JP5106148B2 - Electrophotographic developer carrier, developer, and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、磁性を有する芯材粒子と該粒子表面を被覆する樹脂層とからなる電子写真現像剤用キャリア、それを使用した現像剤、及びこれらを用いた画像形成方法に関する。 The present invention relates to a carrier for an electrophotographic developer comprising magnetic core particles and a resin layer covering the particle surface, a developer using the carrier, and an image forming method using them.
静電潜像が形成された感光体の表面に、トナーを供給して前記静電潜像を可視化したトナー像を形成する電子写真の現像方式には、トナーのみを主成分とする、いわゆる一成分系現像方式と、ガラスビーズ、磁性体キャリア、あるいは、それらの表面を樹脂などで被覆したコートキャリアとトナーとを混合して使用する二成分系現像方式がある。
二成分現像方式は、キャリアを使用することから、トナーに対する摩擦帯電面積が広いため、一成分方式に比較して、帯電特性が安定しており、長期にわたって高画質を維持するのに有利である。また、現像領域へのトナー量供給能力が高いことから、特に高速機に使用されることが多い。
レーザービームなどで感光体上に静電潜像を形成し、この潜像を顕像化するデジタル方式の電子写真システムにおいても、前述の特徴を活かした二成分現像方式が広く採用されている。
An electrophotographic development method in which toner is supplied to the surface of a photoreceptor on which an electrostatic latent image has been formed to form a toner image in which the electrostatic latent image is visualized is a so-called one that contains only toner as a main component. There are a component development method and a two-component development method in which a glass bead, a magnetic carrier, or a coat carrier whose surface is coated with a resin and a toner are mixed and used.
Since the two-component development method uses a carrier and has a large triboelectric charging area for the toner, the charging characteristics are more stable than the one-component method, and it is advantageous for maintaining high image quality over a long period of time. . Further, since the toner amount supply capability to the development area is high, it is often used particularly for a high-speed machine.
In a digital electrophotographic system in which an electrostatic latent image is formed on a photoreceptor with a laser beam or the like and the latent image is visualized, a two-component development method that makes use of the above-described features is widely adopted.
近年、解像度アップ、ハイライト再現性の向上、画像の粒状性(ザラツキ)の改良、およびカラー化などに対応するため、潜像の最小単位(1ドット)の極小化、高密度化が図られており、特に、これらの潜像(ドット)を、忠実に現像できる現像システムが重要な課題となっており、プロセス条件、現像剤(トナー、キャリア)両面から種々の提案がなされている。
プロセス面では、現像ギャップの近接化、感光体の薄膜化、また、書込みビーム径の小径化等が有効であるが、コストが高くなること、また信頼性などの点で依然大きな課題がある。
現像剤の面からは、トナーの小粒径化、キャリアの小粒径化が検討されており、小粒径キャリアの使用について種々提案されている。
In recent years, the minimum unit (1 dot) of the latent image has been minimized and the density has been increased in order to cope with higher resolution, improved highlight reproducibility, improved image graininess (graininess), and colorization. In particular, a development system capable of faithfully developing these latent images (dots) has become an important issue, and various proposals have been made in terms of both process conditions and developer (toner, carrier).
In terms of process, it is effective to make the developing gap close, to make the photoconductor thin, and to reduce the writing beam diameter, but there are still significant problems in terms of cost and reliability.
From the aspect of developer, toner particle size reduction and carrier particle size reduction have been studied, and various proposals have been made regarding the use of small particle size carriers.
特許文献1には、スピネル構造をもつフェライト粒子からなり、平均粒径が30μm未満の磁性キャリアが提案されている。これは、樹脂コートされていないキャリアであって、低い現像電界のもとで使用するものであり、現像能力に乏しく、また樹脂コートされていないため、寿命が短いという問題がある。
特許文献2には、キャリア粒子を有する電子写真用キャリアにおいて、該キャリアは、50%平均粒径(D50)15〜45μmを有し該キャリアは、22μmより小さいキャリア粒子を1〜20%含有しており、16μmより小さいキャリア粒子を3%以下含有しており、62μm以上のキャリア粒子を2〜15%含有しており、かつ88μm以上のキャリア粒子を2%以下含有しており、該キャリアは、空気透過法によって測定される該キャリアの比表面積S1と、下記式
In
この小粒径キャリアを使用する場合には、次のような利点が得られることが開示されている。
(1)単位体積当りの表面積が広いため、個々のトナーに充分な摩擦帯電を与えることができ、低帯電量トナー、逆帯電量トナーの発生が少ない。その結果、地汚れが発生しにくくなり、また、ドット周辺のトナーのちり、にじみが少なくドット再現性が良好となる。
(2)単位体積当りの表面積が広く、地汚れが発生しにくいことから、トナーの平均帯電量を低くすることができ、充分な画像濃度が得られる。従って、小粒径キャリアは、小粒径トナー使用時の不具合点を補うことが可能であり、小粒径トナーの利点を引き出すのに特に有効である。
(3)小粒径キャリアは、緻密な磁気ブラシを形成し、かつ穂の流動性が良いため、画像に穂跡が発生しにくいという特徴がある。
しかし、特許文献2に記載されるような従来の小粒径キャリアは、キャリア付着が発生し易いことが非常に大きな課題であり、感光体の傷や定着ローラー傷の発生原因となっていたので、実用化が難しかった。
特に、重量平均粒径が45μmより小さいキャリアになると、ざらつきが大幅に改良され高画質となる。しかし、平均粒径が45μmより小さいキャリアは、キャリア付着が非常に起こり易く、経時にわたって、高画質を維持できないという課題があった。
It is disclosed that the following advantages can be obtained when this small particle size carrier is used.
(1) Since the surface area per unit volume is large, sufficient frictional charge can be given to each toner, and the generation of low charge amount toner and reverse charge amount toner is small. As a result, the background stains are less likely to occur, the toner around the dots is less dusty and blurred, and the dot reproducibility is improved.
(2) Since the surface area per unit volume is large and scumming is less likely to occur, the average charge amount of the toner can be reduced and a sufficient image density can be obtained. Therefore, the small particle size carrier can make up for problems in using the small particle size toner, and is particularly effective in drawing out the advantages of the small particle size toner.
(3) The small particle size carrier is characterized in that it forms a dense magnetic brush and the flowability of the ears is good, so that the traces of the ears are hardly generated in the image.
However, the conventional small particle size carrier as described in
In particular, when the carrier has a weight average particle size of less than 45 μm, the roughness is greatly improved and the image quality is improved. However, a carrier having an average particle size of less than 45 μm has a problem that carrier adhesion is very likely to occur, and high image quality cannot be maintained over time.
一方、特許文献3の特開平11−38752号公報には、時定数に関する記載がある。しかし、この測定は接触状態で時定数が測定されたものであり、この時定数におけるR成分は従来のセルを使って測定する静的なLogRと相関するものであり、特許文献3の発明は、キャリアの時定数ではなく、キャリアとトナーからなる現像剤の時定数に関するものである。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-38752 of
近年、高画質・高信頼化のために、キャリアは小粒径化の傾向にある。キャリアの小粒径化は、単位重量あたりの表面積が広い(比表面積が大である)ため、粒径の大きなキャリアに比べて、電荷を放出し難く、特にカウンターチャージ型のキャリア付着が大きな課題となっている。 In recent years, carriers have a tendency to reduce the particle size in order to achieve high image quality and high reliability. Reducing the particle size of the carrier has a large surface area per unit weight (large specific surface area), making it difficult to release charges compared to a carrier with a large particle size. It has become.
キャリア付着を引き起こす力Fcは、上述のように現像ポテンシャル、地肌ポテンシャル、キャリアにかかる遠心力、キャリア抵抗、および現像剤帯電量に関連している。
したがってキャリア付着を防止するためFcを小さくするように各パラメーターを設定することが有効であるが、現像能力、地汚れ、およびトナー飛散などと密接に関係するため、大幅に変えることは難しいのが現状である。
As described above, the force Fc that causes carrier adhesion is related to the development potential, background potential, centrifugal force applied to the carrier, carrier resistance, and developer charge amount.
Therefore, it is effective to set each parameter so as to reduce Fc in order to prevent carrier adhesion, but it is closely related to development capability, background stain, toner scattering, etc., and it is difficult to change significantly. Currently.
本発明の主たる目的は、初期および経時のキャリア付着の発生が少なく、高画像濃度、粒状性(ザラツキ)が良好な電子写真現像剤用キャリア、それを用いた現像剤、及びこれらを使用した画像形成方法を提供することにある。
特に初期のキャリア付着が起こると、感光体がすぐに傷つき、画像の劣化が大きいため、カウンターチャージ型の初期キャリア付着の防止は特に重要である。
The main object of the present invention is to provide a carrier for an electrophotographic developer with a low occurrence of carrier adhesion at the initial stage and over time, a high image density and a good graininess (roughness), a developer using the carrier, and an image using these. It is to provide a forming method.
In particular, when the initial carrier adhesion occurs, the photoreceptor is immediately damaged, and the image is greatly deteriorated. Therefore, prevention of counter-charge type initial carrier adhesion is particularly important.
本発明者等は、τ=R×Cのうち、主にR部分を変化させることを着目し、本発明に至ったものであり、従来とは全くことなる手法でR成分を変化させることによって、緩和時間を制御することを達成した。
つまり、芯材表面に本発明における樹脂被膜を形成したキャリアは、キャリア抵抗などの物性が全く同じでも、緩和時間の異なる状態があることが分かり、これを制御することによって、キャリア付着を大幅に改良できることを見出した。換言すれば、本発明によるキャリアは、静的な電気抵抗の他に、キャリアに残留する電荷量の経時変化に伴って変化する電気抵抗特性、即ち、緩和時間の最適化を図ったものである。
そして、このキャリアを、現像バイアスとして直流バイアスを使用すると現像方式に適用することにより、キャリア付着防止、画像濃度アップ、および地汚れの防止に極めて有効であることを究明した。
The inventors of the present invention have focused on changing the R portion of τ = R × C, and have arrived at the present invention. By changing the R component using a method that is completely different from the conventional one, Achieved to control the relaxation time.
In other words, it can be seen that the carrier having the resin film formed on the core material surface has the same physical properties such as carrier resistance, but has different relaxation times. By controlling this, carrier adhesion is greatly improved. I found that it can be improved. In other words, the carrier according to the present invention optimizes the electrical resistance characteristic that changes with time of the amount of charge remaining on the carrier, that is, the relaxation time, in addition to the static electrical resistance. .
Then, it has been found that applying this carrier to a developing system using a DC bias as a developing bias is extremely effective in preventing carrier adhesion, increasing image density, and preventing background contamination.
即ち、本発明の上記課題は、(1)「磁性を有する芯材粒子と該粒子表面を被覆する樹脂層とからなり、重量平均粒径Dwが20〜45μm、1000エルステッドの磁界中における該芯材粒子の磁化が40〜100emu/g、キャリア抵抗(1000V/2mm)・LogR・Ωcmが11〜17のキャリアであって、前記樹脂層は導電性微粒子を含み、前記キャリアはトナーを入れない状態で機械的エネルギーを与えたものであり、キャリアの緩和時間τが150秒〜800秒であることを特徴とする電子写真用現像剤用キャリア」、
(2)「磁性を有する芯材粒子と該粒子表面を被覆する樹脂層とからなり、重量平均粒径Dwが22〜32μmで、かつ個数平均粒径Dpと重量平均粒径Dwの比(Dw/Dp)が1<(Dw/Dp)<1.20である電子写真現像剤用キャリアであって、20μmより小さい粒径を有する粒子の含有量が0〜7重量%、36μmより小さい粒子の含有量が80〜100重量%、44μmより小さい粒子の含有量が90〜100重量%であることを特徴とする前記第(1)項に記載の電子写真用現像剤用キャリア」、
(3)「キャリア芯材がMnMgSr系フェライトであることを特徴とする前記第(1)項または第(2)項に記載の電子写真現像剤用キャリア」、
(4)「キャリア芯材がMn系フェライトであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア」、
(5)「キャリア芯材がマグネタイトであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア」、
(6)「嵩密度が2.15〜2.70g/cm3である芯材を使用したことを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア」、
(7)「トナーとキャリアからなる電子写真用現像剤であって、該キャリアとして、前記第(1)項乃至第(6)項のいずれかに記載のキャリアを用いたことを特徴とする電子写真用現像剤」、
(8)「トナーとキャリアとからなる電子写真用現像剤であって、該キャリアが前記第(1)項乃至第(6)項のいずれかに記載のキャリアであり、該トナーによるキャリアの被覆率が50%のときの該トナーの帯電量が15〜30μc/gであることを特徴とする前記第(7)項に記載の電子写真用現像剤」により達成される。
また、(9)「露光によって静電潜像が形成された感光体の表面に、キャリアとトナーを含む現像剤からトナーを供給して前記静電潜像を可視化したトナー像を形成する電子写真現像方法において、
前記キャリアは、磁性を有する芯材粒子と該芯材粒子表面を被覆する樹脂層とからなり、前記樹脂層は導電性微粒子を含み、前記キャリアはトナーを入れない状態で機械的エネルギーを与えたものであり、重量平均粒径が20〜45μm、1000エルステッドの磁界中における該芯材粒子の磁化が40〜100emu/g、電極間距離が2mmで1000Vの電圧を印加したときのキャリア抵抗(LogR)が11〜17Ω・cmの値を有し、当該キャリアの緩和時間τが150秒〜800秒であり、前記現像剤から感光体にトナーを供給する際に、現像バイアスとして直流電圧を印加することを特徴とする電子写真現像方法」、
(10)「前記キャリアは、重量平均粒径Dwが22〜32μmで、かつ個数平均粒径Dpと重量平均粒径Dwの比(Dw/Dp)が1<Dw/Dp<1.20であり、20μmより小さい粒径を有する粒子の含有量が0〜7重量%、36μmより小さい粒子の含有量が80〜100重量%、44μmより小さい粒子の含有量が90〜100重量%であることを特徴とする前記第(9)項に記載の電子写真現像方法」、
(11)「前記キャリアの芯材粒子がMnMgSr系フェライトであることを特徴とする前記第(9)項または第(10)項に記載の電子写真現像方法」、
(12)「前記キャリアの芯材粒子がMn系フェライトであることを特徴とする前記第(9)項または第(10)項に記載の電子写真現像方法」、
(13)「前記キャリアの芯材粒子がマグネタイトであることを特徴とする前記第(9)項または第(10)項に記載の電子写真現像方法」、
(14)「前記キャリアの芯材粒子の嵩密度が2.15〜2.70g/cm3であることを特徴とする前記第(9)項乃至第(13)項のいずれか1項に記載の電子写真現像方法」、
(15)「前記感光体に供給されるトナーは、前記キャリアの表面に被着されており、該トナーによるキャリアの被覆率が50%のときのトナー帯電量が15〜30μc/gであることを特徴とする前記第(9)項乃至第(14)項のいずれか1項に記載の電子写真現像方法」、
(16)「前記第(9)項乃至第(15)項のいずれか1項に記載の電子写真現像方法を使用して感光体にトナー像を形成後、当該トナー像を記録媒体に転写し、しかる後、記録媒体に転写されたトナー像を定着させることを特徴とする画像形成方法」により達成される。
That is, the above-mentioned problems of the present invention are as follows: (1) “The core in a magnetic field having a magnetic core material particle and a resin layer covering the particle surface and having a weight average particle diameter Dw of 20 to 45 μm and 1000 oersted. The material particles have a magnetization of 40 to 100 emu / g, a carrier resistance (1000 V / 2 mm) · LogR · Ωcm of 11 to 17, and the resin layer contains conductive fine particles, and the carrier does not contain toner. A carrier for electrophotographic developer , wherein the carrier energy is given in the above and the carrier relaxation time τ is 150 seconds to 800 seconds ”,
(2) “consisting of a magnetic core material particle and a resin layer covering the particle surface, the weight average particle diameter Dw being 22 to 32 μm, and the ratio of the number average particle diameter Dp to the weight average particle diameter Dw (Dw / Dp) is a carrier for an electrophotographic developer in which 1 <(Dw / Dp) <1.20, and the content of particles having a particle size of less than 20 μm is 0 to 7% by weight, and particles of less than 36 μm The carrier for electrophotographic developer according to item (1), wherein the content is 80 to 100% by weight and the content of particles smaller than 44 μm is 90 to 100% by weight,
(3) "the paragraph (1) or the (2) Electrophotographic carrier for developer according to claim carrier core material is characterized by a MnMgSr ferrite"
(4) "The carrier for an electrophotographic developer according to any one of (1) to (3) above, wherein the carrier core material is Mn- based ferrite",
(5) "The carrier for an electrophotographic developer according to any one of (1) to (4) above, wherein the carrier core material is magnetite",
(6) The electrophotographic development according to any one of (1) to (5) above, wherein a core material having a bulk density of 2.15 to 2.70 g / cm 3 is used. Drug carrier ",
(7) An electrophotographic developer comprising a toner and a carrier, wherein the carrier according to any one of items (1) to (6) is used as the carrier. Photographic developer ",
(8) “An electrophotographic developer comprising a toner and a carrier, wherein the carrier is the carrier according to any one of items (1) to (6), and the carrier is covered with the toner. It is achieved by the electrophotographic developer described in item (7) above, wherein the toner has a charge amount of 15 to 30 μc / g when the rate is 50%.
