JP5506438B2 - Image forming method - Google Patents
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Images
Landscapes
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Cleaning In Electrography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
本発明は、電子写真プロセスを用いて画像を形成する画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming method for forming an image using an electrophotographic process.
画像流れを抑止し、また像担持体(感光体)を長寿命に維持する技術として、感光体周面の硬度を上げて磨耗を抑制すると共に、トナーに研磨粒子を配合して感光体の周面に付着させ、研磨粒子によって感光体の周面を研磨することにより感光体の周面に付着した放電生成物を除去する技術が開示されている(特許文献1参照)。 As a technology for suppressing image flow and maintaining the image bearing member (photoreceptor) with a long life, the peripheral surface of the photoreceptor is improved by increasing the hardness of the peripheral surface of the photoreceptor to suppress wear, and by incorporating abrasive particles into the toner. There has been disclosed a technique for removing discharge products adhering to the peripheral surface of the photoconductor by adhering to the surface and polishing the peripheral surface of the photoconductor with abrasive particles (see Patent Document 1).
研磨技術の他の例として、樹脂コートキャリアに炭酸カルシウムを含むモース硬度3.5以上、体積平均粒径0.1〜10μmの研磨粒子を外添又は内添する技術、樹脂被服キャリアの表面にモース硬度5以上の研磨粒子を固着させる技術が開示されている(特許文献2参照)。 As another example of the polishing technique, a technique of externally or internally adding abrasive particles having a Mohs hardness of 3.5 or more and a volume average particle size of 0.1 to 10 μm containing calcium carbonate to a resin-coated carrier, on the surface of a resin-coated carrier A technique for fixing abrasive particles having a Mohs hardness of 5 or more is disclosed (see Patent Document 2).
また、二成分系現像剤の長寿命化、安定化技術として、キャリアの特性を規定し、球状フェライト表面に微細結晶粒子に基づく凹凸を有し、該凹凸の凸部を露出するように樹脂コーティングし、長期使用による濃度変動を抑える技術が提案されている(特許文献3参照)。また、コア粒子表面を被覆樹脂により80%以下の割合で被覆して、帯電均一性やキャリア寿命を延ばす技術が開示されている(特許文献4参照)。 In addition, as a technology for extending the life and stability of two-component developers, the carrier characteristics are specified, and resin coating is applied so that the spherical ferrite surface has irregularities based on fine crystal particles and the irregularities are exposed. And the technique which suppresses the density | concentration fluctuation | variation by long-term use is proposed (refer patent document 3). Further, a technique for extending the charging uniformity and carrier life by coating the core particle surface with a coating resin at a ratio of 80% or less is disclosed (see Patent Document 4).
本発明は、上述のごとき問題点を解決した画像形成方法を提供することを目的とする。即ち、本発明は、像担持体表への帯電生成物の影響を抑止し、画像流れを防止すると共に、該像担持体及びクリーニングブレードの損耗を抑止し、高品位な画像を長期間に亘って提供することができる画像形成方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image forming method that solves the above-described problems. That is, the present invention suppresses the influence of the charged product on the surface of the image carrier, prevents the image from flowing, suppresses the wear of the image carrier and the cleaning blade, and produces a high-quality image over a long period of time. It is an object of the present invention to provide an image forming method that can be provided.
上記目的を達成するための本発明は、像担持体を帯電する帯電工程と、
該像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
バイアスが印加された現像剤担持体の表面に担持された2成分系現像剤で形成される磁気ブラシを該像担持体に接触させることによって、該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
該トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
転写後の該像担持体の表面から転写残トナーを除去するクリーニング工程と、
を少なくとも有する画像形成方法であって、
該2成分系現像剤は、磁性キャリアとトナーとを含有し、
該磁性キャリアは、
磁性フェライトコア粒子と樹脂とを有する磁性キャリアであり、
走査型電子顕微鏡を用いて、加速電圧2.0kVで撮影された該磁性キャリアの反射電子像において、
金属酸化物に由来する部分の面積が、該磁性キャリアの粒子投影面積に対して、0.5面積%以上10.0面積%以下であり、
金属酸化物に由来する部分の平均面積値が、0.45μm2以上1.40μm2以下であり、
該磁気ブラシと該像担持体との接触部には、個数平均粒径が30nm以上300nm以下である塩基性無機化合物を介在させることを特徴とする画像形成方法である。
To achieve the above object, the present invention comprises a charging step for charging an image carrier,
An electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the surface of the image carrier;
Form a toner image a magnetic brush formed by two-component developer bias is supported on the applied surface of the developer carrying member by contacting the image bearing member, developing the electrostatic latent image A development process to
A transfer step of transferring the toner image to a recording medium;
A cleaning step of removing transfer residual toner from the surface of the image carrier after transfer ;
And at least Yusuke that image forming method,
The two-component developer contains a magnetic carrier and a toner,
The magnetic carrier,
Ri Ah magnetic carrier and a magnetic ferrite core particles and a resin,
In a reflected electron image of the magnetic carrier photographed at an acceleration voltage of 2.0 kV using a scanning electron microscope ,
Area of the portion derived from the metal oxide, the relative magnetic grain projected area of the carrier is 10.0 area% or less 0.5 area% or more,
Average area value of the portion from the metallic oxides are at 0.45 [mu] m 2 or more 1.40 .mu.m 2 or less,
The contact portion between the magnetic brush and said image bearing member, an image forming method characterized by number average particle diameter is interposed a basic inorganic compound is 30nm or more 300nm or less.
本発明者らの検討の結果、像担持体の劣化を抑止し、更に摩擦特性の低下を抑止するために、所定の粒径の塩基性無機化合物を像担持体表面に供給することで、画像流れを抑止できることが判明した。更に、特定のコア露出面積を有する二成分系現像剤のキャリアで摺擦することで、画像流れを抑制する効果が長期に持続し、またクリーニング部材の損耗も抑止できることが判明した。 As a result of the study by the present inventors, in order to suppress the deterioration of the image carrier and further suppress the reduction of the friction characteristics, a basic inorganic compound having a predetermined particle diameter is supplied to the surface of the image carrier, thereby It turns out that the flow can be suppressed. Further, it has been found that the effect of suppressing image flow can be maintained for a long time by rubbing with a carrier of a two-component developer having a specific core exposed area, and the wear of the cleaning member can be suppressed.
本発明の構成により、像担持体の表面の劣化を防止することができ、画像流れを防止できる。また、クリーニングブレードや像担持体が受ける負荷を抑制し、これらの損耗を防止し、長期にわたって、安定した良好なクリーニング性が維持されて、安定した画像特性が高水準に維持される。 With the configuration of the present invention, it is possible to prevent the surface of the image carrier from being deteriorated and to prevent the image from flowing. In addition, the load received by the cleaning blade and the image carrier is suppressed, and wear and tear thereof are prevented, and stable good cleaning properties are maintained over a long period of time, and stable image characteristics are maintained at a high level.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
・画像形成装置構成
図1に、本発明の画像形成方法に係る画像形成装置の概略を示す。
像担持体101は、回動可能なドラム型の電子写真感光体(以下、感光体と記す)であり、駆動機構(不図示)により、所定の面速度で矢印X方向に回転駆動される。感光体101は、本図の如きシリンダ状の他、ベルト状など公知の形態で良い。感光体101の周囲に、該感光体を帯電する帯電手段102、不図示の潜像(静電潜像)形成手段により付加される潜像形成信号103、現像手段104、転写手段105、クリーニング手段106が配される。帯電手段102は公知の帯電部材、及び帯電方式を使用することができる。本例に於いては、ローラー型帯電部材(帯電ローラーと称する)を接触方式で使用し、交流バイアスに直流バイアスを重畳した振動バイアスを印加(AC方式)し、感光体101の暗部電位VDとして−650[V]となる様にした。均一帯電された感光体101は、公知の潜像形成信号103により潜像が形成される。本例ではイメージ露光方式で、後述する現像手段104の対向位置で、感光体101の明部電位VLとして−200[V]となるように潜像を形成した。感光体101に形成された潜像に応じて、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を用いた現像手段104によりトナー像が形成され、転写手段105で転写材(記録媒体)Pに転写される。転写手段、方式は公知の物を使用できる。現像工程についての詳細は後述する。転写工程を経た感光体(転写後の感光体)101はクリーニング手段106で、転写残現像剤や紙粉などの残留物が除去されて、次の画像形成工程に供される。
FIG. 1 shows an outline of an image forming apparatus according to the image forming method of the present invention.
The
・放電電流Idis
前述のように、帯電ローラー102には正弦波交流バイアスに直流バイアスを重畳したAC方式の帯電バイアスが印加されている。放電が起きていない場合は、帯電ローラー102と感光体101と間のインピーダンスに従って、印加交流電圧Vac(振幅;Vpp)と帯電交流電流Iacの間にはリニアな関係が成立している。
一方、放電が起きているときは、Iac≧Izとなる(Izは図9の放電領域での破線部)。このIacとIzの差Idisを放電電流量と規定する。
放電が起きているときには電気的な過渡現象を含むため、理論的に放電電流量Idisを求めることは難しい。更には、該Idisは、温湿度や帯電ローラー102の当接条件、物性、現像剤等による汚れなどに影響されやすく常に一定ではない。よって、該Idisは印字動作毎に、もしくは一定時間毎に求める必要がある。
該Idisは、以下の式1によって算出する。
Idis=Iac−α・Vac ・・・(式1)
上記の比例定数αは未放電状態のIac、Vacから求める。
・ Discharge current Idis
As described above, the
On the other hand, when discharge is occurring, Iac ≧ Iz (Iz is a broken line portion in the discharge region of FIG. 9). The difference Idis between Iac and Iz is defined as the discharge current amount.
Since an electrical transient phenomenon is included when discharge is occurring, it is difficult to theoretically obtain the discharge current amount Idis. Further, the Idis is not always constant because it is easily affected by temperature and humidity, contact conditions of the
The Idis is calculated by the following
Idis = Iac−α · Vac (Formula 1)
The proportional constant α is obtained from Iac and Vac in an undischarged state.
本実施形態では、放電電流量Idisが一定となるように制御して評価を行っている。以下にこの制御方法を述べる。
本例の画像形成装置はコントローラ(不図示)及び電流検出手段(不図示)を有している。これらと電源(不図示)により、非画像形成時に、未放電領域の交流電圧(Vpp)を1点、放電領域では交流電圧を2点以上印加し、そのときの総電流Iacを測定する。
該コントローラは、未放電領域として交流電圧0の点(Vpp=0ではIacもIdisも0)と、放電領域の複数の交流電圧で、電流Iacを測定し、各電圧と電流値から近似処理を行う。これにより、所望の放電電流Idisに対応する印加電圧Vppを算出し、電源から帯電ローラー102に印加される。電流制御方式の場合には、電流検出手段の替りに電圧検出手段として、未放電領域、及び放電領域のIacを各々印加し、上述の要領で所望のIdisに対応するIacを求めて、印加するようにすればよい。連続で画像形成を行う場合には、画像形成間で上記の動作を行うことができる。
In the present embodiment, the evaluation is performed while controlling the discharge current amount Idis to be constant. This control method will be described below.
The image forming apparatus of this example includes a controller (not shown) and current detection means (not shown). With these and a power source (not shown), at the time of non-image formation, one point of AC voltage (Vpp) in the undischarged region and two points or more of AC voltage are applied in the discharge region, and the total current Iac at that time is measured.
The controller measures the current Iac at a point of
・クリーニング手段
クリーニング手段106は、ポリウレタンゴムなどの弾性部材からなるクリーニングブレード107を有している。該クリーニングブレード107は公知のクリーニングブレード保持手段(不図示)により保持され、感光体101に所定の当接圧或いは進入量、及び設定角θで当接される。該クリーニングブレード107のゴム硬度(JIS A)、当接圧、設定角θは公知の範囲で使用できる。また該クリーニングブレードの厚さTと自由長Lの比T/Lが0.2以上であると、該クリーニングブレードの撓みが抑制され、感光体にクリーニングブレードエッジを安定して当接できるので好ましい。
Cleaning means The cleaning means 106 has a
また、システムの寿命の観点から、クリーニングブレード107のゴム物性として、100%モジュラスや破断伸びが規定されたものを使用することも好ましい。
Further, from the viewpoint of the life of the system, it is also preferable to use the
クリーニングブレード107は、画像形成時には、その先端部が図7(a)の状態から、当接する感光体101に引っ張られ図7(b)の様に撓む。該クリーニングブレード107の損耗は、局所的な摩擦の増加、或いは異物や異常な負荷により、クリーニングブレードが感光体との当接部で急激に引っ張られて生じると考えられる。形成する画像が局在化している場合や、塩基性無機化合物の入替えを行う場合、長手方向で局所的に摩擦特性が不均一になる場合がある。従って、該クリーニングブレードは変形しにくく、仮に変形しても、裂けたり切断されたりなどといった破断に対する強度を有していることが好ましい。但し、クリーニング性を阻害しない範囲である事はいうまでも無い。
At the time of image formation, the tip of the
ゴム物性としては2940≦100%モジュラス≦5880[kN/m2]、破断伸び≧300[%]の範囲が好ましい。この範囲とする事で、潤滑剤による被服膜の状態を好適に維持すると共に、該クリーニングブレードの損耗を抑制できる。 The rubber properties are preferably 2940 ≦ 100% modulus ≦ 5880 [kN / m 2 ] and elongation at break ≧ 300 [%]. By setting it as this range, while maintaining the state of the coating film by a lubrication agent suitably, abrasion of this cleaning blade can be suppressed.
なお、本例では、クリーニングブレード107は、ゴム硬度73[°]、100%モジュラス3500[kN/m2]、破断伸び325[%]、厚さ2[mm]の板状ブレードを板金に自由長8[mm]で固定し、該板金を感光体101にバネ加圧で当接させる方式とした。設定角26[°]で、当接圧は30.63[N/m](31.25g/cm)とした。
In this example, as the
・塩基性無機化合物及び供給手段
本発明にかかる塩基性化合物は、感光体101の表面に存在し、帯電工程に於いて、放電生成物であるNOxなどによる、該感光体表面の酸化劣化を抑止するものである。該塩基性化合物は感光体表面にまんべんなく供給され、帯電生成物による感光体表面の劣化を抑制し、新しい塩基性化合物に入れ替えられることにより、長期に画像流れを抑止するものである。
Basic inorganic compound and supply means The basic compound according to the present invention is present on the surface of the
塩基性化合物とは、酸と反応して塩を形成するものであり、アンモニア、アルキルアミンなどの塩基性有機化合物、また炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどの塩基性無機化合物(以下、無機塩基と称する)が挙げられる。 A basic compound reacts with an acid to form a salt, and is a basic organic compound such as ammonia or alkylamine, or a basic inorganic compound such as magnesium carbonate or calcium carbonate (hereinafter referred to as an inorganic base). Is mentioned.
無機塩基は固体状態のものが多く、感光体表面を保護する、あるいは酸化劣化した塩基性化合物を除去し、未劣化の塩基性化合物と入れ替えるのに有利である。なお、無機塩基が酸を中和する事は、黄砂に含まれる炭酸カルシウムが酸性雨を中和する事などでも知られる。 Many inorganic bases are in a solid state, and it is advantageous for protecting the surface of the photoreceptor or removing an oxidized and deteriorated basic compound and replacing it with an undegraded basic compound. In addition, the fact that the inorganic base neutralizes the acid is also known that the calcium carbonate contained in yellow sand neutralizes the acid rain.
なお、塩基性の判断は、pHが7.0に調整されたイオン交換水を使用して調製した分散液のpHを測定して行った。測定方法はJIS K 5101−17−2(常温法)に準じて、常温(23±2℃)にて行った。 The basicity was determined by measuring the pH of the dispersion prepared using ion-exchanged water whose pH was adjusted to 7.0. The measuring method was performed at normal temperature (23 ± 2 ° C.) according to JIS K 5101-17-2 (normal temperature method).
上記pHは7.0より大が好ましいが、強塩基過ぎるとできる塩も強塩基性になる場合がある。また、水分との反応性が高くなりすぎるため、過度の強塩基性は好ましく無い。NOxなどの量、即ち放電電流量などの条件にも依るが、好ましくは7.5以上10以下である。 The pH is preferably higher than 7.0, but if it is too strong, the resulting salt may be strongly basic. Moreover, since the reactivity with a water | moisture content becomes high too much, excessive strong basicity is not preferable. Although it depends on conditions such as the amount of NOx, that is, the amount of discharge current, it is preferably 7.5 or more and 10 or less.
