron black; charge control resins such as styrene-styrenesulfonic acid copolymer A compound containing a carboxy group (for example, an alkyl salicylic acid metal chelate), a metal complex dye, a fatty acid metal soap, a resin acid soap, a naphthenic acid metal salt, and the like. The addition amount of the charge control agent is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fixing resin.
オフセット防止剤は、トナーにオフセット防止効果を付与するために配合する。オフセット防止剤としては、脂肪族系炭化水素、脂肪族金属塩類、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物、シリコーンオイル、各種ワックス等を挙げることができる。中でも、重量平均分子量が1000〜10000程度の脂肪族系炭化水素が好ましい。具体的には、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、炭素原子数4以上のオレフィン単位からなる低分子量のオレフィン重合体、シリコーンオイル等の1種または2種以上の組み合わせが適当である。オフセット防止剤の添加量は、定着用樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部であるのが好ましく、0.5〜8重量部であるのがさらに好ましい。その他、安定剤等の種々の添加剤を、適宜の割合で配合してもよい。 The offset preventive agent is blended in order to impart an offset preventing effect to the toner. Examples of the offset preventive agent include aliphatic hydrocarbons, aliphatic metal salts, higher fatty acids, fatty acid esters or partially saponified products thereof, silicone oil, and various waxes. Among these, aliphatic hydrocarbons having a weight average molecular weight of about 1000 to 10,000 are preferable. Specifically, one or a combination of two or more of low molecular weight polypropylene, low molecular weight polyethylene, paraffin wax, a low molecular weight olefin polymer composed of olefin units having 4 or more carbon atoms, silicone oil and the like are suitable. The addition amount of the offset preventing agent is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 0.5 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fixing resin. In addition, you may mix | blend various additives, such as a stabilizer, in a suitable ratio.
トナー粒子の、体積基準の中心粒径は4〜12μmであるのが好ましく、とくに6〜10μmであるのが好ましい。
(外添剤)
トナー粒子に外添する外添剤としては、前記のように脂肪酸金属塩が主に用いられる他、例えばトナーの流動性を向上したり、保存安定性を維持したりするための、超微粒子状のシリカ(コロイダルシリカ、疎水性シリカ等)や酸化チタンなどを用いることもできる。また、例えばアモルファスシリコン感光体の表面を研磨したりするための研磨剤粒子としての、個数平均径が0.1〜2μm程度の酸化チタンやアルミナなどを外添してもよい。
The volume-based center particle diameter of the toner particles is preferably 4 to 12 μm, and particularly preferably 6 to 10 μm.
(External additive)
As an external additive externally added to the toner particles, fatty acid metal salts are mainly used as described above, and for example, ultrafine particles for improving the fluidity of the toner and maintaining the storage stability. Silica (colloidal silica, hydrophobic silica, etc.) or titanium oxide can also be used. Further, for example, titanium oxide or alumina having a number average diameter of about 0.1 to 2 μm as abrasive particles for polishing the surface of the amorphous silicon photoreceptor may be externally added.
(脂肪酸金属塩)
脂肪酸金属塩としては、例えばステアリン酸等の、炭素数が15以上の高級脂肪酸の金属塩(例えば亜鉛塩、カルシウム塩など)が好ましく、ステアリン酸亜鉛が最も好ましい。
また脂肪酸金属塩は、個数基準の平均粒径が0.1〜10.0μmの粒状であるのが好ましい。平均粒径が0.1μm未満であるか、または10μmを超える場合は、このいずれにおいても、当該脂肪酸金属塩の、滑剤としての機能が不十分になるおそれがある。
(Fatty acid metal salt)
As the fatty acid metal salt, for example, a metal salt of a higher fatty acid having 15 or more carbon atoms such as stearic acid (eg, zinc salt, calcium salt) is preferable, and zinc stearate is most preferable.
