JP2683052B2 - Image forming method and image forming apparatus - Google Patents
Image forming method and image forming apparatusInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、電子写真法、静電印刷法及び静電記録法な
どにおいて形成される静電荷潜像を磁性トナーを用いて
現像する行程を有する画像形成方法及びそのための画像
形成装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to image formation having a step of developing an electrostatic latent image formed by an electrophotographic method, an electrostatic printing method, an electrostatic recording method or the like using a magnetic toner. The present invention relates to a method and an image forming apparatus therefor.
従来一成分磁性トナーを使用する現像方法としては、
米国特許第3,909,258号明細書に開示されている導電性
磁性トナーによる現像方法が知られており、又広く用い
られている。Conventional development methods using one-component magnetic toner include:
The developing method using a conductive magnetic toner disclosed in U.S. Pat. No. 3,909,258 is known and widely used.
しかし、かかる現像方法においては、トナーは本質的
に導電性であることが必要であり、導電性トナーは潜像
保持体上のトナー像を最終画像支持部材（例えば普通紙
等）に電界を利用して転写することが（その原因は充分
に解明されていないのであるが）困難であった。However, such a developing method requires that the toner is essentially conductive, and the conductive toner uses an electric field to transfer the toner image on the latent image holding member to the final image supporting member (for example, plain paper). It was difficult to perform transcription (although the cause has not been fully elucidated).
本出願人は、先に従来の一成分磁性トナーによる現像
方法の、かかる問題点を解消する新規な現像方法を提案
した（例えば特開昭55−18656号公報及び特開昭55−186
59号公報）。これは内部に磁石を有する円筒状のトナー
担持体上に絶縁性磁性トナーを均一に塗布し、これを潜
像保持体に接触させることなく対向せしめ、現像するも
のである。トナー担持体上にトナー層を形成する方法と
しては、トナー容器出口に塗布用のブレードを用いる方
法があり、例えば第１図に示すものは、トナー担持体２
に内装された固定磁石４の１つの磁極N1に対向する位置
に、磁性体より成るブレード1aを設け、該磁極と磁性体
ブレード間の磁力線に沿ってトナーを穂立させ、これを
ブレード先端のエツジ部で切ることにより磁力の作用を
利用して、トナー層の厚みを規制するものである（例え
ば特開昭54−43037号公報参照）。The present applicant has previously proposed a new developing method which solves such a problem of the conventional developing method using a one-component magnetic toner (for example, JP-A-55-18656 and JP-A-55-186).
No. 59). In this method, an insulating magnetic toner is uniformly applied on a cylindrical toner carrier having a magnet therein, and the applied toner is brought into contact with the latent image holding member without being brought into contact with the latent image holding member for development. As a method of forming a toner layer on a toner carrier, there is a method of using a coating blade at an outlet of a toner container. For example, the one shown in FIG.
A blade 1a made of a magnetic material is provided at a position facing one magnetic pole N1 of a fixed magnet 4 installed inside the magnetic head, and the toner is erected along the magnetic lines of force between the magnetic pole and the magnetic blade. The thickness of the toner layer is regulated by utilizing the action of magnetic force by cutting at the edge portion (see, for example, JP-A-54-43037).
これを現像時に、トナー担持体と潜像保持体の基盤導
体との間に低周波交番電圧を印加し、トナーをトナー担
持体と潜像保持体の間で往復運動させることにより地カ
ブリのないかつ階調性の再現にすぐれ、画像端部の細り
のない良好な現像を行うことができる。この現像方法で
はトナーは絶縁体であるため静電気的転写が容易であ
る。During development, a low-frequency alternating voltage is applied between the toner carrier and the base conductor of the latent image carrier, and the toner is reciprocated between the toner carrier and the latent image carrier to eliminate ground fog. In addition, it is excellent in reproduction of gradation and can perform favorable development without thinning of the image edge. In this developing method, electrostatic transfer is easy because the toner is an insulator.
第１図において、７はトナー10を収容した現像器、９
は電子写真に於ける感光ドラム、静電記録に於ける絶縁
性ドラム等の潜像保持体（以下感光体或いは感光ドラム
という）である。In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a developing device containing toner 10;
Denotes a latent image holding member (hereinafter referred to as a photosensitive member or a photosensitive drum) such as a photosensitive drum in electrophotography and an insulating drum in electrostatic recording.
かかる現像方法において、課題：磁性トナーをトナ
ー担持体上に均一にトナーコートさせる事、課題：磁
性トナー中の成分によるトナー担持体表面への汚染を防
止または、低減させる事、が極めて重要である。しかし
ながら、課題と課題は相対立する関係にあり、両者
を両立して解決することは困難である。In such a developing method, it is extremely important to have a problem: to uniformly coat the magnetic toner on the toner carrier, and to prevent or reduce contamination of the surface of the toner carrier by components in the magnetic toner. . However, the problem and the problem are in a mutually opposite relationship, and it is difficult to solve both at the same time.
すなわち、課題において、磁性トナーをトナー担持
体上に均一にトナーコートさせる方法として、本出願人
は、実用上長期にわたり、均一なトナーコート層を、ト
ナー担持体上に安定して形成し得る現像装置を提案した
（特開昭57−66455号公報）。これは第１図中、トナー
担持体として、該表面を不定形粒子によるサンドブラス
ト処理により、特定の凹凸状態の凹凸粗面となしたもの
を用いることにより、そのトナー担持体表面に一様均一
なムラのない、長期に渡って常に、良好なトナーコート
状態を維持する事が出来る優れた現像装置である。その
目的とする表面は、例えば第２図の走査型電子顕微鏡に
よる2000倍の写真に見られる様にステンレス製円筒状ト
ナー担持体の表面が全域にわたって、微細な無数の切り
込み或いは突起がランダムな方向に構成されている態様
のものである。That is, as a method of uniformly coating the magnetic toner on the toner carrier in the subject, the present applicant has developed a development method capable of stably forming a uniform toner coat layer on the toner carrier over a long period of practical use. An apparatus has been proposed (JP-A-57-66455). This is because, in FIG. 1, the surface of the toner carrier is made to have a rough surface with specific irregularities by sandblasting with irregular shaped particles, so that the surface of the toner carrier is uniformly and uniformly formed. It is an excellent developing device that can maintain a good toner coated state for a long time without unevenness. The target surface is, for example, the surface of the cylindrical toner carrier made of stainless steel over the entire area, as shown in the scanning electron microscope photograph of FIG. The embodiment is configured as follows.
しかしながら、かかる特定の表面状態を有するトナー
担持体を用いる現像装置では、適用する磁性トナーによ
っては、トナーまたはトナー中の成分が、該表面に付着
しやすく、そのため、いわゆるトナー担持体表面への汚
染が起こり、その結果、初期画像の濃度低下、更に耐久
によってその汚染が進行した場合、トナー担持体の回転
周期で、画像白ヌケが発生しやすい傾向がある。これ
は、トナー中の成分が、トナー担持体表面の凸部の斜面
及び凹部に付着する為、磁性トナー粒子の帯電不良が生
じ、トナー層の電荷量が低下によって生ずるものであ
る。トナー中の成分により、トナー担持体表面が汚染さ
れた状態を、第３図の走査型電子顕微鏡による2000倍の
写真で示す。However, in a developing device using a toner carrier having such a specific surface state, depending on the magnetic toner to be applied, the toner or components in the toner are likely to adhere to the surface, so that the so-called contamination on the toner carrier surface is prevented. As a result, when the density of the initial image is lowered and the contamination is advanced due to the durability, the image is apt to be whitened in the rotation cycle of the toner carrier. This is because the components in the toner adhere to the slopes and the concave portions of the convex portions on the surface of the toner carrier, so that poor charging of the magnetic toner particles occurs and the charge amount of the toner layer decreases. The state in which the surface of the toner carrier is contaminated by the components in the toner is shown in a photograph of FIG. 3 taken with a scanning electron microscope at a magnification of 2000.
一般に、磁性トナー中の成分は、結着樹脂、磁性体、
荷電制御剤、離型剤等の材料から成る。トナー担持体表
面への汚染を防止する様に、材料の設計がなされるが、
そのため、極めて材料の選択が制約されるのが現状であ
る。In general, components in a magnetic toner include a binder resin, a magnetic substance,
It is composed of materials such as a charge control agent and a release agent. Materials are designed to prevent contamination on the toner carrier surface,
Therefore, at present, the selection of materials is extremely restricted.
課題において、磁性トナー担持体への汚染を防止あ
るいは、低減させる方法として、課題の逆の傾向とし
て容易に推察出来るが、事実としても、トナー担持体の
表面をより平滑にする方法が良いのが明らかであった。
しかし、かかる方法では、磁性トナーの体積平均粒径が
12μｍ以上であるとトナーコートは不均一になり易く顕
画像にムラを生じ良好な画像は望めない場合も、実験上
見出された。このトナーコートムラを生ずる現像を、現
像装置の空回転によって詳しく観察すると次のことが知
見された。In the problem, as a method of preventing or reducing the contamination of the magnetic toner carrier, it can be easily guessed as the reverse tendency of the problem, but in fact, a method of making the surface of the toner carrier smoother is better. It was clear.
However, in such a method, the volume average particle diameter of the magnetic toner is
When the thickness is 12 μm or more, the toner coat is apt to become non-uniform, and unevenness is caused in the visible image, and a good image cannot be expected. The following findings have been found by closely observing the development that causes the toner coat unevenness by the idle rotation of the developing device.
空回転初期において、原因としては不明であるが、ト
ナー担持体表面が平滑であると、トナーコート層が過剰
に厚くなり、徐々にブレード1aでトナー厚を規制すると
き、ブレード1aの感光体９側（第４図のＡ部）にトナー
がはみ出し、第４図に拡大断面図として示すように、Ａ
部にトナー溜り10aを生ずる。そしてそのトナー溜りが
ある限界量に達すると、スリーブ２の搬送力に打ち負け
スリーブ上へと転移し、3aのような塗布ムラを生ずる。
一様にコーテイングされたトナー層３に3aのようなトナ
ー塊があるとこれが画像上にムラとなって現われる。そ
のムラは濃度の濃いムラ、ムラ状のカブリ等である。ト
ナー塗布ムラ3aの形状は矩形の斑点模様・波形の斑点模
様・波形模様等があることが判った。Although the cause is unknown in the initial stage of idle rotation, if the toner carrier surface is smooth, the toner coat layer becomes excessively thick, and when the blade 1a gradually regulates the toner thickness, the photosensitive member 9 of the blade 1a Toner protrudes to the side (A in FIG. 4), and as shown in FIG.
A toner pool 10a is generated in the portion. Then, when the toner pool reaches a certain limit, the toner is defeated by the conveying force of the sleeve 2 and is transferred onto the sleeve, causing application unevenness such as 3a.
If there is a toner mass such as 3a in the uniformly coated toner layer 3, this will appear as unevenness on the image. The unevenness is unevenness of high density, uneven fog or the like. It was found that the shape of the toner application unevenness 3a had a rectangular spot pattern, a wavy spot pattern, a wavy pattern, and the like.
以上の様に、従来の現像方法では、課題と課題の
両者を同時に解決する事が極めて困難であった。As described above, in the conventional developing method, it is extremely difficult to simultaneously solve both the problem and the problem.
本発明の目的は、上述のごとき現像方法において、現
像剤をトナー担持体上に均一にトナーコートさせること
及び磁性トナー及び／または磁性トナー中の成分による
トナー担持体表面への汚染を防止または低減させること
を、長期にわたり同時に解決した画像形成方法及び画像
形成装置を提供するものである。An object of the present invention is to uniformly coat a toner carrier with a developer in the above-described developing method and prevent or reduce contamination of the surface of the toner carrier by the magnetic toner and / or components in the magnetic toner. The present invention provides an image forming method and an image forming apparatus that simultaneously solve the above problems for a long period of time.
更に本発明の目的は、画像濃度が高く、細線再現性、
階調性に優れ、カブリがなく鮮明な高画質の画像が長期
にわたって得られる画像形成方法及び画像形成装置を提
供するものである。Another object of the present invention is to provide a high image density, fine line reproducibility,
The present invention provides an image forming method and an image forming apparatus capable of obtaining a clear and high-quality image having excellent gradation and free from fog for a long period of time.
すなわち、本発明は、静電荷像を保持する静電像保持
体と、現像剤を表面に担持する現像剤担持体とを現像部
において一定の間隙を設けて配置し、現像剤を現像剤担
持体上に前記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に搬
送し、現像部において現像剤に交番電界をかけながら現
像する画像形成方法において、該現像剤担持が定形粒子
によるブラスト処理によって、複数の球状痕跡窪みによ
る凹凸を形成した表面を有し、該現像剤は、磁性トナー
及び帯電緩和剤微粉末を有し、該磁性トナーは、５μｍ
以下の粒径の磁性トナー粒子を12〜60個数％含有し、８
〜12.7μｍの粒径の磁性トナー粒子を１〜33個数％含有
し、16μｍ以上の粒径の磁性トナー粒子の含有量が2.0
体積％以下であり、該磁性トナーの体積平均粒径が４〜
11μｍであり、該帯電緩和微粉末は、鉄粉との摩擦帯電
特性が50μc/以下であり、個数平均粒径が0.5μｍ以下
である炭素同素体または金属酸化物であることを特徴と
する画像形成方法に関する。That is, according to the present invention, an electrostatic image carrier that holds an electrostatic charge image and a developer carrier that carries a developer on the surface are arranged with a certain gap in the developing section, and the developer is carried by the developer carrier. In an image forming method in which a developer is regulated to a thickness thinner than the gap and conveyed to a developing unit, and developing is performed while applying an alternating electric field to the developer in the developing unit, the developer-carrying is performed by a blast treatment with regular particles, The developer has a surface on which irregularities are formed by a plurality of spherical trace depressions, the developer has a magnetic toner and a charge relaxation agent fine powder, and the magnetic toner has a thickness of 5 μm.
