JPS6345098B2 - - Google Patents

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JPS6345098B2
JPS6345098B2 JP54027325A JP2732579A JPS6345098B2 JP S6345098 B2 JPS6345098 B2 JP S6345098B2 JP 54027325 A JP54027325 A JP 54027325A JP 2732579 A JP2732579 A JP 2732579A JP S6345098 B2 JPS6345098 B2 JP S6345098B2
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JP
Japan
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magnetic
toner
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insulating
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Application number
JP54027325A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS55120056A (en
Inventor
Yasuo Mihashi
Hiroshi Fukumoto
Taku Hino
Masaki Uchama
Yoshio Takasu
Masashi Kiuchi
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to DE3008881A priority patent/DE3008881C2/en
Priority to DE3051020A priority patent/DE3051020C2/de
Priority to US06/128,859 priority patent/US4299900A/en
Publication of JPS55120056A publication Critical patent/JPS55120056A/en
Publication of JPS6345098B2 publication Critical patent/JPS6345098B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、電子写真法に適用する絶縁性磁性現
像剤に関する。 従来、電子写真法としては米国特許第2297691
号明細書、特公昭42−23910号公報及び特公昭43
−24748号公報等に記載されている如く、多数の
方法が知られているが、一般には光導電性物質を
利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像
を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像
し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転
写した後、加熱、圧力或いは溶剤蒸気などにより
定着し複写物を得るものである。 また、電気的潜像をトナーを用いて可視化する
方法も種々知られている。 例えば米国特許第2874063号明細書に記載され
ている磁気ブラシ法、同2618552号明細書に記載
されているカスケード現像法及び同2221776号明
細書に記載されている粉末雲法及びフアーブラシ
現像法、液体現像法等多数の現像法が知られてい
る。 これらの現像法に於て、特にトナー及びキヤリ
ヤーを主体とする現像剤を用いる磁気ブラシ法、
カスケード法、液体現像法などが広く実用化され
ている。これらに方法はいずれも比較的安定に良
画像の得られる優れた方法であるが、反面キヤリ
ヤーの劣化、トナーとキヤリヤーの混合比の変動
という2成分現像剤にまつわる共通の欠点を有す
る。 かかる欠点を回避するため、トナーのみよりな
る一成分現像剤を用いる現像方法が各種提案され
ているが、中でも、磁性を有するトナー粒子より
成る現像剤を用いる方法にすぐれたものが多い。 米国特許第3909258号明細書には電気的に導電
性を有する磁性トナーを用いて現像する方法が提
案されている。これは内部に磁性を有する円筒状
の導電性スリーブ上に導電性磁性現像剤を支持
し、これを静電像に接触せしめ現像するものであ
る。この際現像部においてトナー粒子により記録
体表面とスリーブ表面の間に導電路が形成され、
この導電路を経てスリーブよりトナー粒子に電荷
がみちびかれ、静電像の画像部との間のクーロン
力によりトナー粒子が画像部に付着し現像され
る。 この導電性磁性トナーを用いる現像方法は従来
の二成分現像方法にまつわる問題点を回避したす
ぐれた方法であるが、反面トナーが導電性である
ため、現像した画像を記録体から普通紙等の最終
的な支持部材へ静電的に転写する事が困難である
という欠点を有している。 静電的に転写をする事が可能な高抵抗の磁性ト
ナーを用いる現像方法として特開昭52−94140号
にはトナー粒子の誘電分極を利用した現像方法が
示されている。しかし、かかる方法は本質的に現
像速度がおそい、現像画像の濃度が十分に得られ
ない等の欠点を有しており実用上困難である。 高抵抗の磁性トナーを用いるその他の現像方法
として、トナー粒子相互の摩擦、トナー粒子とス
リーブ等との摩擦等によりトナー粒子を摩擦帯電
し、これを静電像保持部材に接触して現像する方
法が知られている。しかしこれらの方法は、トナ
ー粒子と摩擦部材との接触回数が少なく摩擦帯電
が不十分になり易い、帯電したトナー粒子はスリ
ーブとの間のクーロン力が強まりスリーブ上で凝
集し易い、等の欠点を有しており実用上困難であ
つた。 現在までに実用化されている一成分現像方法
は、前述の米国特許3909258号明細書に記載され
ている方法もしくはこれに準じた方法である。こ
の方法の実際面における特徴は、トナーが導電性
であること及びトナー中に磁性体が50wt%以上
含有されていることである。この2つの特徴は現
像工程においては長所であるが、前者は転写工程
において後者は定着工程において大きな欠点とな
つている。すなわち、トナーが導電性であるため
に前述したように静電転写が困難で抵抗をうまく
調節しても高湿時には著しく転写効率が落ちてし
まう。また、トナー中に磁性体が50wt%以上も
含まれているために、加熱加圧ローラーで、もし
くは加圧ローラーで定着する際多大のエネルギー
が必要である。つまり、トナー中に含まれる非溶
融物が多量になると、定着時にトナー粒子どうし
もしくはトナー粒子と紙などのトナー像支持部材
との密着が悪くなるために、多量の熱エネルギー
ないし多大の圧力を必要とするわけである。 本発明の目的は、前述の欠点を改良した現像方
法に適用される絶縁性磁性現像剤を提供すること
である。すなわち、本発明の目的は忠実性が高く
画質の安定した現像方法に適用される絶縁性磁性
現像剤を提供することである。さらには、地カブ
リ現象を除去し、画像部には均一で濃度が十分な
高解像力画像を与える現像方法に適用される絶縁
性磁性現像剤を提供することである。 すなわち、本発明は、静電像を表面に保持する
静電像保持体と、磁性トナーを含有する絶縁性磁
性現像剤を表面に担持する磁石を内包する現像剤
担体とを一定の間隙を設けて配置し、絶縁性磁性
現像剤を摩擦帯電し、摩擦電荷を有する該絶縁性
磁性現像剤を該現像剤担体に近接して配置されて
いる磁化可能な制限部材または磁性部材で該現像
剤担持体上に前記間隙よりも薄い厚さに担持さ
せ、該絶縁性磁性現像剤を磁界の作用下で前記静
電像保持体に転移させて現像するための絶縁性磁
性現像剤において、前記磁性現像剤が静電転写可
能な一成分絶縁性磁性現像剤であり、前記磁性ト
ナーが10〜50重量%の磁性粉を含有し且つ該磁性
トナーが結着物質として架橋されたスチレン系共
重合体を含有していることを特徴とする絶縁性磁
性現像剤に関する。 以下に本発明の一成分絶縁性磁性現像剤が適用
される現像方法について図面を参照しながら説明
する。 第1図は本発明に係る現像方法が適用可能な複
写装置又は記録装置の一例の概略的な構成を示す
ものであり、勿論これに限定されない。 1は静電像保持体に相当し、光静電層を含む感
光体ドラムであり、表面に絶縁層を有するもの或
は有しないもの、いずれも使用可能で勿論ドラム
状に限らずシート状、ベルト状のものも可能であ
る。2は周知の感光化帯電装置、3は原稿像、又
は光像、或は画像信号により変調された光ビーム
等を投影する光像照射装置である。これにより感
光体1に静電像を形成する。4は現像装置であ
り、現像剤担持体4aを有していて、これにより
感光体1上の静電像に従つたトナー粒子顕画像を
形成する。5は斯かるトナー像を転写材6に転写
する装置である。尚転写性向上のため転写前にあ
らかじめ顕画線にコロナ放電等により電荷を付与
する場合もある。又、感光体1上の静電像を一旦
別の像担持体に移つし、これを現像装置4により
顕画像とする、所謂静電像転写方式を採用するこ
とが可能である。7は、トナー像を被転写部材6
に定着するための定着装置であり、加圧もしくは
加熱加圧手段を有する少なくとも2本のローラー
から成つている。8は、転写後の感光体1上の残