The fatty acid metal salt is preferably in the form of granules having a number-based average particle size of 0.1 to 10.0 μm. When the average particle size is less than 0.1 μm or exceeds 10 μm, in any of these cases, the function of the fatty acid metal salt may be insufficient.
脂肪酸金属塩の、トナー100重量部に対する外添量は、0.5重量部以下であるのが好ましい。
《現像装置》
上記この発明の画像形成方法を実施するために、画像形成装置の現像手段として用いるこの発明の現像装置の一例を図1に示す。
The amount of the fatty acid metal salt added to 100 parts by weight of the toner is preferably 0.5 parts by weight or less.
<Developing device>
An example of the developing device of the present invention used as the developing means of the image forming apparatus in order to carry out the image forming method of the present invention is shown in FIG.
図に見るようにこの例の現像装置は、画像形成装置の像担持体EPに対面配置した、磁石を組み込んだ磁気ロール1を内蔵し、2成分現像剤D1を収容するための装置本体2と、この装置本体2に補充用のトナーTを供給するためのトナー容器3と、装置本体2に追加の2成分現像剤D2を供給するための現像剤容器4とを備えている。そして装置本体2には最初、2成分現像剤D1として所定量のスタート現像剤が収容される。上記のうちトナー容器3は、装置本体2に対して着脱自在とするのが好ましい。
As shown in the figure, the developing device of this example includes a
また装置本体2内には、2成分現像剤D1をかく拌しながら、磁気ロール1の軸方向と、それと交差する幅方向とに搬送しながら磁気ロール1に供給するための2本のかく拌搬送スパイラル5、6と、2成分現像剤D1のトナー濃度を測定するための透磁率センサ7とを配設してある。また現像剤容器4内には、追加の2成分現像剤D2をかく拌しながら装置本体2に供給するためのかく拌搬送スパイラル8を配設してある。
Further, in the apparatus
上記の現像装置を用いてこの発明の画像形成方法を実施するためには、上記のように装置本体2に2成分現像剤D1として所定量のスタート現像剤を収容するとともに、当該層値本体2に、補充用のトナーTを充てんしたトナー容器3を装着し、かつ現像剤容器4に所定量の追加の2成分現像剤D2を収容する。
そしてこの状態で、磁気ロール1を像担持体EPの回転に合わせて回転させるとともに、かく拌搬送スパイラル5、6を回転させて、装置本体2内の2成分現像剤D1を磁気ロール1の方向に搬送しながら画像形成を開始すると、2成分現像剤D1中のトナーが画像形成に消費されてトナー濃度が徐々に低下するので、それを透磁率センサ7で検知して、トナー濃度が所定値まで低下した時点で画像形成を一旦停止させるとともに、図示しない補給手段を動作させて、トナー容器3内の補充用のトナーTを所定量、装置本体2内に供給した後、画像形成を再開する。
In order to carry out the image forming method of the present invention using the above developing apparatus, a predetermined amount of start developer is accommodated in the apparatus
In this state, the
ここまでは通常の画像形成方法と同じであるが、この発明では、前述したように画像形成装置のカウンタでカウントした画像形成枚数があらかじめ設定した所定値に達するか、または上記補充用のトナーTを補給する操作が何回行われたかを計数し、その回数があらかじめ設定した所定値に達した時点で画像形成を一旦停止させるとともに、かく拌搬送スパイラル8を回転させて、現像剤容器4内の追加の2成分現像剤D2を所定量、装置本体2内に供給した後、画像形成を再開する。
Up to this point, the image forming method is the same as the normal image forming method. However, in the present invention, as described above, the number of formed images counted by the counter of the image forming apparatus reaches a predetermined value set in advance, or the replenishing toner T The number of times the operation of replenishing the toner is counted, and when the number of times reaches a predetermined value set in advance, the image formation is temporarily stopped and the stirring and conveying spiral 8 is rotated so that the inside of the
これにより、前述したように脂肪酸金属塩が装置本体2内に蓄積されて生じる種々の問題を解決することができる。
《像担持体》
上記この発明の画像形成方法に用いる像担持体EPとしては、表面硬度が高く長寿命であるアモルファスシリコン感光体が好ましい。またアモルファスシリコン感光体としては、例えばドラム状などの所定の形状に形成した導電性基体の表面にアモルファスシリコン系の感光層を備えた、従来公知の種々の構造を有する感光体を用いることができる。
Thereby, as described above, various problems caused by accumulation of the fatty acid metal salt in the apparatus
<Image carrier>
As the image carrier EP used in the image forming method of the present invention, an amorphous silicon photoreceptor having a high surface hardness and a long lifetime is preferable. Further, as the amorphous silicon photoconductor, for example, photoconductors having various known structures in which an amorphous silicon photoconductive layer is provided on the surface of a conductive substrate formed in a predetermined shape such as a drum shape can be used. .
