JPH0264561A - Image forming method and image forming device - Google Patents
Image forming method and image forming deviceInfo
- Publication number
- JPH0264561A JPH0264561A JP63216907A JP21690788A JPH0264561A JP H0264561 A JPH0264561 A JP H0264561A JP 63216907 A JP63216907 A JP 63216907A JP 21690788 A JP21690788 A JP 21690788A JP H0264561 A JPH0264561 A JP H0264561A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- magnetic toner
- particle size
- developer
- sleeve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、電子写真法、静電印刷法及び静電記録法など
において形成される静電荷潜像を磁性トナーを用いて現
像する工程を有する画像形成方法及びそのための画像形
成装置に関する。Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to an image forming method that includes a step of developing an electrostatic latent image formed by electrophotography, electrostatic printing, electrostatic recording, etc. using magnetic toner. The present invention relates to a method and an image forming apparatus therefor.
従来−成分磁性トナーを使用する現像方法としては、米
国特許第3,909,258号明細書等に開示されてい
る導電性磁性トナーによる現像方法が知られており、文
法(用いられている。Conventionally, as a developing method using a component magnetic toner, a developing method using a conductive magnetic toner disclosed in U.S. Pat. No. 3,909,258 and the like has been known and used.
しかし、かかる現像方法においては、トナーは本質的に
導電性であることが必要であり、導電性トナーは潜像保
持体上のトナー像を最終画像支持部材(例えば普通紙等
)に電界を利用して転写することが(その原因は充分に
解明されていないのであるカリ困難であった。However, in such development methods, the toner must be inherently conductive, and the conductive toner uses an electric field to transfer the toner image on the latent image carrier to the final image supporting member (for example, plain paper). However, it has been difficult to transfer it (the reason for this is not fully understood).
本出願人は、先に従来の一成分磁性トナーによる現像方
法の、かかる問題点を解消する新規な現像、方法を提案
した(例えば特開昭55−18656号公報及び特開昭
55−18659号公報)。これは内部に磁石を有する
円筒状のトナー担持体上に絶縁性磁性トナーを均一に塗
布し、これを潜像保持体に接触させることな(対向せし
め、現像するものである。トナー担持体上にトナー層を
形成する方法としては、トナー容器出口に塗布用のブレ
ードを用いる方法があり、例えば第1図に示すものは、
トナー担持体2に内装された固定磁石4の1つの磁極N
lに対向する位置に、磁性体より成るブレード1aを設
け、該磁極と磁性体ブレード間の磁力線に沿ってトナー
を穂立させ、これをブレード先端のエツジ部で切ること
により磁力の作用を利用して、トナー層の厚みを規制す
るものである(例えば特開昭54−43037号公報参
照)。The present applicant has previously proposed a new developing method that solves the problems of the conventional developing method using one-component magnetic toner (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 55-18656 and Japanese Patent Laid-Open No. 55-18659) Public bulletin). In this method, an insulating magnetic toner is uniformly applied onto a cylindrical toner carrier having a magnet inside, and the toner is developed without coming into contact with the latent image carrier (facing the latent image carrier). There is a method of forming a toner layer on the toner by using a coating blade at the outlet of the toner container. For example, the method shown in FIG.
One magnetic pole N of the fixed magnet 4 built into the toner carrier 2
A blade 1a made of a magnetic material is provided at a position opposite to the magnetic material blade 1a, and the toner is made to stand up along the lines of magnetic force between the magnetic pole and the magnetic material blade, and this is cut with the edge portion of the tip of the blade, thereby utilizing the action of the magnetic force. Thus, the thickness of the toner layer is regulated (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 43037/1983).
これを現像時に、トナー担持体と潜像保持体の基盤導体
との間に低周波交番電圧を印加し、トナーをトナー担持
体と潜像保持体の間で往復運動させることにより地力ブ
リのないかつ階調性の再現にすぐれ、画像端部の細りの
ない良好な現像を行うことができる。この現像方法でト
ナーは絶縁体であるため静電気的転写が容易である。During development, a low-frequency alternating voltage is applied between the toner carrier and the base conductor of the latent image holder to cause the toner to reciprocate between the toner carrier and the latent image holder, thereby eliminating ground force blur. In addition, it has excellent gradation reproduction and can perform good development without thinning at the edges of the image. In this developing method, since the toner is an insulator, electrostatic transfer is easy.
第1図において、7はトナー10を収容した現像器、9
は電子写真に於ける感光ドラム、静電記録に於ける絶縁
性ドラム等の潜像保持体(以下感光体或いは感光ドラム
という)である。In FIG. 1, 7 is a developing device containing toner 10;
is a latent image holding body (hereinafter referred to as a photoconductor or photoconductor drum) such as a photoconductor drum in electrophotography and an insulating drum in electrostatic recording.
かかる現像方法において、課題の:磁性トナーをトナー
担持体上に均一にトナーコートさせる事、課題■:磁性
トナー中の成分によるトナー担持体表面への汚染を防止
または、低減させる事、が極めて重要である。しかしな
がら、課題のと課題■は相対立する関係にあり、両者を
両立して解決することは困難である。In such a developing method, it is extremely important to: To uniformly coat the toner carrier with the magnetic toner, and to prevent or reduce contamination of the surface of the toner carrier by components in the magnetic toner. It is. However, the problem and the problem (2) are in conflict with each other, and it is difficult to solve both issues simultaneously.
すなわち、課題のにおいて、磁性トナーをトナー担持体
上に均一にトナーコートさせる方法として、本出願人は
、実用上長期にわたり、均一なトナーコート層を、トナ
ー担持体上に安定して形成し得る現像装置を提案した(
特開昭57−66455号公報)。これは第1図中、ト
ナー担持体として、該表面を不定形粒子によるサンドブ
ラスト処理により、特定の凹凸状態の凹凸粗面となした
ものを用いることにより、そのトナー担持体表面に一様
均一なムラのない、長期に渡って常に、良好なトナーコ
ート状態を維持する事が出来る優れた現像装置である。That is, as a method for uniformly coating a toner carrier with magnetic toner, the present applicant has developed a method that can stably form a uniform toner coat layer on a toner carrier for a long period of time in practice. We proposed a developing device (
(Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-66455). As shown in FIG. 1, by using a toner carrier whose surface has been sandblasted with amorphous particles to form a roughened surface with a specific unevenness, the surface of the toner carrier can be uniformly distributed. This is an excellent developing device that can always maintain a good toner coating condition over a long period of time without any unevenness.
その目的とする表面は、例えば第2図の走査型電子顕微
鏡による2000倍の写真に見られる様にステンレス製
円筒状トナー担持体の表面が全域にわたって、微細な無
数の切り込み或いは突起がランダムな方向に構成されて
いる態様のものである。The target surface is, for example, as seen in the 2000x photograph taken with a scanning electron microscope in Figure 2, where the surface of the stainless steel cylindrical toner carrier has numerous minute incisions or protrusions arranged in random directions over the entire surface. This is an embodiment configured as follows.
しかしながら、かかる特定の表面状態を有するトナー担
持体を用いる現像装置では、適用する磁性トナーによっ
ては、トナーまたはトナー中の成分が、該表面に付着し
やすく、そのため、いわゆるトナー担持体表面への汚染
が起こり、その結果、初期画像の濃度低下、更に耐久に
よつてその汚染が進行した場合、トナー担持体の回転周
期で、画像臼ヌケが発生しやすい傾向がある。これは、
トナー中の成分が、トナー担持体表面の凸部の斜面及び
凹部に付着する為、磁性トナー粒子の帯電不良が生じ、
トナー層の電荷量が低下によって生ずるものである。ト
ナー中の成分により、トナー担持体表面が汚染された状
態を、第3図の走査型電子顕微鏡による2000倍の写
真で示す。However, in a developing device using a toner carrier having such a specific surface condition, depending on the applied magnetic toner, the toner or components in the toner tend to adhere to the surface, resulting in so-called contamination on the surface of the toner carrier. As a result, when the density of the initial image decreases and its contamination progresses due to durability, there is a tendency for the image to fall off during the rotation period of the toner carrier. this is,
Components in the toner adhere to the convex slopes and concave areas on the surface of the toner carrier, resulting in poor charging of magnetic toner particles.
This is caused by a decrease in the amount of charge on the toner layer. The state in which the surface of the toner carrier is contaminated by the components in the toner is shown in a photograph taken at a magnification of 2000 times by a scanning electron microscope in FIG.
一般に、磁性トナー中の成分は、結着樹脂磁性体、荷電
制御剤、離型剤等の材料から成る。トナー担持体表面へ
の汚染を防止する様に、材料の設計がなされるが、その
ため、極めて材料の選択が制約されるのが現状である。In general, components in a magnetic toner include materials such as a binder resin magnetic material, a charge control agent, and a release agent. Although materials are designed to prevent contamination of the surface of the toner carrier, the selection of materials is currently extremely limited.
課題■において、磁性トナー担持体への汚染を防止ある
いは、低減させる方法として、課題のの逆の傾向として
容易に推察出来るが、事実としても、トナー担持体の表
面をより平滑にする方法が良いのが明らかであった。し
かし、かかる方法では、磁性トナーの体積平均粒径が1
2μm以上であるとトナーコートが不均一になり易く顕
画像にムラを生じ良好な画像は望めない場合も、実験上
見出された。このトナーコートムラを生ずる現象を、現
像装置の空回転によって詳しく観察すると次のことが知
見された。Regarding problem (2), as a method to prevent or reduce contamination of the magnetic toner carrier, it can be easily inferred that the tendency is the opposite of that of the problem, but in fact, it is better to make the surface of the toner carrier smoother. It was clear that However, in this method, the volume average particle size of the magnetic toner is 1
It has been experimentally found that if the thickness is 2 μm or more, the toner coat tends to become non-uniform, resulting in unevenness in the visible image, making it impossible to obtain a good image. When the phenomenon causing this toner coating unevenness was observed in detail by idle rotation of the developing device, the following was discovered.
主回転初期において、原因としては不明であるが、トナ
ー担持体表面が平滑であると、トナーコート層が過剰に
厚くなり、徐々にブレード1aでトナー厚を規制すると
き、ブレード1aの感光体9側(第4図のA部)にトナ
ーがはみ出し、第4図に拡大断面図として示すように、
A部にトナー溜り10aを生ずる。そしてそのトナー溜
りがある限界量に達すると、スリーブ2の搬送力に打ち
負はスリーブ上へと転移し、3aのような塗布ムラを生
ずる。−様にコーティングされたトナー層3に3aのよ
うなトナー塊があるとこれが画像上にムラとなって現わ
れる。そのムラは濃度の濃いムラ、ムラ状のカブリ等で
ある。トナー塗布ムラ3aの形状は矩形の斑点模様・波
形の斑点模様・波形模様等があることが判った。Although the cause is unknown at the beginning of the main rotation, if the toner carrier surface is smooth, the toner coating layer becomes excessively thick. The toner protrudes to the side (section A in Figure 4), as shown in the enlarged cross-sectional view in Figure 4.
A toner pool 10a is generated in the A section. When the toner pool reaches a certain limit, the transfer force of the sleeve 2 is transferred onto the sleeve, causing uneven coating as shown in 3a. If there are toner lumps like 3a in the toner layer 3 coated like -, these will appear unevenly on the image. The unevenness includes dense unevenness, uneven fogging, etc. It was found that the shape of the toner application unevenness 3a includes a rectangular spot pattern, a wavy spot pattern, a wavy pattern, etc.
以上の様に、従来の現像方法では、課題のと課題■の両
者を同時に解決する事が極めて困難であった。As described above, with the conventional developing method, it is extremely difficult to solve both the problem and the problem (2) at the same time.
本発明の目的は、上述のごとき現像方法において、現像
剤をトナー担持体上に均一にトナーコートさせること及
び磁性トナー及び/または磁性トナー中の成分によるト
ナー担持体表面への汚染を防止または低減させることを
、長期にわたり同時に解決した画像形成方法及び画像形
成装置を提供するものである。An object of the present invention is to uniformly coat a toner carrier with a developer and to prevent or reduce contamination of the surface of the toner carrier by magnetic toner and/or components in the magnetic toner in the above-mentioned developing method. An object of the present invention is to provide an image forming method and an image forming apparatus that simultaneously solve these problems over a long period of time.
更に本発明の目的は、画像濃庫が高く、細線再現性、階
調性に優れ、カブリがなく鮮明な高画質の画像が長期に
わたって得られる画像形成方法及び画像形成装置を提供
するものである。A further object of the present invention is to provide an image forming method and an image forming apparatus that have high image density, excellent fine line reproducibility and gradation, and can provide clear, high-quality images without fog over a long period of time. .
本発明の画像形成方法及び画像形成装置は、上述の目的
の達成のために、発明されたものであり、静電荷像を保
持する静電像保持体と、現像剤を表面に担持する現像剤
担持体とを現像部において一定の間隙を設けて配置し、
現像剤を現像剤担持体上に前記間隙よりも薄い厚さに規
制して現像部に搬送し、現像部においてトナーに交番電
界をかけながら現像する画像形成方法において、該現像
剤担持体が定形粒子によるブラスト処理によって、複数
の球状痕跡窪みによる凹凸を形成した表面を有し、該磁
性トナーが5μm以下の粒径の磁性トナー粒子を12〜
60個数%含有し、8〜12.7μmの粒径の磁性トナ
ー粒子を1〜33個数%含有し、16μm以上の粒径の
磁性トナー粒子を2.0体積%以下で含有し、磁性トナ
ーの体積平均粒径が4〜11μmである粒度分布を有し
、さらに、鉄粉との摩擦帯電特性が50μc/g以下で
あり、個数平均粒径が0.5μm以下である帯電緩和剤
微粉末として炭素同素体または金属酸化物を含有するこ
とを特徴とする画像形成方法に関する。The image forming method and image forming apparatus of the present invention were invented to achieve the above-mentioned object, and include an electrostatic image carrier that holds an electrostatic image, and a developer that carries a developer on its surface. and the carrier are arranged with a certain gap in the developing section,
In an image forming method in which the developer is regulated to a thickness thinner than the gap on a developer carrier and transported to a developing section, and the toner is developed while being applied with an alternating electric field in the developing section, the developer carrier has a regular shape. By blasting with particles, the magnetic toner particles have a surface with unevenness formed by a plurality of spherical trace depressions, and the magnetic toner particles have a particle size of 5 μm or less.