留トナーを清掃除去し、感光体1の再使用のため
のクリーニング装置である。 以下に本発明の一成分絶縁性磁性現像剤が適用
される電子写真法の各工程について説明する。 まず、電気的潜像の形成工程について述べる。 電子写真感光体は、所定の特性を得るため、あ
るいは適用される電子写真プロセスの種類に応じ
て種々の構成をとるものである。電子写真感光体
の代表的なものとして、支持体上に光導電層が形
成されている感光体および表面に絶縁層を備えた
感光体があり、広く用いられている。支持体と光
電導層から構成される感光体は、最も一般的な電
子写真プロセスによる。即ち、帯電、画像露光お
よび現像、更に必要に応じて転写による画像形成
に用いられる。また、絶縁層を備えた感光体につ
いて、この絶縁層は、光導電層の保護、感光体の
機械的強度の改善、暗減衰特性の改善、または、
特定の電子写真プロセスに適用されるため(更に
は無公害化の為)、等の目的のために設けられる
ものである。このような絶縁層を有する感光体ま
たは、絶縁層を有する感光体を用いる電子写真プ
ロセスの例は、米国特許2860048号公報、特公昭
41−16429号公報、特公昭38−15446号公報、特公
昭46−3713号公報、特公昭42−19747号公報、特
公昭36−4121号公報、などに記載されている。特
に、代表的な特定の電子写真プロセスとしては、
帯電時に支持体側から電荷を注入させて絶縁層と
光導電層の間にまで電荷を移動させることを利用
したプロセスが挙げられる。このようなプロセス
としては、特公昭42−23910号公報、特公昭42−
24748号公報等に開示されているように、1次帯
電と逆極性の2次帯電若しくはAC除電と同時画
像露光および全面露光(全面露光は必要に応じて
省略される)によつて静電像を形成するプロセス
である。また、特公昭42−19748号公報、特公昭
44−13437号公報および特公昭49−44902号公報に
開示されているように、上記プロセスにおいて画
像露光は2次帯電又はAC除電の前若しくは後に
されてもよい。 電子写真感光体には所定の電子写真プロセスが
適用されて、静電像が形成され、この静電像は現
像されて可視化される。 その他の像保持部材の代表的ないくつかは次の
ような電子写真プロセスに用いられるものであ
る。 (1)特公昭32−7115号公報、特公昭32−8204号公
報、特公昭43−1559号公報に記載されているよう
に、電子写真感光体の繰返し使用性の改善の目的
で電子写真感光体に形成された静電像を他の保持
部材に転写して現像を行ない、次いでトナー画像
は転写部材に転写される。(2)または電子写真感光
体に形成された静電像に対応させて他の像保持部
材に静電像を形成させる他の電子写真プロセスと
して、例えば、特公昭45−30320号公報、特公昭
43−5063号公報、特開昭51−341号公報などに記
載されているように、多数の微細な開口を有する
スクリーン状の電子写真感光体に所定の電子写真
プロセスによつて静電像を形成し、この静電像を
介して他の像保持部材にコロナ帯電処理を行うこ
とによりコロナのイオン流を変調させて静電像を
他の像保持部材に形成させて、これをトナー現像
して転写部材に転写させて最終画像を形成するプ
ロセスが挙げられる。(3)また、他の電子写真プロ
セスによれば、(多)針電極に電気信号を印加し
て像保持部材表面に、電気信号に応じた静電像を
形成できるものであります。(1)〜(3)のような電子
写真プロセスに用いられる像保持部材は静電保持
面が絶縁性であればよく、光導電層を必要としな
い。このように、静電像が形成される像保持部材
としては電子写真感光体をはじめとして、一般に
表面絶縁性の各種の部材が用いられる。 次に本発明で用いる現像工程について説明す
る。第2図に本発明で用いる現像工程の1実施形
態が断面図で示される。同図において静電像保持
面1が矢印方向に動くと、多極永久磁石9は回転
しないように固定されているので、現像剤担体で
ある非磁性円筒4bを静電像保持面1と逆方向に
回転することにより、現像剤容器12から送られ
る一成分絶縁性磁性現像剤11を非磁性円筒面上
に塗布し、かつ円筒面とトナー粒子との摩擦によ
つて、トナー粒子に静電像電荷と逆極性の荷電を
与える。さらに鉄製のドクターブレード10を円
筒表面に近接して(間隔50μ〜500μ)、多極永久
磁石9の一つの磁極(図示ではS極)位置に対向
して配置することにより、トナー層の厚さを薄く
(30μ〜300μ)且つ均一に規制する。この円筒4
bの回転速度を調節することにより、現像剤層の
表層速度及び好ましくは内部速度が静電像保持面
の速度と実質的に等速、もしくはそれに近い速度
となるようにする。ドクターブレード10として
鉄のかわりに永久磁石の如き磁性制限部材を用い
て対向磁極を形成してもよい。また、現像部にお
いて、現像剤担体と静電像保持面との間で交流バ
イアスを印加してもよい。 以上の如く、この現像工程においては一成分磁
性現像剤を現像剤担体上に安定に保持する為に、
多極永久磁石9を内包する非磁性円筒4bを用い
た。また、現像剤層を薄く均一に形成する為に、
円筒4b表面に近接して磁性体薄板もしくは永久
磁石によるドクターブレード10を配置した。こ
のように磁性体のドクターブレードを用いると、
現像剤担体に内包された永久磁石の磁極との間に
対向磁極が形成され、ドクターブレードと現像剤
担体間でトナー粒子鎖を強制的に立ち上がせるこ
とになり、現像剤担体上の他の部分、例えば静電
像面に相対する部分の現像剤層を薄く規制するの
は有利である。さらにそのような強制的運動を現
像剤に与えることにより現像剤層はより均一にな
りよつて非磁性体ドクターブレードでは実現でき
なかつた薄く且つ均一なトナー層形成が達せられ
る。 前述したように現在までに実用化されている米
国特許3909258号明細書に記載された方法ではト
ナー粒子と現像装置内の永久磁石との間の磁気的
拘束力のみに基づいて、トナー粒子をスリーブ表
面に保持しかつ現像部へ搬送するためにトナー中
の磁性粉の量は50wt%以上にせざるを得なかつ
たのである。もしくは永久磁石の磁場をきわめて
強力にすればトナー中の磁性粉の量を減らすこと
は可能であるが、それでは現像装置が大型化し、
かつコストも高くなるために実際上は不可能であ
つた。しかるに本発明の方法では、トナー粒子と
現像装置内の永久磁石との間に働らく磁気的拘束
力及びトナー粒子とスリーブ表面との摩擦に基づ
く電気的吸引力によりトナーを保持しかつ搬送す
るのでトナー中の磁性体量を少なくすることが可
能なのである。また一方、本発明の方法ではトナ
ー粒子の有する電荷量は、前述の米国特許
3909258号明細書に記載された方法に比べて小さ
くなるために、通常使われるスリーブ表面磁束密
度が600〜1300ガウス程度の領域では、トナー中
の磁性粉の量は10〜50重量%好ましくは15〜35重
量%でないと、現像剤層が静電像に近接したとき
にトナー粒子を保持する磁力に打勝つて潜像面へ
転移することができない。 本発明の係る現像現象は、静電像保持面の非画
像部に於いて現像剤層は非接触に保たれ、画像部
においては現像剤が静電像保持面に転移するよう
に現像剤層を形成し、それにて現像するものであ
る。ここに言う静電像保持面の画像部とは、現像
時にトナー粒子に付着すべき部分であり、又非画
像部とはトナー粒子が付着してはならない他の部
分を言う。転移に際し、画像部に対応する現像剤
層は電界の吸引作用をうけて電界方向に厚みを増
大し、且つ磁界が作用してこの部分のトナー、磁
極位置ではその穂が伸びるごとく起立成長する
(以下この現象を「トナー伸長」現象と呼び)も
のであるから、現像剤層表層と静電像保持面が近
接する場合に、このトナー伸長部分が直接静電像
保持面の画像部と接触し、現像剤担体と静電像保
持面が互いに離間される時に、トナーが静電像保
持面に残り現像を完了する。この方法は、所謂接
触現像方法や或は従来のジヤンピング現像とは異
なり、現像時磁界下において非画像部における現
像剤の現像接触が実質的に回避されており、画像
部には上述のトナー伸長現象により接触する現象
による現像が行なわれるものと考えられる。現像
剤層表層と静電像保持面との間隙が上記のものよ
り大きい場合には、前述のごとくトナーが伸長す
る現象による現像状態に加えて、伸長するも静電
像保持面には末だ接触していないトナーも電界中
を起立し且つその穂の先端部分がちぎれる如く飛
翔して静電像保持面に達する現像による現像状態
も生じるものと考えられる。 勿して、本発明は、静電像保体面と現像剤担体
との間隙に応じて上述のトナー伸長現像及びこれ
に併存する飛翔現象が加わつた現像が実施でき
る。このように、静電像保持面の画像部にて現像
剤層が起立成長して静電像保持面と直接接触して
現像するトナー伸長現象を利用することにより、
現像間隙中を飛翔するトナー量を少くし、もつて
この間隙中を流れる気流、トナー自身の重力、静
電像保持面や現像剤担体の振動による影響を受け
ることが極めて少くなるようにできるので、忠実
な画像再現性と地カブリの全くない優秀な画質の
顕画像を得るもので、各部分の間隙寸法をこの条
件に適合すべく設定すると良好なものである。こ
のようにトナー伸長を充分に保証するためには、
現像剤表層(起立成長しない非画像部での)と静
電像保持面との間隙を現像剤層の厚みの3倍以下
に押えることである。又、上述のトナー伸長を主
体とし、トナーの飛翔をも併存可能とする現像の