It contains 12 to 60% by number of magnetic toner particles having the following particle size,
Contains 1-33% by number of magnetic toner particles having a particle size of ˜12.7 μm, and the content of magnetic toner particles having a particle size of 16 μm or more is 2.0
Volume% or less, and the volume average particle diameter of the magnetic toner is 4 to
11 μm, the charge-releasing fine powder is a carbon allotrope or metal oxide having a triboelectric charging property with iron powder of 50 μc / or less and a number average particle diameter of 0.5 μm or less. Regarding the method.
さらに、本発明は、静電荷像を保持する静電像保持体
と、現像剤を表面に担持する現像剤担持体とを現像部に
おいて一定の間隙を設けて配置し、現像剤を現像剤担持
体上に前記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送
し、現像部において現像剤を交番電界をかけながら該静
電荷像を現像する画像形成装置において、該現像剤担持
体が定形粒子によるブラスト処理によって、複数の球状
痕跡窪みによる凹凸を形成した表面を有し、該現像剤
は、磁性トナー及び帯電緩和剤微粉末を含有し、該磁性
トナーは、５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子を12〜60
個数％含有し、８〜12.7μｍの粒径の磁性トナー粒子を
１〜33個数％含有し、16μｍ以上の粒径の磁性トナー粒
子の含有量が2.0体積％以下であり、該磁性トナーの体
積平均粒径が４〜11μｍであり、該帯電緩和剤微粉末
は、鉄粉との摩擦帯電特性が50μc/g以下であり、個数
平均粒径が0.5μｍ以下である炭素同素体または金属酸
化物であることを特徴とする画像形成装置に関する。Further, according to the present invention, an electrostatic image carrier that holds an electrostatic charge image and a developer carrier that carries a developer on the surface are arranged in the developing section with a certain gap, and the developer is carried by the developer carrier. In an image forming apparatus in which the developer is regulated to a thickness thinner than the gap and conveyed to a developing unit, and the electrostatic charge image is developed while applying an alternating electric field to the developer in the developing unit, the developer carrying member has a fixed shape. The developer has a surface having irregularities formed by a plurality of spherical dents by blasting with particles, the developer contains a magnetic toner and a charge relaxation agent fine powder, and the magnetic toner has a magnetic particle size of 5 μm or less. 12 to 60 toner particles
% Of magnetic toner particles having a particle size of 8 to 12.7 μm and 1 to 33% by number, and the content of magnetic toner particles having a particle size of 16 μm or more is 2.0% by volume or less. The average particle size is 4 to 11 μm, and the charge relaxation agent fine powder is a carbon allotrope or metal oxide having a triboelectric charging property with iron powder of 50 μc / g or less and a number average particle size of 0.5 μm or less. The present invention relates to an image forming apparatus.
斯かる構成によれば、トナー担持体においては、その
表面が複数の球状痕跡窪みによる特定の凹凸を形成して
いる為に、該表面にトナー成分が付着しにくくなり、長
期にわたって汚染の防止または低減することができ、ま
た、磁性トナーをトナー担持体に均一にトナーコートさ
せる性能としては、不定形粒子によるサンドブラスト処
理による微細な無数の切り込みあるいは突起がランダム
な方向にある凹凸表面を有するトナー担持体と比較する
と特定環境下で若干劣るが、全くの平滑な表面を有する
トナー担持体と比較すれば遥かに優れる。According to such a configuration, in the toner carrier, since the surface of the toner carrier forms specific irregularities due to the plurality of spherical trace dents, it becomes difficult for the toner component to adhere to the surface, preventing contamination for a long time or The ability to uniformly coat the toner carrier with the magnetic toner can be reduced, and the toner carrier having an uneven surface with innumerable minute cuts or protrusions by random sandblasting is used. Although it is slightly inferior to the toner carrier under a specific environment, it is far superior to the toner carrier having a completely smooth surface.
一方、磁性トナーにおいては、体積平均粒径が４〜11
μｍであり、特定の粒度分布を有するために、本発明中
のトナー担持体を用いても、トナーコート層が過剰に厚
くなる事が防止され、従ってトナーコートムラが発生せ
ず長期にわたって、均一にトナーコートさせることがで
きる。On the other hand, in the magnetic toner, the volume average particle diameter is 4 to 11
Since it has a specific particle size distribution, even if the toner carrier of the present invention is used, the toner coat layer is prevented from becoming excessively thick, and therefore, toner coat unevenness does not occur and the toner coat layer is uniform over a long period of time. Can be coated with toner.
その結果、画像濃度が高く、細線再現性、階調性に優
れ、カブリがなく鮮明で高画質な画像が長期にわたって
得ることができる。As a result, a clear, high-quality image with high image density, excellent fine line reproducibility and gradation, and no fog can be obtained for a long period of time.
以下本発明について具体的に説明する。また、トナー
担持体を以下スリーブと称する。Hereinafter, the present invention will be described specifically. The toner carrier is hereinafter referred to as a sleeve.
本発明中のスリーブは、複数の球状痕跡窪みによる凹
凸を形成した表面を有するが、その表面状態を得る方法
としては、定形粒子によるブラスト処理方法が使用出来
る。定形粒子としては、例えば、特定の粒径を有するス
テンレス、アルミニウム、鋼鉄、ニツケル、真鍮等の金
属からなる各種鋼体球またはセラミツク、プラスチツ
ク、グラスビーズ等の各種剛体球を使用することができ
る。特定の粒径を有する定形粒子を用いて、スリーブ表
面のブラスト処理することにより、ほぼ同一の直径Ｒの
複数の球状痕跡窪みを形成することができる。The sleeve in the present invention has a surface having irregularities formed by a plurality of spherical trace depressions. As a method for obtaining the surface state, a blasting method using shaped particles can be used. As the regular particles, for example, various steel balls having a specific particle diameter and made of a metal such as stainless steel, aluminum, steel, nickel and brass, or various hard balls such as ceramics, plastics and glass beads can be used. By blasting the surface of the sleeve using regular particles having a specific particle diameter, it is possible to form a plurality of spherical trace depressions having substantially the same diameter R.
本発明において、スリーブ表面の複数の球状痕跡窪み
に対応する球状粒子の直径Ｒは20〜250μｍが好まし
く、直径Ｒが20μｍ未満であると、磁性トナー中の成分
による、汚染を増す為好ましくなく、逆に直径Ｒが250
μｍを越えると、スリーブ上のトナーコートが均一性が
低下し好ましくない。従って、スリーブ表面のブラスト
処理時に使用する定形粒子も、直径が20〜250μｍのも
のが良い。また、本発明において、スリーブ表面の凹凸
ピッチＰ及び表面粗さｄは、スリーブの表面を微小表面
粗さ計（発売元、テイラーホプソン社、小坂研究所等）
を使用して測定し、表面粗さｄは、JIS10点平均あらさ
（RZ）「JIS Ｂ 0601」によるものである。In the present invention, the diameter R of the spherical particles corresponding to the plurality of spherical dents on the surface of the sleeve is preferably 20 to 250 μm. When the diameter R is less than 20 μm, the contamination by the components in the magnetic toner increases, which is not preferable. Conversely, the diameter R is 250
If it exceeds μm, the toner coat on the sleeve becomes less uniform, which is not preferable. Therefore, it is preferable that the particles having a diameter of 20 to 250 μm are also used in the blasting of the sleeve surface. Further, in the present invention, the uneven pitch P and the surface roughness d of the sleeve surface are obtained by measuring the surface of the sleeve with a fine surface roughness meter (distributor, Taylor Hopson Co., Kosaka Laboratory, etc.).
The surface roughness d is measured according to JIS 10-point average roughness (RZ) "JIS B 0601".
即ち第５図に示すように、断面曲線から基準長さｌだ
け抜き取った部分の平均線に平行な直線で高い方から３
番目の山頂を通るものと、深い方から３番目の谷底を通
るものの、２直線の間隔をマイクロメータ（μｍ）で表
わしたもので、基準長さｌ＝0.25mmとする。又ピツチＰ
は凸部が両側の凹部に対して0.1μ以上の高さのもの
を、一つの山として数え基準長さ0.25mmの中にある山の
数により、下記のように求めたものである。That is, as shown in FIG. 5, a straight line parallel to the average line of the portion obtained by extracting the reference length l from the sectional curve is 3 from the highest.
The distance between two straight lines, which passes through the top of the third peak and the bottom of the third valley from the deepest, is expressed in micrometers (μm), and the reference length 1 is 0.25 mm. Also pitch P
The peaks having a height of 0.1 μm or more with respect to the concave portions on both sides are counted as one peak, and are determined as follows by the number of peaks within a reference length of 0.25 mm.
〔250（μ）〕／〔250（μ）に含まれる山の数（μ）〕 本発明において、スリーブ表面の凹凸のピツチＰは、
２〜100μが好ましく、Ｐが２μ未満であると、磁性ト
ナー中の成分によるスリーブ汚染が増す為好ましくな
く、逆にＰが100μを越える場合であると、スリーブ上
のトナーコートの均一性が低下し好ましくない。またス
リーブ表面の凹凸の表面粗さｄは0.1〜５μｍが好まし
く、ｄが５μｍを越える場合は、スリーブと潜像保持体
との間に交番電圧を印加してスリーブ側から潜像面へ磁
性トナーを飛翔させて現像を行う方式にあっては、凹凸
部分に電界が集中して画像に乱れを生じる傾向となるの
で、好ましくなく、逆にｄが0.1μ未満であると、スリ
ーブ上のトナーコートの均一性が低下して好ましくな
い。[250 (μ)] / [Number of peaks included in 250 (μ) (μ)] In the present invention, the pitch P of the unevenness on the sleeve surface is
When P is less than 2μ, sleeve contamination due to components in the magnetic toner is increased, which is not preferable. On the contrary, when P exceeds 100μ, the uniformity of the toner coat on the sleeve is reduced. But not preferred. The surface roughness d of the irregularities on the sleeve surface is preferably 0.1 to 5 μm. When d exceeds 5 μm, an alternating voltage is applied between the sleeve and the latent image holding member to transfer the magnetic toner from the sleeve side to the latent image surface. In the method of developing by flying, the electric field tends to be concentrated on the uneven portion and the image tends to be disturbed. Therefore, when d is less than 0.1 μm, the toner coat on the sleeve is unfavorable. Is undesirably reduced.
本発明に用いるスリーブとして、ステンレス製スリー
ブ表面を定形粒子として80％以上の直径が53〜62μｍの
ガラスビーズで、ブラスト処理したものの表面を走査型
電子顕微鏡による1000倍の写真を第６図に示す。As a sleeve used in the present invention, glass beads having a diameter of 53 to 62 μm and having a diameter of 53 to 62 μm with 80% or more of the surface of a stainless steel sleeve as a regular particle were blast-treated, and the surface of the surface was 1000 times photographed by a scanning electron microscope. .
本発明に係る磁性トナーにおいては、体積平均粒径が
４〜11μｍであることが一つの特徴である。前述した様
に、本発明に係るスリーブ（以下、本スリーブ２−１と
称す）は、複数の球状痕跡窪みによる特定の凹凸の表面
を有しているが、磁性トナーをスリーブ上に均一にコー
トさせる性能としては、不定形粒子によるサンドブラス
ト処理による凹凸表面を有するスリーブ（以下、比較ス
リーブ２−２と称す）と比較すれば、特定環境下で若干
劣る実験結果が得られた。それは、体積平均粒径が12μ
ｍ以上の磁性トナーを温度15℃以下，湿度10％以下の特
定の環境下で、本スリーブ２−１と比較スリーブ２−２
を各々有する現像装置に適用して空回転を行うと、スリ
ーブ上の単位面積当りのトナー層の重量M/Sが、本スリ
ーブ２−１では1.6〜2.3mg/cm2で、比較スリーブ２−２
では0.6〜1.5mg/cm2であり、スリーブ２−１の方がトナ
ーコートが厚く、更に空回転を長時間続けると、スリー
ブ２−１では、第４図に示す様な、トナーコートムラが
発生する場合がある事が確認された。One feature of the magnetic toner according to the present invention is that the volume average particle diameter is 4 to 11 μm. As described above, the sleeve according to the present invention (hereinafter referred to as the present sleeve 2-1) has the surface of the specific unevenness due to the plurality of spherical trace depressions, but the magnetic toner is uniformly coated on the sleeve. As for the performance, a slightly inferior experimental result was obtained under a specific environment as compared with a sleeve having an uneven surface by sandblasting with amorphous particles (hereinafter referred to as comparative sleeve 2-2). It has a volume average particle size of 12μ
Under a specific environment in which the magnetic toner of m or more is less than 15 ° C and the humidity is less than 10%, this sleeve 2-1 and the comparison sleeve 2-2
When the toner is applied to a developing device having each of the following types and idle rotation is performed, the weight M / S of the toner layer per unit area on the sleeve is 1.6 to 2.3 mg / cm 2 in the sleeve 2-1. Two
Is 0.6 to 1.5 mg / cm 2 , the sleeve 2-1 has a thicker toner coat, and when the idle rotation is continued for a long time, the sleeve 2-1 shows uneven toner coat as shown in FIG. It was confirmed that it may occur.
ところが、本発明者らの検討によれば、理由は必ずし
も明確ではないが、体積平均粒径が４〜11μｍである磁
性トナーを用いて、同様の実験を行ったところ、本スリ
ーブ２−１の場合でもスリーブ上のM/Sが0.7〜1.5mg/cm
2で、トナーコート厚が低く押えられることが判明し、
その結果更に、空回転を長時間続けたが、スリーブコー
トムラが発生せず、トナーコート厚の低減が長期にわた
るトナーコートの均一化に極めて効果のある事実を知見
した。However, according to the study by the present inventors, although the reason is not always clear, the same experiment was conducted using a magnetic toner having a volume average particle diameter of 4 to 11 μm. Even if the M / S on the sleeve is 0.7-1.5 mg / cm
In 2 , it was found that the toner coat thickness was held down low,
As a result, it was further found that even though the idle rotation was continued for a long time, the unevenness of the sleeve coat did not occur, and the reduction of the toner coat thickness was extremely effective for uniforming the toner coat for a long time.
