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JP2004101897A - Electrifying device and electrophotographic device - Google Patents

Electrifying device and electrophotographic device Download PDF

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JP2004101897A
JP2004101897A JP2002264060A JP2002264060A JP2004101897A JP 2004101897 A JP2004101897 A JP 2004101897A JP 2002264060 A JP2002264060 A JP 2002264060A JP 2002264060 A JP2002264060 A JP 2002264060A JP 2004101897 A JP2004101897 A JP 2004101897A
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JP
Japan
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magnetic particles
magnetic
particle size
charging device
charging
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2002264060A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuzo Tokunaga
徳永 雄三
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an electrifying device and an electrophotographic device in which the surface of an MRC keeping residual magnetization is carbonized, the particle size thereof is made smaller, and magnetic force is weakened to realize uniform electrification and high image quality. <P>SOLUTION: In the electrifying device having a body to be electrified and an electrifying member being a magnetic brush consisting of magnetic particles, arranged in contact with the body to be electrified and electrifying the body to be electrified by the application of voltage, the magnetic particle is complex incorporating metal oxide and thermosetting resin, and the content of the metal oxide is 80-98 wt.% of the complex, the number average particle size of the magnetic particles is 10-50μm, and the saturation magnetization thereof in the magnetic field of 10,000 oersted is 100-250 emu/cm<SP>3</SP>and the residual magnetization thereof is 25-50 emu/cm<SP>3</SP>, and the thermosetting resin is partially carbonized, then the magnetic particles incorporate magnetic particles whose particle size is ≤1/2 times as large as the number average particle size of the magnetic particles by ≤30 number %. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
発明は複写機及びプリンタ等の電子写真装置、及びそれに用いる帯電装置に関するもので、特に電子写真感光体に帯電部材を接触させて帯電を行う接触帯電装置及び電子写真装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真の帯電装置としては、コロナ帯電器が使用されてきた。近年、これに代って、接触帯電装置が実用化されてきている。これは、低オゾン、低電力を目的としており、この中でも特に帯電部材として導電ローラを用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いられている。
【0003】
従来の接触帯電では、帯電は帯電部材から被帯電体への放電によって行われるため、ある閾値電圧以上の大きさの電圧を印加することによって帯電が開始される。例を示すと、座さ25μmのOPC感光体(有機光導電物質を用いた感光体)に対して帯電ローラを加圧当接させた場合には、約640V以上の大きさの電圧を印加すれば感光体の表面電位が上昇し始め、それ以降は印加電圧に対して傾き1で線形に感光体表面電位が増加する。以後、この閾値電圧を帯電開始電圧Vthと定義する。
【0004】
つまり、必要とされる感光体の表面電位Vdを得るためには帯電ローラにはVd+VthというDC電圧が必要となる。このようにしてDC電圧のみを接触帯電部材に印加して放電により帯電を行う方法をDC帯電と称する。
【0005】
しかし、DC帯電においては環境変動等によって接触帯電部材の抵抗値が変動するため、また、使用に伴い感光体が削れて膜厚が変化するとVthが変動するため、感光体の電位を所望の値にすることが難しかった。
【0006】
このため、更なる帯電の均一化を図るために、所望のVdに相当するDC電圧に2×Vth以上のピーク間電圧を持つAC電圧を重畳した電圧を接触帯電部材に印加するAC帯電方式が特開昭63−149669号公報に開示されている。これは、AC電圧による電位のならし効果を目的としたものであり、感光体の電位はAC電圧のピークの中央であるVdに収束し、環境等の外乱には影響されにくい。
【0007】
しかしながら、このような接触帯電装置においても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から感光体への放電現象を用いているため、先に述べたように帯電に必要とされる電圧は感光体表面電位以上の借が必要であり、微量のオゾンが発生する。また、帯電均一化のためにAC帯電を行った場合には、オゾン量の更なる増加、AC電圧の電界による帯電部材と感光体の振動や騒音の発生、また、放電による感光体表面の劣化等が顕著になり、新たな問題点となっていた。
【0008】
そこで、より効果的な帯電方法として、感光体表面に電荷注入層を設け、これに対して接触帯電部材で直接電荷を注入する方法(注入帯電)が特開平6−003921号公報に開示されている。
【0009】
注入帯電においては、帯電部材として、感光体との接触ニップを大きくとることができ、感光体表面に均一に接触でき微視的な帯電し残しがない磁気ブラシローラを用いることが有効である。これは、フェライトや、樹脂に磁性微粒子を分散した帯電磁性粒子等をマグネットロールで磁気拘束することによって形成される磁気ブラシ状の帯電部材を用いるものである。
【0010】
より均一な帯電を効果的に行うために、粒度分布が狭く、耐久性のある、磁性体を含む金属酸化物を熱硬化性樹脂に分散させた構成の磁性粒子を用いた帯電装置と電子写真装置が特開平・・・・・に開示されている。
【0011】
また、感光体の表面層である電荷注入層としては絶縁性でかつ透光性のバインダーの中に導電性の微粒子を分散したものが好ましく用いられる。この電荷注入層を電圧を印加された帯電磁気ブラシが接触することで、あたかも感光体の導電性支持体に村して導電性粒子が無数の独立したフロート電極のように存在し、これらのフロート電極が形成するコンデンサーに充電を行うような作用を期待することができる。
【0012】
従って、放電現象を利用することなく、接触帯電部材に印加したDC電圧と感光体表面電位はほぼ等しい値に収束することになり、低電圧帯電方法が実現できる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子写真装置の高速化がすすめられ、感光体の回転スピード、いわゆるプロセススピードが速くなるにつれ、上述したような手段を用いても均一な帯電が行われない場合があった。そのため、帯電磁性粒子の粒径を小さくしたり、飽和磁化を低くすることによって帯電磁気ブラシの穂の密度を高くしたり長さを均一にすることができるが、それにより帯電磁性粒子支持体からの磁気的拘束力を受けにくくなり、感光体に磁性粒子が付着しやすくなってしまう。感光体に磁性粒子が付着すると、画像再現性が悪くなったり、感光体の傷及び削れといった影響を与える。
【0014】
本発明は、電子写真装置の高速化においても、感光体への磁性粒子の付着を起こさず、優れた帯電均一性をもつ帯電装置及び電子写真装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、被帯電体、及び磁性粒子からなる磁気ブラシであり、該被帯電体に接触配置され、電圧を印加されることにより該被帯電体を帯電する帯電部材を有する帯電装置において、該磁性粒子が金属酸化物及び熱硬化性樹脂を含有する複合体であり、該金属酸化物の含有量が該複合体の80〜98重量%であり、該磁性粒子は個数平均粒子径が10〜50μmであり、10000エルステッドの磁場における飽和磁化が100乃至250emu/cmであり、残留磁化が25乃至50emu/cmであり、該熱硬化性樹脂の一部が炭化されており、該磁性粒子が該磁性粒子の個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子を30個数%以下の割合で含有することを特徴とする帯電装置に関する。
【0016】
また、本発明は、磁性粒子からなる磁気ブラシが電子写真感光体に接触配置され、電圧を印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部材、露光手段、現像手段及び転写手段を有する電子写真装置において、該磁性粒子が金属酸化物及び熱硬化性樹脂を含有する複合体であり、該金属酸化物の含有量が該複合体の80〜98重量%であり、該磁性粒子は個数平均粒子径が10〜50μmであり、10000エルステッドの磁場における飽和磁化が100乃至250emu/cmであり、残留磁化が25乃至50emu/cmであり、該熱硬化性樹脂の一部が炭化されており、該磁性粒子が該磁性粒子の個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子を30個数%以下の割合で含有することを特徴とする電子写真装置に関する。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の磁性粒子を構成する金属酸化物としては、磁性を示すMO・FeまたはMFeの一般式で表されるマグネタイト及びフェライト等を好ましく用いることができる。ここで、Mは2価あるいは1価の金属イオンであるMn、Fe、Ni、Co、Cu、Mg、Zn、Cd及びLi等を示し、Mは単独あるいは複数の金属でもよい。例えば、マグネタイト、γ−Fe、Mn−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、Ca−Mg系フェライト、Li系フェライト及びCu−Zn系フェライト等のいわゆるソフトフェライトや、Ba系フェライトやSr系フェライト等のいわゆるハードフェライトといった鉄系酸化物を挙げることができる。
【0018】
本発明の、10000エルステッドの磁場における飽和磁化が100乃至250emu/cmであり、残留磁化が25乃至50emu/cmであるような磁気特性の磁性粒子を得るために、本発明の磁性粒子には上述したソフトフェライトとハードフェライト、さらには以下のような非磁性の金属酸化物を含有させることによって磁気特性を好ましい範囲に制御することができる。
【0019】
非磁性の金属酸化物としては、Mg、Al、Si、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、Ba及びPb等の金属を単独あるいは複数用いた金属酸化物が挙げられる。例えば、Al、SiO、CaO、TiO、V、CrO、MnO、α−Fe、CoO、NiO、CuO、ZnO、SrO、Y及びZrO2系等を使用することができる。
【0020】
なお、その場合には、比重や形状が類似している粒子を用いるのがバインダー樹脂である熱硬化性樹脂との密着性やキャリア強度を高めるためにより好ましい。
【0021】
なお、金属酸化物に導電性を付与する方法としては、ドーピング等によって格子欠陥を形成することなどが挙げられる。
【0022】
上記の金属酸化物の個数平均粒径は磁性粒子の粒径によっても変わるが、0.02〜5μmであることが好ましい。
【0023】
また、金属酸化物は親油化処理されていることが好ましい。親油化処理された金属酸化物はバインダー樹脂中に分散させ磁性粒子を形成する場合、均一でかつ高密度でバインダー樹脂中に取り込まれることが可能となる。特に、重合法で磁性粒子を形成する場合は、球形で表面が平滑な粒子を得るために、また、粒度分布をシャープにするために重要である。
【0024】
親油化処理はシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等のカップリング剤で金属酸化物を処理するか、界面活性剤を含む水性溶媒中に金属酸化物を分散させることにより表面を親油化する等の方法がある。
【0025】
ここでいうシラン系カップリング剤としては、疎水性基、アミノ基あるいはエポキシ基を有するものを用いることができる。疎水性基をもつシラン系カップリング剤として例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン及びビニルトリス(β−メトキシ)シラン等を挙げることができる。アミノ基をもつシラン系カップッリング剤としては、γ−アミノプロピルエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン及びN−フェニルーγ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。エポキシ基をもつシラン系カップリング剤としては、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン及びβ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)トリメトキシシラン等が挙げられる。
【0026】
チタネート系カップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート及びイソプロピルトリス(ジオクチルピロホスフェート)チタネート等を挙げることができる。
【0027】
界面活性剤としては、市販の界面活性剤をそのまま使用することができる。
【0028】
本発明の磁性粒子は、モノマーと金属酸化物を混合し、直接重合することにより熱硬化性樹脂中に金属酸化物を分散含有する磁性粒子を製造し、その後、この熱硬化性樹脂を炭化することにより得ることができる。そして、バインダー樹脂として熱硬化性樹脂を用いることで、耐久使用時にも破壊しない、強度が高く球形の粒子を製造することができる。
【0029】
重合に用いられるモノマーとしては、エポキシ樹脂の出発原料となるビスフェノール類とエピクロルヒドリン、フェノール樹脂の出発原料となるフェノール類とアルデヒド類、尿素樹脂の出発原料となる尿素とアルデヒド類、及びメラミンとアルデヒド類等が用いられる。本発明においては、強度の点でフェノール樹脂であることが好ましい。
【0030】
例えば、硬化系フェノール樹脂を用いた磁性粒子の製造方法としては、水性媒体中でフェノール類とアルデヒド類を塩基性触媒の存在下で金属酸化物、好ましくはより球形度が高く、粒度分布のシャープな粒子を得るために親油化処理した金属酸化物を入れ、重合し磁性粒子を得る。
【0031】
また、必要に応じて、粒子重合後あるいは炭化処理後に分級を行い、磁性粒子の粒度分布を本発明の範囲にすることができる。
【0032】
本発明の磁性粒子を製造する特に好ましい方法としては、磁性粒子の強度をアップするためにバインダー樹脂を架橋させて用いるのが好ましい。例えば、直接重合時に架橋可能な樹脂を選択し直接重合させ、架橋させて磁性粒子を得る、あるいは架橋成分を入れたモノマーを使用する等の方法を挙げることができる。
【0033】
本発明の磁性粒子中の金属酸化物の含有量は、80〜98重量%である。含有量が80重量%未満であると直接重合法により磁性粒子製造を行う場合に、造粒粒子が互いに凝集し、粒度分布にばらつきを生じ易くなるために良好な帯電性を得られない場合がある。また、98重量%を超えると磁性粒子の強度が低下して、耐久により磁性粒子の割れ等の問題が生じ易くなる。
【0034】