該無機塩基は、個数平均粒径が30nm以上300nm以下であると好ましい。30nm以上になると、感光体表面から除去しやすく流れ抑制効果が向上する。一方、300nmを超える大粒径の場合には、空隙の増加によるものか、比表面積が小さくなる事によるものか、詳細なメカニズムは不明だが、流れ抑制効果が低下する場合がある。また、特にクリーニング手段に弾性ブレードを使用する場合、上記の粒径の粒子は、一部はクリーニング除去され、一部は該クリーニング手段のニップ部をすり抜けるため、該無機塩基の不足なく、適宜入れ替えるのに有効である。 The inorganic base preferably has a number average particle diameter of 30 nm to 300 nm. When it is 30 nm or more, it is easy to remove from the surface of the photoreceptor, and the flow suppressing effect is improved. On the other hand, in the case of a large particle diameter exceeding 300 nm, the detailed mechanism is unknown whether it is due to an increase in voids or a decrease in specific surface area, but the flow suppressing effect may be reduced. In particular, when an elastic blade is used for the cleaning means, a part of the particles having the above-mentioned particle size is removed by cleaning and a part of the particles passes through the nip portion of the cleaning means. It is effective.
無機塩基の粒径は、市販の走査型電子顕微鏡(SEM)で100乃至1000個の範囲で、任意の個数の、無機塩基の粒径を無作為に選択して観測し、その平均値を以って平均粒径とした。なお、立方体状など、長径と短径を有する粒子は、長径と短径の平均値を、観測した粒子の粒径とした。 The particle size of the inorganic base is in the range of 100 to 1000 with a commercially available scanning electron microscope (SEM), and an arbitrary number of inorganic base particles are randomly selected and observed. The average particle size. For particles having a major axis and a minor axis, such as a cubic shape, the average value of the major axis and the minor axis was taken as the particle size of the observed particles.
無機塩基の中でも、炭酸カルシウムは潤滑性にも優れ、クリーニング工程に於ける摩擦の増加を抑制でき、該クリーニング部材107や感光体101の長寿命化にも好ましい。
Among inorganic bases, calcium carbonate is excellent in lubricity, can suppress an increase in friction in the cleaning process, and is preferable for extending the life of the cleaning
無機塩基を感光体101表面に供給する手段としては、無機塩基供給部手段を設ける方法以外にも、例えば現像剤に外添する方法等が挙げられるが、特に限定されるものではない。また、該無機塩基の供給量は、供給手段の構成やその他の各種の条件にも依るが、感光体の単位面積あたり1.0×10−10g/mm2以上が均一に供給でき、好ましい。また5×10−6g/mm2以下であると供給用部材の負荷が過剰にならず、該供給用部材、並びに無機塩基源の長寿命化ができて好ましい。
The means for supplying the inorganic base to the surface of the
無機塩基供給手段は、図1の如く、無機塩基をブロック状に成形したものなどから成る無機塩基源109と、ブラシローラーなどの供給部材108とからなる。本図に於いて、ブラシローラー108には、無機塩基源109を接触させて配設してある。110は無機塩基源109をクリーニングブラシ108に対して常時所定の押圧力で接触させる付勢部材である。
As shown in FIG. 1, the inorganic base supply means includes an
ブラシローラー108は感光体101と相対速度差を持って駆動され、無機塩基源109を供給部材108で適量ずつ感光体101表面に塗布する。該無機塩基供給手段は、該無機塩基を感光体101表面で均す手段(不図示)や、フリッカー111を付加しても良い。
The
ブラシ繊維としては、ナイロン、アクリル、ポリエステル等が好適に用いられ、カーボンや金属粉を含ませて導電性を付与してもよい。ブラシ部は、感光体表面及び転写残トナーに均一に接触できるように、太さとしては3.33[Tex]以下、密度としては1500〜80000[本/cm2]程度が好ましい。 As the brush fiber, nylon, acrylic, polyester, or the like is suitably used, and conductivity may be imparted by including carbon or metal powder. The brush part preferably has a thickness of 3.33 [Tex] or less and a density of about 1500 to 80000 [lines / cm 2 ] so that the surface of the photoreceptor and the untransferred toner can be uniformly contacted.
該ブラシローラー108が感光体101に当接する際の侵入量や駆動速度は、該ブラシローラー108の繊維の条件や、感光体101の条件などにもよるが、侵入量は3[mm]以下が好ましく使用される。侵入量が大きすぎると、感光体101若しくはブラシローラー108の繊維が損耗しやすくなる場合がある。更に、0.5[mm]以上であると、感光体101との接触により異物除去にも寄与し好ましい。
The intrusion amount and driving speed when the
駆動速度は、感光体との相対速度の差が、感光体101の面速度に対して5〜50[%]程度が好ましい。5[%]未満の速度差がほとんどない状態では、潤滑剤109の供給が不均一になりやすくなる。一方、50[%]を越える場合には、ブラシローラー108乃至は感光体101の損耗が生じやすくなる場合がある。
The drive speed is preferably about 5 to 50% relative to the surface speed of the
また、該無機塩基供給手段は、感光体101の進行方向で、転写手段105より下流側で且つ帯電手段101よりも上流に配設する。クリーニング手段の下流側に限らず、転写手段より下流側で帯電手段より上流側に配しても良い。例えばクリーニング手段内部に配することもできる。
Further, the inorganic base supply unit is disposed downstream of the
現像剤に外添して供給する場合は、極微量の添加でも流れ特性の改善が見られた。放電電流などの条件に応じて、現像特性や転写特性など、現像剤の特性に弊害が出ない範囲で添加してやればよい。外添条件等にもよるが、トナー粒子100質量部に対して0.03質量部以上、2.50質量部以下が好ましい範囲である。現像濃度や転写性などの,いわゆる現像剤としての機能を阻害しない量、及び/又は強度で添加されていることが好ましい事は言うまでもない。 When supplied externally to the developer, the flow characteristics were improved even with a very small amount of addition. Depending on the conditions such as the discharge current, it may be added within a range that does not adversely affect the developer characteristics such as development characteristics and transfer characteristics. Although it depends on external addition conditions and the like, a preferable range is 0.03 parts by mass or more and 2.50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles. Needless to say, it is preferably added in an amount and / or strength that does not hinder the function as a so-called developer, such as development density and transferability.
また、必要に応じて該無機塩基の疎水化度を調整することも好ましい。メタノール疎水化度測定による光透過率が低下を開始するメタノール濃度(疎水化度と称する)が40%以上60%以下であることが好ましい。疎水化度が低いとき、すなわち表面の活性が高い状態であり、酸や水分への作用効率が向上する。疎水化度が60%以下のとき、流れを抑制する効果が向上した。一方、40%より低い、即ち疎水化度が低すぎると、劣化した無機塩基が過剰になり耐久性が低下したり、環境による摩擦の変動が大きくなったりする場合があった。 It is also preferable to adjust the degree of hydrophobicity of the inorganic base as necessary. It is preferable that the methanol concentration (referred to as “hydrophobization degree”) at which the light transmittance according to the measurement of the degree of methanol hydrophobicity starts decreasing is 40% or more and 60% or less. When the degree of hydrophobicity is low, that is, the surface activity is high, the efficiency of action on acid and moisture is improved. When the degree of hydrophobicity was 60% or less, the effect of suppressing flow was improved. On the other hand, if it is lower than 40%, that is, if the degree of hydrophobicity is too low, the deteriorated inorganic base becomes excessive, resulting in a decrease in durability, and the fluctuation of friction due to the environment may increase.
さらに、疎水化度が高い無機塩基を併用する事も有効である。疎水化度が異なる無機塩基、具体的には疎水化度が75%以上の無機塩基を併用すると、過度な作用が抑制され、流れ抑止効果が長期に維持されやすくなったり、流動性が高く、感光体の摩擦特性の環境依存性を低減するのに有効である。疎水化度が高い無機塩基は、疎水化度が低い無機塩基の同量以下で使用すると、より好ましい。 It is also effective to use an inorganic base having a high degree of hydrophobicity. When an inorganic base having a different degree of hydrophobization, specifically, an inorganic base having a hydrophobization degree of 75% or more is used in combination, excessive action is suppressed, and the flow deterrent effect is easily maintained over a long period of time. This is effective in reducing the environmental dependence of the frictional characteristics of the photoreceptor. An inorganic base having a high degree of hydrophobicity is more preferably used in an amount equal to or less than that of an inorganic base having a low degree of hydrophobicity.
本件の疎水化度は、メタノール疎水化度測定時に利用されるメタノール滴定で透過率を測定することで求める。具体的には、先ず、試料添加前の透過率(始点とする)から、試料が全て液面下に沈んだ点、即ち透過率が最小となる点(終点とする)の透過率の差異(Δ透過率=始点の透過率−終点の透過率)を求める。該始点の透過率から、Δ透過率の10%分を低下した点、即ち透過率が90%となる時のメタノール使用体積%をもって、疎水化度と定義する。 The degree of hydrophobicity in this case is determined by measuring the transmittance by methanol titration used when measuring the degree of hydrophobicity of methanol. Specifically, first, from the transmittance before the sample addition (starting point), the difference in transmittance from the point at which all the sample sinks below the liquid surface, that is, the point at which the transmittance is minimum (end point) ( Δ transmittance = transmittance at the start point−transmittance at the end point). The point at which 10% of Δ transmittance is reduced from the transmittance at the starting point, that is, the volume% of methanol used when the transmittance is 90%, is defined as the degree of hydrophobicity.
該疎水化度の測定は、例えば(株)レスカ社製の粉体濡れ性試験機WET−100Pを用い、具体的な測定操作としては、以下に例示する方法が挙げられる。
まず、メタノール0体積%と水100体積%とからなる含水メタノール液70mlをフラスコに入れ、その測定用サンプル中の気泡等を除去するために超音波分散器で5分間分散を行う。この中に検体である塩基性無機化合物の微粒子を0.50g精秤して添加し、測定用サンプル液を調製する。次に、この測定用サンプル液を6.67m/secの速度で攪拌しながら、メタノールを1.3ml/min.の滴下速度で連続的に添加し、780nmの波長の光で透過率を測定し、メタノール滴下透過率曲線を作製し、透過率が90%となるメタノール濃度を測定する。
The measurement of the degree of hydrophobicity uses, for example, a powder wettability tester WET-100P manufactured by Reska Co., Ltd., and specific measurement operations include the methods exemplified below.
First, 70 ml of a hydrated methanol solution composed of 0% by volume of methanol and 100% by volume of water is placed in a flask and dispersed for 5 minutes with an ultrasonic disperser in order to remove bubbles and the like in the measurement sample. In this, 0.50 g of fine particles of a basic inorganic compound as a specimen are precisely weighed and added to prepare a sample solution for measurement. Next, while stirring the sample solution for measurement at a speed of 6.67 m / sec, methanol was added at 1.3 ml / min. Are continuously added at a dropping rate of 780 nm, the transmittance is measured with light having a wavelength of 780 nm, a methanol dropping transmittance curve is prepared, and the methanol concentration at which the transmittance is 90% is measured.
尚、この測定において、フラスコとしては、直径5cmの円形で、1.75mmのガラス製のものを用い、マグネティックスターラーとしては、長さ25mm、最大径8mmの紡錘形でありフッ素樹脂コーティングを施されたものを用いる。 In this measurement, the flask used was a circle having a diameter of 5 cm and a glass made of 1.75 mm, and the magnetic stirrer was a spindle having a length of 25 mm and a maximum diameter of 8 mm and was coated with a fluororesin. Use things.
・現像手段
本発明に於いて、現像手段104は2成分現像方式によるものである。
現像手段104内には、現像剤として非磁性トナーと磁性キャリアを、所定の混合比で混合して投入している。また、該現像手段104において、現像剤スリーブにより搬送された、磁性キャリアとトナーとからなる磁気穂が形成される。現像剤担持体である非磁性の現像スリーブは、固定のマグネットローラーを内包している。現像剤担持体上において磁性キャリアは、磁性キャリア粒子同士が、互いに点と点で接触した状態で磁気穂を形成している。該現像手段104と該感光体101表面とは、相対速度差を持って駆動されながら接触する。この接触領域(現像ニップと称する)に於いては、印加される現像バイアスと潜像に応じてトナーが現像されるとともに、該磁気穂が、上記の無機塩基が介在する状態で感光体101表面を摺擦している。なお、現像バイアスの周波数は、感光体101の面速度に応じて適宜調整される。
Developing unit In the present invention, the developing
In the developing means 104, a nonmagnetic toner and a magnetic carrier are mixed and fed as a developer at a predetermined mixing ratio. Further, in the developing means 104, magnetic spikes made of a magnetic carrier and toner conveyed by a developer sleeve are formed. A non-magnetic developing sleeve which is a developer carrying member includes a fixed magnet roller. On the developer carrier, the magnetic carrier forms a magnetic spike in a state where the magnetic carrier particles are in contact with each other at points. The developing means 104 and the surface of the
本発明の現像手段は、前記感光体、現像剤担持体、および磁気ブラシが次の式2を満足すると、感光体表面の摺擦が均一になされて好ましい。
3≧|Vsl−Vdr|・m・a・h/Vdr≧0.7 ・・・(式2)
ここで、
Vsl:現像剤担持体の周速度(mm/秒)
Vdr:感光体の周速度(mm/秒)
h :現像ニップ(磁気ブラシが感光体に接触する長さ)(mm)
m :磁気ブラシ断面積(mm2)
a :磁気ブラシ密度(本/mm2)
である。
尚、現像ニップhは、感光体の周方向に於いて、現像スリーブ上の磁気ブラシが該感光体と接触する領域の長さである。また、磁気ブラシ断面積は現像スリーブ上の磁気ブラシの、感光体と接触する高さに於ける断面積の平均値であり、磁気ブラシ密度は、ニップ領域に於ける、感光体単位面積あたりに接触する、磁気ブラシの本数の平均値である。
In the developing means of the present invention, it is preferable that the surface of the photoreceptor is uniformly rubbed when the photoreceptor, developer carrier, and magnetic brush satisfy the following
3 ≧ | Vsl−Vdr | · m · a · h / Vdr ≧ 0.7 (Expression 2)
here,
Vsl: peripheral speed of developer carrying member (mm / second)
Vdr: Peripheral speed of photoconductor (mm / sec)
h: Development nip (length with which the magnetic brush contacts the photoreceptor) (mm)
m: sectional area of the magnetic brush (mm 2 )
a: Magnetic brush density (lines / mm 2 )
It is.
The developing nip h is the length of the area where the magnetic brush on the developing sleeve contacts the photoconductor in the circumferential direction of the photoconductor. The cross-sectional area of the magnetic brush is the average value of the cross-sectional area of the magnetic brush on the developing sleeve at the height at which it contacts the photoconductor, and the magnetic brush density is determined per unit area of the photoconductor in the nip region. It is an average value of the number of magnetic brushes which contact.
感光体101の長手方向の長さを規格化して考えた時、現像スリーブ上の磁気ブラシ密度をa(本/mm2)、磁気ブラシ断面積をm(mm2/本)とすると、単位時間に感光ドラム上の単位面積当たりを接触する磁気ブラシの面積は、下式3になる。感光体が磁気ブラシと接触するのは現像ニップ区間内であり、該ニップを通過する時間は下式4のようになる。従って、感光体の単位長さ当りで、該磁気ブラシに接触する、すなわち摺擦にかかる面積Sは、下式5のようになる。この面積Sが大きいほど、感光体表面と磁気ブラシの摺擦が密になされていることになる。
m・a・|Vsl−Vdr|(mm2/秒) ・・・(式3)
h/Vdr (sec) ・・・(式4)
S=|Vsl−Vdr|・m・a・h/Vdr ・・・(式5)
上記Sの値が0.7以上3.0以下の時に、無機塩基の微粒子が介在する状態で感光体表面の摺擦が好適になされ、画像流れが抑制され、良好な画像を長期に得ることができた。Sが小さすぎると摺擦が不十分となり、一部、乃至は全体として画像流れの抑止効果が低下する場合がある。一方、大きすぎると、摺擦は充分となるが、現像スリーブと感光体の相対速度差が非常に大きくなる、乃至は磁気ブラシの断面積が大きくなる為、トナーの飛散、現像剤の劣化や、感光体の損耗が生じる場合があった。なお、感光体の周速度Vdrは正の数で表記し、現像剤担持体の周速度Vslは、感光体との対向部位で同方向に移動する時は正、カウンター方向に移動する時は負で表記する。なお、本例に於いては同方向、即ち正の速度とした。
When the length in the longitudinal direction of the
m · a · | Vsl−Vdr | (mm 2 / sec) (Formula 3)
h / Vdr (sec) (Formula 4)
S = | Vsl−Vdr | · m · a · h / Vdr (Formula 5)
When the value of S is 0.7 or more and 3.0 or less, the surface of the photoreceptor is suitably rubbed in the presence of inorganic base fine particles, image flow is suppressed, and a good image can be obtained over a long period of time. I was able to. If S is too small, rubbing will be insufficient, and the effect of suppressing image flow may be reduced in part or as a whole. On the other hand, if it is too large, rubbing will be sufficient, but the relative speed difference between the developing sleeve and the photoconductor will become very large, or the cross-sectional area of the magnetic brush will become large, so that toner scattering, developer deterioration, In some cases, the photoreceptor was worn out. The peripheral speed Vdr of the photosensitive member is expressed as a positive number, and the peripheral speed Vsl of the developer carrying member is positive when moving in the same direction at a portion facing the photosensitive member, and negative when moving in the counter direction. Indicated by In this example, the speed is the same direction, that is, a positive speed.