本発明において、磁性トナーの体積平均粒径は４〜11
μｍが好ましいが、さらに好ましくは６〜10μｍが良
い。体積平均粒径４μｍ未満ではグラフイツク画像など
の画像面積比率の高い用途等では、転写紙上のトナーの
のり量が少なく、画像濃度が低いという問題が生じやす
く、体積平均粒径11μｍを越える場合は上述の如くスリ
ーブコートの均一化の効果が減少する。In the present invention, the volume average particle diameter of the magnetic toner is 4 to 11
μm is preferable, and 6 to 10 μm is more preferable. If the volume average particle size is less than 4 μm, the problem that the amount of toner on the transfer paper is small and the image density is low tends to occur in applications such as graphic images where the image area ratio is high. As described above, the effect of uniformizing the sleeve coat is reduced.
本発明において担持体上の単位面積当りのトナー層の
電荷量及びトナー層の重量はいわゆる吸引式フアラデー
ケージ法を使用して求めた。この吸引式フアラデーケー
ジ法は、その外筒をトナー担持体に押しつけて担持体上
の一定面積上のすべてのトナーを吸引し、内筒のフイル
ターに採集してフイルターの重量増加分よりトナー担持
体上の単位面積当りのトナー層の重量を計算することが
できる。それと同時に外部から静電的にシールドされた
内筒に蓄積された電荷量を測定することによってトナー
担持体上の単位面積当りの電荷量を求めることができる
方法である。In the present invention, the charge amount of the toner layer and the weight of the toner layer per unit area on the carrier are determined by using a so-called suction type Faraday cage method. In this suction type Faraday cage method, the outer cylinder is pressed against the toner carrier to suck all the toner on a certain area on the carrier, and the toner is collected on the filter of the inner cylinder and the weight increase of the filter causes the toner on the toner carrier to rise. The toner layer weight per unit area can be calculated. At the same time, the charge amount per unit area on the toner carrier can be determined by measuring the charge amount accumulated in the inner cylinder electrostatically shielded from the outside.
本発明に係る磁性トナーにおいては、５μｍ以下の粒
径の磁性トナー粒子が12〜60個数％であることが一つの
特徴である。One feature of the magnetic toner according to the present invention is that the magnetic toner particles having a particle diameter of 5 μm or less account for 12 to 60% by number.
本発明者らの検討によれば、５μｍ以下の磁性トナー
粒子が画出し耐久中のスリーブ上の磁性トナーの体積平
均粒径を安定化する必須の成分であることが判明した。According to the study of the present inventors, it has been found that magnetic toner particles of 5 μm or less are essential components for stabilizing the volume average particle diameter of the magnetic toner on the sleeve during image formation and durability.
例えば、0.5μｍ〜30μｍにわたる粒度分布を有する
磁性トナーを用いて、感光体上の表面電位を変化し、多
数のトナー粒子が現像され易い大きな現像電位コントラ
ストから、ホーフトーンへ、さらに、ごくわずかのトナ
ー粒子しか現像されない小さな現像電位コントラストま
で、感光体上の表面電位を変化させた潜像を現像し、感
光体上の現像されたトナー粒子を集め、トナー粒度分布
を測定したところ、８μｍ以下の磁性トナー粒子が多
く、特に５μｍ以下の磁性トナー粒子が多いことが判明
した。すなわち、画出し耐久を行うと現像にもっとも適
した５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子が多う消費され
る為に、この量が少ないと、スリーブ上の体積平均粒径
が次第に巨大化する為に、スリーブ上M/Sが増大し、ス
リーブコートの均一化を困難にする傾向が生ずる。従っ
て５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子は、全粒子数の12
〜60個数％であることが良く、12個数％未満であると効
果がなく、また、60個数％越える場合であると、磁性ト
ナー粒子相互の凝集状態が生じやすく、本来の粒径以上
のトナー塊となるため、荒れた画質となり、解像性を低
下させ、または潜像のエツジ部と内部との濃度差が大き
くなり、中ぬけ気味の画像となりやすい。For example, using a magnetic toner having a particle size distribution ranging from 0.5 μm to 30 μm, the surface potential on the photoreceptor is changed, and from a large development potential contrast in which a large number of toner particles are easily developed, to a Hoftone, and further, a very small amount of toner The latent image with the surface potential changed on the photoreceptor was developed to a small development potential contrast where only the particles were developed, the developed toner particles on the photoreceptor were collected, and the toner particle size distribution was measured. It was found that there were many toner particles, especially magnetic toner particles of 5 μm or less. That is, since the magnetic toner particles having a particle diameter of 5 μm or less, which is most suitable for the development, is consumed when the image forming durability is performed, and if the amount is small, the volume average particle diameter on the sleeve becomes gradually large. Therefore, the M / S on the sleeve increases, and it tends to be difficult to make the sleeve coat uniform. Therefore, the magnetic toner particles with a particle size of 5 μm or less are 12
-60% by number is preferable, less than 12% by weight has no effect, and when more than 60% by number, magnetic toner particles are apt to aggregate with each other, and toner having a particle size larger than the original particle size is likely to occur. Since the image becomes lumps, the image quality becomes rough, the resolution is lowered, or the density difference between the edge portion and the inside of the latent image becomes large, and the image tends to be hollow.
また、本発明の磁性トナーにおいては、８〜12.7μｍ
の範囲の粒子が１〜33個数％であることが一つの特徴で
ある。これは、５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子の現
像性と関係があり、５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子
は、潜像を厳密に覆い、忠実に再現する能力を有する
が、潜像自身において、その周囲のエツジ部の電界強度
が中央部よりも高く、そのため、潜像内部がエツジ部よ
り、トナー粒子ののりがうすくなり、画像濃度が薄く見
えることがある。特に、５μｍ以下の磁性トナー粒子
は、その傾向が強い。Further, in the magnetic toner of the present invention, 8 to 12.7 μm
One feature is that the particles in the range of 1 to 33% by number. This is related to the developability of the magnetic toner particles having a particle size of 5 μm or less. The magnetic toner particles having a particle size of 5 μm or less have the ability to exactly cover the latent image and faithfully reproduce the latent image itself. In the above, the electric field strength of the edge portion around the edge portion is higher than that of the central portion, so that the inside of the latent image may have thinner toner particles than the edge portion, and the image density may appear to be low. In particular, magnetic toner particles of 5 μm or less have a strong tendency.
しかしながら、本発明者らは、８〜12.7μｍの範囲の
トナー粒子を１個数％〜33個数％含有させることによっ
て、この問題を解決し、さらに鮮明にできることを知見
した。すなわち、８〜12.7μｍの粒径の範囲のトナー粒
子が５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子に対して、適度
にコントロールされた帯電量をもつためと考えられる
が、潜像のエツジ部より電界強度の小さい内側に供給さ
れて、エツジ部に対する内側のトナー粒子ののりの少な
さを補って、均一なる現像画像が形成され、その結果、
高い濃度で解像性及び階調性の優れたシヤープな画像が
提供されるものである。However, the present inventors have solved this problem and found that the toner particles can be further sharpened by containing 1% to 33% by number of toner particles in the range of 8 to 12.7 μm. That is, it is considered that the toner particles having a particle size of 8 to 12.7 μm have a properly controlled charge amount with respect to the magnetic toner particles having a particle size of 5 μm or less. It is supplied to the inner side of low strength to compensate for the small amount of the toner particles on the inner side of the edge portion, and a uniform developed image is formed.
A sharp image excellent in resolution and gradation is provided at a high density.
従って、８〜12.7μｍの範囲の粒子が１〜33個数％で
あることが良く、33個数％より多いと、画質が悪化する
と共に、必要以上の現像、すなわち、トナーののりすぎ
が起こり、トナー消費量の増大をまねく。一方、１個数
％未満であると、高画像濃度が得られにくくなる。さら
に、５μｍ以下の粒径の粒子について、その個数％
（Ｎ）と体積％（Ｖ）との間に、 N/V＝−0.04N＋ｋ （但し、4.5≦ｋ≦6.5;12≦Ｎ≦60） なる関係を本発明の磁性トナーが満足していることが好
ましい。Therefore, it is preferable that the number of particles in the range of 8 to 12.7 μm is 1 to 33% by number. If the number of particles is more than 33% by number, the image quality is deteriorated and more than necessary development, that is, excessive toner overload occurs, Increase consumption. On the other hand, if it is less than 1% by number, it becomes difficult to obtain a high image density. Further, the number% of particles having a particle size of 5 μm or less
The magnetic toner of the present invention satisfies the relationship of N / V = −0.04N + k (where 4.5 ≦ k ≦ 6.5; 12 ≦ N ≦ 60) between (N) and% by volume (V). Is preferred.
本発明者らは、５μｍ以下の粒度分布の状態を検討す
る中で、上記式で示すような最も目的を達成するに適し
た微粉の存在状態があることを知見した。すなわち、あ
るＮの値に対して、N/Vが大きいということは、５μｍ
以下の粒子まで広く含んでいることを示しており、N/V
が小さいということは、５μｍ付近の粒子の存在率が高
く、それ以下の粒径の粒子が少ないことを示していると
解され、N/Vの値が2.1〜6.02の範囲内にあり、且つＮが
12〜60の範囲にあり、且つ上記関係式をさらに満足する
場合には、画出し耐久中のスリーブ上の磁性トナーの体
積平均粒径をさらに安定化することができる。The present inventors have studied the state of the particle size distribution of 5 μm or less and found that there is a state of existence of the fine powder most suitable for achieving the object as shown by the above formula. In other words, for a given value of N, a large N / V means that 5 μm
It indicates that the following particles are widely contained, and N / V
Is small means that the existence ratio of particles in the vicinity of 5 μm is high and that the number of particles having a particle size smaller than that is small, and the N / V value is within the range of 2.1 to 6.02, and N is
When it is in the range of 12 to 60 and further satisfies the above relational expression, the volume average particle diameter of the magnetic toner on the sleeve during image forming and durability can be further stabilized.
また、16μｍ以上の粒径の磁性トナー粒子について
は、2.0体積％以下にし、できるだけ少ないことが好ま
しい。Further, for magnetic toner particles having a particle size of 16 μm or more, the content is preferably set to 2.0% by volume or less, and as small as possible.
本発明中の磁性トナーは16μｍ以上の粒径の磁性トナ
ー粒子が2.0体積％以下であることが好ましい。16μｍ
以上の粒径の磁性トナー粒子は５μｍ以下の粒径の磁性
トナー粒子とは逆に、画出し耐久を行っても相対的に消
費されにくく、2.0体積％より多いと、スリーブ上の体
積平均粒径が次第に巨大化する為に、スリーブ上M/Sが
増大し好ましくない。The magnetic toner in the present invention preferably contains magnetic toner particles having a particle diameter of 16 μm or more in an amount of 2.0% by volume or less. 16 μm
Contrary to magnetic toner particles having a particle diameter of 5 μm or less, the magnetic toner particles having the above particle diameter are relatively hard to be consumed even when the image forming durability is performed. Since the particle size gradually increases, M / S on the sleeve increases, which is not preferable.
トナーの粒度分布は種々の方法によって測定できる
が、本発明においてはコールターカウンターを用いて行
った。Although the particle size distribution of the toner can be measured by various methods, in the present invention, the measurement was performed using a Coulter counter.
すなわち、測定装置としてはコールターカウンターTA
−II型（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布
を出力するインターフエイス（日科機製）及びCX−１パ
ーソナルコンピユータ（キヤノン製）を接続し、電解液
は１級塩化ナトリウムを用いて１％NaCl水溶液を調製す
る。測定法としては前記電界水溶液100〜150ml中に分散
剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスル
ホン酸塩を0.1〜5ml加え、さらに測定試料を２〜20mg加
える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３
分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II
型により、アパーチヤーとして100μアパチヤーを用い
て、個数を基準として２〜40μの粒子の粒度分布を測定
して、それから本発明に係るところの値を求めた。In other words, the Coulter Counter TA is used as a measuring device.
-Use type II (manufactured by Coulter), connect an interface (manufactured by Nikkaki) and a CX-1 personal computer (manufactured by Canon) that output the number distribution and volume distribution, and use primary sodium chloride as the electrolyte. Prepare 1% NaCl aqueous solution. As a measuring method, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersing agent to 100 to 150 ml of the electric field aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolyte in which the sample was suspended was treated with an ultrasonic
After a dispersion treatment for minutes, the Coulter Counter TA-II
Depending on the mold, the 100 μ aperture was used as the aperture and the particle size distribution of the particles of 2 to 40 μ was measured on the basis of the number, and then the value according to the present invention was determined.
本発明者らは、上述のごとく、磁性トナーを特定の粒
度分布とすることによって、高画質かつ高濃度をある程
度可能とした。As described above, the present inventors have made it possible to achieve high image quality and high density to some extent by setting the magnetic toner to have a specific particle size distribution.
