JPH07140721A - Two-component developer for electrostatic charge image development - Google Patents
Two-component developer for electrostatic charge image developmentInfo
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- JPH07140721A JPH07140721A JP5145040A JP14504093A JPH07140721A JP H07140721 A JPH07140721 A JP H07140721A JP 5145040 A JP5145040 A JP 5145040A JP 14504093 A JP14504093 A JP 14504093A JP H07140721 A JPH07140721 A JP H07140721A
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- developer
- carrier
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は電子写真に関し、更には
電子写真に用いられる静電荷像現像用２成分現像剤に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to electrophotography, and more particularly to a two-component developer for developing electrostatic images used in electrophotography.
【０００２】[0002]
【従来の技術】２成分現像剤ではトナー濃度を所定の範
囲に制御する必要があるが、その制御方法のひとつに２
成分現像剤の透磁率を測定してトナー濃度を検出及び制
御する方法がある。すなわち、２成分現像剤中の磁性キ
ャリアの割合に比例して変化する現像剤の透磁率を透磁
率センサーで測定し、トナー濃度が増大して相対的にキ
ャリア量が減少し、現像剤の透磁率が低下するとトナー
の補給を抑制し、逆にトナー濃度が減少して相対的にキ
ャリア量が増大し、現像剤の透磁率が上昇するとトナー
の補給をおこなう方法である。2. Description of the Related Art In a two-component developer, it is necessary to control the toner concentration within a predetermined range.
There is a method of detecting and controlling the toner concentration by measuring the magnetic permeability of the component developer. That is, the magnetic permeability of the developer, which changes in proportion to the ratio of the magnetic carrier in the two-component developer, is measured by a magnetic permeability sensor, and the toner concentration increases and the carrier amount relatively decreases, so that the permeability of the developer is reduced. This is a method in which replenishment of toner is suppressed when the magnetic permeability decreases, and conversely, the toner concentration decreases and the carrier amount relatively increases, and when the magnetic permeability of the developer increases, toner replenishment is performed.
【０００３】また、廃トナーを発生しない画像形成方法
として、静電荷像担持体上に形成された静電潜像を現像
し、転写体に転写された後、静電荷像担持体上に残存し
たトナーを回収してトナー補給装置あるいは現像装置に
戻し、繰り返し使用する方法が知られている。（静電荷
像担持体上に形成された静電潜像を現像し、転写体に転
写した後、静電荷像担持体上に残存したトナーを回収し
てトナー補給装置あるいは現像装置に戻すことをトナー
リサイクル方式と呼び、繰り返し使用されるトナーをリ
サイクルトナーと呼ぶことにする。） 上記トナー濃度の検出及び制御は、透磁率センサーの出
力値が現像剤中のトナー濃度のみに依存して変化するこ
とが必要であるが、実際にはトナーの帯電量にも依存し
て変化してしまう。すなわち、トナー濃度が同一であっ
てもトナー帯電量が小さいほど、現像剤の嵩密度が大き
くなることにより透磁率センサーの出力値はトナー濃度
がより低い時と同様に大きくなり、逆にトナー帯電量が
大きいほど、現像剤の嵩密度が小さくなることにより透
磁率センサーの出力値はトナー濃度がより高い時と同様
に小さくなる。したがって、同一のトナー濃度でもトナ
ー帯電量が不安定である場合には、制御の目標値と実際
の目標値にずれを生じる結果となり、トナー補給が過剰
あるいは不足し、画像品質を低下させる問題がある。ま
た、トナー帯電量が温湿度環境により変動する場合に
は、温湿度環境の変動が直接に制御の目標値と実際の目
標値にずれを生じさせる結果となり、トナー補給が過剰
あるいは不足し、画像品質を低下させる問題が生じやす
い。Further, as an image forming method which does not generate waste toner, an electrostatic latent image formed on an electrostatic charge image carrier is developed, transferred to a transfer body, and then left on the electrostatic charge image carrier. A method is known in which toner is collected, returned to a toner replenishing device or a developing device, and repeatedly used. (After developing the electrostatic latent image formed on the electrostatic image carrier and transferring it to the transfer body, the toner remaining on the electrostatic image carrier may be recovered and returned to the toner replenishing device or the developing device. A toner that is repeatedly used is called a toner recycling method, and a toner that is repeatedly used is called a recycled toner.) In the detection and control of the toner concentration, the output value of the magnetic permeability sensor changes depending only on the toner concentration in the developer. However, in reality, it also changes depending on the charge amount of the toner. That is, even if the toner concentration is the same, as the toner charge amount is smaller, the bulk density of the developer is larger, and the output value of the magnetic permeability sensor is the same as when the toner concentration is lower. The larger the amount, the smaller the bulk density of the developer and the smaller the output value of the magnetic permeability sensor becomes, as when the toner concentration is higher. Therefore, if the toner charge amount is unstable even with the same toner concentration, the control target value and the actual target value may deviate from each other, and the toner replenishment may be excessive or insufficient, resulting in deterioration of image quality. is there. Further, when the toner charge amount fluctuates depending on the temperature and humidity environment, the fluctuation of the temperature and humidity environment directly causes a difference between the control target value and the actual target value, resulting in excessive or insufficient toner replenishment, Problems that reduce quality are likely to occur.
【０００４】また、黒化面積の高い画像を得る場合には
トナー補給量が増加し、黒化面積の低い画像を得る場合
にはトナー補給量が減少する。従って、従来の２成分現
像剤ではトナー帯電量の立ち上がりが悪く、黒化面積の
高い画像を得る場合には、補給されたトナーの帯電量が
小さくなりやすく、実際には目標のトナー濃度にあるに
もかかわらず、過剰にトナーが補給され、画像のかぶ
り、トナー飛散等の問題を生じやすい。逆に、黒化面積
の低い画像を得る場合には、補給されたトナーの帯電量
が次第に大きくなり、実際には目標のトナー濃度にない
にもかかわらず、補給がなされずに、画像濃度の低下を
引き起こす場合がある。従来の２成分現像剤ではトナー
帯電量の立ち上がりが悪く、黒化面積の変化により、ト
ナー濃度制御にズレが生じる問題がある。Further, the toner replenishment amount is increased when an image having a high blackened area is obtained, and the toner replenishment amount is reduced when an image having a low blackened area is obtained. Therefore, in the conventional two-component developer, the rise of the toner charge amount is poor, and when obtaining an image with a large blackened area, the charge amount of the replenished toner tends to be small, and the toner concentration is actually the target toner concentration. Nevertheless, the toner is excessively replenished, and problems such as image fogging and toner scattering are likely to occur. On the other hand, when an image with a low blackened area is obtained, the charge amount of the replenished toner gradually increases, and although the target toner density is not actually reached, replenishment is not performed and the image density May cause a decline. In the conventional two-component developer, there is a problem that the toner charge amount rises poorly and the toner density control is deviated due to the change in the blackened area.