またアモルファスシリコン系の感光層は、例えばグロー放電分解法、スパッタリング法、ECR法、蒸着法などの気相成長法によって形成することができ、その形成にあたっては、Hやハロゲン元素を含有させることもできる。また感光体の特性を調整するためにC、N、O等の元素を含有させたり、周期表(長周期型)の13族元素や15族元素を含有させたりしてもよい。 In addition, the amorphous silicon-based photosensitive layer can be formed by a vapor phase growth method such as a glow discharge decomposition method, a sputtering method, an ECR method, or a vapor deposition method. In forming the amorphous photosensitive layer, H or a halogen element may be included. it can. Further, in order to adjust the characteristics of the photoreceptor, elements such as C, N, and O may be included, or a group 13 element or a group 15 element in the periodic table (long period type) may be included.
具体的には感光層は、例えばa−Siの他、a−SiC、a−SiO、a−SiONなどのアモルファスシリコン系の、光導電性を有する種々の材料にて形成することができる。
とくにa−SiCを用いるのが好ましく、その場合はSi1−xCxのxの値を0<x≦0.5、好ましくは0.05≦x≦0.45に設定するのがよい。この範囲であればa−SiC層を、良好なキャリアの輸送を維持しつつa−Si層よりも高抵抗にして、感光体の光感度特性を向上することができる。
Specifically, the photosensitive layer can be formed of various photoconductive materials such as a-SiC, amorphous silicon-based materials such as a-SiC, a-SiO, and a-SiON.
In particular, it is preferable to use a-SiC. In that case, the value of x of Si 1-x C x should be set to 0 <x ≦ 0.5, preferably 0.05 ≦ x ≦ 0.45. Within this range, the a-SiC layer can have a higher resistance than the a-Si layer while maintaining good carrier transport, and the photosensitivity characteristics of the photoreceptor can be improved.
13族元素や15族元素としては、それぞれBやPが、共有結合性に優れ、半導体特性を敏感に変え得る点で、また優れた光感度が得られるという点で望ましい。
さらにアモルファスシリコン系の感光層を、光キャリア発生の機能を高めた層領域(光励起層領域)と、キャリア輸送の機能を持たせた層領域(キャリア輸送層領域)とを積層したものとすると、感光体の光感度と耐電圧特性とをともに高めることができる。
As group 13 elements and group 15 elements, B and P are desirable in that they are excellent in covalent bonding properties, can change semiconductor characteristics sensitively, and can provide excellent photosensitivity.
Furthermore, when the amorphous silicon-based photosensitive layer is formed by laminating a layer region (photoexcitation layer region) having an enhanced function of generating photocarriers and a layer region (carrier transporting layer region) having a function of transporting carriers, Both the photosensitivity and withstand voltage characteristics of the photoreceptor can be enhanced.