しかしながら、複写機の高速化が求められと、さらに
本発明の課題は厳しいものとなる。すなわち、複写スピ
ードが増すと、複写機の定着器、感光体ドラムなど、従
来より高速で回転することとなり、それに追随して、現
像に供するためのトナーを担持する現像スリーブも従来
よりはるかに高速で回転することとなる。トナー粒子と
スリーブ表面との接触機会は増加し、帯電量が大とな
り、次第に過剰気味となりやすい。特に、低温条件下で
は、さらに帯電量は増大し、カブリの増加、ガサツキ、
飛び散り、画像濃度の低下を引き起こすことがある。ま
た、このような高速かつ低湿条件のような厳しい条件下
にあっては、トナーコートがうすく、均一であって、ス
リーブコートむらに対して有利である本発明のごとき小
径磁性トナーを用い、かつ本発明のごとく、トナーコー
ト厚を抑え、均一に安定化する特定の複数の球状痕跡窪
による凹凸を形成した表面を有する現像スリーブを用い
ても、かかる厳しい条件下では、スリーブコートむらを
発生してしまうことがある。However, if a high speed copying machine is demanded, the problem of the present invention becomes more severe. That is, as the copying speed increases, the fixing device of the copying machine, the photoconductor drum, and the like rotate at a higher speed than before, and the developing sleeve that carries toner for development follows the speed much faster than before. It will rotate at. The chances of contact between the toner particles and the surface of the sleeve increase, the amount of charge increases, and it tends to become excessive. In particular, under low temperature conditions, the amount of charge is further increased, causing an increase in fog, rubbing,
It may scatter and cause a decrease in image density. Further, under such severe conditions as high speed and low humidity, the toner coat is thin and uniform, and the small-diameter magnetic toner of the present invention, which is advantageous for uneven sleeve coat, is used, and Even when a developing sleeve having a surface having irregularities formed by a plurality of specific spherical trace depressions that suppresses the toner coat thickness and stabilizes uniformly as in the present invention is used, unevenness of the sleeve coat occurs under such severe conditions. It may happen.
本発明の現像剤は上記知見に基づくもので前述した粒
度分布、材料構成を有する磁性トナーに鉄粉との摩擦帯
電特性が50μc/g（絶対値）以下で、個数平均粒径0.5μ
ｍ以下である様な帯電緩和剤微粉末あるいはこれらの混
合物を磁性トナー粒子に配合（内添）、または磁性トナ
ー粒子と混合（外添）して用いることを特徴とするもの
である。The developer of the present invention is based on the above knowledge, and the magnetic toner having the above-mentioned particle size distribution and material constitution has a triboelectric charging property of 50 μc / g (absolute value) with iron powder and a number average particle size of 0.5 μ.
The toner is characterized by being used (internally added) to magnetic toner particles, or mixed (externally added) with magnetic toner particles, and used as a charge relaxation agent fine powder having a particle size of m or less.
本発明に用いられる帯電緩和剤微粉末の含有量は、内
添の場合、結着樹脂100重量部に対し0.1〜50重量部、好
ましくは0.2〜30重量部、外添の場合には、磁性トナー1
00重量部に対し0.01〜10重量部、好ましくは0.02〜５重
量部である。The content of the charge relaxation agent fine powder used in the present invention is 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.2 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin in the case of internal addition, and magnetic in the case of external addition. Toner 1
It is 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.02 to 5 parts by weight, relative to 00 parts by weight.
上記帯電緩和剤として具体的には以下に示すような物
質が挙げられる。カーボンブラツク、グラフアイト、等
の主に炭素原子からなる炭素同素体、酸化マグネシウ
ム、アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化ニツケル、酸
化クロム、酸化銅、酸化亜鉛、酸化すず、酸化セリウ
ム、酸化コバルト、酸化ジルコニウムなどのような主に
金属原子（一種あるいは数種）と酸素原子から成る金属
酸化物が挙げられる。これらの物質は帯電しにくいかあ
るいは空気中の水分を界し、電荷の放出を起こし易いも
のと考えられる。実際、これらの物質の鉄粉に対する帯
電量は50μc/g（絶対値）以下であり、好ましくは20μc
/g（絶対値）以下である。Specific examples of the above charge easing agent include the following substances. Carbon black, graphite, etc., mainly carbon allotrope consisting of carbon atoms, magnesium oxide, alumina, titanium oxide, iron oxide, nickel oxide, chromium oxide, copper oxide, zinc oxide, tin oxide, cerium oxide, cobalt oxide, oxidation Examples thereof include metal oxides mainly composed of metal atoms (one or several kinds) and oxygen atoms such as zirconium. It is considered that these substances are difficult to be charged or are exposed to moisture in the air to easily release charges. In fact, the charge of these substances on iron powder is less than 50 μc / g (absolute value), preferably 20 μc
/ g (absolute value) or less.
これらの物質の微粉末を過度な量、磁性トナーに含有
することにより過度な摩擦帯電を抑制し、また、過剰に
帯電した電荷を放出させることができる。By including an excessive amount of fine powders of these substances in the magnetic toner, it is possible to suppress excessive triboelectrification and release an excessively charged electric charge.
つまり、これらの微粉末は、磁性トナーの摩擦帯電量
を適度な大きさに下げる帯電緩和剤として働くものと考
えられる。That is, it is considered that these fine powders act as a charge easing agent that reduces the triboelectric charge amount of the magnetic toner to an appropriate size.
一方、本発明の磁性トナーは、粒径が小さくなってお
り、帯電量が大きくなり易く、平均粒径が小さくなるほ
ど増大し、帯電コントロールがより困難となる。On the other hand, the magnetic toner of the present invention has a small particle size, and the charge amount is likely to be large, and the smaller the average particle size is, the larger the charge amount becomes, which makes charging control more difficult.
これらの磁性トナーが帯電過剰となると、ガサつき、
飛び散り、濃度低下など画像欠陥を生じる。If these magnetic toners are overcharged, they will be
Image defects such as scattering and reduction in density occur.
また、磁性トナー中の粒径の小さい粒子が帯電過剰と
なり、スリーブとの鏡映力が強くなり、スリーブ表面に
付着し、現像剤の摩擦帯電を妨害し、帯電不良の粒子を
発生させ、カブリの増加や画像濃度低下を生じ、さらに
はスリーブコートむらを生じることもある。In addition, particles with a small particle size in the magnetic toner become overcharged, the mirroring power with the sleeve becomes strong, and they adhere to the sleeve surface, which interferes with the triboelectrification of the developer and causes particles with poor charging, causing fog. May increase, the image density may decrease, and uneven sleeve coat may occur.
従って、本発明の現像剤は、粒径が小さくなる程効果
は著しい。Therefore, the effect of the developer of the present invention becomes more remarkable as the particle size becomes smaller.
また、本発明の磁性トナーは５μｍ以下の粒子が多
く、これら粒子の過剰帯電を防止し、磁性トナーの帯電
量をコントロールする為に本発明の現像剤は好ましいも
のである。Further, the magnetic toner of the present invention has many particles of 5 μm or less, and the developer of the present invention is preferable in order to prevent excessive charging of these particles and control the charge amount of the magnetic toner.
帯電緩和剤微粉末を本発明の現像剤に含有させる方法
として内添する方法と外添する方法があるが、外添する
方法の方が、磁性トナー表面に多く存在するので少量の
添加量で大きな効果が期待できる。またごく少量で効果
を発揮する場合或いは磁性トナー表面から離脱しやすい
場合には、現像剤中に良好に分散させる他添加量を多く
できるあるいは磁性トナー表面に固着させる内添による
方法も有効である。また、本発明の現像剤中の微粉末が
磁性をもつものの場合、磁性トナーに求められる所望の
磁気特性の範囲内にあれば内添による方法が利用でき
る。しかし、磁性トナーの磁気特性に大きく影響する場
合には、外添により添加量を少なくし、目的を達成する
ことができる。As a method of incorporating the charge relaxation agent fine powder into the developer of the present invention, there are an internal addition method and an external addition method. However, since the external addition method is more present on the surface of the magnetic toner, a small addition amount is required. Great effect can be expected. Further, when the effect is exerted even in a very small amount or when the magnetic toner is easily detached from the surface of the magnetic toner, it is possible to disperse well in the developer and increase the addition amount, or an internal addition method of fixing to the surface of the magnetic toner is also effective. . When the fine powder in the developer of the present invention has magnetism, the internal addition method can be used as long as it is within the range of desired magnetic characteristics required for the magnetic toner. However, when the magnetic characteristics of the magnetic toner are greatly affected, the addition amount can be reduced by external addition to achieve the purpose.
摩擦帯電特性が絶対値で50μc/gを越える場合は帯電
の緩和が十分でなくなる場合もあり、磁性トナーの帯電
極性と逆極性の時には、かぶりが増加したり、濃度低下
するなどの現像性に悪影響を与える場合がある。If the absolute value of the triboelectrification property exceeds 50 μc / g, the charge may not be sufficiently relaxed, and if the polarity is opposite to the polarity of the magnetic toner, fogging may increase or the density may decrease. May have adverse effects.
個数平均粒径が0.5μｍを超える場合には、現像剤中
への分散性が不良となり、粒子間にバラツキができ、現
像性に悪影響を与え、かぶりが増えるなど良好な画像を
与えることができなくなることがあり、本発明の磁性ト
ナーの平均粒径が小さなる程、効果は大きくなる。When the number average particle diameter exceeds 0.5 μm, the dispersibility in the developer becomes poor, the particles vary, the developability is adversely affected, and good images such as fogging increase can be provided. The smaller the average particle size of the magnetic toner of the present invention, the greater the effect.
所定の含有量より多くなる場合には、高湿下等で帯電
量の低下量が大きくなり、画像濃度薄等の画像欠陥を生
じる。一方所定の含有量より小さくなる場合には帯電の
緩和効果をうまく発揮することができず、帯電過剰とな
り易く、濃度低下やスリーブコートむらを生じる事もあ
る。When the content is more than the predetermined content, the amount of decrease in the charge amount becomes large under high humidity and the like, and image defects such as low image density occur. On the other hand, when the content is less than the predetermined content, the effect of alleviating the electrostatic charge cannot be exerted well, and the electrostatic charge tends to become excessive, which may cause a decrease in density and unevenness of the sleeve coat.
ここで本発明における現像剤および帯電緩和剤微粉末
の電荷量の測定法を図面を用いて詳述する。Here, the method for measuring the charge amount of the developer and the charge relaxation agent fine powder in the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第５図は電荷量を測定する装置の説明図である。先
ず、底に400メツシユのスクリーン33のある金属製の測
定容器32に電荷量を測定しようとするサンプルと鉄粉キ
ヤリヤー（200〜300メツシユ）の現像剤では重量比10:9
0、帯電緩和剤微粉末では重量比2:98の混合物約1gを入
れ金属製のフタ34をする。このときの測定容器32全体の
重量を秤りW1（ｇ）とする。次に、吸引機31（測定容器
32と接する部分は少なくとも絶縁体）において、吸引口
37から吸引し風量調節弁36を調整して真空計35の圧力を
250mmH2Oとする。この状態で充分吸引を行いサンプルを
吸引除去する。このときの電位計39の電位をＶ（ボル
ト）とする。ここで38はコンデンサーであり容量をＣ
（μＦ）とする。また、吸引後の測定容器全体の重量を
秤りW2（ｇ）とする。このサンブルの電荷量（μc/g）
は下式の如く計算される。FIG. 5 is an illustration of an apparatus for measuring the amount of electric charge. First, in a metal measuring container 32 having a screen 33 of 400 mesh at the bottom, a weight ratio of the sample to be measured for the charge and the developer of the iron powder carrier (200 to 300 mesh) is 10: 9.
0, for the charge easing agent fine powder, about 1 g of a mixture having a weight ratio of 2:98 is put, and the metal lid 34 is placed. At this time, the weight of the entire measurement container 32 is weighed and set as W 1 (g). Next, the suction device 31 (measurement container
At least the part in contact with 32) is the insulator
Suction from 37 and adjust the air volume control valve 36 to adjust the pressure of the vacuum gauge 35
250mmH 2 O In this state, sufficient suction is performed to remove the sample by suction. At this time, the potential of the electrometer 39 is set to V (volt). Here, 38 is a capacitor whose capacity is C
(ΜF). Further, the weight of the whole measurement container after suction is weighed to be W 2 (g). Electric charge of this sample (μc / g)
Is calculated as follows:
但し、測定条件は23℃,60％RHとする。 However, the measurement conditions are 23 ° C and 60% RH.
また、測定に用いるキヤリヤー（鉄粉）は200〜300メ
ツシユのものであるが、誤差をなくすためにキヤリヤー
は上記吸引装置で充分吸引し400メツシユのスクリーン
を通過するものは除去してからサンプルと混合する。In addition, the carrier (iron powder) used for measurement is from 200 to 300 mesh, but in order to eliminate the error, the carrier was sufficiently sucked by the above suction device and the one that passed through the 400 mesh screen was removed before the sample. Mix.
本発明において、細線再現性は次に示すような方法に
よって測定を行った。すなわち、正確に幅100μｍとし
た細線のオリジナル原稿を、適正なる複写条件でコピー
した画像を測定用サンプルとし、測定装置として、ルー
ゼツクス450粒子アナライザーを用いて、拡大したモニ
ター画像から、インジケーターによって線幅の測定を行
う。このとき、線幅の測定位置はトナーの細線画像の幅
方向に凹凸があるため、凹凸の平均的線幅をもって測定
点とする。これより、細線再現性の値（％）は、下記式
によって算出する。In the present invention, fine line reproducibility was measured by the following method. In other words, an image obtained by copying an original of a fine line accurately having a width of 100 μm under an appropriate copying condition is used as a measurement sample, and a Luzex 450 particle analyzer is used as a measuring device. Measurement. At this time, since the line width measurement position has irregularities in the width direction of the thin line image of the toner, the average line width of the irregularities is used as the measurement point. From this, the value (%) of the fine line reproducibility is calculated by the following equation.
本発明において、解像力の測定は次の方法によって行
った。すなわち、線幅および間隔の等しい５本の細線よ
りなるパターンで、1mmの間に2.8,3.2,3.6,4.0,4.5,5.
0,5.6,6.3,7.1又は8.0本あるように描かれているオリジ
ナル画像をつくる。この10種類の線画像を有するオリジ
ナル原稿を適正なる複写条件でコピーした画像を、拡大
鏡にて観察し、細線間が明確に分離している画像の本数
（本/mm）をもって解像力の値とする。 In the present invention, the resolution was measured by the following method. That is, a pattern consisting of five fine lines with the same line width and spacing, and 2.8, 3.2, 3.6, 4.0, 4.5, 5.