60% by number, 1 to 33% by number of magnetic toner particles with a particle size of 8 to 12.7 μm, and 2.0% by volume or less of magnetic toner particles with a particle size of 16 μm or more. As a charge softening agent fine powder having a particle size distribution with a volume average particle size of 4 to 11 μm, and further having a frictional charging property with iron powder of 50 μc/g or less and a number average particle size of 0.5 μm or less. The present invention relates to an image forming method characterized by containing a carbon allotrope or a metal oxide.
さらに、本発明は静電荷像を表面に保持する静電像保持
体と、現像剤を表面に担持する現像剤担持体とを現像部
において一定の間隙を設けて・配置し、現像剤を現像剤
担持体上に前記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に
搬送し、現像部においてトナーに交番電界をかけながら
該静電荷像を現像する画像形成装置において、該現像剤
担持体が定形粒子によるブラスト処理によって、複数の
球状痕跡窪みによる凹凸を形成した表面を有し、該磁性
トナーが5μm以下の粒径の磁性トナー粒子を12〜6
0個数%含有し、8〜12.7μmの粒径の磁性トナー
粒子を1〜33個数%含有し、16μm以上の粒径の磁
性トナー粒子を2.0体積%以下で含有し、磁性トナー
の体積平均粒径が4〜11μmである粒度分布を有し、
さらに、鉄粉との摩擦帯電特性が50μc/g以下であ
り、個数平均粒径が0.5μm以下である帯電緩和剤微
粉末として炭素同素体または金属酸化物を含有すること
を特徴とする画像形成装置に関する。Further, in the present invention, an electrostatic image carrier that holds an electrostatic image on its surface and a developer carrier that carries a developer on its surface are arranged with a certain gap in a developing section, and the developer is In an image forming apparatus that develops an electrostatic charge image by transporting toner onto a toner carrier to a thickness thinner than the gap, and applying an alternating electric field to the toner in the developing unit, the toner carrier is By blasting with regular-shaped particles, the magnetic toner has a surface with unevenness formed by a plurality of spherical trace depressions, and the magnetic toner particles have a particle size of 5 μm or less.
0% by number, 1 to 33% by number of magnetic toner particles with a particle size of 8 to 12.7 μm, and 2.0% by volume or less of magnetic toner particles with a particle size of 16 μm or more. having a particle size distribution with a volume average particle diameter of 4 to 11 μm,
Further, the image forming method is characterized in that it contains a carbon allotrope or metal oxide as a charge moderating fine powder having a triboelectric charging property with iron powder of 50 μc/g or less and a number average particle size of 0.5 μm or less. Regarding equipment.
斯かる構成によれば、トナー担持体においては、その表
面が複数の球状痕跡窪みによる特定の凹凸を形成してい
る為に、該表面にトナー成分が付着しにくくなり、長期
にわたって汚染の防止または低減することができ、また
、磁性トナーをトナー担持体に均一にトナーコートさせ
る性能としては、不定形粒子によるサンドブラスト処理
による微細な無数の切り込みあるいは突起がランダムな
方向にある凹凸表面を有するトナー担持体と比較すると
特定環境下で若干劣るが、全(の平滑な表面を有するト
ナー担持体と比較すれば遥かに優れる。According to such a configuration, since the surface of the toner carrier has a specific unevenness formed by a plurality of spherical trace depressions, it becomes difficult for toner components to adhere to the surface, and it is possible to prevent or prevent contamination over a long period of time. In addition, the ability to uniformly coat the toner carrier with magnetic toner is achieved by using a toner carrier having an uneven surface with numerous fine incisions or protrusions in random directions by sandblasting with amorphous particles. Although it is slightly inferior under certain environments when compared to a toner carrier, it is far superior when compared to a toner carrier having a completely smooth surface.
一方、磁性トナーにおいては、体積平均粒径が4〜11
μmであり、特定の粒度分布を有するために、本発明中
のトナー担持体を用いても、トナーコート層が過剰に厚
くなる事が防止され、従ってトナーコートムラが発生せ
ず長期にわたって、均一にトナーコートさせることがで
きる。On the other hand, magnetic toner has a volume average particle size of 4 to 11
μm and has a specific particle size distribution, even when the toner carrier of the present invention is used, the toner coating layer is prevented from becoming excessively thick, and therefore, toner coating unevenness does not occur and the toner coating layer remains uniform for a long period of time. can be coated with toner.
その結果、画像濃度が高く、細線再現性、階調性に優れ
、カブリがなく鮮明で高画質な画像が長期にわたって得
ることができる。As a result, it is possible to obtain clear, high-quality images with high image density, excellent fine line reproducibility and gradation, and no fog over a long period of time.
以下本発明について具体的に説明する。また、トナー担
持体を以下スリーブと称する。The present invention will be specifically explained below. Further, the toner carrier is hereinafter referred to as a sleeve.
本発明中のスリーブは、複数の球状痕跡窪みによる凹凸
を形成した表面を有するが、その表面状態を得る方法と
しては、定形粒子によるブラスト処理方法が使用出来る
。定形粒子としては、例えば、特定の粒径を有するステ
ンレス、アルミニウム、鋼鉄、ニッケル、真鍮等の金属
からなる各種剛体球またはセラミック、プラスチック、
グラスビーズ等の各種剛体球を使用することができる。The sleeve of the present invention has a surface with an uneven surface formed by a plurality of spherical trace depressions, and a blasting method using regular particles can be used to obtain this surface condition. Examples of fixed particles include various rigid spheres made of metals such as stainless steel, aluminum, steel, nickel, and brass, ceramics, and plastics having a specific particle size.
Various rigid spheres such as glass beads can be used.
特定の粒径を有する定形粒子を用いて、スリーブ表面を
ブラスト処理することにより、はぼ同一の直径Rの複数
の球状痕跡窪みを形成することができる。By blasting the sleeve surface using regular particles having a specific particle size, it is possible to form a plurality of spherical trace depressions with approximately the same diameter R.
本発明において、スリーブ表面の複数の球状痕跡窪みの
直径Rは20〜250μmが好ましく、直径Rが20μ
m以下であると、磁性トナー中の成分による、汚染を増
す為好ましくな(、逆に直径Rが250μm以上である
と、スリーブ上のトナーコートが均一性が低下し好まし
くない。従って、スリーブ表面のブラスト処理時に使用
する定形粒子も、直径が20〜250μmのものが良い
。また、本発明において、スリーブ表面の凹凸のピッチ
P及び表面粗さdは、スリーブの表面を微小表面粗さ計
(発売元、テイラーホブソン社、小板研究所等)を使用
して測定し、表面粗さdは、JISIO点平均あらさ(
RZ)rJls B 0601Jによるものである
。In the present invention, the diameter R of the plurality of spherical trace depressions on the sleeve surface is preferably 20 to 250 μm, and the diameter R is 20 μm.
If the diameter R is less than 250 μm, the contamination due to components in the magnetic toner increases, which is undesirable (on the contrary, if the diameter R is 250 μm or more, the uniformity of the toner coating on the sleeve decreases, which is undesirable. It is preferable that the regular shaped particles used during the blasting process have a diameter of 20 to 250 μm.In addition, in the present invention, the pitch P of the unevenness on the sleeve surface and the surface roughness d are determined by measuring the surface of the sleeve with a micro surface roughness meter ( The surface roughness d is measured using JISIO point average roughness (
RZ) rJls B 0601J.
即ち第5図に示すように、断面曲線から基準長さlだけ
抜き取った部分の平均線に平行な直線で高い方から3番
目の山頂を通るものと、深い方から3番目の谷底を通る
ものの、2直線の間隔をマイクロメータ(μm)で表わ
したもので、基準長さ1 =0.25mmとする。又ピ
ッチPは凸部が両側の凹部に対して0.1μ以上の高さ
のものを、一つの山として数え基準長さ0.25mmの
中にある山の数により、下記のように求めたものである
。In other words, as shown in Fig. 5, there are two straight lines parallel to the average line of the section cut out by the standard length l from the cross-sectional curve, one that passes through the third peak from the highest and one that passes through the bottom of the third valley from the deepest. , the distance between two straight lines is expressed in micrometers (μm), and the reference length 1 = 0.25 mm. In addition, the pitch P was determined as follows by counting the height of the convex part with a height of 0.1 μ or more from the concave parts on both sides as one peak and the number of peaks within the standard length of 0.25 mm. It is something.
(250(μ)) / (250(μ)に含まれる山の
数(μ)〕本発明において、スリーブ表面の凹凸のピッ
チPは、2〜100μが好ましく、Pが2μ未満である
と、磁性トナー中の成分によるスリーブ汚染が増す為好
ましくなく、逆にPが100μを越える場合であると、
スリーブ上のトナーコートの均一性が低下し好ましくな
い。またスリーブ表面の凹凸の表面粗さdは0.1〜5
μmが好ましく、dが5μmを越える場合は、スリーブ
と潜像保持体との間に交番電圧を印加してスリーブ側か
ら潜像面へ磁性トナーを飛翔させて現像を行う方式にあ
っては、凹凸部分に電界が集中して画像に乱れを生じる
傾向となるので、好ましくな(、逆にdが0.1μ未満
であると、スリーブ上のトナーコートの均一性が低下し
て好ましくない。(250 (μ)) / (Number of peaks (μ) included in 250 (μ)) In the present invention, the pitch P of the unevenness on the sleeve surface is preferably 2 to 100μ, and when P is less than 2μ, the magnetic This is not preferable because the sleeve contamination due to components in the toner increases, and conversely, if P exceeds 100μ,
This is undesirable because the uniformity of the toner coating on the sleeve deteriorates. In addition, the surface roughness d of the unevenness on the sleeve surface is 0.1 to 5.
μm is preferable, and when d exceeds 5 μm, in a method in which an alternating voltage is applied between the sleeve and the latent image holder to cause magnetic toner to fly from the sleeve side to the latent image surface for development. This is not preferable since the electric field tends to concentrate on the uneven portions and cause image disturbance (on the contrary, if d is less than 0.1 μm, the uniformity of the toner coat on the sleeve decreases, which is not preferable).
本発明に用いるスリーブとして、ステンレス製スリーブ
表面を定形粒子として80%以上の直径が53〜62μ
mのガラスピーズで、ブラスト処理したものの表面を走
査型電子顕微鏡による1 000倍の写真を第6図に示
す。As the sleeve used in the present invention, the diameter of 80% or more of the stainless steel sleeve surface is 53 to 62 μm as regular particles.
FIG. 6 shows a 1,000x photograph taken with a scanning electron microscope of the surface of blast-treated glass beads of 500 mm.
本発明に係る磁性トナーにおいては、体積平均粒径が4
〜11μmであることが一つの特徴である。In the magnetic toner according to the present invention, the volume average particle diameter is 4
One feature is that it is ~11 μm.
前述した様に、本発明に係るスリーブ(以下、本スリー
ブ2−1と称す)は、複数の球状痕跡窪みによる特定の
凹凸の表面を有しているが、磁性トナーをスリーブ上に
均一にコートさせる性能としては、不定形粒子によるサ
ンドブラスト処理による凹凸表面を有するスリーブ(以
下、比較スリーブ2−2と称す)と比較すれば、特定環
境下で若干劣る実験結果が得られた。それは、体積平均
粒径が12μm以上の磁性トナーを温度15℃以下、湿
度10%以下の特定の環境下で、本スリーブ2−1と比
較スリーブ2−2を各々有する現像装置に適用して主回
転を行うと、スリーブ上の単位面積当りのトナー層の重
量M/Sが、本スリーブ2−1では1.6〜2.3mg
/crrrで、比較スリーブ2−2では0.6〜1.5
mg/crtrであり、スリーブ2−1の方がトナーコ
ートが厚く、更に主回転を長時間続けると、スリーブ2
−1では、第4図に示す様な、トナーコートムラが発生
する場合がある事が確認された。As mentioned above, the sleeve according to the present invention (hereinafter referred to as the present sleeve 2-1) has a specific uneven surface with a plurality of spherical trace depressions, but the magnetic toner is uniformly coated on the sleeve. In terms of the performance, experimental results were obtained that were slightly inferior under specific environments when compared with a sleeve (hereinafter referred to as Comparative Sleeve 2-2) having an uneven surface obtained by sandblasting with irregularly shaped particles. It mainly applies magnetic toner with a volume average particle size of 12 μm or more to a developing device having the main sleeve 2-1 and the comparative sleeve 2-2 under a specific environment of a temperature of 15° C. or less and a humidity of 10% or less. When the rotation is performed, the weight M/S of the toner layer per unit area on the sleeve is 1.6 to 2.3 mg in this sleeve 2-1.
/crrr, 0.6 to 1.5 for comparison sleeve 2-2
mg/crtr, sleeve 2-1 has a thicker toner coat, and if main rotation is continued for a long time, sleeve 2-1 has a thicker toner coat.
-1, it was confirmed that toner coating unevenness may occur as shown in FIG.
ところが、本発明者らの検討によれば、理由は必ずしも
明確ではないが、体積平均粒径が4〜11μmである磁
性トナーを用いて、同様の実験を行ったところ、本スリ
ーブ2−1の場合でもスリーブ上のM/Sが0.7〜1
.5mg/c rdで、トナーコート厚が低く押えられ
ることが判明し、その結果更に、主回転を長時間続けた
が、スリーブコートムラが発生せず、トナーコート厚の
低減が長期にわたるトナーコートの均一化に極めて効果
のある事実を知見した。However, according to the studies of the present inventors, although the reason is not necessarily clear, when similar experiments were conducted using magnetic toner with a volume average particle size of 4 to 11 μm, it was found that the present sleeve 2-1 did not work. Even if the M/S on the sleeve is 0.7 to 1
.. It was found that the toner coat thickness could be kept low at 5 mg/c rd, and as a result, even though the main rotation was continued for a long time, sleeve coat unevenness did not occur and the toner coat thickness could be reduced for a long time. We discovered a fact that is extremely effective in achieving uniformity.