この際、光励起層領域は光キャリアの生成効率を高めるため、成膜条件のうち、(1) 成膜速度を低めに設定する、(2) 製膜成分の、H2やHeでの希釈率を高める、(3) ドープする元素の量を、キャリア輸送層領域よりも多くする、等の対策を施しつつ製膜するのが好ましい。
またキャリア輸送層領域は、主に感光層の耐圧を高めるとともに、光励起層領域から注入されたキャリアを導電性基体にスムースに輸送する役割を持つが、この層領域においても、光励起層領域を透過してきた光によりキャリア生成が行われるため、感光体の光感度の向上に寄与する。
At this time, in order to increase the generation efficiency of the photocarrier in the photoexcitation layer region, among the film formation conditions, (1) the film formation rate is set low, (2) the dilution ratio of the film forming component with H 2 or He (3) It is preferable to form the film while taking measures such as increasing the amount of the element to be doped to be larger than that of the carrier transport layer region.
The carrier transport layer region mainly has a role of increasing the pressure resistance of the photosensitive layer and smoothly transporting carriers injected from the photoexcitation layer region to the conductive substrate. This layer region also transmits through the photoexcitation layer region. Since the carrier generation is performed by the generated light, it contributes to the improvement of the photosensitivity of the photoreceptor.
アモルファスシリコン系の感光層の厚みは、露光波長の光に対するこの層の吸収係数から求まる光吸収の深さに対して、さらに0.1〜2.0μmを加えた厚みとするのが好ましい。
また感光層を、上記のように光励起層領域とキャリア輸送層領域とを積層したものとする場合には、光励起層領域の厚みを、上記光吸収の深さにほぼ等しく設定するのが好ましい。
The thickness of the amorphous silicon-based photosensitive layer is preferably a thickness obtained by adding 0.1 to 2.0 μm to the depth of light absorption determined from the absorption coefficient of this layer with respect to light having an exposure wavelength.
When the photosensitive layer is formed by laminating the photoexcitation layer region and the carrier transport layer region as described above, it is preferable to set the thickness of the photoexcitation layer region substantially equal to the light absorption depth.
感光層と導電性基体との間には、キャリア阻止層を介在させるのが好ましい。
キャリア阻止層は、現像時に感光体の表面がバイアス電圧を印加されつつトナーと接触した際に、導電性基体から感光層へのキャリアの注入を阻止することにより、露光部と非露光部との静電コントラストを高めて画像の濃度を向上させるとともに、地肌カブリを低減する機能を有する。
A carrier blocking layer is preferably interposed between the photosensitive layer and the conductive substrate.
The carrier blocking layer prevents the injection of carriers from the conductive substrate to the photosensitive layer when the surface of the photosensitive member is in contact with the toner while a bias voltage is applied during development, so that the exposed portion and the non-exposed portion are separated. It has a function of increasing electrostatic contrast to improve image density and reducing background fog.
キャリア阻止層としては、それぞれ絶縁性であるa−SiC、a−SiO、a−SiN、a−SiON、a−SiCONなどにて形成した無機絶縁層や、あるいはポリエチレンテレフタレート、パリレン(登録商標)、ポリ四フッ化エチレン、ポリイミド、ポリフッ化エチレンプロピレン、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、酢酸セルローズ樹脂その他によって形成した有機絶縁層等を用いるのが好ましい。 As the carrier blocking layer, inorganic insulating layers formed of a-SiC, a-SiO, a-SiN, a-SiON, a-SiCON, etc., which are insulating, or polyethylene terephthalate, Parylene (registered trademark), It is preferable to use an organic insulating layer formed of polytetrafluoroethylene, polyimide, polyfluoroethylenepropylene, polyurethane, epoxy resin, polyester, polycarbonate, cellulose acetate resin, or the like.