Create an original image that is drawn as if there were 0, 5.6, 6.3, 7.1 or 8.0 lines. Observe an image obtained by copying the original manuscript with these 10 line images under appropriate copying conditions with a magnifying glass, and determine the resolution value with the number of images (lines / mm) in which fine lines are clearly separated. I do.
この数字が大きいほど、解像力が高いことを示す。 The larger this number is, the higher the resolution is.
本発明の磁性トナーに使用される結着樹脂としては、
オイル塗布する装置を有する加熱加圧ローラ定着装置を
使用する場合には、下記トナー用結着樹脂の使用が可能
である。As the binder resin used in the magnetic toner of the present invention,
In the case of using a heat and pressure roller fixing device having a device for applying oil, the following binder resin for toner can be used.
例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、
ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の
単重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、ス
チレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナ
フタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重
合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチ
レン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレ
ン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチ
ルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル
共重合体、スチレン−ビニルエチルケトン共重合体、ス
チレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共
重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合
体などのスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フエノ
ール樹脂、天然変性フエノール樹脂、天然樹脂変性マレ
イン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸
ビニール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウ
レタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、
キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、
クマロンインデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。For example, polystyrene, poly-p-chlorostyrene,
A homopolymer of styrene such as polyvinyltoluene and its substitution products; a styrene-p-chlorostyrene copolymer, a styrene-vinyltoluene copolymer, a styrene-vinylnaphthalene copolymer, a styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene. -Methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ether copolymer, styrene-vinyl ethyl ketone Styrene-based copolymers such as copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-isoprene copolymers, styrene-acrylonitrile-indene copolymers; polyvinyl chloride, phenol resins, natural modified phenol resins, natural resin modified maleins Acid resin, Ac Le resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate, silicone resins, polyester resins, polyurethane, polyamide resins, furan resins, epoxy resins,
Xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin,
Coumarone indene resin, petroleum resin and the like can be used.
オイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方式にお
いては、トナー像支持体部材上のトナー像の一部がロー
ラに転移するいわゆるオフセツト現像、およびトナー像
支持部材に対するトナーの密着性が重要な問題である。
より少ない熱エネルギーで定着するトナーは、通常保存
中もしくは現像器中でブロツキングもしくはケーキング
し易い性質があるので、同時にこれらの問題も考慮しな
ければならない。これらの現像にはトナー中の結着樹脂
の物性が最も大きく関与しているが、本発明者らの研究
によれば、トナー中の磁性体の含有量を減らすと、定着
時にトナー像支持部材に対するトナーの密着性は良くな
るが、オフセツトが起こり易くなり、またブロツキング
もしくはケーキングも生じ易くなる。それゆえ、本発明
においてオイルを殆ど塗布しない加熱加圧ローラ定着方
式を用いる時には、結着樹脂の選択がより重要である。
好ましい結着物質としては、架橋されたスチレン系共重
合体もしくは架橋されたポリエステルがある。In the heating and pressure roller fixing method in which oil is hardly applied, so-called offset development in which a part of the toner image on the toner image supporting member is transferred to the roller and adhesion of the toner to the toner image supporting member are important problems. is there.
These problems must be taken into account at the same time because toners that fix with less heat energy tend to block or cake during storage or in a developer. In these developments, the physical properties of the binder resin in the toner are most important. However, according to the study of the present inventors, when the content of the magnetic material in the toner is reduced, the toner image supporting member is not fixed during fixing. The adhesion of the toner to the toner is improved, but offset tends to occur, and blocking or caking tends to occur. Therefore, in the present invention, when using the heating / pressing roller fixing method in which almost no oil is applied, the selection of the binder resin is more important.
Preferred binders include crosslinked styrenic copolymers or crosslinked polyesters.
スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモ
ノマーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチ
ルヘキシル、アクリル酸フエニル、メタクリル酸、メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブ
チル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタ
クリニトリル、アクリルアミドなどのような二重結合を
有するモノカルボン酸もしくはその置換体；例えば、マ
レイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレ
イン酸ジメチルなどのような二重結合を有するジカルボ
ン酸およびその置換体；例えば塩化ビニル、酢酸ビニ
ル、安息香酸ビニルなどのようなビニルエステル類；例
えばエチレン、プロピレン、ブチレンなどのようなエチ
レン系オレフイン類；例えばビニルメチルケトン、ビニ
ルヘキシルケトンなどのようなビニルケトン類；例えば
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニル
イソブチルエーテルなどのようなビニルエーテル類；等
のビニル単量体が単独もしくは２つ以上用いられる。Examples of the comonomer for the styrene monomer of the styrene copolymer include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, phenyl acrylate, and methacrylic acid. Acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, octyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, a monocarboxylic acid having a double bond such as acrylamide or a substituted product thereof; for example, maleic acid, butyl maleate, Dicarboxylic acids having a double bond such as methyl maleate, dimethyl maleate and the like, and substituted products thereof; vinyl esters such as vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl benzoate, etc .; Ethylene-based olefins such as vinylene, butylene, etc .; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, etc .; vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl isobutyl ether; One or two or more monomers are used.
ここで架橋剤としては主として２個以上の重合可能な
二重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニル
ベンゼン、ジビニルナフタレンなどのような芳香族ジビ
ニル化合物；例えばエチレングリコールジアクリレー
ト、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタ
ンジオールジメタクリレートなどのような二重結合を２
個有するカルボン酸エステル；ジビニルアニリン、ジビ
ニルエーテル、ジビニルスルフイド、ジビニルスルホン
などのジビニル化合物；および３個以上のビニル基を有
する化合物；が単独もしくは混合物として用いられる。Here, as the cross-linking agent, a compound having two or more polymerizable double bonds is mainly used, for example, an aromatic divinyl compound such as divinylbenzene, divinylnaphthalene and the like; for example, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate Double bonds such as 1,3-butanediol dimethacrylate, etc.
Carboxylic acid esters; divinyl compounds such as divinylaniline, divinyl ether, divinyl sulfide, and divinyl sulfone; and compounds having three or more vinyl groups are used alone or as a mixture.
また、加圧定着方式を用いる場合には、圧力定着トナ
ー用結着樹脂の使用が可能であり、例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリメチレン、ポリウレタンエラ
ストマー、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、スチ
レン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重
合体、線状飽和ポリエステル、パラフインなどがある。When a pressure fixing method is used, a binder resin for a pressure fixing toner can be used. For example, polyethylene, polypropylene, polymethylene, polyurethane elastomer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer can be used. Coalescent, ionomer resin, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, linear saturated polyester, paraffin and the like.
また、本発明中の磁性トナーには荷電制御剤をトナー
粒子に配合（内添）、またはトナー粒子と混合（外添）
して用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像
システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能とな
り、特に本発明では粒度分布と荷電とのバランスをさら
に安定したものとすることが可能である。正荷電制御剤
としては、ニグロシンおよび脂肪酸金属等による変成
物；トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ
−４−ナフトスルフオン酸塩、テトラブチルアンモニウ
ムテトラフルオロボレートなどの四級アンモニウム塩；
ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、
ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズ
オキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボ
レート、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジオルガ
ノスズボレートを単独であるいは２種類以上組合せて用
いることができる。これらの中でも、ニグロシン系、四
級アンモニウム塩の如き荷電制御剤が特に好ましく用い
られる。In the magnetic toner according to the present invention, a charge control agent is blended with toner particles (internal addition) or mixed with toner particles (external addition).
It is preferable to use them. The charge control agent makes it possible to control the amount of charge optimally according to the development system. In particular, in the present invention, the balance between the particle size distribution and the charge can be further stabilized. As the positive charge control agent, a modified product of nigrosine and a fatty acid metal or the like; a quaternary ammonium salt such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate or tetrabutylammonium tetrafluoroborate;
Dibutyltin oxide, dioctyltin oxide,
Diorgano tin oxides such as dicyclohexyl tin oxide; diorgano tin borates such as dibutyl tin borate, dioctyl tin borate and dicyclohexyl tin borate may be used alone or in combination of two or more. Among these, charge control agents such as nigrosine and quaternary ammonium salts are particularly preferably used.
また、一般式 〔式中、R1はＨまたはCH3を示し、R2およびR3は置換ま
たは未置換のアルキル基（好ましくは、C1〜C4）を示
す。〕 で表わされるモノマーの単重合体；または前述したよう
なスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステ
ルなどの重合性モノマーとの共重合体を正荷電性制御剤
として用いることができ、この場合これらの荷電制御剤
は、結着樹脂（の全部または一部）としての作用をも有
する。Also, the general formula [Wherein, R 1 represents H or CH 3 , and R 2 and R 3 represent a substituted or unsubstituted alkyl group (preferably, C 1 -C 4 ). ] A homopolymer of a monomer represented by the following: or a copolymer with a polymerizable monomer such as styrene, acrylic acid ester, and methacrylic acid ester as described above can be used as a positive charge control agent. The charge control agent also has an action as (the whole or a part of) the binder resin.
本発明に用いることのできる負荷電性制御剤として
は、例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効で、そ
の例としてはアルミニウムアセチルアセトナート、鉄
（II）アセチルアセトナート、3,5−ジターシヤリーブ
チルサリチル酸クロム等があり、特にアセチルアセトン
金属錯体、サリチル酸系金属錯体または塩が好ましく、
特にサリチル酸系金属錯体またはサリチル酸系金属塩が
好ましい。As the negative charge controlling agent that can be used in the present invention, for example, an organometallic complex and a chelate compound are effective, and examples thereof include aluminum acetylacetonate, iron (II) acetylacetonate, and 3,5-ditertiary. There are chromium butylsalicylate and the like, particularly preferred are acetylacetone metal complexes, salicylic acid-based metal complexes or salts,
Particularly, a salicylic acid-based metal complex or a salicylic acid-based metal salt is preferable.
上述した荷電制御剤（結着樹脂としての作用を有しな
いもの）は、微粒子状として用いることが好ましい。こ
の場合、この荷電制御剤の個数平均粒径は、具体的に
は、４μｍ以下（更には３μｍ以下）が好ましい。The above-mentioned charge control agent (having no action as a binder resin) is preferably used in the form of fine particles. In this case, specifically, the number average particle diameter of the charge control agent is preferably 4 μm or less (more preferably 3 μm or less).
トナーに内添する際、このような荷電制御剤は、結着
樹脂100重量部に対して0.1〜20重量部（更には0.2〜10
重量部）用いることが好ましい。When internally added to the toner, such a charge control agent is used in an amount of 0.1 to 20 parts by weight (more preferably, 0.2 to 10 parts by weight) based on 100 parts by weight of the binder resin.
Parts by weight).
本発明に係る磁性トナーは、必要に応じて種々の添加
剤を内添あるいは外添混合してもよい。着色剤としては
従来より知られている染料、顔料が作用可能であり、通
常、結着樹脂100重量部に対して0.5〜20重量部使用して
も良い。他の添加剤としては、例えばステアリン酸亜鉛
の如き滑剤；炭化ケイ素の如き研磨剤がある。In the magnetic toner according to the present invention, various additives may be added internally or externally as necessary. As the colorant, conventionally known dyes and pigments can act, and usually 0.5 to 20 parts by weight may be used with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Other additives include, for example, lubricants such as zinc stearate; abrasives such as silicon carbide.
また、熱ロール定着時の離型性を良くする目的で低分
子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロ
クリスタリンワツクス、カルナバワツクス、サゾールワ
ツクス、パラフインワツクス等のワツクス状物質を結着
樹脂を基準にして0.5〜5wt％程度磁性トナーに加えるこ
とも本発明の好ましい形態の１つである。In addition, wax-like substances such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, carnauba wax, Sazol wax, paraffin wax, etc. are used as a binder resin for the purpose of improving releasability at the time of heat roll fixing. It is also one of the preferred embodiments of the present invention to add about 0.5 to 5 wt% to the magnetic toner.
さらに本発明に係る磁性トナーは、着色剤の役割を兼
ねても良いが、磁性材料を含有している。本発明の磁性
トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト，
γ−酸化鉄，フエライト，鉄過剰型フエライト等の酸化
鉄；鉄，コバルト，ニツケルのような金属或はこれらの
金属とアルミニウム，コバルト，銅，鉛，マズネシウ
ム，スズ，亜鉛，アンチモン，ベリリウム，ビスマス，
マドミウム，カルシウム，マンガン，セレン，チタン，
タングステン，バナジウムのような金属との合金および
その混合物等が挙げられる。Further, the magnetic toner according to the present invention may also serve as a colorant, but contains a magnetic material. The magnetic material contained in the magnetic toner of the present invention includes magnetite,
γ-iron oxides such as iron oxides, ferrites and iron-rich ferrites; metals such as iron, cobalt, nickel, or these metals and aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth ，
Madmium, calcium, manganese, selenium, titanium,
Examples thereof include alloys with metals such as tungsten and vanadium and mixtures thereof.
これらの強磁性体は平均粒径が0.1〜１μｍ、好まし
くは0.1〜0.5μｍのものが望ましく、磁性トナー中に含
有させる量としては樹脂成分100重量部に対し60〜200重
量部、好ましくは樹脂成分100重量部に対し60〜150重量
部、さらに好ましくは樹脂成分100重量部に対し65〜110
重量部である。These ferromagnetic materials have an average particle size of 0.1 to 1 μm, preferably 0.1 to 0.5 μm, and the amount contained in the magnetic toner is 60 to 200 parts by weight, preferably 100% by weight of the resin component. 60 to 150 parts by weight to 100 parts by weight of the component, more preferably 65 to 110 to 100 parts by weight of the resin component
Parts by weight.