また、本発明においては、金属酸化物の含有量が80〜98重量%であることにより、球形な磁性粒子を形成することができ、かつ、表面に微細な凹凸をもっている磁性粒子を得ることができる。この微細な凹凸が存在することで、耐久での劣化は、凹部で起こり、凸部が注入ポイントとして常に安定して存在している。
【0035】
本発明においては、磁性粒子の体積抵抗値が1×10〜1×10Ωcmであることが好ましい。1×10Ωcm未満であると、感光体にピンホール等の欠陥がある場合、そこに電流が集中して帯電電圧が降下し、帯電ニップ状の帯電不良となり易い。また、1×10Ωcmを超えると感光体に電荷を均一に注入することが難しく、微小な帯電不良によるカブリ画像が生じ易い。
【0036】
しかし、上述したような金属酸化物分散型樹脂磁性粒子で、その抵抗が1×10×10Ωcmの範囲であっても、表面が高抵抗な樹脂で覆われていて、低抵抗な金属酸化物微粒子が多く表面に表れていない場合、電荷を注入するサイトが失われて帯電が良好に行われないことがあった。そこで、本発明では表面付近の熱硬化性樹脂を炭化して導電性のカーボンにすることによって、磁性粒子の表面からの電荷注入を促進し、より均一な帯電をすることが可能となった。このように、本発明においては、熱硬化性樹脂自体を炭化するので、磁性粒子上に更に導電層を設けた磁性粒子よりも、均一な導電性を得ることができ、かつ耐久使用により層が剥れることもない。
【0037】
磁性粒子全体に対する導電性カーボンの量は1〜15重量%であることが好ましく、炭化した結果として磁性粒子の体積抵抗値が1×10〜1×10Ωcmの範囲にあることが好ましい。1重量%未満であると、前記したような電荷注入の促進効果が得られにくく、均一な帯電が行われないことがあり、15重量%を超えると、磁性粒子の強度が弱くなり易く、耐久使用で粒子が破壊してしまうことがある。
【0038】
上記炭化は、得られた金属酸化物分散型樹脂磁性粒子を不活性雰囲気下で、好ましくは350℃以上450℃以下で、所定時間熱処理することで行う。350℃未満では炭化が十分に行われ難く、450℃を超えると磁性体の変性が起こり磁気力が小さくなってしまったり、炭化のスピードが速くなりすぎて導電性カーボン量の制御が困難になり易い。磁性粒子中の導電性カーボン量の測定方法については後述する。
【0039】
ところで、磁性粒子の粒径は小さいければ小さいほど、また、飽和磁化が小さくなればなるほど感光体との接触が密になるので、均一な帯電が可能になる。しかし、磁性粒子の粒径が小さくなるにつれて、また磁性粒子の飽和磁化が小さくなるにつれ、磁性粒子1個のもつ磁気力が小さくなるために、磁性粒子が感光体に付着し易くなる。また、本発明に用いる磁性粒子のように表面の電荷移動がスムーズな磁性粒子は、AC成分を重畳した電圧を接触帯電部材に印加するAC帯電方式を用いるような場合、特に感光体に付着し易い傾向があることがわかった。また、磁性粒子の粒度分布がブロードで、粒径の小さい粒子が多く含まれていると、注入帯電の均一性が悪くなるばかりか、それら小さい粒子が特に感光体に付着しにくくなる。
【0040】
そこで、本発明では全磁性粒子の個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子が全磁性粒子に対し30個数%以下であるような粒度分布をし、かつ10000エルステッドの磁場における残留磁化が25乃至50emu/cmであるような磁気特性の磁性粒子を使用することによって上記の問題を解決することができた。
【0041】
本発明においては、個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子の分布累積値が20個数%以下であることが好ましく、特には10個数%以下であることが好ましい。
【0042】
また、本発明に使用する磁性粒子の個数平均粒径は10〜50μmの範囲であることが帯電均一性の観点から好ましい。磁性粒子径が50μmを超えると磁気ブラシが感光体を摺擦する比表面積が減少し易く、特にプロセススピードが速いようなときなど十分な帯電ができず、更に、磁気ブラシによる掃き目むらも生じ易くなるために帯電均一性の観点から好ましくない。また、10μmより小さくなると磁性粒子1個の持つ磁気力が小さくなるために、感光体に磁性粒子付着を生じ易くなる。
【0043】
本発明の磁性粒子の飽和磁化は10000エルステッドの磁場において100〜250emu/cmであることが好ましい。磁気力が100emu/cmより小さいと、磁性粒子支持体(スリーブ)からの拘束力が不足する傾向があり、感光体に磁性粒子が付着し易くなってしまう。磁気力が250emu/cmより大きいと、帯電磁気ブラシの穂が粗く、かつ剛直になる傾向があり、均一な帯電性が得られ難くなってしまう。
【0044】
また、本発明の磁性粒子の残留磁化は10000エルステッドの磁場において25乃至50emu/cmであることが好ましい。残留磁化が25emu/cmより小さいと、プロセススピードが速いときや磁性粒子の平均粒径が小さい場合、感光体に磁性粒子が付着しやすくなる。
【0045】
また、磁性粒子の残留磁化が50emu/cmより大きい場合、磁性粒子支持体上で磁性粒子の凝集力が発生して、正常に磁気ブラシを形成せず、結果として均一な帯電性を損なう場合があった。
【0046】
以下に、本発明における磁性粒子の各パラメーターの測定方法について述べる。
【0047】
本発明に用いる磁性粒子の粒径の測定方法を記載する。磁性粒子の粒径は、(株)日立製作所製走査型電子顕微鏡S−4500により3000倍で撮影した粒径0.1μm以上の磁性粒子をランダムに300個以上抽出し、ニレコ社製の画像処理解析装置Luzex3により水平方向フェレ径をもって粒径として測定し、個数平均粒径を算出するものとする。また、個数基準の粒度分布から、個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子の分布の累積値を算出する。
【0048】
本発明に用いる金属酸化物微粒子の粒径の測定方法を以下に記載する。本発明の金属酸化物微粒子の個数平均粒径は、(株)日立製作所製透過型電子顕微鏡H−800により10000〜50000倍に拡大した写真画像を用い、ランダムに300個以上抽出し、0.01μm以上の粒子について、ニレコ社製の画像処理解析装置Luzex3により水平方向フェレ径をもって金属酸化物微粒子の粒径として測定し、平均化処理して個数平均粒径を算出するものとする。
【0049】
本発明に用いる磁性粒子の磁気特性は理研電子(株)製の振動磁場型磁気特性自動記録装置BHV−30を用いて測定する。磁性粒子の磁気特性値は10000エルステッドの外部磁場を作り、そのときの磁化の強さを求める。磁性粒子は円筒状のプラスチック容器に十分密になるようにパッキングする。この状態で磁化モーメントを測定し、試料を入れたときの実際の重量を測定して、飽和磁化の強さを求める。つづいて、外部磁場を徐々に低めていき、−10000エルステッドまで下げ、そこから再度磁場を高めていって0エルステッドになったところでの磁化を残留磁化とした。次いで、磁性粒子の真比重を乾式自動密度計アキュピック1330((株)島津製作所製)により求め、飽和磁化、残留磁化の強さ(emu/g)に真比重をかけることで単位体積あたりの強さ(emu/cm)を求める。
【0050】
本発明に用いる磁性粒子の比抵抗特性は図2に示す測定装置を用いて行う。セルEに、磁性粒子を充填し、該充填磁性粒子に接するように電極21及び22を配し、該電極間に電圧を印加し、そのとき流れる電流を測定することにより比抵抗を求める方法を用いる。上記測定方法においては、磁性粒子が粉末であるために充填率に変化が生じ、それに伴い比抵抗が変化する場合があり、注意を要する。本発明における比抵抗の測定条件は、充填磁性粒子と電極との接触面積S=約2.3cm、厚みd=約2mm、上部電極22の荷重180g、印加電圧100Vとする。23は絶縁物、24は電流計、25は電圧計、26は走電圧装置、27は試料、28はガイドリングである。
【0051】
本発明に用いる磁性粒子の導電性カーボン量の測定方法について述べる。パーキンエルマー社製熱重量分析装置TAC7を用いて、炭化前の磁性粒子と炭化後の磁性粒子それぞれの粒子中の樹脂量を算出し、この差から炭化後の磁性粒子のカーボン含有量を算出する。
【0052】
本発明に用いられる被帯電体としては電子写真感光体が好ましい。電子写真感光体は特に限定されるものではないが、注入帯電を行う場合は表面層として電荷注入層が必要になる。
【0053】
電荷注入層は、1×10〜1×1014Ωcmの体積抵抗値を有することが好ましい。電荷注入層の抵抗値の測定方法は、表面に白金を蒸着させたポリエチレンテレフタレート(PET)フイルム上に電荷注入層を作成し、これを体積抵抗測定装置(ヒューレットパッカード社製4140B pAMATER)にて、23℃、65%RHの環境で100Vの直流電圧を印加して測定するというものである。
【0054】
電荷注入層は、導電性金属酸化物等の導電性粒子を含有する樹脂層であっても、SiC等の無機の層であってもよい。
【0055】
電荷注入層を厚く塗工することで感光体の寿命をある程度伸ばすことは可能であるが、電荷注入層を厚く塗工すると、この電荷注入層が電気抵抗層や、散乱層として働き、感光体の光導電特性の劣化や、像露光の散乱による画像劣化等を生じ易くなる。よって、電荷注入層の厚さは0.1〜5μmであることが好ましい。
【0056】
注入帯電は、接触帯電部材で、実質的に放電現象を介さずに感光体表面に直接電荷の注入を行うものである。よって、帯電部材への印加電圧が放電閾値以下の印加電圧であっても、感光体を印加電圧相当の電位に帯電することができる。但し、帯電が放電現象により支配的に行われないことが重要なのであり、印加電圧としてDC電圧にAC電圧を重畳した電圧を用いることを除外するものではない。
【0057】
本発明に用いられる露光手段、現像手段及び転写手段も特に限定されるものではない。
【0058】
以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0059】
〔磁性粒子の製造〕
〔磁性粒子1〕
個数平均粒径0.25μmのマグネタイト、個数平均粒径0.25μmのストロンチウムフェライト、個数平均粒径0.40μmのヘマタイトにそれぞれの金属酸化物の0.5重量%のシランカップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)ジメトキシシラン)を加え、容器内で100℃以上で、高速混合撹拝して親油化処理を行った。
フェノール 11重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)6重量部
上記親油化処理したマグネタイト 25重量部
上記親油化処理したストロンチウムフェライト 25重量部
上記親油化処理したへマタイト 50重量部
【0060】
上記材料と塩基性触媒として28%アンモニア水、更に水をフラスコに入れ、撹拝、混合しながら40分間で85℃まで昇温し、その温度に保持して、3時間反応・硬化させ重合を行った。その後、30℃まで冷却し、130重量部の水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗いし、風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)に180℃で乾燥して、磁性粒子を得た。
【0061】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、30分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁件粒子を得た。
【0062】
得られた磁性粒子を多分割分級器、具体的には、エルボウジェットラボEJ−L−3(日鉄鉱業(株)製)を用いて分級を行い、10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が30.2μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子の分布の累積値が0個数%である磁性粒子1を得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は3重量%であった。体積抵抗値は3×10Ωcmであった。また、飽和磁化は105emu/cmであり、残留磁化は30emu/cmであった。
【0063】
〔磁性粒子2〕
フェノール 11重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)6重量部
磁性粒子1で用いたマグネタイト 60重量部
磁性粒子1で用いたストロンチウムフェライト 30重量部
磁性粒子1で用いたヘマタイト 10重量部
上記材料を用いて磁性粒子1と同様にして重合を行い、磁性粒子を得た。
【0064】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、40分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁性粒子を得た。
【0065】
得られた磁性粒子を多分割分級器を用いて分級を行い、10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が35.0μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積値が0個数%である磁性粒子2を得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は3重量%であった。体積抵抗値は9×10Ωcmであった。また、飽和磁化は190emu/cmであり、残留磁化は40emu/cmであった。
【0066】
〔磁性粒子3〕
個数平均粒径0.23μmのCu−Znフェライトと個数平均粒径0.26μmのバリウムフェライトに、それぞれの金属酸化物の重量に対して0.6重量%のチタネート系カップリング剤(イソプロピルトリイソステアロイルチタネート)を、100℃、0.5時間の条件で混合撹拌することによって親油化処理を行った。
フェノール 11重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)6重量郡
上記親油化処理したCu−Znフェライト 60重量郡
上記親油化処理したバリウムフェライト 30重量部
磁性粒子1で用いたへマタイト 10重量部
上記材料を用いて磁性粒子1と同様にして重合を行い、磁性粒子を得た。
【0067】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、50分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁性粒子を得た。
【0068】
得られた磁性粒子を多分割分級器を用いて分級を行い、10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が36.2μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積倦が4個数%である磁性粒子3を得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は8重量%であった。体積抵抗値は8×10Ωcmであった。また、飽和磁化は191emu/cmであり、残留磁化は41emu/cmであった。
【0069】
〔磁性粒子4〕
フェノール 8重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)4重量部
磁性粒子1で用いたマグネタイト 25重量部
磁性粒子3で用いたバリウムフェライト 25重量部
磁性粒子1で用いたへマタイト 50重量部
上記材料を用いて磁性粒子1と同様にして重合を行い、磁性粒子を得た。
【0070】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、40分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁性粒子を得た。
【0071】
得られた磁性粒子を多分割分級器を用いて分級を行い、10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が15.2μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積値が15個数%である磁性粒子4を得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は4重量%であった。体積抵抗値は5×10Ωcmであった。また、飽和磁化は106emu/cmであり、残留磁化は30emu/cmであった。
【0072】
〔磁性粒子5〕
フェノール 8重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)4重量部
磁性粒子2で用いたCu−Znフェライト 25重量部
磁性粒子2で用いたバリウムフェライト 25重量部
磁性粒子1で用いたへマタイト 50重量部
上記材料を用いて磁性粒子1と同様にして重合を行い、磁性粒子を得た。
【0073】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、40分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁性粒子を得た。
【0074】
得られた磁性粒子に10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が16.5μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積値が25個数%である磁性粒子5を得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は3重量%であった。体積抵抗値は1×10Ωcmであった。また、飽和磁化は10emu/cmであり、残留磁化は32emu/cmであった。