ために許容される条件としては、上記の間隙を現
像剤層の厚みの10倍以下にするものである。 実験並びに上述した考察を含む理論的解析によ
ると現像剤担体と静電像保持面との間の現像部に
おける間隙Dは50μ≦D≦500μが好ましい。上限
の値は、市販の最小活字にて印刷された細字
(100μ)を解像力良く現像するため求められた値
で、下限は、現像剤層の厚みに関連して求められ
た適正値である。そして現像剤担体上に担持され
る現像剤層の厚みaは、実験によれば30μ≦a≦
300μ程度の薄層が好ましいものであつた。現像
時には、斯かる現像剤層は磁界の介在によつて穂
立つが、その高さは前述の通り現像剤層の厚みの
3倍程度と考えられるから、現像剤表層が静電像
保持面に到達するには、現像剤表層と該静電像保
持面との間隙bをb≦300μとする必要がある。
尚、一般にはb≧a/5とすると良い結果が得られ た。 以上に説明した如く、本発明に係る電子写真法
に於ける現像工程で、トナーはスリーブ表面と適
正な摩擦電荷を発生し、且つ適正な磁気メーモン
トを有することが必要である。即ち、トナーはス
リーブ表面に薄く塗布された後、静電潜像の電界
下に搬送された時、十分な摩擦電荷を有していな
い場合は、現像濃度が低下し、又、適正な磁気メ
ーモントを有していない場合は、地カブリの原因
となる。 因みに、詳細は後述するが、磁性粉の含有量を
0乃至70wt%の間で変化させたトナーを製造し、
その摩擦電荷量および画像濃度を検定した結果を
第3図および第4図に示す。第4図でL1は最高
濃度、L2はカブリ濃度を示す曲線。第3図から
明確な様に、磁性粉の含有量が50wt%を越える
場合、摩擦電荷が著るしく減少し、この時画像濃
度も実用レベル以下に低下する。この事は使用し
た磁性粉(マグネタイト)の電気抵抗が低く、適
正な摩擦電荷の発生を阻害すると推定される。
又、第4図からわかるように磁性粉の含有量が
10wt%以下ではトナーは、スリーブ磁場での磁
気的拘束力が小さく、磁気ブラシの伸長が不規則
で非画像面へもトナーの飛翔がじるため、地カブ
リの大きい不鮮明な画像となる。 粉像を被転写部材に転写する工程については、
静電転写方式が好ましく、コロナ転写方式、ロー
ラー転写方式などを用いることができる。さらに
転写された粉像を定着する工程については、加熱
定着、加圧定着などが用いられる。 本発明において使用する現像剤は、結着物質と
磁性粉と添加剤とから成つている。 結着物質としては、後述するようなオイル塗布
する加圧加熱ローラー定着装置を使用する場合に
は、公知のあらゆるトナー用結着物質の使用が可
能で、例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロル
スチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及
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−ビニルトルエン共
重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、
スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレ
ン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−
α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレ
ン−アクリルニトリル共重合体、スチレン−ビニ
ルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエ
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−
アクリロニトリル−インデン共重合体などのスチ
レン系共重合体、ポリ塩化ビニル、フエノール樹
脂、天然樹脂変性フエノール樹脂、天然樹脂変性
マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹
脂、ポリ酢酸ビニール、シリコーン樹脂、ポリエ
ステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フ
ラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビ
ニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデ
ン樹脂、石油系樹脂、などが使用できる。 オイルを塗布しない加熱加圧ローラーを定着方
式においてはトナー像支持体部材上のトナー像の
一部がローラーに転移するいはゆるオフセツト現
像及びトナー像支持部材に対するトナーの密着性
が重要な問題である。より少ない熱エネルギーで
定着するトナーは通常保存中もしくは現像器中で
ブロツキングもしくはケーキングし易い性質があ
るので、同時にこれらの問題も考慮しなければな
らない。これらの現象にはトナー中の結着物質の
物性が最も大きく関与しているが本発明者らの研
究によればトナー中の磁性体の含有量を減らすと
定着時に前述したようにトナー像支持部材に対す
るトナーの密着性は良くなるが、オフセツトが起
こり易くなりまたブロツキングもしくはケーキン
グも生じ易くなる。それゆえ、本発明においてオ
イルを塗布しない加熱加圧ローラー定着方式を用
いる時には結着物質の選択がより重要である。 好ましい結着物質としては架橋されたスチレン
系共重合体がある。このスチレン系共重合体のコ
モノマーとしては、例えば、アクリル酸、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、
アクリル酸フエニル、メタクリル酸、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブ
チル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリ
ル、メタクリルニトリル、アクリルアミドなどの
ような二重結合を有するモノカルボン酸もしくは
その置換体、例えば、マレイン酸、マレイン酸ブ
チル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルな
どのような二重結合を有するジカルボン酸及びそ
の置換体、例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、安息
香酸ビニルなどのようなビニルエステル類、例え
ばエチレン、プロピレン、ブチレンなどのような
エチレン系オレフイ類、例えばビニルメチルケト
ン、ビニルヘキシルケトンなどのようなビニルケ
トン類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエ
チルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどの
ようなビニルエーテル類等のビニル単量体が単独
もしくは2つ以上用いられる。また架橋剤として
は、主として2個以上の重合可能な二重結合を有
する化合物が用いられ、例えば、ジビニルベンゼ
ン、ジビニルナフタレンなどのような芳香族ジビ
ニル化合物、例えばエチレングリコールジアクリ
レート、エチレングリコールジメタクリレート、
1.3−ブタンジオールジメタクリレートなどのよ
うな二重結合を2個有するカルボン酸エステルジ
ビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルス
ルフイド、ジビニルスルホンなどのジビニル化合
物及び3個以上のビニル基を含有する化合物が単
独もしくは混合物として用いられる。また、加圧
定着方式を用いる場合には、公知の圧力定着性ト
ナー用結着樹脂の使用が可能であり、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリメチレン、ポリ
ウレタンエラストマー、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、アイオノマー樹脂、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、線状飽
和ポリエステルなどがある。 本発明で使用する磁性粉としては強磁性の元素
及びこれらを含む合金、化合物などであり、マグ
ネタイト、ヘマタイト、フエライトなどの鉄、コ
バルト、ニツケル、マンガンなどの合金や化合
物、その他の強磁性合金など従来より磁性材料と
して知られているものがある。通常使用する磁性
粉の大きさとしては平均粒径0.1〜5μ、好ましく
は0.1〜1μが良い。 さらに本発明に使用する添加剤としては、荷電
制御、着色、調色、流動性付与等の目的で加えら
れるものであり、カーボンブラツク、各種染顔
料、疎水性コロイド状シリカ微粉末、可塑剤など
がある。 ここで用いられるトナー粒子の粒度分布は、5
〜20μの粒径のトナーを主体とし、20〜35μの粒
径のトナーを10〜50重量%(より好ましくは10〜
35重量%)、5μ以下の粒径のトナーを1重量%以
下(より好ましくは0.5重量%以下)、35μを越え
る大きさのトナー粒子は10重量%以下(より好ま
しくは6重量%以下)とするのが良い。粒度分布
をこのように設定することにより、湿度の変化に
もかかわらず安定した良好な画像が得られ、多数
枚の複写を行なつてトナー粒子の粒度分布は一定
に保たれ、安定した現像を行なうことができる。
このような粒度分布を得る為には、トナー粒子製
造工程中で、粉砕及び分級をコントロールすれば
良い。 米国特許3909258号明細書に記載された方法は、
ZnO紙を用いて潜像形成し、それを導電性トナー
を用いて現像し、導電性トナーを使用しているた
めに転写を行なわずに、定着工程ではZnO紙を用
いるために加圧定着方式を用いるというシステム
の採用によつて実用化された。これは現像のメリ
ツトを生かし、デメリツトを各工程で補うような
完結したシステムを生み出したために成功したも
のである。これに対して本発明の方法は、絶縁性
磁性トナーをスリーブ上にきわめて薄く塗布しト
ナーに摩擦電荷を持たせて現像することによつ
て、カブリのない解像度の高い現像画像を得、ト
ナーが絶縁性であるために静電転写が可能とな
り、さらに本発明の現像工程によつて従来の方法
に比べてトナー中の磁性体量を減らすことが出
来、それによつて普通紙等の被転写部材へのロー
ラー定着が可能となつたものである。本発明の電
子写真法に於てトナー中の磁性粉の含有量を10乃
至50wt%に限定して適正である事は以上の説明
で明らかであるが、更に、次に示す実施例でより
明白である。 実施例 1 架橋されたスチレン−アクリル酸ブチル共重合
体70重量部、磁性粉(マグネタイト・平均粒径
0.25μ)30重量部、含金染料(商品名、ザポンフ
アーストブラツクB、BASF製)2重量部をボー
ルミルを用いて混合し、ロールミルにて溶融混練
する。冷却後ハンマーミルにて粗粉砕し、次いで
超音速ジエツト粉砕機にて微粉砕する。得られた
粉体を分級して1〜40μをトナーとした。このと
きの粒度分布は5μ以下の粒子約0.2重量%、20〜
35μの粒子約20重量%、35μを越える粒子約3%
であつた。このトナー100重量部に疎水性コロイ
ド状シリカ0.3重量部を加え現像剤とした。この
現像剤を用いて画出しを行なつた。 ポリエステル樹脂から成る絶縁層、CdSとアク
リル樹脂とから成る感光層及び導電性基板の3層
より成る感光ドラムの絶縁層表面にドラムの線表
面速度168mm/secで+6KVのコロナ放電により
一様に帯電を行ない、次いで原画像照射と同時に
7KVの交流コロナ放電を行なつた後全面一様に
露光し、感光体表面に潜像を形成する。第2図に
示すようなスリーブ径50mm、スリーブ表面磁束密
度700ガウス、鉄製穂切りブレード−アルミニウ
ム製スリーブ間距離0.1mmの現像器を絶縁層表面
とスリーブ表面間距離0.15mmに設定して前記現像
剤を用いて現像し次いで転写紙の背面より+
7KVの直流コロナを照射しつつ粉像を転写し、
市販の乾式電子写真複写機NP5000の定着器(表
面にシリコンオイルを塗布しないシリコンゴム製
熱ローラー定着器)を用いて定着したところ、カ
ブリのない解像度の高い画像が得られ、オフセツ
トは見られなかつた。スリーブ上のトナー層の厚
みは約70μだつた。 実施例 2 鉄ブレードを磁石に変えることを除いては実施
例1と同様に行なつたところ、実施例1とほぼ同
様な結果が得られた。 実施例 3 ポリスチレン75重量部、磁性粉(フエライト・
平均粒径0.53μ)25重量部、含金染料2重量部か
らなるトナーを用いること、及び市販の乾式電子
写真複写機NP−5500の定着器(表面にシリコン
オイルを塗布するシリコンゴム製熱ローラー定着
器)を用いて定着することを除いては実施例1と
同様に行なつたところ実施例1とほぼ同様な結果
が得られた。 実施例 4 ポリエチレン40重量部、スチレン−ブタジエン
共重合体25重量部、磁性粉(針状マグネタイト.
平均粒径0.35μ軸比8/1)35重量部からなるト
ナーを用いること及び金属性の2本ローラーから
成る定着器を用いて25Kg/cmの圧力で定着するこ
とを除いては実施例1とほぼ同様に行なつた。カ
ブリのない鮮明な画像が得られた。又、定着性も
秀れていた。 実施例 5 スリーブ表面−ブレード間距離を200μ、スリ
ーブ表面−感光ドラム表面間距離を300μ及び現
像部のスリーブ表面に200Hz、500Vの交流バイア
スを印加することを除いては実施例1とほぼ同様
に行なつたところ、実施例1と同様の結果が得ら
れた。トナー層の厚みは約120μだつた。 実施例 6 実施例1においてスチレン・アクリル酸ブチル
共重合体80重量部、磁性粉を20重量部にして行な
つたところ、実施例1と同様の結果が得られた。 実施例 7 第1表に示す如く、磁性粉(マグネタイト戸田
工業製EPT−1000)の添加量の異なるトナーを
実施例1と同様にして作成した。
The present invention relates to an insulating magnetic developer applied to electrophotography. Conventionally, as an electrophotographic method, U.S. Patent No. 2297691
Specification of No. 42-23910 and Special Publication No. 1973
Many methods are known, as described in Japanese Patent No. 24748, etc., but in general, a photoconductive substance is used to form an electrical latent image on a photoreceptor by various means, and then the A latent image is developed using toner, and after the toner image is transferred to a transfer material such as paper as necessary, it is fixed by heat, pressure, solvent vapor, etc. to obtain a copy. Various methods are also known for visualizing electrical latent images using toner. For example, the magnetic brush method described in U.S. Pat. No. 2,874,063, the cascade development method described in U.S. Pat. Many developing methods are known, such as the developing method. Among these developing methods, in particular, a magnetic brush method using a developer mainly consisting of toner and carrier,
Cascade method, liquid development method, etc. are widely put into practical use. All of these methods are excellent methods in which good images can be obtained relatively stably, but on the other hand, they have common drawbacks associated with two-component developers, such as deterioration of the carrier and fluctuations in the mixing ratio of toner and carrier. In order to avoid such drawbacks, various development methods using a one-component developer made only of toner have been proposed, among which many methods are superior to methods using a developer made of magnetic toner particles. US Pat. No. 3,909,258 proposes a developing method using an electrically conductive magnetic toner. In this system, a conductive magnetic developer is supported on a cylindrical conductive sleeve having magnetism inside, and is brought into contact with an electrostatic image to develop it. At this time, a conductive path is formed between the recording body surface and the sleeve surface by toner particles in the developing section.