またキャリア阻止層には、絶縁性とともに、導電性基体やアモルファスシリコン系感光層との密着性が良く、かつ感光層を形成する際の加熱等にも大きな変質を起こさないといった特性が求められる。
かかる特性を考慮すると、キャリア阻止層もa−SiCにて形成するのが好ましい。
キャリア阻止層を形成するa−SiCを絶縁性とするためには、キャリア阻止層に含まれるCの量を、感光層の場合に比べて多くすればよい。
In addition, the carrier blocking layer is required to have insulating properties, good adhesion to the conductive substrate and the amorphous silicon-based photosensitive layer, and characteristics that do not cause significant alteration during heating or the like when forming the photosensitive layer.
Considering such characteristics, the carrier blocking layer is preferably formed of a-SiC.
In order to make the a-SiC forming the carrier blocking layer insulative, the amount of C contained in the carrier blocking layer may be increased as compared with the photosensitive layer.
キャリア阻止層の厚みは0.01〜5μmであるのが好ましく、0.1〜3μmであるのがさらに好ましい。
また感光層の表面は、有機もしくは無機の絶縁材料からなる表面保護層によって被覆して保護するのが好ましい。これにより、帯電手段などによる放電時に感光層の表面が酸化されて、放電生成物や水分子などを吸着しやすい酸化物被膜が形成されるのを防止することができる。また絶縁耐圧を向上したり、繰り返し使用した際の耐磨耗性を向上したりすることもできる。
The thickness of the carrier blocking layer is preferably from 0.01 to 5 [mu] m, more preferably from 0.1 to 3 [mu] m.
The surface of the photosensitive layer is preferably covered and protected by a surface protective layer made of an organic or inorganic insulating material. Thereby, it is possible to prevent the surface of the photosensitive layer from being oxidized during discharge by a charging means or the like and forming an oxide film that easily adsorbs discharge products and water molecules. In addition, the withstand voltage can be improved, and the wear resistance when repeatedly used can be improved.
とくにa−SiC、a−SiN、a−SiO、a−SiCO、a−SiNOなどのa−Si系の絶縁材料からなる層を用いるのがよく、これらは感光層と同様の薄膜形成方法によって形成することができる。
とくにa−SiCにて形成するのが好ましい。表面保護層にa−SiCを用いる場合は、絶縁性を付与するため、キャリア阻止層の場合と同様に、含まれるCの量を感光層に比べて多くすればよい。
In particular, it is preferable to use a layer made of an a-Si insulating material such as a-SiC, a-SiN, a-SiO, a-SiCO, or a-SiNO, which is formed by a thin film forming method similar to that for the photosensitive layer. can do.
In particular, it is preferable to use a-SiC. When a-SiC is used for the surface protective layer, the amount of C contained in the surface protective layer may be increased as compared with the photosensitive layer, as in the case of the carrier blocking layer.
具体的には、Si1−xCxのx値を0.3≦x<1.0、とくに0.5≦x≦0.95とするのが好ましい。
また上記Cのx値を調整して、表面保護層の暗抵抗率を1013Ω・cm以上とするのが好ましい。
暗抵抗率が1013Ω・cm以上であると、感光体は、表面保護層の面方向における電位の流れが少ないため静電潜像の維持能力が高い上、耐湿性にも優れており、吸水による画像流れの発生を抑制する効果に優れたものとなる。
Specifically, the x value of Si 1-x C x is preferably 0.3 ≦ x <1.0, particularly 0.5 ≦ x ≦ 0.95.
Further, it is preferable that the dark resistivity of the surface protective layer is 10 13 Ω · cm or more by adjusting the x value of C.
When the dark resistivity is 10 13 Ω · cm or more, the photosensitive member has a high ability to maintain an electrostatic latent image because of less potential flow in the surface direction of the surface protective layer, and also has excellent moisture resistance. The effect of suppressing the occurrence of image flow due to water absorption is excellent.