【0075】
〔磁性粒子6〕
フェノール 13重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)9重量部
磁性粒子2で用いたCu−Znフェライト 80重量部
磁性粒子2で用いたバリウムフェライト 10重量部
磁性粒子1で用いたへマタイト 10重量部
上記材料を用いて磁性粒子1と同様にして重合を行い、磁性粒子を得た。
【0076】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、40分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁性粒子を得た。
【0077】
得られた磁性粒子に10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が45.0μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積値が0個数%である磁性粒子6を得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は3重量%であった。体積抵抗値は4×10Ωcmであった。また、飽和磁化は220emu/cmであり、残留磁化は27emu/cmであった。
【0078】
〔磁性粒子7〕
フェノール 13重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)9重量部
磁性粒子2で用いたCu−Znフェライト 90重量部
磁性粒子2で用いたバリウムフェライト 10重量部
上記材料を用いて磁性粒子1と同様にして重合を行い、磁性粒子を得た。
【0079】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、40分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁性粒子を得た。
【0080】
得られた磁性粒子に10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が40.2μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積値が0個数%である磁性粒子7得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は4重量%であった。体積抵抗値は2×10Ωcmであった。また、飽和磁化は255emu/cmであり、残留磁化は27emu/cmであった。
【0081】
〔磁性粒子8〕
フェノール 8重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)4重量部
磁性粒子1で用いたマグネタイト 20重量部
磁性粒子3で用いたバリウムフェライト 25重量部
磁性粒子1で用いたへマタイト 55重量部
上記材料を用いて磁性粒子1と同様にして重合を行い、磁性粒子を得た。
【0082】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、40分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁性粒子を得た。
【0083】
得られた磁性粒子を多分割分級器を用いて分級を行い、10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が18.0μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積値が0個数%である磁性粒子8を得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は3重量%であった。体積抵抗値は1×10Ωcmであった。また、飽和磁化は92emu/cmであり、残留磁化は28emu/cmであった。
【0084】
〔磁性粒子9〕
フェノール 13重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)9重量部
磁性粒子2で用いたCu−Znフェライト 35重量部
磁性粒子2で用いたバリウムフェライト 60重量部
磁性粒子1で用いたへマタイト 5重量部
上記材料を用いて磁性粒子1と同様にして重合を行い、磁性粒子を得た。
【0085】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、40分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁性粒子を得た。
【0086】
得られた磁性粒子に10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が42.1μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積値が7個数%である磁性粒子9を得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は3重量%であった。体積抵抗値は6×10Ωcmであった。また、飽和磁化は185emu/cmであり、残留磁化は54emu/cmであった。
【0087】
〔磁性粒子10〕
フェノール 8重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)4重量部
磁性粒子2で用いたCu−Znフェライト 70重量部
磁性粒子2で用いたバリウムフェライト 15重量部
磁性粒子1で用いたへマタイト 15重量部
上記材料を用いて磁性粒子1と同様にして重合を行い、磁性粒子を得た。
【0088】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、40分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁性粒子を得た。
【0089】
得られた磁性粒子に10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が15.3μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積値が3個数%である磁性粒子10を得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は3重量%であった。体積抵抗値は3×10Ωcmであった。また、飽和磁化は161emu/cmであり、残留磁化は22emu/cmであった。
【0090】
〔磁性粒子11〕
炭化処理を行わないこと以外は磁性粒子1と全く同様にして磁性粒子11を作製した。
【0091】
磁性粒子11の個数平均粒径は30.1μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積値が0個数%であった。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は0重量%であった。体積抵抗値は5×10Ωcmであった。また、飽和磁化は106emu/cmであり、残留磁化は30emu/cmであった。
【0092】
〔磁性粒子12〕
フェノール 8重量部
ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルヒド40%、メタノール10%、水50%)4重量部
磁性粒子2で用いたCu−Znフェライト 25重量部
磁性粒子2で用いたバリウムフェライト 25重量部
磁性粒子1で用いたへマタイト 50重量部
上記材料を用いて磁性粒子1と同様にして重合を行い、磁性粒子を得た。
【0093】
得られた磁性粒子を回転式電気炉に入れ、内部を窒素置換し、そのまま窒素気流中で380℃まで昇温し、40分間処理した後、室温まで冷却して取り出し、炭化した磁性粒子を得た。
【0094】
得られた磁性粒子に10000エルステッドの磁場中で磁化処理をし、個数平均粒径が15.3μmで個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子分布の累積値が32個数%である磁性粒子12を得た。得られた磁性粒子の導電性カーボン量は3重量%であった。体積抵抗値は1×10Ωcmであった。また、飽和磁化は10emu/cmであり、残留磁化は32emu/cmであった。
【0095】
〔本実施例で用いた電子写真装置〕
図1は、本発明の帯電装置を有する電子写真装置の概略構成図である。本実施例の電子写真装置はレーザービームプリンタである。
【0096】
11は被帯電体としてのドラム状の電子写真感光体である。以下感光ドラムと呼ぶ。本実施例は直径30mmの有機光導電物質を用いた感光ドラム(OPC感光ドラム)であり、矢印Dの時計方向に所定のプロセススピード(周速度)350mm/sec.をもって回転駆動される。
【0097】
12は感光ドラム1に当接された接触帯電部材としての導電磁気ブラシを有する帯電手段であり、回転可能な非磁性の帯電スリーブ121にマグネット122の磁力により磁性粒子123が付着して構成している。この帯電スリーブ121の、感光ドラム近接部分での磁場は800エルステッドである。この磁気ブラシには帯電バイアス印加電源S1から−700VのDC帯電バイアスが印加される。帯電スリーブ121と感光ドラム11とのギャップの最小値は500μmである。帯電スリーブ121上の磁性粒子123は厚さ1mmでコートされ、感光ドラム11との間に幅約4mmの帯電ニップを形成している。磁性粒子123によって形成される磁気ブラシは、帯電スリーブが図1の矢印Eの方向(帯電部における感光ドラム表面の移動方向に対してカウンターの方向)に回転することにより搬送され、磁性粒子が次々に感光ドラム表面に接触する。
【0098】
本実施例では帯電磁気ブラシと感光ドラムの周速比を−100%とした。
【0099】
磁気ブラシと感光ドラムの周速比は、以下の式で表される。
【0100】
周速比%=(磁気ブラシ周速−感光ドラム周速)/感光ドラム周速×100
*磁気ブラシの周速は、磁気ブラシが帯電部において感光ドラムの回転方向に村してカウンターの方向に回転している場合は負の値である。
【0101】
帯電後の感光ドラム11に対してレーザーダイオードやポリゴンミラー等を含む不図示のレーザービームスキャナから出力される目的の画像情報の時系列電気ディジタル画素信号に対応して強度変調されたレーザービームによる走査露光Lがなされ、感光ドラム11の表面に目的の画像情報に対応した1200dpiの静電潜像が形成される。その静電潜像は磁性一成分絶縁トナーを用いた反転現像装置13によりトナー像として現像される。
【0102】
13aはマグネット13bを内包する直径16mmの非磁性現像スリーブであり、この現像スリーブに上記のネガトナーをコートし、感光ドラム11表面との距離を300μmに固定した状態で、感光ドラム11と等速で回転させ、スリーブ13aに現像バイアス電源S2より現像バイアス電圧を印加する。印加電圧は−500VのDC電圧と、周波数1800Hz、ピーク間電圧1600Vの矩形のAC電圧を重畳した電圧とし、スリーブ13aと感光ドラム1の間でジャンピング現像が行われる。
【0103】
一方、不図示の給紙部から記録材としての転写材Pが供給されて、感光ドラム11と、これに所定の押圧力で当摸させた接触転写手段としての、中抵抗の転写ローラ14との庄接ニップ部(転写部)Tに所定のタイミングにて導入される。転写ローラ14には転写バイアス印加電源S3から所定の転写バイアス電圧が印加される。本実施例ではローラ抵抗値は7×10Ωのものを用い、+2000VのDC電圧を印加して転写を行った。
【0104】
転写部Tに導入された転写材Pはこの転写部Tを挟持搬送されて、その表面側に感光ドラム11の表面に形成担持されているトナー画像が順次に静電気力と押圧力によって転写されていく。
【0105】
トナー画像の転写を受けた転写材Pは感光体ドラム1の面から分離されて熱定着方式等の定着装置15へ導入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物(プリントまたはコピー)として装置外へ排出される。
【0106】
また、転写材Pに対するトナー画像転写後の感光ドラム11の表面はクリーニング装置16により残留トナー等の付着汚染物の除去を受けて清掃され、繰り返し作像に供される。なお、本発明においては、独立したクリーニング手段を有さず、残留トナーの回収は実質的に現像手段で行う、所謂クリーナレスの電子写真装置としてもよい。
【0107】
次に、本実施例で用いた感光体について説明する。
【0108】
感光ドラム11は負帯電用のOPC感光体であり、φ30mmのアルミニウム製のドラム支持体上に下記の第1〜第5の5層の機能層を下から順に設けたものである。
【0109】
第1層は下引き層であり、アルミニウムドラムの欠陥等をならすため、また、レーザー露光の反射によるモアレの発生を防止するために設けられている厚さ約20μmの導電層である。
【0110】
第2層は正電荷注入防止層であり、アルミニウム支持体から注入された正電荷が感光ドラム表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、アミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって10Ωcm程度に抵抗調整された厚さ約1μmの中抵抗層である。
【0111】
第3層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の顔料を樹脂に分散した厚さ0.3μmの層であり、レーザー露光を受けることによって正負の電荷対を発生する。
【0112】
第4層は電荷輸送層であり、ポリカーボネート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、P型半導体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこの層を移動することはできず、電荷発生層で発生した正電荷のみを感光体表面に輸送することができる。
【0113】
第5層は電荷注入層であり、光硬化性のアクリル樹脂に超微粒子のSnOとポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂を分散した材料の塗工層である。具体的には、光硬化型のアクリル系モノマー60重量部、アンチモンをドーピングし低抵抗化した分散前の平均粒径約0.3μmの酸化スズ超微粒子60重量部、平均粒径0.18μmのポリテトラフルオロエチレン微粒子50重量部、光開始剤として2−メチルチオキサントン20重量部及びメタノール400重量部をサンドミルにて48時間分散を行った。このようにして調合した塗工液をディッピング塗工法にて、厚さ約2μmに塗工して電荷注入層とした。電荷注入層の体積抵抗値は2×1013Ωcmであった。
【0114】
〔実施例1〕
磁性粒子1を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、優れたドット再現性を示し、該磁性粒子が良好な電荷注入特性を有していることがわかった。また、感光体表面に磁性粒子が付着することもなかった。また、10000枚の画像出し耐久試験を行ったところ、初期と同様の良好な特性を示し、磁性粒子が壊れて感光体表面を汚染することもなく、感光体表面に粒子形状による傷を付けることもなかった。
【0115】
ドット再現性及び磁性粒子の感光体への付着の評価方法は以下の通り。
【0116】
(1)ドット再現性:画像のハーフトーン部(潜像スポット径15μm)の感光ドラム上に現像されたドットを、CCD(×1000)を用いて、パソコン上にイメージデータとして取り込んだ。次いで、このドットのピクセル面積を算出し、これを100個積算して、平均値aと標準偏差Sを算出した。このドットのピクセル面積の標準偏差Sを平均値aで割った値S/aをドット再現性の評価値とし、以下の基準で評価した。
◎:0.03未満
○:0.03以上、0.05未満
△:0.05以上、0.10未満
△×:0.10以上、0.15未満
×:0.15以上
(2)磁性粒子感光体付着:画像出し後の感光ドラムに透明な接着テープを貼り付け後引き剥すことによって、感光ドラム5cm×5cmの範囲に付着していた磁性粒子の個数をカウントし、1cmあたりの付着磁性粒子の個数を算出する。
◎:0.1個未満/cm
0:0.1個以上、0.5個未満/cm
△:0.5個以上、1個未満/cm
△×:1個以上、5個未満/cm
×:5個以上/cm
【0117】
〔実施例2〕
磁性粒子2を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、実施例1よりドット再現性がわずかに劣る結果となった。
【0118】
〔実施例3〕
磁性粒子3を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところよりドット再現性がわずかに劣る結果となった。
【0119】
〔実施例4〕
磁性粒子4を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、実施例1よりわずかに多い磁性粒子が感光体表面に付着した。
【0120】
〔実施例5〕
磁性粒子5を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、実施例1より多くの磁性体粒子が感光体表面に付着して、ドット再現性がわずかに劣る結果となった。
【0121】
〔実施例6〕
磁性粒子6を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、実施例5よりも更にドット再現性が劣る結果となった。
【0122】
〔比較例1〕