Vdr、Vslは各々、乃至は一方から所定の速度比となる様に駆動を伝達して、画像形成装置の駆動源で制御できる。現像ニップhは、現像スリーブの径や、複数スリーブ化、搬送する現像剤の厚さや、現像スリーブと感光体の最短距離(現像ギャップ)等によって調整できる。磁気ブラシ断面積m、及び磁気ブラシ密度aは、現像スリーブに内包する磁性体の磁極位置や磁力密度等で調整できる。また、後述する現像剤のキャリアによっても制御できる。なお、現像ニップhは、現像剤からなる磁気ブラシが形成されている状態で、感光体が、現像スリーブと感光体の対向する部位で、該磁気ブラシに接触している弧長を観測して求めた。現像スリーブが複数ある場合は、各々のニップの和とした。また、磁気ブラシ断面積m、及び磁気ブラシ密度aは、感光体と当接していない状態で、現像ニップ相当位置の磁気ブラシの形状を、レーザー顕微鏡などを用いて観測して求めた。本例に於いてはキーエンス社製レーザー顕微鏡VK−8700を使用し、対物レンズ倍率20[倍]、高さ分解能0.1[μm]で、現像スリーブの長手方向5箇所の各箇所について周方向3箇所の計15点観測を行った。該観測結果から、単位面積あたりの、磁気ブラシの本数の平均値をm、感光体との当接する距離に相当する高さ位置での磁気ブラシの断面積の平均値をaとした。 Vdr and Vsl can be controlled by a drive source of the image forming apparatus by transmitting drive from each or one of them to a predetermined speed ratio. The development nip h can be adjusted by the diameter of the development sleeve, the formation of a plurality of sleeves, the thickness of the developer to be conveyed, the shortest distance (development gap) between the development sleeve and the photoreceptor. The magnetic brush cross-sectional area m and the magnetic brush density a can be adjusted by the magnetic pole position, magnetic force density, etc. of the magnetic material contained in the developing sleeve. It can also be controlled by a developer carrier described later. The developing nip h is a state in which a magnetic brush made of a developer is formed, and the photosensitive member is observed at an area where the developing sleeve and the photosensitive member are opposed to each other and the arc length contacting the magnetic brush is observed. Asked. When there were a plurality of developing sleeves, the sum of the nips was used. The magnetic brush cross-sectional area m and the magnetic brush density a were determined by observing the shape of the magnetic brush at the position corresponding to the development nip using a laser microscope or the like in a state where the magnetic brush cross-sectional area m and the magnetic brush density a were not in contact with the photoreceptor. In this example, a laser microscope VK-8700 manufactured by Keyence Co., Ltd. is used, the objective lens magnification is 20 [times], and the height resolution is 0.1 [μm]. A total of 15 observations were made at three locations. From the observation results, the average value of the number of magnetic brushes per unit area was m, and the average value of the cross-sectional area of the magnetic brush at a height corresponding to the distance of contact with the photosensitive member was a.
・キャリア
本発明にかかる磁性キャリアは、磁性コア粒子と樹脂とを含有する磁性キャリアであって、走査型電子顕微鏡により撮影された加速電圧2.0kVの反射電子像の投影面上で金属酸化物に由来する部分の面積が、前記磁性キャリアの粒子投影面積に対して、0.5面積%以上10.0面積%以下であり、前記磁性キャリアの粒子投影面上で、金属酸化物に由来する部分の平均面積値が、0.45μm2以上1.40μm2以下であることが特徴である。現像ニップに上記無機塩基が介在する状態で、上記範囲の磁性キャリアを使用したとき、画像流れを抑止し、現像剤及び感光体の損耗も抑制され、長期に高画質な画像を得られた。
Carrier The magnetic carrier according to the present invention is a magnetic carrier containing magnetic core particles and a resin, and is a metal oxide on the projected surface of a reflected electron image having an acceleration voltage of 2.0 kV, which is photographed by a scanning electron microscope. The area of the portion derived from is 0.5 area% or more and 10.0 area% or less with respect to the particle projected area of the magnetic carrier, and is derived from the metal oxide on the particle projected surface of the magnetic carrier. average area value portions, it is a feature at 0.45 [mu] m 2 or more 1.40 .mu.m 2 or less. When the magnetic carrier in the above range was used in the state where the inorganic base was present in the development nip, the image flow was suppressed, the wear of the developer and the photoreceptor was also suppressed, and a high-quality image was obtained over a long period of time.
また、本発明にかかる磁性キャリアは、前記投影面上で、金属酸化物に由来する部分の総面積に対して、6.672μm2以上の金属酸化物に由来する部分が10面積%以下であることが好ましい。更に、金属酸化物に由来する部分の総面積に対して、2.780μm2以下の金属酸化物に由来する部分が60面積%以上であることが好ましい。これらの範囲の磁性キャリアを使用すると、流れ抑止効果が、更に向上した。 In the magnetic carrier according to the present invention, the portion derived from the metal oxide of 6.672 μm 2 or more is 10 area% or less with respect to the total area of the portion derived from the metal oxide on the projection plane. It is preferable. Furthermore, it is preferable that the part derived from the metal oxide of 2.780 μm 2 or less is 60 area% or more with respect to the total area of the part derived from the metal oxide. When a magnetic carrier in these ranges was used, the flow suppression effect was further improved.
本発明の磁性キャリアがこのような優れた効果を発揮する理由は定かではないが、本発明者らは、以下のように考えている。 The reason why the magnetic carrier of the present invention exhibits such an excellent effect is not clear, but the present inventors consider as follows.
本発明の磁性キャリアは、導電性の磁性コア粒子と絶縁性の樹脂とを少なくとも含有する磁性キャリア粒子表面に、導電性の金属酸化物部分を最適に分布させたものである。磁性コア粒子の材質としては、酸化鉄粉、マグネタイトなどの金属酸化物粒子、あるいはフェライトなど、それらの化合物粒子等が挙げられる。 In the magnetic carrier of the present invention, a conductive metal oxide portion is optimally distributed on the surface of a magnetic carrier particle containing at least a conductive magnetic core particle and an insulating resin. Examples of the material of the magnetic core particles include metal oxide particles such as iron oxide powder and magnetite, or compound particles thereof such as ferrite.
現像ニップに於いては、現像剤担持体が回転しているため、磁気穂を形成する磁性キャリア粒子の、感光体101への接触点も絶えず変化していく。これらのコアが露出する面積比、およびその範囲で露出している部分の平均面積を特定の範囲とすることで、現像ニップに於いて金属酸化物部分が常に上記の無機塩基が介在する感光体表面を好適に摺擦できる。これにより、上述の感光体劣化抑制に寄与した無機塩基を好適に掻き混ぜて感光体表面から除去しやすくする、乃至は掻き取り、次期の新しい無機塩基の供給、及び感光体表面の保護を好適に維持できるためと考えられる。
In the developing nip, since the developer carrying member is rotating, the contact points of the magnetic carrier particles forming the magnetic spikes with the
金属酸化物に由来する部分の面積が、0.5面積%未満の場合は、流れ抑止効果が低下する。これは、高硬度な金属酸化物から成る磁性コアによる、摺擦、掻き混ぜが不足した為と考えられる。一方、10.0面積%より大きい場合は感光体のキズ等の損耗が生じたり、トナーの帯電量が低下する場合がある。これは、過剰な摺擦により感光体乃至は上記無機塩基が多量に混入する為と考えられる。 When the area of the portion derived from the metal oxide is less than 0.5 area%, the flow suppressing effect is lowered. This is thought to be due to the lack of rubbing and stirring by the magnetic core made of a high hardness metal oxide. On the other hand, when the area is larger than 10.0 area%, the photoreceptor may be scratched or the like, or the toner charge amount may be reduced. This is presumably because the photoconductor or the inorganic base is mixed in a large amount due to excessive rubbing.
特に、炭酸カルシウムと、金属酸化物に由来する部分の面積が、0.5面積%以上10面積%以下の磁性キャリアとの組合せの時、トナーの帯電性や、飛散等が、長期に渡り非常に良好に維持できた。 In particular, when a combination of calcium carbonate and a magnetic carrier having a portion derived from a metal oxide of 0.5 area% or more and 10 area% or less is present, toner chargeability and scattering are extremely long-lasting. Was maintained well.
詳細なメカニズムは不明だが、炭酸カルシウムと上記の磁性キャリアのとの組合せにより、該磁性キャリア等への炭酸カルシウムのスペントが抑制されるか、コア露出が好適に分散し、付着の影響が生じ難くなっていると考えられる。 Although the detailed mechanism is unknown, the combination of calcium carbonate and the above-mentioned magnetic carrier suppresses the spent of calcium carbonate on the magnetic carrier or the like, or the core exposure is suitably dispersed and the influence of adhesion hardly occurs. It is thought that it has become.
また、金属酸化物に由来する部分の平均面積値が、0.45μm2未満の場合は流れ抑止効果が低下した。高硬度な金属酸化物から成る磁性コアによる、摺擦、掻き混ぜが不足した為と考えられる。一方、1.40μm2より大きい場合は、部分的に流れへの効果が低下する場合があった。これはコアが露出する1個当りの面積が大きくなり、露出部がまばらになった為、流れ抑止効果が不均一になったと考えられる。平均面積値が更に大きくなると、感光体の損耗なども見られた。 Moreover, when the average area value of the portion derived from the metal oxide was less than 0.45 μm 2 , the flow suppressing effect was lowered. This is thought to be due to the lack of rubbing and stirring by the magnetic core made of a hard metal oxide. On the other hand, when it is larger than 1.40 μm 2 , the effect on the flow may be partially reduced. This is thought to be due to the fact that the area per piece where the core is exposed becomes larger and the exposed portions become sparse, so that the flow suppression effect becomes non-uniform. As the average area value further increased, the photoreceptor was also worn.
金属酸化物に由来する部分の総面積に対して、6.672μm2以上の金属酸化物に由来する部分が10面積%以下であるとき、感光体、及び現像剤の損耗を抑止できる。更に帯電部材の汚染が低減する。6.672μm2以上の金属酸化物に由来する部分は存在しないことが最も好ましい。金属酸化物が大きく露出する部位を少なくすることで、該金属酸化物の露出部が多数存在することになり、感光体の表面の細かいキズ(凹凸)を抑制し、微小粒子がクリーニング手段を過剰にすり抜けるのを抑えることができるためと考えられる。6.672μm2以上の金属酸化物に由来する部分が10面積%を超えると、流れ抑制効果が不均一になる場合がある。 When the portion derived from the metal oxide of 6.672 μm 2 or more is 10 area% or less with respect to the total area of the portion derived from the metal oxide, wear of the photoreceptor and developer can be suppressed. Furthermore, contamination of the charging member is reduced. Most preferably, there is no portion derived from a metal oxide of 6.672 μm 2 or more. By reducing the number of exposed portions of the metal oxide, a large number of exposed portions of the metal oxide exist, suppressing fine scratches (irregularities) on the surface of the photoconductor, and fine particles excessively cleaning the means. It is thought that it is possible to suppress slipping through. If the portion derived from a metal oxide of 6.672 μm 2 or more exceeds 10 area%, the flow suppressing effect may be non-uniform.
金属酸化物に由来する部分の総面積に対して、2.780μm2以下の金属酸化物に由来する部分が60面積%以上であるとき、流れ回復性が向上すると共に、クリーニングブレードの損耗が低減する。金属酸化物が露出する部位の面積が小さい物が多い、即ち小さい露出部が多数分布することで、感光体の表面が摺擦される回数が増加し、また均一性が向上する為と考えられる。2.780μm2以下の金属酸化物に由来する部分は100面積%であることが最も好ましい。 When the portion derived from the metal oxide of 2.780 μm 2 or less is 60 area% or more with respect to the total area of the portion derived from the metal oxide, flow recovery is improved and wear of the cleaning blade is reduced. To do. It is thought that the number of times the surface of the photoconductor is rubbed increases and the uniformity is improved because there are many objects with a small area where the metal oxide is exposed, that is, many small exposed portions are distributed. . The portion derived from a metal oxide of 2.780 μm 2 or less is most preferably 100 area%.
また、上記磁性キャリアは、1000/4π(kA/m)における磁化強度が30(Am2/kg)以上65(Am2/kg)以下であることが好ましい。磁化強度が30(Am2/kg)以上65(Am2/kg)以下であるとき、高速で使用するときの画像流れの抑止が更に向上すると共に、画像濃度安定性が向上する。 The magnetic carrier preferably has a magnetization strength at 1000 / 4π (kA / m) of 30 (Am 2 / kg) to 65 (Am 2 / kg). When the magnetization intensity is 30 (Am 2 / kg) or more and 65 (Am 2 / kg) or less, the suppression of image flow when used at high speed is further improved, and the image density stability is improved.
上述の如く、磁性キャリア同士が互いに点と点で接触して磁気穂を形成している。この磁気穂は、現像剤担持体に内包された磁性体の磁力線により形成されるものであるが、磁性キャリアの磁化強度を低くすると、各々の穂が低く、細く乃至は細かくなる。その結果、現像ニップにおいて、磁気穂が感光体表面を緻密に摺擦できる。また感光体表面の単位面積当りの、磁気穂の数(磁気穂の密度)は多くなり、感光体表面の単位面積当りの摺擦回数も増加するため、該現像ニップで存在する無機塩基を好適に摺擦できたと考えられる。 As described above, magnetic carriers are in contact with each other at points to form magnetic spikes. These magnetic spikes are formed by the magnetic lines of force of the magnetic substance contained in the developer carrying member. However, when the magnetization intensity of the magnetic carrier is lowered, each spike becomes low and thin or fine. As a result, the magnetic brush can rub the surface of the photoconductor in the development nip. In addition, since the number of magnetic spikes (density of magnetic spikes) per unit area on the photoreceptor surface increases and the number of rubbing per unit area on the photoreceptor surface increases, an inorganic base present in the development nip is suitable. It is thought that it was able to rub.
30(Am2/kg)以下であると、現像剤の飛散が生じる場合がある。一方、65(Am2/kg)以上であると、感光体の損耗が生じたり、現像剤の機械的な損耗が生じる場合がある。 If it is 30 (Am 2 / kg) or less, the developer may be scattered. On the other hand, if it is 65 (Am 2 / kg) or more, the photoreceptor may be worn or the developer may be mechanically worn.
これらのキャリアの製造方法としては、キャリアコア粒子を製造した後にその表面に樹脂をコートして得ることができる。具体的な製造方法としては公知の方法が使用できる。 As a method for producing these carriers, the carrier core particles can be produced and then coated on the surface thereof with a resin. As a specific production method, a known method can be used.
キャリアコア粒子の製造法は、例えば下記の様な方法が挙げられる。
まず粉砕・混合したフェライト原料を、大気中で焼成温度700℃以上1000℃以下の範囲で、0.5時間以上5.0時間以下仮焼成し、仮焼成フェライト化する。該仮焼成フェライトを粉砕機で微粉砕する。この際の、仮焼フェライト微粉砕品の体積基準の50%粒径(D50)は、0.5μm以上5.0μm以下とすることが好ましい。
Examples of the method for producing the carrier core particles include the following methods.
First, the pulverized and mixed ferrite raw material is calcined in the air at a calcining temperature of 700 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower for 0.5 hour or more and 5.0 hours or less to form a calcined ferrite. The calcined ferrite is finely pulverized with a pulverizer. In this case, the volume-based 50% particle size (D50) of the calcined ferrite finely pulverized product is preferably 0.5 μm or more and 5.0 μm or less.
仮焼フェライトの粉砕品に対し、水、バインダーと、磁性コアを加える。バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコールが用いられる。キャリアコア粒子を、多孔質磁性コア粒子として調製するときは、必要に応じて、空隙調整剤を加える。該空隙調整剤としては、公知の発泡剤や樹脂微粒子が挙げられる。 Water, binder, and magnetic core are added to the calcined ferrite product. For example, polyvinyl alcohol is used as the binder. When the carrier core particles are prepared as porous magnetic core particles, a void adjusting agent is added as necessary. Examples of the void adjusting agent include known foaming agents and resin fine particles.