(9) “Electrophotography for forming a toner image by visualizing the electrostatic latent image by supplying toner from a developer including a carrier and toner to the surface of the photoreceptor on which the electrostatic latent image has been formed by exposure. In the development method,
The carrier is composed of magnetic core material particles and a resin layer covering the surface of the core material particles. The resin layer includes conductive fine particles, and the carrier gives mechanical energy in a state where no toner is added. ones, and the weight average particle size of 20-45 [mu] m, 1000 oersteds magnetization 40~100emu / g of core material particles in a magnetic field, the carrier resistance (LogR when the distance between the electrodes was applied to 1000V voltage at 2mm ) Has a value of 11 to 17 Ω · cm, the carrier relaxation time τ is 150 seconds to 800 seconds, and a DC voltage is applied as a developing bias when supplying toner from the developer to the photoreceptor. Electrophotographic developing method characterized by that ",
(10) “The carrier has a weight average particle diameter Dw of 22 to 32 μm and a ratio (Dw / Dp) of the number average particle diameter Dp to the weight average particle diameter Dw of 1 <Dw / Dp <1.20. The content of particles having a particle size smaller than 20 μm is 0 to 7% by weight, the content of particles smaller than 36 μm is 80 to 100% by weight, and the content of particles smaller than 44 μm is 90 to 100% by weight. The electrophotographic developing method according to item (9), characterized in that,
(11) "The electrophotographic development method according to (9) or (10) above, wherein the core particles of the carrier are MnMgSr ferrite",
(12) "The electrophotographic developing method according to (9) or (10) above, wherein the core material particles of the carrier are Mn ferrite",
(13) "The electrophotographic developing method according to item (9) or (10) above, wherein the core particle of the carrier is magnetite",
(14) The bulk density of the core material particles of the carrier is 2.15 to 2.70 g / cm 3 , according to any one of (9) to (13), Electrophotographic development method ",
(15) “The toner supplied to the photoconductor is attached to the surface of the carrier, and the toner charge amount when the coverage of the carrier by the toner is 50% is 15 to 30 μc / g The electrophotographic development method according to any one of (9) to (14) above, characterized by:
(16) “After forming the toner image on the photoreceptor using the electrophotographic developing method according to any one of (9) to (15), the toner image is transferred to a recording medium. Thereafter, the image forming method is characterized in that the toner image transferred to the recording medium is fixed.
以下の詳細かつ具体的な説明か明らかなように、本発明によれば、上記構成を採用することによって、初期及び経時のキャリア付着の発生が少なく、画像濃度が高く、粒状性が良好(ザラツキがなく)で、長期に亘って安定した帯電付与能力を有することが可能な電子写真現像用キャリア、現像剤、およびこれらを使用した画像形成方法を提供することができる。 As is clear from the following detailed and specific description, according to the present invention, by adopting the above configuration, the occurrence of carrier adhesion at the initial stage and with time is small, the image density is high, and the graininess is good (roughness). In addition, it is possible to provide a carrier for electrophotographic development, a developer, and an image forming method using these, which can have a stable charge imparting ability over a long period of time.
以下、本発明を詳細かつ具体的に説明する。
本発明の電子写真現像剤用キャリア(以下、単にキャリアともいう)は、磁性を有する芯材粒子とその表面を被覆する樹脂層とからなる。
本発明においては、磁性キャリアの付着について検討が行なわれてきた。磁性キャリア付着は、キャリアが磁気ブラシに束縛される力(磁気束縛力−遠心力)に対して、キャリアを感光体に付着させようとする電気力が大きくなった時に、キャリア粒子または切断された磁気ブラシの形態でキャリア付着が発生する。即ち、個々の粒子に対して、Fc:キャリア付着を引き起こす力、Fm:磁気束縛力とすると、Fc > Fmの条件を満たしたときにキャリア付着が発生する。但し、Fc(キャリア付着を引き起こす力)=(遠心力、樹脂コートキャリアの抵抗、電界強度、帯電量)の関数、Fm(磁気束縛力)=(キャリアの磁化)×(マグネットの磁界の傾き)である。この場合、キャリアの1粒子の磁化量は、(キャリアの1粒子の磁化量)=質量(g)×磁化(emu/g)=((4/3 ・π・ r3)・ρ)× M となる。但し、ρはキャリア粒子の真比重、rはキャリア粒子の半径、Mはキャリア粒子の単位重量当たりの磁化量である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail and specifically.
The electrophotographic developer carrier of the present invention (hereinafter also simply referred to as carrier) comprises magnetic core particles and a resin layer covering the surface thereof.
In the present invention, studies have been made on the adhesion of magnetic carriers. The magnetic carrier adhesion is caused by the carrier particles or the cut when the electric force to attach the carrier to the photoconductor becomes larger than the force that the carrier is bound to the magnetic brush (magnetic binding force-centrifugal force). Carrier adhesion occurs in the form of a magnetic brush. That is, when Fc is a force that causes carrier adhesion and Fm is a magnetic binding force, carrier adhesion occurs when the condition of Fc> Fm is satisfied. However, Fc (force causing carrier adhesion) = (function of centrifugal force, resin coated carrier resistance, electric field strength, charge amount), Fm (magnetic binding force) = (carrier magnetization) × (magnet magnetic field gradient) It is. In this case, the magnetization amount of one particle of carrier is (magnetization amount of one particle of carrier) = mass (g) × magnetization (emu / g) = ((4/3 · π · r 3 ) · ρ) × M It becomes. Where ρ is the true specific gravity of the carrier particles, r is the radius of the carrier particles, and M is the amount of magnetization per unit weight of the carrier particles.
この式から明らかなように、キャリア1粒子のキャリアの磁化量は、キャリア粒子半径の3乗r3に比例するから、キャリアの小粒径化に伴って、磁気束縛力Fmは急激に小さくなる。従って、粒子の磁化量を大きくすること、また遠心力を小さくして、磁気束縛力を大きくすることがキャリア付着に有効である。芯材粒子の平均磁化量を大きくするには、芯材の粒径を大きくすること、大きな磁化量が得られる組成とすることが有効である。さらに、粒子間の磁化のバラツキを小さくすることが重要である。 As is apparent from this equation, since the amount of magnetization of one carrier particle is proportional to the third power of the carrier particle radius, r 3 , the magnetic binding force Fm rapidly decreases as the carrier diameter decreases. . Therefore, increasing the amount of magnetization of the particles and decreasing the centrifugal force to increase the magnetic binding force are effective for carrier adhesion. In order to increase the average magnetization amount of the core material particles, it is effective to increase the particle diameter of the core material and to obtain a composition capable of obtaining a large magnetization amount. Furthermore, it is important to reduce the variation in magnetization between particles.
キャリア付着は、そのメカニズムによって、誘導型とカウンターチャージ型のふたつのタイプに分けられる。
誘導型のキャリア付着は、キャリアの抵抗が低いために、画像部の電界、あるいは、非画像部(地肌部)の電界によって、キャリアに誘導電荷が発生することが原因である。更に、現像電界が強いと、誘導電荷量は大きくなり、キャリア付着が生じ易くなり、悪化する。
ここでいう誘導電荷とは、現像スリーブを通してキャリア粒子に直接的に注入され該粒子内に滞る電荷を意味し、これによる電荷の方が、外部電界の強さに応じて誘起されるキャリア材料内部の分極による電荷よりもキャリア付着に直接的に関与する。従って、トナーの抵抗が高いと、トナーがスペサーとなってキャリアへの前記電荷注入が起き難い。しかし、現像領域の電界が強い場合には、キャリア上のトナーが、電界強度の傾きに応じて像担持体、あるいは現像スリーブ方向に移動して、キャリア上にトナーが少なくなるため、キャリア表面が露出し、抵抗の低いキャリアの連なりに沿って電荷が注入され易くなる。電荷が注入されると、キャリアが現像領域の電界により感光体に付着する、いわゆる誘導型のキャリア付着が生じる。
一方、カウンターチャージ型キャリア付着は、摩擦帯電により、トナーと逆の帯電がキャリアに蓄積することによって生じる。つまりトナーが現像される、あるいは、キャリアからトナーがドリフトする(帯電したトナーがキャリアから逐次離れる)ことによって、トナーと逆極性の電荷(カウンターチャージ)がキャリアに蓄積(発現)することによる。従って、トナーが静電潜像担持体に現像されるとキャリアには、トナー極性と反対極性の電荷が蓄積される。また、静電潜像担持体の非画像部では、キャリア上のトナーは静電潜像担持体から遠ざかり、現像剤担持体である現像スリーブ側にトナーが移動するため、キャリアにはトナーと反対電荷が残る。これもまたカウンターチャージにあたる。後者のカウンターチャージは、前者のカウンターチャージの後、若干の時間(極く短時間)を置いて生じることになるが、いずれにしても、静電潜像担持体表面と、現像スリーブとの近接−離間の速度(例えば静電潜像担持体の回転速度)、距離にも影響を受ける。従って、キャリアの抵抗が高いとカウンターチャージが緩和し難くなる。また、現像剤帯電量が大きいと電荷の蓄積量が多くなる。このように、キャリアがトナーと逆の極性に帯電されることをカウンターチャージとしている。
Carrier adhesion is classified into two types, induction type and counter charge type, depending on the mechanism.
Inductive carrier adhesion is caused by the generation of induced charges in the carrier due to the electric field of the image area or the electric field of the non-image area (background part) because the resistance of the carrier is low. Furthermore, when the developing electric field is strong, the amount of induced charges becomes large, and carrier adhesion tends to occur and deteriorate.
The induced charge here means the charge that is directly injected into the carrier particle through the developing sleeve and stays in the particle, and the resulting charge is induced in the carrier material according to the strength of the external electric field. It is directly involved in carrier adhesion rather than charge due to polarization. Therefore, when the resistance of the toner is high, the toner becomes a spacer and the charge injection into the carrier hardly occurs. However, when the electric field in the developing area is strong, the toner on the carrier moves toward the image carrier or the developing sleeve in accordance with the gradient of the electric field strength, and the amount of toner on the carrier is reduced. Charges are easily injected along a series of carriers that are exposed and have low resistance. When the electric charge is injected, so-called induction type carrier adhesion occurs in which the carrier adheres to the photoconductor by the electric field in the developing region.
On the other hand, counter-charge type carrier adhesion is caused by accumulation of charge opposite to toner on the carrier due to frictional charging. That is, as the toner is developed or the toner drifts from the carrier (charged toner is sequentially separated from the carrier), charges (counter charge) having a polarity opposite to that of the toner are accumulated (expressed) in the carrier. Therefore, when the toner is developed on the electrostatic latent image carrier, charges having a polarity opposite to the toner polarity are accumulated in the carrier. Further, in the non-image portion of the electrostatic latent image carrier, the toner on the carrier moves away from the electrostatic latent image carrier, and the toner moves toward the developing sleeve, which is the developer carrier. Charge remains. This is also a counter charge. The latter countercharge occurs after some time (very short time) after the former countercharge, but in any case, the surface of the electrostatic latent image carrier and the developing sleeve are close to each other. -The speed of separation (for example, the rotational speed of the electrostatic latent image carrier) and the distance are also affected. Therefore, if the carrier resistance is high, it is difficult to alleviate the counter charge. Further, when the developer charge amount is large, the charge accumulation amount increases. Thus, the counter charge is that the carrier is charged to the opposite polarity to the toner.
更に、画像部の電界、あるいは、非画像部(地肌部)の電界強度が大きいと、誘導型キャリア付着と同様に、カウンターチャージ型のキャリア付着も悪化する。
従って、誘導型、カウンターチャージ型、両タイプとも電界の強度が大きくなり過ぎないように制御する必要がある。
Furthermore, when the electric field in the image area or the electric field strength in the non-image area (background area) is large, the counter-charge type carrier adhesion is deteriorated similarly to the induction type carrier adhesion.
Therefore, both the induction type and the counter charge type must be controlled so that the electric field strength does not become too large.