磁性粒子7を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、ドット再現性が悪い結果が得られた。
【0123】
〔比較例2〕
磁性粒子8を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、ランニング枚数が進むにつれて磁性体粒子の感光体への付着が多くなり、10000枚画像出し後はかなり多くの付着がみられた。
【0124】
〔比較例3〕
磁性粒子9を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、ドット再現性が著しく悪い結果となった。
【0125】
〔比較例4〕
磁性粒子10を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、ランニング枚数が進むにつれて磁性体粒子の感光体への付着が多くなり、5000枚画像出し後はかなり多くの付着がみられた。
【0126】
〔比較例5〕
磁性粒子11を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、ドット再現性が悪い結果が得られた。
【0127】
〔比較例生〕
磁性粒子12を用いて、上記の電子写真装置で画像出しを行ったところ、初期から磁性粒子の感光体付着が見られ、ランニング枚数が増えるにしたがい付着量が増加し、ドット再現性が悪くなる結果となった。
【0128】
以上の実施例と比較例の結果を表2に示す。
【0129】
【表1】

Figure 2004101897
【0130】
【表2】
Figure 2004101897
【0131】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、帯電均一性に優れ、優れた画像再現性を与える帯電装置及び電子写真装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の帯電装置を有する電子写真装置の構成の例を示す図。
【図2】磁性粒子の抵抗測定装置の断面図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic apparatus such as a copying machine and a printer, and a charging device used for the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a corona charger has been used as a charging device for electrophotography. In recent years, contact charging devices have been put to practical use instead. This aims at low ozone and low power, and among them, a roller charging method using a conductive roller as a charging member is particularly preferably used from the viewpoint of charging stability.
[0003]
In the conventional contact charging, charging is performed by discharging from a charging member to a member to be charged. Therefore, charging is started by applying a voltage of a certain threshold voltage or more. As an example, when a charging roller is pressed against an OPC photoconductor (photoconductor using an organic photoconductive material) having a seating of 25 μm, a voltage of about 640 V or more is applied. For example, the surface potential of the photoconductor starts to rise, and thereafter, the surface potential of the photoconductor increases linearly with a slope of 1 with respect to the applied voltage. Hereinafter, this threshold voltage is defined as a charging start voltage Vth.
[0004]
That is, in order to obtain the required surface potential Vd of the photoconductor, the charging roller needs a DC voltage of Vd + Vth. The method in which only the DC voltage is applied to the contact charging member to perform charging by discharging in this manner is referred to as DC charging.
[0005]
However, in DC charging, since the resistance value of the contact charging member fluctuates due to environmental fluctuations and the like, and Vth fluctuates when the photoreceptor is shaved and the film thickness changes with use, the potential of the photoreceptor changes to a desired value. It was difficult to
[0006]
Therefore, in order to further uniform the charging, an AC charging method of applying a voltage obtained by superimposing an AC voltage having a peak-to-peak voltage of 2 × Vth or more on a DC voltage corresponding to a desired Vd to the contact charging member is used. It is disclosed in JP-A-63-149669. This is for the purpose of the potential leveling effect by the AC voltage, and the potential of the photoconductor converges to Vd, which is the center of the peak of the AC voltage, and is hardly affected by disturbances such as the environment.
[0007]
However, even in such a contact charging device, the essential charging mechanism uses a discharge phenomenon from the charging member to the photoconductor, and as described above, the voltage required for charging is limited to the photoconductor. It is necessary to borrow more than the surface potential, and a small amount of ozone is generated. In addition, when AC charging is performed for uniform charging, the amount of ozone is further increased, vibration and noise of the charging member and the photosensitive member due to the electric field of the AC voltage are generated, and the surface of the photosensitive member is deteriorated due to discharge. Etc. became remarkable and became a new problem.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-003921 discloses a more effective charging method in which a charge injection layer is provided on the surface of a photoreceptor and charges are directly injected by a contact charging member. I have.
[0009]
In injection charging, it is effective to use, as a charging member, a magnetic brush roller capable of providing a large contact nip with the photoreceptor, uniformly contacting the photoreceptor surface, and leaving no microscopic charge. This uses a magnetic brush-shaped charging member formed by magnetically constraining ferrite, charged magnetic particles in which magnetic fine particles are dispersed in a resin, or the like with a magnet roll.
[0010]
A charging device using magnetic particles having a narrow particle size distribution, a durable metal oxide containing a magnetic substance dispersed in a thermosetting resin, and an electrophotography for effectively performing uniform charging. An apparatus is disclosed in JP-A-Hei.
[0011]
Further, as the charge injection layer which is a surface layer of the photoreceptor, a layer in which conductive fine particles are dispersed in an insulating and translucent binder is preferably used. By contacting the charge injection layer with a charged magnetic brush to which a voltage has been applied, conductive particles are present on the conductive support of the photoreceptor, and conductive particles are present as countless independent float electrodes. The effect of charging the capacitor formed by the electrodes can be expected.
[0012]
Accordingly, the DC voltage applied to the contact charging member and the photoconductor surface potential converge to substantially the same value without utilizing the discharge phenomenon, and a low voltage charging method can be realized.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, as the speed of the electrophotographic apparatus has been increased and the rotation speed of the photosensitive member, that is, the process speed has been increased, uniform charging may not be performed even by using the above-described means. Therefore, by reducing the particle size of the charged magnetic particles or decreasing the saturation magnetization, the density of the spikes of the charged magnetic brush can be increased or the length can be made uniform. And the magnetic particles tend to adhere to the photoreceptor. When magnetic particles adhere to the photoconductor, image reproducibility is deteriorated, and the photoconductor is damaged and scraped.
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a charging device and an electrophotographic device having excellent charging uniformity without causing magnetic particles to adhere to a photosensitive member even when the speed of the electrophotographic device is increased.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention relates to a charged object, a magnetic brush made of magnetic particles, a charging device having a charging member that is disposed in contact with the charged object and charges the charged object by applying a voltage. The magnetic particles are a composite containing a metal oxide and a thermosetting resin, the content of the metal oxide is 80 to 98% by weight of the composite, and the magnetic particles have a number average particle diameter. 10 to 50 μm, and a saturation magnetization in a magnetic field of 10,000 Oersted is 100 to 250 emu / cm.3And the residual magnetization is 25 to 50 emu / cm.3A part of the thermosetting resin is carbonized, and the magnetic particles are magnetic particles having a particle diameter of 1/2 times or less the number average particle diameter of the magnetic particles at a ratio of 30% by number or less. It relates to a charging device characterized by containing.