得られたフェライトスラリーを、噴霧乾燥機を用い、100℃以上200℃以下の加温雰囲気下で、乾燥・造粒する。次に、造粒品を800℃以上1400℃以下で、1時間以上24時間以下で本焼成する。
磁性コア粒子として多孔質磁性コア粒子を用いる場合は、焼成温度や焼成時間を調整することで、内部の空隙容積を調整することができる。また、焼成する雰囲気をコントロールすることで、磁性キャリアコア粒子の比抵抗を好ましい範囲に調整することができる。例えば、酸素濃度を低くしたり、還元雰囲気(水素存在下)にすることで、磁性コア粒子の比抵抗を下げることができる。
The obtained ferrite slurry is dried and granulated using a spray dryer in a heated atmosphere of 100 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. Next, the granulated product is calcined at 800 ° C. or more and 1400 ° C. or less for 1 hour or more and 24 hours or less.
When porous magnetic core particles are used as the magnetic core particles, the internal void volume can be adjusted by adjusting the firing temperature and firing time. Moreover, the specific resistance of the magnetic carrier core particles can be adjusted to a preferred range by controlling the firing atmosphere. For example, the specific resistance of the magnetic core particles can be lowered by lowering the oxygen concentration or reducing atmosphere (in the presence of hydrogen).
以上の様に焼成した粒子を解砕した後に、必要に応じて、分級や篩で篩分して粗大粒子や微粒子を除去してもよい。 After pulverizing the particles fired as described above, coarse particles and fine particles may be removed by classification or sieving as necessary.
磁性コア粒子の体積分布基準50%粒径(D50)は、18.0μm以上68.0μm以下であることが、画像へのキャリア付着とガサツキの抑制のためより望ましい。 The volume distribution reference 50% particle diameter (D50) of the magnetic core particles is more preferably 18.0 μm or more and 68.0 μm or less in order to prevent carrier adhesion to the image and suppression of roughness.
多孔質磁性コア粒子は、内部の空隙容積によっては物理的強度が低くなることがあり、磁性キャリア粒子としての物理的強度を高めるために、多孔質磁性コア粒子の空隙の少なくとも一部に樹脂の充填を行うことも好ましい。充填される樹脂の量は、多孔質磁性コア粒子に対して6質量%以上25質量%以下であることが好ましい。磁性キャリア粒子毎の樹脂含有量にバラつきが少なければ、内部空隙内の一部のみが充填されていても、表面近傍の空隙のみ充填されていても、内部空隙が完全に樹脂で充填されていてもよい。 The porous magnetic core particles may have a low physical strength depending on the internal void volume, and in order to increase the physical strength as the magnetic carrier particles, at least a part of the voids of the porous magnetic core particles may contain a resin. It is also preferable to perform filling. The amount of the resin to be filled is preferably 6% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the porous magnetic core particles. If there is little variation in the resin content for each magnetic carrier particle, even if only part of the internal voids are filled or only the voids near the surface are filled, the internal voids are completely filled with resin. Also good.
具体的な充填方法は特に限定されないが、例えば、樹脂を溶剤に希釈し、これを多孔質磁性コア粒子の空隙に添加する方法が採用できる。ここで用いられる溶剤は、樹脂を溶解できるものであればよく、有機溶剤や水を適宜選択すればよい。 Although the specific filling method is not particularly limited, for example, a method of diluting the resin in a solvent and adding it to the voids of the porous magnetic core particles can be employed. The solvent used here may be any solvent that can dissolve the resin, and an organic solvent or water may be appropriately selected.
上記多孔質磁性コア粒子の空隙に充填する樹脂としては特に限定されず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のどちらを用いてもかまわない。多孔質磁性コア粒子に対する親和性が高い樹脂を用いた場合には、多孔質磁性コア粒子の空隙への樹脂の充填時に、同時に多孔質磁性コア粒子表面も樹脂で覆うことが容易になり好ましい。 The resin that fills the voids of the porous magnetic core particles is not particularly limited, and either a thermoplastic resin or a thermosetting resin may be used. When a resin having high affinity for the porous magnetic core particles is used, it is preferable because the surface of the porous magnetic core particles can be easily covered with the resin at the same time when the resin is filled in the voids of the porous magnetic core particles.
上記充填する樹脂として、公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、或いはこれらの樹脂を変性した樹脂を用いても良い。中でもシリコーン樹脂は、多孔質磁性コア粒子への親和性が高く、また磁性キャリア粒子とトナーの付着力を低減でき、現像性が向上するため好ましい。上記樹脂溶液における樹脂固形分の量は、好ましくは1質量%以上50質量%以下である。 As the resin to be filled, a known thermoplastic resin, thermosetting resin, or a resin obtained by modifying these resins may be used. Among these, silicone resins are preferable because they have high affinity for the porous magnetic core particles, can reduce the adhesion between the magnetic carrier particles and the toner, and improve developability. The amount of the resin solid content in the resin solution is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less.
多孔質磁性コア粒子へ樹脂を充填しただけでも、磁性キャリアとして用いることも可能である。その場合には、トナーへの帯電付与性を高めるために、予め、樹脂溶液中に荷電制御剤、荷電制御樹脂等などを含有した状態で充填してもよい。 Even if the porous magnetic core particle is simply filled with a resin, it can be used as a magnetic carrier. In that case, in order to improve the charge imparting property to the toner, the resin solution may be filled with a charge control agent, a charge control resin, or the like in advance.
本発明の磁性キャリアは、上記の如きキャリアコア粒子の表面を樹脂で被覆することが、磁性キャリア粒子表面に金属酸化物に由来する部分の面積や面積分布を精密に調整でき、より好ましい。また、磁性キャリア粒子表面からのトナーの離型性、磁性キャリア粒子表面のトナーや外添剤の汚染性、トナーへの帯電付与能や磁性キャリア抵抗を制御する意味からも、表面を樹脂により被覆することが好ましい。 In the magnetic carrier of the present invention, it is more preferable that the surface of the carrier core particle as described above is coated with a resin because the area and area distribution of the portion derived from the metal oxide can be precisely adjusted on the surface of the magnetic carrier particle. In addition, the surface is coated with resin from the viewpoint of controlling the releasability of the toner from the surface of the magnetic carrier particles, the contamination of the toner and external additives on the surface of the magnetic carrier particles, the ability to impart charge to the toner and the magnetic carrier resistance It is preferable to do.
磁性コア粒子の表面を樹脂で被覆する方法としては、特に限定されないが、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、乾式法、及び流動床の如き塗布方法により被覆する方法が挙げられる。中でも、磁性コア粒子を適度に表面に露出させることができる浸漬法がより好ましい。 The method for coating the surface of the magnetic core particles with a resin is not particularly limited, and examples thereof include a coating method such as a dipping method, a spray method, a brush coating method, a dry method, and a fluidized bed. Among these, a dipping method capable of appropriately exposing the magnetic core particles to the surface is more preferable.
被覆する樹脂の量としては、磁性コア粒子100質量部に対し、0.1質量部以上5.0質量部以下であることが、金属酸化物部分を表面に適度に露出させることができ、好ましい。 The amount of the resin to be coated is preferably 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the magnetic core particles because the metal oxide portion can be appropriately exposed on the surface. .
被覆する樹脂は、単独でも使用できるが、種々、混合して使用してもよい。被覆する樹脂は、充填に使用する樹脂と同じであっても、異なっていても良く、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよい。また、熱可塑性樹脂に硬化剤等を混合し硬化させて使用することもできる。離型性の高い樹脂を用いることがより好ましい。 The resin to be coated can be used alone or in combination. The resin to be coated may be the same as or different from the resin used for filling, and may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. In addition, a curing agent or the like can be mixed with a thermoplastic resin and cured for use. It is more preferable to use a resin having high releasability.
さらに、被覆する樹脂には、導電性を有する粒子や荷電制御性を有する粒子や荷電制御剤、荷電制御樹脂、各種カップリング剤等を帯電性コントロールするために含有させてもよい。 Further, the coating resin may contain conductive particles, charge controllable particles, a charge control agent, a charge control resin, various coupling agents, and the like for controlling the chargeability.
本発明の磁性キャリアは、体積分布基準50%粒径(D50)が20.0μm以上70.0μm以下であると、無機塩基が介在する感光体表面を好適に摺擦できるとともに、且つキャリア付着を抑制でき好ましい。また、トナースペントを抑制し、長期間の使用においても安定して用いることができ、好ましい。 The magnetic carrier of the present invention has a volume distribution reference 50% particle size (D50) of 20.0 μm or more and 70.0 μm or less, which can suitably rub the surface of the photoreceptor on which the inorganic base is present and also adheres to the carrier. It can be suppressed and is preferable. Further, the toner spent is suppressed, and the toner spent can be stably used even for a long period of time.
本発明の磁性キャリアは、1000/4π(kA/m)における磁化の強さが、30Am2/kg以上65Am2/kg以下であると好ましい。この範囲のとき、現像剤担持体上の現像剤の穂を細かく、緻密に形成することができ、無機塩基が介在する状態の感光体表面を好適に摺擦することができ、好ましい。また、ドットの再現性を向上させ、キャリア付着を防止し、また、トナースペントを防止して安定した画像を得るためにも好ましい。 The magnetic carrier of the present invention preferably has a magnetization strength at 1000 / 4π (kA / m) of 30 Am 2 / kg or more and 65 Am 2 / kg or less. Within this range, the developer spikes on the developer carrying member can be formed finely and densely, and the surface of the photoreceptor in the state where the inorganic base is present can be suitably rubbed, which is preferable. It is also preferable for improving dot reproducibility, preventing carrier adhesion, and preventing toner spent and obtaining a stable image.
本発明の磁性キャリアは、真比重が3.2g/cm3以上5.0g/cm3以下であることが、トナースペントを防止して安定した画像を長期にわたり維持できるために好ましい。より好ましくは3.4g/cm3以上4.2g/cm3以下であり、キャリア付着を防止し、耐久性により優れる。
なお、本発明に係るキャリアの特性の測定は下記の様にして行った。
The magnetic carrier of the present invention preferably has a true specific gravity of 3.2 g / cm 3 or more and 5.0 g / cm 3 or less in order to prevent toner spent and maintain a stable image over a long period of time. More preferably, it is 3.4 g / cm 3 or more and 4.2 g / cm 3 or less, which prevents carrier adhesion and is superior in durability.
The carrier characteristics according to the present invention were measured as follows.
<磁性キャリア粒子表面上の金属酸化物に由来する部分の面積%>
本発明における磁性キャリア粒子表面上の金属酸化物に由来する部分の面積%は、SEMによる反射電子像の観察と、続く画像処理により求めることができる(図2〜図3)。SEM観察において、試料から放出されてくる反射電子の量は、重元素ほど多いことが知られている。本発明のキャリア表面のように、樹脂部とコアに由来する金属酸化物部が存在する試料では、金属酸化物部が明るく(輝度が高い、白く)、樹脂部は暗く(輝度が低く、黒く)見える(図2−A)ため、それぞれ大きなコントラスト差を持った画像が得られる。
<Area% of the portion derived from the metal oxide on the surface of the magnetic carrier particle>
The area% of the portion derived from the metal oxide on the surface of the magnetic carrier particle in the present invention can be obtained by observation of a reflected electron image by SEM and subsequent image processing (FIGS. 2 to 3). In SEM observation, it is known that the amount of reflected electrons emitted from a sample is larger as a heavy element. As in the carrier surface of the present invention, in the sample in which the metal oxide portion derived from the resin portion and the core is present, the metal oxide portion is bright (high brightness, white) and the resin portion is dark (low brightness, black) ) (See FIG. 2A), an image having a large contrast difference can be obtained.
本例に於いては、SEMとして、S−4800(日立製作所社製)を用いて行った。金属酸化物に由来する部分の面積%は、加速電圧2.0kVのときの、主に反射電子を可視化した像の画像処理から算出される。SEMで得られた画像(図2−A)から、キャリア部分だけを抽出し(図2−B)、樹脂部分と金属酸化物による部分のコントラスト差の画像とする(図2−C)。該画像からキャリアの投影面積と、金属酸化物起因の面積を求め(図2−D)、解析により金属酸化物起因の面積値や、キャリア投影面積に対する面積比を求める。 In this example, S-4800 (manufactured by Hitachi, Ltd.) was used as the SEM. The area% of the portion derived from the metal oxide is calculated from the image processing of an image mainly visualizing reflected electrons when the acceleration voltage is 2.0 kV. From the image obtained by SEM (FIG. 2-A), only the carrier portion is extracted (FIG. 2-B), and an image of the contrast difference between the resin portion and the metal oxide is obtained (FIG. 2-C). The projected area of the carrier and the area caused by the metal oxide are obtained from the image (FIG. 2-D), and the area value caused by the metal oxide and the area ratio to the projected area of the carrier are obtained by analysis.
具体的には、SEM観察用の試料台上にカーボンテープでキャリア粒子を一層になるように固定し、白金による蒸着は行わずに、以下の条件にて観察した。フラッシング操作を行ってから観察を行う。
SignalName=SE(U,LA80)、
AcceleratingVoltage=2000Volt、
EmissionCurrent=10000nA、
WorkingDistance=6000um、
LensMode=High、
Condencer1=5、
ScanSpeed=Slow4(40秒)、
Magnification=600、
DataSize=1280x960、
ColorMode=Grayscale、
本例では600倍で可視化しており、画像上のスケールから、1pixelの長さは0.1667μm、1pixelの面積は0.0278μm2となる。
Specifically, the carrier particles were fixed with a carbon tape on a sample stage for SEM observation in a single layer, and were observed under the following conditions without performing deposition with platinum. Observe after performing the flushing operation.
SignalName = SE (U, LA80),
AcceleratingVoltage = 2000Volt,
EmissionCurrent = 10000 nA,
Working Distance = 6000um,
LensMode = High,
Condencer1 = 5,
ScanSpeed = Slow4 (40 seconds),
Magnification = 600,
DataSize = 1280 × 960,
ColorMode = Grayscale,
In this example, the image is visualized at a magnification of 600. From the scale on the image, the length of 1 pixel is 0.1667 μm, and the area of 1 pixel is 0.0278 μm 2 .
続いて、得られた投影像を用いて、磁性キャリア粒子50個について金属酸化物に由来する部分の面積%を算出した。解析する磁性キャリア粒子50個の選択方法の詳細は後述する。金属酸化物に由来する部分の面積%は、画像処理ソフトImage−Pro Plus5.1J(MediaCybernetics社製)を使用した。
まず、得られた画像下部の、文字列など不要な部分を削除し1280×895のサイズに切り出した。
次に、磁性キャリア粒子の部分を抽出し、抽出された磁性キャリア粒子部分のサイズをカウントした。具体的には、まず、解析する磁性キャリア粒子を抽出するため、磁性キャリア粒子と背景部分を分離する。Image−Pro Plus5.1Jの「測定」−「カウント/サイズ」を選択する。「カウント/サイズ」の「輝度レンジ選択」で、輝度レンジを50〜255の範囲に設定して、背景として写りこんでいる輝度の低いカーボンテープ部分を除外し、磁性キャリア粒子の抽出を行った。抽出を行う際、「カウント/サイズ」の抽出オプションで、4連結を選択し、平滑度5を入力、穴埋めるにチェックを入れ、画像の全ての境界(外周)上に位置する粒子や他の粒子と重なっている粒子については、計算から除外するものとした。次に「カウント/サイズ」の測定項目で、面積とフェレ径(平均)を選択し、面積の選別レンジを最小300pixel、最大10000000pixelとした。また、フェレ径(平均)は、後述する磁性キャリアの体積分布基準50%粒径(D50)の測定値の±25%径の範囲になるよう選別レンジを設定し、画像解析する磁性キャリア粒子を抽出した。抽出された磁性キャリア粒子に由来する部分の大きさ(pixel数)(ja)、それぞれの抽出部分の和(Σja=Ja)、抽出された部分の数(Jc)を求めた。抽出されたキャリア粒子の数Jcが、Jc=50となるまで、別視野の磁性キャリア粒子投影像について同様の操作を繰り返した。
Subsequently, using the obtained projected image, the area% of the portion derived from the metal oxide was calculated for 50 magnetic carrier particles. Details of the method of selecting 50 magnetic carrier particles to be analyzed will be described later. Image processing software Image-Pro Plus 5.1J (manufactured by Media Cybernetics) was used for the area% of the portion derived from the metal oxide.
First, unnecessary portions such as character strings at the bottom of the obtained image were deleted and cut out to a size of 1280 × 895.
Next, the magnetic carrier particle part was extracted, and the size of the extracted magnetic carrier particle part was counted. Specifically, first, in order to extract the magnetic carrier particles to be analyzed, the magnetic carrier particles and the background portion are separated. Select “Measurement”-“Count / Size” of Image-Pro Plus 5.1J. In “Brightness range selection” of “Count / Size”, the brightness range was set to a range of 50 to 255, and the low-brightness carbon tape portion reflected in the background was excluded, and magnetic carrier particles were extracted. . When performing the extraction, select 4 connections in the “Count / Size” extraction option, enter a smoothness of 5, enter a check for fill in holes, and check for particles or other points on all boundaries (peripheries) of the image. Particles overlapping with particles were excluded from the calculation. Next, in the “count / size” measurement item, an area and a ferret diameter (average) were selected, and the area selection range was set to a minimum of 300 pixels and a maximum of 10000000 pixels. Further, the selection range is set so that the ferret diameter (average) is within a range of ± 25% of the measured value of the volume distribution reference 50% particle diameter (D50) of the magnetic carrier, which will be described later, and the magnetic carrier particles subjected to image analysis are selected. Extracted. The size of the portion derived from the extracted magnetic carrier particles (number of pixels) (ja), the sum of each extracted portion (Σja = Ja), and the number of extracted portions (Jc) were obtained. The same operation was repeated for the projected magnetic carrier particle image of another field until the number Jc of the extracted carrier particles reached Jc = 50.