本発明に係る静電荷像現像用磁性トナーを作製するに
は磁性粉及びビニル系、非ビニル系の熱可塑性樹脂、必
要に応じて着色剤としての顔料又は染料、荷電制御剤、
その他の添加剤等をボールミルの如き混合機により充分
混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダー
の如き熱混練機を用いて熔融、捏和及び練肉して樹脂類
を互いに相溶せしめた中に顔料又は染料を分散又は溶解
せしめ、冷却固化後粉末及び厳密な分級をおこなって本
発明に係るところの磁性トナーを得ることが出来る。To prepare a magnetic toner for developing an electrostatic image according to the present invention, a magnetic powder and a vinyl-based, non-vinyl-based thermoplastic resin, a pigment or dye as a colorant, if necessary, a charge control agent,
After sufficiently mixing other additives and the like with a mixer such as a ball mill, melting, kneading, and kneading with a heat kneader such as a heating roll, a kneader, and an extruder to make the resins compatible with each other. A magnetic toner according to the present invention can be obtained by dispersing or dissolving a pigment or dye in the above, solidifying by cooling and then performing powder and strict classification.
また、本発明に係る磁性トナーにはシリカ微粉末を内
添あるいは外添混合しても良いが、外添混合することが
より好ましい。本発明の特徴とするような粒度分布を有
する磁性トナーでは、比表面積が従来のトナーより大き
くなる。摩擦帯電のために磁性トナー粒子と、内部に磁
界発生手段を有した円筒状の導電性スリーブ表面と接触
せしめた場合、従来の磁性トナーよりトナー粒子表面と
スリーブとの接触回数は増大し、トナー粒子の摩耗が発
生しやすくなる。本発明に係る磁性トナーと、シリカ微
粉末を組み合せるとトナー粒子とスリーブ表面の間にシ
リカ微粉末が介在することで摩耗は著しく軽減される。
これによって、磁性トナーの長寿命化がはかれると共
に、安定した帯電性も維持することができ、長期の使用
にもより優れた磁性トナーを有する現像剤とすることが
可能である。The magnetic toner according to the present invention may be internally or externally mixed with silica fine powder, but more preferably externally mixed. A magnetic toner having a particle size distribution as a feature of the present invention has a larger specific surface area than conventional toners. When magnetic toner particles are brought into contact with the surface of a cylindrical conductive sleeve having a magnetic field generating means inside due to triboelectric charging, the number of times of contact between the surface of the toner particles and the sleeve increases compared to conventional magnetic toner, and the toner Particle wear is likely to occur. When the magnetic toner according to the present invention is combined with silica fine powder, wear is significantly reduced because the silica fine powder is interposed between the toner particles and the sleeve surface.
As a result, the life of the magnetic toner can be prolonged, and stable chargeability can be maintained, and a developer having a magnetic toner that is more excellent for long-term use can be obtained.
シリカ微粉体としては、乾式法および湿式法で製造し
たシリカ微粉体をいずれも使用できるが、耐フイルミン
グ性、耐久性の点からは乾式法によるシリカ微粉体を用
いることが好ましい。As the silica fine powder, any of a silica fine powder produced by a dry method and a wet method can be used, but from the viewpoint of filming resistance and durability, it is preferable to use a silica fine powder obtained by a dry method.
一方、本発明に用いられるシリカ微粉体を湿式法で製
造する方法は、従来公知である種々の方法を適用でき
る。On the other hand, as the method for producing the silica fine powder used in the present invention by the wet method, various conventionally known methods can be applied.
ここでいうシリカ微粉体には、無水二酸化ケイ素（シ
リカ）、その他、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウ
ム、ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛
などのケイ酸塩をいずれも適用できる。Silica such as aluminum silicate, sodium silicate, potassium silicate, magnesium silicate, zinc silicate, etc. can be applied to the silica fine powder here, in addition to anhydrous silicon dioxide (silica).
上記シリカ微粉体のうちで、BET法で測定した窒素吸
着による比表面積が30m2/g以上（特に50〜400m2/g）の
範囲内のものが良好な結果を与える。磁性トナー100重
量部に対してシリカ微粉体0.01〜８重量部、好ましくは
0.1〜５重量部使用するのが良い。Among the above silica fine powders, those having a specific surface area of 30 m 2 / g or more (particularly 50 to 400 m 2 / g) measured by the BET method by nitrogen adsorption give good results. 0.01 to 8 parts by weight of silica fine powder, preferably 100 parts by weight of magnetic toner, preferably
It is preferable to use 0.1 to 5 parts by weight.
また、本発明に係る磁性トナーを正荷電性磁性トナー
として用いる場合には、トナーの摩耗防止のために添加
する。リカ微粉体としても、負荷電性であるよりは、正
荷電性シリカ微粉体を用いた方が帯電安定性を損うこと
なく、好ましい。When the magnetic toner according to the present invention is used as a positively chargeable magnetic toner, it is added to prevent abrasion of the toner. As for the lica fine powder, it is preferable to use positively charged silica fine powder rather than being negatively charged, without impairing the charging stability.
正帯電性シリカ微粉体を得る方法としては、上述した
未処理のシリカ微粉体を、側鎖に窒素原子を少なくとも
１つ以上有するオルガノ基を有するシリコンオイルで処
理する方法、あるいは窒素含有のシランカツプリング剤
で処理する方法、またはこの両者で処理する方法があ
る。As a method for obtaining the positively chargeable silica fine powder, a method of treating the above-mentioned untreated silica fine powder with a silicon oil having an organo group having at least one nitrogen atom in a side chain, or a nitrogen-containing silane cap There is a method of treating with a ring agent or a method of treating with both.
尚、本発明において正電荷性シリカとは、ブローオフ
法で測定した時に、鉄粉キヤリアーに対しプラスのトリ
ボ電荷を有するものをいう。In the present invention, the positively-charged silica refers to silica having a positive tribo-charge with respect to the iron powder carrier when measured by a blow-off method.
シリカ微粉体の処理に用いる、側鎖に窒素原子を有す
るシリコンオイルとしては、少なくとも下記式で表わさ
れる部分構造を具備するシリコンオイルが使用できる。As the silicon oil having a nitrogen atom in a side chain used for treating the silica fine powder, a silicon oil having at least a partial structure represented by the following formula can be used.
（式中、R1は水素、アルキル基、アリール基またはアル
コキシ基を示し、R2はアルキレン基またはフエニレン基
を示し、R3およびR4は水素、アルキル基、またはアリー
ル基を示し、R5は含窒素複素環基を示す）尚、上記アル
キル基、アリール基、アルキレン基、フエニレン基は窒
素原子を有するオルガノ基を有していても良いし、また
帯電性を損ねない範囲で、ハロゲン等の置換基を有して
いても良い。 (In the formula, R 1 represents hydrogen, an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group, R 2 represents an alkylene group or a phenylene group, R 3 and R 4 represent hydrogen, an alkyl group or an aryl group, and R 5 Represents a nitrogen-containing heterocyclic group) It should be noted that the alkyl group, aryl group, alkylene group, and phenylene group may have an organo group having a nitrogen atom, and halogen and the like within a range not impairing the charging property. It may have a substituent.
また、本発明で用いる含窒素シランカツプリング剤
は、一般に下記式で示される構造を有する。Further, the nitrogen-containing silane coupling agent used in the present invention generally has a structure represented by the following formula.
Rm−Si−Yn （Ｒは、アルコキシ基またはハロゲンを示し、Ｙはアミ
ノ基または窒素原子を少なくとも１つ以上有するオルガ
ノ基を示し、ｍおよびｎは１〜３の整数であってｍ＋ｎ
＝４である。） 窒素原子を少なくとも１つ以上有するオルガノ基とし
ては、有機基を置換基として有するアミノ基または含窒
素複素環基または含窒素複素環基を有する基が例示され
る。含窒素複素環基としては、不飽和複素環基または飽
和複素環基があり、それぞれ公知のものが適用可能であ
る。不飽和複素環基としては、例えば下記のものが例示
される。R m -Si-Y n (R represents an alkoxy group or a halogen, Y represents an organo group having at least one amino group or a nitrogen atom, m and n is an integer of 1 to 3 m + n
= 4. Examples of the organo group having at least one nitrogen atom include an amino group having an organic group as a substituent, a nitrogen-containing heterocyclic group, or a group having a nitrogen-containing heterocyclic group. As the nitrogen-containing heterocyclic group, there is an unsaturated heterocyclic group or a saturated heterocyclic group, and known ones can be applied. Examples of the unsaturated heterocyclic group include the following.
飽和複素環基としては、例えば下記のものが例示され
る。 Examples of the saturated heterocyclic group include the following.
本発明に使用される複素環基としては、安定性を考慮
すると五員環または六員環のものが良い。 The heterocyclic group used in the present invention is preferably a 5- or 6-membered ring in consideration of stability.
そのような処理剤の例としてはアミノプロピルトリメ
トキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ジ
メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジエチルア
ミノプロピルトリメトキシシラン、ジプロピルアミノプ
ロピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルト
リメトキシシラン、モノブチルアミノプロピルトリメト
キシシラン、ジオクチルアミノプロピルトリメトキシシ
ラン、ジブチルアミノプロピルジメトキシシラン、ジブ
チルアミノプロピルモノメトキシシラン、ジメチルアミ
ノフエニルトリエトキシシラン、トリメトキシシリル−
γ−プロピルフエニルアミン、トリメトキシシリル−γ
−プロピルベンジルアミン等があり、さらに含窒素複素
環としては前述の構造のものが使用でき、そのような化
合物の例としては、トリメトキシシリル−γ−プロピル
ピペリジン、トリメトキシシリル−γ−プロピルモルホ
リン、トリメトキシシリル−γ−プロピルイミダゾール
等がある。Examples of such treating agents include aminopropyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, dimethylaminopropyltrimethoxysilane, diethylaminopropyltrimethoxysilane, dipropylaminopropyltrimethoxysilane, dibutylaminopropyltrimethoxysilane, Butylaminopropyltrimethoxysilane, dioctylaminopropyltrimethoxysilane, dibutylaminopropyldimethoxysilane, dibutylaminopropylmonomethoxysilane, dimethylaminophenyltriethoxysilane, trimethoxysilyl-
γ-propylphenylamine, trimethoxysilyl-γ
-Propylbenzylamine and the like, and the nitrogen-containing heterocycle may have the above-mentioned structure. Examples of such compounds include trimethoxysilyl-γ-propylpiperidine and trimethoxysilyl-γ-propylmorpholine. And trimethoxysilyl-γ-propylimidazole.
これらの処理された正電荷性シリカ微粉体の適用量
は、正電荷性磁性トナー100重量部に対して、0.01〜８
重量部のときに効果を発揮し、特に好ましくは0.1〜５
重量部添加した時に優れた安定性を有する正の帯電性を
示す。添加形態については好ましい態様を述べれば、正
荷電性磁性トナー100重量部に対して、0.1〜３重量部の
処理されたシリカ微粉体がトナー粒子表面に付着してい
る状態にあるのが良い。なお、前述した未処理のシリカ
微粉体も、これと同様の適用量で用いることができる。The amount of the treated positively charged silica fine powder applied is 0.01 to 8 with respect to 100 parts by weight of the positively charged magnetic toner.
The effect is exhibited when the amount is by weight, and particularly preferably 0.1 to 5 parts by weight.
Positive chargeability with excellent stability when added in parts by weight. In a preferred embodiment, the addition form is such that 0.1 to 3 parts by weight of the treated silica fine powder is attached to the surface of the toner particles with respect to 100 parts by weight of the positively charged magnetic toner. The untreated silica fine powder described above can be used in the same application amount.
また、本発明に用いられるシリカ微粉体は、必要に応
じてシランカツプリング剤、疎水化の目的で有機ケイ素
化合物などの処理されていても良く、シリカ微粉体と反
応あるいは物理吸着する上記処理剤で処理される。その
ような処理剤としては、例えばヘキサメチルジシラザ
ン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリ
メチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチ
ルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ア
リルフエニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロル
シラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロ
ルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロ
ルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオ
ルガノシリルメチルカプタン、トリメチルシリルメルカ
プタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメ
チルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメ
チルジメトキシシラン、ジフエニルジエトキシシラン、
ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチ
ルジシロキサン、1,3−ジフエニルテトラメチルジシロ
キサン、および１分子当り２から12個のシロキサン単位
を有し、末端に位置する単位にそれぞれ１個宛のSiに結
合した水酸基を含有するジメチルポリシロキサン等があ
る。これら１種あるいは２種以上の混合物で用いられ
る。Further, the silica fine powder used in the present invention may be treated with a silane coupling agent, an organic silicon compound or the like for the purpose of hydrophobization, if necessary, and the above-mentioned treatment agent that reacts with or physically adsorbs to the silica fine powder. Is processed in. Examples of such a treating agent include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, and benzyldimethylchlorosilane. , Bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmethylcaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane , Dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane,
Hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and 2 to 12 siloxane units per molecule, one for each terminal unit Examples include dimethylpolysiloxane containing a hydroxyl group bonded to Si. These are used alone or in a mixture of two or more.
また、本発明に係る磁性トナーにおいて、フツ素含有
重合体の微粉末を内添あるいは外添混合してもよい。フ
ツ素含有重合体微粉末としては、例えば、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド等および
テトラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド共重
合体の微粉末等があるが、特に、ポリビニリデンフルオ
ライド微粉末が流動性および研磨性の点で好ましい。ト
ナーに対する添加量は0.01〜2.0wt％、特に0.02〜1.0wt
％が好ましい。Further, in the magnetic toner according to the present invention, fine powder of a fluorine-containing polymer may be added internally or externally. The fluorine-containing polymer fine powder, for example, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc. and tetrafluoroethylene-vinylidene fluoride copolymer fine powder, etc., but especially, polyvinylidene fluoride fine powder It is preferable in terms of fluidity and polishing property. The amount added to the toner is 0.01 to 2.0 wt%, especially 0.02 to 1.0 wt%
% Is preferred.