[0016]
Further, the present invention includes a charging member, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit that are arranged in such a manner that a magnetic brush made of magnetic particles is in contact with the electrophotographic photosensitive member and charges the electrophotographic photosensitive member by applying a voltage. In an electrophotographic apparatus, the magnetic particles are a composite containing a metal oxide and a thermosetting resin, the content of the metal oxide is 80 to 98% by weight of the composite, and the number of the magnetic particles is The average particle diameter is 10 to 50 μm, and the saturation magnetization in a 10,000 Oe magnetic field is 100 to 250 emu / cm.3And the residual magnetization is 25 to 50 emu / cm.3A part of the thermosetting resin is carbonized, and the magnetic particles are magnetic particles having a particle diameter of 1/2 times or less the number average particle diameter of the magnetic particles at a ratio of 30% by number or less. The present invention relates to an electrophotographic apparatus characterized by containing.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As the metal oxide constituting the magnetic particles of the present invention, MO.Fe exhibiting magnetism is used.2O3Or MFe2O4Magnetite and ferrite represented by the following general formula can be preferably used. Here, M represents a divalent or monovalent metal ion such as Mn, Fe, Ni, Co, Cu, Mg, Zn, Cd, and Li, and M may be a single metal or a plurality of metals. For example, magnetite, γ-Fe2O3So-called soft ferrites such as Mn-Zn ferrite, Ni-Zn ferrite, Mn-Mg ferrite, Ca-Mg ferrite, Li ferrite and Cu-Zn ferrite, and Ba ferrite and Sr ferrite. Iron-based oxides such as so-called hard ferrite can be given.
[0018]
The saturation magnetization of the present invention in a 10,000 Oe magnetic field is 100 to 250 emu / cm.3And the residual magnetization is 25 to 50 emu / cm.3In order to obtain magnetic particles having such magnetic characteristics, the magnetic particles of the present invention preferably have the above-mentioned soft ferrite and hard ferrite, and further have a magnetic characteristic by containing a non-magnetic metal oxide as described below. Can be controlled to a range.
[0019]
Non-magnetic metal oxides include Mg, Al, Si, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, and Sn. , Ba and Pb and the like. For example, Al2O3, SiO2, CaO, TiO2, V2O5, CrO2, MnO2, Α-Fe2O3, CoO, NiO, CuO, ZnO, SrO, Y2O3And ZrO2 series and the like can be used.
[0020]
In this case, it is more preferable to use particles having similar specific gravities and shapes in order to increase the adhesion to the thermosetting resin as the binder resin and the carrier strength.
[0021]
Note that as a method for imparting conductivity to the metal oxide, formation of a lattice defect by doping or the like can be given.
[0022]
The number average particle size of the metal oxide varies depending on the particle size of the magnetic particles, but is preferably 0.02 to 5 μm.
[0023]
Further, it is preferable that the metal oxide is subjected to lipophilic treatment. When the lipophilic metal oxide is dispersed in a binder resin to form magnetic particles, the metal oxide can be uniformly and densely incorporated into the binder resin. In particular, when magnetic particles are formed by a polymerization method, it is important to obtain spherical particles having a smooth surface and to sharpen the particle size distribution.
[0024]
In the lipophilic treatment, the metal oxide is treated with a coupling agent such as a silane coupling agent or a titanate coupling agent, or the surface is made hydrophilic by dispersing the metal oxide in an aqueous solvent containing a surfactant. There is a method such as oiling.
[0025]
As the silane-based coupling agent here, those having a hydrophobic group, an amino group or an epoxy group can be used. Examples of the silane coupling agent having a hydrophobic group include vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, and vinyltris (β-methoxy) silane. Examples of the silane coupling agent having an amino group include γ-aminopropylethoxysilane, N-β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane and N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane and the like. Examples of the silane coupling agent having an epoxy group include γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, and β- (3,4-epoxycyclohexyl) trimethoxysilane. .
[0026]
Examples of the titanate-based coupling agent include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, and isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate.
[0027]
As the surfactant, a commercially available surfactant can be used as it is.
[0028]
The magnetic particles of the present invention are prepared by mixing a monomer and a metal oxide and directly polymerizing to produce magnetic particles containing a metal oxide dispersed in a thermosetting resin, and then carbonizing the thermosetting resin. Can be obtained. By using a thermosetting resin as the binder resin, it is possible to produce spherical particles having high strength and which are not broken even during durable use.
[0029]
Monomers used in the polymerization include bisphenols and epichlorohydrin as starting materials for epoxy resins, phenols and aldehydes as starting materials for phenolic resins, ureas and aldehydes as starting materials for urea resins, and melamine and aldehydes. Are used. In the present invention, a phenol resin is preferable in terms of strength.
[0030]
For example, as a method for producing magnetic particles using a curable phenolic resin, phenols and aldehydes in an aqueous medium are metal oxides in the presence of a basic catalyst, preferably having a higher sphericity and a sharp particle size distribution. In order to obtain fine particles, lipophilic metal oxide is added and polymerized to obtain magnetic particles.
[0031]
In addition, if necessary, classification is performed after particle polymerization or carbonization treatment, and the particle size distribution of the magnetic particles can be within the range of the present invention.
[0032]
As a particularly preferred method for producing the magnetic particles of the present invention, it is preferable to use a crosslinked binder resin in order to increase the strength of the magnetic particles. For example, a method in which a crosslinkable resin is selected at the time of direct polymerization and then directly polymerized and crosslinked to obtain magnetic particles, or a method using a monomer containing a crosslinkable component can be used.
[0033]
The content of the metal oxide in the magnetic particles of the present invention is from 80 to 98% by weight. When the content is less than 80% by weight, when magnetic particles are produced by a direct polymerization method, granulated particles may aggregate with each other and a variation in particle size distribution may easily occur, so that good chargeability may not be obtained. is there. On the other hand, if the content exceeds 98% by weight, the strength of the magnetic particles decreases, and problems such as cracking of the magnetic particles tend to occur due to durability.
[0034]
In the present invention, when the content of the metal oxide is 80 to 98% by weight, spherical magnetic particles can be formed, and magnetic particles having fine irregularities on the surface can be obtained. it can. Due to the presence of the fine unevenness, the deterioration in durability occurs in the concave portion, and the convex portion always exists stably as an injection point.
[0035]
In the present invention, the volume resistivity of the magnetic particles is 1 × 105~ 1 × 108It is preferably Ωcm. 1 × 105If it is less than Ωcm, if there is a defect such as a pinhole in the photoreceptor, the current concentrates there and the charging voltage drops, which tends to cause charging nip-like defective charging. Also, 1 × 108If it exceeds Ωcm, it is difficult to uniformly inject charges into the photoreceptor, and a fog image due to minute charging failure is likely to occur.
[0036]
However, the metal oxide-dispersed resin magnetic particles as described above have a resistance of 1 × 105× 108Even in the range of Ωcm, if the surface is covered with a high-resistance resin and many low-resistance metal oxide fine particles do not appear on the surface, sites for injecting charges are lost and charging is performed well. There was something that was not done. Thus, in the present invention, by injecting the thermosetting resin near the surface into conductive carbon, charge injection from the surface of the magnetic particles is promoted, and more uniform charging can be achieved. As described above, in the present invention, since the thermosetting resin itself is carbonized, uniform conductivity can be obtained as compared with the magnetic particles further provided with the conductive layer on the magnetic particles, and the layer is formed by the durable use. There is no peeling.
[0037]
The amount of conductive carbon based on the whole magnetic particles is preferably 1 to 15% by weight, and as a result of carbonization, the volume resistance value of the magnetic particles is 1 × 10 55~ 1 × 108It is preferably in the range of Ωcm. If the amount is less than 1% by weight, it is difficult to obtain the above-described effect of promoting the charge injection, and uniform charging may not be performed. Use may break particles.
[0038]
The carbonization is performed by subjecting the obtained metal oxide-dispersed resin magnetic particles to a heat treatment in an inert atmosphere, preferably at a temperature of 350 ° C. or more and 450 ° C. or less for a predetermined time. If the temperature is lower than 350 ° C., it is difficult to sufficiently perform carbonization. If the temperature exceeds 450 ° C., the magnetic substance is denatured and the magnetic force is reduced, or the speed of carbonization is too high, and it is difficult to control the amount of conductive carbon. easy. The method for measuring the amount of conductive carbon in the magnetic particles will be described later.
[0039]
By the way, the smaller the particle size of the magnetic particles and the smaller the saturation magnetization, the denser the contact with the photoconductor, so that uniform charging is possible. However, as the particle size of the magnetic particles becomes smaller, and as the saturation magnetization of the magnetic particles becomes smaller, the magnetic force of one magnetic particle becomes smaller, so that the magnetic particles tend to adhere to the photoconductor. In addition, magnetic particles having a smooth surface charge transfer, such as the magnetic particles used in the present invention, are particularly likely to adhere to the photoreceptor when using an AC charging method in which an AC component superimposed voltage is applied to a contact charging member. It turns out that it tends to be easy. Also, if the magnetic particles have a broad particle size distribution and contain a large number of particles having a small particle size, not only the uniformity of injection charging is deteriorated, but also the small particles are particularly difficult to adhere to the photoreceptor.
[0040]
Therefore, in the present invention, a magnetic particle having a particle size of not more than 1/2 times the number average particle size of all the magnetic particles has a particle size distribution of 30% by number or less with respect to all the magnetic particles, and a magnetic field of 10,000 Oersted is used. At 25 to 50 emu / cm3The above problem could be solved by using magnetic particles having the following magnetic properties.
[0041]
In the present invention, the distribution cumulative value of magnetic particles having a particle size of 1/2 or less of the number average particle size is preferably 20% by number or less, and particularly preferably 10% by number or less.
[0042]
The number average particle diameter of the magnetic particles used in the present invention is preferably in the range of 10 to 50 μm from the viewpoint of charging uniformity. If the magnetic particle diameter exceeds 50 μm, the specific surface area of the magnetic brush rubbing the photoreceptor tends to decrease, and sufficient charging cannot be performed, particularly when the process speed is high. This is not preferable from the viewpoint of charging uniformity. On the other hand, when the diameter is smaller than 10 μm, the magnetic force of one magnetic particle is reduced, so that the magnetic particles are easily attached to the photoconductor.
[0043]
The saturation magnetization of the magnetic particles of the present invention is 100 to 250 emu / cm in a magnetic field of 10,000 Oersteds.3It is preferable that Magnetic force is 100 emu / cm3If it is smaller, the binding force from the magnetic particle support (sleeve) tends to be insufficient, and the magnetic particles tend to adhere to the photoreceptor. Magnetic force is 250 emu / cm3If it is larger, the ears of the charged magnetic brush tend to be coarse and rigid, making it difficult to obtain uniform charging properties.
[0044]
The remanent magnetization of the magnetic particles of the present invention is 25 to 50 emu / cm in a magnetic field of 10,000 Oersteds.3It is preferable that Remanent magnetization is 25 emu / cm3If the particle size is smaller, the magnetic particles tend to adhere to the photoreceptor when the process speed is high or when the average particle size of the magnetic particles is small.
[0045]
Further, the residual magnetization of the magnetic particles is 50 emu / cm.3If it is larger, the magnetic particles generate cohesive force on the magnetic particle support, so that the magnetic brush is not normally formed, and as a result, the uniform chargeability may be impaired.
[0046]
Hereinafter, a method for measuring each parameter of the magnetic particles in the present invention will be described.