次に、選択した粒子に対して金属酸化物に由来する部分を抽出した。Image−Pro Plus5.1Jの「カウント/サイズ」の「輝度レンジ選択」で、輝度レンジを140〜255の範囲に設定して、キャリア粒子上の輝度の高い部分の抽出を行った。面積の選別レンジを最小10pixel、最大10000pixelとし、磁性キャリア粒子表面の金属酸化物に由来する部分を抽出した。さらに、上記磁性キャリア部分の抽出時と同様に、画像外周に位置する粒子や50%粒径(D50)の測定値の±25%径の範囲から逸脱したものは、計算から除外した。金属酸化物に由来の抽出部分の大きさ(pixel数)(ma)の和(Ma=Σma)と上記Jaを用いて、下式に従い計算した。
金属酸化物に由来する部分の面積%=Ma/Ja×100 ・・・(式8)
Next, a portion derived from the metal oxide was extracted from the selected particles. In “Brightness range selection” of “Count / Size” of Image-Pro Plus 5.1J, the brightness range was set to a range of 140 to 255, and a portion with high brightness on the carrier particles was extracted. The area selection range was set to a minimum of 10 pixels and a maximum of 10000 pixels, and a portion derived from the metal oxide on the surface of the magnetic carrier particles was extracted. Further, similarly to the extraction of the magnetic carrier part, particles located on the outer periphery of the image and those deviating from the range of ± 25% diameter of the measured value of 50% particle diameter (D50) were excluded from the calculation. The sum (Ma = Σma) of the size (pixel number) (ma) of the extracted portion derived from the metal oxide and the above Ja were used for calculation according to the following equation.
Area% derived from metal oxide = Ma / Ja × 100 (Equation 8)
<金属酸化物に由来する部分の総面積に対する面積分布>
金属酸化物に由来する部分の総面積に対する面積分布は、走査電子顕微鏡による反射電子像の観察と画像処理、続く統計処理により求めることができる(図3)。金属酸化物に由来する部分の面積%を求めるのと同様にして、磁性キャリアの観察を行い、画像から磁性キャリア中の金属酸化物に由来する部分の抽出を行った。抽出された金属酸化物に由来する部分を大きさ20pixel毎のチャンネルに分布させた(図3−A)。1pixelの面積は0.0278μm2として面積換算を行い(図3−B)、金属酸化物に由来する部分の総面積に対して、6.672μm2以上に分布する割合と2.780μm2以下に分布する割合とを算出した。
<Area distribution with respect to the total area of the portion derived from the metal oxide>
The area distribution with respect to the total area of the portion derived from the metal oxide can be obtained by observation of reflected electron images with a scanning electron microscope, image processing, and subsequent statistical processing (FIG. 3). In the same manner as obtaining the area% of the portion derived from the metal oxide, the magnetic carrier was observed, and the portion derived from the metal oxide in the magnetic carrier was extracted from the image. Portions derived from the extracted metal oxide were distributed in channels of size 20 pixels (FIG. 3-A). The area of 1 pixel is 0.0278 μm 2 and converted into an area (FIG. 3-B), and the ratio of the distribution of 6.672 μm 2 or more and 2.780 μm 2 or less with respect to the total area of the portion derived from the metal oxide. The ratio of distribution was calculated.
<磁性キャリア粒子及び磁性コア粒子の体積分布基準50%粒径(D50)の測定方法>
粒度分布測定は、レーザー回折・散乱方式の粒度分布測定装置「マイクロトラックMT3300EX」(日機装社製)にて測定を行った。
磁性キャリア粒子及び磁性コア粒子の体積分布基準50%粒径(D50)の測定には、乾式測定用の試料供給機「ワンショットドライ型サンプルコンディショナーTurbotrac」(日機装社製)を装着して行った。Turbotracの供給条件として、真空源として集塵機を用い、風量約33リットル/sec、圧力約17kPaとした。制御は、ソフトウエア上で自動的に行う。粒径は体積基準の累積値である50%粒径(D50)を求める。制御及び解析は付属ソフト(バージョン10.3.3−202D)を用いて行う。測定条件は、SetZero時間10秒、測定時間10秒、測定回数1回、粒子屈折率は、1.81、粒子形状を非球形、測定上限1408μm、測定下限0.243μmとした。測定は、常温常湿(23℃、50%RH)環境下で行った。
<Measurement Method of Volume Distribution Standard 50% Particle Size (D50) of Magnetic Carrier Particles and Magnetic Core Particles>
The particle size distribution was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus “Microtrack MT3300EX” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
The volume distribution standard 50% particle size (D50) of the magnetic carrier particles and the magnetic core particles was measured by mounting a sample feeder “One-shot dry sample conditioner Turbotrac” (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) for dry measurement. . As the supply conditions of Turbotrac, a dust collector was used as a vacuum source, the air volume was about 33 liters / sec, and the pressure was about 17 kPa. Control is automatically performed on software. For the particle size, a 50% particle size (D50), which is a cumulative value based on volume, is obtained. Control and analysis are performed using attached software (version 10.3.3-202D). The measurement conditions were
・トナー
トナーは、少なくともトナー粒子と外添剤を含む、公知のトナーを使用できる。トナー粒子は結着樹脂や着色剤やワックス類等の公知のトナー材料を適宜含有する。
また、粉砕トナー、ケミカルトナーなど、公知の製法のトナー粒子を使用できるが、下記のような特性を有していると更に好ましい。
Toner As the toner, a known toner containing at least toner particles and an external additive can be used. The toner particles appropriately contain known toner materials such as a binder resin, a colorant, and waxes.
In addition, toner particles of a known production method such as pulverized toner and chemical toner can be used, but it is more preferable that the toner particles have the following characteristics.
トナー粒子は、高画質化、及びクリーニング性などの観点から、質量平均粒径(D4)が3乃至12[μm]が好ましく使用される。転写性などの画質面から、該トナー粒子の平均円形度は0.930以上が好ましい。一方、0.980以下であると、クリーニングされやすい。また、トナー粒子ごとに異なる方向へ回転負荷を受けやすく、クリーニング部でトナー粒子が拡散されやすい。該トナーの拡散に伴い、上述の無機塩基の、感光体表面への被覆、乃至は除去の均一性が向上し好ましい。 The toner particles preferably have a mass average particle diameter (D4) of 3 to 12 [μm] from the viewpoints of high image quality and cleanability. From the viewpoint of image quality such as transferability, the average circularity of the toner particles is preferably 0.930 or more. On the other hand, when it is 0.980 or less, cleaning is easy. In addition, each toner particle is easily subjected to a rotational load in a different direction, and the toner particles are easily diffused in the cleaning unit. As the toner diffuses, the uniformity of the coating or removal of the above-mentioned inorganic base on the surface of the photoreceptor is preferably improved.
平均円形度が上記範囲であるトナーと、本発明の磁性キャリアとを併用することにより、現像剤としての流動性を適度にコントロールできる。その結果、現像剤担持体上における2成分系現像剤の搬送性が良好となり、現像剤の穂の形成が緻密、且つ均一に成りやすく好ましい。また、トナーの帯電量の立ち上がり性が向上し、トナーが現像剤に補給された時にも、速やかにトナーが帯電し、長期使用後の補給時カブリなどを抑制することができる。 By using a toner having an average circularity in the above range in combination with the magnetic carrier of the present invention, the fluidity as a developer can be appropriately controlled. As a result, the transportability of the two-component developer on the developer carrying member is improved, and the formation of the developer spikes is likely to be dense and uniform. Further, the rising property of the toner charge amount is improved, and even when the toner is replenished to the developer, the toner is quickly charged, and fogging at the time of replenishment after long-term use can be suppressed.
トナーに含有される炭化水素系ワックス、着色剤、及び荷電制御剤は公知のものを、公知の含有量で使用できる。 Known hydrocarbon waxes, colorants, and charge control agents contained in the toner can be used at known contents.
トナー粒子を製造する方法としては、懸濁造粒法、懸濁重合方法、分散重合法、乳化重合法、乳化凝集法、粉砕法など、何れでも構わない。 As a method for producing toner particles, any of suspension granulation method, suspension polymerization method, dispersion polymerization method, emulsion polymerization method, emulsion aggregation method, pulverization method and the like may be used.
また必要に応じて、流動性向上剤、離型剤などの用途に応じた微粒子を外添することができる。外添する微粒子(外添剤と称する)の種類、量、及び外添方法は公知のものが各々使用できる。 If necessary, fine particles can be externally added according to applications such as a fluidity improver and a release agent. Known types of fine particles to be externally added (referred to as external additives), amounts, and external addition methods can be used.
離型性を高めるためのスペーサー粒子として、個数分布基準の50nm以上300nm以下の範囲に粒径分布の極大値を少なくとも一つ有する無機粒子を含有することが好ましい。スペーサー粒子として機能させつつ、トナーからの無機粒子の脱離をより良好に抑制するためには、80nm以上150nmの範囲に極大値を少なくとも1つ有する無機粒子が外添されることがより好ましい。 As the spacer particles for improving the releasability, it is preferable to contain inorganic particles having at least one maximum value of the particle size distribution in the range of 50 nm or more and 300 nm or less based on the number distribution. In order to more effectively suppress the detachment of the inorganic particles from the toner while functioning as the spacer particles, it is more preferable that the inorganic particles having at least one maximum value in the range of 80 nm to 150 nm are externally added.
流動性向上の為の潤滑剤としては、公知のものが利用でき、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粉体が好ましい。これらの無機微粉体は、個数分布基準の粒度分布における20nm以上50nm以下の範囲に極大値を少なくとも一つ有するものであることが好ましい。 As the lubricant for improving fluidity, known lubricants can be used, and inorganic fine powders such as silica, titanium oxide, and aluminum oxide are preferable. These inorganic fine powders preferably have at least one maximum value in the range of 20 nm to 50 nm in the particle size distribution based on the number distribution.
外添剤の総含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.3質量部以上5.0質量部以下であることが好ましく、0.8質量部以上4.0質量部以下であることがより好ましい。また、これらの外添剤は、周知の疎水化剤などで疎水化されていることが好ましい。前述の無機塩基を、トナー粒子に外添して使用する場合には、上記の各種微粒子と同様に、ヘンシェルミキサーなど周知の混合機を用いて、周知の外添方法で外添することができる。無機塩基をトナー粒子に外添すると、現像手段での拡散に伴いこれらの粒子も拡散が促進され、該感光体表面への供給に於いて長手方向での均一性も向上するので好ましい。特に2成分現像方式であるため、磁性キャリアによる攪拌により、1成分現像方式と比較して、長手方向での均一性が更に向上する。すなわち、トナー量が長手方向で局在化していても、現状復帰に優れる。したがって、画像比率などによらず感光体表面に均一に接触し、供給される。また供給用に別途部材等を設ける必要がなくなるため、小型化にも有利である。 The total content of the external additives is preferably 0.3 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, and 0.8 parts by mass or more and 4.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the toner particles. It is more preferable. These external additives are preferably hydrophobized with a known hydrophobizing agent or the like. When the inorganic base is used by externally adding to the toner particles, it can be externally added by a known external addition method using a known mixer such as a Henschel mixer, in the same manner as the above various fine particles. . It is preferable to add an inorganic base externally to the toner particles, since these particles are also promoted to diffuse with the developing means, and the uniformity in the longitudinal direction is improved when supplied to the surface of the photoreceptor. In particular, since the two-component development method is used, the uniformity in the longitudinal direction is further improved by stirring with a magnetic carrier as compared with the one-component development method. That is, even if the toner amount is localized in the longitudinal direction, it is excellent in returning to the current state. Accordingly, the photosensitive member surface is uniformly contacted and supplied regardless of the image ratio or the like. Further, it is not necessary to provide a separate member for supply, which is advantageous for downsizing.
本発明のトナーの各種特性の測定は下記の様にして行った。 Various characteristics of the toner of the present invention were measured as follows.
<トナーの平均円形度の測定>
上記トナーの平均円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)で測定した。
具体的には、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用し、解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
<Measurement of average circularity of toner>
The average circularity of the toner was measured with a flow type particle image measuring device “FPIA-3000 type” (manufactured by Sysmex Corporation).
Specifically, using a flow-type particle image analyzer that has been issued a calibration certificate issued by Sysmex Corporation, the analysis particle diameter is limited to an equivalent circle diameter of 1.985 μm or more and less than 39.69 μm. Measurements were taken under the measurement and analysis conditions when the calibration certificate was received.
<トナーの重量平均粒子径(D4)の測定>
トナーの重量平均粒径(D4)は、公知の方法で測定できる。本例に於いては、精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出した。
<Measurement of weight average particle diameter (D4) of toner>
The weight average particle diameter (D4) of the toner can be measured by a known method. In this example, the precision particle size distribution measuring device “
・2成分現像剤
トナーと磁性キャリアを混合して、2成分現像剤を得る。混合比率は周知の範囲でよいが、磁性キャリア100質量部に対してトナーを2質量部以上35質量部以下とすることが好ましく、5質量部以上20質量部以下が好ましい。上記範囲とすることで、現像剤の穂による感光体の好適な摺擦と、トナーへの帯電付与などの現像性やトナーの飛散低減などのバランスがとれ好ましい。
-Two-component developer A toner and a magnetic carrier are mixed to obtain a two-component developer. The mixing ratio may be in a known range, but the toner is preferably 2 parts by mass or more and 35 parts by mass or less, and preferably 5 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the magnetic carrier. By setting the amount within the above range, it is preferable to balance the suitable rubbing of the photoreceptor with the developer spike, the developability such as imparting electrification to the toner, and the reduction of toner scattering.
・感光体
感光体101は、周知の感光体を使用することができるが、磨耗量が少ないと、その表面形状が長期に渡り維持され、上記各種無機微粒子などの、すり抜け状態の耐久変動が少なくなるので好ましい。
-Photoconductor The well-known photoconductor can be used as the
図5は本例における感光体101の層構成模型図である。この感光体101は、支持体101aの上に、感光層として電荷発生層101dと電荷輸送層101eが順に設けられており、更に磨耗レートの小さい(機械的強度が高い)保護層101fが最表面に設られている。また、支持体101aと電荷発生層101dの間に、結着層101b、更には干渉縞防止などを目的とする下引き層101cを設けてもよい。なお、支持体101a、結着層101b、下引き層101c、電荷発生層101dは公知のものを用いることができる。
FIG. 5 is a model diagram of the layer structure of the
結着層101bは、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体101aの欠陥の被覆、支持体101aからの電荷注入性改良及び感光層の電気的破壊に対する保護などのために形成される。 The binder layer 101b is used to improve the adhesion of the photosensitive layer, improve the coating property, protect the support, cover defects of the support 101a, improve the charge injection from the support 101a, and protect against electrical breakdown of the photosensitive layer. Formed for.
電荷輸送層101eの厚さは、5〜40μmが好ましく、特には7〜30μmの範囲が好ましい。 The thickness of the charge transport layer 101e is preferably 5 to 40 μm, particularly preferably in the range of 7 to 30 μm.
更に、この電荷輸送層1eの上に前記保護層101fを形成することで、磨耗速度が異なる感光体101を作成することができる。
Further, by forming the protective layer 101f on the charge transport layer 1e, it is possible to produce the
磨耗量の制御は、クリーニング設定や、帯電手段の設定、上述の潤滑剤の使用などといった、画像形成装置のシステムで行う事もできる。また、耐磨耗性に優れた感光体を使用すると、同じシステムでも表面形状がより好適に維持され有効である。 The wear amount can be controlled by the system of the image forming apparatus, such as cleaning setting, setting of charging means, use of the above-described lubricant, and the like. Further, when a photoconductor excellent in wear resistance is used, the surface shape is more suitably maintained and effective even in the same system.
耐磨耗性に優れた感光体として、公知の電子線や光、熱等により硬化された、硬化型表面保護層を有する有機感光体(OCL−OPCと称する)が好ましく使用できる。 As a photoreceptor excellent in abrasion resistance, an organic photoreceptor (referred to as OCL-OPC) having a curable surface protective layer cured by a known electron beam, light, heat or the like can be preferably used.