本発明において、磁性トナーの体積平均粒径は4〜11
μmが好ましいが、さらに好ましくは6〜10μmが良
い。体積平均粒径4μm未満ではグラフィック画像など
の画像面積比率の高い用途等では、転写紙上のトナーの
のり量が少な(、画像濃度が低いという問題が生じやす
(、体積平均粒径12μmを越える場合は上述の如くス
リーブコートの均一化の効果が減少する。In the present invention, the volume average particle size of the magnetic toner is 4 to 11
The thickness is preferably .mu.m, more preferably 6 to 10 .mu.m. If the volume average particle size is less than 4 μm, problems such as a small amount of toner on the transfer paper (low image density) may occur in applications with a high image area ratio such as graphic images, etc. If the volume average particle size exceeds 12 μm, As mentioned above, the uniformity effect of the sleeve coat is reduced.
本発明において担持体上の単位面積当りのトナー層の電
荷量及びトナー層の重量はいわゆる吸引式ファラデーケ
ージ法を使用して求めた。この吸引式ファラデーケージ
法は、その外筒をトナー担持体に押しつけて担持体上の
一定面積上のすべてのトナーを吸引し、内筒のフィルタ
ーに採集してフィルターの重量増加分よりトナー担持体
上の単位面積当りのトナー層の重量を計算することがで
きる。それと同時に外部から静電的にシールドされた内
筒に蓄積された電荷量を測定することによってトナー担
持体上の単位面積当りの電荷量を求めることができる方
法である。In the present invention, the charge amount of the toner layer per unit area on the carrier and the weight of the toner layer were determined using the so-called suction type Faraday cage method. In this suction type Faraday cage method, the outer cylinder is pressed against the toner carrier to suck all the toner on a certain area on the carrier, and the toner is collected in a filter in the inner cylinder. The weight of the toner layer per unit area above can be calculated. At the same time, this method allows the amount of charge per unit area on the toner carrier to be determined by measuring the amount of charge accumulated in an inner cylinder that is electrostatically shielded from the outside.
本発明に係る磁性トナーにおいては、5μm以下の粒径
の磁性トナー粒子が12〜60個数%であることが一つ
の特徴である。One of the characteristics of the magnetic toner according to the present invention is that magnetic toner particles having a particle size of 5 μm or less account for 12 to 60% by number.
本発明者らの検討によれば、5μ以下の磁性トナー粒子
が画出し耐久中のスリーブ上の磁性トナーの体積平均粒
径を安定化する必須の成分であることが判明した。According to studies conducted by the present inventors, it has been found that magnetic toner particles of 5 μm or less are an essential component for stabilizing the volume average particle size of the magnetic toner on the sleeve during image printing.
例えば、0.5μm〜30μmにわたる粒度分布を有す
る磁性トナーを用いて、感光体上の表面電位を変化し、
多数のトナー粒子が現像され易い大きな現像電位コント
ラストから、ハーフトーンへ、さらに、ごくわずかのト
ナー粒子しか現像されない小さな現像電位コントラスト
まで、感光体上の表面電位を変化させた潜像を現像し、
感光体上の現像されたトナー粒子を集め、トナー粒度分
布を測定したところ、8μm以下の磁性トナー粒子が多
(、特に5μm以下の磁性トナー粒子が多いことが判明
した。すなわち、画出し耐久を行うと現像にもっとも適
した5μm以下の粒径の磁性トナー粒子が多く消費され
る為に、この量が少ないと、スリーブ上の体積平均粒径
が次第に巨大化する為に、スリーブ上M/Sが増大し、
スリーブコートの均一化を困難にする傾向を生ずる。従
って5μm以下の粒径の磁性トナー粒子は、全粒子数の
12〜60個数%であることが良く、12個数%未満で
あると効果がなく、また、60個数%越える場合である
と、磁性トナー粒子相互の凝集状態が生じやすく、本来
の粒径以上のトナー塊となるため、荒れた画質となり、
解像性を低下させ、または潜像のエツジ部と内部との濃
度差が太き(なり、中ぬけ気味の画像となりやすい。For example, changing the surface potential on the photoreceptor using a magnetic toner having a particle size distribution ranging from 0.5 μm to 30 μm,
Developing a latent image by changing the surface potential on the photoreceptor, from a large development potential contrast in which a large number of toner particles are easily developed, to a halftone, to a small development potential contrast in which only a few toner particles are developed,
When the developed toner particles on the photoreceptor were collected and the toner particle size distribution was measured, it was found that there were many magnetic toner particles of 8 μm or less (in particular, there were many magnetic toner particles of 5 μm or less. In other words, the image output durability If this is done, a large amount of magnetic toner particles with a particle size of 5 μm or less, which is the most suitable for development, will be consumed.If this amount is small, the volume average particle size on the sleeve will gradually become large, resulting in a large amount of magnetic toner particles on the sleeve. S increases,
This tends to make uniformity of the sleeve coat difficult. Therefore, it is preferable that magnetic toner particles with a particle size of 5 μm or less account for 12 to 60% of the total number of particles.If the amount is less than 12% by number, there is no effect, and if it exceeds 60% by number, magnetic toner particles Toner particles tend to aggregate with each other, resulting in toner clumps that are larger than the original particle size, resulting in poor image quality.
The resolution may be lowered, or the difference in density between the edges and the inside of the latent image may become large, resulting in a hollow image.
また、本発明の磁性トナーにおいては、8〜12.7μ
mの範囲の粒子が1〜33個数%であることが一つの特
徴である。これは、5μm以下の粒径の磁性トナー粒子
の現像性と関係があり、5μm以下の粒径の磁性トナー
粒子は、潜像を厳密に覆い、忠実に再現する能力を有す
るが、潜像自身において、その周囲のエツジ部の電界強
度が中央部よりも高く、そのため、潜像内部がエツジ部
より、トナー粒子ののりがうずくなり、画像濃度が薄く
見えることがある。特に、5μm以下の磁性トナー粒子
は、その傾向が強い。Further, in the magnetic toner of the present invention, 8 to 12.7μ
One of the characteristics is that the number of particles in the range of m is 1 to 33% by number. This is related to the developability of magnetic toner particles with a particle size of 5 μm or less. Magnetic toner particles with a particle size of 5 μm or less have the ability to strictly cover the latent image and reproduce it faithfully, but the latent image itself In this case, the electric field strength at the peripheral edge portion is higher than that at the center portion, and therefore, the toner particles tend to adhere more tightly inside the latent image than at the edge portion, and the image density may appear to be thinner. In particular, magnetic toner particles with a diameter of 5 μm or less have a strong tendency to do so.
しかしながら、本発明者らは、8〜12.7μmの範囲
のトナー粒子を1個数%〜33個数%含有させることに
よって、この問題を解決し、さらに鮮明にできることを
知見した。すなわち、8〜12.7μmの粒径の範囲の
トナー粒子が5μm以下の粒径の磁性トナー粒子に対し
て、適度にコントロールされた帯電量をもつためと考え
られるが、潜像のエツジ部より電界強度の小さい内側に
供給されて、エツジ部に対する内側のトナー粒子ののり
の少なさを補って、均一なる現像画像が形成され、その
結果、高い濃度で解像性及び階調性の優れたシャープな
画像が提供されるものである。However, the present inventors have found that this problem can be solved and the image can be made even clearer by containing toner particles in the range of 8 to 12.7 μm in an amount of 1% to 33% by number. In other words, it is thought that this is because toner particles in the particle size range of 8 to 12.7 μm have a suitably controlled amount of charge compared to magnetic toner particles with a particle size of 5 μm or less; The toner is supplied to the inner side, where the electric field strength is lower, and compensates for the less adhesion of toner particles on the inner side to the edge areas, forming a uniformly developed image.As a result, the toner has a high density and excellent resolution and gradation. This provides sharp images.
従って、8〜12.7μmの範囲の粒子が1〜33個数
%であることが良り、33個数%より多いと、画質が悪
化すると共に、必要以上の現像、すなわち、トナーのの
りすぎが起こり、トナー消費量の増大をまね4゜一方、
1個数%以下であると、高画像濃度が得られにくくなる
。さらに、5μm以下の粒径の粒子について、その個数
%(N)と体積%(V)との間に、
N/V=−0,04N+k
(但し、4.5≦に≦6.5 ; 12≦N≦60)な
る関係を本発明の磁性トナーが満足していることが好ま
しい。Therefore, it is preferable that the number of particles in the range of 8 to 12.7 μm is 1 to 33% by number; if it exceeds 33% by number, the image quality will deteriorate and more development than necessary, that is, too much toner will be applied. , mimics the increase in toner consumption4゜Meanwhile,
If it is less than 1% by number, it becomes difficult to obtain high image density. Furthermore, for particles with a particle size of 5 μm or less, the relationship between number % (N) and volume % (V) is N/V=-0,04N+k (however, 4.5≦≦6.5; 12 It is preferable that the magnetic toner of the present invention satisfies the following relationship: ≦N≦60).
本発明者らは、5μm以下の粒度分布の状態を検討する
中で、上記式で示すような最も目的を達成するに適した
微粉の存在状態があることを知見した。すなわち、ある
Nの値に対して、N/vが大きいということは、5μm
以下の粒子まで広く含んでいることを示しており、N/
vが小さいということは、5μm付近の粒子の存在率が
高く、それ以下の粒径の粒子が少ないことを示している
と解され、N/Vの値が2.1〜6.02の範囲内にあ
り、且つNが12〜60の範囲にあり、且つ上記関係式
をさらに満足する場合には、画出し耐久中のスリーブ上
の磁性トナーの体積平均粒径をさらに安定化することが
できる。While studying the state of particle size distribution of 5 μm or less, the present inventors found that there is a state of existence of fine powder most suitable for achieving the purpose as shown in the above formula. In other words, for a certain value of N, a large N/v means 5 μm
It shows that it contains a wide range of particles, including N/
It is understood that a small v value indicates that the abundance of particles around 5 μm is high, and that there are few particles with a particle size smaller than that, and the value of N/V is in the range of 2.1 to 6.02. and N is in the range of 12 to 60, and the above relational expression is further satisfied, it is possible to further stabilize the volume average particle diameter of the magnetic toner on the sleeve during image printing durability. can.
また、16μm以上の粒径の磁性トナー粒子については
、2.0体積%以下にし、できるだけ少ないことが好ま
しい。Further, it is preferable that the amount of magnetic toner particles having a particle size of 16 μm or more is 2.0% by volume or less, and is as small as possible.
本発明中の磁性トナーは16μm以上の粒径の磁性トナ
ー粒子が2.0体積%以下であることが好ましい。16
μm以上の粒径の磁性トナー粒子は5μm以下の粒径の
磁性トナー粒子とは逆に、画出し耐久を行っても相対的
に消費されに< < 、2.0体積%より多いと、スリ
ーブ上の体積平均粒径が次第に巨大化する為に、スリー
ブ上M/Sが増大し好ましくない。In the magnetic toner of the present invention, it is preferable that magnetic toner particles having a particle size of 16 μm or more account for 2.0% by volume or less. 16
Contrary to magnetic toner particles with a particle size of 5 μm or less, magnetic toner particles with a particle size of 1 μm or more are relatively consumed even after image printing durability. Since the volume average particle size on the sleeve gradually becomes larger, the M/S on the sleeve increases, which is undesirable.
トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できるが、
本発明においてはコールタ−カウンターを用いて行った
。The particle size distribution of toner can be measured by various methods.
In the present invention, a Coulter counter was used.
すなわち、測定装置としてはコールターカウンターTA
−II型(コールタ−社製)を用い、個数分布、体積分
布を出力するインターフェイス(日科機製)及びCX−
1パーソナルコンピユータ(キャノン製)を接続し、電
解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCJ!水溶
液を調製する。測定法としては前記電界水溶液100〜
150mJF中に分散剤として界面活性剤、好ましくは
アルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5mIt加え
、さらに測定試料を2〜20 m g加える。試料を懸
濁した電解液は超音波分散器で約l〜3分間分散処理を
行い、前記コールタ−カウンターTA−II型により、
アパチャーとして100μアパチヤーを用いて、個数を
基準として2〜40μの粒子の粒度分布を測定して、そ
れから本発明に係るところの値を求めた。In other words, the measuring device is Coulter Counter TA.
- An interface (manufactured by Nikkaki) that outputs number distribution and volume distribution using type II (manufactured by Coulter) and CX-
1 A personal computer (manufactured by Canon) is connected, and the electrolyte is 1% NaCJ! using primary sodium chloride. Prepare an aqueous solution. As a measurement method, the electric field aqueous solution 100~
Into 150 mJF, 0.1 to 5 mIt of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant, and 2 to 20 mg of the measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample was suspended was dispersed for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser, and then dispersed using the Coulter Counter TA-II model.
Using a 100μ aperture as an aperture, the particle size distribution of particles of 2 to 40μ based on number was measured, and the values according to the present invention were determined therefrom.
本発明者らは、上述のごとく、磁性トナーを特定の粒度
分布とすることによりて、高画質かつ高濃度をある程度
可能とした。As described above, the present inventors have made it possible to achieve high image quality and high density to some extent by making the magnetic toner have a specific particle size distribution.