【０００５】また、従来の２成分現像剤では、トナーリ
サイクル方式を搭載した場合には、繰り返し使用により
リサイクルトナー自体の帯電性が低下すること及びリサ
イクルトナーの混入により、トナー帯電量の立ち上がり
が著しく低下する問題があり、上記トナー濃度制御方法
をトナーリサイクル方式と組み合わせて用いることは不
可能である。Further, in the conventional two-component developer, when the toner recycling system is installed, the chargeability of the recycled toner itself is deteriorated by repeated use and the toner charge amount rises remarkably due to mixing of the recycled toner. However, it is impossible to use the toner concentration control method in combination with the toner recycling method.
【０００６】すなわち、繰り返し使用されるリサイクル
トナーでは、新たにトナー補給されたトナーに比較し
て、トナー表面に存在する外添剤がトナー内部に埋め込
まれている状態であり、流動性及び帯電性が低下してい
るために、リサイクルトナーが混入した場合には、現像
剤の嵩密度が大きくなりやすく、透磁率センサーの出力
値はトナー濃度がより低い時と同様に大きくなり、トナ
ーが過補給されてしまう。これは、さらにトナーの帯電
立ち上がりを阻害するためにトナーの過補給を促進し、
最終的にはトナー濃度の制御ができなくなり、画像のか
ぶり、トナー飛散等の問題が生じる。That is, in the case of the recycle toner that is repeatedly used, the external additive existing on the toner surface is embedded in the toner as compared with the toner newly replenished with the toner, and the fluidity and the charging property are improved. When recycled toner is mixed in, the bulk density of the developer tends to increase, and the output value of the magnetic permeability sensor increases as it does when the toner concentration is lower. Will be done. This further promotes the excessive replenishment of the toner in order to prevent the charging of the toner from rising.
Eventually, the toner density cannot be controlled, and problems such as image fogging and toner scattering occur.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、現像剤の透磁率を測定してトナー濃度を検出及び制
御しながら、トナーリサイクルを行う画像形成方法にお
いて、トナー濃度を適正に制御し、画像のかぶり、トナ
ー飛散を発生しない現像剤を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to properly control the toner concentration in an image forming method in which toner is recycled while measuring the magnetic permeability of the developer to detect and control the toner concentration. Another object is to provide a developer that does not cause image fogging or toner scattering.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記構成によって達成される。The above object of the present invention is achieved by the following constitution.
【０００９】現像剤の透磁率を測定してトナー濃度を検
出及び制御しながら、静電荷像担持体上に形成された静
電潜像を現像し、且つ静電荷像担持体上に形成された静
電潜像を現像し、転写体に転写した後、静電荷像担持体
上に存したトナーを回収してトナー補給装置あるいは現
像装置に戻し、繰り返し使用する画像形成方法に使用す
る少なくともトナーと磁性キャリアからなる現像剤にお
いて、該キャリアが磁性体粒子とフッ素化（メタ）アク
リレート樹脂微粒子との混合物に繰り返し機械的衝撃力
を付与して、該フッ素化（メタ）アクリレート樹脂被覆
層を該磁性体粒子表面上に形成した樹脂被覆キャリアで
あることを特徴とする静電荷像現像用２成分現像剤。While the magnetic permeability of the developer was measured to detect and control the toner concentration, the electrostatic latent image formed on the electrostatic charge image carrier was developed and formed on the electrostatic charge image carrier. After developing the electrostatic latent image and transferring it to the transfer body, the toner present on the electrostatic image carrier is collected and returned to the toner replenishing device or the developing device, and at least the toner used in the image forming method repeatedly used. In a developer comprising a magnetic carrier, the carrier repeatedly applies a mechanical impact force to a mixture of magnetic substance particles and fluorinated (meth) acrylate resin fine particles to form the fluorinated (meth) acrylate resin coating layer on the magnetic layer. A two-component developer for developing an electrostatic charge image, which is a resin-coated carrier formed on the surface of body particles.
【００１０】本発明について以下に詳しく説明する。The present invention will be described in detail below.
【００１１】本発明の２成分現像剤はトナーが正電荷を
有する。磁性体粒子を被覆するフッ素化（メタ）アクリ
レート樹脂微粒子は一般式（１）または（２）で示され
る単量体を主成分とする単量体組成物の重合体である。In the two-component developer of the present invention, the toner has a positive charge. The fluorinated (meth) acrylate resin fine particles that coat the magnetic particles are polymers of a monomer composition containing a monomer represented by the general formula (1) or (2) as a main component.
【００１２】[0012]
【化１】 [Chemical 1]
【００１３】式中、Ｒ1，Ｒ2はそれぞれＨまたはＣＨ3
を表し、ｍ，ｐはそれぞれ１〜８の整数を表し、ｎ，ｑ
はそれぞれ１〜１９の整数を表す。In the formula, R 1 and R 2 are each H or CH 3
, M and p each represent an integer of 1 to 8, and n and q
Each represents an integer of 1 to 19.
【００１４】上記一般式（１），（２）で示される単量
体としては、摩擦帯電特性の点より、ｍ＝１、ｎ＝１ま
たは２、ｐ＝１、ｑ＝２〜４が好ましい。As the monomers represented by the above general formulas (1) and (2), m = 1, n = 1 or 2, p = 1 and q = 2 to 4 are preferable from the viewpoint of triboelectric charging characteristics. .