該感光体101は、弾性を有することが好ましい。弾性を有することで、上述の現像ニップで微妙に撓み、摺擦面積を大きくすることができる他、感光体101とキャリアの損耗を防止できる。
The
弾性変形率Wuが、40%以上60%以下であることが好ましい。この範囲のとき、画像流れを好適に抑止し、感光体やキャリアの損耗が抑制され、長期に高画質を維持できた。Wuが40%未満の場合は、流れ抑制効果が低下したり、該101表面、乃至はキャリアの損耗が生じる場合があった。一方、Wuが60%を越える場合は、現像ニップに於いて磁気穂が感光体に食込みすぎるなどして、該感光体表面に傷が生じる場合があった。また、現像剤担持体に応じた磁気穂の動きが阻害されるなどして画質が低下する場合があった。 The elastic deformation rate Wu is preferably 40% or more and 60% or less. In this range, the image flow was suitably suppressed, the wear of the photoconductor and the carrier was suppressed, and high image quality could be maintained for a long time. When Wu is less than 40%, the flow suppressing effect may be reduced, or the surface of 101 or the carrier may be worn. On the other hand, when Wu exceeds 60%, the surface of the photoconductor may be damaged due to the magnetic ears being excessively engulfed in the photoconductor at the development nip. In addition, the image quality may be deteriorated due to the inhibition of the movement of the magnetic spikes according to the developer carrier.
表面層を硬化性樹脂で構成する場合、その方法としては、例えば、電荷輸送層を硬化性樹脂で構成することが挙げられ、また、上記の電荷輸送層上に第2の電荷輸送層或いは保護層として硬化性樹脂層を形成することが挙げられる。硬化性樹脂層に要求される特性は、膜の強度と電荷輸送能力との両立であり、電荷輸送材料及び重合或いは架橋性のモノマーやオリゴマーから構成されるのが一般的である。 In the case where the surface layer is composed of a curable resin, the method includes, for example, that the charge transport layer is composed of a curable resin, and the second charge transport layer or the protective layer is formed on the charge transport layer. Examples of the layer include forming a curable resin layer. The properties required for the curable resin layer are both the strength of the film and the charge transport capability, and are generally composed of a charge transport material and a polymerized or crosslinkable monomer or oligomer.
硬化層の平均膜厚は、電荷輸送層の場合は、5μm以上50μm以下であることが好ましく、更には10μm以上35μm以下であることが好ましい。第2の電荷輸送層或いは保護層の場合は、0.1μm以上20μm以下であることが好ましく、更には1μm以上10μm以下であることが好ましい。 In the case of the charge transport layer, the average thickness of the cured layer is preferably 5 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 35 μm or less. In the case of the second charge transport layer or protective layer, the thickness is preferably 0.1 μm or more and 20 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 10 μm or less.
該弾性変形率Wuが上記範囲にある電子写真感光体を得るためには、電子写真感光体の表面層を、連鎖重合性官能基を有する正孔輸送性化合物を硬化重合(架橋を伴う重合)させることによって形成することが好ましい。特に、下式(化1)に示すような連鎖重合性官能基を同一分子内に2つ以上有する正孔輸送性化合物を硬化重合させることによって形成することが有効である。
保護層101fに潤滑材101gとしてフッ素原子含有樹脂、フッ化カーボン、ポリオレフィン系樹脂のうち少なくとも1種を含有させることにより、感光体の表面の滑り性、撥水性を高めることができる。これにより、更に保護層101fの磨耗や形状の変化を抑制することができる。そして、繰り返し使用時の帯電、現像、転写等による保護層101fの化学的劣化に伴う転写効率や滑り性の低下、更には感度低下、電位低下などの電気特性の劣化を防ぐことができる。特に好ましくはフッ素含有樹脂であると更に好適な結果が得られる。 By including at least one of fluorine atom-containing resin, carbon fluoride, and polyolefin resin as the lubricant 101g in the protective layer 101f, the slipperiness and water repellency of the surface of the photoreceptor can be improved. Thereby, the wear and shape change of the protective layer 101f can be further suppressed. Further, it is possible to prevent deterioration of transfer characteristics and slipperiness due to chemical deterioration of the protective layer 101f due to charging, development, transfer, etc. during repeated use, and further deterioration of electrical characteristics such as sensitivity reduction and potential reduction. Particularly preferable results are obtained when the fluorine-containing resin is used.
保護層101fに含有させる潤滑材101gの割合は、保護層101fとなる層の全重量に対し、1〜70[%]が好ましく、より好ましくは5〜50[%]である。潤滑材101gが70[%]より多いと保護層101fとなる層の機械的強度が低下しやすく、1[%]より少ないと保護層101fとなる層の撥水性、滑り性が充分ではなくなることがある。 The ratio of the lubricant 101g contained in the protective layer 101f is preferably 1 to 70 [%], more preferably 5 to 50 [%] with respect to the total weight of the layer to be the protective layer 101f. When the amount of the lubricant 101g is more than 70%, the mechanical strength of the layer serving as the protective layer 101f is likely to be lowered, and when the amount is less than 1%, the water repellency and slipperiness of the layer serving as the protective layer 101f are not sufficient. There is.
前記連鎖重合性基を有する正孔輸送性化合物の硬化物を含有する保護層101fに、電荷輸送物質を含有させることも可能である。 It is also possible to contain a charge transport material in the protective layer 101f containing the cured product of the hole transport compound having the chain polymerizable group.
また、感光体101の表面形状を制御することも好ましい。該表面形状Rzが大きすぎると、潤滑剤の塗布・被膜化が不均一になったり、クリーニングブレード、無機微粒子やクリーニングブラシによる劣化した潤滑剤の掻き取りや摺擦が不均一になりやすくなったりする場合がある。一方、Rzが小さすぎるとトナー粒子や外添剤が感光体に付着しフィルミングなどが生じ易くなる場合がある。更にトナーが固着し、画像欠陥になる場合がある。クリーニング手段の構成や使用条件などにもよるが、感光体の表面粗さRzは0.1〜1.0[μm]が好ましい。該Rzは初期から耐久を通じて上記範囲にあることが好ましい。
上記の、Rzを維持する観点からも、弾性変形率Wuは40%以上60%以下が好ましい。
感光体101の表面形状は、成膜後の感光体表面を周方向に市販の研磨テープを使用して研磨処理を施して調整した。
なお、本発明にかかる感光体の特性の測定は、下記のようにして行った。
It is also preferable to control the surface shape of the
Also from the viewpoint of maintaining Rz, the elastic deformation rate Wu is preferably 40% or more and 60% or less.
The surface shape of the
The characteristics of the photoconductor according to the present invention were measured as follows.
<感光体のユニバーサル硬度(Hu)、弾性変形率(Wu)>
電子写真感光体の表面のユニバーサル硬さ値(Hu)及び弾性変形率(Wu)は、雰囲気温度25℃及び相対湿度50%の環境下、ISO/FDIS14577に準拠する微小硬さ測定装置フィシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて測定した値である。具体的には、特開2008−26864号公報の段落[0125]〜[0130]に記載の方法に準じて測定を行った。
<Universal hardness (Hu) and elastic deformation rate (Wu) of photoconductor>
The universal hardness value (Hu) and elastic deformation rate (Wu) of the surface of the electrophotographic photosensitive member are a microhardness measuring device Fischerscope H100V in accordance with ISO / FDIS14577 in an environment of an ambient temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50%. It is the value measured using (made by Fischer). Specifically, the measurement was performed according to the method described in paragraphs [0125] to [0130] of JP-A-2008-26864.
<感光体の膜厚、磨耗量>
尚、感光体101の磨耗速度は後述する実施例の耐久の前後で渦電流式の膜厚計(Ficherscope GROUNDEINHEIT MMS 3AM:Ficher製)にて膜厚を測定し、100k回転当りの磨耗量を算出した。
膜厚の測定は、長手方向5点の各点について円周方向8点の計40点について測定を行い、それらの平均値をもって膜厚とした。
<Photoreceptor film thickness and wear amount>
The wear rate of the
The film thickness was measured for a total of 40 points, 8 points in the circumferential direction for each of 5 points in the longitudinal direction, and the average value thereof was taken as the film thickness.
<感光体の表面形状(Rz)>
感光体101の表面形状Rzは、JISB0601:1994で規定されるRzである。測定は表面粗さ測定器(SURFPAK−SV4000S4:ミツトヨ製)を用い、測定長2.50[mm]、測定回数5[回]、高さ方向フルスケールで8[μm]、フィルターはGaussian、λc=0.25、λs=0.008、測定速度=0.1[mm/sec]で、JIS1994 RLS_JISモードで、長手方向にスキャンして測定した。
表面形状の測定は、長手方向5点の各点について円周方向8点の計40点について行い、それらの平均値をもって測定値とし、5回の測定の測定値の平均値をもってRzとした。
なお、感光体101の表面形状は、上述したような周方向の研磨処理の他にも、研磨の方向を変えたり、ブラスト処理する等の公知の方法で調整することもできる。
<Surface shape of photosensitive member (Rz)>
The surface shape Rz of the
The surface shape was measured for a total of 40 points of 8 points in the circumferential direction for each of the 5 points in the longitudinal direction, and the average value of these was used as the measurement value, and the average value of the measurement values of the 5 measurements was used as Rz.
The surface shape of the
以下、図に基づいて本発明の実施例実施形態を説明するが、本発明はそれらの実施本実験例に何ら制限されるものではなく、本発明の構成要素を満たす物であれば、他の手段を用いても良い。また、特に示していないが、画像形成装置本体に、感光体、帯電手段、現像手段及びやクリーニングブレードなどの各ユニットが個別に設置されていも良いし、あるいはそれらの感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の2つ以上が一体化されたカートリッジとして設置されていてもよい。 Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these examples of the present invention. Means may be used. Although not specifically shown, each unit such as a photosensitive member, a charging unit, a developing unit, and a cleaning blade may be individually installed in the image forming apparatus main body, or the photosensitive unit, the charging unit, and the developing unit. Two or more of the means and the cleaning means may be installed as an integrated cartridge.
[塩基性無機化合物(無機塩基)製造例]
<炭酸カルシウムの製造例>
炭酸カルシウムは、天然に存在する石灰石などを粉砕したり、周知の化学反応で合成して製造することができる。合成炭酸カルシウムは粒径や粒度分布を制御しやすい。
本例では、カルサイト型の結晶構造で、粒子形状が立方体の炭酸カルシウム微粒子を作成した。反応時間その他の条件を制御し、粒径の異なる微粒子を製造した。
<炭酸亜鉛の製造例>
炭酸亜鉛微粒子は、周知の方法で製造することができる。原料酸化亜鉛を含む水スラリー中に二酸化炭素ガスを導入し、塩基性炭酸亜鉛を生成して、粉砕工程を経て微粒子を得た。
<炭酸マグネシウムの製造例>
炭酸マグネシウム微粒子は、周知の方法で製造することができる。原料酸化マグネシウムを含む水スラリー中に二酸化炭素ガスを導入し、塩基性炭酸マグネシウムを生成し、更に粉砕などを施し微粒子化した。
<酸化マグネシウムの製造例>
酸化マグネシウム微粒子は、周知の方法で製造することができる。
<無機塩基の表面処理>
これらの無機塩基の疎水化度を制御する為に、該無機塩基の表面に処理量を振って湿式の脂肪酸処理を施した。本例に於いては脂肪酸で湿式処理を行ったが、処理方法、処理剤は周知のものを使用でき、湿式でも乾式でも構わない。
[Examples of basic inorganic compound (inorganic base) production]
<Examples of calcium carbonate production>
Calcium carbonate can be produced by pulverizing naturally occurring limestone or the like or synthesizing it by a known chemical reaction. Synthetic calcium carbonate is easy to control particle size and particle size distribution.
In this example, calcium carbonate fine particles having a calcite crystal structure and a cubic particle shape were prepared. The reaction time and other conditions were controlled to produce fine particles with different particle sizes.
<Examples of zinc carbonate production>
The zinc carbonate fine particles can be produced by a known method. Carbon dioxide gas was introduced into a water slurry containing raw material zinc oxide to produce basic zinc carbonate, and fine particles were obtained through a pulverization step.
<Production example of magnesium carbonate>
Magnesium carbonate fine particles can be produced by a known method. Carbon dioxide gas was introduced into the water slurry containing the raw material magnesium oxide to produce basic magnesium carbonate, which was further pulverized to form fine particles.
<Production example of magnesium oxide>
Magnesium oxide fine particles can be produced by a known method.
<Surface treatment of inorganic base>
In order to control the degree of hydrophobicity of these inorganic bases, wet fatty acid treatment was performed on the surface of the inorganic bases with varying amounts of treatment. In this example, wet processing was performed with fatty acid, but known processing methods and processing agents can be used, and may be wet or dry.
得られた各種無機塩基の個数平均粒径、疎水化度を、下表1に示す。 Table 1 below shows the number average particle diameter and the degree of hydrophobicity of the obtained various inorganic bases.
[キヤリア製造例]
<磁性キャリアの製造例>
コアa1の製造例
工程1(秤量・混合工程)
Fe2O3 61.1質量%
MnCO3 34.5質量%
Mg(OH)2 4.5質量%
SrCO3 0.9質量%
となるようにフェライト原材料を秤量した。これをジルコニア(φ10mm)のボールを用いた乾式ボールミルで2時間粉砕・混合した。
工程2(仮焼成工程)
粉砕・混合した後、バーナー式焼成炉を用い大気中で、950℃で2時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。フェライトの組成は、下記の通りであった。
(MnO)a(MgO)b(SrO)c(Fe2O3)d
上式において、a=0.39、b=0.10、c=0.01、d=0.50
工程3(粉砕工程)
クラッシャーで0.5mm程度に粉砕した後に、アルミナのビーズ(φ1.0mm)を用い、仮焼フェライト100質量部に対し、水を30質量部加え、湿式ビーズミルで2時間粉砕し、フェライトスラリーを得た。
工程4(造粒工程)
フェライトスラリーに、バインダーとして仮焼フェライト100質量部に対してポリビニルアルコール9.0質量部を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)で、球状粒子に造粒した。
工程5(本焼成工程)
焼成雰囲気をコントロールするために、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度0.01体積%未満)で、1100℃で4.5時間焼成した。
工程6(選別工程):
凝集した粒子を解砕した後に、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、コアa1を得た。コアa1の物性を表2にまとめた。
[Carrier production example]
<Example of manufacturing magnetic carrier>
Fe 2 O 3 61.1% by mass
MnCO 3 34.5% by mass
Mg (OH) 2 4.5% by mass
SrCO 3 0.9% by mass
The ferrite raw material was weighed so that This was pulverized and mixed for 2 hours in a dry ball mill using zirconia (φ10 mm) balls.
Process 2 (temporary firing process)
After pulverization and mixing, firing was performed at 950 ° C. for 2 hours in the air using a burner-type firing furnace to prepare calcined ferrite. The composition of the ferrite was as follows.
(MnO) a (MgO) b (SrO) c (Fe 2 O 3 ) d
In the above formula, a = 0.39, b = 0.10, c = 0.01, d = 0.50
Process 3 (Crushing process)
After crushing to about 0.5 mm with a crusher, 30 parts by mass of water is added to 100 parts by mass of calcined ferrite using alumina beads (φ1.0 mm) and pulverized with a wet bead mill for 2 hours to obtain a ferrite slurry. It was.
Process 4 (granulation process)
To the ferrite slurry, 9.0 parts by mass of polyvinyl alcohol was added as a binder with respect to 100 parts by mass of calcined ferrite, and granulated into spherical particles with a spray dryer (manufacturer: Okawara Chemical).
Process 5 (main firing process)
In order to control the firing atmosphere, firing was performed at 1100 ° C. for 4.5 hours in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration less than 0.01% by volume) in an electric furnace.
Process 6 (screening process):
After the aggregated particles were crushed, coarse particles were removed by sieving with a sieve having an opening of 250 μm to obtain a core a1. Table 2 summarizes the physical properties of the core a1.
コアa2の製造例
コアa1の製造例において、工程1(秤量・混合工程)で、下記のようにフェライト原材料を秤量したのち、ジルコニア(φ10mm)のボールを用いた乾式ボールミルで2時間粉砕・混合した。
Fe2O3 68.0質量%
MnCO3 29.9質量%
Mg(OH)2 2.1質量%
また、工程5(本焼成工程)において、酸素濃度0.02体積%で、1050℃で4時間焼成した以外は、コアa1製造例と同様にしてコアa2を製造した。コアa2の物性を表2にまとめた。
Production example of core a2 In the production example of core a1, in Step 1 (weighing / mixing step), ferrite raw materials are weighed as follows, and then pulverized and mixed in a dry ball mill using zirconia (φ10 mm) balls for 2 hours. did.
Fe 2 O 3 68.0 mass%
MnCO 3 29.9% by mass
Mg (OH) 2 2.1% by mass
Further, a core a2 was produced in the same manner as in the production example of the core a1, except that in the step 5 (main firing step), the oxygen concentration was 0.02% by volume and the firing was performed at 1050 ° C. for 4 hours. Table 2 summarizes the physical properties of the core a2.