しかしながら、複写機の高速化が求められると、さらに
本発明の課題は厳しいものとなる。すなわち、複写スピ
ードが増すと、複写機の定着器、感光体ドラムなど、従
来より高速で回転することとなり、それに追随して、現
像に供するためのトナーを担持する現像スリーブも従来
よりはるかに高速で回転することとなる。トナー粒子と
スリーブ表面との接触機会は増加し、帯電量が大となり
、次第に過剰気味となりやすい。特に、低温条件下では
、さらに帯電量は増大し、カブリの増加、ガサツキ、飛
び散り、画像濃度の低下を引き起こすことがある。また
、このような高速かつ低湿条件のような厳しい条件下に
あっては、トナーコートがうす(、均一であって、スリ
ーブコートむらに対して有利である本発明のごとき小粒
径磁性トナーを用い、かつ本発明のごと(、トナーコー
ト厚を抑え、均一に安定化する特定の複数の球状痕跡窪
みによる凹凸を形成した表面を有する現像スリーブを用
いても、かかる厳しい条件下では、スリーブコートむら
を発生してしまうことがある。However, if higher speed copying machines are required, the problems faced by the present invention become even more severe. In other words, as the copying speed increases, the fuser, photoreceptor drum, etc. of the copying machine will rotate faster than before, and the developing sleeve, which carries toner for development, will also rotate at a much faster speed than before. It will rotate. The chances of contact between the toner particles and the sleeve surface increase, the amount of charge increases, and the charge tends to gradually become excessive. In particular, under low temperature conditions, the amount of charge increases further, which may cause increased fogging, roughness, scattering, and a decrease in image density. In addition, under such severe conditions such as high speed and low humidity conditions, it is necessary to use a small particle size magnetic toner such as the one of the present invention, which has a thin toner coat (and is uniform, and is advantageous against sleeve coat unevenness). Even if a developing sleeve is used and has a surface with an uneven surface formed by a plurality of specific spherical trace depressions that suppress the toner coat thickness and stabilize it uniformly, under such severe conditions, the sleeve coat Unevenness may occur.
本発明の現像剤は上記知見に基づ(もので前述した粒度
分布、材料構成を有する磁性トナーに鉄粉との摩擦帯電
特性が50μc/g(絶対値)以下で、個数平均粒径0
.5μm以下である様な帯電緩和剤微粉末あるいはこれ
らの混合物を磁性トナー粒子に配合(内添)、まだは磁
性トナー粒子と混合(外添)して用いることを特徴とす
るものである。Based on the above findings, the developer of the present invention has a magnetic toner having the particle size distribution and material composition described above, has a triboelectric charging property with iron powder of 50 μc/g (absolute value) or less, and has a number average particle size of 0.
.. This method is characterized in that a fine charge moderating agent powder having a particle size of 5 .mu.m or less or a mixture thereof is blended with the magnetic toner particles (internal addition) or mixed with the magnetic toner particles (external addition).
本発明に用いられる帯電緩和剤微粉末の含有量は、内添
の場合、結着樹脂100重量部に対し0.1〜50重量
部、好ましくは0.2〜30重量部、外添の場合には、
磁性トナー100重量部に対し0.01〜10重量部、
好ましくは0.02〜5重量部である。The content of the fine charge softening agent powder used in the present invention is 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.2 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin when added internally, and preferably 0.2 to 30 parts by weight when added externally. for,
0.01 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of magnetic toner,
Preferably it is 0.02 to 5 parts by weight.
上記帯電緩和剤として具体的には以下に示すような物質
が挙げられる。カーボンブラック、グラファイト、等の
主に炭素原子からなる炭素同素体、酸化マグネシウム、
アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化ニッケル、酸化ク
ロム、酸化銅、酸化亜鉛、酸化すず、酸化セリウム、酸
化コバルト、酸化ジルコニウムなどのような主に金属原
子(一種あるいは数種)と酸素原子から成る金属酸化物
が挙げられる。これらの物質は帯電しに(いかあるいは
空気中の水分を界し、電荷の放゛出を起こし易すいもの
と考えられる。実際、これらの物質の鉄粉に対する帯電
量は50μc/g (絶対値)以下であり、好ましくは
20μc/g (絶対値)以下である。Specific examples of the above-mentioned charge mitigating agent include the following substances. Carbon allotropes consisting mainly of carbon atoms such as carbon black, graphite, etc., magnesium oxide,
Mainly composed of metal atoms (one or more) and oxygen atoms, such as alumina, titanium oxide, iron oxide, nickel oxide, chromium oxide, copper oxide, zinc oxide, tin oxide, cerium oxide, cobalt oxide, zirconium oxide, etc. Examples include metal oxides. It is thought that these substances are easily charged (or exposed to moisture in the air, causing charge emission).In fact, the amount of charge of these substances on iron powder is 50 μc/g (absolute value ) or less, preferably 20 μc/g (absolute value) or less.
これらの物質の微粉末を適度な量、磁性トナーに含有す
ることにより過度な摩擦帯電を抑制し、また、過剰に帯
電した電荷を放出させることができる。By containing an appropriate amount of fine powder of these substances in a magnetic toner, excessive frictional electrification can be suppressed and excessively charged charges can be released.
つまり、これらの微粉末は、磁性トナーの摩擦帯電量を
適度な大きさに下げる帯電緩和剤として働くものと考え
られる。In other words, these fine powders are considered to function as a charge moderating agent that reduces the amount of triboelectric charge of the magnetic toner to an appropriate level.
一方、本発明の磁性トナーは、粒径が小さ(なっており
、帯電量が大きくなり易く、平均粒径が小さ(なるほど
増大し、帯電コントロールがより困難となる。On the other hand, the magnetic toner of the present invention has a small particle size, so the amount of charge tends to increase, and the average particle size is small (as it increases, it becomes more difficult to control the charge).
これらの磁性トナーが帯電過剰となると、ガサつき、飛
び散り、濃度低下など画像欠陥を生じる。When these magnetic toners are overcharged, image defects such as roughness, scattering, and decreased density occur.
また、磁性トナー中の粒径の小さい粒子が帯電過剰とな
り、スリーブとの鏡映力が強くなり、スリーブ表面に付
着し、現像剤の摩擦帯電を妨害し、帯電不良の粒子を発
生させ、カブリの増加や画像濃度低下を生じ、さらには
スリーブコートむらを生じることもある。In addition, small particles in the magnetic toner become overcharged and have a strong mirroring force with the sleeve, adhering to the sleeve surface, interfering with the frictional charging of the developer, generating poorly charged particles, and causing fogging. This may cause an increase in image density, a decrease in image density, and even cause uneven sleeve coating.
従って、本発明の現像剤は、粒径が小さくなる程効果は
著しい。Therefore, the effect of the developer of the present invention is more significant as the particle size becomes smaller.
また、本発明の磁性トナーは5μm以下の粒子が多く、
これら粒子の過剰帯電を防止し、磁性トナーの帯電量を
コントロールする為に本発明の現像剤は好ましいもので
ある。Further, the magnetic toner of the present invention has many particles of 5 μm or less,
The developer of the present invention is preferable in order to prevent excessive charging of these particles and to control the amount of charge of the magnetic toner.
帯電緩和剤微粉末を本発明の現像剤に含有させる方法と
して内添する方法と外添する方法があるが、外添する方
法の方が、磁性トナー表面に多(存在するので少量の添
加量で大きな効果が期待できる。またごく少量で効果を
発揮する場合或いは磁性トナー表面から脱離しやすい場
合には、現像剤中に良好に分散させる為添加量を多くで
きるあるいは磁性トナー表面に固着させる内添による方
法も有効である。また、本発明の現像剤中の微粉末が磁
性をもつものの場合、磁性トナーに求められる所望の磁
気特性の範囲内にあれば内添による方法が利用できる。There are two ways to incorporate the fine powder of the charge softener into the developer of the present invention: an internal addition method and an external addition method. However, the external addition method is better because it is present in a larger amount on the surface of the magnetic toner. A large effect can be expected.Also, if the effect is achieved with a very small amount, or if the toner easily detaches from the surface of the magnetic toner, the amount added can be increased to ensure good dispersion in the developer, or if it is fixed to the surface of the magnetic toner. A method of internal addition is also effective.Furthermore, in the case where the fine powder in the developer of the present invention is magnetic, a method of internal addition can be used as long as the magnetic properties are within the range of the desired magnetic properties required for a magnetic toner.
しかし、磁性トナーの磁気特性に太き(影響する場合に
は、外添により添加量を少なくし、目的を達成すること
ができる。However, if it affects the magnetic properties of the magnetic toner, the amount added can be reduced by external addition to achieve the objective.
摩擦帯電特性が絶対値で50μc/g以上の時には帯電
の緩和が十分でな(なる場合もあり、磁性トナーの帯電
極性と逆極性の時には、かぶりが増加したり、濃度低下
するなどの現像性に悪影響を与える場合がある。When the triboelectric charging property is 50 μc/g or more in absolute value, the charging is not sufficiently relaxed (sometimes this occurs, and when the polarity is opposite to that of the magnetic toner, the developing property may be affected by increased fogging or decreased density). may have a negative impact.
個数平均粒径が0.5μmを超える場合には、現像剤中
への分散性が不良となり、粒子間にバラツキができ、現
像性に悪影響を与え、かぶりが増えるなど良好な画像を
与えることができなくなることがあり、本発明の磁性ト
ナーの平均粒径が小さ(なる程、効果は大きくなる。If the number average particle size exceeds 0.5 μm, the dispersibility in the developer will be poor, and variations will occur between particles, which will adversely affect developability and increase fog, making it difficult to produce good images. The average particle size of the magnetic toner of the present invention is small (the more the effect becomes greater).
所定の含有量より多くなる場合には、高湿下等で帯電量
の低下量が太き(なり、画像濃度薄等の画像欠陥を生じ
る。一方所定の含有量より小さ(なる場合には帯電の緩
和効果をうま(発揮することができず、帯電過剰となり
易(なり、濃度低下やスリーブコートむらを生じる事も
ある。If the content exceeds the specified value, the amount of charge decreases greatly under conditions such as high humidity, resulting in image defects such as poor image density. It is not possible to fully exert the mitigation effect of the coating, and it tends to become overcharged, which may result in a decrease in density and uneven sleeve coating.
ここで本発明における現像剤および帯電緩和剤微粉末の
電荷量の測定法を図面を用いて詳述する。Here, the method for measuring the amount of charge of the developer and the charge moderator fine powder in the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第5図は電荷量を測定する装置の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an apparatus for measuring the amount of electric charge.
先ず、底に400メツシユのスクリーン33のある金属
製の測定容器32に電荷量を測定しようとするサンプル
と鉄粉キャリヤー(200〜300メツシユ)の現像剤
では重量比10 : 90、帯電緩和剤微粉末では重量
比2:98の混合物的1gを入れ金属製のフタ34をす
る。このときの測定容器32全体の重量を秤りW+(g
)とする。次に、吸引機31(測定容器32と接する部
分は少な(とも絶縁体)において、吸引口37から吸引
し風量調節弁36を調整して真空計35の圧力を250
mmH20とする。この状態で充分吸引を行いサンプル
を吸引除去する。このときの電位計39の電位をV(ボ
ルト)とする。ここで38はコンデンサーであり容量を
C(μF)とする。また、吸引後の測定容器全体の重量
を秤りWz(g)とする。このサンプルの電荷量(μc
/g)は下式の如く計算される。First, a metal measurement container 32 with a 400-mesh screen 33 at the bottom is placed in a sample whose charge amount is to be measured and a developer consisting of an iron powder carrier (200 to 300 meshes) at a weight ratio of 10:90, with a small amount of charge softening agent. For powder, 1 g of a mixture with a weight ratio of 2:98 is added and a metal lid 34 is placed. Weigh the entire weight of the measurement container 32 at this time, W+(g
). Next, with the suction device 31 (the part that comes into contact with the measurement container 32 is small (both are insulators), suction is performed from the suction port 37, and the air volume control valve 36 is adjusted to raise the pressure of the vacuum gauge 35 to 250.
Let it be mmH20. In this state, perform sufficient suction to remove the sample. The potential of the electrometer 39 at this time is assumed to be V (volt). Here, 38 is a capacitor, and the capacitance is C (μF). In addition, the weight of the entire measurement container after suction is weighed and is defined as Wz (g). The amount of charge of this sample (μc
/g) is calculated as shown below.
但し、測定条件は23℃、60%RHとする。However, the measurement conditions are 23° C. and 60% RH.
また、測定に用いるキャリヤー(鉄粉)は200〜30
0メツシユのものであるが、誤差をな(すためにキャリ
ヤーは上記吸引装置で充分吸引し400メツシユのスク
リーンを通過するものは除去してからサンプルと混合す
る。In addition, the carrier (iron powder) used for measurement is 200 to 30
0 mesh, but in order to avoid any errors, the carrier was sufficiently suctioned using the suction device mentioned above, and the carrier that passed through the 400 mesh screen was removed before being mixed with the sample.
本発明において、細線再現性は次に示すような方法によ
って測定を行った。すなわち、正確に幅100μmとし
た細線のオリジナル原稿を、適正なる複写条件でコピー
した画像を測定用サンプルとし、測定装置として、ルー
ゼツクス450粒子アナライザーを用いて、拡大したモ
ニター画像から、インジケーターによって線幅の測定を
行う。このとき、線幅の測定位置はトナーの細線画像の
幅方向に凹凸があるため、凹凸の平均的線幅をもって測
定点とする。これより、細線再現性の値(%)は、下記
式によって算出する。In the present invention, fine line reproducibility was measured by the following method. In other words, an image of an original manuscript with thin lines exactly 100 μm in width was copied under appropriate copying conditions as a sample for measurement, and a Luzetx 450 Particle Analyzer was used as the measurement device to measure the line width using an indicator from the enlarged monitor image. Perform measurements. At this time, since the line width measurement position has irregularities in the width direction of the fine line image of the toner, the average line width of the irregularities is taken as the measurement point. From this, the value (%) of fine line reproducibility is calculated using the following formula.
本発明において、解像力の測定は次の方、法によって行
った。すなわち、線幅および間隔の等しい5本の細線よ
りなるパターンで、1mmの間に2.8. 3.2.3
.6.4.0.4,5.5.0.5.6.6.3゜7.
1又は8.0本あるように描かれているオリジナル画像
をつ(る。この10種類の線画像を有するオリジナル原
稿を適正なる複写条件でコピーした画像を、拡大鏡にて
観察し、細線間が明確に分離している画像の本数(本/
m m )をもって解像力の値とする。In the present invention, the resolution was measured by the following method. In other words, it is a pattern consisting of five thin lines with equal line width and spacing, with a width of 2.8 mm per 1 mm. 3.2.3
.. 6.4.0.4, 5.5.0.5.6.6.3゜7.