An electric charge is applied to the toner particles from the sleeve through this conductive path, and the toner particles adhere to the image area due to the Coulomb force between the sleeve and the image area of the electrostatic image and are developed. This developing method using conductive magnetic toner is an excellent method that avoids the problems associated with conventional two-component developing methods, but on the other hand, because the toner is conductive, the developed image can be transferred from the recording medium to the final product such as plain paper. It has the disadvantage that it is difficult to electrostatically transfer it to a permanent support member. As a developing method using a high-resistance magnetic toner that can be electrostatically transferred, JP-A-52-94140 discloses a developing method that utilizes dielectric polarization of toner particles. However, such a method has drawbacks such as an inherently slow development speed and an inability to obtain a developed image with sufficient density, making it difficult in practice. Another developing method using high-resistance magnetic toner is a method in which the toner particles are triboelectrified by friction between the toner particles or friction between the toner particles and a sleeve, etc., and the toner particles are brought into contact with an electrostatic image holding member for development. It has been known. However, these methods have drawbacks such as the small number of times the toner particles come into contact with the friction member, which tends to result in insufficient triboelectric charging, and the Coulomb force between the charged toner particles and the sleeve increases, making them apt to aggregate on the sleeve. This was difficult in practice. The one-component developing method that has been put into practical use to date is the method described in the above-mentioned US Pat. No. 3,909,258 or a method similar thereto. The practical characteristics of this method are that the toner is electrically conductive and that the toner contains 50 wt % or more of magnetic material. These two characteristics are advantages in the developing process, but the former is a major disadvantage in the transfer process, and the latter is a major disadvantage in the fixing process. That is, since the toner is conductive, electrostatic transfer is difficult as described above, and even if the resistance is well adjusted, the transfer efficiency will drop significantly at high humidity. Furthermore, since the toner contains 50 wt % or more of magnetic material, a large amount of energy is required when fixing with a heating pressure roller or a pressure roller. In other words, if a large amount of non-meltable matter is contained in the toner, the adhesion between toner particles or between toner particles and a toner image supporting member such as paper becomes poor during fixing, requiring a large amount of thermal energy or pressure. That is to say. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an insulating magnetic developer applicable to a developing method that improves the above-mentioned drawbacks. That is, an object of the present invention is to provide an insulating magnetic developer that can be applied to a developing method with high fidelity and stable image quality. Another object of the present invention is to provide an insulating magnetic developer that can be applied to a developing method that eliminates the background fog phenomenon and provides a high-resolution image that is uniform and has sufficient density in the image area. That is, in the present invention, an electrostatic image holder that holds an electrostatic image on its surface and a developer carrier that includes a magnet that supports an insulating magnetic developer containing magnetic toner on its surface are separated by a certain gap. The insulating magnetic developer is triboelectrically charged, and the insulating magnetic developer having the triboelectric charge is supported by a magnetizable limiting member or a magnetic member disposed close to the developer carrier. The insulating magnetic developer is supported on a body to a thickness thinner than the gap, and the insulating magnetic developer is transferred to the electrostatic image holder under the action of a magnetic field for development. The agent is a one-component insulating magnetic developer capable of electrostatic transfer, and the magnetic toner contains 10 to 50% by weight of magnetic powder, and the magnetic toner is a crosslinked styrene copolymer as a binding substance. An insulating magnetic developer characterized by containing: A developing method to which the one-component insulating magnetic developer of the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of a copying device or a recording device to which the developing method according to the present invention can be applied, but the present invention is not limited thereto. Reference numeral 1 corresponds to an electrostatic image carrier, and is a photosensitive drum containing a photoelectrostatic layer, and any type with or without an insulating layer on the surface can be used. A belt-shaped one is also possible. Reference numeral 2 represents a known photosensitive charging device, and 3 represents a light image irradiation device that projects an original image, a light image, or a light beam modulated by an image signal. As a result, an electrostatic image is formed on the photoreceptor 1. A developing device 4 has a developer carrier 4a, and forms a toner particle visual image in accordance with the electrostatic image on the photoreceptor 1. 5 is a device for transferring the toner image onto a transfer material 6. In order to improve transferability, the image line may be charged in advance by corona discharge or the like before transfer. Furthermore, it is possible to adopt a so-called electrostatic image transfer method in which the electrostatic image on the photoreceptor 1 is temporarily transferred to another image carrier and then converted into a visible image by the developing device 4. 7, the toner image is transferred to a member 6;
This is a fixing device for fixing images on a paper, and is composed of at least two rollers having pressure or heating pressure means. Reference numeral 8 denotes a cleaning device for cleaning and removing residual toner on the photoreceptor 1 after transfer, so that the photoreceptor 1 can be reused. Each step of the electrophotographic method to which the one-component insulating magnetic developer of the present invention is applied will be described below. First, the process of forming an electrical latent image will be described. Electrophotographic photoreceptors have various configurations in order to obtain predetermined characteristics or depending on the type of electrophotographic process to which they are applied. 2. Description of the Related Art As typical electrophotographic photoreceptors, there are photoreceptors having a photoconductive layer formed on a support and photoreceptors having an insulating layer on the surface, which are widely used. The photoreceptor, which is composed of a support and a photoconductive layer, is produced by the most common electrophotographic process. That is, it is used for charging, image exposure, development, and, if necessary, image formation by transfer. In addition, for photoreceptors equipped with an insulating layer, this insulating layer protects the photoconductive layer, improves the mechanical strength of the photoreceptor, improves dark decay characteristics, or
It is provided for the purpose of application to a specific electrophotographic process (furthermore, to eliminate pollution). Examples of such a photoreceptor having an insulating layer or an electrophotographic process using a photoreceptor having an insulating layer are disclosed in U.S. Pat.