また、かかる高抵抗の表面保護層は、トナーを通してのバイアスによる電荷の注入を阻止し、露光部と非露光部との電位コントラストを高めて、その表面に、より多くのトナーを引き付けてトナー像の濃度を増し、画像濃度を十分に高める機能も有する。また、地肌カブリを抑制することもできる。さらに感光体の絶縁耐圧を高めることもできる。
また、a−SiC以外の他の絶縁材料にて形成した表面保護層は、画像形成後にも光キャリアがトラップされ続けてしまい、通常の除電工程では残留電位を確実に消去できないおそれがある。しかしa−SiCにて形成した表面保護層は、表面からの正電荷は有効に阻止するが、導電性基体からの負電荷は比較的通し易いという性質を持つため、画像形成後の残留電位を、通常の除電工程によって効果的に消去でき、連続して画像形成を行えるという利点もある。
In addition, such a high-resistance surface protective layer prevents the injection of charge due to bias through the toner, enhances the potential contrast between the exposed area and the non-exposed area, and attracts more toner to the surface to attract the toner image. It also has a function of increasing the image density and sufficiently increasing the image density. Moreover, background fogging can also be suppressed. Furthermore, the withstand voltage of the photoreceptor can be increased.
In addition, in the surface protective layer formed of an insulating material other than a-SiC, photocarriers continue to be trapped even after image formation, and there is a possibility that the residual potential cannot be erased reliably in a normal charge removal process. However, the surface protective layer formed of a-SiC effectively blocks positive charges from the surface, but has the property that negative charges from the conductive substrate are relatively easy to pass through. Therefore, the residual potential after image formation is reduced. Further, there is an advantage that the image can be erased effectively by a normal static elimination process and images can be continuously formed.
またa−SiCにて形成した表面保護層は、a−SiC等のアモルファスシリコン系の感光層との密着性が良好であるとともに、耐磨耗性、耐環境性等にも優れるため、長期にわたって安定した画像形成を行えるという利点もある。
a−SiCにて形成した表面保護層は、その層内で、Cの量に厚み方向の勾配を形成してもよいし、CとともにN、O、Geなどの元素を含有させて耐湿性をさらに高めることもできる。
In addition, the surface protective layer formed of a-SiC has good adhesion to an amorphous silicon-based photosensitive layer such as a-SiC, and also has excellent wear resistance, environmental resistance, etc. There is also an advantage that stable image formation can be performed.
The surface protective layer formed of a-SiC may form a gradient in the thickness direction in the amount of C in the layer, or may contain elements such as N, O, Ge and the like together with C to provide moisture resistance. It can be further increased.
表面保護層の厚みは0.05〜5μmであるのが好ましく、0.1〜3μmであるのがさらに好ましい。厚みが0.05μm未満では、上述した酸化物被膜生成を防止する効果や、絶縁耐圧を向上する効果、あるいは繰り返し使用した際の耐磨耗性を向上する効果などが十分に得られないおそれがある。また、光キャリアを効果的にトラップしてトナー像の形成に寄与させることができないおそれもある。 The thickness of the surface protective layer is preferably 0.05 to 5 μm, and more preferably 0.1 to 3 μm. If the thickness is less than 0.05 μm, the effect of preventing the above-described oxide film formation, the effect of improving the withstand voltage, or the effect of improving the wear resistance when repeatedly used may not be sufficiently obtained. is there. Further, there is a possibility that the optical carrier cannot be effectively trapped to contribute to the formation of the toner image.
一方、厚みが5μmを超える場合には、精細な電荷パターンを形成するに際して、表面保護層中で電界(電気力線)が膜面方向に広がりを生じて解像力の低下をきたす結果、十分な解像度が得られないおそれがある。また、表面に残留する電荷が多くなって残留電位が高くなるため、画像濃度の低下や地肌カブリ、あるいは繰り返し使用における画像濃度の変化等の問題を生じるおそれもある。 On the other hand, when the thickness exceeds 5 μm, when a fine charge pattern is formed, the electric field (electric field lines) spreads in the film surface direction in the surface protective layer, resulting in a decrease in resolution, resulting in sufficient resolution. May not be obtained. In addition, since the electric charge remaining on the surface increases and the residual potential becomes high, there is a possibility that problems such as a decrease in image density, background fogging, or a change in image density in repeated use may occur.
以下にこの発明を、実施例、比較例に基づいてさらに詳細に説明する。
〈トナーの製造〉
定着用樹脂としてのポリエステル樹脂100重量部に、着色剤としてのカーボンブラック〔三菱化学(株)製のMA−100〕5重量部、電荷制御剤〔藤倉化成(株)製のFCA201PS〕5重量部、およびオフセット防止剤としてのポリエチレンワックス〔三洋化成(株)製のユーメックス(登録商標)100TS〕7重量部を加えて、ヘンシェルミキサーを用いて前混合し、次いで二軸混練押出機を用いて溶融、混練して冷却後、粗粉砕、微粉砕および分級の工程を経て、体積基準の中心粒径が9.0μmであるトナー粒子を作製した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples.
<Manufacture of toner>
100 parts by weight of a polyester resin as a fixing resin, 5 parts by weight of carbon black (MA-100 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as a colorant, and 5 parts by weight of a charge control agent (FCA201PS manufactured by Fujikura Chemical Co., Ltd.) , And 7 parts by weight of polyethylene wax (Yomex (registered trademark) 100TS manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.) as an offset preventive agent, premixed using a Henschel mixer, and then melted using a twin-screw kneading extruder After kneading and cooling, toner particles having a volume-based center particle size of 9.0 μm were prepared through steps of coarse pulverization, fine pulverization, and classification.
そしてこのトナー粒子100重量部に疎水性シリカ0.5重量部とステアリン酸亜鉛0.2重量部とを加えてヘンシェルミキサーを用いて混合して、トナーを製造した。
〈スタート現像剤の調製〉
キャリヤとしては、Mn−Mg系の磁性体粒子の表面を、当該磁性体粒子100重量部に対して10重量部のふっ素−シリコーン系樹脂で被覆した、体積基準の中心粒径が80μmであるものを用いた。かかるキャリヤの嵩密度ADは2.025g/cm3であった。
To 100 parts by weight of the toner particles, 0.5 parts by weight of hydrophobic silica and 0.2 parts by weight of zinc stearate were added and mixed using a Henschel mixer to produce a toner.
<Preparation of start developer>
As a carrier, the surface of Mn—Mg based magnetic particles is coated with 10 parts by weight of a fluorine-silicone resin with respect to 100 parts by weight of the magnetic particles, and the volume-based center particle size is 80 μm. Was used. The bulk density AD of such a carrier was 2.025 g / cm 3 .
そしてこのキャリヤと、前記トナーとを、トナー濃度T/Dが5重量%となるように混合してスタート現像剤を調製した。スタート現像剤の帯電量Q/Mは16.8μC/gであった。
〈追加の2成分現像剤の調製〉
キャリヤとしては、Mn−Mg系の磁性体粒子の表面を、当該磁性体粒子100重量部に対して30重量部のふっ素−シリコーン系樹脂で被覆した、体積基準の中心粒径が60μmであるものを用いた。かかるキャリヤの嵩密度ADは1.921g/cm3であった。
The carrier and the toner were mixed so that the toner concentration T / D was 5% by weight to prepare a start developer. The charge amount Q / M of the start developer was 16.8 μC / g.
<Preparation of additional two-component developer>
As the carrier, the surface of Mn-Mg based magnetic particles is coated with 30 parts by weight of a fluorine-silicone resin with respect to 100 parts by weight of the magnetic particles, and the volume-based center particle diameter is 60 μm. Was used. The bulk density AD of such a carrier was 1.921 g / cm 3 .