An original image drawn as if there were 1 or 8.0 line images is taken.The original document with these 10 types of line images is copied under appropriate copying conditions, and observed with a magnifying glass, and the gaps between thin lines are The number of images with clearly separated images (images/
m m ) is taken as the value of resolution.
この数字が大きいほど、解像力が高いことを示す。The larger this number, the higher the resolution.
本発明の磁性トナーに使用される結着樹脂としては、オ
イル塗布する装置を有する加熱加圧ローラ定着装置を使
用する場合には、下記トナー用結着構脂の使用が可能で
ある。As the binder resin used in the magnetic toner of the present invention, the following toner binder resins can be used when a heated pressure roller fixing device having an oil coating device is used.
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およびその置換体の単
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
−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチル
エーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共
重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチ
レン−ブタジェン共重合体、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、フェノー
ル樹脂、天然変性フェノール樹脂、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。For example, monopolymers of styrene and its substituted products such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene; styrene-p-chlorostyrene copolymers, styrene-vinyltoluene copolymers, styrene-vinylnaphthalene copolymers , styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-methyl chloromethacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl Styrenic copolymers such as ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer; polyvinyl chloride, phenol Resin, natural modified phenolic resin, natural resin modified maleic acid resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate, silicone resin, polyester resin, polyurethane, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin, Coumarone indene resin, petroleum-based resin, etc. can be used.
オイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式におい
ては、トナー像支持体部材上のトナー像の一部がローラ
に転移するいわゆるオフセット現象、およびトナー像支
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ッ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樹脂の
物性が最も太き(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、オフセットが起こり易(なり、またブロッキングも
しくはケーキングも生じ易(なる。それゆえ、本発明に
おいてオイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式
を用いる時には、結着樹脂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
体もしくは架橋されたポリエステルがある。In the heating and pressure roller fixing method that does not apply much oil, the so-called offset phenomenon, in which a part of the toner image on the toner image support member is transferred to the roller, and the adhesion of the toner to the toner image support member are important issues. 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 binder resin in the toner are most important (involved in these phenomena), but according to the research of the present inventors, reducing the content of magnetic material in the toner causes the toner image to deteriorate during fixing. Although the adhesion of the toner to the support member is improved, offset is likely to occur, and blocking or caking is also likely to occur.Therefore, in the present invention, when using a heated pressure roller fixing method that does not apply much oil, The selection of the binder resin is more important. Preferred binder materials include crosslinked styrenic copolymers or crosslinked polyesters.
スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノ
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−2−エチル
ヘキシル、アクリル酸フェニル、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
酸およびその置換体;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
系オレフィン類;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。Examples of comonomers for the styrene monomer in the styrenic copolymer include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, phenyl acrylate, and methacrylate. acids, monocarboxylic acids having a double bond such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, octyl methacrylate, acrylonitrile, methacrinitrile, acrylamide, etc., or substituted products thereof; for example, maleic acid, butyl maleate, Dicarboxylic acids with double bonds such as methyl maleate, dimethyl maleate, etc. and substituted products thereof; e.g. vinyl chloride, vinyl acetate,
Vinyl esters such as vinyl benzoate; ethylene olefins such as ethylene, propylene, butylene; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone; vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, Vinyl monomers such as vinyl ethers such as vinyl isobutyl ether may be used alone or in combination of two or more.
ここで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、!、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、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンな
どのジビニル化合物;および3個以上のビニル基を有す
る化合物;が単独もしくは混合物として用いられる。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; for example, ethylene glycol diacrylate,
Ethylene glycol dimethacrylate! , 3-butanediol dimethacrylate, etc.; carboxylic acid esters having two double bonds; divinyl compounds such as divinyl aniline, divinyl ether, divinyl sulfide, divinyl sulfone; and compounds having three or more vinyl groups; Used alone or in mixtures.
また、加圧定着方式を用いる場合には、圧力定着トナー
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
−ブタジェン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体
、線状飽和ポリエステル、パラフィンなどがある。In addition, when using a pressure fixing method, it is possible to use a binder resin for pressure fixing toner, such as polyethylene,
Examples include polypropylene, polymethylene, polyurethane elastomer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ionomer resin, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, linear saturated polyester, and paraffin.
また、本発明中の磁性トナーには荷電制御剤をトナー粒
子に配合(内添)、またはトナー粒子と混合(外添)し
て用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像シ
ステムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となり
、特に本発明では粒度分布と荷電とのバランスをさらに
安定したものとすることが可能である。正荷電制御剤と
しては、ニグロシンおよび脂肪酸金属塩等による変成物
;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−
4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウム
テトラフルオロボレートなどの四級アンモニウム塩;ジ
ブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジ
シクロへキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオ
キサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレ
ート、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジオルガノ
スズボレートを単独であるいは2種類以上組合せて用い
ることができる。Further, in the magnetic toner of the present invention, it is preferable to use a charge control agent by blending it into the toner particles (internal addition) or mixing it with the toner particles (external addition). The charge control agent makes it possible to optimally control the amount of charge depending on the developing system, and in particular, in the present invention, it is possible to further stabilize the balance between particle size distribution and charge. As a positive charge control agent, modified products with nigrosine and fatty acid metal salts; tributylbenzylammonium-1-hydroxy-
Quaternary ammonium salts such as 4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate; diorganotin oxides such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide; dibutyltinborate, dioctyltinborate, dicyclohexyltinborate, etc. These diorganostin borates can be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、ニグロシン系、四級アンモニウム塩の
如き荷電制御剤が特に好ましく用いられる。Among these, charge control agents such as nigrosine and quaternary ammonium salts are particularly preferably used.
また、一般式
〔式中、R1はHまたはCHaを示し、R2およびR3
は置換または未置換のアルキル基(好ましくは、Cl−
04)を示す。〕
で表わされるモノマーの単重合体;または前述したよう
なスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ルなどの重合性モノマーとの共重合体を正荷電性制御剤
として用いることができ、この場合これらの荷電制御剤
は、結着樹脂(の全部または一部)としての作用をも有
する。In addition, the general formula [wherein R1 represents H or CHa, R2 and R3
is a substituted or unsubstituted alkyl group (preferably Cl-
04). ] A homopolymer of the monomer represented by; or a copolymer with a polymerizable monomer such as styrene, acrylic acid ester, or methacrylic acid ester as described above can be used as a positive charge control agent. The charge control agent also functions as (all or part of) a binder resin.
本発明に用いることのできる負荷電°性制御剤としては
、例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効で、その
例としてはアルミニウムアセチルアセトナート、鉄(n
)アセチルアセトナート、3.5−ジターシャリ−ブチ
ルサリチル酸クロム等があり、特にアセチルアセトン金
属錯体、サリチル酸系金属錯体または塩が好ましく、特
にサリチル酸系金属錯体またはサリチル酸系金属塩が好
ましい。As negative chargeability control agents that can be used in the present invention, for example, organic metal complexes and chelate compounds are effective; examples thereof include aluminum acetylacetonate, iron (n
) acetylacetonate, chromium 3,5-ditertiary-butylsalicylate, etc., and acetylacetone metal complexes, salicylic acid metal complexes or salts are particularly preferred, and salicylic acid metal complexes or salicylic acid metal salts are particularly preferred.
上述した荷電制御剤(結着樹脂としての作用を有しない
もの)は、微粒子状として用いることが好ましい。この
場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、具体的には、
4μm以下(更には3μm以下)が好ましい。The above-mentioned charge control agent (one that does not function as a binder resin) is preferably used in the form of fine particles. In this case, the number average particle size of this charge control agent is specifically:
The thickness is preferably 4 μm or less (more preferably 3 μm or less).
トナーに内添する際、このような荷電制御剤は、結着樹
脂100重量部に対して0.1〜20重量部(更には0
.2〜10重量部)用いることが好ましい。When internally added to the toner, such a charge control agent is added in an amount of 0.1 to 20 parts by weight (or even 0.1 to 20 parts by weight) per 100 parts by weight of the binder resin.
.. 2 to 10 parts by weight) is preferably used.
本発明に係る磁性トナーは、必要に応じて種々の添加剤
を内添あるいは外添混合してもよい。着色剤としては従
来より知られている染料、顔料が使用可能であり、通常
、結着樹脂100重量部に対して0.5〜20重量部使
用しても良い。他の添加剤としては、例えばステアリン
酸亜鉛の如き滑剤;炭化ケイ素の如き研磨剤がある。Various additives may be added internally or externally to the magnetic toner according to the present invention, if necessary. As the colorant, conventionally known dyes and pigments can be used, and usually 0.5 to 20 parts by weight may be used per 100 parts by weight of the binder resin. Other additives include, for example, lubricants such as zinc stearate; abrasives such as silicon carbide.
また、熱ロール定着時の離型性を良(する目的で低分子
量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロク
リスタリンワックス、カルナバワックス、サゾールワッ
クス、パラフィンワックス等のワックス状物質を結着樹
脂を基準にして0.5〜5wt%程度磁性トナーに加え
ることも本発明の好ましい形態の1つである。In addition, in order to improve mold releasability during hot roll fixing, waxy substances such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, carnauba wax, Sasol wax, paraffin wax, etc. are added to the binder resin. It is also one of the preferred embodiments of the present invention to add about 0.5 to 5 wt% to the magnetic toner.
さらに本発明に係る磁性トナーは、着色剤の役割を兼ね
ても良いが、磁性材料を含有している。本発明の磁性ト
ナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、γ
−酸酸化鉄ラフエライト鉄過剰型フェライト等の酸化鉄
;鉄、コバルト、ニッケルのような金属或はこれらの金
属とアルミニウム。Further, the magnetic toner according to the present invention contains a magnetic material, although it may also serve as a colorant. Magnetic materials contained in the magnetic toner of the present invention include magnetite, γ
- Iron oxides such as iron oxide rougherite iron-rich ferrite; metals such as iron, cobalt, and nickel, or these metals and aluminum.
コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛。Cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc.
アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム。antimony, beryllium, bismuth, cadmium.
カルシウム、マンガン、セレン9.チタン、タングステ
ン、バナジウムのような金属との合金およびその混合物
等が挙げられる。Calcium, manganese, selenium9. Examples include alloys with metals such as titanium, tungsten, and vanadium, and mixtures thereof.
これらの強磁性体は平均粒径が0.1−1μm1好まし
くは0.1−0.5μm程度のものが望ましく、磁性ト
ナー中に含有させる量としては樹脂成分100重量部に
対し60〜200重量部、好ましくは樹脂成分100重
量部に対し60〜150重量部、さらに好ましくは樹脂
成分100重量部に対し65〜110重量部である。These ferromagnetic materials preferably have an average particle size of 0.1-1 μm, preferably 0.1-0.5 μm, and are contained in the magnetic toner in an amount of 60-200 parts by weight per 100 parts by weight of the resin component. parts, preferably 60 to 150 parts by weight per 100 parts by weight of the resin component, and more preferably 65 to 110 parts by weight per 100 parts by weight of the resin component.
本発明に係る静電荷像現像用磁性トナーを作製するには
磁性粉及びビニル系、非ビニル系の熱可塑性樹脂、必要
に応じて着色剤としての顔料又は染料、荷電制御剤、そ
の他の添加剤等をボールミルの如き混合機により充分混
合してから加熱ロール、ニーグー、エクストルーダーの
如き熱混錬機を用いて熔融、捏和及び練肉して樹脂類を
互いに相溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解せ
しめ、冷却固化後粉砕及び厳密な分級をおこなって本発
明に係るところの磁性トナーを得ることが出来る。To prepare the magnetic toner for developing electrostatic images according to the present invention, magnetic powder, vinyl or non-vinyl thermoplastic resin, pigment or dye as a coloring agent, charge control agent, and other additives are used as necessary. etc. are thoroughly mixed using a mixer such as a ball mill, and then melted, kneaded, and kneaded using a heat kneader such as a heated roll, niegu, or extruder to make the resins compatible with each other. The magnetic toner according to the present invention can be obtained by dispersing or dissolving the dye, cooling and solidifying it, and then pulverizing and strictly classifying it.
また、本発明に係る磁性トナーにはシリカ微粉末を内添
あるいは外添混合しても良いが、外添混合することがよ
り好ましい。本発明の特徴とするような粒度分布を有す
る磁性トナーでは、比表面積が従来のトナーより大きく
なる。摩擦帯電のために磁性トナー粒子と、内部に磁界
発生手段を有した円筒状の導電性スリーブ表面と接触せ
しめた場合、従来の磁性トナーよりトナー粒子表面とス
リーブとの接触回数は増大し、トナー粒子の摩耗が発生
しやすくなる。本発明に係る磁性トナーと、シリカ微粉
末を組み合せるとトナー粒子とスリーブ表面の間にシリ
カ微粉末が介在することで摩耗は著しく軽減される。こ
れによって、磁性トナーの長寿命化がはかれると共に、
安定した帯電性も維持することができ、長期の使用にも
より優れた磁性トナーを有する現像剤とすることが可能
である。Further, fine silica powder may be added internally or externally to the magnetic toner of the present invention, but it is more preferable to mix it externally. A magnetic toner having a particle size distribution characteristic of the present invention has a larger specific surface area than conventional toners. When magnetic toner particles are brought into contact with the surface of a cylindrical conductive sleeve that has a magnetic field generating means inside for triboelectrification, the number of times the toner particle surface contacts the sleeve increases compared to conventional magnetic toner, and the toner particles Particle wear is more likely to occur. When the magnetic toner according to the present invention is combined with fine silica powder, wear is significantly reduced due to the presence of the fine silica powder between the toner particles and the sleeve surface. This not only extends the lifespan of the magnetic toner, but also
It is also possible to maintain stable charging properties, and it is possible to obtain a developer having a magnetic toner that is more excellent even in long-term use.
シリカ微粉体としては、乾式法および湿式法で製造した
シリカ微粉体をいずれも使用できるが、耐フィルミング
性、耐久性の点からは乾式法によるシリカ微粉体を用い
ることが好ましい。As the silica fine powder, both silica fine powder produced by a dry method and a wet method can be used, but from the viewpoint of filming resistance and durability, it is preferable to use a silica fine powder produced by a dry method.