They are described in Japanese Patent Publication No. 41-16429, Japanese Patent Publication No. 38-15446, Japanese Patent Publication No. 3713-1971, Japanese Patent Publication No. 19747-1974, Japanese Patent Publication No. 4121-1974, and the like. In particular, typical specific electrophotographic processes include:
Examples include a process that utilizes injecting charges from the support side during charging and moving the charges between the insulating layer and the photoconductive layer. Such a process is described in Japanese Patent Publication No. 42-23910 and Japanese Patent Publication No. 42-23910
As disclosed in Publication No. 24748, etc., an electrostatic image is created by secondary charging with a polarity opposite to that of the primary charging, or by AC neutralization, simultaneous image exposure, and full-face exposure (full-face exposure may be omitted as necessary). It is the process of forming Also, Tokuko Sho No. 42-19748, Tokuko Sho
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 44-13437 and Japanese Patent Publication No. 49-44902, image exposure may be performed before or after secondary charging or AC neutralization in the above process. A predetermined electrophotographic process is applied to the electrophotographic photoreceptor to form an electrostatic image, and this electrostatic image is developed and made visible. Some typical other image holding members are those used in the following electrophotographic process. (1) As described in Japanese Patent Publication No. 32-7115, Japanese Patent Publication No. 8204, and Japanese Patent Publication No. 43-1559, the electrophotographic The electrostatic image formed on the body is transferred to another holding member for development, and then the toner image is transferred to the transfer member. (2) Or as another electrophotographic process in which an electrostatic image is formed on another image holding member in correspondence with the electrostatic image formed on the electrophotographic photoreceptor, for example, Japanese Patent Publication No. 45-30320,
As described in Japanese Patent Application Laid-open No. 43-5063 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-341, an electrostatic image is formed on a screen-shaped electrophotographic photoreceptor having many minute openings by a predetermined electrophotographic process. This electrostatic image is then used to perform corona charging on another image holding member, thereby modulating the ion flow of the corona to form an electrostatic image on the other image holding member, which is then developed with toner. Examples include a process of transferring the image to a transfer member to form a final image. (3) Also, according to other electrophotographic processes, it is possible to apply electrical signals to (multiple) needle electrodes and form an electrostatic image on the surface of the image holding member according to the electrical signals. Image holding members used in electrophotographic processes such as (1) to (3) need only have an insulating electrostatic holding surface and do not require a photoconductive layer. As described above, various types of surface insulating members are generally used as image holding members on which electrostatic images are formed, including electrophotographic photoreceptors. Next, the developing process used in the present invention will be explained. FIG. 2 shows a cross-sectional view of one embodiment of the developing process used in the present invention. In the figure, when the electrostatic image holding surface 1 moves in the direction of the arrow, the multipolar permanent magnet 9 is fixed so as not to rotate. By rotating in the direction, the one-component insulating magnetic developer 11 sent from the developer container 12 is coated on the non-magnetic cylindrical surface, and the friction between the cylindrical surface and the toner particles causes electrostatic charge to be applied to the toner particles. Gives a charge of opposite polarity to the image charge. Furthermore, by arranging the iron doctor blade 10 close to the cylindrical surface (with an interval of 50 μm to 500 μm) and facing one magnetic pole (S pole in the figure) of the multipolar permanent magnet 9, the thickness of the toner layer can be reduced. Regulate thinly (30μ to 300μ) and uniformly. This cylinder 4
By adjusting the rotational speed of b, the surface speed and preferably the internal speed of the developer layer are made to be substantially equal to or close to the speed of the electrostatic image holding surface. Instead of iron as the doctor blade 10, a magnetic limiting member such as a permanent magnet may be used to form the opposing magnetic poles. Further, in the developing section, an alternating current bias may be applied between the developer carrier and the electrostatic image holding surface. As mentioned above, in this development process, in order to stably hold the one-component magnetic developer on the developer carrier,
A nonmagnetic cylinder 4b containing a multipolar permanent magnet 9 was used. In addition, in order to form a thin and uniform developer layer,
A doctor blade 10 made of a magnetic thin plate or a permanent magnet was placed close to the surface of the cylinder 4b. Using a magnetic doctor blade in this way,
Opposing magnetic poles are formed between the magnetic poles of the permanent magnet contained in the developer carrier, and the toner particle chains are forcibly raised between the doctor blade and the developer carrier, causing other particles on the developer carrier to stand up. It is advantageous to keep the developer layer thin in that area, for example in the area facing the electrostatic image surface. Further, by imparting such forced movement to the developer, the developer layer becomes more uniform, thereby achieving a thin and uniform toner layer formation that could not be achieved with a non-magnetic doctor blade. As mentioned above, the method described in U.S. Pat. No. 3,909,258, which has been put into practical use up to now, is based only on the magnetic binding force between the toner particles and the permanent magnet in the developing device. In order to retain the magnetic powder on the surface and transport it to the developing section, the amount of magnetic powder in the toner had to be 50 wt% or more. Alternatively, it is possible to reduce the amount of magnetic powder in the toner by making the magnetic field of the permanent magnet extremely strong, but this would require a larger developing device.
In addition, the cost would be high, making it practically impossible. However, in the method of the present invention, the toner is held and transported by the magnetic binding force acting between the toner particles and the permanent magnet in the developing device and the electric attraction force based on the friction between the toner particles and the sleeve surface. It is possible to reduce the amount of magnetic material in the toner. On the other hand, in the method of the present invention, the amount of charge possessed by toner particles is
In order to be smaller than the method described in No. 3909258, in the range where the sleeve surface magnetic flux density that is commonly used is about 600 to 1300 Gauss, the amount of magnetic powder in the toner is 10 to 50% by weight, preferably 15 If it is less than 35% by weight, when the developer layer approaches the electrostatic image, it will not be able to overcome the magnetic force that holds the toner particles and transfer them to the latent image surface. The development phenomenon according to the present invention is such that in the non-image area of the electrostatic image holding surface, the developer layer is maintained in a non-contact manner, and in the image area, the developer layer is maintained in such a way that the developer is transferred to the electrostatic image holding surface. is formed and developed using it. The image area of the electrostatic image holding surface referred to herein refers to the area to which toner particles should adhere during development, and the non-image area refers to other areas to which toner particles should not adhere. During the transfer, the developer layer corresponding to the image area increases in thickness in the direction of the electric field due to the attraction of the electric field, and as a result of the action of the magnetic field, the toner in this area grows upright at the magnetic pole position, like an elongated spike. This phenomenon is hereinafter referred to as the "toner elongation" phenomenon. Therefore, when the surface layer of the developer layer and the electrostatic image holding surface are close to each other, this toner elongated portion directly contacts the image area of the electrostatic image holding surface. When the developer carrier and the electrostatic image holding surface are separated from each other, the toner remains on the electrostatic image holding surface and development is completed. Unlike the so-called contact development method or conventional jumping development, this method substantially avoids developer contact in non-image areas under a magnetic field during development, and the above-mentioned toner elongation occurs in image areas. It is thought that development is carried out by the phenomenon of contact. If the gap between the surface layer of the developer layer and the electrostatic image holding surface is larger than the above, in addition to the development state due to the phenomenon of toner elongation as described above, there is also a problem that the electrostatic image holding surface will not be able to reach the electrostatic image holding surface even though it is elongated. It is thought that a developing state occurs in which the toner that is not in contact also stands up in the electric field and flies as if the tips of its spikes are torn off and reaches the electrostatic image holding surface. Of course, the present invention can carry out the above-described toner elongation development and development in which the toner flying phenomenon is added thereto, depending on the gap between the electrostatic image carrier surface and the developer carrier. In this way, by utilizing the toner elongation phenomenon in which the developer layer stands up and grows in the image area of the electrostatic image holding surface and develops by directly contacting the electrostatic image holding surface,
By reducing the amount of toner flying through the development gap, the influence of the airflow flowing through the gap, the gravity of the toner itself, and vibrations of the electrostatic image holding surface and developer carrier can be minimized. , it is possible to obtain an excellent image quality with faithful image reproducibility and no background fog, and it is good if the gap size of each part is set to meet this condition. In order to ensure sufficient toner expansion in this way,
The purpose is to suppress the gap between the developer surface layer (in the non-image area where no upright growth occurs) and the electrostatic image holding surface to 3 times or less the thickness of the developer layer. Further, as an acceptable condition for development which mainly involves the above-mentioned toner elongation and also allows toner flying, the above-mentioned gap should be 10 times or less the thickness of the developer layer. According to experiments and theoretical analysis including the above-mentioned considerations, the gap D in the developing section between the developer carrier and the electrostatic image holding surface is preferably 50μ≦D≦500μ. The upper limit value is a value determined to develop fine characters (100μ) printed with the smallest commercially available typeface with good resolution, and the lower limit is an appropriate value determined in relation to the thickness of the developer layer. According to experiments, the thickness a of the developer layer supported on the developer carrier is 30μ≦a≦
A thin layer of about 300μ was preferred. During development, the developer layer stands up due to the intervention of a magnetic field, and as mentioned above, the height of the developer layer is thought to be about three times the thickness of the developer layer, so the surface layer of the developer is placed on the electrostatic image holding surface. To achieve this, the gap b between the developer surface layer and the electrostatic image holding surface must be set to b≦300μ.
In general, good results were obtained when b≧a/5. As explained above, in the developing process in the electrophotographic method according to the present invention, it is necessary for the toner to generate an appropriate frictional charge with the sleeve surface and to have an appropriate magnetic component. That is, when the toner is thinly applied to the sleeve surface and then conveyed under the electric field of the electrostatic latent image, if it does not have sufficient triboelectric charge, the developed density will decrease and the magnetic medium will not be properly applied. If it does not have this, it may cause ground fog. Incidentally, although the details will be described later, toners with varying magnetic powder content between 0 and 70 wt% are produced,
The results of testing the amount of frictional charge and image density are shown in FIGS. 3 and 4. In Fig. 4, L1 is the maximum density, and L2 is the curve showing the fog density. As is clear from FIG. 3, when the content of magnetic powder exceeds 50 wt%, the triboelectric charge decreases significantly, and at this time, the image density also decreases below a practical level. This is presumably because the electrical resistance of the magnetic powder (magnetite) used is low, which inhibits the generation of appropriate frictional charges.
Also, as can be seen from Figure 4, the content of magnetic powder is
At 10 wt% or less, the magnetic binding force of the toner in the sleeve magnetic field is small, and the magnetic brush elongates irregularly, causing the toner to fly even to non-image surfaces, resulting in an unclear image with large background fog. Regarding the process of transferring the powder image to the transferred member,
An electrostatic transfer method is preferable, and a corona transfer method, a roller transfer method, etc. can be used. Further, for the step of fixing the transferred powder image, heat fixing, pressure fixing, etc. are used. The developer used in the present invention consists of a binding substance, magnetic powder, and additives. As the binding substance, when using a pressure heating roller fixing device that applies oil as described below, any known binding substance for toner can be used, such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, etc. , monopolymers of styrene and its substituted products such as polyvinyltoluene, styrene-p-chlorostyrene copolymers, styrene-vinyltoluene copolymers, styrene-vinylnaphthalene copolymers,
Styrene-acrylic ester copolymer, styrene-methacrylic ester copolymer, styrene-
α-Methyl chlormethacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer Coalescence, styrene-isoprene copolymer, styrene-
Styrenic copolymers such as acrylonitrile-indene copolymers, polyvinyl chloride, phenolic resins, natural resin-modified phenolic resins, natural resin-modified maleic acid resins, acrylic resins, methacrylic resins, polyvinyl acetate, silicone resins, polyester resins, Polyurethane, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin, coumaron indene resin, petroleum resin, etc. can be used. In the fixing method using a heated pressure roller without applying oil, there are important issues such as transfer of a part of the toner image on the toner image support member to the roller, offset development, and adhesion of the toner to the toner image support member. be. Toners that are fixed with less thermal energy usually tend to block or cake during storage or in a developing device, so these problems must also be taken into consideration. The physical properties of the binding substance in the toner are most responsible for these phenomena, but according to research by the present inventors, reducing the content of magnetic material in the toner improves toner image support during fixing as described above. Although the adhesion of the toner to the member is improved, offset is more likely to occur, and blocking or caking is also more likely to occur. Therefore, when using the heated pressure roller fixing method without applying oil in the present invention, the selection of the binding substance is more important. Preferred binding materials include crosslinked styrenic copolymers. Examples of comonomers for this styrenic copolymer include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate,
Monocarboxylic acids having double bonds such as phenyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, octyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, etc., or substituted products thereof, such as maleic acid , dicarboxylic acids with double bonds such as butyl maleate, methyl maleate, dimethyl maleate, etc., and substituted products thereof, vinyl esters such as vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl benzoate, etc., e.g. ethylene, propylene. , vinyl monomers such as ethylene olefins such as butylene, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, etc., vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether, etc. may be used singly or in combination. As the crosslinking agent, compounds having two or more polymerizable double bonds are mainly used, such as aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and divinylnaphthalene, such as ethylene glycol diacrylate and ethylene glycol dimethacrylate. ,
Divinyl compounds such as carboxylic acid ester divinylaniline, divinyl ether, divinyl sulfide, and divinyl sulfone having two double bonds, such as 1.3-butanediol dimethacrylate, and compounds containing three or more vinyl groups are used alone. Or used as a mixture. In addition, when using a pressure fixing method, it is possible to use known binder resins for pressure fixable toners, such as polyethylene, polypropylene, polymethylene, polyurethane elastomer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-acetic acid. Examples include vinyl copolymers, ionomer resins, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, and linear saturated polyesters. The magnetic powder used in the present invention includes ferromagnetic elements and alloys and compounds containing these, such as iron such as magnetite, hematite, and ferrite, alloys and compounds of cobalt, nickel, and manganese, and other ferromagnetic alloys. There are some materials that have been known as magnetic materials. The average particle size of the magnetic powder usually used is 0.1 to 5 μm, preferably 0.1 to 1 μm. Furthermore, the additives used in the present invention are added for the purpose of controlling charge, coloring, toning, imparting fluidity, etc., and include carbon black, various dyes and pigments, hydrophobic colloidal silica fine powder, plasticizers, etc. There is. The particle size distribution of the toner particles used here is 5
Mainly toner with particle size of ~20μ, with 10 to 50% by weight (more preferably 10 to 50% by weight) of toner with particle size of 20 to 35μ
35% by weight), 1% by weight or less (more preferably 0.5% by weight or less) of toner particles with a particle size of 5μ or less, and 10% by weight or less (more preferably 6% by weight or less) of toner particles with a size exceeding 35μ. It's good to do that. By setting the particle size distribution in this way, stable and good images can be obtained despite changes in humidity, and the particle size distribution of toner particles can be kept constant even when making many copies, allowing stable development. can be done.
In order to obtain such a particle size distribution, pulverization and classification may be controlled during the toner particle manufacturing process. The method described in US Pat. No. 3,909,258 is
A latent image is formed using ZnO paper, and it is developed using conductive toner. Since conductive toner is used, no transfer is performed, and the fixing process uses ZnO paper, so a pressure fixing method is used. It was put into practical use by adopting a system that uses This was successful because it created a complete system that takes advantage of the advantages of developing and compensates for the disadvantages in each process. In contrast, the method of the present invention obtains a developed image with no fog and high resolution by applying an extremely thin layer of insulating magnetic toner onto the sleeve and developing the toner with a triboelectric charge. Due to its insulating properties, electrostatic transfer is possible, and the developing process of the present invention can reduce the amount of magnetic material in the toner compared to conventional methods, thereby making it possible to transfer materials such as plain paper. This makes it possible to fix the film with a roller. It is clear from the above explanation that it is appropriate to limit the content of magnetic powder in the toner to 10 to 50 wt% in the electrophotographic method of the present invention. It is. Example 1 70 parts by weight of crosslinked styrene-butyl acrylate copolymer, magnetic powder (magnetite, average particle size
0.25μ) and 2 parts by weight of a metal-containing dye (trade name, Zapon First Black B, manufactured by BASF) were mixed using a ball mill, and the mixture was melt-kneaded using a roll mill. After cooling, it is coarsely pulverized using a hammer mill, and then finely pulverized using a supersonic jet pulverizer. The obtained powder was classified and 1 to 40 microns were used as toner. At this time, the particle size distribution is approximately 0.2% by weight of particles of 5μ or less, 20~
Approximately 20% by weight of particles of 35μ, approximately 3% of particles larger than 35μ
It was hot. 0.3 parts by weight of hydrophobic colloidal silica was added to 100 parts by weight of this toner to prepare a developer. Image formation was performed using this developer. The surface of the insulating layer of the photosensitive drum, which consists of three layers: an insulating layer made of polyester resin, a photosensitive layer made of CdS and acrylic resin, and a conductive substrate, is uniformly charged by +6 KV corona discharge at a linear surface speed of 168 mm/sec of the drum. and then at the same time as the original image irradiation.