そしてこのキャリヤと、前記トナーとを、トナー濃度T/Dが5重量%となるように混合して追加の2成分現像剤を調製した。追加の2成分現像剤の帯電量Q/Mは20.5μC/gであった。
実施例1
上記で製造したスタート現像剤と、追加の2成分現像剤と、そしてトナーとを、現像手段を図1の現像装置に改造したレーザープリンタ〔京セラミタ(株)製の品番FS−8000Cの改造機〕に使用して、原稿濃度4%の画像を連続画像形成した。すなわち図1の現像装置のうち装置本体2にスタート現像剤D1を収容し、トナー容器3に、補充用のトナーTとして前記のトナーを収容するとともに、現像剤容器4に追加の2成分現像剤D2を収容した。装置の使用開始時に装置本体2に収容したスタート現像剤D1の量は500gとした。
The carrier and the toner were mixed so that the toner concentration T / D was 5% by weight to prepare an additional two-component developer. The charge amount Q / M of the additional two-component developer was 20.5 μC / g.
Example 1
A laser printer having a developing device modified as shown in FIG. 1 with the start developer, the additional two-component developer, and toner manufactured as described above (model number FS-8000C manufactured by Kyocera Mita Co., Ltd.) The image having a document density of 4% was continuously formed. That is, the starter D1 is accommodated in the apparatus
そして画像形成枚数1000枚ごとにかく拌搬送スパイラル8を一定時間、回転させて、現像剤容器4内の追加の2成分現像剤D2を、かく拌しながら装置本体2に供給する操作を行った。追加の2成分現像剤の、1回の供給量は約0.8gとした。
またそれとは別に、透磁率センサ7によって測定したトナー濃度が4.0重量%まで低下した時点で、トナー容器3内のトナーTを装置本体2に補給する操作を行った。トナーTの、1回の補給量は5.0gとした。
Then, the stirring conveyance spiral 8 was rotated for a predetermined time for every 1000 sheets of image formation, and an operation of supplying the additional two-component developer D2 in the
Separately from this, when the toner concentration measured by the
そして上記の操作を繰り返しながら50000枚の連続画像形成を行ったところ、画像形成領域の一部が画像形成されないといった問題を生じることなしに、常に安定した画像を形成することができた。
また50000枚の連続画像形成後の、装置本体2内の2成分現像剤D1からキャリヤを分離して嵩密度ADを測定したところ2.068g/cm3であって、スタート現像剤におけるキャリヤの嵩密度と殆ど同じであった。また上記2成分現像剤の帯電量Q/Mを測定したところ15.1μC/gであって、上記スタート現像剤の帯電量に近い値であった。
When 50,000 continuous images were formed while repeating the above operation, a stable image could always be formed without causing a problem that a part of the image forming area was not formed.
Further, after the continuous image formation of 50,000 sheets, the carrier was separated from the two-component developer D1 in the apparatus
比較例1
追加の2成分現像剤を全く追加せずに、上記と同様にして50000枚の連続画像形成を行ったところ、画像形成領域の一部が画像形成されない問題を生じた。
また50000枚の連続画像形成後の、装置本体2内の2成分現像剤D1からキャリヤを分離して嵩密度ADを測定したところ2.181g/cm3であって、スタート現像剤におけるキャリヤの嵩密度よりもかなり大きくなっているのがわかった。また上記2成分現像剤の帯電量Q/Mを測定したところ12.5μC/gであって、上記スタート現像剤の帯電量から大きく低下しているのがわかった。
Comparative Example 1
When 50,000 continuous images were formed in the same manner as above without adding any additional two-component developer, there was a problem that a part of the image forming area was not formed.
Further, after the continuous image formation of 50,000 sheets, the carrier was separated from the two-component developer D1 in the apparatus
2 装置本体
3 トナー容器
4 現像剤容器
D1 2成分現像剤(スタート現像剤)
D2 追加の2成分現像剤
T トナー
2 Device body 3
D2 Additional two-component developer T Toner
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