一方、本発明に用いられるシリカ微粉体を湿式法で製造
する方法は、従来公知である種々の方法が適用できる。On the other hand, various conventionally known methods can be applied to produce the silica fine powder used in the present invention by a wet method.
ここでいうシリカ微粉体には、無水二酸化ケイ素(シリ
カ)、その他、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム
、ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛な
どのケイ酸塩をいずれも適用できる。The silica fine powder referred to herein can be any of anhydrous silicon dioxide (silica) and other silicates such as aluminum silicate, sodium silicate, potassium silicate, magnesium silicate, and zinc silicate.
上記シリカ微粉体のうちで、BET法で測定した窒素吸
着による比表面積が30rd/g以上(特に50〜40
0 rrf/g)の範囲内のものが良好な結果を与える
。磁性トナー100重量部に対してシリカ微粉体0.0
1〜8重量部、好ましくは0.1〜5重量部使用するの
が良い。Among the silica fine powders mentioned above, the specific surface area due to nitrogen adsorption measured by the BET method is 30rd/g or more (especially 50 to 40rd/g).
0 rrf/g) gives good results. Silica fine powder 0.0 per 100 parts by weight of magnetic toner
It is good to use 1 to 8 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight.
また、本発明に係る磁性トナーを正荷電性磁性トナーと
して用いる場合には、トナーの摩耗防止のために添加す
るシリカ微粉体としても、負荷電性であるよりは、正荷
電性シリカ微粉体を用いた方が帯電安定性を損うことも
な(、好ましい。In addition, when the magnetic toner according to the present invention is used as a positively charged magnetic toner, as the silica fine powder added to prevent toner wear, positively charged silica fine powder is used rather than negatively charged silica fine powder. It is preferable to use it without impairing charging stability.
正帯電性シリカ微粉体を得る方法としては、上述した未
処理のシリカ微粉体を、側鎖に窒素原子を少な(とも1
つ以上有するオルガノ基を有するシリコンオイルで処理
する方法、あるいは窒素含有のシランカップリング剤で
処理する方法、またはこの両者で処理する方法がある。As a method for obtaining positively chargeable silica fine powder, the above-mentioned untreated silica fine powder is mixed with fewer nitrogen atoms in the side chain (both 1 and 1).
There is a method of treatment with a silicone oil having more than one organo group, a method of treatment with a nitrogen-containing silane coupling agent, or a method of treatment with both.
尚、本発明において正荷電性シリカとは、プローオフ法
で測定した時に、鉄粉キャリアーに対しプラスのトリボ
電荷を有するものをいう。In the present invention, positively charged silica refers to silica that has a positive triboelectric charge relative to the iron powder carrier when measured by a plow-off method.
シリカ微粉体の処理に用いる、側鎖に窒素原子を有する
シリコンオイルとしては、少なくとも下記式で表わされ
る部分構造を具備するシリコンオイルが使用できる。As the silicone oil having a nitrogen atom in the side chain used in the treatment of silica fine powder, a silicone oil having at least a partial structure represented by the following formula can be used.
(式中、R1は水素、アルキル基、アリール基またはア
ルコキシ基を示し、R2はアルキレン基またはフェニレ
ン基を示し、R3およびR4は水素、アルキル基、また
はアリール基を示し、R6は含窒素複素環基を示す)尚
、上記アルキル基、アリール基、アルキレン基、フェニ
レン基は窒素原子を有するオルガノ基を有していても良
いし、また帯電性を損ねない範囲で、ハロゲン等の置換
基を有していても良い。(In the formula, R1 represents hydrogen, an alkyl group, an aryl group, or an alkoxy group, R2 represents an alkylene group or a phenylene group, R3 and R4 represent hydrogen, an alkyl group, or an aryl group, and R6 represents a nitrogen-containing heterocyclic ring. Note that the alkyl group, aryl group, alkylene group, and phenylene group described above may have an organo group having a nitrogen atom, or may have a substituent such as a halogen within a range that does not impair chargeability. It's okay to do so.
また、本発明で用いる含窒素シランカップリング剤は、
一般に下記式で示される構造を有する。Furthermore, the nitrogen-containing silane coupling agent used in the present invention is
It generally has a structure shown by the following formula.
Rm−8i−Yrt
(Rは、アルコキシ基またはハロゲンを示し、Yはアミ
ノ基または窒素原子を少な(とも1つ以上有するオルガ
ノ基を示し、mおよびnは1〜3の整数であってm +
n = 4である。)
窒素原子を少な(とも1つ以上有するオルガノ基として
は、有機基を置換基として有するアミノ基または含窒素
複素環基または含窒素複素環基を有する基が例示される
。含窒素複素環基としては、不飽和複素環基または飽和
複素環基があり、それぞれ公知のものが適用可能である
。不飽和複素環基としては、例えば下記のものが例示さ
れる。Rm-8i-Yrt (R represents an alkoxy group or a halogen, Y represents an amino group or an organo group having one or more nitrogen atoms, m and n are integers of 1 to 3, and m +
n = 4. ) Examples of the organo group having one or more nitrogen atoms include an amino group having an organic group as a substituent, a nitrogen-containing heterocyclic group, or a group having a nitrogen-containing heterocyclic group.Nitrogen-containing heterocyclic group Examples of the unsaturated heterocyclic group include unsaturated heterocyclic groups and saturated heterocyclic groups, and known ones are applicable. Examples of the unsaturated heterocyclic group include the following.
飽和複素環基としては、例えば下記のものが例示される
。Examples of the saturated heterocyclic group include the following.
本発明に使用される複素環基としては、安定性を考慮す
ると五員環または六員環のものが良い。The heterocyclic group used in the present invention is preferably a five-membered ring or a six-membered ring in consideration of stability.
そのような処理剤の例としてはアミノプロピルトリメト
キシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ジメ
チルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジエチルアミ
ノプロピルトリメトキシシラン、ジプロピルアミノプロ
ピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロビルトリ
メトキシシラン、モノブチルアミノプロビルトリメトキ
シシラン、ジオクチルアミノプロピルトリメトキシシラ
ン、ジブチルアミノプロビルジメトキシシラン、ジブチ
ルアミノプロピルモノメトキシシラン、ジメチルアミノ
フェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシリル−γ
−プロピルフェニルアミン、トリメトキシシリル−γ−
プロピルベンジルアミン等があり、さらに含窒素複素環
としては前述の構造のものが使用でき、そのような化合
物の例としては、トリメトキシシリル−γ−プロピルピ
ペリジン、トリメトキシシリル−γ−プロピルモルホリ
ン、トリメトキシシリル−γ−プロピルイミダゾール等
がある。Examples of such treatment agents include aminopropyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, dimethylaminopropyltrimethoxysilane, diethylaminopropyltrimethoxysilane, dipropylaminopropyltrimethoxysilane, dibutylaminopropyltrimethoxysilane, Monobutylaminopropyltrimethoxysilane, dioctylaminopropyltrimethoxysilane, dibutylaminopropyldimethoxysilane, dibutylaminopropylmonomethoxysilane, dimethylaminophenyltriethoxysilane, trimethoxysilyl-γ
-Propylphenylamine, trimethoxysilyl-γ-
Propylbenzylamine, etc. Furthermore, as the nitrogen-containing heterocycle, those having the above-mentioned structure can be used. Examples of such compounds include trimethoxysilyl-γ-propylpiperidine, trimethoxysilyl-γ-propylmorpholine, Examples include trimethoxysilyl-γ-propylimidazole.
これらの処理された正荷電性シリカ微粉体の適用量は、
正荷電性磁性トナー100重量部に対して、0.01〜
8重量部のときに効果を発揮し、特に好ましくは0.1
〜5重量部添加した時に優れた安定性を有する正の帯電
性を示す。添加形態については好ましい態様を述べれば
、正荷電性磁性トナー100重量部に対して、0.1〜
3重量部の処理されたシリカ微粉体がトナー粒子表面に
付着している状態にあるのが良い。なお、前述した未処
理のシリカ微粉体も、これと同様の適用量で用いること
ができる。The application amount of these treated positively charged silica fine powders is
0.01 to 100 parts by weight of positively charged magnetic toner
The effect is exhibited when the amount is 8 parts by weight, particularly preferably 0.1
When added in an amount of up to 5 parts by weight, it exhibits positive chargeability with excellent stability. Regarding the form of addition, the preferred form is 0.1 to 100 parts by weight of positively charged magnetic toner.
It is preferable that 3 parts by weight of the treated silica fine powder be attached to the surface of the toner particles. Note that the untreated fine silica powder described above can also be used in the same amount.
また、本発明に用いられるシリカ微粉体は、必要に応じ
てシランカップリング剤、疎水化の目的で有機ケイ素化
合物などの処理剤で処理されていても良く、シリカ微粉
体と反応あるいは物理吸着する上記処理剤で処理される
。そのような処理剤としては、例えばヘキサメチルジシ
ラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、
トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、
メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン
、アリルフエニルジクロルシラン、ベンジルジメチルク
ロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−
クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリ
クロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、ト
リオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメル
カプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジ
メチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジ
メチルジメトキシシラン、ジフェニルジェトキシシラン
、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラ
メチルジシロキサン、1.3−ジフェニルテトラメチル
ジシロキサン、および1分子当り2から12個のシロキ
サン単位を有し、末端に位置する単位にそれぞれ1個宛
のStに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキ
サン等がある。これら1種あるいは2種以上の混合物で
用いられる。Furthermore, the silica fine powder used in the present invention may be treated with a silane coupling agent or a treatment agent such as an organosilicon compound for the purpose of hydrophobization, if necessary, to react with or physically adsorb to the silica fine powder. Treated with the above-mentioned processing agent. Examples of such treatment agents include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane,
Trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane,
Methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allyl phenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-
Chlorethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyljethoxysilane, hexa Methyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and siloxane units having 2 to 12 siloxane units per molecule, with one unit per molecule at each end. Examples include dimethylpolysiloxane containing a hydroxyl group bonded to St. These can be used alone or in a mixture of two or more.
また、本発明に係る磁性トナーにおいて、フッ素含有重
合体の微粉末を内添あるいは外添混合してもよい。フッ
素含有重合体微粉末としては、例えば、ポリテトラフル
オロエチレン、ポリビニリデンフルオライド等およびテ
トラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド共重合
体の微粉末等があるが、特に、ポリビニリデンフルオラ
イド微粉末が流動性および研磨性の点で好ましい。トナ
ーに対する添加量は0.01〜2.Owt%、特に0.
02〜1.0wt%が好ましい。Further, in the magnetic toner according to the present invention, a fine powder of a fluorine-containing polymer may be added internally or externally. Examples of fine fluorine-containing polymer powders include fine powders of polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc., and fine powders of tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymers. It is preferable from the viewpoint of hardness and abrasiveness. The amount added to the toner is 0.01 to 2. Owt%, especially 0.
02 to 1.0 wt% is preferable.
特に、シリカ微粉末と上記微粉末と組み合わせ外添混合
した磁性トナーにおいては、理由は明確ではないが、ト
ナーに付着したシリカの存在状態を安定化せしめ、例え
ば、付着したシリカがトナーから遊離して、トナー摩耗
やスリーブ汚損への効果が減少するようなことがなくな
り、かつ、帯電安定性をさらに増大することが可能であ
る。In particular, in magnetic toners in which fine silica powder is mixed with the above-mentioned fine powders and externally added, for reasons that are not clear, the state of the silica attached to the toner is stabilized, and for example, the attached silica is released from the toner. Therefore, the effect on toner abrasion and sleeve staining does not decrease, and it is possible to further increase charging stability.
本発明の現像剤は、従来公知の手段で電子写真、静電記
録及び静電印刷等における静電荷像を顕像化する為の一
成分現像用には全て使用可能なものである。The developer of the present invention can be used for one-component development for visualizing electrostatic images in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc. by conventionally known means.
また、本発明の現像剤は、円筒スリーブの如きトナー担
持体から感光体の如き潜像担持体ヘトナーを飛翔させな
がら潜像を現像する画像形成方法に適用するのが好まし
い。すなわち、現像剤は主にスリーブ表面との接触によ
ってトリボ電荷が付与され、スリーブ表面上に薄層状多
こ塗布される。現像剤の薄層の層厚は現像領域における
感光体とスリーブとの間隙よりも薄く形成される。感光
体上の潜像の現像に際しては、感光体とスリーブとの間
に交互電界を印加しなからトリボ電荷を有する現像剤を
スリーブから感光体へ飛翔させるのが良い。Further, the developer of the present invention is preferably applied to an image forming method in which a latent image is developed while flying toner from a toner carrier such as a cylindrical sleeve to a latent image carrier such as a photoreceptor. That is, the developer is given a triboelectric charge mainly through contact with the sleeve surface, and is coated in a thin layer on the sleeve surface. The thickness of the thin layer of developer is formed to be thinner than the gap between the photoreceptor and the sleeve in the development area. When developing a latent image on the photoreceptor, it is preferable to apply an alternating electric field between the photoreceptor and the sleeve, and then allow the tribocharged developer to fly from the sleeve to the photoreceptor.
交互電界としては、パルス電界、交流バイアスまたは交
流と直流バイアスが相乗ものが例示される。Examples of the alternating electric field include a pulsed electric field, an alternating current bias, or a combination of alternating current and direct current bias.
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、これは
、本発明をなんら限定するものではない。尚、以下の配
合における部数はすべて重量部である。EXAMPLES The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but these are not intended to limit the present invention in any way. Note that all parts in the following formulations are parts by weight.
実施例1
添付図面の第1図に示す現像装置を参照にして、本発明
の現像条件および装置条件を説明する。Example 1 The developing conditions and device conditions of the present invention will be described with reference to the developing device shown in FIG. 1 of the accompanying drawings.