特に、シリカ微粉末と上記微粉末と組み合わせ外添混
合した磁性トナーにおいては、理由は明確ではないが、
トナーに付着したシリカの存在状態を安定化せしめ、例
えば、付着したシリカがトナーから遊離して、トナー摩
耗やスリーブ汚損への効果が減少するようなことがなく
なり、かつ、帯電安定性をさらに増大することが可能で
ある。In particular, in the magnetic toner mixed and externally added with the fine silica powder and the fine powder, the reason is not clear,
Stabilizes the existing state of silica adhered to the toner, for example, the adhered silica is not released from the toner, the effect on toner abrasion and sleeve stain is not reduced, and the charging stability is further increased. It is possible to
本発明の現像剤は、従来公知の手段で電子写真、静電
記録及び静電印刷等における静電荷像を顕像化する為の
一成分現像用には全て使用可能なものである。The developer of the present invention can be all used for one-component development for developing an electrostatic charge image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc. by a conventionally known means.
また、本発明の現像剤は、円筒スリーブの如きトナー
担持体から感光体の如き潜像担持体へトナーを飛翔させ
ながら潜像を現像する画像形成方法に適用するのが好ま
しい。すなわち、現像剤は主にスリーブ表面との接触に
よってトリボ電荷が付与され、スリーブ表面上に薄層状
に塗布される。現像剤の薄層の層厚は現像領域における
感光体とスリーブとの間隙よりも薄く形成される。感光
体上の潜像の現像に際しては、感光体とスリーブとの間
に交互電界を印加しながらトリボ電荷を有する現像剤を
スリーブから感光体へ飛翔させるのが良い。Further, the developer of the present invention is preferably applied to an image forming method in which a latent image is developed while flying toner from a toner carrier such as a cylindrical sleeve to a latent image carrier such as a photoconductor. That is, the developer is tribo-charged mainly by contact with the sleeve surface and is applied in a thin layer on the sleeve surface. The thin layer of the developer is formed thinner than the gap between the photoreceptor and the sleeve in the developing area. In developing the latent image on the photoconductor, it is preferable that the developer having triboelectric charge is flown from the sleeve to the photoconductor while applying an alternating electric field between the photoconductor and the sleeve.
交互電界としては、パルス電界、交流バイアスまたは
交流と直流バイアスが相乗ものが例示される。Examples of the alternating electric field include a pulsed electric field, an AC bias, and a combination of an AC and a DC bias.
以下本発明を実施例により具体的に説明するが、これ
は、本発明をなんら限定するものではない。尚、以下の
配合における部数はすべて重量部である。Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but this does not limit the present invention in any way. All parts in the following formulations are parts by weight.
実施例１ 添付図面の第１図に示す現像装置を参照にして、本発
明の現像条件および装置条件を説明する。Embodiment 1 The developing conditions and apparatus conditions of the present invention will be described with reference to the developing device shown in FIG. 1 of the accompanying drawings.
内部に固定磁石４を有する円筒状のステンレススリー
ブ（SUS 304）の表面に、定形粒子として80％以上の直
径が53〜62μｍのガラスビーズを用い、吹きつけノズル
径７φ，距離100mm,エアー圧4Kg/cm2,2分間の条件で、
ブラスト処理を行い、複数の球状痕跡窪みの直径Ｒが53
〜62μｍである凹凸を形成させた。このスリーブ表面の
凹凸のピツチＰは33μであり、表面粗さｄは2.0μであ
った。一成分現像剤10は、矢印の方向に390mm/秒の周速
で回転するステンレス製円筒スリーブ７表面上に磁性ブ
レード1aを介して薄層に塗布され、スリーブ２とブレー
ド1aの間隙は約250μｍに設定した。スリーブ２は磁界
発生手段として固定磁石４を有し、負荷電性潜像を有す
る有機光導電性層を具備するOPC感光ドラム９と近接す
る現像領域におけるスリーブ表面近傍では磁界950ガウ
スを固定磁石は形成していた。260mm/秒の周速で矢印の
方向に回転するOPC感光ドラム９とスリーブ２の最近接
距離は約300μｍに設定した。尚、OPC感光ドラム９とス
リーブ２との間で、交流バイアスと直流バイアスを相乗
した2000Hz/1350Vppのバイアスを印加した。On the surface of a cylindrical stainless sleeve (SUS 304) having a fixed magnet 4 inside, 80% or more of glass beads with a diameter of 53 to 62 μm are used as regular particles, and a spray nozzle diameter 7φ, distance 100 mm, air pressure 4 Kg. / cm 2 for 2 minutes,
Blasted and the diameter R of multiple spherical dents is 53
Concavities and convexities of ˜62 μm were formed. The unevenness P on the surface of the sleeve was 33 μ, and the surface roughness d was 2.0 μ. The one-component developer 10 is applied in a thin layer through the magnetic blade 1a on the surface of the stainless steel cylindrical sleeve 7 rotating at a peripheral speed of 390 mm / sec in the direction of the arrow, and the gap between the sleeve 2 and the blade 1a is about 250 μm. Set to. The sleeve 2 has a fixed magnet 4 as a magnetic field generating means, and a magnetic field of 950 gauss is fixed in the vicinity of the sleeve surface in the developing area near the OPC photosensitive drum 9 having the organic photoconductive layer having a negatively charged latent image. Had formed. The closest distance between the sleeve 2 and the OPC photosensitive drum 9 rotating in the direction of the arrow at a peripheral speed of 260 mm / sec was set to about 300 μm. A bias of 2000 Hz / 1350 Vpp, which is a synergistic AC bias and DC bias, was applied between the OPC photosensitive drum 9 and the sleeve 2.
一方、磁性トナーとしては、下記のものを使用した。 On the other hand, the following were used as the magnetic toner.
上記材料をブレンダーでよく混合した後、150℃に設
定した２軸混練押出機にて混練した。得られた混練物を
冷却し、カツターミルにて粗粉砕した後、ジエツト気流
を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕粉
を固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成した。さ
らに、得られた分級粉をコアンダ効果を利用した多分割
分級装置（日鉄鉱業社製エルボジエツト分級機）で超微
粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して体積平均粒径8.
20μｍの黒色微粉体（磁性トナー）を得た。 After the above materials were mixed well in a blender, they were kneaded with a biaxial kneading extruder set at 150 ° C. The obtained kneaded material was cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, and then finely pulverized by using a fine pulverizer using a jet stream, and the obtained finely pulverized powder was classified by a fixed wall type air classifier to classify. A powder was produced. Further, the obtained classified powder is subjected to a strict classification at the same time by using a multi-division classifying device utilizing the Coanda effect (Nippon Mining Co., Ltd., Elvojet classifier) to strictly remove ultrafine powder and coarse powder at a volume average particle size of 8.
20 μm black fine powder (magnetic toner) was obtained.
得られた正帯電性の黒色微粉体である磁性トナーを前
述の如く100μのアパチヤーを具備するコールターカウ
ンタTA II型を用いて測定したデータを下記第１表に示
す。The following Table 1 shows data obtained by measuring the magnetic toner, which is a black powder having a positive charging property, using a Coulter Counter TA II type equipped with an aperture of 100 μ as described above.
得られた黒色微粉体の磁性トナー100重量部に乾式酸
化アルミニウム／酸化チタニウム混合微粉末（重量比4:
96,個数平均粒径0.08μm,帯電量＋4.1μc/g）0.5重量部
をターボミルミキサーにて強混合して、強く付着させ、
次に、正荷電性疎水性シリカ（BET比表面積200m2/g）0.
5重量部を加え、ヘンシエルミキサーで混合した磁性ト
ナーをトナーＡとした。このトナーＡの粒度分布は、第
２表に示すとおりであった。 100 parts by weight of the obtained black fine magnetic toner was mixed with dry aluminum oxide / titanium oxide mixed fine powder (weight ratio 4:
96, number average particle size 0.08 μm, charge amount +4.1 μc / g) 0.5 part by weight is strongly mixed with a turbo mill mixer to adhere strongly,
Next, positively charged hydrophobic silica (BET specific surface area 200 m 2 / g) 0.
Toner A was used as the magnetic toner mixed with 5 parts by weight and mixed with a Henschel mixer. The particle size distribution of this toner A is as shown in Table 2.
前述したスリーブ設置した高速電子写真複写機にトナ
ーＡを投入し画出し試験を実施した。画出し試験を特
に、ブロツチムラなどの発生しやすい低温低湿条件下
（15℃,10％）で5,000回連続して行った結果を第３表に
示す。第３表から明らかなように、初期において、スリ
ーブ上の単位面積当りのトナー層の重量M/Sが、1.0mg/c
m2で適度の値を示すとともに、5000枚の耐久後に於いて
もM/S＝1.0mg/cm2と安定しており、スリーブ上のトナー
コートも極めて均一であった。また5,000枚耐久後のス
リーブ表面をエアー清掃後走査型電子顕微鏡により観察
したが、表面の凹凸にトナーの成分は付着しておらず、
スリーブ汚染が実質的に全く起こっていなかった。その
ため、初期画像及び5,000枚耐久画像とも、画像濃度Dma
xが高く、カブリがなく、鮮明で、高画質なものであっ
た。Toner A was charged into the high-speed electrophotographic copying machine having the above-described sleeve, and an image output test was conducted. Table 3 shows the results of the image output test, which was continuously performed 5,000 times under low temperature and low humidity conditions (15 ° C, 10%), which are particularly prone to block unevenness. As is clear from Table 3, the weight M / S of the toner layer per unit area on the sleeve was 1.0 mg / c in the initial stage.
It showed a moderate value in m 2 , and was stable at M / S = 1.0 mg / cm 2 even after 5000 sheets of durability, and the toner coat on the sleeve was also extremely uniform. Also, the sleeve surface after 5,000 sheets of durability was observed with a scanning electron microscope after air cleaning, but the toner component did not adhere to the irregularities on the surface,
Virtually no sleeve contamination occurred. Therefore, the image density Dma is
The x was high, there was no fog, it was clear, and the image quality was high.
実施例２ 上記材料を用いて、実施例１と同様にして、体積平均
粒径4.5μｍの黒色微粉体をえた。Example 2 Using the above materials, a black fine powder having a volume average particle diameter of 4.5 μm was obtained in the same manner as in Example 1.
黒色微粉体の磁性トナー100重量部に疎水性乾式シリ
カ0.5重量部を加え、ヘンシエルミキサーで混合して一
成分磁性現像剤とした。0.5 part by weight of hydrophobic dry silica was added to 100 parts by weight of the magnetic toner of black fine powder and mixed by a Henschel mixer to obtain a one-component magnetic developer.
実施例１と同じ現像装置を用い、15℃,10％の厳しい
低湿条件下で実施例１と同様に評価を行った。第３表に
明らかなように、初期画像及び5,000枚耐久後画像と
も、画像濃度が高く、カブリがなく、鮮明で、高画質な
ものが得られ、スリーブ汚染も、スリーブのトナーコー
トムラも認められなかった。Using the same developing device as in Example 1, evaluation was performed in the same manner as in Example 1 under severe low humidity conditions of 15 ° C. and 10%. As is clear from Table 3, both the initial image and the image after the endurance of 5,000 sheets had high image density, no fog, a clear, high-quality image, and there was no sleeve contamination or uneven toner coat on the sleeve. I couldn't do it.
また、スリーブ上の単位面積当りのトナー層の重量
も、初期、耐久後共に1.1mg/cm2,1.2mg/cm2と均一かつ
安定していた。また、このときのスリーブ上のトナーの
帯電量Q/Sは8.0μc/gと適切であった。The weight of the toner layer per unit area on the sleeve also initial, after duration both 1.1 mg / cm 2, were uniform and stable as 1.2 mg / cm 2. Further, the charge amount Q / S of the toner on the sleeve at this time was appropriate at 8.0 μc / g.
実施例３ 実施例２で用いた原材料でカーボンブラツクを除く他
は、実施例２と同じ材料構成と製造方法で体積平均粒径
10.3μｍの磁性トナーを得た。粒度分布を第１表に示
す。鉄粉キヤリアとの摩擦帯電量は、＋14μc/gであっ
た。得られた磁性トナー100重量部に以下の材料をヘン
シエルミキサーで混合して一成分現像剤とした。Example 3 The volume average particle diameter was the same as that of Example 2 except that carbon black was used as the raw material used in Example 2.
A magnetic toner of 10.3 μm was obtained. Table 1 shows the particle size distribution. The amount of triboelectricity with the iron powder carrier was +14 μc / g. The following materials were mixed with 100 parts by weight of the obtained magnetic toner with a Henschel mixer to prepare a one-component developer.
この現像剤の諸特性は、第２表に示すとおりであっ
た。この現像剤を実施例１と同様の5,000枚の複写テス
トを行った結果を第３表に示す。 Various properties of this developer are as shown in Table 2. Table 3 shows the results of a copying test of 5,000 sheets in the same manner as in Example 1 using this developer.
第３表から明らかなように、優れた画像が得られた。 As is apparent from Table 3, excellent images were obtained.
実施例４ 上記材料を用いて、実施例１と同様にして体積平均粒
径9.2μｍの磁性トナーをえた。Example 4 Using the above materials, a magnetic toner having a volume average particle diameter of 9.2 μm was obtained in the same manner as in Example 1.
この磁性トナー100重量部に乾式酸化チタン微粉末
（個数平均粒径0.02μm,帯電量−2.8μc/g）0.8重量部
を加え、ヘンシエルミキサーで混合して負帯電性の一成
分磁性現像剤を調製した。正荷電性の静電荷像を形成す
るアモルフアスシリコン感光ドラムを具備する高速複写
機（A4サイズ70枚／分）に、実施例１と同様のブラスト
処理をした現像スリーブ具備する現像機（スリーブ周速
410mm/秒）を設置して、上記一成分磁性現像剤を適用し
て、実施例１と同様に評価をした。第３表に結果を示す
ように、鮮明で、安定した高画質な画像をえることがで
き、ムラの発生もなかった。To 100 parts by weight of this magnetic toner, 0.8 parts by weight of dry titanium oxide fine powder (number average particle size 0.02 μm, charge amount −2.8 μc / g) was added and mixed with a Henschel mixer to give a negatively charged one-component magnetic developer. Was prepared. A high speed copying machine (A4 size 70 sheets / min) equipped with an amorphous silicon photosensitive drum for forming a positively charged electrostatic charge image, and a developing machine equipped with a developing sleeve subjected to the same blast treatment as in Example 1 (sleeve circumference Speed
(410 mm / sec), the above one-component magnetic developer was applied, and the same evaluation as in Example 1 was performed. As the results are shown in Table 3, a clear, stable and high-quality image could be obtained, and no unevenness was generated.