[0047]
The method for measuring the particle size of the magnetic particles used in the present invention will be described. The particle size of the magnetic particles was determined by extracting 300 or more magnetic particles having a particle size of 0.1 μm or more at 3000 times with a scanning electron microscope S-4500 manufactured by Hitachi, Ltd. The particle size is measured by the analyzer Luzex3 using the Feret diameter in the horizontal direction, and the number average particle size is calculated. In addition, from the number-based particle size distribution, the cumulative value of the distribution of magnetic particles having a particle size equal to or smaller than 1/2 times the number average particle size is calculated.
[0048]
The method for measuring the particle size of the metal oxide fine particles used in the present invention is described below. The number average particle diameter of the metal oxide fine particles of the present invention was determined by extracting 300 or more particles at random using a photographic image magnified 10,000 to 50,000 times with a transmission electron microscope H-800 manufactured by Hitachi, Ltd. With respect to particles having a size of 01 μm or more, the particle size of the metal oxide fine particles is measured using a Ferez diameter in the horizontal direction by an image processing analyzer Luzex3 manufactured by Nireco, and the number average particle diameter is calculated by averaging.
[0049]
The magnetic properties of the magnetic particles used in the present invention are measured using an oscillating magnetic field type automatic magnetic property recording apparatus BHV-30 manufactured by Riken Denshi Co., Ltd. The magnetic characteristic value of the magnetic particles creates an external magnetic field of 10,000 Oersteds, and determines the intensity of magnetization at that time. The magnetic particles are packed in a cylindrical plastic container so as to be sufficiently dense. In this state, the magnetization moment is measured, the actual weight when the sample is put in is measured, and the intensity of the saturation magnetization is obtained. Subsequently, the external magnetic field was gradually reduced, lowered to -10000 Oersted, and the magnetic field was increased again to 0 Oersted. Then, the true specific gravity of the magnetic particles is determined by a dry automatic densitometer Acupic 1330 (manufactured by Shimadzu Corporation), and the intensity per unit volume is multiplied by the true specific gravity to the intensity of saturation magnetization and residual magnetization (emu / g). Sa (emu / cm3).
[0050]
The specific resistance characteristics of the magnetic particles used in the present invention are measured using a measuring device shown in FIG. The cell E is filled with magnetic particles, the electrodes 21 and 22 are arranged so as to be in contact with the filled magnetic particles, a voltage is applied between the electrodes, and a current flowing at that time is measured to obtain a specific resistance. Used. In the above-mentioned measuring method, since the magnetic particles are powder, a change occurs in the filling rate, and the specific resistance may change with the change. The measurement condition of the specific resistance in the present invention is such that the contact area S between the filled magnetic particles and the electrode is about 2.3 cm.2The thickness d is about 2 mm, the load on the upper electrode 22 is 180 g, and the applied voltage is 100 V. 23 is an insulator, 24 is an ammeter, 25 is a voltmeter, 26 is a running voltage device, 27 is a sample, and 28 is a guide ring.
[0051]
The method for measuring the amount of conductive carbon in the magnetic particles used in the present invention will be described. Using a thermogravimetric analyzer TAC7 manufactured by PerkinElmer, the amount of resin in each of the magnetic particles before carbonization and the magnetic particles after carbonization is calculated, and the carbon content of the magnetic particles after carbonization is calculated from the difference. .
[0052]
As the member to be charged used in the present invention, an electrophotographic photosensitive member is preferable. Although the electrophotographic photoreceptor is not particularly limited, a charge injection layer is required as a surface layer when performing injection charging.
[0053]
The charge injection layer is 1 × 109~ 1 × 1014It preferably has a volume resistance of Ωcm. The method of measuring the resistance value of the charge injection layer is as follows: a charge injection layer is formed on a polyethylene terephthalate (PET) film having platinum deposited on its surface, and the charge injection layer is measured with a volume resistance measurement device (4140B @ pAMATER manufactured by Hewlett-Packard Company). The measurement is performed by applying a DC voltage of 100 V in an environment of 23 ° C. and 65% RH.
[0054]
The charge injection layer may be a resin layer containing conductive particles such as a conductive metal oxide, or may be an inorganic layer such as SiC.
[0055]
It is possible to extend the life of the photoreceptor to a certain extent by applying a thick charge injection layer, but if the charge injection layer is applied thickly, this charge injection layer acts as an electric resistance layer and a scattering layer, Of the photoconductive characteristics of the film, image deterioration due to scattering of image exposure, and the like. Therefore, the thickness of the charge injection layer is preferably 0.1 to 5 μm.
[0056]
Injection charging is a contact charging member for injecting charges directly onto the surface of a photoreceptor substantially without going through a discharge phenomenon. Therefore, even if the applied voltage to the charging member is equal to or lower than the discharge threshold, the photosensitive member can be charged to a potential corresponding to the applied voltage. However, it is important that charging is not predominantly performed by a discharge phenomenon, and this does not exclude the use of a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage as an applied voltage.
[0057]
The exposing means, developing means and transfer means used in the present invention are not particularly limited.
[0058]
Hereinafter, examples of the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited thereto.
[0059]
(Production of magnetic particles)
[Magnetic particles 1]
Magnetite having a number average particle size of 0.25 μm, strontium ferrite having a number average particle size of 0.25 μm, hematite having a number average particle size of 0.40 μm, and a silane coupling agent (3- (2-aminoethylaminopropyl) dimethoxysilane) was added thereto, and the mixture was stirred at a high speed of 100 ° C. or higher in a container to perform lipophilic treatment.
Phenol 11 parts by weight
6 parts by weight of formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%)
25% by weight of the above lipophilic magnetite
Strontium ferrite treated with lipophilic treatment (25 parts by weight)
Hematite 50 parts by weight
[0060]
The above materials, 28% aqueous ammonia as a basic catalyst, and water are further placed in a flask, and the temperature is raised to 85 ° C. in 40 minutes while stirring and mixing. went. Thereafter, the mixture was cooled to 30 ° C., and after adding 130 parts by weight of water, the supernatant was removed, and the precipitate was washed with water and air-dried. Next, this was dried at 180 ° C. under reduced pressure (5 mmHg or less) to obtain magnetic particles.
[0061]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, treated for 30 minutes, cooled to room temperature and taken out, and the carbonized magnetic particles were removed. Obtained.
[0062]
The obtained magnetic particles are classified using a multi-segment classifier, specifically, an elbow jet lab EJ-L-3 (manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd.), and magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersted. Then, magnetic particles 1 having a number average particle size of 30.2 μm and a cumulative value of distribution of magnetic particles having a particle size of 倍 or less of the number average particle size of 0 number% were obtained. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 3% by weight. Volume resistance value is 3 × 107Ωcm. The saturation magnetization is 105 emu / cm3And the residual magnetization is 30 emu / cm3Met.
[0063]
[Magnetic particles 2]
Phenol 11 parts by weight
6 parts by weight of formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%)
Magnetite used for magnetic particles 1 60 parts by weight
Strontium ferrite used in magnetic particles 1130 parts by weight
Hematite used in magnetic particles 1 10 parts by weight
Polymerization was carried out using the above materials in the same manner as in the case of the magnetic particles 1 to obtain magnetic particles.
[0064]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, and treated for 40 minutes, then cooled to room temperature and taken out to obtain carbonized magnetic particles. Was.
[0065]
The obtained magnetic particles are classified using a multi-segment classifier, magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersteds, and have a number average particle diameter of 35.0 μm and a particle diameter of 1/2 times or less of the number average particle diameter. The magnetic particles 2 having a cumulative value of 0% by number of the magnetic particle distribution having the following were obtained. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 3% by weight. Volume resistance value is 9 × 105Ωcm. The saturation magnetization is 190 emu / cm.3And the residual magnetization is 40 emu / cm3Met.
[0066]
[Magnetic particles 3]
Cu-Zn ferrite having a number average particle size of 0.23 μm and barium ferrite having a number average particle size of 0.26 μm were added to a 0.6% by weight of a titanate coupling agent (isopropyltriisotriene) based on the weight of each metal oxide. Stearoyl titanate) was subjected to lipophilic treatment by mixing and stirring at 100 ° C. for 0.5 hour.
Phenol 11 parts by weight
Formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%) 6 weight groups
Cu-Zn ferrite treated with lipophilic treatment @ 60 weight group
Barium ferrite treated with lipophilic treatment 化 30 parts by weight
Hematite used in magnetic particles 1 10 parts by weight
Polymerization was carried out using the above materials in the same manner as in the case of the magnetic particles 1 to obtain magnetic particles.
[0067]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, treated for 50 minutes, cooled to room temperature, and taken out to obtain carbonized magnetic particles. Was.
[0068]
The obtained magnetic particles are classified using a multi-segment classifier, magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersteds, and have a number average particle diameter of 36.2 μm and a particle diameter equal to or less than half the number average particle diameter. The magnetic particles 3 having a cumulative particle size distribution of 4% by number were obtained. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 8% by weight. Volume resistance value is 8 × 106Ωcm. The saturation magnetization is 191 emu / cm.3And the residual magnetization is 41 emu / cm3Met.
[0069]
[Magnetic particles 4]
Phenol 8 parts by weight
4 parts by weight of formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%)
25% by weight of magnetite used in magnetic particles 1
Barium ferrite used in magnetic particles 3 25 parts by weight
Hematite used in magnetic particles 1150 parts by weight
Polymerization was carried out using the above materials in the same manner as in the case of the magnetic particles 1 to obtain magnetic particles.
[0070]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, and treated for 40 minutes, then cooled to room temperature and taken out to obtain carbonized magnetic particles. Was.
[0071]
The obtained magnetic particles are classified using a multi-segment classifier, magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersted, and have a number average particle size of 15.2 μm and a particle size not more than 倍 times the number average particle size. The magnetic particles 4 having a cumulative value of 15% by number in the magnetic particle distribution were obtained. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 4% by weight. Volume resistance value is 5 × 107Ωcm. The saturation magnetization is 106 emu / cm3And the residual magnetization is 30 emu / cm3Met.
[0072]
[Magnetic particles 5]
Phenol 8 parts by weight
4 parts by weight of formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%)
Cu-Zn ferrite used in magnetic particles 2 @ 25 parts by weight
Barium ferrite used in magnetic particles 2 25 parts by weight
Hematite used in magnetic particles 1150 parts by weight
Polymerization was carried out using the above materials in the same manner as in the case of the magnetic particles 1 to obtain magnetic particles.
[0073]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, and treated for 40 minutes, then cooled to room temperature and taken out to obtain carbonized magnetic particles. Was.
[0074]
The obtained magnetic particles are magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersteds, and the cumulative value of the magnetic particle distribution having a number average particle diameter of 16.5 μm and a particle diameter equal to or smaller than 1/2 times the number average particle diameter is 25. % Of magnetic particles 5 were obtained. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 3% by weight. Volume resistance value is 1 × 107Ωcm. The saturation magnetization is 107emu / cm3And the residual magnetization is 32 emu / cm3Met.
[0075]
[Magnetic particles 6]
Phenol 13 parts by weight
9 parts by weight of formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%)
Cu-Zn ferrite used in magnetic particles 2 80 parts by weight
Barium ferrite used in magnetic particles 2 10 parts by weight
Hematite used in magnetic particles 1 10 parts by weight
Polymerization was carried out using the above materials in the same manner as in the case of the magnetic particles 1 to obtain magnetic particles.
[0076]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, and treated for 40 minutes, then cooled to room temperature and taken out to obtain carbonized magnetic particles. Was.
[0077]
The obtained magnetic particles are magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersteds, and the cumulative value of the magnetic particle distribution having a number average particle size of 45.0 μm and a particle size equal to or smaller than 1/2 times the number average particle size is zero. % Of magnetic particles 6 were obtained. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 3% by weight. Volume resistance value is 4 × 106Ωcm. The saturation magnetization is 220 emu / cm3And the residual magnetization is 27 emu / cm3Met.