【００１５】具体的な単量体の例示化合物としては、以
下のものが挙げられる。Specific examples of compounds of the monomers include the following.
【００１６】 例示化合物（１） CH2＝C(CH3)−COO−CH2−CF3 例示化合物（２） CH2＝C(CH3)−COO−CH2−CF2−CF3 例示化合物（３） CH2＝C(CH3)−COO−CH2−CF2−CF2H これらの単量体を主成分とする単量体組成物の重合体か
らなるフッ素化（メタ）アクリレート樹脂微粒子は、従
来公知の界面活性剤を用いた乳化重合法などにより製造
される。Exemplified compound (1) CH 2 ═C (CH 3 ) —COO—CH 2 —CF 3 Exemplified compound (2) CH 2 ═C (CH 3 ) —COO—CH 2 —CF 2 —CF 3 Exemplified compound (3) CH 2 ═C (CH 3 ) —COO—CH 2 —CF 2 —CF 2 H Fluorinated (meth) acrylate resin composed of a polymer of a monomer composition containing these monomers as main components. The fine particles are produced by an emulsion polymerization method using a conventionally known surfactant.
【００１７】得られた樹脂微粒子の乾燥は、従来公知の
乾燥方法を用いることができるが、例えば、重合完了時
の１次樹脂粒子（ここで、１次樹脂粒子とは個々の単位
粒子に分離した状態の樹脂粒子をいう）の分散液を気流
乾燥装置に導入し、液相分を除去することにより、１次
樹脂粒子の複数をその表面において互いに融着させて２
次樹脂微粒子を得ることができる。気流乾燥装置として
は、特にスプレードライ（ＳＤ）方式の装置が好まし
い。この装置では、１次樹脂粒子が過剰に凝集しないよ
うに適度に分散させながら互いに融着させて乾燥するこ
とができるので、２次樹脂粒子の粒子径及び２次樹脂粒
子のＢＥＴ比表面積を特定の範囲で効率的に製造するこ
とができる。The resin fine particles obtained can be dried by a conventionally known drying method. For example, primary resin particles at the time of completion of polymerization (here, the primary resin particles are separated into individual unit particles). Of the primary resin particles are introduced into the airflow drying device to remove the liquid phase component so that a plurality of the primary resin particles are fused to each other on the surface thereof.
Next resin fine particles can be obtained. As the airflow drying device, a spray dry (SD) type device is particularly preferable. In this device, the primary resin particles can be fused and dried while being appropriately dispersed so as not to excessively aggregate, so that the particle diameter of the secondary resin particles and the BET specific surface area of the secondary resin particles can be specified. It can be efficiently manufactured in the range of.
【００１８】２次樹脂粒子の収率を高める観点から、乾
燥工程の後に解砕工程を付加することが好ましい。解砕
工程を付加することにより、仮に１次樹脂粒子の凝集が
過剰となった場合でも、これを解砕して２次樹脂粒子の
粒子径を特定の範囲にすることができる。From the viewpoint of increasing the yield of secondary resin particles, it is preferable to add a crushing step after the drying step. By adding the crushing step, even if the primary resin particles are excessively aggregated, it can be crushed to bring the particle diameter of the secondary resin particles into a specific range.
【００１９】フッ素化（メタ）アクリレート樹脂微粒子
は、１次樹脂粒子の体積平均粒子径（以下１次粒子径と
言う）が50〜500nm、２次樹脂粒子の体積平均粒子径
（以下２次粒子径と言う）が１〜30μm、２次樹脂粒子
のＢＥＴ比表面積が10〜150m2/gである。The fluorinated (meth) acrylate resin fine particles have a volume average particle diameter of primary resin particles (hereinafter referred to as primary particle diameter) of 50 to 500 nm and a volume average particle diameter of secondary resin particles (hereinafter referred to as secondary particles). The diameter is 1 to 30 μm, and the BET specific surface area of the secondary resin particles is 10 to 150 m 2 / g.
【００２０】フッ素化（メタ）アクリレート樹脂微粒子
は、１次粒子径が50〜300nm、２次粒子径が１〜20μm、
２次粒子のＢＥＴ比表面積が30〜120m2/gであることが
好ましい。The fluorinated (meth) acrylate resin fine particles have a primary particle diameter of 50 to 300 nm and a secondary particle diameter of 1 to 20 μm.
The BET specific surface area of the secondary particles is preferably 30 to 120 m 2 / g.
【００２１】フッ素化（メタ）アクリレート樹脂の２次
樹脂粒子のＢＥＴ比表面積は、上記の様に10〜150m2/g
にあればよいが、特に磁性体粒子として小粒径のものを
用いる場合には、ＢＥＴ比表面積の大きな２次樹脂粒子
を用いることが好ましい。すなち、磁性体粒子と２次樹
脂粒子が混合される際に、２次樹脂粒子に与えられる機
械的衝撃力は磁性体粒子の粒子径に依存するため、２次
樹脂粒子のＢＥＴ比表面積が大きいほど小さな機械的衝
撃力でも２次樹脂粒子は解砕されやすく、延展性が得ら
れた良好な被覆層を設けることができる。The BET specific surface area of the secondary resin particles of the fluorinated (meth) acrylate resin is 10 to 150 m 2 / g as described above.
However, it is preferable to use secondary resin particles having a large BET specific surface area, particularly when magnetic particles having a small particle size are used. That is, when the magnetic particles and the secondary resin particles are mixed, the mechanical impact force applied to the secondary resin particles depends on the particle diameter of the magnetic particles, so that the BET specific surface area of the secondary resin particles is Is larger, the secondary resin particles are more likely to be crushed even with a small mechanical impact force, and a good coating layer having spreadability can be provided.