近年、高画質、高信頼化のために、キャリアは小粒径化の傾向にあり、キャリアを小粒径化すると磁気ブラシが柔らかくなるため、現像ギャップ(感光体と現像スリーブの間隙)を狭くすることが出来る。現像ギャップを狭くすることにより、高い現像能力が得られる一方で、地肌部分の電界も強調され、地汚れや、キャリア付着が発生し易いという課題が顕在化して来た。また、キャリアの小粒径化は、単位重量あたりの表面積が広いため、粒径の大きなキャリアに比べて、電荷を放出し難く、特にカウンターチャージ型のキャリア付着が大きな課題となっている。 In recent years, the carrier tends to have a small particle size for high image quality and high reliability, and the magnetic brush becomes soft when the particle size of the carrier is reduced. Therefore, the development gap (gap between the photosensitive member and the development sleeve) is narrowed. I can do it. By narrowing the development gap, high development ability can be obtained, while the electric field in the background portion is also emphasized, and the problem that background contamination and carrier adhesion are likely to occur has become apparent. In addition, reducing the particle size of the carrier has a large surface area per unit weight, so that it is difficult to release charges as compared with a carrier having a large particle size, and particularly, counter-charge type carrier adhesion is a big problem.
キャリア付着を引き起こす力Fcは、上述のように現像ポテンシャル、地肌ポテンシャル、キャリアにかかる遠心力、キャリア抵抗、および現像剤帯電量に関連している。従って、キャリア付着を防止するためFcを小さくするように各パラメーターを設定することが有効であるが、現像能力、地汚れ、およびトナー飛散などと密接に関係するため、大幅に変えることは難しいのが現状である。 As described above, the force Fc that causes carrier adhesion is related to the development potential, background potential, centrifugal force applied to the carrier, carrier resistance, and developer charge amount. Therefore, it is effective to set each parameter so as to reduce Fc in order to prevent carrier adhesion. However, since it is closely related to development ability, background contamination, toner scattering, etc., it is difficult to change significantly. Is the current situation.
本発明者らは、カウンターチャージ型キャリア付着の改良を行うために各種要因を検討したところ、緩和時間を低下させることが有効であることが判明し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors examined various factors in order to improve the counter-charge type carrier adhesion. As a result, it was found that reducing the relaxation time was effective, and the present invention was completed.
カウンターチャージ型のキャリア付着を防ぐには、カウンターチャージを発生、あるいは蓄積させないことが重要である。そのためには、次のことが考えられる。 In order to prevent counter-charge type carrier adhesion, it is important not to generate or accumulate counter charges. For this purpose, the following can be considered.
(i)キャリアに導電性を付与することである。その手段としては、キャリアに被着されるコート被膜の抵抗を低くする、コート膜厚を薄くする、コート層に抵抗調整剤を使用する、低抵抗のフィラーを使用する、芯材粒子の電気抵抗を低くすることなどが挙げられる。
(ii)トナーの帯電量を低くすることによってカウンターチャージの量を直接的に小さくできる。
(iii)カウンターチャージを逃げ易くするためには、キャリア抵抗を低くすることはもちろんであるが、現像剤の動きを活発にして、現像スリーブとの接触回数を増やすことが有効である。
(iv)非画像部において、トナーが現像スリーブ方向に移動しないようにするためには、感光体に対する現像スリーブの速度を小さくすること、また現像領域における電界強度を小さくすることが有効である。
(I) To impart conductivity to the carrier. As the means, the resistance of the coat film applied to the carrier is lowered, the coat film thickness is reduced, the resistance adjuster is used in the coat layer, the low resistance filler is used, the electrical resistance of the core material particles Lowering the value.
(Ii) The amount of counter charge can be directly reduced by lowering the charge amount of the toner.
(Iii) In order to make the counter charge easy to escape, it is effective to reduce the carrier resistance, but to increase the number of times of contact with the developing sleeve by increasing the movement of the developer.
(Iv) In order to prevent the toner from moving in the direction of the developing sleeve in the non-image area, it is effective to reduce the speed of the developing sleeve relative to the photoreceptor and to reduce the electric field strength in the developing region.
上記(i)の関係からキャリアの導電性は、キャリアの電気抵抗Rと容量Cが関与するので、キャリアの電気抵抗Rと容量Cが関係する緩和時間(τ)に注目した。 From the relationship (i) above, the carrier conductivity involves the electrical resistance R and the capacitance C of the carrier, so attention was paid to the relaxation time (τ) related to the electrical resistance R and the capacitance C of the carrier.
本発明における緩和時間(τ)はτ=R×Cと表わされる。Cはキャリアの容量であり、芯材及びコート被膜の素材と体積でほぼ決まる。一方、電気抵抗Rは測定した緩和時間と容量から求まるが、この電気抵抗Rは、従来から知られているセルにキャリアを詰め、そのギャップに電圧を印加して、電流を測定することによって得られる通常の静的な電気抵抗値とは大きく異なっていることが判明した。その理由は、摩擦帯電により発生するレベルの極めて小さな電荷量の移動は、電流を測定することによって得られる電気抵抗値の成因とは必ずしも一致していないためだろうと推察される。従って、従来のセルを使用して得られた電気抵抗の値では制御できないカウンターチャージによるキャリア付着の現象が、後述する非接触の緩和時間測定法による緩和時間の制御で可能になったものと考えられる。 The relaxation time (τ) in the present invention is expressed as τ = R × C. C is the capacity of the carrier and is almost determined by the material and volume of the core material and the coat film. On the other hand, the electrical resistance R can be obtained from the measured relaxation time and capacity. This electrical resistance R is obtained by packing a carrier in a conventionally known cell, applying a voltage to the gap, and measuring the current. It turned out to be very different from the normal static electrical resistance value. The reason for this is presumed that the movement of a very small amount of charge generated by frictional charging does not necessarily coincide with the cause of the electric resistance value obtained by measuring the current. Therefore, the phenomenon of carrier adhesion due to counter charge, which cannot be controlled by the value of electrical resistance obtained using a conventional cell, is made possible by controlling the relaxation time by the non-contact relaxation time measurement method described later. It is done.
本発明によるキャリアは、前記のセルによる静的な電気抵抗の他に、キャリアに残留する電荷量の経時変化に伴って変化する電気抵抗特性、即ち、緩和時間の最適化を図ったものである。 The carrier according to the present invention is intended to optimize the electrical resistance characteristics that change with time of the amount of charge remaining in the carrier, that is, the relaxation time, in addition to the static electrical resistance due to the cell. .
従来の、キャリアの静的な電気抵抗は、キャリア芯材、キャリアのコート被膜の抵抗、およびコート被膜への抵抗制御剤の使用などにより目標レベルのものが得られるが、さらに、本発明によるキャリアの緩和時間の適正化を図るには、キャリアを製造する際に、表面の塗膜の形成状態を制御(塗膜が存在しない極小域部分、見えないクラック部分、不整接合部分、塗膜が極度に薄い極小域部分等が形成される塗工を施す)したり、また、キャリアにトナーを入れない状態で機械的エネルギーを与えて表面を活性化したりすることなどによって得ることができる。さらに、具体的には、コートキャリアにおける芯材の地肌の露出、例えば不均一な塗布による芯材の露出とまでは行かないが、ピンホール程度の被膜厚みのバラツキを制御することに依っても得られ、また、コートキャリアの機械的ハザードによるエージング、活性化、削り、フィラー、芯材形状、および、塗布条件、ミスト径の制御によるコート被膜の形成状態の制御によっても得ることができる。
換言すれば、本発明のキャリアは、静的な抵抗、および、キャリアに残留する電荷量の経時変化にあたる特性、即ち、緩和時間の最適化をはかったものであり、これは、典型的にはキャリア芯材を被覆する被覆樹脂層を非均質化することによって達成される。本発明における該被覆樹脂層は、いずれかの小域が改質されている部分であり、改質されてない部分はどこかを、顕微鏡や目視等によって識別することは難かしいが、これは、改質されたサイトが、表面のみでなく、被覆層内部にまで及んでいるためと思われる。
The conventional static electric resistance of the carrier can be obtained at a target level by using the carrier core material, the resistance of the coat film of the carrier, and the use of a resistance control agent for the coat film. In order to optimize the relaxation time of the carrier, when the carrier is manufactured, the formation state of the coating film on the surface is controlled (the extremely small area where the coating film does not exist, the invisible crack part, the irregular joint part, the coating film is extremely Or by applying mechanical energy without activating the toner in the carrier and activating the surface. Furthermore, specifically, the core surface of the coat carrier is not exposed, for example, the core material is exposed by non-uniform application, but it depends on controlling the variation of the film thickness of pinholes. It can also be obtained by controlling the aging, activation, shaving, filler, core material shape, and coating conditions of the coat carrier by controlling the mist diameter due to mechanical hazard of the coat carrier.
In other words, the carrier of the present invention optimizes the static resistance and the characteristics corresponding to the aging of the amount of charge remaining on the carrier, i.e., the relaxation time. This is achieved by non-homogenizing the coating resin layer covering the carrier core material. The coating resin layer in the present invention is a portion where any of the small areas is modified, and it is difficult to identify where the unmodified portion is by a microscope or visual inspection. This is probably because the modified site extends not only to the surface but also to the inside of the coating layer.
前述のように、本発明者等は、τ=R×Cのうち、主にR部分を変化させることを着目し、本発明に至ったものであり、従来とは全く異なる手法でR成分を変化させることによって、緩和時間を制御することを達成した。 As described above, the inventors of the present invention have focused on changing the R portion of τ = R × C, and have reached the present invention. By changing, we achieved controlling the relaxation time.
このように、芯材粒子表面に樹脂コート(被膜)を形成したキャリアは、キャリア抵抗等の物性が同じであっても、緩和時間の異なる状態があることが分かり、これを制御することによって、キャリア付着を大幅に改良できることを見出した。そして、このキャリアを、現像バイアスとして直流バイアスを使用すると現像方式に適用することにより、キャリア付着防止、画像濃度アップ、および地汚れの防止に極めて有効であることを究明した。 In this way, it can be seen that the carrier in which the resin coat (coating film) is formed on the surface of the core material particles has different relaxation times even if the physical properties such as carrier resistance are the same, and by controlling this, It has been found that carrier adhesion can be greatly improved. Then, it has been found that applying this carrier to a developing system using a DC bias as a developing bias is extremely effective in preventing carrier adhesion, increasing image density, and preventing background contamination.
本発明においては、図1に示す装置を使用して樹脂コートキャリアの緩和時間を測定した。図1は、キャリアの緩和時間の測定装置に関する模式図を示し、符号(1)は、深さd=0.3mmの試料収納凹部(1a)を有するアルミニウム製のセルである。図中、符号(4)は非接触電位計の検出部(プローブ)、符号(5)は非接触電位計である。このセル(1)の収納凹部(1a)内に樹脂コートキャリアを山盛りに入れ、金属製のブレードですり切って、緩和時間測定用のサンプルを準備した。なお、この測定におけるセル(1)の深さ(d)は、画像形成装置の現像感光体と現像装置の現像スリーブに相当する間隔が適しているので、約0.1mm〜2mmが好ましい。このセル(1)に充填したキャリアに対して、常温、常湿(24℃、60%)の環境において、5KVのプラスの電圧を印加したコロナチャージャーを150mm/秒で掃引し、キャリア表面を正極性に帯電させた。サンプルへの帯電が終了した瞬間(t=0秒)の帯電電位V0を測定し、さらにt=0秒からの時間経過に対する電位を計測し、120秒後の電位データ(V1)を測定した。帯電電位としては、非接触電位計(TREC社製MODEL344、プローブとして6000B-8)を使用した。 In the present invention, the relaxation time of the resin-coated carrier was measured using the apparatus shown in FIG. FIG. 1 is a schematic diagram relating to an apparatus for measuring the relaxation time of a carrier. Reference numeral (1) denotes an aluminum cell having a sample storage recess (1a) having a depth d = 0.3 mm. In the figure, reference numeral (4) is a noncontact electrometer detector (probe), and reference numeral (5) is a noncontact electrometer. A resin-coated carrier was piled up in the storage recess (1a) of the cell (1), and was cut with a metal blade to prepare a sample for relaxation time measurement. Note that the depth (d) of the cell (1) in this measurement is preferably about 0.1 mm to 2 mm because a distance corresponding to the developing photoreceptor of the image forming apparatus and the developing sleeve of the developing apparatus is suitable. With respect to the carrier filled in the cell (1), a corona charger to which a positive voltage of 5 KV was applied was swept at 150 mm / second in an environment of normal temperature and normal humidity (24 ° C., 60%), and the surface of the carrier was positive. Charged to the nature. Measures the charging potential V 0 at the moment when charging of the sample is completed (t = 0 seconds), further measures the potential with respect to time from t = 0 seconds, and measures the potential data (V 1 ) after 120 seconds. did. As the charging potential, a non-contact electrometer (MODEL 344 manufactured by TREC, 6000B-8 as a probe) was used.
帯電されたキャリアは、一般的に次式(1)の関係が成立する。 For the charged carrier, the relationship of the following formula (1) is generally established.
(1)式を次式(2)に変更すると、帯電時t=0の表面電位V0と、帯電時から所定時間、例えば、120秒(t=120)経過時の表面電位V1を測定すると(2)式から緩和時間τを算出することができる。 (1) Changing equation to the following equation (2), the surface potential V 0 charging time t = 0, a predetermined time from the time of charging, for example, 120 seconds (t = 120) the surface potential V 1 of the time elapsed measuring Then, the relaxation time τ can be calculated from the equation (2).
また、(2)式の関係から(V1/V0)を縦軸とし、経過時間tを横軸としてキャリアの放電特性を求め、この放電特性から緩和時間τを求めることもできる。図2は、キャリアの放電特性を示すグラフで、曲線1が緩和時間の小さいキャリアについて、曲線2は、中程度の緩和時間を有するキャリアについて、曲線3は、大きい緩和時間を有するキャリアについて示している。この図にから(V1/V0)=1/e(=0.3678)のときの経過時間tを求めれば、即ち、図2で示すP1、P2、P3の点におけるtを求めれば、τ=tとなり、それぞれの曲線を示すキャリアの緩和時間となるので、容易に求めることができる。
Further, from the relationship of equation (2), the carrier discharge characteristics can be obtained with (V 1 / V 0 ) as the vertical axis and the elapsed time t as the horizontal axis, and the relaxation time τ can be obtained from the discharge characteristics. FIG. 2 is a graph showing carrier discharge characteristics.
このようにして測定されたキャリアの中でも、後述するように、緩和時間τが150秒〜800秒を有するものは、キャリア付着が良好となる。より好ましくは、200秒〜700秒の緩和時間τを有するキャリアが良好である。緩和時間τが150秒未満になると、誘導型のキャリア付着が発生し易く、800秒以上になるとカウンターチャージ型のキャリア付着が発生し易くなる。 Among the carriers thus measured, those having a relaxation time τ of 150 seconds to 800 seconds have good carrier adhesion, as will be described later. More preferably, a carrier having a relaxation time τ of 200 seconds to 700 seconds is good. When the relaxation time τ is less than 150 seconds, induction-type carrier adhesion is likely to occur, and when it is 800 seconds or more, counter-charge-type carrier adhesion is likely to occur.