コアa3の製造例
コアa1の製造例の工程5(本焼成工程)において、酸素濃度0.05体積%で、1050℃で4時間焼成した以外は、コアa1製造例と同様にしてコアa3を製造した。コアa3の物性を表2にまとめた。
Example of producing core a3 In step 5 (main firing step) of the example of producing core a1, the core a3 was produced in the same manner as in the example of producing core a1, except that the oxygen concentration was 0.05% by volume and baked at 1050 ° C. for 4 hours. Manufactured. Table 2 summarizes the physical properties of the core a3.
コアa4の製造例
コアa1の製造例の工程5(本焼成工程)において、酸素濃度0.2体積%で、1050℃で4時間焼成した以外は、コアa1製造例と同様にしてコアa4を製造した。コアa4の物性を表2にまとめた。
Example of producing core a4 In step 5 (main firing step) of the example of producing core a1, the core a4 was produced in the same manner as in the example of producing core a1 except that the oxygen concentration was 0.2% by volume and baked at 1050 ° C. for 4 hours. Manufactured. Table 2 summarizes the physical properties of the core a4.
コアa5の製造例
コアa2の製造例の工程5(本焼成工程)において、酸素濃度0.15体積%で、1100℃で5時間焼成した以外は、コアa2製造例と同様にしてコアa5を製造した。コアa5の物性を表2にまとめた。
Example of producing core a5 In step 5 (main firing step) of the example of producing core a2, the core a5 was produced in the same manner as in the example of producing core a2, except that the oxygen concentration was 0.15% by volume and the product was fired at 1100 ° C. for 5 hours. Manufactured. Table 2 summarizes the physical properties of the core a5.
コアa6の製造例
コアa1の製造例の工程5(本焼成工程)において、酸素濃度0.3体積%で、1050℃で4時間焼成した以外は、コアa1製造例と同様にしてコアa6を製造した。コアa6の物性を表2にまとめた。
Example of producing core a6 In step 5 (main firing step) of the example of producing core a1, the core a6 was produced in the same manner as in the example of producing core a1 except that it was fired at 1050 ° C. for 4 hours at an oxygen concentration of 0.3% by volume. Manufactured. Table 2 summarizes the physical properties of the core a6.
樹脂溶液Bの調整
シリコーンワニス(SR2411 東レ・ダウコーニング社製 固形分濃度20質量%)
75.8質量部
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン 1.5質量部
トルエン 22.7質量部
以上を混合し、樹脂溶液B(粘度 1.2×10−4m2/sec)を得た。
Preparation of resin solution B Silicone varnish (SR2411 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., solid content concentration 20% by mass)
75.8 parts by mass γ-aminopropyltriethoxysilane 1.5 parts by mass Toluene 22.7 parts by mass The above was mixed to obtain a resin solution B (viscosity 1.2 × 10 −4 m 2 / sec).
磁性コア粒子A1の製造例
コアa1 100質量部を万能攪拌混合機(ダルトン社製)に入れ、82℃に加熱し、コアa1 100質量部に対して充填樹脂成分として16質量部に相当する樹脂溶液Bを加え、揮発してくる有機溶剤を排気しながら撹拌した。2時間の間、82℃で加熱と撹拌を続け、溶剤を除去した。得られた試料をジュリアミキサー(徳寿工作所製)に移し、窒素雰囲気下に200℃で2時間熱処理して、開口70μmのメッシュで分級して磁性コア粒子A1を得た(樹脂充填量15.3質量部)。
Production Example of Magnetic
磁性コア粒子A2の製造例
コアa2 100質量部を万能攪拌混合機(ダルトン社製)に入れ、80℃に加熱し、コアa2 100質量部に対して充填樹脂成分として15質量部に相当する樹脂溶液Bを加え、揮発してくる有機溶剤を排気しながら撹拌した。2時間の間、80℃で加熱と撹拌を続け、溶剤を除去した。得られた試料をジュリアミキサー(徳寿工作所製)に移し、窒素雰囲気下に200℃で2時間熱処理して、開口70μmのメッシュで分級して磁性コア粒子A2を得た(樹脂充填量14.0質量部)。
Production Example of Magnetic
磁性コア粒子A3の製造例
コアa3 100質量部を万能攪拌混合機(ダルトン社製)に入れ、80℃に加熱し、コアa3 100質量部に対して充填樹脂成分として16質量部に相当する樹脂溶液Bを加え、揮発してくる有機溶剤を排気しながら撹拌した。2時間の間、80℃で加熱と撹拌を続け、溶剤を除去した。得られた試料をジュリアミキサー(徳寿工作所製)に移し、窒素雰囲気下に200℃で2時間熱処理して、開口70μmのメッシュで分級して磁性コア粒子A3を得た(樹脂充填量15.1質量部)。
Production Example of Magnetic
磁性コア粒子A4の製造例
コアa4 100質量部を万能攪拌混合機(ダルトン社製)に入れ、82℃に加熱し、コアa4 100質量部に対して充填樹脂成分として12質量部に相当する樹脂溶液Bを加え、揮発してくる有機溶剤を排気しながら撹拌した。2時間の間、82℃で加熱と撹拌を続け、溶剤を除去した。得られた試料をジュリアミキサー(徳寿工作所製)に移し、窒素雰囲気下に200℃で2時間熱処理して、開口70μmのメッシュで分級して磁性コア粒子A4を得た(樹脂充填量10.5質量部)。
Production Example of Magnetic
磁性コア粒子A5の製造例
コアa5 100質量部を万能攪拌混合機(ダルトン社製)に入れ、80℃に加熱し、磁性コアa5 100質量部に対して充填樹脂成分として13質量部に相当する樹脂溶液Bを加え、揮発してくる有機溶剤を排気しながら撹拌した。2時間の間、80℃で加熱と撹拌を続け、溶剤を除去した。得られた試料をジュリアミキサー(徳寿工作所製)に移し、窒素雰囲気下に200℃で2時間熱処理して、開口70μmのメッシュで分級して磁性コア粒子A5を得た(樹脂充填量12.8質量部)。
Production Example of Magnetic
コア粒子A6の製造例
コアa6 100質量部を万能攪拌混合機(ダルトン社製)に入れ、80℃に加熱し、コアa6 100質量部に対して充填樹脂成分として13質量部に相当する樹脂溶液Bを加え、揮発してくる有機溶剤を排気しながら撹拌した。2時間の間、80℃で加熱と撹拌を続け、溶剤を除去した。得られた試料をジュリアミキサー(徳寿工作所製)に移し、窒素雰囲気下に200℃で2時間熱処理して、開口70μmのメッシュで分級して磁性コア粒子A6を得た(樹脂充填量13.5質量部)。
Production Example of
<磁性キャリアC1の製造例>
樹脂溶液Cの調整
シリコーンワニス(SR2411 東レ・ダウコーニング社製 固形分濃度20質量%)
69.4質量部
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン 2.8質量部
トルエン 27.8質量部
以上を混合し、樹脂溶液D(粘度 1.2×10−4m2/sec)を得た。
<Example of production of magnetic carrier C1>
Preparation of resin solution C Silicone varnish (SR2411 manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., solid content concentration 20% by mass)
69.4 parts by mass γ-aminopropyltriethoxysilane 2.8 parts by mass Toluene 27.8 parts by mass The above was mixed to obtain a resin solution D (viscosity 1.2 × 10 −4 m 2 / sec).
上記の磁性コアA1 100質量部をナウタミキサ(ホソカワミクロン社製)に投入し、スクリューの回転速度100min−1、自転速度が3.5min−1の条件で撹拌しながら減圧下で70℃に調整した。樹脂溶液Cを固形分濃度が10質量%になるようにトルエンで希釈し、磁性コアA1 100質量部に対して被覆樹脂成分として1.3質量部になるように樹脂溶液を投入し、2時間かけて溶媒除去及び塗布操作を行った(第1段コート)。その後、180℃まで昇温し、2時間撹拌を続けた後、70℃まで降温した。試料を万能撹拌混合機(ダルトン社製)に移し、原料の磁性コア1 100質量部に対して、樹脂溶液Cを用いて被覆樹脂成分が1.5質量部になるよう樹脂溶液を投入し、2時間かけて溶媒除去及び塗布操作を行った(第2段コート)。さらに、原料の磁性コア4 100質量部に対して、樹脂溶液Cを用いて被覆樹脂成分が1.2質量部になるよう樹脂溶液を投入し、同様に、2時間かけて溶媒除去及び塗布操作を行った(第3段コート)。
100 parts by mass of the magnetic core A1 was put into a Nauta mixer (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), and adjusted to 70 ° C. under reduced pressure while stirring under the conditions of a screw rotation speed of 100 min −1 and a rotation speed of 3.5 min −1 . The resin solution C is diluted with toluene so that the solid content concentration becomes 10% by mass, and the resin solution is added so that the resin component C becomes 1.3 parts by mass as a coating resin component with respect to 100 parts by mass of the magnetic core A1. The solvent was removed and the coating operation was performed (first step coating). Thereafter, the temperature was raised to 180 ° C., stirring was continued for 2 hours, and then the temperature was lowered to 70 ° C. The sample was transferred to a universal stirring mixer (manufactured by Dalton), and the resin solution was added so that the coating resin component was 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the
得られた試料は、ジュリアミキサー(徳寿工作所社製)に移し、窒素雰囲気下、温度180℃で4時間熱処理した後、開口70μmのメッシュで分級して磁性キャリアC01を得た。得られた磁性キャリアC01の物性を表3に示す。 The obtained sample was transferred to a Julia mixer (manufactured by Tokuju Kogakusha Co., Ltd.), heat-treated at a temperature of 180 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere, and then classified with a mesh having an opening of 70 μm to obtain a magnetic carrier C01. Table 3 shows the physical properties of the magnetic carrier C01 obtained.
<磁性キャリアC02〜C22の製造例>
磁性キャリアC01の製造例に対して、第1段コート〜第3段の樹脂溶液Cの投入量、及び投入回数を、下表3に従い樹脂被服処理を施した。
得られた磁性キャリアC01〜C22の特性を表4に示す。
<Production example of magnetic carriers C02 to C22>
With respect to the manufacturing example of the magnetic carrier C01, the resin coating treatment was performed in accordance with Table 3 below with respect to the amount of the first-stage coating to the third-stage resin solution C and the number of times of charging.
Table 4 shows the characteristics of the obtained magnetic carriers C01 to C22.
[トナー製造例]
<樹脂Aの製造例(ハイブリッド樹脂)>
スチレン1.9mol、2−エチルヘキシルアクリレート0.21mol、フマル酸0.15mol、α−メチルスチレンの2量体0.03mol、ジクミルパーオキサイド0.05molを滴下ロートに入れた。また、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン7.0mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.0mol、テレフタル酸3.0mol、無水トリメリット酸2.0mol、フマル酸5.0mol及び酸化ジブチル錫0.2gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、145℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系樹脂のモノマー、架橋剤及び重合開始剤を5時間かけて滴下した。次いで200℃に昇温し、200℃で4.0時間反応させてハイブリッド樹脂(樹脂A)を得た。この樹脂AのGPCによる分子量は、重量平均分子量(Mw)64000、数平均分子量(Mn)4500、ピーク分子量(Mp)7000であった。
[Example of toner production]
<Example of production of resin A (hybrid resin)>
1.9 mol of styrene, 0.21 mol of 2-ethylhexyl acrylate, 0.15 mol of fumaric acid, 0.03 mol of dimer of α-methylstyrene, and 0.05 mol of dicumyl peroxide were placed in a dropping funnel. In addition, 7.0 mol of polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane; 0 mol, 3.0 mol of terephthalic acid, 2.0 mol of trimellitic anhydride, 5.0 mol of fumaric acid and 0.2 g of dibutyltin oxide are placed in a 4-liter four-necked flask made of glass, a thermometer, a stirring rod, a condenser and nitrogen The introduction tube was installed and placed in a mantle heater. Next, after the inside of the flask was replaced with nitrogen gas, the temperature was gradually increased while stirring, and while stirring at a temperature of 145 ° C., the vinyl resin monomer, crosslinking agent and polymerization initiator were added from the dropping funnel over 5 hours. It was dripped. Next, the temperature was raised to 200 ° C. and reacted at 200 ° C. for 4.0 hours to obtain a hybrid resin (resin A). The molecular weight of this resin A by GPC was weight average molecular weight (Mw) 64000, number average molecular weight (Mn) 4500, and peak molecular weight (Mp) 7000.
<マゼンタマスターバッチの製造>
・樹脂A(マスターバッチ用) 60質量部
・マゼンタ顔料(PigmentRed−57) 20質量部
・マゼンタ顔料(PigmentRed−122) 20質量部
上記の材料をニーダーミキサーにより溶融混練し、マゼンタマスターバッチを作製した。
<Manufacture of magenta master batch>
-Resin A (for masterbatch) 60 parts by mass-Magenta pigment (PigmentRed-57) 20 parts by mass-Magenta pigment (PigmentRed-122) 20 parts by mass The above materials were melt-kneaded with a kneader mixer to prepare a magenta masterbatch. .
<トナーの製造例>
・樹脂A 88.3質量部
・精製パラフィンワックス(最大吸熱ピーク:70℃、Mw=450、Mn=32)
5.0質量部
・上記マゼンタマスターバッチ(着色剤分40質量%) 19.5質量部
・ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(負荷電制御剤)
0.9質量部
上記処方をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合した後、温度150℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、池貝鉄工(株)製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T−250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕した。ホソカワミクロン社製の粒子設計装置(製品名:ファカルティ)を用いて、分級を行い、円相当径0.500μm以上、1.985μm未満である粒子(小粒子)が5個数%になるように調整を行い、重量平均粒径(D4)6.2μmのトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100質量部に、ヘキサメチルジシラザン20質量%で表面処理した一次平均粒子径16nmの疎水性シリカ微粒子1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合、外添して、トナーを得た。
なお、無機塩基をトナー粒子に外添して使用する場合には、上記の疎水性シリカと共に上記の条件で外添処理を施した。
<Example of toner production>
-Resin A 88.3 parts by mass-Refined paraffin wax (maximum endothermic peak: 70 ° C, Mw = 450, Mn = 32)
5.0 parts by mass / magenta masterbatch (colorant content 40% by mass) 19.5 parts by mass / aluminum compound of di-tertiary butylsalicylic acid (negative charge control agent)
0.9 parts by mass After the above formulation was mixed with a Henschel mixer (FM-75 type, manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), a twin-screw kneader (PCM-30 type, Ikegai Iron Works Co., Ltd.) set at a temperature of 150 ° C. Kneaded). The obtained kneaded material was cooled and coarsely pulverized to 1 mm or less with a hammer mill to obtain a coarsely pulverized material. The obtained coarsely crushed material was finely pulverized with a mechanical pulverizer (T-250, manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.). Classification is performed using a particle design device (product name: Faculty) manufactured by Hosokawa Micron, and adjustment is performed so that the number of particles (small particles) having an equivalent circle diameter of 0.500 μm or more and less than 1.985 μm is 5% by number. And toner particles having a weight average particle diameter (D4) of 6.2 μm were obtained.
To 100 parts by mass of the obtained toner particles, 1.0 part by mass of hydrophobic silica fine particles having a primary average particle diameter of 16 nm surface-treated with 20% by mass of hexamethyldisilazane are added, and a Henschel mixer (FM-75 type, Mitsui Miike) is added. A toner was obtained by mixing and externally adding with a Kako Koki Co., Ltd.
When the inorganic base was added externally to the toner particles, the external addition treatment was performed under the above conditions together with the above hydrophobic silica.
[現像剤製造例]
磁性キャリアC01の92質量部に対し、トナーを8質量部加え、V型混合機により10分間振とうさせて、2成分系現像剤を調製した。
[Developer production example]
To 92 parts by mass of the magnetic carrier C01, 8 parts by mass of toner was added and shaken for 10 minutes by a V-type mixer to prepare a two-component developer.
[感光体製造例]
[下地感光体製造例]
支持体101aとして、iR C3580用のアルミニウムシリンダー(以下、φ30シリンダーまたは単にφ30と称する)、imagePRESS C7000VP用のアルミシリンダー(以下、φ84シリンダーまたは単にφ84と称する)を切削加工で作製し、脱脂洗浄を施した。
[Photosensitive body production example]
[Underlying Photoconductor Production Example]
As the support 101a, an aluminum cylinder for iR C3580 (hereinafter referred to as φ30 cylinder or simply referred to as φ30) and an aluminum cylinder for imagePRESS C7000VP (hereinafter referred to as φ84 cylinder or simply referred to as φ84) are manufactured by cutting, and degreasing cleaning is performed. gave.