【００２２】フッ素化（メタ）アクリレート樹脂微粒子
の１次粒子径が500nmを超える場合には、２次樹脂粒子
のＢＥＴ比表面積が過小となりやすく、樹脂微粒子の延
展性が低下し、磁性体粒子との密着性が低下する問題が
あり、また、均一な被覆層を設けることが困難となる。When the primary particle size of the fluorinated (meth) acrylate resin fine particles exceeds 500 nm, the BET specific surface area of the secondary resin particles is likely to be too small, the spreadability of the resin fine particles is lowered, and the magnetic particles are However, it is difficult to provide a uniform coating layer.
【００２３】フッ素化（メタ）アクリレート樹脂の２次
粒子径が30μmより大きいとき、２次樹脂粒子のＢＥＴ
比表面積が10m2/gより小さいときは、樹脂微粒子の解砕
性および延展性が低下し、磁性体粒子との密着性が低下
する問題がある。また、均一な被覆層を設けることが困
難となる。When the secondary particle size of the fluorinated (meth) acrylate resin is larger than 30 μm, the BET of the secondary resin particles
When the specific surface area is less than 10 m 2 / g, there is a problem that the crushability and spreadability of the resin fine particles are deteriorated and the adhesion to the magnetic particles is deteriorated. Moreover, it becomes difficult to provide a uniform coating layer.
【００２４】さらに、２次樹脂粒子同志の凝集物が生成
し、現像プロセスにおいて画像不良が発生する問題があ
る。Further, there is a problem in that an agglomerate of secondary resin particles is formed and an image defect occurs in the developing process.
【００２５】フッ素化（メタ）アクリレート樹脂微粒子
の１次粒子径が50nmより小さいとき、２次粒子径が１μ
mより小さいとき、２次樹脂粒子のＢＥＴ比表面積が150
m2/gより大きいときは、磁性体粒子と樹脂微粒子との混
合性が低下し、コーティング効率、すなわち仕込んだ樹
脂微粒子に対する樹脂被覆層の形成に寄与した樹脂微粒
子の重合割合が低下する問題がある。When the primary particle diameter of the fluorinated (meth) acrylate resin fine particles is smaller than 50 nm, the secondary particle diameter is 1 μm.
When it is smaller than m, the BET specific surface area of the secondary resin particles is 150.
When it is larger than m 2 / g, there is a problem that the mixing property of the magnetic particles and the resin fine particles is lowered, and the coating efficiency, that is, the polymerization ratio of the resin fine particles contributing to the formation of the resin coating layer with respect to the charged resin fine particles is lowered. is there.
【００２６】１次粒子径及び２次粒子径は、レーザ回折
式粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ（発売元：日本電子社）
を使用して測定した値である。２次粒子径は２次樹脂粒
子を界面活性剤を含む水に、出力150Ｗの超音波ホモジ
ナイザーで２分間にわたり分散した後に測定した。The primary particle diameter and the secondary particle diameter are measured by a laser diffraction particle size distribution measuring device HEROS (sold by JEOL Ltd.).
It is the value measured using. The secondary particle size was measured after dispersing the secondary resin particles in water containing a surfactant with an ultrasonic homogenizer having an output of 150 W for 2 minutes.
【００２７】２次樹脂粒子のＢＥＴ比表面積は、マイク
ロメリティックスフローソープII2300型（島津製作所
製）を用いて測定した値である。The BET specific surface area of the secondary resin particles is a value measured by using a Micromeritics Flow Soap II2300 type (manufactured by Shimadzu Corporation).
【００２８】磁性体粒子の大きさはトナーの摩擦帯電
性、感光体へのキャリア付着等を考慮すると、重量平均
粒径が20〜200μm、特に30〜120μmの範囲が好ましい。The size of the magnetic particles is preferably 20 to 200 μm, more preferably 30 to 120 μm, in consideration of the triboelectric chargeability of the toner and the carrier adhesion to the photoconductor.
【００２９】キャリアの重量平均径は、ＬＥＥＤ＆ＮＯ
ＲＴＨＲＵＰ社製の「マイクロトラック（ＴＹＰＥ7981
-ＯＸ）」を用いて乾式で測定した値である。The weight average diameter of the carrier is LEED & NO.
"Microtrack (TYPE7981
-OX) "is a value measured by a dry method.
【００３０】磁性体の材料としては、例えば鉄，フェラ
イト，マグネタイトなどを用いることができる。特に、
耐久性および画質の観点から、フェライトを好ましく用
いることができる。As the material of the magnetic material, for example, iron, ferrite, magnetite or the like can be used. In particular,
From the viewpoint of durability and image quality, ferrite can be preferably used.
【００３１】磁性体粒子表面に固着する被覆用樹脂微粒
子の量は、磁性体粒子の粒子径等を考慮して適宜に設定
することができるが、通常は、被覆用樹脂微粒子／磁性
体粒子が0.2〜10重量％、好ましくは0.5〜５重量％とな
るように適宜に調整される。被覆用樹脂微粒子を磁性体
粒子に対して上記の範囲内に用いて得られた樹脂被覆層
の厚さは、通常は0.05μm以上、好ましくは0.1〜２μm
の範囲内にある。The amount of the coating resin fine particles adhered to the surface of the magnetic substance particles can be appropriately set in consideration of the particle diameter of the magnetic substance particles and the like. It is appropriately adjusted to be 0.2 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight. The thickness of the resin coating layer obtained by using the resin fine particles for coating within the above range with respect to the magnetic particles is usually 0.05 μm or more, preferably 0.1 to 2 μm.
Is within the range of.
【００３２】キャリアの製造の一例においては、磁性体
粒子と被覆樹脂微粒子とを水平方向回転体を有する撹拌
混合装置により撹拌して均一に混合し、得られた混合物
にさらに撹拌により繰り返し機械的衝撃力を付与するこ
とにより、磁性体粒子の表面に被覆樹脂微粒子による樹
脂被覆層を形成する。該混合物に繰り返し機械的衝撃力
を付与した樹脂被覆層を形成するときには、混合物に熱
を加えてもよい。ただし、混合物の温度は被覆樹脂の軟
化点や融点を越えないようにする必要がある。混合物の
温度が被覆樹脂の軟化点や融点を越えると、キャリア同
志の造粒や樹脂微粒子同志の造粒が著しく発生するため
にキャリア性能および収率に問題がある。In one example of the production of the carrier, the magnetic particles and the coated resin fine particles are stirred and uniformly mixed by a stirring and mixing device having a horizontal rotating body, and the resulting mixture is further mechanically agitated by stirring. By applying a force, a resin coating layer of coating resin particles is formed on the surface of the magnetic particles. When forming a resin coating layer in which mechanical impact is repeatedly applied to the mixture, heat may be applied to the mixture. However, it is necessary that the temperature of the mixture does not exceed the softening point or melting point of the coating resin. When the temperature of the mixture exceeds the softening point and melting point of the coating resin, granulation of the carriers and granulation of the resin fine particles occur remarkably, which causes problems in carrier performance and yield.