また、本発明におけるキャリアの基本構造としては、磁性を有する芯材粒子とその表面を被覆する樹脂層とからなり、これらのキャリア及びキャリアの骨格となる芯材粒子の粒子径の選定が重要である。本発明の現像方法に使用されるキャリアとしては、重量平均粒径Dwが20〜45μmの範囲である。重量平均粒径Dwが前記範囲よりも大きいと、キャリア付着がより起こりにくくなるが、静電潜像に対してトナーが忠実に現像されなくなって、ドット径のバラツキが大きくなり粒状性(ざらつき)が低下する。 In addition, as the basic structure of the carrier in the present invention, it is composed of core particles having magnetism and a resin layer covering the surface thereof, and selection of the particle diameter of these carriers and the core particles serving as the carrier skeleton is important. is there. The carrier used in the developing method of the present invention has a weight average particle diameter Dw in the range of 20 to 45 μm. When the weight average particle diameter Dw is larger than the above range, carrier adhesion is less likely to occur, but the toner is not developed faithfully with respect to the electrostatic latent image, and the variation in the dot diameter increases and graininess (roughness). Decreases.
また、重量平均粒径Dwが20μmより小さい粒径を有するキャリアを使用すると、磁気ブラシの至るところに磁化の小さな粒子が存在するようになり、キャリア付着が急激に悪くなる。 In addition, when a carrier having a weight average particle diameter Dw smaller than 20 μm is used, particles with small magnetization are present throughout the magnetic brush, and the carrier adhesion is rapidly deteriorated.
さらに、重量平均粒径Dwが22〜32μmのキャリア粒子において、36μmより小さい粒子が80重量%以上、より好ましくは、82重量%以上、44μmより小さい粒子の含有量が90重量%以上となるシャープな粒径分布の樹脂で被覆されたキャリアは、各キャリア粒子の磁化のばらつきが小さくなり、直流バイアスを印加する現像方法によって、キャリア付着を大幅に改善できる。 Further, in the carrier particles having a weight average particle diameter Dw of 22 to 32 μm, sharp particles in which particles smaller than 36 μm are 80% by weight or more, more preferably 82% by weight or more and the content of particles smaller than 44 μm are 90% by weight or more. A carrier coated with a resin having a particle size distribution has a small variation in magnetization of each carrier particle, and carrier adhesion can be greatly improved by a developing method in which a DC bias is applied.
特に、20μmより小さい粒径を有する粒子の含有量が0〜7重量%、36μmより小さい粒子の含有量が80〜100重量%、44μmより小さい粒子の含有量が90〜100重量%の範囲となるシャープな粒度分布の樹脂で被覆されたキャリアは、各キャリア粒子の磁化のバラツキが小さくなり、キャリア付着を大幅に改善することができる。 In particular, the content of particles having a particle size smaller than 20 μm is in the range of 0-7 wt%, the content of particles smaller than 36 μm is 80-100 wt%, and the content of particles smaller than 44 μm is 90-100 wt%. A carrier coated with a resin having a sharp particle size distribution becomes smaller in variation in magnetization of each carrier particle, and can greatly improve carrier adhesion.
本発明において、キャリア、キャリア芯材粒子に関して言う重量平均粒径Dwは、個数基準で測定された粒子の粒径分布(個数頻度と粒径との関係)に基づいて算出されたものである。この場合の重量平均粒径Dwは次式(3)で表わされる。 In the present invention, the weight average particle diameter Dw referred to with respect to the carrier and the carrier core material particles is calculated based on the particle diameter distribution (relationship between the number frequency and the particle diameter) of the particles measured on the basis of the number. The weight average particle diameter Dw in this case is expressed by the following formula (3).
また、各チャネルに存在する粒子の代表粒径としては、各チャネルに保存する粒子径の下限値を採用した。本発明において粒径分布を測定するための粒度分析計としては、マイクロトラック粒度分析計(モデルHRA9320−X100:Honewell社製)を用いた。その測定条件は以下のとおりである。
Further, as the representative particle size of the particles existing in each channel, the lower limit value of the particle size stored in each channel was adopted. As a particle size analyzer for measuring the particle size distribution in the present invention, a Microtrac particle size analyzer (model HRA9320-X100: manufactured by Honeywell) was used. The measurement conditions are as follows.
(I)粒径範囲:100〜8μm
(II)チャネル長さ(チャネル幅):2μm
(III)チャネル数:46
(IV)屈折率:2.42
(I) Particle size range: 100-8 μm
(II) Channel length (channel width): 2 μm
(III) Number of channels: 46
(IV) Refractive index: 2.42
更に、重量平均粒径Dwが22〜32μmのキャリア粒子において、36μmより小さい粒子が80重量%以上、より好ましくは、82重量%以上、44μmより小さい粒子の含有量が90重量%以上となるシャープな粒径分布の樹脂で被覆されたキャリアは、各キャリア粒子の磁化のばらつきが小さくなり、直流バイアスを印加する現像方法によって、キャリア付着を大幅に改善できる。 Further, in the carrier particles having a weight average particle diameter Dw of 22 to 32 μm, sharp particles in which particles smaller than 36 μm are 80% by weight or more, more preferably 82% by weight or more and the content of particles smaller than 44 μm are 90% by weight or more. A carrier coated with a resin having a particle size distribution has a small variation in magnetization of each carrier particle, and carrier adhesion can be greatly improved by a developing method in which a DC bias is applied.
さらに、本発明において使用されるキャリアとしては、より粒度分布がシャープで粒度の揃ったものが好ましく、上記重量平均粒径Dwの規制に加えて、個数平均粒径Dpで規制されたキャリア及びキャリア芯材粒子が使用されることが好ましい。 Further, the carrier used in the present invention is preferably a carrier having a sharper particle size distribution and uniform particle size, and in addition to the above-mentioned regulation of the weight average particle diameter Dw, the carrier and the carrier regulated by the number average particle diameter Dp. Preferably, core material particles are used.
この個数平均粒径Dpは、個数基準で測定された粒子の粒度分布に基づいて算出されたものである。この場合の個数平均粒径Dpは以下の(4)式で表される。 This number average particle diameter Dp is calculated based on the particle size distribution of the particles measured on the basis of the number. In this case, the number average particle diameter Dp is expressed by the following formula (4).
本発明において粒径分布を測定するための粒度分析計としては、マイクロトラック粒度分析計(モデルHRA9320−X100:Honewell社製)を用いた。その測定条件は上記(I)〜(IV)に示す通りである。 As a particle size analyzer for measuring the particle size distribution in the present invention, a Microtrac particle size analyzer (model HRA9320-X100: manufactured by Honeywell) was used. The measurement conditions are as shown in the above (I) to (IV).
また、本発明によるキャリアにおいては、磁気ブラシを形成する必要から所定の磁化が必要となるが、このようなキャリアの磁化量としては、1000エルステッド(Oe)の磁場を印加したときの磁化量が、40〜100emu/g、より好ましくは50e〜90mu/gである。40emu/gより小さくなるとキャリア付着が生じ易く、100emu/g以上になると、磁気ブラシの穂跡が強くなる。 Further, in the carrier according to the present invention, a predetermined magnetization is required because it is necessary to form a magnetic brush, and the amount of magnetization of such a carrier is the amount of magnetization when a magnetic field of 1000 oersted (Oe) is applied. 40 to 100 emu / g, more preferably 50 e to 90 mu / g. When it becomes less than 40 emu / g, carrier adhesion tends to occur, and when it becomes 100 emu / g or more, the head trace of the magnetic brush becomes strong.
前記磁化量は、次のようにして測定することができる。B−Hトレーサー(BHU−60/理研電子(株)製)を使用し、円筒のセルにキャリア芯材粒子1gを詰めて装置にセットする。磁場を徐々に大きくし、3000エルステッドまで変化させ、次に徐々に小さくして零にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくし3000エルステッドとする。更に、徐々に磁場を小さくして零にした後、最初と同じ方向に磁場をかける。このようにして、B−Hカーブを描図し、その図より1000エルステッドの磁気モーメントを算出する。 The amount of magnetization can be measured as follows. Using a BH tracer (BHU-60 / manufactured by Riken Denshi Co., Ltd.), 1 g of carrier core particles are packed in a cylindrical cell and set in an apparatus. The magnetic field is gradually increased and changed to 3000 oersted, then gradually reduced to zero, and then the opposite magnetic field is gradually increased to 3000 oersted. Further, after gradually reducing the magnetic field to zero, a magnetic field is applied in the same direction as the first. In this way, a BH curve is drawn, and a magnetic moment of 1000 Oersted is calculated from the drawing.
このようなキャリアの磁化量は、基本的には、芯材粒子となる磁性材料によって基本的には決定される。本発明のキャリアで使用する1000エルステッドの磁場を印加したときに、40emu/g以上となる芯材粒子としては、例えば、鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Li系フェライト、MnZn系フェライト、CuZn系フェライト、NiZn系フェライト、Ba系フェライト、Mn系フェライト等が挙げられる。フェライトとは、一般に下記化学式(1)で表わされる焼結体である。 The amount of magnetization of such carriers is basically determined by the magnetic material that becomes the core particles. Examples of the core particles that are 40 emu / g or more when a 1000 oersted magnetic field used in the carrier of the present invention is applied include, for example, ferromagnetic materials such as iron and cobalt, magnetite, hematite, Li-based ferrite, and MnZn-based materials. Examples thereof include ferrite, CuZn ferrite, NiZn ferrite, Ba ferrite, and Mn ferrite. Ferrite is a sintered body generally represented by the following chemical formula (1).
本発明のキャリアに用いられる芯材粒子は、磁性材料の破砕物粒子を、あるいはフェライト、マグネタイト等の芯材の場合には、焼成前の一次造粒品を分級し、焼成した粒子を、分級処理により異なる粒度分布をもつ粒子粉体に分級した後、複数の粒子粉体を混合することで得ることができる。 The core particles used in the carrier of the present invention are crushed particles of magnetic material, or in the case of core materials such as ferrite and magnetite, the primary granulated product before classification is classified, and the sintered particles are classified. It can be obtained by mixing a plurality of particle powders after classification into particle powders having different particle size distributions by treatment.
芯材粒子を分級する方法としては、ふるい分け機、重力分級機、遠心分級機、慣性分級機などの従来公知の分級方法を使用することができるが、生産性が良好で分級点の変更が容易にできることから重力分級機、遠心分級機、慣性分級機といった風力分級機を使用することが好ましい。 As a method of classifying the core particles, conventionally known classification methods such as a sieving machine, a gravity classifier, a centrifugal classifier, and an inertia classifier can be used, but the productivity is easy and the classification point can be easily changed. Therefore, it is preferable to use an air classifier such as a gravity classifier, a centrifugal classifier, or an inertia classifier.
また、本発明で使用されるキャリアとしては、その電気抵抗の特性も重要な要素となっており、本発明のキャリア粒子においては、電気抵抗率logRは、図3で示す印加電界1000V/2mmのセルを使用し、次の方法により測定することができる。 Further, as the carrier used in the present invention, the characteristics of the electric resistance are also an important factor. In the carrier particles of the present invention, the electric resistivity logR is an applied electric field of 1000 V / 2 mm shown in FIG. Using a cell, it can be measured by the following method.
図3に示すように、電極間距離2mm、表面積2×4cmの電極(12a)、(12b)を収容したフッ素樹脂製容器からなるセル(11)に試料となるキャリア(13)を充填し、両極間に1000Vの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター4329A(4329A+LJK 5HVLVWDQFH OHWHU;横川ヒューレットパッカード株式会社製)にて直流抵抗を測定し、電気抵抗率logRを算出する。キャリア粒子抵抗測定の際の充填度合いは、キャリア(13)をセル(11)にあふれるまで充填した後、セル(11)全体を20回タッピングし、セル(11)の上面を非磁性の水平なへらを用いてセル(11)の上端に沿って一回の操作で平らに掻き取って行った。 As shown in FIG. 3, a cell (11) made of a fluororesin container containing electrodes (12a) and (12b) having a distance between electrodes of 2 mm and a surface area of 2 × 4 cm is filled with a carrier (13) as a sample, A DC voltage of 1000 V is applied between both electrodes, a DC resistance is measured with a high resistance meter 4329A (4329A + LJK 5HVLVWDQFH OHWHU; manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Co., Ltd.), and an electrical resistivity logR is calculated. When filling the carrier particle resistance, the carrier (13) is filled until it overflows into the cell (11), and then the entire cell (11) is tapped 20 times. Using a spatula, it was scraped flat along the upper end of the cell (11) by a single operation.
本発明のキャリアにおいて、このような方法で測定した電気抵抗率(logR)は、11.0〜17.0Ω・cmの範囲であることが好ましく、11.5〜16.5Ω・cmの範囲であることがより好ましい。キャリアの抵抗率logRが11.0Ω・cm未満になると、現像ギャップ(感光体と現像スリーブ間の最近接距離)が狭くなった場合、キャリアに電荷が誘導されてキャリア付着が発生し易くなる。17.0Ω・cmより大きくなると、エッジ効果が強くなり、ベタ画像部の画像濃度が低くなる。また、LogRが17.0Ω・cmより大きいとトナーと反対極性の電荷が溜まりやすくなり、キャリアが帯電してキャリア付着が起き易くなる。 In the carrier of the present invention, the electrical resistivity (log R) measured by such a method is preferably in the range of 11.0 to 17.0 Ω · cm, and in the range of 11.5 to 16.5 Ω · cm. More preferably. When the resistivity logR of the carrier is less than 11.0 Ω · cm, when the developing gap (the closest distance between the photosensitive member and the developing sleeve) is narrowed, charges are induced in the carrier and carrier adhesion is likely to occur. When it is larger than 17.0 Ω · cm, the edge effect becomes strong and the image density of the solid image portion becomes low. On the other hand, when LogR is greater than 17.0 Ω · cm, charges having the opposite polarity to the toner are likely to be accumulated, and the carrier is charged and carrier adhesion is likely to occur.
上記キャリアの抵抗率の調整は、芯材粒子上の被覆樹脂の抵抗調整、被覆層厚の制御によって可能である。また、キャリア抵抗調整のために、導電性微粉末を被覆樹脂層に添加して使用することも可能である。上記導電性微粉末としては、導電性ZnO、Al等の金属又は酸化セリウム、アルミナ、例えば表面を疎水化したSiO2、TiO2等の金属酸化物、種々の方法で調製されたSnO2又は種々の元素をドープしたSnO2、TiB2、ZnB2、MoB2等のホウ化物、炭化ケイ素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ(パラ−フェニレンスルフィド)ポリピロール、ポリエチレン等の導電性高分子、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。 The resistivity of the carrier can be adjusted by adjusting the resistance of the coating resin on the core particles and controlling the thickness of the coating layer. Moreover, it is also possible to add conductive fine powder to the coating resin layer for carrier resistance adjustment. Examples of the conductive fine powder include conductive metals such as ZnO and Al, or cerium oxide, alumina, for example, metal oxides such as SiO 2 and TiO 2 having a hydrophobic surface, SnO 2 prepared by various methods, and various SnO 2, TiB 2, ZnB 2 , borides such as MoB 2 that doped with elements, silicon carbide, polyacetylene, polyparaphenylene, poly (para - phenylene sulfide) polypyrrole, a conductive polymer such as polyethylene, furnace black, Examples thereof include carbon black such as acetylene black and channel black.
これらの導電性微粉末は、以下の方法、即ち、コーティングに使用する溶媒、あるいは被覆用樹脂溶液に導電性微粉末を投入後、ボールミル、ビーズミルなどメディアを使用した分散機、あるいは高速回転する羽根を備えた攪拌機を使用することによって均一に分散させて被覆層形成用分散液を調製し、この被覆層形成用分散液を用いて芯材粒子に被着させてキャリアとすることができる。 These conductive fine powders can be obtained by the following methods: a dispersing machine using a medium such as a ball mill or a bead mill after the conductive fine powder is put into a solvent used for coating or a resin solution for coating, or a blade rotating at high speed. The dispersion for forming a coating layer is prepared by uniformly dispersing by using a stirrer equipped with, and the carrier can be prepared by applying the dispersion for forming a coating layer to the core material particles.
キャリア被覆層に使用される樹脂としては、従来公知の各種のものを用いることができるが、次の化学式で表わされる繰り返し単位を含むシリコーン樹脂が好ましく用いられる。 As the resin used for the carrier coating layer, various conventionally known resins can be used, and a silicone resin containing a repeating unit represented by the following chemical formula is preferably used.
上記式のアリール基において、その炭素数は6〜20、好ましくは6〜14である。このアリール基には、ベンゼン由来のアリール基(フェニル基)の他、ナフタレンやフェナンスレン、アントラセン等の縮合多環式芳香族炭化水素由来のアリール基及びビフェニルやターフェニル等の鎖状多環式芳香族炭化水素由来のアリール基等も包含される。該アリール基には、各種の置換基が結合していてもよい。 In the aryl group of the above formula, the carbon number thereof is 6 to 20, preferably 6 to 14. This aryl group includes an aryl group derived from benzene (phenyl group), an aryl group derived from a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon such as naphthalene, phenanthrene, and anthracene, and a chain polycyclic aromatic such as biphenyl and terphenyl. An aryl group derived from a group hydrocarbon is also included. Various substituents may be bonded to the aryl group.
本発明では、前記シリコーン樹脂としてストレートシリコーン樹脂を用いることができる。このようなものとしては、KR271、KR272、KR282、KR252、KR255、KR152(信越化学工業社製)、SR2400、SR2406(東レダウコーニングシリコーン社製)などが挙げられる。 In the present invention, a straight silicone resin can be used as the silicone resin. Examples thereof include KR271, KR272, KR282, KR252, KR255, KR152 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), SR2400, SR2406 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone).
本発明では、前記シリコーン樹脂として変性シリコーン樹脂を用いることができる。このようなものとしては、エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、ウレタン変性シリコーン、ポリエステル変性シリコーン、アルキッド変性シリコーンなどが挙げられる。上記変性シリコーン樹脂の具体例としては、エポキシ変性物:ES−1001N、アクリル変性シリコーン:KR−5208、ポリエステル変性物:KR−5203、アルキッド変性物:KR−206、ウレタン変性物:KR−305(以上、信越化学工業社製)、エポキシ変性物:SR2115、アルキッド変性物:SR2110(東レダウコーニングシリコーン社製)などが挙げられる。 In the present invention, a modified silicone resin can be used as the silicone resin. Examples of such materials include epoxy-modified silicone, acrylic-modified silicone, phenol-modified silicone, urethane-modified silicone, polyester-modified silicone, and alkyd-modified silicone. Specific examples of the modified silicone resin include epoxy modified product: ES-1001N, acrylic modified silicone: KR-5208, polyester modified product: KR-5203, alkyd modified product: KR-206, urethane modified product: KR-305 ( As mentioned above, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), epoxy-modified product: SR2115, alkyd-modified product: SR2110 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone), and the like.
さらに、本発明では、以下に示す樹脂を単独または上記シリコーン樹脂と混合して使用することも可能である。 Furthermore, in this invention, it is also possible to use the resin shown below individually or in mixture with the said silicone resin.
ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂、フッ素系樹脂等が前記シリコーン樹脂と好適に混合して使用可能なものである。 Polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, Styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer) Polymer, styrene-phenyl acrylate copolymer, etc.), styrene-methacrylate copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, Styrene-phenyl methacrylate copolymer, etc.) Styrenic resins such as styrene-α-chloroacrylic acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, epoxy resin, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, ionomer resin, polyurethane resin, ketone resin, ethylene -An ethyl acrylate copolymer, a xylene resin, a polyamide resin, a phenol resin, a polycarbonate resin, a melamine resin, a fluorine resin, or the like can be suitably mixed with the silicone resin.
また、本発明においては、前述のシリコーン樹脂からなる被覆層にアミノシランカップリング剤を含有させることにより、耐久性の良好なキャリアを得ることができる。 In the present invention, a carrier having good durability can be obtained by adding an aminosilane coupling agent to the coating layer made of the silicone resin.
本発明で用いるアミノシランカップリング剤としては以下の化学式で示すようなものが挙げられる。その含有量は、0.001〜30重量%が好ましい。 Examples of the aminosilane coupling agent used in the present invention include those represented by the following chemical formula. The content is preferably 0.001 to 30% by weight.
キャリア芯材粒子表面に樹脂被覆層を形成するための方法としては、スプレードライ法、浸漬法、あるいはパウダーコーティング法など公知の方法が使用できる。特に、流動層型コーティング装置を用いる方法は、均一な被覆層を形成するのに有効である。 As a method for forming the resin coating layer on the surface of the carrier core material particles, a known method such as a spray drying method, a dipping method, or a powder coating method can be used. In particular, the method using a fluidized bed type coating apparatus is effective for forming a uniform coating layer.
キャリア芯材粒子表面上に被覆層の厚みは、通常0.02〜1μm、好ましくは0.03〜0.8μmである。被覆層の厚みは極めて小さいことから、芯材粒子表面上に被覆層を形成したキャリアとキャリア芯材粒子の粒径は実質的に同じである。 The thickness of the coating layer on the surface of the carrier core particles is usually 0.02-1 μm, preferably 0.03-0.8 μm. Since the thickness of the coating layer is extremely small, the carrier having the coating layer formed on the surface of the core particle and the carrier core particle have substantially the same particle size.
この場合に、キャリアの嵩密度がキャリア付着に影響するが、本発明で推奨されるキャリアの嵩密度は、2.15〜2.70g/cm3、より好ましくは2.25〜2.60g/cm3である。キャリアが多孔性、または表面の凹凸が大きくなり、嵩密度が2.15未満となると、芯材粒子の1KOeの磁化量(emu/g)が大きくても、1粒子当たりの実質的な磁化の値が小さくなるため、キャリア付着に対して不利である。 In this case, although the bulk density of the carrier affects the carrier adhesion, the bulk density of the carrier recommended in the present invention is 2.15 to 2.70 g / cm 3 , more preferably 2.25 to 2.60 g / cm 3 . When the carrier is porous, or the surface irregularities are large and the bulk density is less than 2.15, the substantial magnetization per particle is increased even if the amount of magnetization (emu / g) of 1 KOe of the core particle is large. Since the value is small, it is disadvantageous for carrier adhesion.
嵩密度を大きくするには、焼成温度を高くすることなどにより可能であるが、芯材粒子同士が融着し易くなり、解砕し難くなるため2.7g/cm3未満が好ましく、2.6g/cm3未満であることがさらに好ましい。 To increase the bulk density, it is possible to increase the firing temperature. However, it is preferable that the core particles be less than 2.7 g / cm 3 because the core particles are easily fused and difficult to disintegrate. More preferably, it is less than 6 g / cm 3 .
本発明におけるキャリアの嵩密度は、金属粉−見掛密度試験方法(JIS−Z−2504)に従って、直径2.5mmのオリフィスからキャリアを自然に流出させ、その直下においた25cm3のステンレス製の円柱状容器にキャリアをあふれるまで流し込んだのち、容器の上面を非磁性の水平なへらを用いて容器の上端に沿って一回の操作で平らに掻き取る。もし、直径2.5mmのオリフィスでは流動しにくい場合は、直径5mmのオリフィスからキャリアを自然流出させる。この操作により、容器に流入したキャリア重量を、容器の体積25cm3で割ることにより、1cm3当りのキャリアの重量を求める。これを、キャリアの嵩密度と定義する。 According to the metal powder-apparent density test method (JIS-Z-2504), the carrier according to the present invention has a bulk density of 25 cm 3 made of stainless steel, which is allowed to flow naturally from an orifice having a diameter of 2.5 mm. After pouring the carrier into the cylindrical container until it overflows, the upper surface of the container is scraped flat with a single operation along the upper end of the container using a nonmagnetic horizontal spatula. If it is difficult to flow with an orifice having a diameter of 2.5 mm, the carrier naturally flows out from the orifice having a diameter of 5 mm. This operation, the carrier weight that flowed into the container is divided by the volume 25 cm 3 of the vessel to determine the weight of the carrier per 1 cm 3. This is defined as the bulk density of the carrier.
また、本発明においては、トナーによるキャリアの被覆率が50%のときの該トナーの帯電量が15〜30μc/gの現像剤を使用することが好ましい。帯電量を30μc/g未満とすると、カウンターチャージの蓄積が押さえられるため、キャリア付着がより好ましくなるが、帯電量が15μc/g未満になると、地汚れが発生し易くなるため、好ましくない。 In the present invention, it is preferable to use a developer having a toner charge amount of 15 to 30 μc / g when the carrier coverage with the toner is 50%. When the charge amount is less than 30 μc / g, the accumulation of counter charge is suppressed, and thus carrier adhesion is more preferable. However, when the charge amount is less than 15 μc / g, scumming tends to occur, which is not preferable.
現像剤中のトナーの帯電量は、以下の方法で測定することができる。図4は、現像剤中のトナーの帯電量を測定する装置の模式図である。図中、符号(15)は圧縮ガス(16)を噴出させてブローオフケージ(17)内のキャリア(C)に付着しているトナー(T)をケージ(17)外に吹き飛ばすノズル、符号(18)は、ブローオフケージ(17)内のキャリアの電位を測定する電位計である。 The charge amount of the toner in the developer can be measured by the following method. FIG. 4 is a schematic diagram of an apparatus for measuring the charge amount of toner in the developer. In the figure, reference numeral (15) denotes a nozzle for discharging the compressed gas (16) and blowing off the toner (T) adhering to the carrier (C) in the blow-off cage (17) to the outside of the cage (17). ) Is an electrometer that measures the potential of the carrier in the blow-off cage (17).
この装置を用いて現像剤中のトナーの帯電量を測定するには、キャリアの表面にトナーを付着させた一定量の現像剤を、両端にステンレス製の金属メッシュ(19)を備えた導体のブローオフケージ(17)内に投入する。メッシュ(19)の目開きは、トナー(T)とキャリア(C)の粒径の中間のもの(目開き20μm)を選び、トナー(T)のみがメッシュ(19)の間を通過するように設定されている。ノズル(15)から圧縮窒素ガス16(1kgf/cm2)を60秒間吹き付けてトナーTをケージ(17)の外に飛び出させる。このように、キャリア(C)からトナー(T)を吹き飛ばすとキャリア(C)にトナーと逆極性が帯電することになり、この電荷量Qと飛び出したトナーの質量Mを測定し、単位質量当たりの電荷量をトナーの帯電量(Q/M)として算出する。この場合のトナー帯電量はμc/gで表示される。また、トナーによるキャリアの被覆率以下の式で算出される。 In order to measure the charge amount of the toner in the developer using this apparatus, a certain amount of developer with the toner attached to the surface of the carrier is used, and a conductor having a stainless steel metal mesh (19) at both ends is used. Place in blow-off cage (17). The mesh (19) has a mesh size between the toner (T) and the carrier (C) having a particle size (mesh size of 20 μm) so that only the toner (T) passes between the meshes (19). Is set. Compressed nitrogen gas 16 (1 kgf / cm 2 ) is blown from the nozzle (15) for 60 seconds to cause the toner T to jump out of the cage (17). In this way, when the toner (T) is blown off from the carrier (C), the carrier (C) is charged with a polarity opposite to that of the toner. The charge amount Q and the mass M of the ejected toner are measured and measured per unit mass. Is calculated as the charge amount (Q / M) of the toner. In this case, the toner charge amount is expressed in μc / g. In addition, it is calculated by the following formula below the carrier coverage with toner.
被覆率(%)=(Wt/Wc)×(ρc/ρt)×(Dc/Dt)×(1/4)×100 (5)
上記(5)式中、Dcはキャリアの重量平均粒径(μm)、Dtはトナーの重量平均粒径(μm)、Wtはトナーの重量(g)、Wcはキャリアの重量(g)、ρtはトナーの真密度(g/cm3)、ρcはキャリアの真密度(g/cm3)を示している。
Coverage (%) = (Wt / Wc) × (ρc / ρt) × (Dc / Dt) × (1/4) × 100 (5)
In the above formula (5), Dc is the weight average particle diameter (μm) of the carrier, Dt is the weight average particle diameter (μm) of the toner, Wt is the weight of the toner (g), Wc is the weight of the carrier (g), ρt Represents the true density (g / cm 3 ) of the toner, and ρc represents the true density (g / cm 3 ) of the carrier.
次に本発明で使用されるトナーについて説明する。 Next, the toner used in the present invention will be described.
本発明に使用されるトナーは、熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー樹脂中に、着色剤、微粒子、そして帯電制御剤、離型剤等を含有させたものであり、従来公知の各種のトナーを用いることができる。このトナーは、重合法、造粒法などの各種のトナー製法によって作成された不定形または球形のトナーであることができる。また、磁性トナー及び非磁性トナーのいずれも使用可能である。 The toner used in the present invention contains a colorant, fine particles, a charge control agent, a release agent and the like in a binder resin mainly composed of a thermoplastic resin. Can be used. This toner can be an amorphous or spherical toner prepared by various toner production methods such as a polymerization method and a granulation method. Either magnetic toner or non-magnetic toner can be used.
トナーのバインダー樹脂としては以下のものを、単独あるいは混合して使用できる。
スチレン系バインダー樹脂として、ポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;アクリル系バインダーとして、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレートが挙げられ、その他、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂肪族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。
As the binder resin for the toner, the following can be used alone or in combination.