[0078]
[Magnetic particles 7]
Phenol 13 parts by weight
9 parts by weight of formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%)
Cu-Zn ferrite used in magnetic particles 2 90 parts by weight
Barium ferrite used in magnetic particles 2 10 parts by weight
Polymerization was carried out using the above materials in the same manner as in the case of the magnetic particles 1 to obtain magnetic particles.
[0079]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, and treated for 40 minutes, then cooled to room temperature and taken out to obtain carbonized magnetic particles. Was.
[0080]
The obtained magnetic particles are magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersteds, and the cumulative value of the magnetic particle distribution having a number average particle size of 40.2 μm and a particle size equal to or less than 1/2 times the number average particle size is zero. % Of magnetic particles 7. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 4% by weight. Volume resistance value is 2 × 107Ωcm. The saturation magnetization is 255 emu / cm.3And the residual magnetization is 27 emu / cm3Met.
[0081]
[Magnetic particles 8]
Phenol 8 parts by weight
4 parts by weight of formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%)
Magnetite used in magnetic particles 1 20 parts by weight
Barium ferrite used in magnetic particles 3 25 parts by weight
Hematite used in magnetic particles 1 55 parts by weight
Polymerization was carried out using the above materials in the same manner as in the case of the magnetic particles 1 to obtain magnetic particles.
[0082]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, and treated for 40 minutes, then cooled to room temperature and taken out to obtain carbonized magnetic particles. Was.
[0083]
The obtained magnetic particles are classified using a multi-segment classifier, magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersted, and have a number average particle size of 18.0 μm and a particle size not more than half the number average particle size. Magnetic particles 8 having a cumulative value of 0% by number of the magnetic particle distribution having the following. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 3% by weight. Volume resistance value is 1 × 107Ωcm. The saturation magnetization is 92 emu / cm.3And the residual magnetization is 28 emu / cm3Met.
[0084]
[Magnetic particles 9]
Phenol 13 parts by weight
9 parts by weight of formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%)
Cu-Zn ferrite used in magnetic particles 2 35 parts by weight
Barium ferrite used in magnetic particles 2260 parts by weight
Hematite used in magnetic particles 1 5 parts by weight
Polymerization was carried out using the above materials in the same manner as in the case of the magnetic particles 1 to obtain magnetic particles.
[0085]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, and treated for 40 minutes, then cooled to room temperature and taken out to obtain carbonized magnetic particles. Was.
[0086]
The obtained magnetic particles are magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersteds, and the cumulative value of the magnetic particle distribution having a number average particle diameter of 42.1 μm and a particle diameter equal to or less than 1/2 times the number average particle diameter is 7 numbers. % Of magnetic particles 9 were obtained. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 3% by weight. Volume resistance value is 6 × 106Ωcm. The saturation magnetization is 185 emu / cm3And the residual magnetization is 54 emu / cm3Met.
[0087]
[Magnetic particles 10]
Phenol 8 parts by weight
4 parts by weight of formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%)
Cu-Zn ferrite used in magnetic particles 2 70 parts by weight
Barium ferrite used in magnetic particles 2 15 parts by weight
Hematite used in magnetic particles 1 15 parts by weight
Polymerization was carried out using the above materials in the same manner as in the case of the magnetic particles 1 to obtain magnetic particles.
[0088]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, and treated for 40 minutes, then cooled to room temperature and taken out to obtain carbonized magnetic particles. Was.
[0089]
The obtained magnetic particles are magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersteds, and the cumulative value of the magnetic particle distribution having a number average particle size of 15.3 μm and a particle size equal to or less than 1/2 times the number average particle size is three. % Of magnetic particles 10 were obtained. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 3% by weight. Volume resistance value is 3 × 106Ωcm. The saturation magnetization is 161 emu / cm3And the residual magnetization is 22 emu / cm3Met.
[0090]
[Magnetic particles 11]
Magnetic particles 11 were produced in exactly the same manner as magnetic particles 1 except that the carbonization was not performed.
[0091]
The number average particle size of the magnetic particles 11 was 30.1 μm, and the cumulative value of the distribution of magnetic particles having a particle size equal to or smaller than 倍 times the number average particle size was 0% by number. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 0% by weight. Volume resistance value is 5 × 107Ωcm. The saturation magnetization is 106 emu / cm3And the residual magnetization is 30 emu / cm3Met.
[0092]
[Magnetic particles 12]
Phenol 8 parts by weight
4 parts by weight of formaldehyde solution (formaldehyde 40%, methanol 10%, water 50%)
Cu-Zn ferrite used in magnetic particles 2 @ 25 parts by weight
Barium ferrite used in magnetic particles 2 25 parts by weight
Hematite used in magnetic particles 1150 parts by weight
Polymerization was carried out using the above materials in the same manner as in the case of the magnetic particles 1 to obtain magnetic particles.
[0093]
The obtained magnetic particles were placed in a rotary electric furnace, the inside of which was replaced with nitrogen, heated to 380 ° C. in a nitrogen stream as it was, and treated for 40 minutes, then cooled to room temperature and taken out to obtain carbonized magnetic particles. Was.
[0094]
The obtained magnetic particles are magnetized in a magnetic field of 10,000 Oersteds, and the cumulative value of the magnetic particle distribution having a number average particle size of 15.3 μm and a particle size not more than 1 / times the number average particle size is 32. % Of magnetic particles 12 were obtained. The amount of conductive carbon in the obtained magnetic particles was 3% by weight. Volume resistance value is 1 × 106Ωcm. The saturation magnetization is 107emu / cm3And the residual magnetization is 32 emu / cm3Met.
[0095]
[Electrophotographic apparatus used in this embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electrophotographic apparatus having the charging device of the present invention. The electrophotographic apparatus of this embodiment is a laser beam printer.
[0096]
Reference numeral 11 denotes a drum-shaped electrophotographic photosensitive member as a member to be charged. Hereinafter, it is referred to as a photosensitive drum. This embodiment is a photosensitive drum (OPC photosensitive drum) using an organic photoconductive material having a diameter of 30 mm, and a predetermined process speed (peripheral speed) of 350 mm / sec. Is driven to rotate.
[0097]
Reference numeral 12 denotes a charging unit having a conductive magnetic brush as a contact charging member that is in contact with the photosensitive drum 1, and is configured such that magnetic particles 123 adhere to a rotatable non-magnetic charging sleeve 121 by the magnetic force of a magnet 122. I have. The magnetic field near the photosensitive drum of the charging sleeve 121 is 800 Oe. A DC charging bias of -700 V is applied to the magnetic brush from a charging bias application power source S1. The minimum value of the gap between the charging sleeve 121 and the photosensitive drum 11 is 500 μm. The magnetic particles 123 on the charging sleeve 121 are coated with a thickness of 1 mm, and form a charging nip having a width of about 4 mm with the photosensitive drum 11. The magnetic brush formed by the magnetic particles 123 is conveyed by rotating the charging sleeve in the direction of arrow E in FIG. 1 (the direction of the counter relative to the moving direction of the photosensitive drum surface in the charging unit), and the magnetic particles are successively transferred. Contacts the surface of the photosensitive drum.
[0098]
In this embodiment, the peripheral speed ratio between the charged magnetic brush and the photosensitive drum is set to -100%.
[0099]
The peripheral speed ratio between the magnetic brush and the photosensitive drum is represented by the following equation.
[0100]
Peripheral speed ratio% = (magnetic brush peripheral speed−photosensitive drum peripheral speed) / photosensitive drum peripheral speed × 100
* The peripheral speed of the magnetic brush is a negative value when the magnetic brush is rotating in the direction of the counter in the direction of rotation of the photosensitive drum in the charging section.
[0101]
Scanning of the charged photosensitive drum 11 by a laser beam intensity-modulated corresponding to a time-series electric digital pixel signal of target image information output from a laser beam scanner (not shown) including a laser diode, a polygon mirror, and the like. Exposure L is performed, and a 1200 dpi electrostatic latent image corresponding to the target image information is formed on the surface of the photosensitive drum 11. The electrostatic latent image is developed as a toner image by a reversal developing device 13 using a magnetic one-component insulating toner.
[0102]
Reference numeral 13a denotes a non-magnetic developing sleeve having a diameter of 16 mm and containing the magnet 13b. The developing sleeve is coated with the above-mentioned negative toner, and the distance from the surface of the photosensitive drum 11 is fixed to 300 μm. By rotating the sleeve 13a, a developing bias voltage is applied to the sleeve 13a from the developing bias power source S2. The applied voltage is a voltage obtained by superimposing a DC voltage of −500 V and a rectangular AC voltage having a frequency of 1800 Hz and a peak-to-peak voltage of 1600 V. Jumping development is performed between the sleeve 13 a and the photosensitive drum 1.
[0103]
On the other hand, a transfer material P as a recording material is supplied from a paper supply unit (not shown), and a photosensitive drum 11 and a medium-resistance transfer roller 14 as a contact transfer unit that is impressed on the photosensitive drum 11 with a predetermined pressing force. At a predetermined timing. A predetermined transfer bias voltage is applied to the transfer roller 14 from a transfer bias application power source S3. In this embodiment, the roller resistance value is 7 × 108The transfer was performed by applying a DC voltage of +2000 V using a Ω-type.
[0104]
The transfer material P introduced into the transfer portion T is conveyed by sandwiching the transfer portion T, and the toner image formed and carried on the surface of the photosensitive drum 11 is sequentially transferred to the surface side by electrostatic force and pressing force. Go.
[0105]
The transfer material P to which the toner image has been transferred is separated from the surface of the photosensitive drum 1 and introduced into a fixing device 15 such as a heat fixing method, where the toner image is fixed, and the image is formed as an image product (print or copy). It is discharged outside.
[0106]
Further, the surface of the photosensitive drum 11 after the transfer of the toner image to the transfer material P is cleaned by removing the adhered contaminants such as residual toner by the cleaning device 16, and the image is repeatedly provided. In the present invention, a so-called cleaner-less electrophotographic apparatus may be used, in which an independent cleaning unit is not provided and the residual toner is collected substantially by a developing unit.
[0107]
Next, the photoconductor used in the present embodiment will be described.
[0108]
The photosensitive drum 11 is an OPC photosensitive member for negative charging, and is provided with the following first to fifth five functional layers on a drum support made of aluminum having a diameter of 30 mm in order from the bottom.
[0109]
The first layer is an undercoating layer, and is a conductive layer having a thickness of about 20 μm provided to smooth defects of the aluminum drum and to prevent the occurrence of moire due to reflection by laser exposure.
[0110]
The second layer is a positive charge injection preventing layer, which serves to prevent positive charges injected from the aluminum support from canceling out negative charges charged on the surface of the photosensitive drum, and is formed by an amylan resin and methoxymethylated nylon.6This is a medium resistance layer having a thickness of about 1 μm and a resistance adjusted to about Ωcm.
[0111]
The third layer is a charge generation layer, which is a layer having a thickness of 0.3 μm in which a disazo pigment is dispersed in a resin, and generates a positive / negative charge pair by receiving laser exposure.
[0112]
The fourth layer is a charge transport layer, in which hydrazone is dispersed in a polycarbonate resin, and is a P-type semiconductor. Therefore, the negative charges charged on the photoconductor surface cannot move through this layer, and only the positive charges generated in the charge generation layer can be transported to the photoconductor surface.