内部に固定磁石4を有する円筒状のステンレススリーブ
(SUS 304)の表面に、定形粒子として80%
以上の直径が53〜62μmのガラスピーズを用い、吹
きつけノズル径7φ、距離100 m m 、エアー圧
4Kg/crrr、2分間の条件で、ブラスト処理を行
い、複数の球状痕跡窪みの直径Rが53〜62μmであ
る凹凸を形成させた。このスリーブ表面の凹凸のピッチ
Pは33μであり、表面粗さdは2.0μであった。−
成分現像剤10は、矢印の方向に390 m m 7秒
の周速で回転するステンレス製円筒スリーブ7表面上に
磁性ブレード1aを介して薄層に塗布され、スリーブ2
とブレード1aの間隙は約250μmに設定した。スリ
ーブ2は磁界発生手段として固定磁石4を有し、負荷電
性潜像を有する有機光導電性層を具備するOPC感光ド
ラム9と近接する現像領域におけるスリーブ表面近傍で
は磁界950ガウスを固定磁石は形成していた。260
m m7秒の周速で矢印の方向に回転するOPC感光
ドラム9とスリーブ2の最近接距離は約300μmに設
定した。尚、opc感光ドラム9とスリーブ2との間で
、交流バイアスと直流バイアスを相乗した2000Hz
/1350Vppのバイアスを印加した。80% of shaped particles are placed on the surface of a cylindrical stainless steel sleeve (SUS 304) with a fixed magnet 4 inside.
Using glass beads with a diameter of 53 to 62 μm, blasting was performed under the conditions of a blowing nozzle diameter of 7φ, a distance of 100 mm, an air pressure of 4 kg/crrr, and a duration of 2 minutes, and the diameter R of the multiple spherical trace depressions was An unevenness having a size of 53 to 62 μm was formed. The pitch P of the unevenness on the surface of this sleeve was 33μ, and the surface roughness d was 2.0μ. −
The component developer 10 is applied in a thin layer via a magnetic blade 1a onto the surface of a stainless steel cylindrical sleeve 7 rotating at a circumferential speed of 390 mm/7 seconds in the direction of the arrow.
The gap between the blade 1a and the blade 1a was set to about 250 μm. The sleeve 2 has a fixed magnet 4 as a magnetic field generating means, and the fixed magnet generates a magnetic field of 950 Gauss in the vicinity of the sleeve surface in the developing area adjacent to the OPC photosensitive drum 9 comprising an organic photoconductive layer having a negatively charged latent image. was forming. 260
The closest distance between the OPC photosensitive drum 9, which rotates in the direction of the arrow at a circumferential speed of 7 seconds, and the sleeve 2 was set to about 300 μm. In addition, between the OPC photosensitive drum 9 and the sleeve 2, the frequency of 2000 Hz, which is a combination of AC bias and DC bias, is
A bias of /1350 Vpp was applied.
一方、磁性トナーとしては、下記のものを使用上記材料
をブレンダーでよ(混合した後、150℃に設定した2
軸混練押出機にて混練した。得られた混線物を冷却し、
カッターミルにて粗粉砕した後、ジェット気流を用いた
微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕粉を固定壁
型風力分級機で分級して分級粉を生成した。さらに、得
られた分級粉をコアンダ効果を利用した多分割分級装置
(8鉄鉱業社製エルボジェット分級機)で超微粉及び粗
粉を同時に厳密に分級除去して体積平均粒径8.20μ
mの黒色微粉体(磁性トナー)を得た。On the other hand, as the magnetic toner, use the following.The above materials were mixed in a blender (after mixing, the temperature was set at 150°C).
The mixture was kneaded using a axial kneading extruder. Cool the resulting crosstalk,
After coarsely pulverizing it with a cutter mill, it was finely pulverized using a pulverizer using a jet stream, and the obtained pulverized powder was classified with a fixed wall type wind classifier to produce classified powder. Furthermore, the obtained classified powder was strictly classified and removed at the same time to remove ultra-fine powder and coarse powder using a multi-division classifier (elbow jet classifier manufactured by 8 Iron Mining Co., Ltd.) using the Coanda effect to obtain a volume average particle size of 8.2 μm.
A black fine powder (magnetic toner) of m was obtained.
得られた正帯電性の黒色微粉体である磁性トナーを前述
の如< 100μのアパチャーを具備するコールタ−カ
ウンタT A II型を用いて測定したデータを下記第
1表に示す。The obtained magnetic toner, which is a positively charged black fine powder, was measured using the Coulter Counter TA II type equipped with an aperture of <100 μm as described above, and the data is shown in Table 1 below.
第
表
得られた黒色微粉体の磁性トナー100重量部に乾式酸
化アルミニウム/酸化チタニウム混合微粉末(重量比4
: 96.個数平均粒径0.08μm、帯電量+4.
1μc/g)0.5重量部をターボミルミキサーにて強
混合して、強(付着させ、次に、正荷電性疎水性シリカ
(BET比表面積200m”/g)0.5重量部を加え
、ヘンシェルミキサーで混合した磁性トナーをトナーA
とした。このトナーAの粒度分布は、第2表に示すとお
りであった。Table 1: Adding 100 parts by weight of the obtained black fine powder magnetic toner to dry aluminum oxide/titanium oxide mixed fine powder (weight ratio 4.
: 96. Number average particle size 0.08 μm, charge amount +4.
0.5 parts by weight of 1 μc/g) were strongly mixed in a turbo mill mixer to make them adhere, and then 0.5 parts by weight of positively charged hydrophobic silica (BET specific surface area 200 m''/g) was added. Toner A is a magnetic toner mixed with a Henschel mixer.
And so. The particle size distribution of this toner A was as shown in Table 2.
前述したスリーブ設置した高速電子写真複写機にトナー
Aを投入し画出し試験を実施した。画出し試験を特に、
ブロッチムラなどの発生しやすい低温低湿条件下(15
℃、 10%)で5,000回連続して行った結果を
第3表に示す。第3表から明らかなように、初期におい
て、スリーブ上の単位面積当りのトナー層の重量M/S
が、1.0mg/ctrrで適度の値を示すとともに、
5000枚の耐久後に於いてもM/S=1.0mg/c
nfと安定しており、スリーブ上のトナーコートも極め
て均一であった。また5、000枚耐久後のスリーブ表
面をエアー清掃後走査型電子顕微鏡により観察したが、
表面の凹凸にトナーの成分は付着しておらず、スリーブ
汚染が実質的に全(起こっていなかった。そのため、初
期画像及び5,000枚耐久画像とも、画像濃度Dma
xが高く、カブリがな(、鮮明で、高画質なものであっ
た。Toner A was put into a high-speed electrophotographic copying machine equipped with the above-mentioned sleeve, and an image reproduction test was carried out. Especially the image output test.
Under low temperature and low humidity conditions (15
Table 3 shows the results of 5,000 consecutive tests at 10% (°C, 10%). As is clear from Table 3, in the initial stage, the weight of the toner layer per unit area on the sleeve M/S
shows a moderate value at 1.0 mg/ctrr,
M/S=1.0mg/c even after 5000 sheets of durability
nf and was stable, and the toner coating on the sleeve was also extremely uniform. In addition, the surface of the sleeve after being used for 5,000 sheets was observed using a scanning electron microscope after air cleaning.
No toner components were attached to the surface irregularities, and virtually no sleeve contamination occurred. Therefore, both the initial image and the 5,000-sheet durable image had an image density Dma of
The x was high and there was no fog (clear, high quality image).
実施例2
上記材料を用いて、実施例1と同様にして、体積平均粒
径4.5μmの黒色微粉体をえた。Example 2 Using the above materials, black fine powder with a volume average particle diameter of 4.5 μm was obtained in the same manner as in Example 1.
黒色微粉体の磁性トナー100重量部に疎水性乾式シリ
カ0.5重量部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して
一成分磁性現像剤とした。0.5 parts by weight of hydrophobic dry silica was added to 100 parts by weight of black fine powder magnetic toner and mixed in a Henschel mixer to obtain a one-component magnetic developer.
実施例1と同じ現像装置を用い、15℃、10%の厳し
い低湿条件下で実施例1と同様に評価を行った。Using the same developing device as in Example 1, evaluation was performed in the same manner as in Example 1 under severe low humidity conditions of 15° C. and 10%.
第3表に明らかなように、初期画像及び5,000枚耐
久後画像とも、画像濃度が高(、カブリがなく、鮮明で
、高画質なものが得られ、スリーブ汚染も、スリーブの
トナーコートムラも認められなかった。As is clear from Table 3, both the initial image and the image after 5,000 sheets had high image density (no fog, clear, high quality images were obtained, and there was no sleeve contamination. No unevenness was observed.
また、スリーブ上の単位面積当りのトナー層の重量も、
初期、耐久後共1.1mg/cm”、1.2mg/cm
”と均一かつ安定していた。また、このときのスリーブ
上のトナーの帯電量Q/Sは8.0μc/gと適切であ
った。Also, the weight of the toner layer per unit area on the sleeve is
Both initial and after durability 1.1mg/cm", 1.2mg/cm
Furthermore, the charge amount Q/S of the toner on the sleeve at this time was 8.0 μc/g, which was appropriate.
実施例3
実施例2で用いた原材料でカーボンブラックを除く他は
、実施例2と同じ材料構成と製造方法で体積平均粒径1
0.3μmの磁性トナーを得た。粒度分布を第1表に示
す。鉄粉キャリアとの摩擦帯電量は、+14μc/gで
あった。得られた磁性トナー100重量部に以下の材料
をヘンシェルミキサーで混合して一成分現像剤とした。Example 3 The same material composition and manufacturing method as in Example 2 were used, except that carbon black was excluded from the raw materials used in Example 2, and the volume average particle size was 1.
A 0.3 μm magnetic toner was obtained. The particle size distribution is shown in Table 1. The amount of frictional electrification with the iron powder carrier was +14 μc/g. The following materials were mixed with 100 parts by weight of the obtained magnetic toner using a Henschel mixer to prepare a one-component developer.
この現像剤の緒特性は、第2表に示すとおりであった。The properties of this developer were as shown in Table 2.
この現像剤を実施例1と同様の5,000枚の複写テス
トを行った結果を第3表に示す。This developer was subjected to the same 5,000 copy test as in Example 1, and the results are shown in Table 3.
第3表から明らかなように、優れた画像が得られた。As is clear from Table 3, excellent images were obtained.
実施例4
上記材料を用いて、実施例1と同様にして体積平均粒径
9.2μmの磁性トナーをえた。Example 4 Using the above materials, a magnetic toner having a volume average particle diameter of 9.2 μm was obtained in the same manner as in Example 1.
この磁性トナー100重量部に乾式酸化チタン微粉末(
個数平均粒径0.02μm、帯電量−2,sμc/g)
0.8重量部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して負
帯電性の一成分磁性現像剤を調製した。Add 100 parts by weight of this magnetic toner to dry titanium oxide fine powder (
Number average particle size 0.02μm, charge amount -2, sμc/g)
0.8 parts by weight was added and mixed in a Henschel mixer to prepare a negatively chargeable one-component magnetic developer.
正荷電性の静電荷像を形成するアモルファスシリコン感
光ドラムを具備する高速複写機(A4サイズ70枚/分
)に、実施例1と同様のブラスト処理をした現像スリー
ブ具備する現像機(スリーブ周速410mm/秒)を設
置して、上記−成分磁性現像剤を適用して、実施例1と
同様に評価をした。第3表に結果を示すように、鮮明で
、安定した高画質な画像をえることができ、ムラの発生
もなかった。A high-speed copying machine (A4 size 70 sheets/min) equipped with an amorphous silicon photosensitive drum that forms a positively charged electrostatic image, and a developing machine equipped with a developing sleeve subjected to the same blasting process as in Example 1 (sleeve circumferential speed 410 mm/sec), the above-mentioned -component magnetic developer was applied, and evaluation was conducted in the same manner as in Example 1. As shown in Table 3, clear, stable, and high-quality images were obtained, and no unevenness occurred.
比較例1
実施例1の装置を用いて、実施例1の黒色微粉体の磁性
トナー100重量部に疎水性シリカ(BET200m”
7g)0.5重量部をヘンシェルミキサーで混合して得
た一成分現像剤を実施例1と同様にして評価を行った。Comparative Example 1 Using the apparatus of Example 1, hydrophobic silica (BET 200m") was added to 100 parts by weight of the black fine powder magnetic toner of Example 1.
A one-component developer obtained by mixing 0.5 parts by weight of 7g) in a Henschel mixer was evaluated in the same manner as in Example 1.
15℃、 10%の低温低湿条件で、耐久が進むにつ
れて画像濃度は1.42から5,000枚で1.28と
低下し、ガサツキ、とびちりによる画質劣化が見られた
。また、斑点状のスリーブ・ムラが徐々に増していった
。このとき、スリーブ上のトナー帯電量Q/Sは初期は
13nc/cm”で、ブロック発生時には17〜19n
c/cm”と高かった。As the durability progressed, the image density decreased from 1.42 to 1.28 at 5,000 sheets under low temperature and low humidity conditions of 15° C. and 10%, and image quality deterioration due to roughness and sputtering was observed. In addition, the patchy sleeve unevenness gradually increased. At this time, the toner charge amount Q/S on the sleeve is initially 13 nc/cm", and when a block occurs, it is 17 to 19 nc/cm".
It was as high as “c/cm”.
比較例2
実施例1において、スリーブ表面を定型粒子によるブラ
スト処理をせずに、研摩剤として、酸化セリウムの微粉
末を用いてスリーブ表面を摺擦し、平滑な鏡面状態に仕
上げた。このスリーブをスリーブBとし、実施例1で使
用したスリーブAの代わりに、スリーブBを用いる以外
は実施例1と同様にして高速機、低温低湿条件にて評価
を行った。Comparative Example 2 In Example 1, the sleeve surface was not blasted with regular particles, but was rubbed using fine powder of cerium oxide as an abrasive to give it a smooth mirror surface. This sleeve was designated as Sleeve B, and evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that Sleeve B was used in place of Sleeve A used in Example 1 under high-speed machine, low temperature, and low humidity conditions.