After performing a 7KV alternating current corona discharge, the entire surface is uniformly exposed to form a latent image on the surface of the photoreceptor. As shown in Fig. 2, a developer with a sleeve diameter of 50 mm, a sleeve surface magnetic flux density of 700 Gauss, and a distance between the iron ear cutting blade and the aluminum sleeve of 0.1 mm was used, and the distance between the insulating layer surface and the sleeve surface was set at 0.15 mm. Develop with a dye and then apply + from the back of the transfer paper.
Transfer the powder image while irradiating with 7KV DC corona,
When fusing was performed using the fuser of a commercially available dry type electrophotographic copying machine NP5000 (silicon rubber heated roller fuser without applying silicone oil to the surface), a high resolution image with no fogging was obtained, and no offset was observed. Ta. The thickness of the toner layer on the sleeve was approximately 70μ. Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the iron blade was replaced with a magnet, and almost the same results as in Example 1 were obtained. Example 3 75 parts by weight of polystyrene, magnetic powder (ferrite)
The use of a toner consisting of 25 parts by weight (average particle size 0.53μ) and 2 parts by weight of a metal-containing dye, and the fixing device of a commercially available dry-type electrophotographic copying machine NP-5500 (a silicone rubber heated roller whose surface is coated with silicone oil). The same procedure as in Example 1 was performed except that fixing was performed using a fixing device (fixing device), and almost the same results as in Example 1 were obtained. Example 4 40 parts by weight of polyethylene, 25 parts by weight of styrene-butadiene copolymer, magnetic powder (acicular magnetite.
Example 1 except that a toner consisting of 35 parts by weight (average particle size: 0.35μ, axial ratio 8/1) was used, and fixing was performed using a fixing device consisting of two metallic rollers at a pressure of 25 kg/cm. I did it almost the same way. A clear image without fogging was obtained. Furthermore, the fixing properties were also excellent. Example 5 Almost the same as Example 1 except that the distance between the sleeve surface and the blade was 200μ, the distance between the sleeve surface and the photosensitive drum surface was 300μ, and an AC bias of 200Hz and 500V was applied to the sleeve surface of the developing section. As a result, the same results as in Example 1 were obtained. The thickness of the toner layer was approximately 120μ. Example 6 When Example 1 was repeated using 80 parts by weight of the styrene/butyl acrylate copolymer and 20 parts by weight of magnetic powder, the same results as in Example 1 were obtained. Example 7 As shown in Table 1, toners with different amounts of magnetic powder (Magnetite Toda Kogyo EPT-1000) added were prepared in the same manner as in Example 1.

【表】 各々のトナーの摩擦電荷量を鉄粉と混合してブ
ローオフ法により測定した。又、各トナーを実施
例1と同法により現像定着を行い、画像濃度、カ
ブリ濃度および定着温度を検討した結果を第2
表、第3図、第4図に示す。
[Table] The amount of triboelectric charge of each toner was measured by mixing it with iron powder and using a blow-off method. In addition, each toner was developed and fixed using the same method as in Example 1, and the results of examining the image density, fog density, and fixing temperature were reported in the second example.
This is shown in the table, FIGS. 3 and 4.

【表】 以上の結果より画像濃度が高く、カブリ濃度が
低く、定着温度が高すぎない本発明に適用し得る
磁性粉の含有量は10乃至50wt%(トナーNo.C.D.
E)である。これ以下の含有量(トナーNo.A、
B)では地カブリの大きい不鮮明な画像となり、
又、これ以上の含有量(トナーNo.F、G)では最
高濃度の低い定着性に欠けるトナーとなる。
[Table] From the above results, the content of magnetic powder that can be applied to the present invention is 10 to 50 wt% (Toner No. CD
E). Content below this (Toner No.A,
B) results in an unclear image with large background fog.
Further, if the content is higher than this (toner Nos. F and G), the toner will have a low maximum density and lack fixing properties.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係る現像方法が適用可能な
複写装置または記録装置の一例の概略的な構成
図。第2図は、本発明で用いる現像工程の1実施
形態の断面図。第3図は、磁性粉含有量と摩擦電
荷量との関係を示すグラフ。第4図は、磁性粉含
有量と画像濃度との関係を示すグラフ。 1……感光体ドラム。4……現像装置。4a…
…現像剤担持体。4b……非磁性円筒。9……マ
グネツトロール。10……ドクターブレード。1
1……絶縁性磁性現像剤。L1……最高濃度曲線。
L2……カブリ濃度曲線。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a copying device or a recording device to which a developing method according to the present invention can be applied. FIG. 2 is a sectional view of one embodiment of the developing process used in the present invention. FIG. 3 is a graph showing the relationship between magnetic powder content and amount of frictional charge. FIG. 4 is a graph showing the relationship between magnetic powder content and image density. 1...Photosensitive drum. 4...Developing device. 4a...
...Developer carrier. 4b...Nonmagnetic cylinder. 9... Magnet Troll. 10...Doctor Blade. 1
1...Insulating magnetic developer. L 1 ... Maximum concentration curve.
L 2 ...Fog density curve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 静電像を表面に保持する静電像保持体と、磁
性トナーを含有する絶縁性磁性現像剤を表面に担
持する磁石を内包する現像剤担体とを一定の間〓
を設けて配置し、絶縁性磁性現像剤を摩擦帯電
し、摩擦電荷を有する該絶縁性磁性現像剤を該現
像剤担体に近接して配置されている磁化可能な制
限部材または磁性部材で該現像剤担体上に前記間
〓よりも薄い厚さに担持させ、該絶縁性磁性現像
剤を磁界の作用下で前記静電像保持体に転移させ
て現像するための絶縁性磁性現像剤において、前
記磁性現像剤が静電転写可能な一成分絶縁性磁性
現像剤であり、前記磁性トナーが10〜50重量%の
磁性粉を含有し且つ磁性トナーが結着物質として
架橋されたスチレン系共重合体を含有しているこ
とを特徴とする絶縁性磁性現像剤。 2 絶縁性磁性現像剤が疎水性コロイド状シリカ
を含有している特許請求の範囲第1項の絶縁性磁
性現像剤。 3 磁性トナーが加熱加圧ローラ定着方式用磁性
トナーである特許請求の範囲第1項または第2項
の絶縁性磁性現像剤。
[Claims] 1. An electrostatic image carrier that holds an electrostatic image on its surface and a developer carrier that includes a magnet that supports an insulating magnetic developer containing magnetic toner on its surface for a certain period of time.
the insulating magnetic developer is triboelectrically charged, and the insulating magnetic developer having the triboelectric charge is developed by a magnetizable limiting member or a magnetic member disposed close to the developer carrier. In the insulating magnetic developer for developing by supporting the insulating magnetic developer on the agent carrier to a thickness thinner than the above distance, and transferring the insulating magnetic developer to the electrostatic image holder under the action of a magnetic field, The magnetic developer is a one-component insulating magnetic developer capable of electrostatic transfer, and the magnetic toner contains 10 to 50% by weight of magnetic powder, and the magnetic toner is a styrene-based copolymer crosslinked as a binding substance. An insulating magnetic developer characterized by containing. 2. The insulating magnetic developer according to claim 1, wherein the insulating magnetic developer contains hydrophobic colloidal silica. 3. The insulating magnetic developer according to claim 1 or 2, wherein the magnetic toner is a magnetic toner for a heating and pressure roller fixing method.
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