[0113]
The fifth layer is a charge injection layer, in which a photocurable acrylic resin is added to ultrafine SnO.2And a coating layer of a material in which a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) is dispersed. More specifically, 60 parts by weight of a photocurable acrylic monomer, 60 parts by weight of tin oxide ultrafine particles having an average particle diameter of about 0.3 μm before dispersion and doped with antimony and having a low resistance, and an average particle diameter of 0.18 μm 50 parts by weight of polytetrafluoroethylene fine particles, 20 parts by weight of 2-methylthioxanthone as a photoinitiator and 400 parts by weight of methanol were dispersed in a sand mill for 48 hours. The coating solution thus prepared was applied to a thickness of about 2 μm by a dipping coating method to form a charge injection layer. The volume resistance value of the charge injection layer is 2 × 10ThirteenΩcm.
[0114]
[Example 1]
When an image was formed with the above-described electrophotographic apparatus using the magnetic particles 1, it was found that the magnetic particles exhibited excellent dot reproducibility, and that the magnetic particles had good charge injection characteristics. Further, no magnetic particles adhered to the surface of the photoreceptor. In addition, when a durability test was performed on 10,000 sheets of images, the same good characteristics as those in the initial stage were exhibited. The magnetic particles did not break and contaminate the surface of the photoreceptor. There was no.
[0115]
The method of evaluating dot reproducibility and adhesion of magnetic particles to a photoreceptor is as follows.
[0116]
(1) Dot reproducibility: Dots developed on a photosensitive drum in a halftone portion (latent image spot diameter 15 μm) of an image were captured as image data on a personal computer using a CCD (× 1000). Next, the pixel area of this dot was calculated, and 100 were added to calculate the average value a and the standard deviation S. The value S / a obtained by dividing the standard deviation S of the pixel area of the dot by the average value a was used as an evaluation value of dot reproducibility, and evaluated based on the following criteria.
◎: less than 0.03
:: 0.03 or more and less than 0.05
Δ: 0.05 or more and less than 0.10
Δ ×: 0.10 or more and less than 0.15
×: 0.15 or more
(2) Attachment of magnetic particle photoreceptor: The number of magnetic particles adhering to the area of 5 cm × 5 cm of the photosensitive drum was counted by attaching a transparent adhesive tape to the photosensitive drum after the image was taken out and then peeling it off.2The number of attached magnetic particles per unit is calculated.
◎: less than 0.1 / cm2
0: 0.1 or more, less than 0.5 / cm2
Δ: 0.5 or more and less than 1 / cm2
Δ ×: 1 or more and less than 5 / cm2
×: 5 or more / cm2
[0117]
[Example 2]
When an image was formed with the above-described electrophotographic apparatus using the magnetic particles 2, dot reproducibility was slightly inferior to that of Example 1.
[0118]
[Example 3]
The dot reproducibility was slightly inferior to that of the above-described electrophotographic apparatus using magnetic particles 3 when an image was displayed.
[0119]
[Example 4]
When an image was formed with the above electrophotographic apparatus using the magnetic particles 4, slightly more magnetic particles adhered to the surface of the photoreceptor than in Example 1.
[0120]
[Example 5]
When an image was formed with the above-described electrophotographic apparatus using the magnetic particles 5, more magnetic particles adhered to the surface of the photoreceptor than in Example 1, resulting in slightly poor dot reproducibility.
[0121]
[Example 6]
When an image was formed with the above electrophotographic apparatus using the magnetic particles 6, dot reproducibility was further inferior to Example 5.
[0122]
[Comparative Example 1]
When an image was formed with the above-described electrophotographic apparatus using the magnetic particles 7, a result having poor dot reproducibility was obtained.
[0123]
[Comparative Example 2]
When an image was formed with the above-described electrophotographic apparatus using the magnetic particles 8, the amount of magnetic particles adhered to the photoconductor increased as the number of running sheets increased, and after the 10,000 images were formed, a considerably large amount of adhesion was observed. Was done.
[0124]
[Comparative Example 3]
When an image was formed with the above electrophotographic apparatus using the magnetic particles 9, dot reproducibility was extremely poor.
[0125]
[Comparative Example 4]
When an image was formed with the above-described electrophotographic apparatus using the magnetic particles 10, the amount of the magnetic particles adhered to the photoreceptor increased as the number of running sheets progressed. Was done.
[0126]
[Comparative Example 5]
When an image was formed with the above-described electrophotographic apparatus using the magnetic particles 11, a result having poor dot reproducibility was obtained.
[0127]
(Comparative student)
When an image was formed with the above-described electrophotographic apparatus using the magnetic particles 12, adhesion of the magnetic particles to the photoreceptor was observed from the beginning, and as the number of running sheets increased, the amount of adhesion increased, resulting in poor dot reproducibility. The result was.
[0128]
Table 2 shows the results of the above Examples and Comparative Examples.
[0129]
[Table 1]
Figure 2004101897
[0130]
[Table 2]
Figure 2004101897
[0131]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a charging device and an electrophotographic device which are excellent in charging uniformity and provide excellent image reproducibility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of an electrophotographic apparatus having a charging device of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a magnetic particle resistance measuring device.

Claims (18)

被帯電体、及び磁性粒子からなる磁気ブラシであり、該被帯電体に接触配置され、電圧を印加されることにより該被帯電体を帯電する帯電部材を有する帯電装置において、該磁性粒子が金属酸化物及び熱硬化性樹脂を含有する複合体であり、該金属酸化物の含有量が該複合体の80〜98重量%であり、該磁性粒子は個数平均粒子径が10〜50μmであり、10000エルステッドの磁場における飽和磁化が100乃至250emu/cmであり、残留磁化が25乃至50emu/cmであり、該熱硬化性樹脂の一部が炭化されており、該磁性粒子が該磁性粒子の個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子を30個数%以下の割合で含有することを特徴とする帯電装置。A charging device that has a charging member that is a magnetic brush made of a member to be charged and magnetic particles, and that is arranged in contact with the member to be charged and that charges the member to be charged when a voltage is applied; A composite containing an oxide and a thermosetting resin, wherein the content of the metal oxide is 80 to 98% by weight of the composite, and the magnetic particles have a number average particle diameter of 10 to 50 μm; 10000 oersted a saturation magnetization of 100 to 250 emu / cm 3 in the magnetic field of the residual magnetization is 25 to 50 emu / cm 3, a portion of the thermosetting resin are carbonized, the magnetic particles are magnetic particles A magnetic particle having a particle size equal to or less than 1/2 times the number average particle size of (i) at a ratio of 30% by number or less. 個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子の割合が20個数%以下である請求項1に記載の帯電装置。2. The charging device according to claim 1, wherein the ratio of the magnetic particles having a particle size equal to or less than half the number average particle size is 20 number% or less. 磁性粒子が金属酸化物と熱硬化性樹脂のモノマーの混合物を直接重合することにより得られる請求項1または2に記載の帯電装置。The charging device according to claim 1, wherein the magnetic particles are obtained by directly polymerizing a mixture of a metal oxide and a monomer of a thermosetting resin. 磁性粒子が1×10〜1×10Ωcmの体積抵抗値を有する請求項1乃至4のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to claim 1, wherein the magnetic particles have a volume resistance of 1 × 10 5 to 1 × 10 8 Ωcm. 熱硬化性樹脂がフェノール樹脂である請求項1乃至4のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to claim 1, wherein the thermosetting resin is a phenol resin. 磁性粒子が該磁性粒子に対し、1〜15重量%の導電性カーボンを含有する請求項1乃至5のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic particles contain 1 to 15% by weight of conductive carbon based on the magnetic particles. 磁性粒子を構成する金属酸化物が、少なくともマグネタイトとソフトフェライトのいずれかとバリウムフェライトとストロンチウムフェライトのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の帯電装置。7. The charging device according to claim 1, wherein the metal oxide constituting the magnetic particles is at least one of magnetite and soft ferrite, and one of barium ferrite and strontium ferrite. 被帯電体が電子写真感光体である請求項1乃至7のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to claim 1, wherein the member to be charged is an electrophotographic photosensitive member. 電子写真感光体が表面層として電荷注入層を有する請求項8に記載の帯電装置。The charging device according to claim 8, wherein the electrophotographic photosensitive member has a charge injection layer as a surface layer. 磁性粒子からなる磁気ブラシが電子写真感光体に接触配置され、電圧を印加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部材、露光手段、現像手段及び転写手段を有する電子写真装置において、
該磁性粒子が金属酸化物及び熱硬化性樹脂を含有する複合体であり、該金属酸化物の含有量が該複合体の80〜98重量%であり、該磁性粒子は個数平均粒子径が10〜50μmであり、10000エルステッドの磁場における飽和磁化が100乃至250emu/cm3であり、残留磁化が25乃至50emu/cm3であり、該熱硬化性樹脂の一部が炭化されており、該磁性粒子が該磁性粒子の個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子を30個数%以下の割合で含有することを特徴とする電子写真装置。
A magnetic brush made of magnetic particles is arranged in contact with the electrophotographic photosensitive member, and a charging member for charging the electrophotographic photosensitive member by applying a voltage, an exposure unit, a developing unit, and a transfer unit.
The magnetic particles are a composite containing a metal oxide and a thermosetting resin, the content of the metal oxide is 80 to 98% by weight of the composite, and the magnetic particles have a number average particle diameter of 10%. 5050 μm, a saturation magnetization in a 10,000 Oe magnetic field of 100 to 250 emu / cm 3, a residual magnetization of 25 to 50 emu / cm 3, a part of the thermosetting resin is carbonized, and the magnetic particles are An electrophotographic apparatus comprising: magnetic particles having a particle diameter of 1/2 or less of the number average particle diameter of the magnetic particles at a ratio of 30 number% or less.
個数平均粒径の1/2倍以下の粒径を有する磁性粒子の割合が20個数%以下である請求項11に記載の電子写真装置。The electrophotographic apparatus according to claim 11, wherein the ratio of magnetic particles having a particle size of 1/2 or less the number average particle size is 20% by number or less. 磁性粒子が金属酸化物と熱硬化性樹脂のモノマーの混合物を直接重合することにより得られる請求項11または12に記載の帯電装置。The charging device according to claim 11, wherein the magnetic particles are obtained by directly polymerizing a mixture of a metal oxide and a monomer of a thermosetting resin. 磁性粒子が1×10〜1×10Ωcmの体積抵抗値を有する請求項11乃至14のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to claim 11, wherein the magnetic particles have a volume resistivity of 1 × 10 5 to 1 × 10 8 Ωcm. 熱硬化性樹脂がフェノール樹脂である請求項11乃至14のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to any one of claims 11 to 14, wherein the thermosetting resin is a phenol resin. 磁性粒子が該磁性粒子に対し、1〜15重量%の導電性カーボンを含有する請求項11乃至15のいずれかに記載の帯電装置。The charging device according to any one of claims 11 to 15, wherein the magnetic particles contain 1 to 15% by weight of conductive carbon based on the magnetic particles. 磁性粒子を構成する金属酸化物が、少なくともマグネタイトとソフトフェライトのいずれかとバリウムフェライトとストロンチウムフェライトのいずれかであることを特徴とする請求項11乃至16のいずれかに記載の帯電装置。17. The charging device according to claim 11, wherein the metal oxide forming the magnetic particles is at least one of magnetite and soft ferrite, and one of barium ferrite and strontium ferrite. 被帯電体が電子写真感光体である請求項11乃至17のいずれかに記載の帯電装置。18. The charging device according to claim 11, wherein the member to be charged is an electrophotographic photosensitive member. 電子写真感光体が表面層として電荷注入層を有する請求項18に記載の帯電装置。19. The charging device according to claim 18, wherein the electrophotographic photosensitive member has a charge injection layer as a surface layer.
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