【００３３】本発明のキャリアは、トナーと混合されて
２成分現像剤が構成されるが、混合割合はトナー濃度が
１〜15重量％となる範囲が好ましい。トナーは、バイン
ダー樹脂中に、着色剤，その他の添加剤が含有されて構
成される粒子粉末である。トナーの体積平均粒径は、通
常５〜20μm程度であることが好ましい。その他の添加
剤としては、例えば定着性向上剤，荷電制御剤，クリー
ニング性向上剤，流動性向上剤等を用いることができ
る。The carrier of the present invention is mixed with a toner to form a two-component developer, and the mixing ratio is preferably in the range where the toner concentration is 1 to 15% by weight. The toner is a particle powder composed of a binder resin containing a colorant and other additives. The volume average particle diameter of the toner is usually preferably about 5 to 20 μm. As other additives, for example, a fixing property improver, a charge control agent, a cleaning property improver, a fluidity improver and the like can be used.
【００３４】トナーを構成するバインダー樹脂として
は、特に限定されず、従来この種の用途に使用されてい
る樹脂を用いることができる。具体的には、例えばポリ
スチレン系樹脂，スチレン-アクリル系樹脂，スチレン-
ブタジエン系樹脂，ポリエステル系樹脂，エポキシ系樹
脂等を用いることができる。このうち、トナーの摩擦帯
電性が安定しているものとして、特にポリエステル系樹
脂，スチレン-アクリル系樹脂を好ましく用いることが
できる。トナーのバインダー樹脂として用いられるポリ
エステル樹脂は、多価アルコールと多価カルボン酸との
縮重合によって得られる。具体的には、一例として、成
分３価以上の多価単量体、成分芳香族ジカルボン
酸、および成分脂肪族ジアルコールを含む単量体組成
物を縮重合させて得られるポリエステル樹脂を好ましく
用いることができる。The binder resin constituting the toner is not particularly limited, and resins conventionally used for this type of application can be used. Specifically, for example, polystyrene resin, styrene-acrylic resin, styrene-
Butadiene-based resin, polyester-based resin, epoxy-based resin and the like can be used. Among them, polyester resins and styrene-acrylic resins are preferably used as the toner having stable triboelectric chargeability. The polyester resin used as the binder resin of the toner is obtained by polycondensation of a polyhydric alcohol and a polycarboxylic acid. Specifically, as an example, a polyester resin obtained by polycondensing a monomer composition containing a polyvalent monomer having a valence of 3 or more, a component aromatic dicarboxylic acid, and a component aliphatic dialcohol is preferably used. be able to.
【００３５】着色剤としては、特に限定されず、従来こ
の種の用途に使用されているカーボンブラック，染料お
よび顔料等を用いることができる。The colorant is not particularly limited, and carbon black, dyes and pigments conventionally used for this type of application can be used.
【００３６】定着性向上剤としては、例えば低分子量ポ
リオレフィン，脂肪族エステルおよび脂肪族エステル系
ワックス，カルナバワックス等を用いることができる。As the fixability improver, for example, low molecular weight polyolefin, aliphatic ester and aliphatic ester wax, carnauba wax and the like can be used.
【００３７】クリーニング向上剤としては、例えばステ
アリン酸亜鉛，ステアリン酸等の脂肪酸金属塩塩，ポリ
マー微粒子等を用いることができる。As the cleaning improver, for example, zinc stearate, metal salt of fatty acid such as stearic acid, fine polymer particles and the like can be used.
【００３８】流動性向上剤としては、例えば無機微粒子
が用いられ、シリカ，アルミナ，チタン等の無機酸化物
微粒子が好ましく用いられる。これらの無機酸化物微粒
子はシランカップリング剤等により疎水化処理されてい
ることが好ましい。As the fluidity improver, for example, inorganic fine particles are used, and fine particles of inorganic oxides such as silica, alumina and titanium are preferably used. These inorganic oxide fine particles are preferably hydrophobized with a silane coupling agent or the like.
【００３９】２成分現像剤中のキャリアが、磁性体粒子
とフッ素化（メタ）アクリレート樹脂微粒子との混合物
に繰り返し機械的衝撃力を付与して、フッ素化（メタ）
アクリレート樹脂被覆層を該磁性体粒子表面上に形成し
た樹脂被覆キャリアであるため、トナーの帯電立ち上が
りが非常に良い。また、リサイクルトナーとの組合わせ
でもトナー帯電性及びトナーの帯電立ち上がりが良好で
ある。さらに、温湿度環境によるトナー帯電量の変動が
極めて小さい。そのため、トナーリサイクル方式を搭載
しても、現像剤の透磁率を測定してトナー濃度を検出及
び制御する事ができ、画像のかぶり、トナー飛散等の問
題を発生しない。The carrier in the two-component developer repeatedly imparts mechanical impact force to the mixture of the magnetic particles and the fluorinated (meth) acrylate resin fine particles to give a fluorinated (meth) compound.
Since it is a resin-coated carrier in which an acrylate resin coating layer is formed on the surface of the magnetic particles, the charging of the toner is very good. In addition, the combination of the recycled toner and the recycled toner also provides good toner charging properties and toner charge rise. Further, the variation of the toner charge amount due to the temperature and humidity environment is extremely small. Therefore, even if the toner recycling system is installed, the magnetic permeability of the developer can be measured to detect and control the toner concentration, and problems such as image fogging and toner scattering do not occur.
【００４０】[0040]
ａ．キャリアの製造 １）キャリアの製造例１（本発明用）・・・キャリア
（１） フェライトコア（平均粒径80μm）100重量部と下記構造
式１に示した単量体を重合して得られたフッ素化メタア
クリレート樹脂微粒子（１次粒子径80nm）２重量部とを
混合して得られたフェライトコアとフッ素化メタアクリ
レート樹脂微粒子の混合物に繰り返し機械的衝撃力を付
与して、フェライトコア表面上をフッ素化メタアクリレ
ート樹脂層で被覆したフッ素樹脂被覆キャリアを得た。a. Production of carrier 1) Production example 1 of carrier (for the present invention) ... Carrier (1) Obtained by polymerizing 100 parts by weight of a ferrite core (average particle size 80 μm) and a monomer represented by the following structural formula 1. Of the ferrite core obtained by mixing 2 parts by weight of the fluorinated methacrylate resin fine particles (primary particle diameter: 80 nm) and the fluorinated methacrylate resin fine particles are repeatedly subjected to mechanical impact to give a ferrite core surface. A fluororesin-coated carrier having the top coated with a fluorinated methacrylate resin layer was obtained.
【００４１】[0041]
【化２】 [Chemical 2]
【００４２】２）キャリアの製造例２（本発明用）・・
・キャリア（２） フェライトコア（平均粒径80μm）100重量部とキャリア
製造例１で使用した構造式１に示した単量体60重量部と
構造式２に示した単量体（メタアクリル酸メチル）40重
量部を重合して得られたフッ素化メタアクリレート共重
合体樹脂微粒子（１次粒子径90nm）２重量部とを混合し
て得られたフェライトコアとフッ素化メタアクリレート
共重合体樹脂微粒子の混合物に繰り返し機械的衝撃力を
付与して、フェライトコア表面上をフッ素化メタアクリ
レート樹脂層で被覆したフッ素樹脂被覆キャリアを得
た。2) Production example 2 of carrier (for the present invention)
Carrier (2) 100 parts by weight of ferrite core (average particle size 80 μm), 60 parts by weight of the monomer shown in Structural Formula 1 used in Production Example 1 of carrier and the monomer shown in Structural Formula 2 (methacrylic acid) (Methyl) 40 parts by weight of fluorinated methacrylate copolymer resin fine particles (primary particle diameter 90 nm) obtained by mixing with 2 parts by weight of ferrite core and fluorinated methacrylate copolymer resin A mechanical impact force was repeatedly applied to the mixture of fine particles to obtain a fluororesin-coated carrier having a ferrite core surface coated with a fluorinated methacrylate resin layer.
【００４３】[0043]
【化３】 [Chemical 3]
【００４４】３）キャリアの製造例３（比較例用）・・
・キャリア（３） 製造例１で使用したフッ素化メタアクリレート樹脂２重
量部をアセトンに溶解し、製造例１で使用したフェライ
トコア100重量部に、転動流動層を使用してスプレーコ
ーティングによりフッ素樹脂被覆キャリアを得た。3) Manufacturing Example 3 of carrier (for comparative example)
Carrier (3) 2 parts by weight of the fluorinated methacrylate resin used in Production Example 1 was dissolved in acetone and 100 parts by weight of the ferrite core used in Production Example 1 was spray coated with fluorine by using a rolling fluidized bed. A resin-coated carrier was obtained.
【００４５】ｂ．トナーの製造 １）トナーの製造例１・・・トナー（１） ポリオキシプロピレン（2,2）-2,2-ビス（4-ヒドロキシ
フェニル）プロパン700g及びテレフタール酸97.2gを温
度計、ステンレス製撹拌器、ガラス製窒素導入管及び流
下式コンデンサーを備えた１Ｌ容器の４つ口丸底フラス
コに入れる。次いで、このフラスコをマントルヒーター
中に置き、ガラス導入管より窒素ガスを導入して反応器
内を不活性雰囲気に保ち昇温する。0.05gのジブチル錫
オキシドを加え200℃に保ち反応させた後、無水1,2,4-
ベンゼントリカルボン酸156gを加え、さらに反応させ
る。軟化点を追跡し所望の温度に達した時点で反応を停
止し、室温まで冷却してポリエステル（１）を得た。B. Toner Production 1) Toner Production Example 1 Toner (1) Polyoxypropylene (2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane 700 g and terephthalic acid 97.2 g thermometer, stainless steel Place in a 4-neck round bottom flask in a 1 L vessel equipped with a stirrer, glass nitrogen inlet tube and downflow condenser. Next, this flask is placed in a mantle heater, and nitrogen gas is introduced through a glass introduction tube to maintain the inside of the reactor in an inert atmosphere and raise the temperature. After adding 0.05g of dibutyltin oxide and keeping it at 200 ℃ for reaction, anhydrous 1,2,4-
Add 156 g of benzenetricarboxylic acid and further react. The softening point was traced, the reaction was stopped when the desired temperature was reached, and the mixture was cooled to room temperature to obtain polyester (1).
【００４６】ポリエステル（１）100重量部とカーボン
ブラック10重量部、低分子量ポリプロピレン３重量部お
よびエチレンビスステアロイルアマイド２重量部をヘン
シェルミキサーで混合後、２軸混練押出機で混練し、カ
ッター式ミルで粗粉砕、ジェット式粉砕機で粉砕し、風
力分級機で分級して平均粒径10.0μmのトナーを得た。100 parts by weight of polyester (1), 10 parts by weight of carbon black, 3 parts by weight of low molecular weight polypropylene and 2 parts by weight of ethylenebisstearoyl amide were mixed with a Henschel mixer, then kneaded with a twin-screw kneading extruder, and then a cutter mill. Was roughly pulverized, pulverized by a jet pulverizer, and classified by an air classifier to obtain a toner having an average particle size of 10.0 μm.
【００４７】該トナー100重量部と疎水性シリカ0.4重量
部、疎水性酸化チタン0.6重量部およびアルミニウムモ
ノステアレート0.06重量部とをヘンシェルミキサーで混
合し、トナー（１）を得た。100 parts by weight of the toner, 0.4 parts by weight of hydrophobic silica, 0.6 parts by weight of hydrophobic titanium oxide and 0.06 parts by weight of aluminum monostearate were mixed with a Henschel mixer to obtain a toner (1).
【００４８】２）トナーの製造例２・・・トナー（２） ネオペンチルグリコール132g、エチレングリコール60g
及びテレフタール酸279gを温度計、ステンレス製撹拌
器、ガラス製窒素導入管及び流下式コンデンサーを備え
た２Ｌ容器の４つ口丸底フラスコに入れる。次いで、こ
のフラスコをマントルヒーター中に置き、ガラス導入管
より窒素ガスを導入して反応器内を不活性雰囲気に保ち
昇温する。1.5gのジブチル錫オキシドを加え170℃で５
時間保ち反応させた後、さらに210℃で反応を続行し、
軟化点を追跡し飽和した時点で、無水1,2,4-ベンゼント
リカルボン酸108gを加え、さらに反応させる。軟化点を
追跡し所望の温度に達した時点で反応を停止し、室温ま
で冷却してポリエステル（２）を得た。2) Toner Production Example 2 ... Toner (2) Neopentyl glycol 132 g, ethylene glycol 60 g
And 279 g of terephthalic acid are placed in a 4-neck round bottom flask in a 2 L container equipped with a thermometer, a stainless stirrer, a glass nitrogen introducing tube and a downflow condenser. Next, this flask is placed in a mantle heater, and nitrogen gas is introduced through a glass introduction tube to maintain the inside of the reactor in an inert atmosphere and raise the temperature. Add 1.5 g of dibutyltin oxide and add 5 at 170 ℃
After keeping the reaction for a while, continue the reaction at 210 ℃,
When the softening point was traced and saturated, 108 g of 1,2,4-benzenetricarboxylic acid anhydride was added and further reacted. The softening point was traced, the reaction was stopped when the desired temperature was reached, and the mixture was cooled to room temperature to obtain polyester (2).
【００４９】ポリエステル（２）100重量部とカーボン
ブラック7.5重量部、カルナバワックス２重量部および
エチレンビスステアロイルアマイド２重量部をヘンシェ
ルミキサーで混合後、２軸混練押出機で混練し、カッタ
ー式ミルで粗粉砕、ジェット式粉砕機で粉砕し、風力分
級機で分級して平均粒径8.5μmのトナーを得た。100 parts by weight of polyester (2), 7.5 parts by weight of carbon black, 2 parts by weight of carnauba wax and 2 parts by weight of ethylenebisstearoyl amide were mixed by a Henschel mixer, then kneaded by a twin-screw kneading extruder, and then by a cutter mill. Coarse crushing, crushing with a jet crusher, and classification with an air classifier gave a toner with an average particle size of 8.5 μm.
【００５０】該トナー100重量部とアンモニウム塩を官
能基として有するポリシロキサンで表面処理をした疎水
性シリカ1.0重量部、およびステアリン酸亜鉛0.2重量部
とをヘンシェルミキサーで混合し、トナー（２）を得
た。100 parts by weight of the toner, 1.0 part by weight of hydrophobic silica surface-treated with polysiloxane having an ammonium salt as a functional group, and 0.2 part by weight of zinc stearate were mixed with a Henschel mixer to prepare toner (2). Obtained.
【００５１】ｃ．実施例および比較例 キャリア（１）〜（３）及びトナー（１）〜（２）の組
み合わせにより、トナー濃度５wt％となるように混合し
て合計４種の現像剤（１）〜（４）を表１に示すように
調整した。C. Examples and Comparative Examples By combining carriers (1) to (3) and toners (1) to (2), a total of four types of developers (1) to (4) were mixed so as to have a toner concentration of 5 wt%. Was adjusted as shown in Table 1.
【００５２】次に、負帯電性有機光導電性感光体及びト
ナーリサイクル方式を搭載し、且つ現像剤の透磁率を測
定してトナー濃度を検出及び制御する方式を搭載した電
子写真複写機「Ｕ−Ｂｉｘ1112」（コニカ(株)製）改造
機を使用して、環境を変化させながら各々の現像剤につ
いて最高２万枚までの複写を行った。環境は温度20℃、
相対湿度60％の常温常湿環境下（以下「ＮＮ」とい
う。）、温度30℃、相対湿度80％の高温高湿環境下（以
下「ＨＨ」という。）、及び温度10℃、相対湿度２０％
の低温低湿環境下（以下「ＬＬ」という。）の３環境を
使用し、ＮＮ→ＨＨ→ＬＬ→ＮＮの順に各々５千枚複写
した。Next, an electrophotographic copying machine "U" equipped with a negatively chargeable organic photoconductive photosensitive member and a toner recycling system, and a system for measuring the magnetic permeability of the developer to detect and control the toner concentration. -Bix1112 "(manufactured by Konica Co., Ltd.) remodeling machine was used to copy up to 20,000 sheets of each developer while changing the environment. Environment temperature is 20 ℃,
Relative humidity 60% under normal temperature and normal humidity environment (hereinafter referred to as “NN”), temperature 30 ° C., relative humidity 80% under high temperature and high humidity environment (hereinafter referred to as “HH”), temperature 10 ° C., relative humidity 20 %
Using three environments of low temperature and low humidity (hereinafter referred to as "LL"), 5,000 sheets were copied in the order of NN → HH → LL → NN.
【００５３】「帯電量」は公知のブローオフ法により測
定したトナー１ｇ当りの摩擦帯電電荷量の値であり、
「最高濃度」は原画の最高濃度を1.3とした時の複写画
像の原画の最高濃度部分に対応する部分の画像濃度を相
対濃度により示し、「かぶり」は複写画像における原画
の白地部分に対応する部分の濃度を転写紙の白地部分を
０とした時の相対濃度で示した。「最高濃度」及び「か
ぶり」の測定は、「マクベス社、マクベス濃度計ＲＤ−
918」を用いて行った。The "charge amount" is a triboelectric charge amount value per 1 g of toner measured by a known blow-off method,
"Maximum density" indicates the image density of the part corresponding to the maximum density part of the original image of the copied image when the maximum density of the original image is 1.3, and "fog" corresponds to the white background part of the original image in the copied image. The density of the part is shown as a relative density when the white part of the transfer paper is 0. "Maximum density" and "fog" are measured by "Macbeth RD-
918 ”.
【００５４】上記測定方法においては、「最高濃度」が
1.2以上、「かぶり濃度」が0.01以下の範囲にある場合
に実用的であり、「最高濃度」が1.2未満、あるいは
「かぶり濃度」が0.01を越える場合には画像品質が不良
と判断される。In the above measuring method, the "maximum concentration" is
It is practical when the fog density is in the range of 1.2 or more and 0.01 or less, and the image quality is judged to be poor when the "maximum density" is less than 1.2 or the "fog density" exceeds 0.01.
【００５５】結果を表１，２，３に示す。The results are shown in Tables 1, 2, and 3.
【００５６】[0056]
【表１】 [Table 1]
【００５７】[0057]
【表２】 [Table 2]
【００５８】[0058]
【表３】 [Table 3]
【００５９】表２及び表３の結果より明らかなように、
本発明の現像剤は20000枚以上の実用耐久性を有するの
に対して、比較例の現像剤は本発明の現像剤に比較して
著しく実用耐久性に劣る。As is clear from the results of Tables 2 and 3,
While the developer of the present invention has a practical durability of 20,000 sheets or more, the developer of the comparative example is significantly inferior in practical durability as compared with the developer of the present invention.
【００６０】すなわち、本発明の現像剤を使用した場
合、トナーリサイクルを行ってもトナーとキャリアの摩
擦帯電性が環境に影響されずに長期に安定しており、現
像剤の透磁率を測定する事によりトナー濃度を安定に制
御する事が可能であり、従ってかぶりのない高画像濃度
の良好な可視画像を環境の変化に対しても安定に長期に
形成することができる。That is, when the developer of the present invention is used, the triboelectric chargeability of the toner and the carrier is stable for a long period of time without being affected by the environment even when the toner is recycled, and the magnetic permeability of the developer is measured. By doing so, the toner density can be controlled in a stable manner, so that a good visible image with a high image density without fog can be stably formed for a long period of time even with environmental changes.
【００６１】これに対して、比較用現像剤ではリサイク
ルトナーの摩擦帯電性が低いため、および現像剤の透磁
率を測定する事によりトナー濃度を安定に制御する事が
不可能であるため、かぶりが発生し、結局耐久性が得ら
れない。On the other hand, in the case of the comparative developer, since the triboelectric chargeability of the recycled toner is low and it is impossible to stably control the toner concentration by measuring the magnetic permeability of the developer, fogging is caused. Occurs and eventually durability cannot be obtained.
【００６２】[0062]
【発明の効果】現像剤の透磁率を測定してトナー濃度を
検出及び制御しながら、トナーリサイクルを行う画像形
成方法において、トナー濃度を適正に制御し、画像のか
ぶり、トナー飛散を発生しない現像剤を提供することが
できる。EFFECTS OF THE INVENTION In an image forming method in which toner is recycled while measuring the magnetic permeability of a developer and detecting and controlling the toner concentration, the toner concentration is appropriately controlled and the development does not cause image fogging or toner scattering. An agent can be provided.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小鶴 浩之 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Hiroyuki Kozuru 2970 Ishikawacho, Hachioji City, Tokyo Konica Stock Company
Claims (1)
検出及び制御しながら、静電荷像担持体上に形成された
静電潜像を現像し、且つ静電荷像担持体上に形成された
静電潜像を現像し、転写体に転写した後、静電荷像担持
体上に存したトナーを回収してトナー補給装置あるいは
現像装置に戻し、繰り返し使用する画像形成方法に使用
する少なくともトナーと磁性キャリアからなる現像剤に
おいて、該キャリアが磁性体粒子とフッ素化（メタ）ア
クリレート樹脂微粒子との混合物に繰り返し機械的衝撃
力を付与して、該フッ素化（メタ）アクリレート樹脂被
覆層を該磁性体粒子表面上に形成した樹脂被覆キャリア
であることを特徴とする静電荷像現像用２成分現像剤。1. An electrostatic latent image formed on an electrostatic charge image carrier is developed and formed on the electrostatic charge image carrier while measuring the magnetic permeability of a developer to detect and control the toner concentration. After the electrostatic latent image thus formed is developed and transferred to a transfer body, the toner existing on the electrostatic image carrier is collected and returned to the toner replenishing device or the developing device, and at least used for the image forming method repeatedly used. In a developer comprising a toner and a magnetic carrier, the carrier repeatedly applies a mechanical impact force to a mixture of magnetic particles and fluorinated (meth) acrylate resin fine particles to form a fluorinated (meth) acrylate resin coating layer. A two-component developer for developing an electrostatic charge image, which is a resin-coated carrier formed on the surface of the magnetic particles.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14504093A JP3643989B2 (en) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | Two-component developer for developing electrostatic images |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP14504093A Expired - Fee Related JP3643989B2 (en) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | Two-component developer for developing electrostatic images |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6904244B2 (en) | 2001-11-26 | 2005-06-07 | Ricoh Company, Ltd | Developing device for suppressing variations in bulk density of developer, and an image forming apparatus including the developing device |
| US8597866B2 (en) | 2009-03-10 | 2013-12-03 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method of producing a carrier for electrophotography and method of producing a developer for electrophotography |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP14504093A patent/JP3643989B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6904244B2 (en) | 2001-11-26 | 2005-06-07 | Ricoh Company, Ltd | Developing device for suppressing variations in bulk density of developer, and an image forming apparatus including the developing device |
| US7003235B2 (en) | 2001-11-26 | 2006-02-21 | Ricoh Company, Ltd. | Developing device for suppressing variations in bulk density of developer, and an image forming apparatus including the developing device |
| US8597866B2 (en) | 2009-03-10 | 2013-12-03 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method of producing a carrier for electrophotography and method of producing a developer for electrophotography |
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