Styrene binder resins such as polystyrene, polyvinyltoluene and other styrene and substituted homopolymers, styrene-p-chlorostyrene copolymers, styrene-propylene copolymers, styrene-vinyltoluene copolymers, styrene-acrylic Acid methyl copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate Copolymer, styrene-α-chloromethacrylic acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene -Isoprene copolymer, styrene- Styrene copolymers such as oleic acid copolymers and styrene-maleic acid ester copolymers; examples of acrylic binders include polymethyl methacrylate and polybutyl methacrylate. In addition, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, Polypropylene, polyester, polyurethane, epoxy resin, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or aliphatic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax, etc. Is mentioned.
また、ポリエステル樹脂は、スチレン系やアクリル系樹脂に比して、トナーの保存時の安定性を確保しつつ、より溶融粘度を低下させることが可能である。このようなポリエステル樹脂は、例えば、アルコールとカルボン酸との重縮合反応によって得ることができる。 Further, the polyester resin can further reduce the melt viscosity while ensuring the stability during storage of the toner, as compared with the styrene-based or acrylic-based resin. Such a polyester resin can be obtained, for example, by a polycondensation reaction between an alcohol and a carboxylic acid.
アルコールとしては、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオールなどのジオール類、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノーAなどのエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数3〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した2価のアルコール単位体、その他の2価のアルコール単位体、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の三価以上の高アルコール単量体を挙げることができる。 Examples of the alcohol include diols such as polyethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-propylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, , 4-Bis (hydroxymethyl) cyclohexane, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylenated bisphenol A and other etherified bisphenols, which are saturated or unsaturated having 3 to 22 carbon atoms Divalent alcohol units substituted with a hydrocarbon group, other divalent alcohol units, sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaesitol, dipentaes Tolu, tripentaerythritol, sucrose, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, tri Mention may be made of trihydric or higher alcohol monomers such as methylolethane, trimethylolpropane and 1,3,5-trihydroxymethylbenzene.
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数3〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した2価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸からの二量体、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体酸、これらの酸の無水物等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。 Examples of the carboxylic acid used to obtain the polyester resin include monocarboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid, and oleic acid, maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and succinic acid. Acids, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, divalent organic acid monomers in which these are substituted with saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 3 to 22 carbon atoms, anhydrides of these acids, lower alkyl esters and Dimer from linolenic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1, 2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl 2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid embol trimer acid, anhydrides of these acids, etc. The body can be mentioned.
エポキシ系樹脂としては、ビスフェノールAとエポクロルヒドリンとの重縮合物等があり、例えば、エポミックR362、R364、R365、R366、R367、R369(以上、三井石油化学工業(株)製)、エポトートYD−011、YD−012、YD−014、YD−904、YD−017、(以上、東都化成(株)製)エポコ−ト1002、1004、1007(以上、シェル化学社製)等の市販のものが挙げられる。 Epoxy resins include polycondensates of bisphenol A and epochrohydrin, such as epomic R362, R364, R365, R366, R367, R369 (above, Mitsui Petrochemical Co., Ltd.), Epototo YD-011, YD-012, YD-014, YD-904, YD-017 (above, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) Epochs 1002, 1004, 1007 (above, manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.) Things.
本発明に使用される着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、ハンザイエローG、ローダミン6Gレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、染顔料など、従来公知の染顔料を単独あるいは混合して使用し得る。 Examples of the colorant used in the present invention include carbon black, lamp black, iron black, ultramarine, nigrosine dye, aniline blue, phthalocyanine blue, Hansa Yellow G, rhodamine 6G lake, calco oil blue, chrome yellow, quinacridone, and benzidine yellow. Conventionally known dyes such as rose bengal, triallylmethane dyes, monoazo dyes, disazo dyes, and dyes can be used alone or in combination.
また、トナーに磁性体を含有させて磁性トナーとすることも可能である。磁性体としては、鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Li系フェライト、Mn−Zn系フェライト、Cu−Zn系フェライト、Ni−Znフェライト、Baフェライトなどの微粉末が使用できる。 It is also possible to make a magnetic toner by adding a magnetic material to the toner. As the magnetic material, ferromagnetic powders such as iron and cobalt, fine powders such as magnetite, hematite, Li-based ferrite, Mn-Zn-based ferrite, Cu-Zn-based ferrite, Ni-Zn ferrite, and Ba ferrite can be used.
トナーの摩擦帯電性を充分に制御する目的で、いわゆる帯電制御剤、例えばモノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸およびその塩、サリチル酸、ナフトエ塩、ジカルボン酸のCo、Cr、Fe等の金属錯体アミノ化合物、第4級アンモニウム化合物、有機染料などを含有させることができる。 For the purpose of sufficiently controlling the triboelectric chargeability of the toner, so-called charge control agents such as metal complex salts of monoazo dyes, nitrohumic acid and its salts, salicylic acid, naphthoic salts, dicarboxylic acid Co, Cr, Fe, etc. , A quaternary ammonium compound, an organic dye, and the like can be contained.
さらにまた、本発明で用いるトナーには必要に応じて離型剤を添加してもよい。
離型材料としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、カルナウバワックス、マイクロクリスタリンワックス、ホホバワックス、ライスワックス、モンタン酸ワックス等を単独または混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。
Furthermore, a release agent may be added to the toner used in the present invention as necessary.
As the release material, low molecular weight polypropylene, low molecular weight polyethylene, carnauba wax, microcrystalline wax, jojoba wax, rice wax, montanic acid wax and the like can be used alone or in combination, but are not limited thereto. is not.
トナーには、添加剤を添加することができる。良好な画像を得るためには、トナーに充分な流動性を付与することが肝要である。これには、一般に流動性向上材として疎水化された金属酸化物の微粒子や、滑剤などの微粒子を外添することが有効であり、金属酸化物、有機樹脂微粒子、金属石鹸などを添加剤として用いることが可能である。これら添加物の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤や、酸化セリウム、炭化ケイ素などの研磨剤;例えば表面を疎水化したSiO2、TiO2等の無機酸化物などの流動性付与剤;ケーキング防止剤として知られるもの、および、それらの表面処理物などが挙げられる。トナーの流動性を向上させるためには、特に、疎水性シリカが好ましく用いられる。 Additives can be added to the toner. In order to obtain a good image, it is important to impart sufficient fluidity to the toner. For this purpose, it is generally effective to externally add hydrophobized metal oxide fine particles and fine particles such as lubricants as fluidity improvers, and metal oxides, organic resin fine particles, metal soaps and the like as additives. It is possible to use. Specific examples of these additives include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene, lubricants such as zinc stearate, abrasives such as cerium oxide and silicon carbide; for example, inorganic surfaces such as SiO 2 and TiO 2 whose surfaces are hydrophobized. Examples thereof include fluidity-imparting agents such as oxides; those known as anti-caking agents, and surface-treated products thereof. In order to improve the fluidity of the toner, hydrophobic silica is particularly preferably used.
本発明で用いるトナーにおいて、その重量平均粒径Dtは9.0〜3.0μm、好ましくは7.5〜3.5μmである。キャリアに対するトナーの割合は、キャリア100重量部当り、トナー2〜25重量部、好ましくは3〜20重量部の割合である。なお、トナー粒径はコールターカウンター(コールターカウンター社製)を用いて測定した。 In the toner used in the present invention, the weight average particle diameter Dt is 9.0 to 3.0 μm, preferably 7.5 to 3.5 μm. The ratio of the toner to the carrier is 2 to 25 parts by weight, preferably 3 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of the carrier. The toner particle size was measured using a Coulter counter (manufactured by Coulter Counter).
本発明の現像方法は、前記した本発明によるキャリア、トナーを含有する現像剤を用いて感光体に形成された静電潜像を現像する方法である。該方法においては、外部から印加する現像バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳させた交流電圧を印加すると、充分な画像濃度が得られる。特に、ハイライトの粒状性が良好となる。 The developing method of the present invention is a method of developing the electrostatic latent image formed on the photoreceptor using the developer containing the carrier and toner according to the present invention. In this method, when an AC voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied as an externally applied developing bias, a sufficient image density can be obtained. In particular, the granularity of highlights is improved.
さらに、現像バイアスとして、直流電圧のみを印加すると、キャリア付着、エッジ効果が大幅に改善され、また、地汚れ対する余裕度が大きくなるため、キャリアに対するトナー被覆率を上げられること、またトナー帯電量、および現像バイアスを下げることが可能となり、画像濃度アップを図ることができるので好ましい。 Furthermore, when only a DC voltage is applied as a developing bias, carrier adhesion and edge effects are greatly improved, and the margin for dirt is increased, so that the toner coverage on the carrier can be increased, and the toner charge amount And the developing bias can be lowered, and the image density can be increased.
なお、感光体と、この感光体の表面を帯電させる帯電ブラシと、前記感光体の表面に形成される静電潜像を前記のキャリア、および現像剤を用いて現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するブレードとを具備することを特徴とするプロセスカートリッジとして電子写真システムに採用することができた。 The photosensitive member, a charging brush for charging the surface of the photosensitive member, a developing unit for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive member using the carrier and a developer, and the photosensitive member A process cartridge comprising a blade for wiping off the developer remaining on the surface of the body can be employed in an electrophotographic system.
次に、図面により本発明の電子写真現像方法ならびに電子写真現像装置の例を詳しく説明するが、これら例は、本発明を説明するためのものであって、本発明を限定するためのものではない。 Next, examples of the electrophotographic developing method and the electrophotographic developing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, these examples are for explaining the present invention and are not intended to limit the present invention. Absent.
図5は、本発明の電子写真現像方法を説明するための画像形成装置の現像部を示す概略図であり、図5において、潜像担持体である感光体ドラム(20)に対向して配設された現像装置(40)は、現像剤担持体としての現像スリーブ(41)、現像剤収容部材(42)、規制部材としてのドクターブレード(43)、支持ケース(44)等から主に構成されている。 FIG. 5 is a schematic view showing a developing unit of the image forming apparatus for explaining the electrophotographic developing method of the present invention. In FIG. 5, the developing unit is arranged to face the photosensitive drum (20) as a latent image carrier. The provided developing device (40) is mainly composed of a developing sleeve (41) as a developer carrying member, a developer accommodating member (42), a doctor blade (43) as a regulating member, a support case (44) and the like. Has been.
感光体ドラム(20)側に開口を有する支持ケース(44)には、内部にトナー(21)を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー(45)が接合されている。トナーホッパー(45)に隣接した、トナー(21)とキャリア粒子(23)とからなる現像剤を収容する現像剤収容部(46)には、トナー粒子(21)とキャリア粒子(23)を撹拌し、トナー粒子に摩擦/剥離電荷を付与するための、現像剤撹拌機構(47)が設けられている。 To a support case (44) having an opening on the side of the photosensitive drum (20), a toner hopper (45) as a toner storage portion for storing the toner (21) is joined. In the developer accommodating portion (46) that accommodates the developer composed of toner (21) and carrier particles (23) adjacent to the toner hopper (45), the toner particles (21) and carrier particles (23) are agitated. In addition, a developer stirring mechanism (47) is provided for imparting friction / release charges to the toner particles.
トナーホッパー(45)の内部には、図示しない駆動手段によって回動されるトナー供給手段としてのトナーアジテータ(48)及びトナー補給機構(49)が配設されている。トナーアジテータ(48)及びトナー補給機構(49)は、トナーホッパー(45)内のトナー(21)を現像剤収容部(46)に向けて撹拌しながら送り出す。感光体ドラム(20)とトナーホッパー(45)との間の空間には、現像スリーブ(41)が配設されている。図示しない駆動手段で図の矢印方向に回転駆動される現像スリーブ(41)は、キャリア粒子(23)による磁気ブラシを形成するために、その内部に現像装置(40)に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての図示しない磁石を有する。現像剤収容部材(42)の、支持ケース(44)に取り付けられた側と対向する側には、規制部材(ドクターブレード)(43)が一体的に取り付けられている。規制部材(ドクターブレード)(43)は、この例では、その先端と現像スリーブ(41)の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。 Inside the toner hopper (45), a toner agitator (48) and a toner replenishing mechanism (49) are disposed as toner supplying means rotated by a driving means (not shown). The toner agitator (48) and the toner replenishing mechanism (49) send out the toner (21) in the toner hopper (45) toward the developer container (46) while stirring. A developing sleeve (41) is disposed in a space between the photosensitive drum (20) and the toner hopper (45). The developing sleeve (41), which is driven to rotate in the direction of the arrow by a driving means (not shown), has a relative position relative to the developing device (40) in order to form a magnetic brush made of carrier particles (23). A magnet (not shown) is provided as magnetic field generating means. A regulating member (doctor blade) (43) is integrally attached to the side of the developer accommodating member (42) facing the side attached to the support case (44). In this example, the regulating member (doctor blade) (43) is disposed in a state where a certain gap is maintained between the tip thereof and the outer peripheral surface of the developing sleeve (41).
このような装置を非限定的に用い、本発明の現像方法は、次のように遂行される。即ち、上記構成により、トナーホッパー(45)の内部からトナーアジテータ(48)、トナー補給機構(49)によって送り出されたトナー(21)は、現像剤収容部(46)へ運ばれ、現像剤撹拌機構(47)で撹拌されることによって、所望の摩擦/剥離電荷が付与され、キャリア粒子(23)と共に現像剤として、現像スリーブ(41)に担持されて感光体ドラム(20)の外周面と対向する位置まで搬送され、トナー(21)のみが感光体ドラム(20)上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体ドラム(20)上にトナー像が形成される。 Using such an apparatus without limitation, the developing method of the present invention is performed as follows. That is, with the above configuration, the toner (21) sent out from the toner hopper (45) by the toner agitator (48) and the toner replenishing mechanism (49) is transported to the developer accommodating portion (46), where the developer agitation is performed. By stirring by the mechanism (47), a desired friction / peeling charge is imparted, and the carrier particles (23) and the developer are carried on the developing sleeve (41) as a developer, and the outer peripheral surface of the photosensitive drum (20). A toner image is formed on the photosensitive drum (20) by being transported to the opposite position and only the toner (21) is electrostatically coupled with the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum (20). Is done.
図6はこのような現像装置を有する画像形成装置の一例を示す断面図である。ドラム状の像担持体すなわち感光体ドラム(20)の周囲に、帯電部材(32)、露光系(33)、現像装置(40)、転写ローラ(50)、クリーニング装置(60)、除電ランプ(70)が配置されていて、この例の場合、帯電部材(32)の表面は感光体(20)の表面とは約0.2mmの間隙を置いて非接触状態にあり、帯電部材(32)により感光体(20)に帯電を施す際、帯電部材(32)に図示してない電圧印加手段によって直流成分に交流成分を重畳した電界により感光体(20)に帯電を与えることにより、帯電ムラを低減することが可能であり、効果的である。現像方法を含む画像形成方法は、以下の動作で行なわれる。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of an image forming apparatus having such a developing device. Around the drum-shaped image carrier, that is, the photosensitive drum (20), a charging member (32), an exposure system (33), a developing device (40), a transfer roller (50), a cleaning device (60), a static elimination lamp ( In this example, the surface of the charging member (32) is not in contact with the surface of the photoreceptor (20) with a gap of about 0.2 mm, and the charging member (32). When the photosensitive member (20) is charged by the charging, the charging member (32) is charged by an electric field in which an alternating current component is superimposed on a direct current component by voltage application means (not shown), thereby charging unevenness. Can be reduced, which is effective. The image forming method including the developing method is performed by the following operation.