初期画像は高濃度で、カブリのない鮮明な画像が得られ
たが、スリーブ上のM/Sが2.3mg/ctrrと大
きく、5,000枚の画出し後は、スリーブ両端からス
リーブトナーコートムラが発生しており、得られた画像
は両端部の画像が欠損し、ムラ状のカブリが見られた。The initial image was high density and clear with no fog, but the M/S on the sleeve was as large as 2.3 mg/ctrr, and after printing 5,000 images, the sleeve toner was leaking from both ends of the sleeve. Coat unevenness occurred, and the obtained image had defects at both ends, and uneven fogging was observed.
またスリーブ上のM/Sは、トナーコートムラ部も含む
値の為3.8mg/crrrと高かった。Furthermore, the M/S on the sleeve was as high as 3.8 mg/crrr because it included the uneven toner coating area.
比較例3
実施例1で使用したガラスピーズの代わりに、不定形粒
子である#300のカーボランダムを用いた以外は実施
例1と同様にして、スリーブの表面処理を行い、スリー
ブCを得た。実施例1で使用したスリーブAの代わりに
スリーブCを用いる以外は、実施例1と同様な評価を行
った。Comparative Example 3 Sleeve C was obtained by surface treatment of the sleeve in the same manner as in Example 1 except that #300 carborundum, which is an amorphous particle, was used instead of the glass beads used in Example 1. . The same evaluation as in Example 1 was performed except that Sleeve C was used instead of Sleeve A used in Example 1.
初期画像は、高濃度でカブリのない鮮明な画像が得られ
たが、5000枚の画出し後の画像では画像濃度0.4
2と顕著な画像濃度の低下が認められた。The initial image was a clear image with high density and no fog, but after printing 5000 images, the image density was 0.4.
2, a significant decrease in image density was observed.
また、耐久後のスリーブをエアー清掃して、走査型電子
顕微鏡で観察したところスリーブ表面には多量のトナー
成分の付着物が見られ、スリーブが汚染していることが
判明した。Furthermore, when the sleeve was cleaned with air after the durability test and observed under a scanning electron microscope, a large amount of toner components was observed on the sleeve surface, indicating that the sleeve was contaminated.
比較例4
上記材料を用いて、実施例1と同様にして、体積平均粒
径12.5μmの磁性トナーをえた。粒度分布を第2表
に示す。この磁性トナー100重量部に疎水性シリカ0
.5重量部を加え、ヘンシェルミキサーで混合して現像
剤とした。Comparative Example 4 A magnetic toner having a volume average particle diameter of 12.5 μm was obtained in the same manner as in Example 1 using the above materials. The particle size distribution is shown in Table 2. 0 parts by weight of hydrophobic silica in 100 parts by weight of this magnetic toner.
.. 5 parts by weight were added and mixed in a Henschel mixer to prepare a developer.
実施例1と同様の現像装置を用いて、実施例1と同様に
評価を行った。画出し開始直後から、スリーブ上にはト
ナーコートムラが発生し、数10枚で全面ムラが画像に
あられれた。スリーブ上の帯電量Q/Sは21nc/c
m”と非常に高かった。Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the same developing device as in Example 1. Immediately after the start of image printing, toner coating unevenness occurred on the sleeve, and after several dozen sheets, unevenness appeared on the entire surface of the image. The amount of charge Q/S on the sleeve is 21nc/c
m”, which was extremely high.
第 表No. table
第1図は、磁性ブレードを使用した現像装置の断面図を
示し、第2図は、不定形粒子によるサンドブラスト処理
したスリーブの金属組織の表面の走査型電子顕微鏡写真
を示し、第3図は、不定形粒子によるサンドブラスト処
理したスリーブが、現像中に磁性トナー成分によって汚
染されたスリーブの金属組織の表面の走査型電子顕微鏡
写真を示し、第4図は、トナーコートムラを生ずる原因
説明図を示し、第5図は、表面粗さとピッチの定義説明
図を示し、第6図は、本発明に係る定形粒子によるブラ
スト処理したスリーブの金属組織の表面の走査型電子顕
微鏡写真を示す。第7図は、微粉末の摩擦帯電量を測定
する装置の概略的説明図を示す。
la・・・・・・・・・・・・ 磁
性ブレード2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・ ・・・・・・・・・・スリーブ3・・・・
・ ・・・ ・・・・・・・・・・・ 塗布磁
性トナー4・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・固定磁石ローラ7・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・ 現像
容器9・・・・・・・・・・ ・・・・・・・ ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 感光ドラム
磁性トナー
交番電圧電源
測定容器
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ス
クリーン(400メツシユ)吸引口
電位計FIG. 1 shows a cross-sectional view of a developing device using a magnetic blade, FIG. 2 shows a scanning electron micrograph of the surface of the metal structure of a sleeve sandblasted with irregularly shaped particles, and FIG. This is a scanning electron micrograph of the surface of the metal structure of a sleeve that has been sandblasted with irregularly shaped particles and is contaminated by magnetic toner components during development. , FIG. 5 shows an explanatory view of the definition of surface roughness and pitch, and FIG. 6 shows a scanning electron micrograph of the surface of the metal structure of a sleeve that has been blasted with regular particles according to the present invention. FIG. 7 shows a schematic diagram of an apparatus for measuring the amount of triboelectrification of fine powder. la・・・・・・・・・・・・ Magnetic blade 2・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・Sleeve 3・・・・
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・・・
...Fixed magnet roller 7...
・・・・・・・・・・・・・・・ Developer container 9・・・・・・・・・・・・ ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Photosensitive drum Magnetic toner Alternating voltage power supply measuring container ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Screen (400 mesh) suction port electrometer
Claims (4)
面に担持する現像剤担持体とを現像部において一定の間
隙を設けて配置し、現像剤を現像剤担持体上に前記間隙
よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、現像部にお
いて現像剤に交番電界をかけながら現像する画像形成方
法において、該現像剤担持体が定形粒子によるブラスト
処理によって、複数の球状痕跡窪みによる凹凸を形成し
た表面を有し、該現像剤が、5μm以下の粒径の磁性ト
ナー粒子を12〜60個数%含有し、8〜12.7μm
の粒径の磁性トナー粒子を1〜33個数%含有し、16
μm以上の粒径の磁性トナー粒子を2.0体積%以下で
含有し、磁性トナーの体積平均粒径が4〜11μmであ
り、さらに、鉄粉との摩擦帯電特性が50μc/g以下
であり、個数平均粒径が0.5μm以下である帯電緩和
剤微粉末として炭素同素体または金属酸化物を含有する
ことを特徴とする画像形成方法。(1) An electrostatic image carrier that holds an electrostatic image and a developer carrier that carries developer on its surface are arranged with a certain gap in the developing section, and the developer is placed on the developer carrier. In an image forming method in which the developer is conveyed to a developing section with a thickness regulated to be thinner than the gap and developed while applying an alternating electric field to the developer in the developing section, the developer carrier is blasted with a plurality of particles by blasting with regular particles. The developer has a surface with unevenness formed by spherical trace depressions, and the developer contains 12 to 60% by number of magnetic toner particles with a particle size of 5 μm or less, and 8 to 12.7 μm.
Contains 1 to 33% by number of magnetic toner particles with a particle size of 16
Contains 2.0% by volume or less of magnetic toner particles with a particle size of μm or more, the volume average particle size of the magnetic toner is 4 to 11 μm, and the frictional charging property with iron powder is 50 μc/g or less. . An image forming method characterized in that a carbon allotrope or a metal oxide is contained as a charge moderating fine powder having a number average particle size of 0.5 μm or less.
Rが20〜250μmであり、凹凸のピッチPが2〜1
00μmであり、表面粗さdが、0.1〜5μmである
条件を満足する特許請求の範囲第1項記載の画像形成方
法。(2) The surface condition of the developer carrier is such that the diameter R of the spherical trace depression is 20 to 250 μm, and the pitch P of the unevenness is 2 to 1
00 μm, and the surface roughness d is 0.1 to 5 μm.
面に担持する現像剤担持体とを現像部において一定の間
隙を設けて配置し、現像剤を現像剤担持体上に前記間隙
よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、現像部にお
いて現像剤に交番電界をかけながら該静電荷像を現像す
る画像形成装置において、該現像剤担持体が定形粒子に
よるブラスト処理によって、複数の球状痕跡窪みによる
凹凸を形成した表面を有し、該磁性トナーが、5μm以
下の粒径の磁性トナー粒子を12〜60個数%含有し、
8〜12.7μmの粒径の磁性トナー粒子を1〜33個
数%含有し、16μm以上の粒径の磁性トナー粒子を2
.0体積%以下で含有し、磁性トナーの体積平均粒径が
4〜11μmであり、さらに、鉄粉との摩擦帯電特性が
50μc/g以下であり、個数平均粒径が0.5μm以
下である帯電緩和剤微粉末として炭素同素体または金属
酸化物を含有することを特徴とする画像形成装置。(3) An electrostatic image carrier that holds an electrostatic charge image and a developer carrier that carries developer on its surface are arranged with a certain gap in the developing section, and the developer is placed on the developer carrier. In an image forming apparatus in which the electrostatic charge image is developed by regulating the thickness to be thinner than the gap and conveying the electrostatic charge image to a developing section while applying an alternating electric field to the developer in the developing section, the developer carrier is blasted with regular particles. The magnetic toner has a surface having an uneven surface formed by a plurality of spherical trace depressions through treatment, and the magnetic toner contains 12 to 60 number % of magnetic toner particles having a particle size of 5 μm or less,
Contains 1 to 33% by number of magnetic toner particles with a particle size of 8 to 12.7 μm, and contains 2% of magnetic toner particles with a particle size of 16 μm or more.
.. The volume average particle size of the magnetic toner is 4 to 11 μm, and the triboelectric charging property with iron powder is 50 μc/g or less, and the number average particle size is 0.5 μm or less. An image forming apparatus characterized by containing a carbon allotrope or a metal oxide as a fine charge moderating powder.
Rが20〜250μmであり、凹凸のピッチPが2〜1
00μであり、表面粗さdが0.1〜5μである特許請
求の範囲第3項記載の画像形成装置。(4) The surface condition of the developer carrier is such that the diameter R of the spherical trace depression is 20 to 250 μm, and the pitch P of the unevenness is 2 to 1
00μ, and the surface roughness d is 0.1 to 5μ.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63216907A JP2683052B2 (en) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | Image forming method and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63216907A JP2683052B2 (en) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | Image forming method and image forming apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0264561A true JPH0264561A (en) | 1990-03-05 |
| JP2683052B2 JP2683052B2 (en) | 1997-11-26 |
Family
ID=16695787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63216907A Expired - Fee Related JP2683052B2 (en) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | Image forming method and image forming apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2683052B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03294866A (en) * | 1990-04-13 | 1991-12-26 | Mita Ind Co Ltd | Electrophotographic toner |
| JPH03294867A (en) * | 1990-04-13 | 1991-12-26 | Mita Ind Co Ltd | Electrophotographic toner |
| US6178306B1 (en) * | 1997-11-10 | 2001-01-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Developer bearing body electroless plated on blasted surface using spherical particles, production method therefor and developing apparatus using the same |
| US7558507B2 (en) | 2002-03-26 | 2009-07-07 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus, and pressure fogging prevention |
| US10324394B2 (en) | 2017-02-08 | 2019-06-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6035763A (en) * | 1983-08-06 | 1985-02-23 | Canon Inc | Development method |
| JPS63314571A (en) * | 1987-06-18 | 1988-12-22 | Kyocera Corp | Electrophotographic developing device |
-
1988
- 1988-08-31 JP JP63216907A patent/JP2683052B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6035763A (en) * | 1983-08-06 | 1985-02-23 | Canon Inc | Development method |
| JPS63314571A (en) * | 1987-06-18 | 1988-12-22 | Kyocera Corp | Electrophotographic developing device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03294866A (en) * | 1990-04-13 | 1991-12-26 | Mita Ind Co Ltd | Electrophotographic toner |
| JPH03294867A (en) * | 1990-04-13 | 1991-12-26 | Mita Ind Co Ltd | Electrophotographic toner |
| US6178306B1 (en) * | 1997-11-10 | 2001-01-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Developer bearing body electroless plated on blasted surface using spherical particles, production method therefor and developing apparatus using the same |
| US7558507B2 (en) | 2002-03-26 | 2009-07-07 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus, and pressure fogging prevention |
| US10324394B2 (en) | 2017-02-08 | 2019-06-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Developing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2683052B2 (en) | 1997-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100469597B1 (en) | Developing Assembly, Process Cartridge and Image-Forming Method | |
| EP0432752B1 (en) | Image forming method and image forming apparatus | |
| JPH04162049A (en) | Image forming method | |
| JPH02990A (en) | Image forming method and image forming device | |
| US5219695A (en) | Image forming method | |
| JP2000310884A (en) | Toner, image forming method, and device unit | |
| JPH0264561A (en) | Image forming method and image forming device | |
| JP2000242029A (en) | Image forming method, image forming apparatus, and magnetic toner for image forming | |
| JP2714127B2 (en) | Negatively chargeable magnetic toner and image forming method | |
| JP2675829B2 (en) | Developer for developing electrostatic images | |
| JPH0359564A (en) | Developer and image forming method | |
| JP2694557B2 (en) | Magnetic toner | |
| JPH0264555A (en) | magnetic toner | |
| JP2675828B2 (en) | Developer for developing electrostatic images | |
| JP2002229325A (en) | Friction charging member and developing device using the same | |
| JP3630939B2 (en) | Toner and image forming apparatus | |
| JPH08179569A (en) | Electrophotographic carrier and two-component developer | |
| JP2728930B2 (en) | Negatively chargeable magnetic developer | |
| JPH087453B2 (en) | One-component developer for developing electrostatic image and image forming method | |
| JPH02284163A (en) | Image forming method and image forming device | |
| JP3964609B2 (en) | Developer carrier and method for producing the same | |
| KR20050043634A (en) | Toner for electrostatic image development | |
| JPH02296268A (en) | developing device | |
| JP2736995B2 (en) | Magnetic toner and developing method using the toner | |
| JPH02151876A (en) | Magnetic toner and its development method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |