JP2009008949A - Developing device and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、現像装置およびそれを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device and an image forming apparatus including the developing device.
電子写真の現像方式には、トナーのみを主成分とする一成分現像剤を用いる一成分現像方式と、キャリアとトナーとを混合して使用する二成分現像剤を用いる二成分現像方式とがある。二成分現像方式は、一成分現像方式と比べてキャリアによるトナーへの帯電付与性能が安定しており、長期にわたって高画質画像の形成を維持するのに有利である。また、現像領域へのトナー供給能力が高いことから、高速現像機に使用されることが多く、感光体ドラム上に静電潜像を形成および顕像化するデジタル方式の電子写真システムにおいても、広く採用されている。 Electrophotographic development methods include a one-component development method using a one-component developer containing only toner as a main component and a two-component development method using a two-component developer using a mixture of a carrier and toner. . The two-component development method has a more stable charge imparting property to the toner by the carrier than the one-component development method, and is advantageous for maintaining the formation of a high-quality image over a long period of time. In addition, because the toner supply capability to the development area is high, it is often used in a high-speed developing machine, and in a digital electrophotographic system that forms and visualizes an electrostatic latent image on a photosensitive drum, Widely adopted.
二成分現像剤に用いられるキャリアとしては、主に導電性キャリアと絶縁性キャリアとが挙げられるが、鉄粉系キャリアなどの導電性キャリアから構成される二成分現像剤は、現像機内での混合攪拌時にトナー粒子の付着および蓄積によってキャリア表面が被覆されやすく、このため少数回の使用で劣化してしまい耐久性に乏しい。 The carrier used in the two-component developer mainly includes a conductive carrier and an insulating carrier, but the two-component developer composed of a conductive carrier such as an iron powder carrier is mixed in the developing machine. The carrier surface is likely to be coated by the adhesion and accumulation of toner particles during agitation, and therefore deteriorates after a few uses, resulting in poor durability.
一方、絶縁性キャリアとしては、磁性粒子などから構成されるコア材表面をコート樹脂により被覆した樹脂被覆キャリアが多く用いられている。このような樹脂被覆キャリアでは、コート樹脂を選択することでトナーへの付与帯電量を制御することができる。また、キャリア表面へのトナー粒子の融着が生じにくいため、トナーへの付与帯電量が安定し、導電性キャリアに比べてトナーへの帯電付与性能および耐久性に優れる。 On the other hand, as the insulating carrier, a resin-coated carrier in which a core material surface composed of magnetic particles or the like is coated with a coating resin is often used. In such a resin-coated carrier, the charge applied to the toner can be controlled by selecting a coating resin. Further, since the toner particles are hardly fused to the carrier surface, the charge amount applied to the toner is stable, and the charge imparting performance and durability to the toner are excellent compared to the conductive carrier.
しかし、樹脂被覆キャリアにおいても、以下のような問題がある。すなわち、現像機内での混合攪拌時や、現像ローラと感光体ドラムとの間の現像ニップ部においてキャリアにストレスが加わり、コート樹脂の剥離が生じる。これによりトナーへの付与帯電量が不安定になり、形成される可視像にかぶりが発生する。また、コア材表面が露出するためキャリアの電気抵抗が低下し、これに伴う過剰現像により細線や文字がつぶれ、解像度が悪くなる。さらに感光体ドラムへのキャリア付着が増加する。 However, the resin-coated carrier has the following problems. That is, the carrier is stressed at the time of mixing and stirring in the developing machine or at the developing nip portion between the developing roller and the photosensitive drum, and the coating resin is peeled off. As a result, the amount of charge applied to the toner becomes unstable, and fogging occurs in the formed visible image. Further, since the surface of the core material is exposed, the electric resistance of the carrier is lowered, and the excessive development accompanying this collapses fine lines and characters, resulting in poor resolution. Furthermore, carrier adhesion to the photosensitive drum increases.
また、コア材表面へコート樹脂を被覆する際には、被覆装置の条件や、湿度などの被覆環境の影響を受けないようにこれらの厳密な管理を行うが、このような管理を行ってもコート樹脂を均一に被覆することは困難である。特に近年は高画質画像を得るためにトナーおよびキャリアを小粒径化する傾向にあり、このためコート樹脂を均一に被覆することはますます困難になっている。コート樹脂による被覆が均一でないと機械的強度が低下し、耐久性が悪化する。 In addition, when coating the surface of the core material with the coating resin, strict management is performed so as not to be affected by the conditions of the coating apparatus and the coating environment such as humidity. It is difficult to uniformly coat the coating resin. In particular, in recent years, there has been a tendency to reduce the particle size of toner and carrier in order to obtain a high-quality image. For this reason, it is increasingly difficult to uniformly coat the coating resin. If the coating with the coating resin is not uniform, the mechanical strength decreases and the durability deteriorates.
このような樹脂被覆キャリアの問題は、高速現像を行う画像形成装置において特に顕著に発生する。この原因の１つとして、高速現像時に現像ローラを高速回転させるために、現像ニップ部においてキャリアが受けるストレスが非常に大きくなることが挙げられる。このようなストレスを低減するために、現像ニップ部の距離を大きくする、トナー濃度を高めて現像ローラの回転速度を抑えるようにするなどの対策が行われているが、これらの対策の結果、トナーへの付与帯電量が不充分になりトナー飛散やかぶりが発生したり、現像領域へ搬送される現像剤量が不足して画像濃度が低下したりするなどの問題が生じている。 Such a problem of the resin-coated carrier is particularly noticeable in an image forming apparatus that performs high-speed development. One cause of this is that the stress applied to the carrier at the development nip is extremely large because the developing roller is rotated at high speed during high-speed development. In order to reduce such stress, measures such as increasing the distance of the developing nip portion and increasing the toner concentration to suppress the rotation speed of the developing roller have been taken, but as a result of these measures, There are problems such as insufficient charge applied to the toner, causing toner scattering and fogging, and insufficient developer amount conveyed to the development area, resulting in a decrease in image density.
そこで、上述のような問題を解決するために、たとえば、特許文献１では、コア材表面の樹脂被覆率が９０％以上のキャリア粒子が全体の８０個数％以上であり、その比抵抗が１０１０Ωｃｍ以上である電子写真用キャリアを用いることにより、キャリア付着を防止し、良好な画像再現性を得ている。また、キャリアコアの流動層を管体内を上昇する気体流によって管体内に形成し、流動層におけるキャリアコアの上昇方向に対して垂直方向から被覆用の樹脂溶液をスプレー塗布することにより、コート樹脂の被覆を行っている。 Therefore, in order to solve the above-described problem, for example, in Patent Document 1, the number of carrier particles having a resin coverage of 90% or more on the surface of the core material is 80% by number or more, and the specific resistance is 10 10. By using an electrophotographic carrier having a resistance of Ωcm or more, carrier adhesion is prevented and good image reproducibility is obtained. In addition, the fluidized layer of the carrier core is formed in the tubular body by the gas flow rising in the tubular body, and the coating resin solution is spray-coated from the direction perpendicular to the upward direction of the carrier core in the fluidized bed, thereby coating resin Coating.
また、特許文献２の静電荷像現像用キャリアでは、コア材として、珪素元素を１００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ含有した実質的に球形の磁性粒子を使用し、このコア材表面を樹脂被覆することによりキャリアのコア材表面と樹脂被覆層との高い接着性を確保し、かつ均一な樹脂被覆層を形成している。また、コア材の飽和磁化を規定することにより、安定した現像剤の薄層を形成して、現像剤を現像領域へ搬送している。 In the electrostatic charge image developing carrier of Patent Document 2, substantially spherical magnetic particles containing 100 ppm to 5000 ppm of silicon element are used as the core material, and the core of the carrier is coated with a resin coating on the surface of the core material. High adhesion between the material surface and the resin coating layer is ensured, and a uniform resin coating layer is formed. Further, by defining the saturation magnetization of the core material, a stable thin layer of the developer is formed, and the developer is conveyed to the development area.
特許文献１の電子写真用キャリアは、スプレー塗布によりコート樹脂の被覆を行っているため均一なコート樹脂層の形成が困難であり、充分なコート樹脂の耐剥離性を得ることができない。したがって、キャリア付着が発生しやすいキャリアである。また、現像ローラと感光体ドラムとの距離などの現像条件に関する規定がなされていないためトナー飛散によるかぶりを防止できない。 Since the electrophotographic carrier of Patent Document 1 is coated with a coating resin by spray coating, it is difficult to form a uniform coating resin layer, and sufficient coating resin peeling resistance cannot be obtained. Therefore, it is a carrier in which carrier adhesion is likely to occur. Further, since there are no regulations regarding development conditions such as the distance between the developing roller and the photosensitive drum, fogging due to toner scattering cannot be prevented.
特許文献２の静電荷像現像用キャリアは、コア材表面と樹脂被覆層との界面において物理的な接着力と電気化学的な接着力とを持たせることによりコア材表面と樹脂被覆層との高い接着性を確保し、これによりトナーへの帯電付与性能および耐久性を向上させている。しかし、このようにして得られる接着性は、被覆層の剥離を防ぐには不充分であり、キャリア付着が発生しやすいキャリアである。また現像剤の現像領域への搬送性を充分にするためには、コア材の飽和磁化を規定するだけでは不充分であり、高画質画像を得ることができない。 The electrostatic charge image developing carrier of Patent Document 2 has a physical adhesive force and an electrochemical adhesive force at the interface between the core material surface and the resin coating layer, so that the core material surface and the resin coating layer High adhesiveness is ensured, thereby improving the charge imparting performance and durability of the toner. However, the adhesion obtained in this way is insufficient to prevent peeling of the coating layer, and is a carrier that easily causes carrier adhesion. Further, in order to sufficiently transport the developer to the developing region, it is not sufficient to define the saturation magnetization of the core material, and a high-quality image cannot be obtained.
また、従来の二成分現像剤の寿命としては、３０００００枚印刷程度が限界であり、より耐久性に優れた二成分現像剤が求められている。 Further, the lifetime of a conventional two-component developer is limited to about 300,000 sheet printing, and a two-component developer having more excellent durability is demanded.
本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、耐久性に優れ、トナーへの帯電付与性能およびキャリアの電気抵抗が安定し、また二成分現像剤を現像領域に安定して供給することができるため、画像濃度および解像度が高く、またキャリア付着およびかぶりの少ない高画質画像を得ることができる現像装置およびそれを備える画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is excellent in durability, charging performance to a toner and stable electric resistance of a carrier, and developing a two-component developer. It is an object of the present invention to provide a developing device and an image forming apparatus including the developing device, which can stably supply the region, and can obtain a high-quality image with high image density and resolution, and less carrier adhesion and fogging.
本発明は、二成分現像剤を用いて潜像担持体に形成される潜像を現像する現像装置であって、
潜像担持体を臨んで回転自在に設けられ、二成分現像剤を担持して潜像担持体に形成される潜像を現像する位置へ搬送する現像剤担持体を含み、
二成分現像剤は、平均円形度が０．９４０以上のコア材に、接着層を介してコート樹脂が被覆された樹脂被覆キャリアを含み、
現像剤担持体と潜像担持体との距離をＤＳＤとし、樹脂被覆キャリアの体積平均粒径をＤｐとしたときのＤＳＤおよびＤｐが下記式（１）を満たすことを特徴とする現像装置である。
６．５＜ＤＳＤ／Ｄｐ＜１５ …（１）
The present invention is a developing device for developing a latent image formed on a latent image carrier using a two-component developer,
A developer carrying body that is rotatably provided facing the latent image carrying body, carries a two-component developer, and conveys the latent image formed on the latent image carrying body to a position for developing;
The two-component developer includes a resin-coated carrier in which an average circularity of 0.940 or more is coated with a coating resin via an adhesive layer on a core material,
A developing device characterized in that DSD and Dp satisfy the following formula (1), where DSD is the distance between the developer carrier and the latent image carrier, and the volume average particle diameter of the resin-coated carrier is Dp. .
6.5 <DSD / Dp <15 (1)
また本発明の現像装置は、接着層は、カップリング剤によって形成されることを特徴とする。 In the developing device of the present invention, the adhesive layer is formed of a coupling agent.
また本発明の現像装置は、現像剤担持体に臨んで配置され、現像剤担持体表面の二成分現像剤の量を規制する現像剤規制部材を含み、
現像剤担持体と現像剤規制部材との距離をＤＧとしたときに、ＤＧとＤＳＤとの差が０．２５ｍｍ未満であることを特徴とする。
Further, the developing device of the present invention includes a developer regulating member that is disposed facing the developer carrying member and regulates the amount of the two-component developer on the surface of the developer carrying member,
When the distance between the developer carrying member and the developer regulating member is DG, the difference between DG and DSD is less than 0.25 mm.
また本発明の現像装置は、樹脂被覆キャリアは、平均円形度が、０．９４５以上であることを特徴とする。 In the developing device of the present invention, the resin-coated carrier has an average circularity of 0.945 or more.
また本発明の現像装置は、樹脂被覆キャリアの表面積をＳ、コート樹脂が被覆されていない非被覆部の表面積をＳ１としたとき、下記式（２）を満たすことを特徴とする。
０≦（Ｓ１／Ｓ）≦０．３ …（２）
The developing device of the present invention is characterized in that the following formula (2) is satisfied, where S is the surface area of the resin-coated carrier and S 1 is the surface area of the uncoated portion not coated with the coating resin.
0 ≦ (S 1 /S)≦0.3 (2)
また本発明の現像装置は、コア材は、Ｍｎ系またはＭｎ−Ｍｇ系のフェライトであることを特徴とする。 In the developing device of the present invention, the core material is Mn-based or Mn-Mg-based ferrite.
また本発明の現像装置は、コート樹脂は、１種または２種以上のシリコン系樹脂により構成されることを特徴とする。 In the developing device of the present invention, the coating resin is composed of one or more silicon resins.
また本発明の現像装置は、Ｄｐは、３０μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする。 In the developing device of the present invention, Dp is 30 μm or more and 60 μm or less.
また本発明の現像装置は、コア材の電気抵抗は、印加電圧５００Ｖにおいて、１０５Ω以上１０９Ω以下であることを特徴とする。 In the developing device of the present invention, the electrical resistance of the core material is 10 5 Ω or more and 10 9 Ω or less at an applied voltage of 500 V.
また本発明の現像装置は、樹脂被覆キャリアの電気抵抗は、印加電圧２５０Ｖにおいて、１０１３Ω以上であることを特徴とする。
また本発明の現像装置は、コート樹脂は、導電性粒子を含むことを特徴とする。
In the developing device of the present invention, the electric resistance of the resin-coated carrier is 10 13 Ω or more at an applied voltage of 250V.
In the developing device of the present invention, the coating resin contains conductive particles.
また本発明の現像装置は、現像剤規制部材は、磁性体含有材料から構成されることを特徴とする。
また本発明は、前記現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
In the developing device of the present invention, the developer regulating member is made of a magnetic material-containing material.
The present invention also provides an image forming apparatus comprising the developing device.
本発明によれば、本発明の現像装置は、二成分現像剤を用いて潜像担持体に形成される潜像を現像する現像装置であって、潜像担持体を臨んで回転自在に設けられ、二成分現像剤を担持して潜像担持体に形成される潜像を現像する位置へ搬送する現像剤担持体を含む。 According to the present invention, the developing device of the present invention is a developing device that develops a latent image formed on a latent image carrier using a two-component developer, and is rotatably provided facing the latent image carrier. And a developer carrying member that carries the two-component developer and conveys the latent image formed on the latent image carrying member to a developing position.
本発明の現像装置に用いられる二成分現像剤は、平均円形度が０．９４０以上のコア材に、接着層を介してコート樹脂が被覆された樹脂被覆キャリアを含む。このような樹脂被覆キャリアは、真球に近い平均円形度を有するコア材を用いるためコート樹脂が均一に被覆され、平均円形度が高い。またコア材とコート樹脂との間に接着層が設けられるためコア材とコート樹脂との接着性が高い。したがって、コート樹脂の剥離を抑え、樹脂被覆キャリアの耐久性を大幅に向上させることができる。また樹脂被覆キャリアを充分に安定して高抵抗化することができるため、静電潜像の乱れを抑制することができ、キャリア付着を防止し、画像濃度および解像度が高くかぶりの少ない高画質画像を得ることができる。 The two-component developer used in the developing device of the present invention includes a resin-coated carrier in which a core material having an average circularity of 0.940 or more is coated with a coating resin via an adhesive layer. Since such a resin-coated carrier uses a core material having an average circularity close to a true sphere, the coating resin is uniformly coated and the average circularity is high. In addition, since an adhesive layer is provided between the core material and the coating resin, the adhesion between the core material and the coating resin is high. Therefore, peeling of the coating resin can be suppressed, and the durability of the resin-coated carrier can be greatly improved. In addition, since the resin-coated carrier can have a sufficiently stable and high resistance, it is possible to suppress disturbance of the electrostatic latent image, prevent carrier adhesion, and high-quality images with high image density and resolution and low fog. Can be obtained.
また本発明の現像装置は、現像剤担持体と潜像担持体との距離をＤＳＤとし、樹脂被覆キャリアの体積平均粒径をＤｐとしたときのＤＳＤおよびＤｐが下記式（１）を満たす。このように現像条件を規定することにより、現像ニップ部にて樹脂被覆キャリアが受けるストレスを低減し、樹脂被覆キャリアの耐久性を向上させることができる。また二成分現像剤を現像領域に安定して供給することができるため、かぶりのない高画質画像を安定して得ることができる。
６．５＜ＤＳＤ／Ｄｐ＜１５ …（１）
In the developing device of the present invention, DSD and Dp satisfy the following formula (1) when the distance between the developer carrier and the latent image carrier is DSD and the volume average particle diameter of the resin-coated carrier is Dp. By defining the development conditions in this way, the stress applied to the resin-coated carrier at the development nip portion can be reduced, and the durability of the resin-coated carrier can be improved. In addition, since the two-component developer can be stably supplied to the development area, a high-quality image without fogging can be stably obtained.
6.5 <DSD / Dp <15 (1)
このように、二成分現像剤に含まれるキャリアおよび現像条件を規定することにより、耐久性に優れ、トナーへの帯電付与性能および樹脂被覆キャリアの電気抵抗が安定し、また二成分現像剤を現像領域に安定して供給することができるため、画像濃度および解像度が高く、またキャリア付着およびかぶりの少ない高画質画像を得ることができる。 In this way, by defining the carrier and development conditions contained in the two-component developer, the durability is excellent, the charge imparting performance to the toner and the electric resistance of the resin-coated carrier are stabilized, and the two-component developer is developed. Since the image can be stably supplied to the area, a high-quality image with high image density and resolution, and less carrier adhesion and fogging can be obtained.
また本発明によれば、樹脂被覆キャリアの接着層は、カップリング剤によって形成されることが好ましい。これにより、コア材とコート樹脂との接着性をより強固にすることができる。したがって、コート樹脂の剥離をより抑え、樹脂被覆キャリアの耐久性をより向上させることができる。また樹脂被覆キャリアをより安定して高抵抗化することができるため、静電潜像の乱れをより抑えることができ、より高画質性に優れた画像を得ることができる。 According to the invention, the adhesive layer of the resin-coated carrier is preferably formed of a coupling agent. Thereby, the adhesiveness of a core material and coat resin can be strengthened more. Therefore, peeling of the coat resin can be further suppressed, and the durability of the resin-coated carrier can be further improved. Moreover, since the resistance of the resin-coated carrier can be increased more stably, the disturbance of the electrostatic latent image can be further suppressed, and an image with higher image quality can be obtained.
また本発明によれば、本発明の現像装置は、現像剤担持体に臨んで配置され、現像剤担持体表面の二成分現像剤の量を規制する現像剤規制部材を含み、現像剤担持体と現像剤規制部材との距離をＤＧとしたときに、ＤＧとＤＳＤとの差が０．２５ｍｍ未満であることが好ましい。 According to the invention, the developing device of the invention includes a developer regulating member that is disposed facing the developer carrying body and regulates the amount of the two-component developer on the surface of the developer carrying body. It is preferable that the difference between DG and DSD is less than 0.25 mm, where DG is the distance between the toner and the developer regulating member.
このように現像条件を規定することにより、二成分現像剤を現像領域により安定して供給することができるため、かぶりのない高画質画像をより安定して得ることができる。 By defining the development conditions in this way, the two-component developer can be stably supplied to the development region, so that a high-quality image without fog can be obtained more stably.
また本発明によれば、樹脂被覆キャリアは、平均円形度が０．９４５以上であることが好ましい。樹脂被覆キャリアの平均円形度がこの範囲を満たすことにより、コート樹脂の剥離を抑え、樹脂被覆キャリアの耐久性を大幅に向上させることができる。 According to the invention, the resin-coated carrier preferably has an average circularity of 0.945 or more. When the average circularity of the resin-coated carrier satisfies this range, it is possible to suppress the peeling of the coating resin and greatly improve the durability of the resin-coated carrier.
また本発明によれば、樹脂被覆キャリアは、樹脂被覆キャリアの表面積をＳ、コート樹脂が被覆されていない非被覆部の表面積をＳ１としたとき、下記式（２）を満たすことが好ましい。これにより樹脂被覆キャリアの耐久性がより向上するためにトナーへの付与帯電量および樹脂被覆キャリアの電気抵抗がさらに安定し、画像濃度および解像度がより高く、かぶりおよびキャリア付着がより少ない優れた高画質画像を得ることができる。
０≦（Ｓ１／Ｓ）≦０．３ …（２）
According to the invention, the resin-coated carrier preferably satisfies the following formula (2), where S is the surface area of the resin-coated carrier and S 1 is the surface area of the non-coated portion that is not coated with the coating resin. As a result, the durability of the resin-coated carrier is further improved, so that the charge amount applied to the toner and the electric resistance of the resin-coated carrier are further stabilized, the image density and resolution are higher, the fog and the carrier adhesion are less A quality image can be obtained.
0 ≦ (S 1 /S)≦0.3 (2)
また本発明によれば、コア材は、Ｍｎ系またはＭｎ−Ｍｇ系のフェライトであることが好ましい。Ｍｎ系またはＭｎ−Ｍｇ系のフェライトは飽和磁化の値がコア材として好適な範囲にあるため、コア材がＭｎ系またはＭｎ−Ｍｇ系のフェライトであることにより、感光体付着やキャリア凝集が発生しにくくなり、キャリア付着の少ない優れた画質の画像を得ることができる。 According to the present invention, the core material is preferably Mn-based or Mn-Mg-based ferrite. Since Mn-based or Mn-Mg-based ferrites have a value of saturation magnetization that is suitable for a core material, the core material is Mn-based or Mn-Mg-based ferrite, which causes photoconductor adhesion and carrier aggregation. Therefore, it is possible to obtain an image with excellent image quality with little carrier adhesion.
また本発明によれば、コート樹脂は、１種または２種以上のシリコン系樹脂により構成されることが好ましい。シリコン系樹脂は耐久性およびカップリング剤との接着性に優れているため、コート樹脂がこのように構成されることにより、コア材とコート樹脂との接着がより一層強固になり、さらにキャリアの機械的強度を高めることができる。 Moreover, according to this invention, it is preferable that coat resin is comprised by 1 type, or 2 or more types of silicon resin. Since the silicone resin is excellent in durability and adhesion to the coupling agent, the coating resin is configured in this way, so that the adhesion between the core material and the coating resin is further strengthened, and the carrier resin Mechanical strength can be increased.
また本発明によれば、樹脂被覆キャリア１００の体積平均粒径であるＤｐは３０μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましい。体積平均粒径が３０μｍ以上６０μｍ以下であることにより、充分な帯電サイトを得ることができるために、小粒径トナーと組合わせても、トナーへの充分な帯電付与性能を示し、より優れた高画質画像を得ることができる。
Further, according to the present invention, the volume average particle diameter Dp of the resin-coated
また本発明によれば、コア材の電気抵抗は、印加電圧５００Ｖにおいて、１０５Ω以上１０９Ω以下であることが好ましい。コア材の電気抵抗がこのような範囲を満たすことにより、キャリア付着およびエッジ効果を抑制しつつ、高精細画像を再現することができる。 According to the present invention, the electrical resistance of the core material is preferably 10 5 Ω or more and 10 9 Ω or less at an applied voltage of 500V. When the electrical resistance of the core material satisfies such a range, a high-definition image can be reproduced while suppressing carrier adhesion and edge effects.
また本発明によれば、樹脂被覆キャリアの電気抵抗は、印加電圧２５０Ｖにおいて、１０１３Ω以上であることが好ましい。樹脂被覆キャリアの電気抵抗が１０１３Ω以上であることにより、解像度が高くキャリア付着のより少ない、より優れた高画質画像を得ることができる。 Further, according to the present invention, the electric resistance of the resin-coated carrier is preferably 10 13 Ω or more at an applied voltage of 250V. When the electric resistance of the resin-coated carrier is 10 13 Ω or more, it is possible to obtain a more excellent high-quality image with high resolution and less carrier adhesion.
また本発明によれば、コート樹脂は、導電性粒子を含むことが好ましい。これにより、トナーへの帯電付与性能をより良好にすることができ、かぶりのより少ないより優れた高画質画像を得ることができる。 Moreover, according to this invention, it is preferable that coat resin contains electroconductive particle. As a result, it is possible to improve the charge imparting performance to the toner, and it is possible to obtain a superior high quality image with less fog.
また本発明によれば、現像剤規制部材は、磁性体含有材料から構成されることが好ましい。これにより、現像剤担持体と現像剤規制部材との距離を広げてトルクを低減できるようになり、現像剤の劣化防止と磁気ブラシの均一化を図ることができるため、現像効率を向上させることができる。 According to the invention, the developer regulating member is preferably composed of a magnetic material-containing material. As a result, the distance between the developer carrier and the developer regulating member can be increased to reduce the torque, so that the deterioration of the developer can be prevented and the magnetic brush can be made uniform, thereby improving the development efficiency. Can do.
また本発明によれば、本発明の画像形成装置は、耐久性に優れ、トナーへの帯電付与性能および樹脂被覆キャリアの電気抵抗が安定し、また二成分現像剤を現像領域に安定して供給することができる前記現像装置を備えることにより、高速現像時においても長期に渡って画像濃度および解像度が高く、またキャリア付着およびかぶりの少ない高画質画像を出力することができる。 Further, according to the present invention, the image forming apparatus of the present invention has excellent durability, charging performance to the toner and electric resistance of the resin-coated carrier are stable, and two-component developer is stably supplied to the developing area. By providing the developing device capable of performing the above, it is possible to output a high-quality image having a high image density and resolution over a long period of time, and having less carrier adhesion and fogging even during high-speed development.
本発明は、二成分現像剤を用いて潜像担持体に形成される潜像を現像する現像装置であって、潜像担持体を臨んで回転自在に設けられ、二成分現像剤を担持して潜像担持体に形成される潜像を現像する位置へ搬送する現像剤担持体を含む。そして、本発明の現像装置に用いられる二成分現像剤は、平均円形度が０．９４０以上のコア材に、接着層を介してコート樹脂が被覆された樹脂被覆キャリアを含む。 The present invention relates to a developing device for developing a latent image formed on a latent image carrier using a two-component developer, which is rotatably provided to face the latent image carrier and carries the two-component developer. And a developer carrying member for conveying the latent image formed on the latent image carrying member to a position for developing. The two-component developer used in the developing device of the present invention includes a resin-coated carrier in which a core material having an average circularity of 0.940 or more is coated with a coat resin via an adhesive layer.
また、現像剤担持体と潜像担持体との距離をＤＳＤとし、樹脂被覆キャリアの体積平均粒径をＤｐとしたときのＤＳＤおよびＤｐが下記式（１）を満たす。
６．５＜ＤＳＤ／Ｄｐ＜１５ …（１）
Further, DSD and Dp satisfy the following formula (1) when the distance between the developer carrier and the latent image carrier is DSD and the volume average particle diameter of the resin-coated carrier is Dp.
6.5 <DSD / Dp <15 (1)
このように、本発明の現像装置は、二成分現像剤に含まれるキャリアおよび現像条件を規定することにより、耐久性に優れ、トナーへの帯電付与性能およびキャリアの電気抵抗が安定し、また二成分現像剤を現像領域に安定して供給することができるため、画像濃度および解像度が高く、またキャリア付着およびかぶりの少ない高画質画像を得ることができる。 As described above, the developing device of the present invention is excellent in durability by regulating the carrier and development conditions contained in the two-component developer, and the charging performance to the toner and the electric resistance of the carrier are stable. Since the component developer can be stably supplied to the development area, a high-quality image with high image density and resolution, and less carrier adhesion and fogging can be obtained.
図１は、本発明の現像装置に用いられる二成分現像剤に含まれる樹脂被覆キャリア１００の構成を簡略化して示す断面図である。本発明の現像装置に用いられる二成分現像剤は、図１に示すような、平均円形度が０．９４０以上のコア材１０１とコート樹脂１０２との間に接着層１０３が設けられる樹脂被覆キャリア１００とトナーとから構成される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a simplified configuration of a resin-coated
[樹脂被覆キャリア]
樹脂被覆キャリア１００は、コート樹脂１０２が、接着層１０３が形成されたコア材１０１に被覆されることにより形成される。
[Resin coated carrier]
The resin-coated
〈樹脂被覆キャリア１００の製造方法〉
樹脂被覆キャリア１００の製造方法としては、まず平均円形度が０．９４０以上のコア材１０１を製造し、得られたコア材１０１に接着層１０３を設けた後、さらにコート樹脂１０２で被覆することによって製造できる。
<Method for producing resin-coated
As a manufacturing method of the resin-coated
コア材１０１の製造方法としては、従来の公知の方法を用いることができる。たとえば、フェライト粉末などの原料をボールミルなどにより混合した後仮焼し、湿式粉砕機などによる粉砕、スプレードライ方式などによる造粒、焼成を経た後、クラッシャなどにより解砕および粉砕して分級することにより、コア材１０１を製造できる。なお、仮焼はバッチ式またはロータリーキルンなどの連続式のいずれによっても行うことができる。
As a manufacturing method of the
コア材１０１に接着層１０３を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、たとえば湿式法や乾式法などが上げられる。湿式法では、トルエン、ｎ−ヘキサン、プロパノールなどの有機溶媒または水に、たとえばカップリング剤などの接着層１０３を形成する材料（以下、接着層形成材料と記す場合がある）を溶解または懸濁させた後にコア材１０１を添加して分散液を調製し、その分散液を数分〜１時間程度混合撹拌し、場合によっては加熱処理を施した後に、濾過などの工程を経て乾燥させることによってコア材１０１に接着層１０３を形成することができる。また、コア材１０１を有機溶媒または水に分散した懸濁液に、たとえばカップリング剤などの接着層形成材料を添加する方法であってもよい。乾式法では、コア材１０１の表面水を除去するために予備乾燥などを行った後、コア材１０１にたとえばカップリング剤などの接着層形成材料を直接添加し、ミキサーなどで混合撹拌することによってコア材１０１に接着層１０３を形成することができる。
A method for forming the
接着層１０３が形成されたコア材１０１にコート樹脂１０２を被覆する方法としては、従来の公知の方法を用いることができる。たとえば、コート樹脂１０２またはコート樹脂１０２およびカーボンブラックなどの各種添加剤をトルエンなどの有機溶媒に分散させて分散液を調整し、この分散液を浸漬法、噴霧法、流動床法およびニーダーコーター法などの方法によって接着層１０３が形成されたコア材１０１に塗布する。そして２００℃以上３００℃以下で加熱することにより塗布したコート樹脂１０２を硬化させ、さらに乾燥させることによって、接着層１０３が形成されたコア材１０１にコート樹脂１０２を被覆することができる。上記方法の中でも、均一な層厚を形成できる点で流動床法や湿式法が好ましく、湿式法の場合には、分散液に接着層１０３が形成されたコア材１０１を添加した後、１８０℃以上２８０℃以下で一定時間攪拌することが好ましい。
As a method of covering the
このようにして製造された樹脂被覆キャリア１００は、真球に近い平均円形度を有するコア材１０１を用いるためコート樹脂１０２が均一に被覆され、平均円形度が高い。またコア材１０１とコート樹脂１０２との間に接着層１０３が設けられるためコア材１０１とコート樹脂と１０２との接着性が高い。したがって、コート樹脂１０２の剥離を抑え、樹脂被覆キャリア１００の耐久性を大幅に向上させることができる。また樹脂被覆キャリア１００を充分に安定して高抵抗化することができるため、静電潜像の乱れを抑制することができる。さらにトナーへの付与帯電量が安定する。これにより本発明の現像装置は、キャリア付着を防止でき、また画像濃度および解像度が高くかぶりの少ない高画質画像を得ることができる。
Since the resin-coated
また樹脂被覆キャリア１００は、平均円形度が０．９４５以上であることが好ましい。樹脂被覆キャリア１００の平均円形度がこの範囲を満たすことにより、コート樹脂１０２の剥離を抑え、樹脂被覆キャリア１００の耐久性を大幅に向上させることができる。平均円形度が０．９４５未満である場合、コート樹脂が剥離しやすくなり安定して高画質画像を得ることができなくなるおそれがある。
The resin-coated
また樹脂被覆キャリア１００は、樹脂被覆キャリア１００の表面積をＳ、コート樹脂１０２が被覆されていない非被覆部の表面積をＳ１としたとき、下記式（２）を満たすことが好ましい。これにより樹脂被覆キャリア１００の耐久性がより向上するためにトナーへの付与帯電量および樹脂被覆キャリア１００の電気抵抗がさらに安定し、画像濃度および解像度がより高く、かぶりおよびキャリア付着がより少ない優れた高画質画像を得ることができる。下記式（２）を満たさない場合、キャリアの高抵抗化および絶縁化が充分に達成されず静電画像の乱れを充分に抑制することができないため、キャリア付着を防止できないおそれがある。またコート樹脂１０２が剥離しやすくなるために、画像濃度および解像度が低下し、かぶりが増加した低画質画像が得られるおそれがある。
０≦（Ｓ１／Ｓ）≦０．３ …（２）
The resin-coated
0 ≦ (S 1 /S)≦0.3 (2)
上記Ｓ１／Ｓの値は、樹脂被覆キャリア１００の表面積Ｓおよび非被覆部の表面積Ｓ１を以下の方法により間接的に測定して求める。すなわち、現像機内から樹脂被覆キャリア１００をサンプリングし、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope，商品名：Ｓ−５５００、株式会社日立製作所製）により任意の複数個の樹脂被覆キャリア１００粒子について表面のＳＥＭ写真を撮影する。そして得られたＳＥＭ写真画像を、コート樹脂被覆部が黒、コート樹脂非被覆部が白となるように２値化処理し、樹脂被覆キャリア１００の表面積に相当する樹脂被覆キャリア１００の画素数（黒の画素数と白の画素数との合計）と、非被覆部の表面積に相当するコート樹脂非被覆部の画素数（白の画素数）とをカウントし、樹脂被覆キャリア１００の画素数をＳ、コート樹脂非被覆部の画素数をＳ１としたときのＳ１／Ｓの平均値を求める。上記方法では、樹脂被覆キャリア１００の１粒子において、その半球部分、すなわち半分の表面積のみを測定しているが、複数の樹脂被覆キャリア１００におけるＳ１／Ｓの平均値を求めているため、樹脂被覆キャリア１００全体の表面積を測定して算出した結果と同等の結果が得られる。
The value of S 1 / S is obtained by indirectly measuring the surface area S of the resin-coated
また樹脂被覆キャリア１００の体積平均粒径（以下、Ｄｐと記すことがある）は３０μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましい。体積平均粒径が３０μｍ以上６０μｍ以下であることにより、充分な帯電サイトを得ることができるために、小粒径トナーと組合わせても、トナーへの充分な帯電付与性能を示し、より優れた高画質画像を得ることができる。体積平均粒径が３０μｍ未満である場合、キャリア付着が増加し、画質が悪化するおそれがある。６０μｍを超える場合、画像上の欠け、ベタムラ（ベタ不均一）、かぶりなどの画像上の不具合が発生し、階調性および鮮明性に乏しい画像となるおそれがある。本実施形態における体積平均粒径とは、累積体積分布における大粒径側からの累積体積が５０％になる粒径Ｄ５０Ｖを示す。
Moreover, it is preferable that the volume average particle diameter (henceforth Dp) of the
また樹脂被覆キャリア１００の印加電圧２５０Ｖにおける電気抵抗は、１０１３Ω以上であることが好ましい。樹脂被覆キャリア１００の印加電圧２５０Ｖにおける電気抵抗が１×１０１３Ω以上であることにより、解像度が高くキャリア付着のより少ない、より優れた高画質画像を得ることができる。電気抵抗が１×１０１３Ω未満である場合、過剰現像により解像度の悪化およびキャリア付着の増加が起こり、また感光体ドラムへのキャリア付着が発生するために実用上の問題が大きくなるおそれがある。
The electric resistance of the resin-coated
樹脂被覆キャリア１００の電気抵抗は、東亜ＤＫＫ株式会社製ＳＭ−８２２０抵抗計によって測定する。測定は、ギャップ２ｍｍの対面電極型セルに樹脂被覆キャリア１００を両側から磁石で支持してブリッジ状態でセットし、両端の電極に電圧を印加して行う。このときの電流値より、電気抵抗値が算出される。なお、コア材１０１の電気抵抗も同様にして測定できる。測定時の印加電圧は、コア材１０１では５００Ｖ、樹脂被覆キャリア１００では２５０Ｖとする。
The electrical resistance of the resin-coated
また本明細書中において、平均円形度は、以下のようにして、たとえばシスメックス株式会社製フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−３０００」を用いて求められる。「ＦＰＩＡ−３０００」では、各樹脂被覆キャリア１００粒子の円形度（ａｉ）を下記式（３）に従って算出後、各円形度（ａｉ）を０．４０〜１．００まで０．０１毎に６１分割した各分割範囲に分けて頻度を求め、各分割範囲の中心値と頻度とを用いて各樹脂被覆キャリア１００粒子の円形度（ａｉ）の平均値の算出を行う簡易算出法を用いて平均円形度を求めている。
円形度（ａｉ）＝（粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長）
／（粒子の投影像の周囲の長さ） …（３）
Moreover, in this specification, average circularity is calculated | required as follows using the flow type | formula particle image analyzer "FPIA-3000" by Sysmex Corporation as follows. In “FPIA-3000”, the degree of circularity (ai) of each resin-coated
Circularity (ai) = (perimeter of a circle having the same projected area as the particle image)
/ (Peripheral length of projected image of particle) (3)
またｍ個の樹脂被覆キャリア１００粒子について測定した各円形度（ａｉ）の総和を求め、総和をコア材粒子数ｍで除算する式（４）によって得られる算術平均値もまた平均円形度（ａ）と定義される。
In addition, the arithmetic average value obtained by the equation (4) for obtaining the sum of the circularity (ai) measured for 100 resin-coated
上記簡易算出法で算出される平均円形度の値と、前記式（４）で与えられる平均円形度（ａ）の値との誤差は、非常に小さく実質的に無視出来る程度のものなので、本実施の形態では、簡易算出法による平均円形度を、前記式（４）で定義される平均円形度（ａ）と同じ値として取扱う。 The error between the average circularity value calculated by the above simple calculation method and the average circularity (a) value given by the above equation (4) is very small and can be substantially ignored. In the embodiment, the average circularity according to the simple calculation method is handled as the same value as the average circularity (a) defined by the equation (4).
平均円形度の具体的な測定方法は、以下のとおりである。界面活性剤を約０．１ｍｇ溶解している水１０ｍＬに、樹脂被覆キャリア１００の５ｍｇを分散させて分散液を調製し、周波数２０ｋＨｚ、出力５０Ｗの超音波を分散液に５分間照射し、分散液中の樹脂被覆キャリア１００の粒子濃度を５０００個／μＬ〜２００００個／μＬとして、前記装置「ＦＰＩＡ−３０００」により各粒子の円形度（ａｉ）の測定を行い、平均円形度を求める。
A specific method for measuring the average circularity is as follows. A dispersion is prepared by dispersing 5 mg of the resin-coated
以下に、樹脂被覆キャリア１００の構成成分について説明する。
（コート樹脂１０２）
コート樹脂１０２としては、特に限定されるものではなく公知のものを用いることができ、たとえば、シリコン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂およびポリエステル系樹脂などを挙げることができる。コート樹脂１０２は、これらの樹脂のうち、１種を単独で用いてもよいし、２種以上の混合物として用いてもよいが、１種または２種以上のシリコン系樹脂により構成されることが好ましい。シリコン系樹脂は耐久性およびカップリング剤との接着性に優れているため、コート樹脂１０２が上記のように構成されることにより、コア材１０１とコート樹脂１０２との接着がより一層強固になり、さらにキャリアの機械的強度を高めることができる。コート樹脂１０２が上記構成でない場合、キャリアの機械的強度が不充分になり、耐久性が低下するおそれがある。
Hereinafter, the constituent components of the resin-coated
(Coating resin 102)
The
シリコン系樹脂としては公知のものを使用でき、たとえば、シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１１５、ＴＳＲ１１４、ＴＳＲ１０２、ＴＳＲ１０３、ＹＲ３０６１、ＴＳＲ１１０、ＴＳＲ１１６、ＴＳＲ１１７、ＴＳＲ１０８、ＴＳＲ１０９、ＴＳＲ１８０、ＴＳＲ１８１、ＴＳＲ１８７、ＴＳＲ１４４、ＴＳＲ１６５など、いずれも信越化学株式会社製、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２７５、ＫＲ２８０、ＫＲ２８２、ＫＲ２６７、ＫＲ２６９、ＫＲ２１１、ＫＲ２１２など、株式会社東芝製）、アルキッド変性シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１８４、ＴＳＲ１８５など、株式会社東芝製）、エポキシ変性シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１９４、ＹＳ５４など、株式会社東芝製）、ポリエステル変性シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１８７など、株式会社東芝製）、アクリル変性シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１７０、ＴＳＲ１７１など、株式会社東芝製）、ウレタン変性シリコーンワニス（商品名：ＴＳＲ１７５など、株式会社東芝製）、反応性シリコーン樹脂（商品名：ＫＡ１００８、ＫＢＥ１００３、ＫＢＣ１００３、ＫＢＭ３０３、ＫＢＭ４０３、ＫＢＭ５０３、ＫＢＭ６０２、ＫＢＭ６０３など、信越化学株式会社製）などが挙げられる。 Known silicone resins can be used, such as silicone varnishes (trade names: TSR115, TSR114, TSR102, TSR103, YR3061, TSR110, TSR116, TSR117, TSR108, TSR109, TSR180, TSR181, TSR187, TSR144, TSR165, etc. These are manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KR271, KR272, KR275, KR280, KR282, KR267, KR269, KR211, KR212, etc., manufactured by Toshiba Corporation, alkyd modified silicone varnishes (trade names: TSR184, TSR185, etc., Toshiba Corporation). ), Epoxy-modified silicone varnish (trade names: TSR194, YS54, etc., manufactured by Toshiba Corporation), polyester-modified silicone varnish (trade name) TSR187 etc., manufactured by Toshiba Corporation, acrylic modified silicone varnish (trade name: TSR170, TSR171 etc., manufactured by Toshiba Corporation), urethane modified silicone varnish (trade name: TSR175 etc., manufactured by Toshiba Corporation), reactive silicone resin ( Product names: KA1008, KBE1003, KBC1003, KBM303, KBM403, KBM503, KBM602, KBM603, etc., manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
コート樹脂１０２のコア材１０１に対する被覆量は特に限定されるものではないが、コア材１０１の１００重量部に対して０．０１重量部以上５重量部以下であることが好ましい。０．０１重量部より少ないと、コート樹脂１０２の層厚が均一とならず樹脂被覆キャリア１００表面の電気抵抗が均一にならないために画質が悪化し、また現像槽内での摩擦に起因する磨耗および剥離が生じやすく耐久性が低下する。５重量部より多いと、樹脂被覆キャリア１００表面に凹凸が生じやすくなり、平滑さが損なわれるため、コート樹脂１０２が剥離しやすくなり、耐久性が低下する。またコート樹脂１０２によって構成されるコート樹脂層１０２の層厚は２．０μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましい。
The coating amount of the
また、これらのコート樹脂１０２には各種添加剤が添加されていてもよい。添加剤としては、たとえば、カーボンブラック、酸化ケイ素、アルミナ、グラファイト、酸化亜鉛、チタンブラック、酸化鉄、酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム、チタン酸カルシウム、ホウ酸アルミニウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどが挙げられる。これらの中でも特に、カーボンブラックなどの導電性粒子を含むことが好ましい。コート樹脂１０２が導電性粒子を含むことにより、トナーへの帯電付与性能をより良好にすることができ、かぶりのより少ないより優れた高画質画像を得ることができる。導電性微粒子を含まない場合、トナーへの充分な帯電付与性能が得られず、かぶりが生じるおそれがある。
Various additives may be added to these coating resins 102. Examples of the additive include carbon black, silicon oxide, alumina, graphite, zinc oxide, titanium black, iron oxide, titanium oxide, tin oxide, potassium titanate, calcium titanate, aluminum borate, magnesium oxide, barium sulfate, Examples include calcium carbonate. Among these, it is particularly preferable to include conductive particles such as carbon black. When the
添加剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。添加剤の使用量は特に限定されるものではないが、コート樹脂１０２の１００重量部に対して０．１重量以上２０重量部以下であることが好ましい。
An additive can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together. The amount of the additive used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the
（接着層１０３）
接着層１０３を形成する材料としては、コア材とコート樹脂との接着性を高めることのできるものであれば特に限定されるものではないが、カップリング剤であることが好ましい。これにより、コア材とコート樹脂との接着性をより強固にすることができる。したがって、コート樹脂の剥離をより抑え、樹脂被覆キャリアの耐久性をより向上させることができる。また樹脂被覆キャリアをより安定して高抵抗化することができるため、静電潜像の乱れをより抑えることができ、より高画質性に優れた画像を得ることができる。
(Adhesive layer 103)
The material for forming the
接着層１０３を形成するカップリング剤としては、特に限定されるものではなく公知のものを用いることができ、たとえば、アルコキシシラン化合物などのシラン系カップリング剤、アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノシランカップリング剤、ハロゲン、窒素および硫黄などの原子がケイ素と結合したシリル化剤、チタネート系カップリング剤、ならびにアルミニウム系カップリング剤などが挙げられる。
The coupling agent for forming the
シラン系カップリング剤としては、特に限定されるものではないが、たとえば、ヘキサメチルジシラザンおよびオクタメチルシクロテトラシラザンなどのシラザン類、ならびにテトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、３−（１−アミノプロポキシ）−３，３−ジメチル−１−プロペニルトリメトキシシラン、（３−アクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、（３−アクリロキシプロピル）メチルジメトキシシラン、（３−アクリロキシプロピル）ジメチルメトキシシランおよびＮ−３−（アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）−３−アミノプロピルトリエトキシシランなどのアルコキシシラン化合物、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシランおよびフェニルトリクロロシランなどのクロロシラン類などが挙げられる。チタネート系カップリング剤としては、特に限定されるものではないが、たとえば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネートなどが挙げられる。アルミニウム系カップリング剤としては、特に限定されるものではないが、たとえば、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレートなどが挙げられる。また、これらのカップリング剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上の混合物として用いてもよい。 The silane coupling agent is not particularly limited. For example, silazanes such as hexamethyldisilazane and octamethylcyclotetrasilazane, and tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, Methoxysilane, diethyldimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, 3- (1-aminopropoxy) -3,3-dimethyl-1-propenyltrimethoxysilane, (3-acryloxypropyl) trimethoxysilane, (3-acryloxypropyl) methyldimethoxysilane, (3-acryloxypropiyl ) Alkoxysilane compounds such as dimethylmethoxysilane and N-3- (acryloxy-2-hydroxypropyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, chlorosilanes such as methyltrichlorosilane, methyldichlorosilane, dimethyldichlorosilane and phenyltrichlorosilane Etc. Although it does not specifically limit as a titanate coupling agent, For example, isopropyl triisostearoyl titanate etc. are mentioned. The aluminum coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include acetoalkoxyaluminum diisopropylate. Moreover, these coupling agents may be used individually by 1 type, and may be used as a 2 or more types of mixture.
カップリング剤は、上記カップリング剤の中でもシラン系カップリング剤であることが好ましい。シラン系カップリング剤を用いることにより、コア材１０１とコート樹脂１０２とがより強固に接着されるため、よりコート樹脂１０２の剥離を抑えることができ、樹脂被覆キャリア１００の耐久性をさらに向上させることができる。
The coupling agent is preferably a silane coupling agent among the above coupling agents. By using the silane coupling agent, the
カップリング剤のコア材１０１に対する使用量は、コア材１０１の種類や形態によって様々であり特に限定されるものではないが、カップリング剤によって構成される接着層１０３の層厚が０．１μｍ以上１．０μｍ以下となるように適宜調整されることが好ましい。接着層１０３の層厚が０．１μｍより薄くなると、接着層１０３を設けることによる効果が発現しにくく、１．０μｍより厚くなると樹脂被覆キャリア１００が表面の平滑な球形状になりにくくなるため、コート樹脂１０２が剥離しやすくなり樹脂被覆キャリア１００の耐久性が低下する。
The amount of coupling agent used with respect to the
（コア材１０１）
コア材１０１としては、特に限定されるものではなく公知のものを用いることができ、たとえば、フェライトおよび鉄粉などを挙げることができる。フェライトとしては、たとえば、マンガン（以下、Ｍｎと記す。）系、マグネタイト系、マンガン−マグネシウム（以下、Ｍｎ−Ｍｇと記す。）系、銅系、ニッケル系、亜鉛系、コバルト系およびカルシウム系などのフェライトを挙げることができる。鉄粉としては、たとえば、還元鉄粉、アトマイズ鉄粉およびチッ化鉄粉などを挙げることができる。コア材１０１は、帯電性能、耐久性などを考慮すると、Ｍｎ系またはＭｎ−Ｍｇ系のフェライトであることが好ましく、さらにはＭｎ−Ｍｇ系のフェライトであることが好ましい。Ｍｎ系またはＭｎ−Ｍｇ系のフェライトは飽和磁化の値がコア材１０１として好適な範囲にあるため、感光体付着やキャリア凝集が発生しにくくなり、キャリア付着の少ない優れた画質の画像を得ることができる。また、コア材１０１とコート樹脂１０２との組合せとしては、Ｍｎ−Ｍｇ系のフェライトコア材とシリコン系樹脂とを組合せて用いることが、耐久性および高画質化の点からより好ましい。
(Core material 101)
The
コア材１０１は、平均円形度が、０．９４０以上である。このように、真球に近い平均円形度を有するコア材１０１を用いることによりコート樹脂１０２が均一に被覆され、平均円形度の高い小粒径の樹脂被覆キャリア１００を得ることができる。平均円形度が０．９４０より小さいと、コート樹脂１０２が均一に被覆されないため、キャリア付着やスペントの発生が増加し、画質が悪化してしまう。コア材１０１の平均円形度は、樹脂被覆キャリア１００の平均円形度と同様にして求められる。
The
またコア材１０１の電気抵抗は、印加電圧５００Ｖにおいて、１０５Ω以上１０９Ω以下であることが好ましい。コア材１０１の電気抵抗がこのような範囲を満たすことにより、キャリア付着およびエッジ効果を抑制しつつ、高精細画像を再現することができる。コア材１０１の電気抵抗が１０５Ω未満である場合、キャリア付着を充分に抑制することができないおそれがある。１０９Ωを超える場合、現像感度が低くなり画像濃度が低下するおそれがある。また帯電の立ち上がりが遅くなるため、長期間の使用によりトナーと混合しにくくなりかぶりが生じやすくなるおそれがある。
Further, the electrical resistance of the
[トナー]
本発明の現像装置に用いられる二成分現像剤を構成するトナーは、結着樹脂、着色剤、離型剤および帯電制御剤などを含むトナー母体粒子に外添剤が添加されて構成される。以下にトナーの構成成分について説明する。
[toner]
The toner constituting the two-component developer used in the developing device of the present invention is configured by adding an external additive to toner base particles including a binder resin, a colorant, a release agent, a charge control agent, and the like. Hereinafter, the components of the toner will be described.
（結着樹脂）
トナー母体粒子は、結着樹脂を含んで構成される。結着樹脂としては、特に限定されるものではなく黒トナーまたはカラートナー用の公知の樹脂を用いることができ、たとえば、ポリエステル、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル−無水マレイン酸共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ウレタン変性ポリエステル樹脂およびアクリル樹脂などを挙げることができる。上記の共重合体としては、ブロック共重合体であってもよいし、グラフト共重合体であってもよい。また、原料モノマー混合物に離型剤を混合し、重合反応を行って得られる樹脂を用いても良い。結着樹脂は、上記の樹脂１種を単独で用いてもよいし、２種以上の混合物として用いてもよい。これらの樹脂の分子量分布は、特に限定されるものではなく、１つのピークを有するものであってもよいし、２つのピークを有するものであってもよい。また熱的性質としては、ガラス転移点（Ｔｇ）が４０℃以上７０℃以下であることが好ましい。４０℃より低いと、画像形成装置内の温度が上昇した場合に、トナーが溶融してしまい、トナー同士の凝集が発生してしまう。また、７０℃より高いと、定着性が劣ってしまい、実用性に乏しい。
(Binder resin)
The toner base particles include a binder resin. The binder resin is not particularly limited, and a known resin for black toner or color toner can be used. For example, polyester, polystyrene, styrene-acrylic copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene -Maleic anhydride copolymer, styrene-acrylic-maleic anhydride copolymer, polyvinyl chloride, polyolefin resin, epoxy resin, silicone resin, polyamide resin, polyurethane resin, urethane-modified polyester resin, acrylic resin, etc. it can. The above copolymer may be a block copolymer or a graft copolymer. Moreover, you may use resin obtained by mixing a raw material monomer mixture with a mold release agent and performing a polymerization reaction. As the binder resin, one type of the above-described resins may be used alone, or a mixture of two or more types may be used. The molecular weight distribution of these resins is not particularly limited, and may have one peak or two peaks. Moreover, as a thermal property, it is preferable that a glass transition point (Tg) is 40 degreeC or more and 70 degrees C or less. When the temperature is lower than 40 ° C., when the temperature in the image forming apparatus rises, the toner melts and aggregation between the toners occurs. On the other hand, when the temperature is higher than 70 ° C., the fixing property is inferior and the practicality is poor.
（着色剤）
トナー母体粒子は、着色剤を含んで構成される。着色剤としては、特に限定されるものではなく公知のものを用いることができ、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、ブラックトナー用着色剤などが挙げられる。
(Coloring agent)
The toner base particles include a colorant. The colorant is not particularly limited and known ones can be used, and examples thereof include a yellow toner colorant, a magenta toner colorant, a cyan toner colorant, and a black toner colorant. .
ブラックトナー用着色剤としては、たとえば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックが挙げられる。これら各種カーボンブラックの中から、得ようとするトナーの設計特性に応じて、適切なカーボンブラックを適宜選択すればよい。 Examples of the colorant for black toner include carbon black such as channel black, roller black, disk black, gas furnace black, oil furnace black, thermal black, and acetylene black. From these various types of carbon black, an appropriate carbon black may be appropriately selected according to the design characteristics of the toner to be obtained.
イエロートナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７などのアゾ系顔料、黄色酸化鉄、黄土などの無機系顔料、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１などのニトロ系染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１などの油溶性染料などが挙げられる。 Examples of the colorant for yellow toner include C.I. I. Pigment yellow 1, C.I. I. Pigment yellow 5, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Azo pigments such as CI Pigment Yellow 17; inorganic pigments such as yellow iron oxide and ocher; I. Nitro dyes such as Acid Yellow 1, C.I. I. Solvent Yellow 2, C.I. I. Solvent Yellow 6, C.I. I. Solvent Yellow 14, C.I. I. Solvent Yellow 15, C.I. I. Solvent Yellow 19, C.I. I. Examples thereof include oil-soluble dyes such as Solvent Yellow 21.
マゼンタトナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、Ｃ．Ｉ．ディスパーズレッド１５などが挙げられる。 Examples of the colorant for magenta toner include C.I. I. Pigment red 49, C.I. I. Pigment red 57, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 81, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Solvent Red 19, C.I. I. Solvent Red 49, C.I. I. Solvent Red 52, C.I. I. Basic Red 10, C.I. I. Disperse Red 15 etc. are mentioned.
シアントナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー ２５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６などが挙げられる。 Examples of the colorant for cyan toner include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Solvent Blue 55, C.I. I. Solvent Blue 70, C.I. I. Direct Blue 25, C.I. I. Direct Blue 86 and the like can be mentioned.
これらの顔料以外にも、紅色顔料、緑色顔料などを使用できる。着色剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。また、同色系のものを２種以上用いることができ、異色系のものをそれぞれ１種または２種以上用いることもできる。 In addition to these pigments, red pigments and green pigments can be used. A coloring agent can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together. Two or more of the same color can be used, and one or more of the different colors can also be used.
また着色剤は、結着樹脂の一部と予め溶融混練され、結着樹脂中に着色剤が高濃度で分散されたマスターバッチとして用いられてもよい。マスターバッチとして混練される樹脂としては、ポリエステル、ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル−無水マレイン酸共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ウレタン変性ポリエステル樹脂およびアクリル樹脂などが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。マスターバッチは、上記の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合混練して得られる。この際、着色剤と樹脂との相互作用を高めるために、有機溶剤を添加してもよい。また、着色剤に水を含ませた水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させた後、水分と有機溶剤成分とを除去するフラッシング法を用いてもよい。混合混練するには３本ロールミルなどの高せん断分散装置が好ましく用いられる。 The colorant may be used as a master batch in which a part of the binder resin is melt-kneaded in advance and the colorant is dispersed at a high concentration in the binder resin. Resins kneaded as a master batch include polyester, polystyrene, styrene-acrylic copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, styrene-acrylic-maleic anhydride copolymer, polychlorinated Examples thereof include vinyl, polyolefin resin, epoxy resin, silicon resin, polyamide resin, polyurethane resin, urethane-modified polyester resin, and acrylic resin, which can be used alone or in combination. The master batch is obtained by mixing and kneading the resin and the colorant with high shearing force. At this time, an organic solvent may be added to enhance the interaction between the colorant and the resin. Alternatively, a flushing method may be used in which an aqueous paste containing water in a colorant is mixed and kneaded together with a resin and an organic solvent, the colorant is transferred to the resin side, and then moisture and the organic solvent component are removed. For mixing and kneading, a high shear dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
着色剤の添加量は特に制限されないが、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して５重量部以上２０重量部以下であることが好ましい。 The addition amount of the colorant is not particularly limited, but is preferably 5 parts by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
（離型剤）
トナー母体粒子は、離型剤としてワックスを含んで構成される。ワックスとしては、特に限定されるものではなく公知のものを用いることができ、たとえば、低分子量ポリプロピレンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス（低分子量ポリエチレンワックスなど）およびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。なお、誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物などが含まれる。ワックスの添加量としては、特に限定されるものではないが、結着樹脂１００重量部に対して０．２重量部以上２０重量部以下であることが好ましい。
(Release agent)
The toner base particles include a wax as a release agent. The wax is not particularly limited, and known ones can be used. For example, petroleum wax such as low molecular weight polypropylene wax and derivatives thereof, paraffin wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch Waxes and derivatives thereof, polyolefin waxes and derivatives thereof, hydrocarbon-based synthetic waxes such as polyolefin polymer waxes (such as low molecular weight polyethylene waxes) and derivatives thereof, carnauba wax and derivatives thereof, rice waxes and derivatives thereof, candelilla wax and Derivatives, plant waxes such as wood wax, animal waxes such as beeswax and spermaceti, fatty oil amides such as fatty acid amides and phenol fatty acid esters, long chain waxes Bonn acid and its derivatives, long chain alcohols and derivatives thereof, silicon-based polymers, such as higher fatty acids. Derivatives include oxides, block copolymers of vinyl monomers and waxes, graft modified products of vinyl monomers and waxes, and the like. The addition amount of the wax is not particularly limited, but is preferably 0.2 parts by weight or more and 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
（帯電制御剤）
トナー母体粒子は、帯電制御剤を含んで構成される。帯電制御剤としては、特に限定されるものではなく公知のものを用いることができ、正帯電制御用帯電制御剤および負帯電制御用帯電制御剤を使用できる。正帯電制御用帯電制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。負帯電制御用帯電制御剤としては、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩（金属は鉄、クロム、亜鉛、ジルコニウムなど）、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。電荷制御剤は１種を単独で使用できまたは必要に応じて２種以上を併用できる。帯電制御剤の添加量は、特に制限されるものではないが、結着樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上３重量部以下であることが好ましい。また、カラー画像形成に使用される場合には、無色あるいは淡色のものを使用することが好ましい。
(Charge control agent)
The toner base particles include a charge control agent. The charge control agent is not particularly limited, and known ones can be used, and a positive charge control charge control agent and a negative charge control charge control agent can be used. Examples of the charge control agent for positive charge control include nigrosine dyes, basic dyes, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, aminopyrines, pyrimidine compounds, polynuclear polyamino compounds, aminosilanes, nigrosine dyes and derivatives thereof, and triphenylmethane derivatives. , Guanidine salt, amidine salt and the like. Charge control agents for controlling negative charge include oil-soluble dyes such as oil black and spiron black, metal-containing azo compounds, azo complex dyes, metal salts of naphthenic acid, metal salts of salicylic acid and derivatives thereof (metal is iron) , Chromium, zinc, zirconium, etc.), boron compounds, fatty acid soaps, long-chain alkyl carboxylates, resin acid soaps, and the like. A charge control agent can be used individually by 1 type, or can use 2 or more types together as needed. The addition amount of the charge control agent is not particularly limited, but is preferably 0.5 parts by weight or more and 3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When used for color image formation, it is preferable to use a colorless or light-colored one.
（外添剤）
トナーは、トナー母体粒子に外添剤を添加して構成されていてもよい。外添剤としては、特に限定されるものではなく公知のものを用いることができ、たとえば、シリカ、チタン、アルミナ、マグネタイトおよびフェライトなどの金属酸化物粒子ならびにチッ化ケイ素およびチッ化ホウ素などの金属チッ化物微粒子などの微粉末を挙げることができる。さらに、これらの微粉末の表面を疎水化処理したものが好ましい。疎水化処理としては、たとえば、ジメチルジクロルシランおよびアミロシランなどのシランカップリング剤による処理、シリコーンオイルによる処理ならびにフッ素含有成分による処理などを挙げることができる。また外添剤としては、シリカがより好ましい。シリカ以外の微粒子のみを外添しても、トナーとキャリアとの接触において帯電付与が充分でないことがあり、さらに、シリカはトナーの流動化剤としても働くので、トナーの供給量を安定化させることができる。シリカの市販品としては、たとえば、日本アエロジル株式会社製のＲ９７６Ｓ、Ｒ９７２およびＲ９７４（以上、いずれも商品名）が好ましく、特にはＲ９７６Ｓが好ましい。外添剤は、上記の外添剤１種を単独で用いてもよいし、または２種以上を併用して用いてもよい。外添剤の添加量は、トナー母体粒子１００重量部に対して０．１重量部以上５．０重量部以下であることが好ましい。
(External additive)
The toner may be constituted by adding an external additive to the toner base particles. The external additive is not particularly limited, and known ones can be used. For example, metal oxide particles such as silica, titanium, alumina, magnetite and ferrite, and metals such as silicon nitride and boron nitride. Examples thereof include fine powders such as nitride fine particles. Further, those obtained by hydrophobizing the surface of these fine powders are preferred. Examples of the hydrophobizing treatment include treatment with a silane coupling agent such as dimethyldichlorosilane and amylosilane, treatment with silicone oil, and treatment with a fluorine-containing component. As the external additive, silica is more preferable. Even if only fine particles other than silica are externally added, charging may not be sufficient in the contact between the toner and the carrier. Further, since silica acts as a fluidizing agent for the toner, the supply amount of the toner is stabilized. be able to. As a commercial item of silica, for example, R976S, R972, and R974 (all are trade names) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. are preferable, and R976S is particularly preferable. As the external additive, one kind of the above-mentioned external additives may be used alone, or two or more kinds thereof may be used in combination. The amount of the external additive added is preferably 0.1 parts by weight or more and 5.0 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the toner base particles.
〈トナー製造方法〉
トナーは従来の公知の方法で製造でき、たとえば、結着樹脂、着色剤、離型剤および帯電制御剤などをヘンシェルミキサ、スーパーミキサなどの混合機により充分混合し、得られた混合物を二軸混練機などの混練機によって溶融混練する。その後得られた混練物をジェット式粉砕機などの粉砕機にて粉砕後、分級し、体積平均粒径で５μｍ以上１５μｍ以下程度のトナー母体粒子を得ることができる。さらに、このトナー母体粒子に外添剤として無機微粒子などを添加し、ヘンシェルミキサ、スーパーミキサなどの混合機により付着、均一分散させることによってトナーを製造することができる。
<Toner production method>
The toner can be produced by a conventionally known method. For example, a binder resin, a colorant, a release agent, a charge control agent, and the like are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer or a supermixer, and the resulting mixture is biaxially mixed. Melt and knead by a kneader such as a kneader. Thereafter, the obtained kneaded product is pulverized by a pulverizer such as a jet pulverizer and classified to obtain toner base particles having a volume average particle diameter of about 5 μm to 15 μm. Furthermore, toner can be produced by adding inorganic fine particles or the like as external additives to the toner base particles, and adhering and uniformly dispersing them with a mixer such as a Henschel mixer or a super mixer.
[二成分現像剤]
上記のようにして製造したトナーと樹脂被覆キャリア１００とを規定のトナー濃度となるように混合機で混合させることによって、二成分現像剤を製造できる。混合機としては、公知のものを用いることができ、Ｖ型混合機およびナウターミキサーなどを挙げることができる。
[Two-component developer]
A two-component developer can be produced by mixing the toner produced as described above and the resin-coated
［現像装置および画像形成装置］
図２は、本発明の現像装置３００を備える画像形成装置２００の一例を概略的に示す構成図であり、図３は、本発明の現像装置３００の一例を概略的に示す構成図である。
[Developing apparatus and image forming apparatus]
FIG. 2 is a configuration diagram schematically illustrating an example of an
画像形成装置２００は、電子写真方式の画像形成装置であって、画像形成装置２００の外部に設けられ、画像形成装置２００に接続される外部機器、たとえば、パーソナルコンピュータなどの画像処理装置から入力される画像データや、画像読取装置で読取られて入力される画像データなどを、被転写体である記録媒体に画像として記録出力するものである。
The
画像形成装置２００は、現像装置３００を備える画像形成部２０１と、記録媒体供給部２０２と、画像定着部２０３と、制御部２０４とを含んで構成される。
The
画像形成部２０１は、潜像担持体である感光体ドラム２０５と、感光体ドラム２０５の周面に対向するようにして設けられる帯電手段２０６、露光ユニット２０７、現像装置３００、転写手段２０８、クリーニングユニット２０９および除電手段２１０とを含んで構成される。帯電手段２０６および露光ユニット２０７は、潜像形成手段に相当する。
The
感光体ドラム２０５は、図示しない、円筒状または円柱状の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される光導電層とを含む。
The
帯電手段２０６は、帯電ローラ、帯電チャージャなどの接触式または非接触式の帯電器によって構成され、感光体ドラム２０５の周面を所定の極性および電位に均一に帯電させる。
The charging
露光ユニット２０７は、半導体レーザなどを含むレーザユニットを含んで構成され、制御部２０４から伝達される画像データに基づいて、帯電手段２０６によって帯電された状態にある感光体ドラム２０５の周面を露光し、該周面に静電潜像を書き込む。
The
現像装置３００は、図３に示すように、感光体ドラム２０５を臨んで回転自在に設けられる現像剤担持体である現像ローラ３０１と、現像ローラ３０１表面の二成分現像剤３０９の量を規制する現像剤規制部材であるドクターブレード３０２と、現像ローラ３０１を支持するとともに、内部空間に二成分現像剤３０９を収容する現像剤収容容器３０３と、現像剤収容容器３０３の内部に設けられる２本の攪拌手段である第１および第２攪拌供給ローラ３０４，３０５と、直流バイアス印加手段である直流バイアス電源３０６と、交番電界印加手段である高周波電源３０７とを含む。
As shown in FIG. 3, the developing
現像ローラ３０１は、たとえば、アルミニウムなどから構成される外径２５以上３０ｍｍ以下の円柱状であり、内部の回転軸３０８の周りに図示しない磁極部材が設けられて複数の磁極を備える。現像ローラ３０１は、回転軸３０８を介して現像剤収容容器３０３に回転自在に支持され、図示しないモータなどの駆動手段によって矢符Ａ１の方向に回転駆動される。現像ローラ３０１は、感光体ドラム２０５よりも鉛直方向下方に設置され、また現像ローラ３０１と感光体ドラム２０５との各回転軸の中心を結んだ直線上に感光体ドラム２０５と対向するように設置される。
The developing
以下、本明細書において現像ローラ３０１と感光体ドラム２０５と距離をＤＳＤと記す。このＤＳＤは調整可能に構成され、ＤＳＤと樹脂被覆キャリア１００の体積平均粒径であるＤｐが下記式（１）を満たすように、たとえば４２０μｍに設定される。ＤＳＤは、１９５μｍより大きく９００μｍ未満である。
６．５＜ＤＳＤ／Ｄｐ＜１５ …（１）
Hereinafter, the distance between the developing
6.5 <DSD / Dp <15 (1)
このように現像条件を規定することにより、現像ニップ部にて樹脂被覆キャリア１００が受けるストレスを低減し、樹脂被覆キャリア１００の耐久性を向上させることができる。また二成分現像剤３０９を現像領域に安定して供給することができるため、かぶりのない高画質画像を安定して得ることができる。
By defining the development conditions in this manner, the stress applied to the resin-coated
ＤＳＤ／Ｄｐが６．５未満である場合、感光体ドラム２０５および現像ローラ３０１がそれぞれ高速で回転するため、ＤＳＤが小さくなることにより(最小値０．２２５ｍｍ)、回転に対してＤＳＤを安定に維持することが難しく、画像濃度むらやかぶりが生じて画質劣化を招きやすくなる。また、現像ニップ部での現像剤のパッキング防止のため、現像ローラ３０１上における搬送可能な現像剤量が少量になるため充分な画像濃度が得られなくなる。一方、ＤＳＤ／Ｄｐが１５を超える場合、ＤＳＤが大きくなりすぎるため(最大値０．９ｍｍ)、現像ニップ部の空間が拡大され、現像ローラ３０１上に保持された磁気ブラシからトナーが遠心力を受けて飛散しやすくなり、かぶりがより生じやすくなる。さらに、樹脂被覆キャリア１００が高抵抗であるため、エッジ効果が発生しやすくなる。
When DSD / Dp is less than 6.5, each of the
ドクターブレード３０２は板状部材であり、現像ローラ３０１の外周面に臨んで配置される。ドクターブレード３０２は、平面形状が略長方形であり、その長手方向が現像ローラ３０１の軸線と平行方向に延びて設けられる。ドクターブレード３０２の長手方向の長さは、現像ローラ３０１の軸線方向の長さと同等または若干長めに定められる。またドクターブレード３０２は、長手方向の一方の辺側が現像剤収容容器３０３にねじ止めまたは接着などによって固定され、他方の辺側が自由端となっており、自由端の端部が現像ローラ３０１を臨むようにして設けられる。ドクターブレード３０２は、現像ローラ３０１よりも鉛直方向上方に設置され、また現像ローラ３０１の回転方向に対して、現像ニップ部よりも上流側に設置される。そして、現像ローラ３０１の回転方向の上流側に向かって延びるドクターブレード３０２によって、搬送されてきた二成分現像剤３０９のうち余分な二成分現像剤３０９は掻き取られ、現像剤層の厚さが規制されて、一定厚の現像剤層が形成される。
The
ドクターブレードは、たとえばＳＵＳ３０４などのステンレス鋼などの磁性体含有材料から構成されることが好ましい。これにより、現像ローラ３０１とドクターブレード３０２との距離を広げてトルクを低減できるようになり、現像剤の劣化防止と磁気ブラシの均一化とを図ることができるため、現像効率を向上させることができる。
The doctor blade is preferably composed of a magnetic material-containing material such as stainless steel such as SUS304. As a result, the torque can be reduced by increasing the distance between the developing
以下、本明細書において現像ローラ３０１とドクターブレード３０２との距離をＤＧと記す。このＤＧは調整可能に構成され、ＤＧとＤＳＤとの差が０．２５ｍｍ未満になるように、たとえば４５０μｍに設定されることが好ましい。ＤＧは、特に限定されるものではないが、０．３５ｍｍ以上０．６ｍｍ以下であることが好ましい。
Hereinafter, the distance between the developing
このように現像条件を規定することにより、二成分現像剤３０９を現像領域により安定して供給することができるため、かぶりのない高画質画像をより安定して得ることができる。
By defining the development conditions in this way, the two-
ＤＧとＤＳＤとの差の値であるＤＧ−ＤＳＤが０．２５ｍｍを超えると、ＤＧがＤＳＤに対して大きくなりすぎるため、ドクターブレード３０２によって規制される二成分現像剤３０９の量がうまく規制されずに多くなりすぎ、多量の二成分現像剤３０９が感光体ドラム２０５と現像ローラ３０１との間にパッキングされ、安定してトナーを感光体ドラム２０５に供給できなくなるおそれがある。したがって、濃度むらやかぶりが発生し、低画質画像が得られるおそれがある。
If DG-DSD, which is the value of the difference between DG and DSD, exceeds 0.25 mm, DG becomes too large relative to DSD, so the amount of two-
現像剤収容容器３０３は、たとえば硬質の合成樹脂などから構成され、二成分現像剤３０９を収容する容器である。現像剤収容容器３０３は、感光体ドラム２０５を臨んで開口部を有し、その開口部から一部が露出した状態で感光体ドラム２０５に対向する現像ローラ３０１が設けられる。
The
第１攪拌供給ローラ３０４および第２攪拌供給ローラ３０５は、現像ローラ３０１に対して感光体ドラム２０５の反対側に位置するようにしてそれぞれ現像剤収容容器３０３内に配置され、その軸線まわりに一定方向に回転自在に支持される。第１撹拌供給ローラ３０４は、二成分現像剤３０９を撹拌しつつ第２撹拌供給ローラ３０５に供給し、第２撹拌供給ローラ３０５は、二成分現像剤３０９を撹拌しつつ現像ローラ３０１に供給する。
The first
直流バイアス電源３０６は、回転軸３０８を介して現像ローラ３０１に予め定めた直流現像バイアス電圧、たとえば−５００Ｖを印加する。さらに、感光体ドラム２０５と現像ローラ３０１との間に、交番電界を印加する交番電界印加手段である高周波電源３０７を備える。感光体ドラム２０５と現像ローラ３０１との間に交番電界を印加することによって、感光体ドラム２０５と現像ローラ３０１との間に直流電圧と交流電圧とを重畳させることができる。直流電圧の印加によって磁気ブラシが安定化し、トナーを感光体ドラム２０５上の露光部に確実に供給できるので、画像かぶりの発生が抑制される。また、交番電界の印加によって磁気ブラシへの振動付与性能が向上し、強帯電トナーが磁気ブラシから離脱されるので、感光体ドラム２０５へのトナー供給が良好に行われ、高い画像濃度を得ることができる。
The DC bias
以下、本発明の現像装置３００の動作を説明する。現像装置３００において、第１攪拌供給ローラ３０４および第２攪拌供給ローラ３０５は、現像剤収容容器３０３に収容される二成分現像剤３０９と、トナー補給容器３１０から補給されるトナーとを撹拌してトナーと樹脂被覆キャリア１００とを逆の極性に帯電させるとともに、これらを現像ローラ３０１に搬送する。現像ローラ３０１は、二成分現像剤３０９を担持して潜像担持体である感光体ドラム２０５に形成される潜像を現像する位置（以下、現像領域と記す）、すなわち現像ローラ３０１と感光体ドラム２０５との対向部に搬送する。このとき、現像ローラ３０１と感光体ドラム２０５との距離ＤＳＤは、前述の式（１）を満たすように、たとえば４２０μｍに設定されているため、現像ニップ部にて樹脂被覆キャリア１００が受けるストレスを低減し、樹脂被覆キャリア１００の耐久性を向上させることができる。また二成分現像剤３０９を現像領域に安定して供給することができる。現像ローラ３０１には直流バイアス電源３０６および高周波電源３０７によって電圧が印加されているので、感光体ドラム２０５と現像ローラ３０１との間には電界が生じており、この電界によって現像ローラ３０１表面のトナーが感光体ドラム２０５表面に付着する。これによって、感光体ドラム２０５に形成された静電潜像が現像され、感光体ドラム２０５の外周面にトナー像が形成される。
Hereinafter, the operation of the developing
このように、本発明の現像装置３００は、感光体ドラム２０５を臨んで回転自在に設けられ、二成分現像剤３０９を担持して現像領域へ搬送する現像ローラ３０１を含む。そして、平均円形度が０．９４０以上のコア材１０１に、カップリング剤によって形成される接着層１０３を介してコート樹脂１０２が被覆された樹脂被覆キャリア１００を含む二成分現像剤３０９を用い、また、現像ローラ３０１と感光体ドラムとの距離ＤＳＤと、樹脂被覆キャリア１００の体積平均粒径Ｄｐが上述の式（１）を満たす。これにより、耐久性に優れ、トナーへの帯電付与性能および樹脂被覆キャリア１００の電気抵抗が安定し、また二成分現像剤３０９を現像領域に安定して供給することができるため、画像濃度および解像度が高く、またキャリア付着およびかぶりの少ない高画質の画像を得ることができる。
As described above, the developing
転写手段２０８は接触転写方式の転写手段であり、転写ローラ２１１と、図示しない電圧印加手段とを含んで構成され、記録媒体の感光体ドラム２０５との当接面の反対側の表面から転写ローラ２１１を感光体ドラム２０５に対して押圧する。そして、感光体ドラム２０５と記録媒体とを圧接した状態で電圧印加手段から転写ローラ２１１に電圧を印加して、記録媒体をトナーと逆の極性に帯電させる。これにより、感光体ドラム２０５の周面上に形成されたトナー像を、記録媒体に転写する。転写手段２０８は、以上の構成に限定されず、たとえば、転写ローラ２１１に代えて、ベルト状に形成される転写ベルトを備える構成であってもよい。なお、記録媒体は、露光ユニット２０７による露光に同期して、記録媒体供給手段２０２によって転写手段２０８に供給される。
The
クリーニングユニット２０９は、弾性材料からなるクリーニングブレードなどを含んで構成され、トナー像が記録媒体に転写された後に感光体ドラム２０５の周面に残留するトナーを除去し、清掃する。除電手段２１０は、除電ランプなどによって構成され、清掃後の感光体ドラム２０５の周面の電荷を除去する。
The
このように、画像形成部２０１では、感光体ドラム２０５の周面が帯電手段２０６によって均一に帯電され、続いて露光ユニット２０７から露光が行われ、静電潜像が書き込まれる。この静電潜像は、本発明の現像装置３００から供給される二成分現像剤により現像化され、感光体ドラム２０５周面にトナー像が形成される。このトナー像は、転写手段２０８によって記録媒体に転写される。転写後、感光体ドラム２０５は、クリーニングユニット２０９による残留トナーの除去および除電手段２１０による電荷除去を受け、清浄化される。この一連の操作が繰り返し実行されることにより、複数の画像を形成することができる。
As described above, in the
記録媒体供給手段２０２は、画像形成装置２００の下部に設けられ、記録媒体収容トレイ２１２と、ピックアップローラ２１３と、レジストローラ２１４とを含んで構成される。記録媒体収容トレイ２１２は、普通紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰ（Over Head Projector）用フィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。記録媒体収容トレイ２１２への記録媒体の補給は、画像形成装置２００の正面側（操作側）に、記録媒体収容トレイ２１２を引き出して行われる。ピックアップローラ２１３は、記録媒体収容トレイ２１２内の記録媒体を１枚ずつ分離してレジストローラ２１４に送給する。レジストローラ２１４は、画像形成部２０１における露光ユニット２０７の感光体ドラム２０５周面への露光に同期して、記録媒体を感光体ドラム２０５と転写手段２０８との間に順次送給する。
The recording
このように、記録媒体供給手段２０２では、記録媒体収容トレイ２１２に収容される記録媒体は、ピックアップローラ２１３およびレジストローラ２１４を介して、画像形成部２０１に供給される。
As described above, the recording
画像定着部２０３は、定着手段である定着装置２１５と、搬送ローラ２１６と、切換えゲート２１７と、反転ローラ２１８と、積載トレイ２１９とを含んで構成される。定着装置２１５は、加熱部材である加熱ローラ２２０と、加熱ローラ２２０に当接して設けられる加圧部材である加圧ローラ２２１とを含む。加熱ローラ２２０は、加熱手段を備え、所定の温度に加熱される。本実施の形態では、加熱ローラ２２０は、記録媒体のトナー像が転写された面に接触することができるように設けられる。定着装置２１５は、以上の構成に限定されず、加熱ローラ２２０および加圧ローラ２２１に代えて、ベルト状の加熱部材および加圧部材を備える構成であってもよい。
The
定着装置２１５は、熱圧着方式の定着手段であり、画像形成部２０１の転写手段２０８によりトナー像が転写された記録媒体を順次受取り、加熱ローラ２２０と加圧ローラ２２１との当接部を通過させ、加熱ローラ２２０および加圧ローラ２２１によって加熱および加圧してトナー像を記録媒体に定着させる。記録媒体は、加熱ローラ２２０および加圧ローラ２２１に挟持され、加熱ローラ２２０および加圧ローラ２２１の回転によって搬送される。このように定着装置２１５は、加熱ローラ２２０をトナー像に接触させることによってトナー像を加熱して記録媒体に定着させ、記録媒体上に画像を形成する。
The fixing
搬送ローラ２１６は、定着装置２１５にて画像が形成された記録媒体を切換えゲート２１７に送給する。切換えゲート２１７は、画像記録済み記録媒体の送給経路を切換える。反転ローラ２１８は、その軸線を中心として時計回りおよび反時計回りの両方向に回転駆動可能に設けられる１対のローラ部材であり、記録媒体の送給方向を変更する。積載トレイ２１９は、画像形成装置２００の外部に設けられ、画像記録済み記録媒体を画像形成装置２００の外部に排出し、貯留するためのトレイである。反転ローラ２１８は、画像記録済み記録媒体の排出トレイとして積載トレイ２１９が設定される場合には、切換えゲート２１７から画像記録済み記録媒体を積載トレイ２１９に排出する。
The
一方、両面画像形成または後処理が指定される場合には、反転ローラ２１８は、画像記録済み記録媒体を挟持した状態で、記録媒体の一部を積載トレイ２１９に向けて排出した後逆回転し、この記録媒体を切換えゲート２１７から図示しない中継搬送装置に搬送する。このとき、切換えゲート２１７は、実線の状態から破線の状態に切換えられる。
On the other hand, when double-sided image formation or post-processing is designated, the reversing
このように、画像定着部２０３では、定着装置２１５によりトナー像が定着され、画像が記録された記録媒体は、搬送ローラ２１６および切換えゲート２１７を介して反転ローラ２１８に搬送され、設定に応じて積載トレイ２１９に排出されるか、または再び切換えゲート２１７を介して図示しない中継搬送装置もしくは記録媒体再供給搬送装置に反転搬送される。
In this manner, in the
制御部２０４は、画像形成装置２００内部の、露光ユニット２０７の上下空間部に設けられ、図示しない、画像形成プロセスを制御する回路基板、外部機器からの画像データを受け入れるインターフェイス基板および電源装置を含んで構成される。電源装置は、回路基板およびインターフェイス基板だけでなく、画像形成部２０１、記録媒体供給部２０２および画像定着部２０３における各装置にも電力を供給する。
The
なお、画像形成装置２００の下面および側面には、搬送路２２２，２２３，２２４が設けられる。搬送路２２２，２２３，２２４は、その一端が外方に露出するように設けられ、画像形成装置２００に外部装置を接続する際に、記録媒体を画像形成装置２００の内部または外部に搬送するために利用される。
Note that
上述のように、本発明の画像形成装置２００は、耐久性に優れ、トナーへの帯電付与性能および樹脂被覆キャリア１００の電気抵抗が安定し、また二成分現像剤３０９を現像領域に安定して供給することができる前記現像装置３００を備えることにより、高速現像時においても長期に渡って画像濃度および解像度が高く、またキャリア付着およびかぶりの少ない高画質画像を出力することができる。
As described above, the
以下に本発明を実施例および比較例を用いて具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り特に本実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not particularly limited to these Examples as long as the gist thereof is not exceeded.
実施例および比較例における平均円形度、体積平均粒径、層厚および電気抵抗は、以下に示すようにして測定した。 The average circularity, volume average particle diameter, layer thickness, and electrical resistance in Examples and Comparative Examples were measured as shown below.
（平均円形度）
界面活性剤を約０．１ｍｇ溶解している水１０ｍＬに、コア材または樹脂被覆キャリア５ｍｇを分散させて分散液を調製し、周波数２０ｋＨｚ、出力５０Ｗの超音波を分散液に５分間照射し、分散液中の粒子濃度を５０００個／μＬ〜２００００個／μＬとして、フロー式粒子像分析装置（商品名：ＦＰＩＡ−３０００、シスメックス株式会社製）を用いて簡易算出法により平均円形度を求めた。
(Average circularity)
A dispersion is prepared by dispersing 5 mg of a core material or a resin-coated carrier in 10 mL of water in which about 0.1 mg of a surfactant is dissolved, and an ultrasonic wave having a frequency of 20 kHz and an output of 50 W is irradiated on the dispersion for 5 minutes. The average circularity was determined by a simple calculation method using a flow particle image analyzer (trade name: FPIA-3000, manufactured by Sysmex Corporation) with a particle concentration in the dispersion of 5000 / μL to 20000 / μL. .
（体積平均粒径）
１００ｍｌビーカーに、塩化ナトリウム（１級）の１重量％水溶液（電解液）を２０ｍｌ入れ、これにアルキルベンゼンスルホン酸塩（分散剤、アルキル基（ＣｎＨ２ｎ＋１、ｎ＝１０〜１４））０．５ｍｇとコア材または樹脂被覆キャリア３ｍｇとを順次添加し、５分間超音波分散した。これに全量が１００ｍｌになるように塩化ナトリウムの１重量％水溶液を加え、再度５分間超音波分散したものを測定用試料とした。この測定用試料について、コールターカウンターＴＡ−ＩＩＩ（コールター社製）を用い、アパーチャー径１００μｍ、測定対象粒径が個数基準で２μｍ〜４０μｍの条件下に測定を行い、測定結果から累積体積分布における大粒径側からの累積体積が５０％になる粒径Ｄ５０Ｖを体積平均粒径として算出した。
(Volume average particle size)
20 ml of a 1% by weight aqueous solution of sodium chloride (first grade) (electrolytic solution) was placed in a 100 ml beaker, and alkylbenzene sulfonate (dispersant, alkyl group (C n H 2n + 1 , n = 10 to 14)). 5 mg and 3 mg of core material or resin-coated carrier were sequentially added and ultrasonically dispersed for 5 minutes. A 1% by weight aqueous solution of sodium chloride was added to this so that the total amount was 100 ml, and again ultrasonically dispersed for 5 minutes was used as a measurement sample. For this measurement sample, a Coulter Counter TA-III (manufactured by Coulter Co., Ltd.) was used, and measurement was performed under the conditions of an aperture diameter of 100 μm and a measurement target particle diameter of 2 μm to 40 μm on a number basis. The particle size D 50V at which the cumulative volume from the particle size side becomes 50% was calculated as the volume average particle size.
（層厚）
カップリング剤により接着層が形成されたコア材粒子を常温硬化性のエポキシ樹脂中に充分に分散させた後、温度４０℃の雰囲気中で２日間硬化させる。得られた硬化物をダイヤモンドナイフを設置したミクロトームを用いて切断し、接着層が形成されたコア材粒子の断面が出るようにしたサンプル切片を切り出す。このサンプルをＳＥＭ（Scanning Electron Microscope，商品名：Ｓ−５５００、株式会社日立製作所製）によって観察し、接着層が形成されたコア材粒子の任意の１００個について断面のＳＥＭ写真を撮影した。得られたＳＥＭ写真画像を、コア材が黒、接着層が白となるように２値化処理した後、接着層の層厚を測定し、その平均値を求めた。
(Layer thickness)
The core material particles having an adhesive layer formed by the coupling agent are sufficiently dispersed in a room temperature curable epoxy resin, and then cured in an atmosphere at a temperature of 40 ° C. for 2 days. The obtained cured product is cut by using a microtome provided with a diamond knife, and a sample slice in which the cross section of the core material particle on which the adhesive layer is formed is cut out. This sample was observed with an SEM (Scanning Electron Microscope, trade name: S-5500, manufactured by Hitachi, Ltd.), and a cross-sectional SEM photograph of 100 arbitrary core material particles on which an adhesive layer was formed was taken. The obtained SEM photograph image was binarized so that the core material was black and the adhesive layer was white, and then the layer thickness of the adhesive layer was measured, and the average value was obtained.
（電気抵抗）
コア材およびキャリアの電気抵抗は、東亜ＤＫＫ株式会社製ＳＭ−８２２０抵抗計によって測定した。測定は、ギャップ２ｍｍの対面電極型セルにコア材またはキャリア０．２gを両側から磁石で支持してブリッジ状態でセットし、両端の電極に電圧を印加して行った。このときの電流値より、電気抵抗値を算出した。なお、印加電圧は、コア材では５００Ｖ、樹脂被覆後のキャリアでは２５０Ｖとした。
(Electric resistance)
The electrical resistance of the core material and the carrier was measured with a SM-8220 resistance meter manufactured by Toa DKK Corporation. The measurement was performed by setting a core material or carrier 0.2 g in a facing electrode type cell having a gap of 2 mm with a magnet from both sides in a bridge state and applying a voltage to the electrodes on both ends. The electric resistance value was calculated from the current value at this time. The applied voltage was 500 V for the core material and 250 V for the carrier after resin coating.
［評価］
以下に示すようにして製造した二成分現像剤を使用して、実施例１〜１０および比較例１〜５の高速現像機（現像装置）を搭載した複写機（商品名：ＡＲ−７０５Ｓ改造機、シャープ株式会社製）を用いて原稿の印刷（記録出力）を行い、各現像装置の評価を行った。なお、記録出力は、以下に示すようなＤＳＤおよびＤＧの異なる３パターンの現像条件Ａ〜Ｃのうちいずれかの現像条件を用いて行った。
[Evaluation]
A copier (trade name: AR-705S modified machine) equipped with the high-speed developing machine (developing apparatus) of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 using a two-component developer produced as shown below The original was printed (recorded output) using Sharp Corporation, and each developing device was evaluated. The recording output was performed using any one of the three development conditions A to C with different DSD and DG as shown below.
〔現像条件〕
評価環境 ＮＮ環境（２０℃／５０％ＲＨ）
感光体ドラム表面電位 −６５０Ｖ
ＤＣバイアス −５００Ｖ
感光体ドラム−現像ローラ間距離（ＤＳＤ） Ａ：４００μｍ，Ｂ：５００μｍ，Ｃ：３５０μｍ
ドクターブレード−現像ローラ間距離（ＤＧ） Ａ：５５０μｍ，Ｂ：７００μｍ，Ｃ：７５０μｍ
現像ローラ アルミニウム製、直径３０ｍｍφ
現像ローラ移動線速 ５４０ｍｍ／ｓ
感光体ドラム移動線速 ３３７．５ｍｍ／ｓ
現像磁極の位置 現像剤搬送上流側＋２°
[Development conditions]
Evaluation environment NN environment (20 ℃ / 50% RH)
Photoconductor drum surface potential -650V
DC bias -500V
Distance between photosensitive drum and developing roller (DSD) A: 400 μm, B: 500 μm, C: 350 μm
Doctor blade-developing roller distance (DG) A: 550 μm, B: 700 μm, C: 750 μm
Developing roller made of aluminum, diameter 30mmφ
Development roller travel linear speed 540mm / s
Photoconductor drum travel linear speed 337.5mm / s
Development magnetic pole position Developer transport upstream + 2 °
（実施例１)
［トナーの製造］
・ポリエステル（結着樹脂、商品名：ＥＰＡ５０１、三洋化成工業株式会社製）
１００重量部
・マスターバッチ
（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５７：１、着色剤、４０重量％含有）
１４．５重量部
・パラフィン系ワックス（ワックス、商品名：ＨＮＰ−５、日本精蝋株式会社製）
３．６重量部
・アルキルサリチル酸金属塩（帯電制御剤、商品名：ボントロンＳ−３４、オリエント化学工業株式会社製）
２．４重量部
(Example 1)
[Production of toner]
・ Polyester (binder resin, trade name: EPA501, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.)
100 parts by weight ・ Master batch
(CI Pigment Red 57: 1, colorant, 40% by weight contained)
14.5 parts by weight Paraffin wax (wax, trade name: HNP-5, manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.)
3.6 parts by weight ・ Alkyl salicylic acid metal salt (charge control agent, trade name: Bontron S-34, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.)
2.4 parts by weight
以上の各トナー原料をヘンシェルミキサ（商品名：ＦＭ２０Ｃ、三井鉱山株式会社製）にて１０分間混合後、混練機（商品名：ニーデックス、三井鉱山株式会社製）にて溶融混練した。溶融混練における条件は、以下のとおりである。
・フロントロール 供給側温度 ７５℃
排出側温度 ５０℃
回転数 ７５ｒｐｍ
・バックロール 供給側温度 ２０℃
排出側温度 ２０℃
回転数 ６０ｒｐｍ
・トナー原料供給速度 １０ｋｇ／時
Each of the above toner raw materials was mixed for 10 minutes with a Henschel mixer (trade name: FM20C, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) and then melt-kneaded with a kneader (trade name: Needex, manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.). The conditions for melt-kneading are as follows.
・ Front roll Supply side temperature 75 ℃
Discharge side temperature 50 ℃
Rotation speed 75rpm
・ Back roll supply side temperature 20 ℃
Discharge side temperature 20 ℃
Rotation speed 60rpm
・ Toner raw material supply speed 10kg / h
なお、赤外線非接触温度計によって測定した溶融混練中におけるトナー原料の温度は、いずれの混練ポイントにおいても１２０℃以下であった。 The temperature of the toner material during melt kneading as measured by an infrared non-contact thermometer was 120 ° C. or less at any kneading point.
溶融混練後、得られた溶融混練物を室温まで冷却し、次いでカッターミル（商品名：ＶＭ−１６、槙野産業株式会社製）によって粗粉砕した。その後、得られた粗粉砕物をカウンタジェットミル（ホソカワミクロン株式会社製）にて微粉砕した後、これをロータリー式分級機（ホソカワミクロン株式会社製）にて過粉砕トナーを分級除去し、体積平均粒径７．０μｍのトナー母体粒子を作製した。このトナー母体粒子１００重量部に対して、外添剤としてシリカ微粒子（商品名：Ｒ９７６Ｓ、日本アエロジル株式会社製）を１．２重量部外添することによってトナーを得た。 After melt-kneading, the obtained melt-kneaded product was cooled to room temperature, and then roughly pulverized by a cutter mill (trade name: VM-16, manufactured by Hadano Sangyo Co., Ltd.). Thereafter, the obtained coarsely pulverized product was finely pulverized by a counter jet mill (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), and then the excessively pulverized toner was classified and removed by a rotary classifier (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to obtain a volume average particle. Toner base particles having a diameter of 7.0 μm were prepared. A toner was obtained by adding 1.2 parts by weight of silica fine particles (trade name: R976S, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as an external additive to 100 parts by weight of the toner base particles.
［樹脂被覆キャリアの製造］
樹脂被覆キャリアは、コア材を製造した後カップリング剤によって接着層を形成し、さらにコート樹脂を被覆することにより製造した。
[Manufacture of resin-coated carriers]
The resin-coated carrier was produced by producing a core material, forming an adhesive layer with a coupling agent, and further coating with a coating resin.
まず、以下のようにしてコア材を製造した。Ｍｎ−Ｍｇ系フェライト粉末（ＤＯＷＡ ＩＰ クリエイション株式会社製）を計量しボールミルにて混合した後、仮焼した。次に、Ｍｎ−Ｍｇ系フェライトの仮焼粉を、湿式粉砕機によりスチールボールを粉砕媒体として用いて体積平均粒径２μｍ以下にまで微粉砕した。得られたＭｎ−Ｍｇ系フェライト微粉末をスプレードライ方式により粒径１００μｍ以上２００μｍ以下に造粒した。造粒されたフェライト粉末を焼成した後、クラッシャにより解砕および粉砕して分級することにより、平均円形度が０．９４０で、体積平均粒径が３９μｍのＭｎ−Ｍｇ系フェライトコア材を得た。 First, a core material was manufactured as follows. Mn—Mg ferrite powder (manufactured by DOWA IP Creation Co., Ltd.) was weighed and mixed with a ball mill, and then calcined. Next, the calcined powder of Mn—Mg ferrite was finely pulverized to a volume average particle diameter of 2 μm or less using a steel ball as a pulverization medium by a wet pulverizer. The obtained Mn—Mg ferrite fine powder was granulated to a particle size of 100 μm or more and 200 μm or less by a spray drying method. After the granulated ferrite powder was fired, it was crushed and pulverized by a crusher, and classified to obtain a Mn—Mg ferrite core material having an average circularity of 0.940 and a volume average particle size of 39 μm. .
次いで、以下のようにして接着層を形成した。カップリング剤としてアミノシランカップリング剤（シラン系カップリング剤）１０ｇをトルエン３００ｍｌに加えて溶液を調整した。この溶液に上記のようにして製造したＭｎ−Ｍｇ系フェライトコア材１０ｋｇを撹拌しながら加え、その後１時間撹拌して分散液を得た。撹拌終了後、得られた分散液を濾過し、得られた濾過物を１００℃で３時間加熱乾燥することによりコア材に接着層を形成した。なお、接着層を形成する前のコア材１００重量部に対して０．７重量部となるように接着層を形成した。また接着層の層厚は１μｍ以下であった。 Next, an adhesive layer was formed as follows. As a coupling agent, 10 g of an aminosilane coupling agent (silane coupling agent) was added to 300 ml of toluene to prepare a solution. To this solution, 10 kg of the Mn—Mg ferrite core material produced as described above was added with stirring, and then stirred for 1 hour to obtain a dispersion. After completion of the stirring, the obtained dispersion was filtered, and the obtained filtrate was heated and dried at 100 ° C. for 3 hours to form an adhesive layer on the core material. In addition, the adhesive layer was formed so that it might become 0.7 weight part with respect to 100 weight part of core materials before forming an adhesive layer. The layer thickness of the adhesive layer was 1 μm or less.
次いで、以下のようにして接着層が形成されたコア材をコート樹脂により被覆した。まず、シリコン樹脂（コート樹脂、商品名：ＫＲ−２５５、信越化学工業株式会社製）１００ｇをトルエン３００ｍｌに溶解させた。次いで、この溶液を湿式法にて接着層が形成されたコア材に塗布し、２５０℃で２時間加熱して塗布したコート樹脂を硬化させた。その後、２６０℃で１時間乾燥させることによって平均円形度が０．９４５で、体積平均粒径が４０μｍの樹脂被覆キャリアを製造した。なお、コート樹脂の被覆量は、接着層を形成する前のコア材１００重量部に対して２．５重量部となるようにした。 Next, the core material on which the adhesive layer was formed as described below was covered with a coating resin. First, 100 g of silicon resin (coat resin, trade name: KR-255, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was dissolved in 300 ml of toluene. Next, this solution was applied to the core material on which the adhesive layer was formed by a wet method, and the applied coating resin was cured by heating at 250 ° C. for 2 hours. Thereafter, drying at 260 ° C. for 1 hour produced a resin-coated carrier having an average circularity of 0.945 and a volume average particle size of 40 μm. The coating amount of the coating resin was set to 2.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the core material before forming the adhesive layer.
［二成分現像剤の製造］
上記のようにして製造したトナーと樹脂被覆キャリアとを、トナー濃度が５．０重量％になるようにしてＶ型混合機（商品名：Ｖ−５、株式会社特寿工作所製）にて２０分間混合攪拌することによって二成分現像剤を製造した。
[Manufacture of two-component developer]
The toner manufactured as described above and the resin-coated carrier are mixed in a V-type mixer (trade name: V-5, manufactured by Tokuju Kogyo Co., Ltd.) with a toner concentration of 5.0% by weight. A two-component developer was produced by mixing and stirring for 20 minutes.
［記録出力］
上記のようにして製造した二成分現像剤を用い、現像条件Ａを用いて記録出力を行う実施例１の現像装置を準備した。
[Recording output]
Using the two-component developer produced as described above, a developing device of Example 1 that performs recording output under the development condition A was prepared.
（実施例２）
平均円形度が０．９４５で、体積平均粒径が２８μｍのＭｎ−Ｍｇ系フェライトコア材を製造して使用した以外は、実施例１と同様にして実施例２の現像装置を準備した。
(Example 2)
A developing device of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an Mn—Mg ferrite core material having an average circularity of 0.945 and a volume average particle size of 28 μm was produced and used.
（実施例３）
平均円形度が０．９４０で、体積平均粒径が５３μｍのＭｎ系フェライト粉末（ＤＯＷＡ ＩＰ クリエイション株式会社製）を使用した以外は、実施例１と同様にして実施例３の現像装置を準備した。
(Example 3)
A developing device of Example 3 was prepared in the same manner as Example 1 except that Mn-based ferrite powder (made by DOWA IP Creation Co., Ltd.) having an average circularity of 0.940 and a volume average particle size of 53 μm was used. .
（実施例４）
平均円形度が０．９４５で、体積平均粒径が２８μｍのＭｎ系フェライトコア材を製造して使用した以外は、実施例１と同様にして実施例４の現像装置を準備した。
Example 4
A developing device of Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an Mn ferrite core material having an average circularity of 0.945 and a volume average particle size of 28 μm was manufactured and used.
（実施例５）
カップリング剤としてイソプロピルトリイソステアロイルチタネート（チタネート系カップリング剤）を使用し、これをプロパノールに加えて溶液を調整し、現像条件Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例５の現像装置を準備した。
(Example 5)
Example 5 was carried out in the same manner as in Example 1 except that isopropyl triisostearoyl titanate (titanate coupling agent) was used as a coupling agent, this was added to propanol to prepare a solution, and development condition B was used. The developing device was prepared.
（実施例６）
平均円形度が０．９４０で、体積平均粒径が３８μｍのＭｎ系フェライトコア材を製造して使用し、カップリング剤としてアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート（アルミニウム系カップリング剤）を使用し、これをプロパノールに加えて溶液を調整し、現像条件Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例６の現像装置を準備した。
(Example 6)
An Mn ferrite core material having an average circularity of 0.940 and a volume average particle size of 38 μm is manufactured and used, and acetoalkoxyaluminum diisopropylate (aluminum coupling agent) is used as a coupling agent. Was added to propanol to prepare a solution, and a developing device of Example 6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Development Condition B was used.
（実施例７）
コア材の焼成温度およびコート樹脂の硬化温度を変更し、現像条件Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例７の現像装置を準備した。
(Example 7)
A developing device of Example 7 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature of the core material and the curing temperature of the coating resin were changed and development condition B was used.
（実施例８）
平均円形度が０．９４０で、体積平均粒径が５９μｍのＭｎ−Ｍｇ系フェライトコア材を製造して使用し、現像条件Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例８の現像装置を準備した。
(Example 8)
An Mn—Mg ferrite core material having an average circularity of 0.940 and a volume average particle size of 59 μm was produced and used, and the development condition B was used. A developing device was prepared.
（実施例９）
平均円形度が０．９４０で、体積平均粒径が２６μｍのＭｎ−Ｍｇ系フェライトコア材を製造して使用し、コート樹脂にアクリル系樹脂（商品名：ダイヤナールＢＲ−５２、三菱レイヨン株式会社製）を使用し、現像条件Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例９の現像装置を準備した。
Example 9
An Mn—Mg ferrite core material having an average circularity of 0.940 and a volume average particle size of 26 μm is manufactured and used, and an acrylic resin (trade name: Dianar BR-52, Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) is used as the coating resin. A developing device of Example 9 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Development Condition B was used.
（実施例１０）
現像条件Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例１０の現像装置を準備した。
(Example 10)
A developing device of Example 10 was prepared in the same manner as Example 1 except that the development condition C was used.
（比較例１）
平均円形度が０．９４０で、体積平均粒径が２２μｍのＭｎ−Ｍｇ系フェライトコア材を製造して使用し、現像条件Ａを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例１の現像装置を準備した。
(Comparative Example 1)
A Mn-Mg ferrite core material having an average circularity of 0.940 and a volume average particle size of 22 μm was produced and used, and the same development condition A was used as in Example 1, except that Comparative Example 1 was used. A developing device was prepared.
（比較例２）
平均円形度が０．９４０で、体積平均粒径が７３μｍのＭｎ−Ｍｇ系フェライトコア材を製造して使用し、現像条件Ａを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例２の現像装置を準備した。
(Comparative Example 2)
A Mn-Mg ferrite core material having an average circularity of 0.940 and a volume average particle size of 73 μm was produced and used, and the same development condition A was used as in Example 1, except that Comparative Example 2 was used. A developing device was prepared.
（比較例３）
平均円形度が０．９３０で、体積平均粒径が３９μｍのＭｎ−Ｍｇ系フェライトコア材を製造し、現像条件Ａを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例３の現像装置を準備した。
(Comparative Example 3)
A developing device of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an Mn—Mg ferrite core material having an average circularity of 0.930 and a volume average particle size of 39 μm was produced and development condition A was used. Got ready.
（比較例４）
カップリング剤によるコア材の予備被覆を行わず、現像条件Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例４の現像装置を準備した。
(Comparative Example 4)
A developing device of Comparative Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the development condition B was used without pre-coating the core material with a coupling agent.
（比較例５）
平均円形度が０．９４０で、体積平均粒径が５９μｍのＭｎ−Ｍｇ系フェライトコア材を製造し、現像条件Ｃを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例５の現像装置を準備した。
(Comparative Example 5)
A developing device of Comparative Example 5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an Mn—Mg ferrite core material having an average circularity of 0.940 and a volume average particle size of 59 μm was produced and the developing condition C was used. Got ready.
下記表１に、現像条件、ＤＳＤ／ＤｐおよびＤＧ−ＤＳＤの値、実施例１〜１０および比較例１〜５の現像装置に用いられる二成分現像剤を構成する樹脂被覆キャリアの各原料、ならびに樹脂被覆キャリアの平均円形度、体積平均粒径（Ｄｐ）および電気抵抗についてまとめた。なお、Ａはヘキサメチルジシラザン（シラン系カップリング剤）、Ｂはイソプロピルトリイソステアロイルチタネート（チタネート系カップリング剤）、Ｃはアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート（アルミニウム系カップリング剤）を示し、ａはシリコン樹脂、ｂはアクリル系樹脂を示す。 Table 1 below shows development conditions, values of DSD / Dp and DG-DSD, each raw material of the resin-coated carrier constituting the two-component developer used in the developing devices of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5, and The average circularity, volume average particle diameter (Dp) and electric resistance of the resin-coated carrier were summarized. A represents hexamethyldisilazane (silane coupling agent), B represents isopropyltriisostearoyl titanate (titanate coupling agent), C represents acetoalkoxyaluminum diisopropylate (aluminum coupling agent), and a Indicates a silicone resin, and b indicates an acrylic resin.
〔評価１〕
実施例１，５および比較例４の現像装置に使用される二成分現像剤について、以下のようにしてコート樹脂残存率およびトナースペントについて評価した。その結果を表２に示す。なお、評価項目の説明に記載されている「◎」、「○」、および「×」の記号は、表２で用いる評価結果を示す記号である。「◎」は非常に優れていることを示し、「○」は優れていることを示し、「×」は実用が困難であることを示す。
[Evaluation 1]
For the two-component developers used in the developing devices of Examples 1 and 5 and Comparative Example 4, the coating resin residual ratio and the toner spent were evaluated as follows. The results are shown in Table 2. The symbols “◎”, “◯”, and “×” described in the description of the evaluation items are symbols indicating the evaluation results used in Table 2. “A” indicates that it is very excellent, “O” indicates that it is excellent, and “X” indicates that practical use is difficult.
（コート樹脂残存率）
ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope，商品名：Ｓ−５５００、株式会社日立製作所製）により任意の１００個の樹脂被覆キャリア粒子について表面のＳＥＭ写真を撮影した。得られたＳＥＭ写真画像を、コート樹脂被覆部が黒、コート樹脂非被覆部が白となるように２値化処理した後、樹脂被覆キャリアの画素数（黒の画素数と白の画素数との合計）とコート樹脂被覆部の画素数（黒の画素数）とをカウントし、樹脂被覆キャリアの画素数をＳ、コート樹脂被覆部の画素数をＳ０としたときのコート樹脂残存率をＳ０／Ｓ×１００の平均値を求めることにより算出した。測定は、印字率５％の原稿を５枚間欠で４０００００枚印刷した後の樹脂被覆キャリアについて行い、下記の基準に基づいてコート樹脂残存率を評価した。
◎：コート樹脂残存率が８０％以上である。
○：コート樹脂残存率が７５％以上８０％未満である。
×：コート樹脂残存率が７５％未満である。
(Coat resin remaining rate)
SEM photographs of the surface of 100 arbitrary resin-coated carrier particles were taken with SEM (Scanning Electron Microscope, trade name: S-5500, manufactured by Hitachi, Ltd.). The obtained SEM photographic image was binarized so that the coated resin coated portion was black and the coated resin non-coated portion was white, and then the number of pixels of the resin coated carrier (the number of black pixels and the number of white pixels) total) and coating resin covering part number of pixels (the number of black pixels) and were counted and the number of pixels of the resin-coated carrier S, the coating resin residual ratio when the number of pixels of the coat resin-coated portion was S 0 It was calculated by determining the average value of S 0 / S × 100. The measurement was performed on a resin-coated carrier after 500000 intermittently printed originals with a printing rate of 5%, and the remaining coating resin rate was evaluated based on the following criteria.
(Double-circle): Coat resin residual rate is 80% or more.
○: Coat resin residual ratio is 75% or more and less than 80%.
X: Coat resin residual ratio is less than 75%.
（トナースペント）
現像機内から樹脂被覆キャリア１．０ｇをサンプリングし、カーボンアナライザー（商品名：ＥＭＩＡ、株式会社堀場製作所製）により検出された樹脂被覆キャリア表面の炭素量をトナースペントとした。測定は、印字率６％の原稿を５０枚間欠で５０００００枚印刷した後の樹脂被覆キャリアについて行い、下記の基準に基づいてトナースペントを評価した。
◎：トナースペントが０．１２未満である。
○：トナースペントが０．１２以上０．２０未満である。
×：トナースペントが０．２０以上である。
(Toner spent)
1.0 g of a resin-coated carrier was sampled from the inside of the developing machine, and the amount of carbon on the surface of the resin-coated carrier detected by a carbon analyzer (trade name: EMIA, manufactured by Horiba, Ltd.) was used as toner spent. The measurement was performed on a resin-coated carrier after 50,000 originals with a printing rate of 6% were printed intermittently on 50 sheets, and the toner spent was evaluated based on the following criteria.
A: The toner spent is less than 0.12.
○: Toner spent is 0.12 or more and less than 0.20.
X: Toner spent is 0.20 or more.
表２に示した結果から、本発明における実施例１，５の現像装置に使用される二成分現像剤は、比較例４の現像装置に使用される二成分現像剤と比べて以下のように耐久性に優れている。 From the results shown in Table 2, the two-component developer used in the developing devices of Examples 1 and 5 in the present invention is as follows as compared with the two-component developer used in the developing device of Comparative Example 4. Excellent durability.
実施例１の現像装置に使用される二成分現像剤は、４０００００枚以上印刷後であってもコート樹脂残存率が８０％以上でトナースペントが０．１２未満であり、非常に優れた耐久性を示す。 The two-component developer used in the developing apparatus of Example 1 has a coating resin residual ratio of 80% or more and a toner spent of less than 0.12 even after printing 400,000 sheets or more, and extremely excellent durability. Indicates.
実施例５の現像装置に使用される二成分現像剤は、４０００００枚以上印刷後であってもコート樹脂残存率が７５％以上８０％未満でトナースペントが０．１２以上０．２０未満であり、優れた耐久性を示す。 The two-component developer used in the developing device of Example 5 has a coating resin residual ratio of 75% to less than 80% and a toner spent of 0.12 to less than 0.20 even after printing 400,000 sheets or more. Shows excellent durability.
一方、比較例４の現像装置に使用される二成分現像剤では、４０００００枚以上印刷後において、コート樹脂残存率が７５％未満でトナースペントが０．２０以上であり、耐久性の悪化が見られる。 On the other hand, in the two-component developer used in the developing device of Comparative Example 4, after printing 400,000 sheets or more, the coating resin residual ratio is less than 75% and the toner spent is 0.20 or more, and the durability deteriorates. It is done.
したがって、本発明における実施例１，５の現像装置に使用される二成分現像剤は、カップリング剤によって形成される接着層によりコア材とコート樹脂とが強固に接着されることにより、コート樹脂の剥離を抑えることができ、３０００００枚印刷前後に劣化の見られる従来の二成分現像剤と比較して、大幅に耐久性を向上させることができる。
〔評価２〕
実施例１〜１０および比較例１〜５の現像装置について記録出力を行い、以下のようにしてコート樹脂の剥離、画像濃度、解像度、かぶり、キャリア付着および帯電量について評価した。その結果を表３に示す。なお、評価項目の説明に記載されている「◎」、「○」、「△」および「×」の記号は、表３で用いる評価結果を示す記号である。「◎」は非常に優れていることを示し、「○」は優れていることを示し、「△」は実用可能であることを示し、「×」は実用が困難であることを示す。
Therefore, the two-component developer used in the developing devices of Examples 1 and 5 in the present invention is obtained by firmly bonding the core material and the coating resin by the adhesive layer formed by the coupling agent. As compared with a conventional two-component developer that is deteriorated before and after printing 300,000 sheets, the durability can be greatly improved.
[Evaluation 2]
Recording output was performed on the developing devices of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5, and the coating resin peeling, image density, resolution, fogging, carrier adhesion and charge amount were evaluated as follows. The results are shown in Table 3. The symbols “◎”, “◯”, “Δ”, and “×” described in the description of the evaluation items are symbols indicating the evaluation results used in Table 3. “◎” indicates very good, “◯” indicates excellent, “Δ” indicates that practical use is possible, and “×” indicates that practical use is difficult.
（コート樹脂の剥離）
現像機内から樹脂被覆キャリアをサンプリングし、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope，商品名：Ｓ−５５００、株式会社日立製作所製）により任意の１００個の樹脂被覆キャリア粒子について表面のＳＥＭ写真を撮影した。得られたＳＥＭ写真画像を、コート樹脂被覆部が黒、コート樹脂非被覆部が白となるように２値化処理した後、樹脂被覆キャリアの画素数（黒の画素数と白の画素数との合計）とコート樹脂非被覆部の画素数（白の画素数）とをカウントし、樹脂被覆キャリアの画素数をＳ、コート樹脂非被覆部の画素数をＳ１としたときのＳ１／Ｓの平均値を求めた。測定は、印字率５％の原稿を５枚間欠で１０００００枚印刷した後の樹脂被覆キャリアについて行い、下記の基準に基づいてコート樹脂の剥離を評価した。
○：Ｓ１／Ｓが０．３以下である。
△：Ｓ１／Ｓが０．３より大きく０．４以下である。
×：Ｓ１／Ｓが０．４より大きい。
(Coating resin peeling)
The resin-coated carrier was sampled from within the developing machine, and SEM photographs of the surface of any 100 resin-coated carrier particles were taken with an SEM (Scanning Electron Microscope, trade name: S-5500, manufactured by Hitachi, Ltd.). The obtained SEM photographic image was binarized so that the coated resin coated portion was black and the coated resin non-coated portion was white, and then the number of pixels of the resin coated carrier (the number of black pixels and the number of white pixels) total) and coating resin unsheathed portion number of pixels (the number of white pixels) and were counted and the number of pixels of the resin-coated carrier S, S when the number of pixels coating resin uncoated portion was S 1 1 / The average value of S was determined. The measurement was performed on a resin-coated carrier after 500000 originals having a printing rate of 5% were printed intermittently on 5 sheets, and the peeling of the coated resin was evaluated based on the following criteria.
○: S 1 / S is 0.3 or less.
Δ: S 1 / S is greater than 0.3 and equal to or less than 0.4.
×: S 1 / S is greater than 0.4.
（画像濃度）
白紙用紙上に原稿濃度が１．３０になるようにベタ画像を複写し、得られたベタ画像の白紙用紙に対する相対反射濃度をマクベス反射濃度計（Ｍａｃｂｅｔｈ社製、商品名：ＲＤ−９１４）によって測定した。測定は、初期状態の二成分現像剤を用いて印刷したベタ画像の画像濃度と印字率５％の原稿を５枚間欠で１０００００枚印刷した後に印刷したベタ画像の画像濃度とについて２回行い、これらの画像濃度の平均値によって下記の基準に基づいて画像濃度を評価した。
○：画像濃度が１．３０以上である。
△：画像濃度が１．２０以上１．３０未満である。
×：画像濃度が１．２０未満である。
(Image density)
A solid image is copied on a blank paper so that the original density is 1.30, and the relative reflection density of the obtained solid image with respect to the blank paper is measured with a Macbeth reflection densitometer (trade name: RD-914, manufactured by Macbeth). It was measured. The measurement was performed twice with respect to the image density of the solid image printed using the two-component developer in the initial state and the image density of the solid image printed after intermittently printing 100,000 sheets of 5% originals, Based on the average value of these image densities, the image density was evaluated based on the following criteria.
○: Image density is 1.30 or more.
Δ: Image density is 1.20 or more and less than 1.30.
X: The image density is less than 1.20.
（解像度）
白紙用紙上に、幅１ｍｍの間に等間隔で１２本の直線を引いた細線画像を複写し、得られた１ｍｍ幅あたりに形成されている細線画像のうち、目視観察により識別することのできる本数によって解像度を評価した。測定は、印字率６％の原稿を５０枚間欠で１０００００枚印刷した後に印刷した細線画像について行い、下記の基準に基づいて解像度を評価した。
◎：７．２本／ｍｍ以上識別可。
○：６．３本／ｍｍ以上７．２本／ｍｍ未満識別可。
△：４．５本／ｍｍ以上６．３本／ｍｍ未満識別可。
×：４．５本／ｍｍ未満識別可。
(resolution)
A thin line image in which 12 straight lines are drawn at an equal interval of 1 mm in width on a blank paper is copied, and among the obtained thin line images formed per 1 mm width, it can be identified by visual observation. The resolution was evaluated by the number. The measurement was performed on a fine line image printed after intermittently printing 100000 originals with a printing rate of 6%, and the resolution was evaluated based on the following criteria.
A: 7.2 pieces / mm or more can be identified.
○: 6.3 / mm or more and less than 7.2 / mm can be identified.
Δ: 4.5 / mm or more and less than 6.3 / mm can be identified.
X: Less than 4.5 / mm can be identified.
（かぶり）
白紙用紙上に白紙画像を複写し、得られた白紙画像の白紙用紙に対する相対反射濃度をマクベス反射濃度計によって測定した。測定は、印字率５％の原稿を５枚間欠で１０００００枚印刷した後に印刷した白紙画像について行い、下記の基準に基づいてかぶりを評価した。
○：画像濃度が１．０未満である。
△：画像濃度が１．０以上１．５未満である。
×：画像濃度が１．５以上である。
(Cover)
A blank image was copied onto a blank paper, and the relative reflection density of the obtained blank image with respect to the blank paper was measured with a Macbeth reflection densitometer. The measurement was performed on a blank paper image that was printed after intermittently printing 500000 originals with a printing rate of 5%, and the fog was evaluated based on the following criteria.
○: Image density is less than 1.0.
Δ: Image density is 1.0 or more and less than 1.5.
X: The image density is 1.5 or more.
（キャリア付着）
Ａ３サイズの白紙用紙上に白紙画像を複写し、得られた白紙画像上に見られる付着キャリア粒子の個数を拡大鏡（直径：５ｍｍ、倍率×３０）を使用して目視観察により測定した。測定は、印字率５％の原稿を５枚間欠で１０００００枚印刷した後に印刷した白紙画像について行い、下記の基準に基づいてキャリア付着を評価した。
◎：Ａ３用紙１枚当りに観察される付着キャリア粒子の個数が５個以下である。
○：Ａ３用紙１枚当りに観察される付着キャリア粒子の個数が５個より多く３０個以下である。
△：Ａ３用紙１枚当りに観察される付着キャリア粒子の個数が３０個より多く５０個以下である。
×：Ａ３用紙１枚当りに観察される付着キャリア粒子の個数が５０個より多い。
(Carrier adhesion)
A blank image was copied on A3 size blank paper, and the number of adhered carrier particles seen on the obtained blank image was measured by visual observation using a magnifying glass (diameter: 5 mm, magnification × 30). The measurement was performed on a blank image printed after printing 500000 originals intermittently 5 sheets, and carrier adhesion was evaluated based on the following criteria.
A: The number of adhering carrier particles observed per A3 sheet is 5 or less.
A: The number of adhered carrier particles observed per A3 sheet is more than 5 and 30 or less.
(Triangle | delta): The number of the adhesion | attachment carrier particles observed per A3 paper is more than 30 and 50 or less.
X: The number of adhering carrier particles observed per A3 sheet is more than 50.
（帯電量）
マグネットローラ上から二成分現像剤１ｇを採取し、吸引式小型帯電量測定装置（商品名：２１０ＨＳ−２Ａ、Ｔｒｅｋ株式会社製）を使用して帯電量を測定した。測定は、初期状態の二成分現像剤と印字率６％の原稿を５０枚間欠で１０００００枚印刷した後の二成分現像剤とについて２回行い、両者の帯電量の差について下記の基準に基づいて帯電量を評価した。
◎：帯電量の差が５μＣ／ｇ未満である。
○：帯電量の差が５μＣ／ｇ以上８μＣ／ｇ未満である。
△：帯電量の差が８μＣ／ｇ以上１０μＣ／ｇ未満である。
×：帯電量の差が１０μＣ／ｇ以上である。
(Charge amount)
1 g of the two-component developer was collected from the magnet roller, and the charge amount was measured using a suction type small charge amount measuring device (trade name: 210HS-2A, manufactured by Trek). The measurement was performed twice for the two-component developer in the initial state and the two-component developer after printing 100,000 sheets of a document with a printing rate of 6% intermittently, and based on the following criteria for the difference in charge amount between them. The charge amount was evaluated.
A: The difference in charge amount is less than 5 μC / g.
A: The difference in charge amount is 5 μC / g or more and less than 8 μC / g.
Δ: The difference in charge amount is 8 μC / g or more and less than 10 μC / g.
X: The difference in charge amount is 10 μC / g or more.
表３に示した結果から、本発明における実施例１〜１０の現像装置は、比較例１〜５の現像装置と比べて以下のようにトナーへの帯電付与性能およびキャリアの電気抵抗が安定し、また二成分現像剤を現像領域に安定して供給することができるため、高画質画像を得ることができる。 From the results shown in Table 3, the developing devices of Examples 1 to 10 according to the present invention are more stable in the charge imparting performance to the toner and the electric resistance of the carrier than the developing devices of Comparative Examples 1 to 5 as follows. In addition, since the two-component developer can be stably supplied to the development area, a high-quality image can be obtained.
たとえば、実施例１〜７の現像装置は、平均円形度が０．９４０以上のコア材に、カップリング剤によって形成される接着層を介してコート樹脂が被覆された樹脂被覆キャリアを含む二成分現像剤を用い、また、ＤＳＤ／Ｄｐが６．５より大きく１５未満であるために、付与帯電量が安定し、コート樹脂の剥離が少なく、また画像濃度および解像度における評価が高くキャリア付着およびかぶりの少ない高画質画像を得ることができた。 For example, the developing devices of Examples 1 to 7 each include a two-component including a resin-coated carrier in which a core material having an average circularity of 0.940 or more is coated with a coating resin via an adhesive layer formed of a coupling agent. Since a developer is used and DSD / Dp is greater than 6.5 and less than 15, the applied charge amount is stable, the peeling of the coating resin is small, and the evaluation in image density and resolution is high, and carrier adhesion and fogging are high. A high-quality image with less image quality was obtained.
また実施例８，９の現像装置は、平均円形度が０．９４０以上のコア材に、カップリング剤によって形成される接着層を介してコート樹脂が被覆された樹脂被覆キャリアを含む二成分現像剤を用い、また、ＤＳＤ／Ｄｐが６．５より大きく１５未満であるために、付与帯電量が安定し、コート樹脂の剥離が少なく、またかぶりを生じたものの画像濃度および解像度における評価が高くキャリア付着の少ない高画質画像を得ることができた。 The developing devices of Examples 8 and 9 include a two-component development including a resin-coated carrier in which a core material having an average circularity of 0.940 or more is coated with a coating resin via an adhesive layer formed of a coupling agent. In addition, since DSD / Dp is more than 6.5 and less than 15, the applied charge amount is stable, the coating resin is hardly peeled off, and the image density and resolution of the image with high fog are highly evaluated. A high-quality image with little carrier adhesion could be obtained.
また実施例１０の現像装置においても、平均円形度が０．９４０以上のコア材に、カップリング剤によって形成される接着層を介してコート樹脂が被覆された樹脂被覆キャリアを含む二成分現像剤を用い、また、ＤＳＤ／Ｄｐが６．５より大きく１５未満であるため、付与帯電量が安定し、コート樹脂の剥離が少なく、またキャリア付着およびかぶりが生じたものの画像濃度および解像度における評価の高い高画質画像を得ることができた。 Also in the developing apparatus of Example 10, a two-component developer including a resin-coated carrier in which a core material having an average circularity of 0.940 or more is coated with a coat resin via an adhesive layer formed of a coupling agent In addition, since DSD / Dp is more than 6.5 and less than 15, the applied charge amount is stable, the coating resin is hardly peeled off, and the carrier adhesion and fogging are evaluated in terms of image density and resolution. A high-quality image could be obtained.
一方、比較例１の現像装置は、平均円形度が０．９４０以上のコア材に、カップリング剤によって形成される接着層を介してコート樹脂が被覆された樹脂被覆キャリアを含む二成分現像剤を用いたものの、ＤＳＤ／Ｄｐが１５以上であったため、キャリア付着が見られ、またかぶりの多い低画質画像が得られた。 On the other hand, the developing device of Comparative Example 1 is a two-component developer including a resin-coated carrier in which a core material having an average circularity of 0.940 or more is coated with a coating resin via an adhesive layer formed of a coupling agent. However, since DSD / Dp was 15 or more, carrier adhesion was observed and a low-quality image with much fogging was obtained.
また比較例２，５の現像装置は、平均円形度が０．９４０以上のコア材に、カップリング剤によって形成される接着層を介してコート樹脂が被覆された樹脂被覆キャリアを含む二成分現像剤を用いたものの、ＤＳＤ／Ｄｐが６．５未満であったため、コート樹脂の剥離が生じ、充分な画像濃度および解像度が得られず、かぶりの多い低画質画像が得られた。 The developing devices of Comparative Examples 2 and 5 include a two-component development including a resin-coated carrier in which a core material having an average circularity of 0.940 or more is coated with a coating resin via an adhesive layer formed of a coupling agent. Although the agent was used, since DSD / Dp was less than 6.5, the coating resin was peeled off, a sufficient image density and resolution could not be obtained, and a low-quality image with much fogging was obtained.
また比較例３の現像装置は、カップリング剤によって形成される接着層を介してコート樹脂が被覆された樹脂被覆キャリアを含む二成分現像剤を用い、ＤＳＤ／Ｄｐが６．５より大きく１５未満であったものの、コア材の平均円形度が０．９４０未満であったために、コート樹脂の剥離が生じ、付与帯電量の経時安定性の悪化が見られた。 The developing device of Comparative Example 3 uses a two-component developer including a resin-coated carrier coated with a coating resin via an adhesive layer formed of a coupling agent, and has a DSD / Dp of more than 6.5 and less than 15. However, since the average circularity of the core material was less than 0.940, the coating resin was peeled off, and the stability over time of the applied charge amount was deteriorated.
また比較例４の現像装置は、カップリング剤によって形成される接着層を有しないために、コート樹脂の剥離が生じ、付与帯電量の経時安定性の悪化が見られ、キャリア付着およびかぶりが生じ、解像度においても悪化が見られた。 Further, since the developing device of Comparative Example 4 does not have an adhesive layer formed by the coupling agent, the coating resin is peeled off, the stability of the applied charge amount is deteriorated over time, and carrier adhesion and fogging occur. The resolution was also deteriorated.
１００ 樹脂被覆キャリア
１０１ コア材
１０２ コート樹脂
１０３ 接着層
２００ 画像形成装置
２０１ 画像形成部
２０２ 記録媒体供給部
２０３ 画像定着部
２０４ 制御部
２０５ 感光体ドラム
２０６ 帯電手段
２０７ 露光ユニット
２０８ 転写手段
２０９ クリーニングユニット
２１０ 除電手段
２１１ 転写ローラ
２１２ 記録媒体収容トレイ
２１３ ピックアップローラ
２１４ レジストローラ
２１５ 定着装置
２１６ 搬送ローラ
２１７ 切換えゲート
２１８ 反転ローラ
２１９ 積載トレイ
２２０ 加熱ローラ
２２１ 加圧ローラ
２２２，２２３，２２４ 搬送路
３００ 現像装置
３０１ 現像ローラ
３０２ ドクターブレード
３０３ 現像剤収容容器
３０４ 第１攪拌供給ローラ
３０５ 第２攪拌供給ローラ
３０６ 直流バイアス電源
３０７ 高周波電源
３０８ 回転軸
３０９ 二成分現像剤
３１０ トナー補給容器
DESCRIPTION OF
Claims (13)
潜像担持体を臨んで回転自在に設けられ、二成分現像剤を担持して潜像担持体に形成される潜像を現像する位置へ搬送する現像剤担持体を含み、
二成分現像剤は、平均円形度が０．９４０以上のコア材に、接着層を介してコート樹脂が被覆された樹脂被覆キャリアを含み、
現像剤担持体と潜像担持体との距離をＤＳＤとし、樹脂被覆キャリアの体積平均粒径をＤｐとしたときのＤＳＤおよびＤｐが下記式（１）を満たすことを特徴とする現像装置。
６．５＜ＤＳＤ／Ｄｐ＜１５ …（１） A developing device for developing a latent image formed on a latent image carrier using a two-component developer,
A developer carrying body that is rotatably provided facing the latent image carrying body, carries a two-component developer, and conveys the latent image formed on the latent image carrying body to a position for developing;
The two-component developer includes a resin-coated carrier in which an average circularity of 0.940 or more is coated with a coating resin via an adhesive layer on a core material,
A developing apparatus characterized in that DSD and Dp satisfy the following formula (1), where DSD is a distance between the developer carrier and the latent image carrier, and a volume average particle diameter of the resin-coated carrier is Dp.
6.5 <DSD / Dp <15 (1)
現像剤担持体と現像剤規制部材との距離をＤＧとしたときに、ＤＧとＤＳＤとの差が０．２５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。 A developer regulating member that is disposed facing the developer carrying member and regulates the amount of the two-component developer on the surface of the developer carrying member;
3. The developing device according to claim 1, wherein a difference between DG and DSD is less than 0.25 mm when the distance between the developer carrying member and the developer regulating member is DG. 4.
０≦（Ｓ１／Ｓ）≦０．３ …（２） The following formula (2) is satisfied, where S is the surface area of the resin-coated carrier, and S 1 is the surface area of the uncoated portion that is not coated with the coating resin. The developing device described.
0 ≦ (S 1 /S)≦0.3 (2)
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| JP (1) | JP2009008949A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011008163A (en) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Kyocera Mita Corp | Developing device, and image forming device equipped therewith |
-
2007
- 2007-06-28 JP JP2007171159A patent/JP2009008949A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011008163A (en) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Kyocera Mita Corp | Developing device, and image forming device equipped therewith |
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