画像形成の一連のプロセスは、ネガ−ポジプロセスで説明を行なうことができる。有機光導電層を有する感光体(OPC)に代表される感光体(20)は除電ランプ(70)で除電され、帯電チャージャや帯電ローラといった帯電部材(32)で均一にマイナスに帯電され、レーザー光学露光系(33)より照射される画像情報に対応して変調されたレーザー光で潜像形成(この例では露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる)が行なわれる。 A series of image forming processes can be described by a negative-positive process. A photoconductor (20) represented by a photoconductor (OPC) having an organic photoconductive layer is neutralized by a static elimination lamp (70), and is uniformly negatively charged by a charging member (32) such as a charging charger or a charging roller. Formation of a latent image by laser light modulated in accordance with image information irradiated from the optical exposure system (33) (in this example, the absolute value of the exposed portion potential is lower than the absolute value of the non-exposed portion potential) Is done.
レーザー光は半導体レーザーから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡(ポリゴン)等により像担持体すなわち感光体(20)の表面を、感光体(20)の回転軸方向に走査する。このようにして形成された潜像が、現像装置(40)にある現像剤担持体である現像スリーブ(41)上に供給されたトナー粒子(21)及びキャリア粒子(23)の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。潜像の現像時には、電圧印加機構(図示せず)から現像スリーブ(41)に、感光体(20)の露光部と非露光部の間に、ある適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。 Laser light is emitted from a semiconductor laser, and the surface of the image bearing member, that is, the photosensitive member (20) is scanned in the direction of the rotational axis of the photosensitive member (20) by a polygonal polygon mirror (polygon) that rotates at high speed. The latent image formed in this way is developed from a mixture of toner particles (21) and carrier particles (23) supplied on a developing sleeve (41) which is a developer carrying member in the developing device (40). The toner is developed to form a visible toner image. At the time of developing the latent image, a voltage of an appropriate magnitude or an AC voltage is applied from the voltage application mechanism (not shown) to the developing sleeve (41) between the exposed portion and the non-exposed portion of the photoreceptor (20). A developing bias with superimposed is applied.
一方、記録媒体(例えば紙)(80)が、給紙機構(図示せず)から給送され、上下一対のレジストローラ(図示せず)で画像先端と同期をとって感光体(20)と転写ローラ(50)との間に給送され、トナー像が記録媒体(80)に転写される。このとき、転写ローラ(50)には、転写バイアスとして、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。その後、トナー像が転写されて記録媒体(80)は、加熱、加圧ローラからなる定着装置(90)に搬送され、定着装置(90)によって、記録媒体(80)上のトナー像が定着されて排紙される。
また、感光体(20)上に残存するトナー粒子は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード(61)にて、クリーニング装置(60)内のトナー回収室(62)へ回収される。回収されたトナー粒子は、トナーリサイクル手段(図示せず)により現像部および/またはトナー補給部に搬送され、再使用されても良い。
On the other hand, a recording medium (for example, paper) (80) is fed from a paper feeding mechanism (not shown), and is synchronized with the leading edge of the image by a pair of upper and lower registration rollers (not shown). The toner image is fed between the transfer roller (50) and the toner image is transferred to the recording medium (80). At this time, it is preferable that a potential opposite to the toner charging polarity is applied to the transfer roller (50) as a transfer bias. Thereafter, the toner image is transferred, and the recording medium (80) is conveyed to a fixing device (90) comprising heating and pressure rollers, and the toner image on the recording medium (80) is fixed by the fixing device (90). Are ejected.
Further, the toner particles remaining on the photoreceptor (20) are collected into the toner collection chamber (62) in the cleaning device (60) by the cleaning blade (61) as a cleaning member. The collected toner particles may be transported to a developing unit and / or a toner replenishing unit by a toner recycling unit (not shown) and reused.
画像形成装置は、感光体(20)及び現像装置(40)を1個備えたモノクロタイプのものに限らず、感光体を複数個、例えば、4個、及び、イエロー、マゼンタ、シアン、黒等の各色に対応する現像装置を感光体(20)に対応して複数個、記録媒体(80)の搬送経路に沿って並行に配設したフルカラーのタイプであっても良い。 The image forming apparatus is not limited to a monochrome type provided with one photoconductor (20) and developing device (40), but a plurality of photoconductors, for example, four, yellow, magenta, cyan, black, etc. A full-color type in which a plurality of developing devices corresponding to the respective colors are arranged in parallel along the conveyance path of the recording medium (80) corresponding to the photoreceptor (20) may be used.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はここに例示される実施例に限定されるものではない。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて説明する。ただし、「部」は重量部を表わす。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. In addition, this invention is not limited to the Example illustrated here.
Hereinafter, the present invention will be described using examples and comparative examples. However, "part" represents a weight part.
トナーの製造例
(トナー製造例)
ポリエステル樹脂 100部
キナクリドン系マゼンタ顔料 3.5部
含フッ素4級アンモニウム塩 4部
以上の各成分をブレンダーにて充分に混合した後、2軸式押出し機にて溶融混練し、放冷後カッターミルで粗粉砕し、ついでジェット気流式微粉砕機で微粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級して、重量平均粒径5.8μm、真比重1.20のトナー母粒子を得た。
更に、このトナー母粒子100部に対して、疎水性シリカ微粒子(R972:日本アエロジル社製)1.5部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して、トナーIを得た。
Toner production example (toner production example)
Polyester resin 100 parts Quinacridone-based magenta pigment 3.5 parts Fluorine-containing
Further, 1.5 parts of hydrophobic silica fine particles (R972: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) were added to 100 parts of the toner base particles, and mixed with a Henschel mixer to obtain toner I.
[キャリアの製造例] [Example of carrier production]
(キャリア製造例1)
下記組成をホモミキサーで10分間分散して、被覆層形成用溶液を調製した。
シリコーン樹脂(SR2411 トーレダウコーニングシリコーン社製/固形分20%) 100部
H2N(CH2)3Si(OC2H5)3 5部
アルミナ粒子(体積平均粒径:0.35μm) 20部
トルエン 300部
(Carrier production example 1)
The following composition was dispersed with a homomixer for 10 minutes to prepare a coating layer forming solution.
Silicone resin (SR2411 manufactured by Toray Dow Corning Silicone / 20% solid content) 100 parts H 2 N (CH 2 ) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3 5 parts Alumina particles (volume average particle size: 0.35 μm) 20 parts 300 parts of toluene
次に、流動床型コーティング装置を用いて、表1の製造例1で示した性状を持つキャリア芯材粒子(a)(粒径38.9μm、CuZn系フェライト粒子、1KOeの磁化量56emu/g)5Kgの各粒子表面上に、上記のシリコーン樹脂溶液を、90℃の雰囲気下で30g/minの割合で塗布し、更に230℃で2時間加熱して、キャリアA(0)を得た。キャリアA(0)は、樹脂膜厚:0.45μm、前述の図3で示すセルで1000Vを印加した場合(以下1000V/2mmという)の抵抗LogR:、16.3Ω・cm、図1に示す方法で測定した緩和時間τは、1195秒であった。なお、膜厚の調整はコート液量により行なった。 Next, using a fluidized bed type coating apparatus, carrier core material particles (a) having the properties shown in Production Example 1 in Table 1 (particle size: 38.9 μm, CuZn-based ferrite particles, 1 KOe magnetization: 56 emu / g ) On the surface of each particle of 5 kg, the above-mentioned silicone resin solution was applied at a rate of 30 g / min in an atmosphere of 90 ° C., and further heated at 230 ° C. for 2 hours to obtain carrier A (0). Carrier A (0) has a resin film thickness of 0.45 μm, and a resistance LogR of 16.3 Ω · cm when 1000 V is applied in the cell shown in FIG. 3 (hereinafter referred to as 1000 V / 2 mm), as shown in FIG. The relaxation time τ measured by the method was 1195 seconds. The film thickness was adjusted by the amount of the coating solution.
次に、キャリアA(0)のキャリア500gをターブラシェイカーミキサーに入れて攪拌し、5分毎に、2gずつキャリアを取り出して、図1に示す方法で、キャリアの緩和時間τを測定した。この攪拌時間を5分後、10分後、・・・とした場合のキャリアをキャリアA(5)、キャリアA(10)、・・・として表示した。各キャリアの緩和時間は、表3に示すように、それぞれ、キャリアA(5)=1054秒、キャリアA(10)=927秒、キャリアA(15)=828秒、キャリアA(20)=705秒、キャリアA(30)=578秒であった。また、30分後の抵抗LogRは、16.4Ω・cmであった。 Next, 500 g of the carrier A (0) was placed in a turbuler shaker mixer and stirred, 2 g of the carrier was taken out every 5 minutes, and the carrier relaxation time τ was measured by the method shown in FIG. Carriers when the stirring time is 5 minutes, 10 minutes, and so on are indicated as carrier A (5), carrier A (10), and so on. As shown in Table 3, the relaxation time of each carrier is carrier A (5) = 1054 seconds, carrier A (10) = 927 seconds, carrier A (15) = 828 seconds, carrier A (20) = 705, respectively. Second, carrier A (30) = 578 seconds. Further, the resistance LogR after 30 minutes was 16.4 Ω · cm.
(キャリア製造例2)
キャリア芯材としてキャリア芯材粒子(b)(粒径27.9μmCuZn系フェライト粒子、1KOeの磁化量57emu/g)に変える以外は、キャリア製造例1と全く同じ方法で、キャリアB(0)を得た。キャリアB(0)は、樹脂膜厚:0.32μm、1000V/2mmの抵抗LogR:、16.2Ω・cm、図1に示す方法で測定した緩和時間は、1127秒であった。なお、膜厚の調整はコート液量により行なった。このキャリアB(0)を前述のキャリア製造例1と同様に、ターブラシェイカーミキサーに入れて攪拌し、5分毎に、2gずつキャリアを取り出して、図1に示す方法で、キャリアの緩和時間τを測定した。
(Carrier production example 2)
Carrier B (0) was prepared in exactly the same manner as Carrier Production Example 1 except that the carrier core material particles (b) (particle size 27.9 μm CuZn ferrite particles, 1 KOe magnetization 57 emu / g) were used as the carrier core material. Obtained. Carrier B (0) had a resin film thickness: 0.32 μm, a resistance LogR of 1000 V / 2 mm: 16.2 Ω · cm, and the relaxation time measured by the method shown in FIG. 1 was 1127 seconds. The film thickness was adjusted by the amount of the coating solution. In the same manner as in Carrier Production Example 1 described above, this carrier B (0) was placed in a turbula shaker mixer and stirred, 2 g of the carrier was taken out every 5 minutes, and the carrier relaxation time was measured by the method shown in FIG. τ was measured.
この場合のキャリアの緩和時間は、それぞれ、キャリアB(5)=976秒、キャリアB(10)=844秒、キャリアB(15)=705秒、キャリアB(20)=601秒、キャリアB(30)=474秒であった。また、30分後の抵抗LogRは、16.0Ω・cmであった。 The carrier relaxation times in this case are carrier B (5) = 976 seconds, carrier B (10) = 844 seconds, carrier B (15) = 705 seconds, carrier B (20) = 601 seconds, carrier B ( 30) = 474 seconds. Further, the resistance LogR after 30 minutes was 16.0 Ω · cm.
(キャリア製造例3)
キャリア芯材をキャリア芯材粒子(c)(粒径27.6μmのMnMgSr系フェライト粒子、1KOeの磁化量71emu/g)に変える以外は、キャリア製造例1と全く同じ方法で、キャリアC(0)を得た。キャリアC(0)は、樹脂膜厚:0.32μm、1000V/2mmの抵抗LogR:、16.4Ω・cm、図1に示す方法で測定した緩和時間は、1103秒であった。なお、膜厚の調整はコート液量により行なった。
(Carrier production example 3)
The carrier C (0) is the same as the carrier production example 1 except that the carrier core material is changed to carrier core material particles (c) (MnMgSr ferrite particles having a particle size of 27.6 μm, 1 KOe magnetization amount 71 emu / g). ) Carrier C (0) had a resin film thickness: 0.32 μm, a resistance LogR of 1000 V / 2 mm, 16.4 Ω · cm, and the relaxation time measured by the method shown in FIG. 1 was 1103 seconds. The film thickness was adjusted by the amount of the coating solution.
このキャリアC(0)を前述のキャリア製造例1と同様に、ターブラシェイカーミキサーに入れて攪拌し、5分毎に、2gずつキャリアを取り出して、図1に示す方法で、キャリアの緩和時間τを測定した。この場合のキャリアの緩和時間は、表3のキャリアCの列に示すように、それぞれ、キャリアC(5)=962秒、キャリアC(10)=794秒、キャリアC(15)=623秒、キャリアC(20)=554秒、キャリアC(30)=412秒であった。また、30分後の抵抗LogRは、16.2Ω・cmであった。 In the same manner as in Carrier Production Example 1 described above, this carrier C (0) was placed in a tumbler shaker mixer and stirred, 2 g of the carrier was taken out every 5 minutes, and the carrier relaxation time was measured by the method shown in FIG. τ was measured. The carrier relaxation times in this case are carrier C (5) = 962 seconds, carrier C (10) = 794 seconds, carrier C (15) = 623 seconds, respectively, as shown in the carrier C column of Table 3. Carrier C (20) = 554 seconds and carrier C (30) = 412 seconds. Further, the resistance LogR after 30 minutes was 16.2 Ω · cm.
(キャリア製造例4)
キャリア芯材をキャリア芯材粒子(d)(粒径27.2μmのMnフェライト粒子、1KOeの磁化量75emu/g)に変える以外は、製造例1と全く同じ方法で、キャリアD(0)を得た。キャリアD(0)は、樹脂膜厚:0.33μm、1000V/2mmの抵抗LogR:、16.2Ω・cm、図1に示す方法で測定した緩和時間は、1138秒であった。なお、膜厚の調整はコート液量により行なった。
(Carrier Production Example 4)
Except for changing the carrier core material to carrier core material particles (d) (Mn ferrite particles having a particle diameter of 27.2 μm, 1 KOe magnetization of 75 emu / g), the carrier D (0) was prepared in exactly the same manner as in Production Example 1. Obtained. Carrier D (0) had a resin film thickness: 0.33 μm, a resistance LogR of 1000 V / 2 mm: 16.2 Ω · cm, and the relaxation time measured by the method shown in FIG. 1 was 1138 seconds. The film thickness was adjusted by the amount of the coating solution.
このキャリアD(0)を前述のキャリア製造例1と同様に、ターブラシェイカーミキサーに入れて攪拌し、5分毎に、2gずつキャリアを取り出して、図1に示す方法で、キャリアの緩和時間τを測定した。この場合のキャリアの緩和時間は、表3のキャリアDの列に示すように、それぞれ、キャリアD(5)=934秒、キャリアD(10)=742秒、キャリアD(15)=554秒、キャリアD(20)=474秒、キャリアD(30)=377秒であった。また、30分後の抵抗LogRは、16.0Ω・cmであった。 The carrier D (0) was placed in a turbula shaker mixer and stirred in the same manner as in the carrier production example 1 described above, 2 g of the carrier was taken out every 5 minutes, and the carrier relaxation time was measured by the method shown in FIG. τ was measured. The carrier relaxation times in this case are carrier D (5) = 934 seconds, carrier D (10) = 742 seconds, carrier D (15) = 554 seconds, as shown in the carrier D column of Table 3. Carrier D (20) = 474 seconds and carrier D (30) = 377 seconds. Further, the resistance LogR after 30 minutes was 16.0 Ω · cm.
(キャリア製造例5)
キャリア芯材をキャリア芯材粒子(e)(粒径26.9μmのマグネタイト粒子、1KOeの磁化量74emu/g)に変え、塗布液の量を1/3にする以外は、製造例1と全く同じ方法で、キャリアE(0)を得た。キャリアE(0)は、樹脂膜厚:0.08μm、1000V/2mmの抵抗LogR:、12.3Ω・cm、図1に示す方法で測定した緩和時間は、811秒であった。
(Carrier Production Example 5)
Except for changing the carrier core material to carrier core material particles (e) (magnetite particles having a particle diameter of 26.9 μm, 1 KOe magnetization amount 74 emu / g) and reducing the amount of the coating solution to 1/3, completely the same as in Production Example 1 In the same manner, carrier E (0) was obtained. Carrier E (0) had a resin film thickness: 0.08 μm, a resistance LogR of 1000 V / 2 mm: 12.3 Ω · cm, and the relaxation time measured by the method shown in FIG. 1 was 811 seconds.
このキャリアE(0)を前述のキャリア製造例No1と同様に、ターブラシェイカーミキサーに入れて攪拌し、5分毎に、2gずつキャリアを取り出して、図1に示す方法で、キャリアの緩和時間τを測定した。この場合のキャリアの緩和時間は、表3のキャリアEの列に示すように、それぞれ、キャリアE(5)=578秒、キャリアE(10)=412秒、キャリアE(15)=241秒、キャリアE(20)=187秒、キャリアE(30)=122秒であった。また、30分後の抵抗LogRは、10.4Ω・cmであった。 This carrier E (0) was stirred in a turbula shaker mixer in the same manner as in the carrier production example No1 described above, and 2 g of the carrier was taken out every 5 minutes. τ was measured. The carrier relaxation times in this case are carrier E (5) = 578 seconds, carrier E (10) = 412 seconds, carrier E (15) = 241 seconds, respectively, as shown in the carrier E column of Table 3. Carrier E (20) = 187 seconds and Carrier E (30) = 122 seconds. Further, the resistance LogR after 30 minutes was 10.4 Ω · cm.
表1に示すような特性を有する芯材粒子キャリア(a)〜(e)を使用して、表3に示すようなキャリア特性を有するキャリアA(0)〜キャリアE(30)を調製した。 Using the core particle carriers (a) to (e) having the characteristics shown in Table 1, carriers A (0) to E (30) having carrier characteristics as shown in Table 3 were prepared.
(現像剤の作成及び評価1)
上記のキャリア製造例で得たキャリアA(0)〜キャリアE(30)とトナー製造例で得たトナーを用いて、キャリア、100部に対して、トナー(13.1部)を加えて、ボールミルで5分攪拌して、11.6重量%の現像剤を作成した。キャリアに対するトナーの被覆率は50%であった。この場合、キャリアA(20)を実施例1、キャリアB(20)を実施例2、キャリアC(20)を実施例3、キャリアD(20)を実施例4、キャリアE(20)を実施例5、キャリアA(0)を比較例1、キャリアA(15)を比較例2、キャリアB(0)を比較例3、キャリアC(0)を比較例4、キャリアD(0)を比較例5、キャリアE(0)を比較例6、キャリアE(30)を比較例7として現像剤を作成し、画像形成を行ない、その画像品質確認を行なった。なお、画像はイマジオカラー5000(リコー製デジタルカラー複写機・プリンター複合機)を使用し、次の現像条件で作成した。因みに、このようにして製造されたキャリアの特性は、表2に示すとおりである。
(Development of developer and evaluation 1)
Using the carrier A (0) to carrier E (30) obtained in the above carrier production example and the toner obtained in the toner production example, toner (13.1 parts) is added to 100 parts of the carrier, The mixture was stirred with a ball mill for 5 minutes to prepare a developer of 11.6% by weight. The coverage of the toner with respect to the carrier was 50%. In this case, carrier A (20) is implemented in Example 1, carrier B (20) is implemented in Example 2, carrier C (20) is implemented in Example 3, carrier D (20) is implemented in Example 4, and carrier E (20) is implemented. Example 5 Carrier A (0) is Comparative Example 1, Carrier A (15) is Comparative Example 2, Carrier B (0) is Comparative Example 3, Carrier C (0) is Comparative Example 4, Carrier D (0) is compared A developer was prepared using Example 5, Carrier E (0) as Comparative Example 6, and Carrier E (30) as Comparative Example 7, image formation was performed, and the image quality was confirmed. The image was created using Imagio Color 5000 (Ricoh Digital Color Copier / Printer Combined Machine) under the following development conditions. Incidentally, the characteristics of the carrier manufactured in this way are as shown in Table 2.
現像ギャップ(感光体−現像スリーブ):0.3mm
ドクターギャップ(現像スリーブ−ドクター):0.7mm
感光体線速度:245mm/sec
(現像スリーブ線速度)/(感光体線速度):1.5
書込み密度:600dpi
帯電電位(Vd):−750V
画像部(ベタ原稿)にあたる部分の感光後の電位:−100V
現像バイアス:DC−550V
Development gap (photosensitive member-developing sleeve): 0.3 mm
Doctor gap (Developing sleeve-Doctor): 0.7mm
Photoconductor linear velocity: 245 mm / sec
(Developing sleeve linear velocity) / (photosensitive member linear velocity): 1.5
Writing density: 600 dpi
Charging potential (Vd): -750V
Potential after exposure of the portion corresponding to the image portion (solid document): −100V
Development bias: DC-550V
以上のようにして作成された画像について、(1)カウンターチャージ型のキャリア付着、(2)誘導型キャリア付着、(3)画像濃度、(4)粒状度、(5)地汚れ、(6)20Kランニング後の地汚れの評価の特性試験を行ない、評価を行った。その結果を、表4に示す。なお、特性試験方法及びその評価方法は、次の通りである。 For the image created as described above, (1) counter charge type carrier adhesion, (2) induction type carrier adhesion, (3) image density, (4) granularity, (5) background stain, (6) A characteristic test for evaluation of soiling after 20K running was conducted and evaluated. The results are shown in Table 4. In addition, the characteristic test method and its evaluation method are as follows.
(1)カウンターチャージ型のキャリア付着(キャリア付着1):帯電電位(Vd)を−750V、現像バイアス(Vb)をDC−450Vに固定し、地肌部(未露光部)を現像し、感光体上の30cm2に付着したキャリアの個数を直接カウントしてキャリア付着の評価を行った。
表中記載の記号は、◎:大変良好、○:良好、×:不良(×は許容不可のレベル)とした。
(1) Counter-charge type carrier adhesion (carrier adhesion 1): The charging potential (Vd) is fixed at −750 V, the developing bias (Vb) is fixed at DC-450 V, the background portion (unexposed portion) is developed, and the photoconductor The number of carriers adhering to the upper 30 cm 2 was directly counted to evaluate the carrier adhesion.
The symbols described in the table are ◎: very good, ○: good, ×: poor (× is an unacceptable level).
(2)誘導型キャリア付着(キャリア付着2):、前述の現像条件における、イマジオカラー5000のベタ画像(30mm×30mm)のベタ部の中のキャリア付着数を直接カウントしてキャリア付着の評価を行った。
表中記載の記号は、◎:大変良好、○:良好、×:不良(×は許容不可のレベル)とした。
(2) Induction-type carrier adhesion (carrier adhesion 2): Evaluation of carrier adhesion by directly counting the number of carrier adhesion in the solid portion of the solid image (30 mm × 30 mm) of IMAGIO COLOR 5000 under the development conditions described above. went.
The symbols described in the table are ◎: very good, ○: good, ×: poor (× is an unacceptable level).
(3)画像濃度:上記現像条件における、30mm×30mmのベタ部の中心をX−Rite938分光測色濃度計で、5個所測定し平均値を出した。 (3) Image density: The center of a solid portion of 30 mm × 30 mm in the above development conditions was measured at five locations with an X-Rite 938 spectrocolorimeter and the average value was obtained.
(4)粒状度:下記の式で定義された粒状度(明度範囲:50〜80)を測定し、その数値を下記のようにランクに置き換えて評価した。 (4) Granularity: The granularity (brightness range: 50 to 80) defined by the following formula was measured, and the numerical values were evaluated by replacing them with ranks as follows.
(5)地汚れ:画像上の地肌部の汚れを目視で評価した。表中記載の記号は、◎:大変良好、○:良好、×:不良(×は許容不可のレベル)とした。 (5) Background stain: The stain on the background portion on the image was visually evaluated. The symbols described in the table are ◎: very good, ○: good, ×: poor (× is an unacceptable level).
(6)20Kランニング後の地汚れの評価:トナーを補給しながら画像面積率6%の文字画像チャートで20K枚の通紙ランニングを行なった現像剤について、前記(5)と同じ方法で地汚れの評価を行なった。 (6) Evaluation of background stain after 20K running: For a developer that has run 20K sheets on a character image chart with an image area ratio of 6% while replenishing toner, the same background stain as in (5) above. Was evaluated.
表4に示す結果から明らかなように、各実施例のものは、各比較例のものに比して(1)カウンターチャージ型のキャリア付着、(2)誘導型キャリア付着、(3)画像濃度、(4)粒状度、(5)地汚れ、(6)20Kランニング後の地汚れの特性が良好である。特に、実施例2〜5のものは、緩和時間が小さく、カウンターチャージ型のキャリア付着が少なく、画像濃度が大きくなっており、また、緩和時間が200〜700秒内にある実施例2〜4のものは、誘導型キャリア付着も抑制され、粒状度及び20Kランニング後の地汚れの特性についても、実施例1及び5のものに比べても良好な結果を示している。 As is clear from the results shown in Table 4, each example has (1) counter-charge type carrier adhesion, (2) induction type carrier adhesion, and (3) image density as compared with the comparative examples. , (4) granularity, (5) background dirt, and (6) background dirt after 20K running. In particular, in Examples 2-5, the relaxation time is small, the counter-charge type carrier adhesion is small, the image density is high, and the relaxation time is within 200 to 700 seconds. In addition, the adhesion of the induction type carrier is also suppressed, and the granularity and the soiling characteristics after 20K running also show better results than those of Examples 1 and 5.
(現像剤の作成及び評価2)
現像バイアスを以下の条件に変えた以外は(現像剤の作成及び評価1)と同様に評価を実施した。結果を表5に示す。
キャリア製造例で得たキャリアA〜Iとトナー製造例で得たトナーを用いて現像剤を作成し、画像形成を行ない、その画像品質確認を行なった。なお、画像はイマジオカラー5000(リコー製デジタルカラー複写機・プリンター複合機)を使用し、次の現像条件で作成した。
・現像ギャップ(感光体−現像スリーブ):0.3mm
・ドクターギャップ(現像スリーブ−ドクター):0.7mm
・感光体線速度:245mm/sec
・(現像スリーブ線速度)/(感光体線速度):1.5
・書込み密度:600dpi
・帯電電位(Vd):−750V
・画像部(ベタ原稿)にあたる部分の感光後の電位:−100V
・現像バイアス:DC −500V /交流バイアス成分:2KHz、−100V〜―900V、50%duty
(Development of developer and evaluation 2)
Evaluation was performed in the same manner as in (Development of developer and evaluation 1) except that the development bias was changed to the following conditions. The results are shown in Table 5.
A developer was prepared using the carriers A to I obtained in the carrier production example and the toner obtained in the toner production example, image formation was performed, and the image quality was confirmed. The image was created using Imagio Color 5000 (Ricoh Digital Color Copier / Printer Combined Machine) under the following development conditions.
・ Development gap (photosensitive member-developing sleeve): 0.3 mm
・ Doctor gap (developing sleeve-doctor): 0.7mm
-Photoconductor linear velocity: 245 mm / sec
・ (Developing sleeve linear velocity) / (photosensitive member linear velocity): 1.5
-Write density: 600 dpi
・ Charging potential (Vd): -750V
-Potential after exposure of the portion corresponding to the image portion (solid document): -100V
Development bias: DC −500V / AC bias component: 2 KHz, −100 V to −900 V, 50% duty
20 感光体
21 トナー
23 キャリア
32 帯電装置
33 露光機構
40 現像装置
50 転写ローラ
60 クリーニング装置
80 記録媒体
90 定着装置
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記キャリアは、磁性を有する芯材粒子と該芯材粒子表面を被覆する樹脂層とからなり、前記樹脂層は導電性微粒子を含み、前記キャリアはトナーを入れない状態で機械的エネルギーを与えたものであり、重量平均粒径が20〜45μm、1000エルステッドの磁界中における該芯材粒子の磁化が40〜100emu/g、電極間距離が2mmで1000Vの電圧を印加したときのキャリア抵抗(LogR)が11〜17Ω・cmの値を有し、当該キャリアの緩和時間τが150秒〜800秒であり、前記現像剤から感光体にトナーを供給する際に、現像バイアスとして直流電圧を印加することを特徴とする電子写真現像方法。 In the electrophotographic development method of forming a toner image by visualizing the electrostatic latent image by supplying toner from a developer containing a carrier and toner to the surface of the photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed by exposure,
The carrier is composed of magnetic core material particles and a resin layer covering the surface of the core material particles. The resin layer includes conductive fine particles, and the carrier gives mechanical energy in a state where no toner is added. ones, and the weight average particle size of 20-45 [mu] m, 1000 oersteds magnetization 40~100emu / g of core material particles in a magnetic field, the carrier resistance (LogR when the distance between the electrodes was applied to 1000V voltage at 2mm ) Has a value of 11 to 17 Ω · cm, the carrier relaxation time τ is 150 seconds to 800 seconds, and a DC voltage is applied as a developing bias when supplying toner from the developer to the photoreceptor. An electrophotographic developing method characterized by the above.
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