比較例１ 実施例１の装置を用いて、実施例１の黒色微粉体の磁
性トナー100重量部に疎水性シリカ（BET200m2/g）0.5重
量部をヘンシエルミキサーで混合して得た一成分現像剤
を実施例１と同様にして評価を行った。Comparative Example 1 One component obtained by mixing 100 parts by weight of the black fine powder magnetic toner of Example 1 with 0.5 part by weight of hydrophobic silica (BET 200 m 2 / g) using a Hensiel mixer using the apparatus of Example 1. The developer was evaluated in the same manner as in Example 1.
15℃,10％の低温低湿条件で、耐久が進むにつれて画
像濃度は1.42から5,000枚で1.28と低下し、ガサツキ、
とびちりによる画質劣化が見られた。また、斑点状のス
リーブ・ムラが徐々に増していった。このとき、スリー
ブ上のトナー帯電量Q/Sは初期は13nc/cm2で、ブロツク
発生時には17〜19nc/cm2と高かった。Under low-temperature and low-humidity conditions of 15 ° C and 10%, the image density decreased from 1.42 to 1.28 for 5,000 sheets as the durability progressed, and
Deterioration of image quality was observed. In addition, spotted sleeve unevenness gradually increased. At this time, the toner charge amount Q / S on the sleeve is initially in 13nc / cm 2, the time block occurrence as high as 17~19nc / cm 2.
比較例２ 実施例１において、スリーブ表面を定型粒子によるブ
ラスト処理をせずに、研摩剤として、酸化セリウムの微
粉末を用いてスリーブ表面を摺擦し、平滑な鏡面状態に
仕上げた。このスリーブをスリーブＢとし、実施例１で
使用したスリーブＡの代わりに、スリーブＢを用いる以
外は実施例１と同様にして高速機、低温低湿条件にて評
価を行った。Comparative Example 2 In Example 1, the surface of the sleeve was not blasted with the standard particles, but the surface of the sleeve was rubbed by using fine powder of cerium oxide as an abrasive to obtain a smooth mirror surface state. This sleeve was used as the sleeve B, and the evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the sleeve A was used in place of the sleeve A used in Example 1 under the conditions of a high speed machine and low temperature and low humidity.
初期画像は高濃度で、カブリのない鮮明な画像が得ら
れたが、スリーブ上のM/Sが2.3mg/cm2と大きく、5,000
枚の画出し後は、スリーブ両端からスリーブトナーコー
トムラが発生しており、得られた画像は両端部の画像が
欠損し、ムラ状のカブリが見られた。またスリーブ上の
M/Sは、トナーコートムラ部も含む値の為3.8mg/cm2と高
かった。The initial image had a high density and a clear image without fog was obtained, but the M / S on the sleeve was as large as 2.3 mg / cm 2 , which was 5,000.
After the image formation on one sheet, sleeve toner coat unevenness was generated from both ends of the sleeve, and the images obtained were defective in the images at both ends, and uneven fog was observed. Also on the sleeve
The M / S was as high as 3.8 mg / cm 2 because it included the toner coat unevenness.
比較例３ 実施例１で使用したガラスビーズの代わりに、不定形
粒子である＃300のカーボランダムを用いた以外は実施
例１と同様にして、スリーブの表面処理を行い、スリー
ブＣを得た。実施例１で使用したスリーブＡの代わりに
スリーブＣを用いる以外は、実施例１と同様な評価を行
った。Comparative Example 3 The surface treatment of the sleeve was carried out in the same manner as in Example 1 except that the amorphous beads # 300 carborundum was used instead of the glass beads used in Example 1 to obtain a sleeve C. . The same evaluation as in Example 1 was performed except that the sleeve C was used instead of the sleeve A used in Example 1.
初期画像は、高濃度でカブリのない鮮明な画像が得ら
れたが、5000枚の画出し後の画像では画像濃度0.42と顕
著な画像濃度の低下が認められた。また、耐久後のスリ
ーブをエアー清掃して、走査型電子顕微鏡で観察したと
ころスリーブ表面には多量のトナー成分の付着物が見ら
れ、スリーブが汚染していることが判明した。As the initial image, a high-density and clear image without fog was obtained, but in the image after printing 5000 sheets, the image density was remarkably reduced to 0.42. Further, after the endurance of the sleeve was cleaned with air and observed with a scanning electron microscope, a large amount of toner component deposits were found on the surface of the sleeve, and it was found that the sleeve was contaminated.
比較例４ 上記材料を用いて、実施例１と同様にして、体積平均
粒径12.5μｍの磁性トナーをえた。粒度分布を第２表に
示す。この磁性トナー100重量部に疎水性シリカ0.5重量
部を加え、ヘンシエルミキサーで混合して現像剤とし
た。Comparative Example 4 Using the above materials, a magnetic toner having a volume average particle size of 12.5 μm was obtained in the same manner as in Example 1. The particle size distribution is shown in Table 2. To 100 parts by weight of this magnetic toner, 0.5 parts by weight of hydrophobic silica was added and mixed with a Henschel mixer to prepare a developer.
実施例１と同様の現像装置を用いて、実施例１と同様
に評価を行った。画出し開始直後から、スリーブ上には
トナーコートムラが発生し、数10枚で全面ムラが画像に
あらわれた。スリーブ上の帯電量Q/Sは21nc/cm2と非常
に高かった。Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the same developing device as in Example 1. Immediately after the start of image formation, toner coat unevenness was generated on the sleeve, and unevenness of the entire surface appeared on the image after several tens of sheets. The charge amount Q / S on the sleeve was very high at 21 nc / cm 2 .
第１図は、磁性ブレードを使用した現像装置の断面図を
示し、第２図は、不定形粒子によるサンドブラスト処理
したスリーブの金属組織の表面の走査型電子顕微鏡写真
を示し、第３図は、不定形粒子によるサンドブラスト処
理したスリーブが、現像中に磁性トナー成分によって汚
染されたスリーブの金属組織の表面の走査型電子顕微鏡
写真を示し、第４図は、トナーコートムラを生ずる原因
説明図を示し、第５図は、表面粗さとピツチの定義説明
図を示し、第６図は、本発明に係る定形粒子によるブラ
スト処理したスリーブの金属組織の表面の走査型電子顕
微鏡写真を示す。第７図は、微粉末の摩擦帯電量を測定
する装置の概略的説明図を示す。 1a……磁性ブレード ２……スリーブ ３……塗布磁性トナー ４……固定磁石ローラ ７……現像容器 ９……感光ドラム 10……磁性トナー 11……交番電圧電源 32……測定容器 33……スクリーン（400メツシユ） 37……吸引口 39……電位計FIG. 1 shows a sectional view of a developing device using a magnetic blade, FIG. 2 shows a scanning electron micrograph of the surface of the metal structure of a sleeve sandblasted with irregular particles, and FIG. 3 shows FIG. 4 shows a scanning electron micrograph of the surface of the metal structure of the sleeve, which was contaminated with the magnetic toner component during development, by the sandblasted sleeve with irregular particles, and FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the definition of surface roughness and pitch, and FIG. 6 is a scanning electron micrograph of the surface of the metal structure of the sleeve blasted with the regular particles according to the present invention. FIG. 7 shows a schematic explanatory view of an apparatus for measuring the triboelectric charge amount of fine powder. 1a Magnetic blade 2 Sleeve 3 Applied magnetic toner 4 Fixed magnetic roller 7 Developing container 9 Photosensitive drum 10 Magnetic toner 11 Alternating voltage power supply 32 Measuring container 33 Screen (400 mesh) 37 …… Suction port 39 …… Electrometer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３７４ (72)発明者 吉田 聡 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−35763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−314571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−279352（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−286070（ＪＰ，Ａ)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location G03G 9/08 374 (72) Inventor Satoshi Yoshida 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (56) References JP 60-35763 (JP, A) JP 63-314571 (JP, A) JP 62-279352 (JP, A) JP 62-286070 (JP, A) A)
Claims (4)
剤を表面に担持する現像剤担持体とを現像部において一
定の間隙を設けて配置し、現像剤を現像剤担持体上に前
記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、現像
部において現像剤に交番電界をかけながら現像する画像
形成方法において、該現像剤担持体が定形粒子によるブ
ラスト処理によって、複数の球状痕跡窪みによる凹凸を
形成した表面を有し、該現像剤は、磁性トナー及び帯電
緩和剤微粉末を有し、該磁性トナーは、５μｍ以下の粒
径の磁性トナー粒子を12〜60個数％含有し、８〜12.7μ
ｍの粒径の磁性トナー粒子を１〜33個数％含有し、16μ
ｍ以上の粒径の磁性トナー粒子の含有量が2.0体積％以
下であり、該磁性トナーの体積平均粒径が４〜11μｍで
あり、該帯電緩和剤微粉末は、鉄粉との摩擦帯電特性が
50μc/g以下であり、個数平均粒径が0.5μｍ以下である
炭素同素体または金属酸化物であることを特徴とする画
像形成方法。1. An electrostatic image carrier that holds an electrostatic charge image and a developer carrier that carries a developer on the surface thereof are arranged in the developing section with a certain gap, and the developer is carried by the developer carrier. In an image forming method in which the developer is regulated to have a thickness thinner than the gap above and is conveyed to a developing section, and the developing section is developed while applying an alternating electric field to the developer, the developer carrying body is blasted with regular particles, The developer has a surface having irregularities formed by a plurality of spherical trace dents, the developer has a magnetic toner and a charge relaxation agent fine powder, and the magnetic toner has a magnetic toner particle size of 5 μm or less from 12 to 60 μm. Contains 8% to 12.7μ
The magnetic toner particles having a particle diameter of m
The content of the magnetic toner particles having a particle diameter of m or more is 2.0% by volume or less, the volume average particle diameter of the magnetic toner is 4 to 11 μm, and the charge easing agent fine powder has frictional charging characteristics with iron powder. But
An image forming method, which is a carbon allotrope or a metal oxide having a number average particle diameter of 50 μc / g or less and a number average particle diameter of 0.5 μm or less.
の直径Ｒが20〜250μｍであり、凹凸のピッチＰが２〜1
00μｍであり、表面粗さｄが0.1〜５μｍである条件を
満足する特許請求の範囲第１項記載の画像形成方法。2. The surface state of the developer carrying member is such that the diameter R of the spherical trace depressions is 20 to 250 μm and the pitch P of the irregularities is 2 to 1.
The image forming method according to claim 1, wherein the condition is 00 μm and the surface roughness d is 0.1 to 5 μm.
剤を表面に担持する現像剤担持体とを現像部において一
定の間隙を設けて配置し、現像剤を現像剤担持体上に前
記間隙よりも薄い厚さに規制して現像部に搬送し、現像
部において現像剤を交番電界をかけながら該静電荷像を
現像する画像形成装置において、該現像剤担持体が定形
粒子によるブラスト処理によって、複数の球状痕跡窪み
による凹凸を形成した表面を有し、該現像剤は、磁性ト
ナー及び帯電緩和剤微粉末を含有し、該磁性トナーは、
５μｍ以下の粒径の磁性トナー粒子を12〜60個数％含有
し、８〜12.7μｍの粒径の磁性トナー粒子を１〜33個数
％含有し、16μｍ以上の粒径の磁性トナー粒子の含有量
が2.0体積％以下であり、該磁性トナーの体積平均粒径
が４〜11μｍであり、該帯電緩和剤微粉末は、鉄粉との
摩擦帯電特性が50μc/g以下であり、個数平均粒径が0.5
μｍ以下である炭素同素体または金属酸化物であること
を特徴とする画像形成装置。3. An electrostatic image carrier for holding an electrostatic charge image and a developer carrier for supporting a developer on the surface thereof are arranged in the developing section with a constant gap, and the developer is carried on the developer carrier. In the image forming apparatus, the developer carrying member is regulated to have a thickness smaller than the gap above and is conveyed to the developing unit, and the electrostatic charge image is developed while applying an alternating electric field to the developer in the developing unit. Has a surface having irregularities formed by a plurality of spherical trace dents by the blasting treatment with a magnetic toner and a charge relaxation agent fine powder, and the magnetic toner is
Containing 12 to 60% by number of magnetic toner particles having a particle size of 5 μm or less, 1 to 33% by number of magnetic toner particles having a particle size of 8 to 12.7 μm, and containing magnetic toner particles having a particle size of 16 μm or more Is 2.0% by volume or less, the volume average particle size of the magnetic toner is 4 to 11 μm, the triboelectric powder of the charge relaxation agent has a triboelectric charging property of 50 μc / g or less, and the number average particle size is Is 0.5
An image forming apparatus characterized by being a carbon allotrope or a metal oxide having a size of not more than μm.
の直径Ｒが20〜250μｍであり、凹凸のピッチＰが２〜1
00μｍであり、表面粗さｄが0.1〜５μｍである特許請
求の範囲第３項記載の画像形成装置。4. The surface state of the developer carrying member is such that the diameter R of the spherical trace depressions is 20 to 250 μm and the pitch P of the irregularities is 2 to 1.
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the image forming apparatus has a surface roughness d of 00 μm and a surface roughness d of 0.1 to 5 μm.
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| JP63216907A JP2683052B2 (en) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | Image forming method and image forming apparatus |
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1988
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| JPH0264561A (en) | 1990-03-05 |
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