アンチモンをドープした酸化スズの被覆膜を有する酸化チタン粉体(商品名:クロノスECT−62、チタン工業(株)製)60質量部、酸化チタン粉体(商品名:titone SR−1T、堺化学(株)製)60質量部、レゾール型フェノール樹脂(商品名:フェノライト J−325、大日本インキ化学工業(株)製、固形分70%)70質量部、2−メトキシ−1−プロパノール50質量部、メタノール50質量部とからなる溶液を約20時間、ボールミルで分散させた。この分散液に含有されるフィラーの平均粒径は、0.25μmであった。このようにして調合した分散液を、前記アルミニウムシリンダー上に浸漬法によって塗布し、150℃に調整された熱風乾燥機中で48分間加熱乾燥、硬化することにより膜厚15μmの導電層を形成した。 60 parts by mass of titanium oxide powder (trade name: Kronos ECT-62, manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) having a coating film of tin oxide doped with antimony, titanium oxide powder (trade name: titone SR-1T, 堺Chemical Co., Ltd.) 60 parts by mass, resol type phenol resin (trade name: Phenolite J-325, Dainippon Ink & Chemicals, Inc., solid content 70%) 70 parts by mass, 2-methoxy-1-propanol A solution consisting of 50 parts by mass and 50 parts by mass of methanol was dispersed with a ball mill for about 20 hours. The average particle size of the filler contained in this dispersion was 0.25 μm. The dispersion prepared in this manner was applied on the aluminum cylinder by the dipping method, and was heated and dried for 48 minutes in a hot air drier adjusted to 150 ° C. to form a conductive layer having a thickness of 15 μm. .
次に、共重合ナイロン樹脂(商品名:アミランCM8000、東レ(株)製)10質量部及びメトキシメチル化ナイロン樹脂(商品名:トレジンEF30T、帝国化学産業(株)製)30質量部をメタノール500質量部及びブタノール250質量部の混合液に溶解した溶液を、前記導電層の上に浸漬塗布し、100℃に調整された熱風乾燥機中に22分間投入し加熱乾燥して、膜厚み0.45μmの下引き層101cを形成した。
Next, 10 parts by mass of copolymer nylon resin (trade name: Amilan CM8000, manufactured by Toray Industries, Inc.) and 30 parts by mass of methoxymethylated nylon resin (trade name: Toresin EF30T, manufactured by Teikoku Chemical Industry Co., Ltd.) were added to
次に、CuKα線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)の7.4°及び28.2°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶4質量部、ポリビニルブチラール樹脂(商品名:エスレックBX−1、積水化学工業(株)製)2質量部、シクロヘキサノン90質量部からなる混合溶液を、直径1mmガラスビーズを用いてサンドミルで10時間分散させた後、酢酸エチル110質量部を加えて電荷発生層用塗工液を調製した。この塗工液を上記の下引き層上に浸漬塗布し、80℃に調整された熱風乾燥機中に22分間投入し加熱乾燥して、膜厚0.17μmの電荷発生層101dを形成した。 Next, 4 parts by mass of a crystalline hydroxygallium phthalocyanine crystal having strong peaks at 7.4 ° and 28.2 ° of the Bragg angle (2θ ± 0.2 °) in the CuKα-ray diffraction spectrum, polyvinyl butyral resin (trade name) : Esreck BX-1, Sekisui Chemical Co., Ltd.) 2 parts by mass and a mixed solution consisting of 90 parts by mass of cyclohexanone was dispersed for 10 hours with a sand mill using glass beads having a diameter of 1 mm, and then 110 parts by mass of ethyl acetate was added. In addition, a charge generation layer coating solution was prepared. This coating solution was dip-coated on the undercoat layer, put into a hot air dryer adjusted to 80 ° C. for 22 minutes, and dried by heating to form a charge generation layer 101d having a thickness of 0.17 μm.
次に、下記構造式(化2)で示されるトリアリールアミン系化合物35質量部
上述のφ30、及びφ84の下地感光体に、下記に示す表面保護層101fを設け、感光体P01を作製した。
Next, 35 parts by mass of a triarylamine compound represented by the following structural formula (Formula 2)
A surface protective layer 101f shown below was provided on the above-described base photoconductors of φ30 and φ84 to prepare a photoconductor P01.
[感光体製造例1(P01)]
分散剤として下記の原料を混合溶解した。
フッ素原子含有樹脂(商品名:GF−300、東亞合成(株)社製)
0.15質量部
1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン(商品名:ゼオローラH、日本ゼオン(株)製) 35質量部
1−プロパノール 35質量部
これに、下記の潤滑剤
四フッ化エチレン樹脂粉体(商品名:ルブロンL−2、ダイキン工業(株)製)
3質量部
を加え、高圧分散機(商品名:マイクロフルイダイザーM−110EH、米Microfluidics社製)で600kgf/cm2の圧力で3回の処理を施して均一に分散させた。
[Photoreceptor Production Example 1 (P01)]
The following raw materials were mixed and dissolved as a dispersant.
Fluorine atom-containing resin (trade name: GF-300, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
0.15 parts by
Three parts by mass were added, and the mixture was uniformly dispersed by applying three treatments at a pressure of 600 kgf / cm 2 with a high-pressure disperser (trade name: Microfluidizer M-110EH, manufactured by Microfluidics, USA).
これを10μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製メンブレンフィルターで加圧ろ過を行い、潤滑剤分散液を調製した。
この潤滑剤分散液に、下記構造式(化3)で示される正孔輸送性化合物のアクリル樹脂D27質量部を加え、PTFE製の5μmメンブレンフィルターで加圧ろ過を行い、表面保護層用塗工液を調製した。
To this lubricant dispersion is added 27 parts by mass of an acrylic resin D27 having a hole transporting compound represented by the following structural formula (Chemical Formula 3), pressure filtration is performed with a
この塗工液を上記の下地感光体に5μm厚になるように塗布した。その後、窒素中において加速電圧150kV、線量1.4×104Gyの条件で電子線を照射した。引き続いて電子写真感光体の温度が120℃になる条件で90秒間加熱処理を行った。このときの酸素濃度は10ppmであった。更に、電子写真感光体を大気中で110℃に調整された熱風乾燥機中で、20分間加熱処理を行って、膜厚が5μmの硬化表面保護層を形成した。更に市販の炭化珪素ラッピングテープ(#3000番)を使用して、表面の粗面化処理を行った。本例に於いては、上記のラッピングテープを、弾性を有するバックアップローラーで感光体と同方向で相対速度差を持たせて駆動した。該バックアップローラーを感光体に当接させながら、150秒間駆動し、粗面化処理を行い、φ84、φ30の感光体P01を得た。 This coating solution was applied to the above-mentioned underlying photoconductor so as to have a thickness of 5 μm. Thereafter, an electron beam was irradiated in nitrogen under the conditions of an acceleration voltage of 150 kV and a dose of 1.4 × 10 4 Gy. Subsequently, a heat treatment was performed for 90 seconds under the condition that the temperature of the electrophotographic photosensitive member was 120 ° C. The oxygen concentration at this time was 10 ppm. Further, the electrophotographic photosensitive member was heat-treated in a hot air dryer adjusted to 110 ° C. in the atmosphere for 20 minutes to form a cured surface protective layer having a thickness of 5 μm. Furthermore, the surface roughening process was performed using the commercially available silicon carbide wrapping tape (# 3000). In this example, the above wrapping tape was driven by an elastic backup roller with a relative speed difference in the same direction as the photoreceptor. While the backup roller was in contact with the photoconductor, it was driven for 150 seconds to perform a surface roughening process, and photoconductors P01 with φ84 and φ30 were obtained.
上記の方法により作製された電子写真感光体P01を、雰囲気温度23℃、相対湿度50%の環境下に24時間放置した後、弾性変形率及びユニバーサル硬さを測定した。結果、φ30、φ84いずれの感光体P01も、弾性変形率値は48%、ユニバーサル硬さ値は197N/mm2、表面形状Rzは0.31μmであった。結果を表5に示す。 The electrophotographic photoreceptor P01 produced by the above method was left for 24 hours in an environment having an ambient temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%, and then the elastic deformation rate and universal hardness were measured. As a result, the photoreceptors P01 of either φ30 or φ84 had an elastic deformation rate value of 48%, a universal hardness value of 197 N / mm 2 , and a surface shape Rz of 0.31 μm. The results are shown in Table 5.
[感光体製造例2(P02)]
感光体製造例1において、表面保護層を、浸漬塗布法により8μmの厚みで塗工した以外は感光体製造例1と同様にして表面保護層を作成した。
[Photoreceptor Production Example 2 (P02)]
In Photoconductor Production Example 1, a surface protective layer was prepared in the same manner as in Photoconductor Production Example 1 except that the surface protective layer was applied with a thickness of 8 μm by the dip coating method.
[感光体製造例3(P03)]
感光体製造例1において、加える樹脂Dを20質量部として、浸漬法で5μm厚に表面保護層を塗工した。また電子線の照射条件を加速電圧130kV、線量1.0×104Gyの条件で電子線を照射した。引き続いて電子写真感光体の温度が120℃になる条件で150秒間加熱処理した。その後大気中で110℃に調整された熱風乾燥機中で、20分間加熱処理を行った。
[Photoreceptor Production Example 3 (P03)]
In Photoconductor Production Example 1, the surface protective layer was applied to a thickness of 5 μm by an immersion method with 20 parts by mass of the resin D to be added. Further, the electron beam was irradiated under the conditions of an electron beam irradiation condition of an acceleration voltage of 130 kV and a dose of 1.0 × 10 4 Gy. Subsequently, heat treatment was performed for 150 seconds under the condition that the temperature of the electrophotographic photosensitive member was 120 ° C. Thereafter, heat treatment was performed for 20 minutes in a hot air dryer adjusted to 110 ° C. in the air.
[感光体製造例4(P04)]
感光体製造例3において、加える樹脂Dを20質量部として、浸漬法で5μm厚に表面保護層を塗工した。また電子線の照射条件を加速電圧140kV、線量1.2×104Gyとした以外は感光体製造例3と同様にして感光体P04を作成した。
[Photosensitive member production example 4 (P04)]
In Photoconductor Production Example 3, the surface protective layer was applied to a thickness of 5 μm by an immersion method with 20 parts by mass of the resin D to be added. A photoconductor P04 was prepared in the same manner as in Photoconductor Production Example 3 except that the electron beam irradiation conditions were an acceleration voltage of 140 kV and a dose of 1.2 × 10 4 Gy.
[感光体製造例5(P05)]
感光体製造例1において、加える樹脂Dを40質量部として、塗布法で5μm厚の表面保護層を塗工した。また電子線の照射条件を加速電圧150kV、線量1.4×104Gyとした以外は感光体製造例1と同様にして感光体P05を作成した。
[Photoreceptor Production Example 5 (P05)]
In Photoconductor Production Example 1, a surface protective layer having a thickness of 5 μm was applied by a coating method with 40 parts by mass of the resin D to be added. A photoconductor P05 was prepared in the same manner as in Photoconductor Production Example 1 except that the electron beam irradiation conditions were an acceleration voltage of 150 kV and a dose of 1.4 × 10 4 Gy.
[感光体製造例6(P06)]
感光体製造例5において、電子線の照射条件を加速電圧150kV、線量1.1×104Gyとし、電子線照射後の加熱処理を110℃で180秒間とした以外は、感光体製造例5と同様にして、感光体P06を作成した。
[Photoreceptor Production Example 6 (P06)]
Photoconductor Production Example 5 except that the electron beam irradiation conditions were an acceleration voltage of 150 kV and a dose of 1.1 × 10 4 Gy, and the heat treatment after the electron beam irradiation was carried out at 110 ° C. for 180 seconds in Photoconductor Production Example 5. A photoconductor P06 was prepared in the same manner as described above.
感光体製造例2〜6(P02〜P06)何れも、φ30、φ84を作成した。表面粗面化処理も感光体製造例1と同様に施し、いずれもRzは0.30±0.05μmの範囲であった。これらの感光体の弾性変形率Wu、ユニバーサル硬度Huを測定した結果、φ30、φ84で同等の感光体が得られていた。測定結果を表5に示す。 In each of Photoconductor Production Examples 2 to 6 (P02 to P06), φ30 and φ84 were prepared. The surface roughening treatment was performed in the same manner as in Photosensitive Member Production Example 1, and Rz was in the range of 0.30 ± 0.05 μm in all cases. As a result of measuring the elastic deformation rate Wu and universal hardness Hu of these photoconductors, equivalent photoconductors were obtained at φ30 and φ84. Table 5 shows the measurement results.
[評価装置]
φ84評価用の画像形成装置として、キヤノン製デジタル商業印刷用プリンターimagePRESSC7000VPを、下記の如く改造した(φ84評価機)。
まず、感光体の駆動速度を可変とした。言うまでもないが、給紙、排紙、転写、定着、露光などの各手段の速度、乃至光量は、該感光体駆動速度に同調する様にしてある。
現像手段は、現像剤担持体の駆動速度を可変とし、現像スリーブと感光体の最短距離(現像ギャップ)を可変とし、現像スリーブの本数を1〜3本使用できるものを作成した。また、現像スリーブは外径が異なるもの、内包するマグネットの磁極パターン及び磁束密度の異なる物を複数用意した。
また、帯電手段をスコロトロンから、キヤノン製iRC5185用の接触式帯電ローラーに変更した。帯電手段用の電源を変更し、DCバイアスにACバイアスを重畳できる様にした。周波数、及び放電電流を可変とした。
クリーニングブレード107は、ゴム硬度70°、100%モジュラスが3450kN/m2、破断伸びが320%のウレタンゴムからなるものを使用した。厚さTが2mm、板状クリーニングブレードを、自由長Lを8mmとして、バネ107Sにて、感光体101に当接圧=24.5N/m(25g/cm)、設定角θ=24°で当接させた。
感光体表面の進行方向でクリーニング手段の下流側近傍に、供給用ブラシ108を付与した。該ブラシは感光体との対向部で、該感光対と同方向で130%の相対速度で駆動する様にした。更に転写残トナー等を除去するフリッカー111を付与した。該フリッカー111の位置は、供給用ブラシ108の駆動方向や速度に応じて向きや位置などの設定条件を調整すればよい。
供給用ブラシ108は、導電性の繊維を基布に織りこみ、それを直径6mmの芯金上に巻き付けて直径16mmのロールブラシ状に構成している。導電性繊維として、太さ0.67Tex(6デニール)のアクリルの導電糸を用い、繊維密度が10万本/inch2となるようにW織りで基布に植え込んだものをシート状に形成し、芯金との導電性を確保するようにして巻き付けている。ブラシの抵抗は6×102Ω・cmとした。そして、感光体1に対する侵入量=1mmで、当接幅=7mmをもって接している。
更に、無機塩基を加圧成形した固形化無機塩基を用意し、必要に応じて該供給用ブラシに加圧当接し、該供給用ブラシで、感光体表面に塗布供給できるようにした。
[Evaluation equipment]
As an image forming apparatus for φ84 evaluation, Canon digital commercial printing printer imagePRESSSC7000VP was modified as follows (φ84 evaluation machine).
First, the driving speed of the photosensitive member was made variable. Needless to say, the speed of each means such as paper feeding, paper discharge, transfer, fixing, exposure, and the amount of light are synchronized with the photosensitive member driving speed.
The developing means was made such that the driving speed of the developer carrying member was variable, the shortest distance (developing gap) between the developing sleeve and the photosensitive member was variable, and the number of developing sleeves could be used from 1 to 3. A plurality of developing sleeves having different outer diameters, different magnetic pole patterns and different magnetic flux densities were prepared.
Further, the charging means was changed from the scorotron to a contact type charging roller for iRC5185 manufactured by Canon. The power supply for the charging means was changed so that the AC bias can be superimposed on the DC bias. The frequency and discharge current were variable.
The
A
The
Further, a solidified inorganic base obtained by pressure-molding an inorganic base was prepared, and it was brought into pressure contact with the supply brush as required so that it could be applied and supplied to the surface of the photoreceptor with the supply brush.
φ30評価用の画像形成装置として、キヤノン製カラー複合機iR C3580を、下記の如く改造した(φ30評価機)。
感光体の駆動速度を可変とし、転写、給紙、排紙、定着の各駆動速度、潜像露光手段の速度や露光量をこれに同調する様にした。
現像手段は駆動速度を可変とすると共に、スリーブ外径、スリーブに内包する磁性体が異なる物を複数用意した。また、現像スリーブが1〜2本の異なる物も用意した。帯電バイアス用電源を、周波数や印加バイアスを変更できるようにした。
クリーニングブレードは、ゴム硬度70°、100%モジュラスが3450kN/m2、破断伸びが320%のウレタンゴムからなるものを使用した。厚さTが2mm、板状クリーニングブレードを、自由長Lを9mmとして、バネ107Sにて、感光体101に当接圧=24.5N/m(25g/cm)、設定角θ=23°で当接させた。
As an image forming apparatus for φ30 evaluation, a Canon color complex machine iR C3580 was modified as follows (φ30 evaluation machine).
The drive speed of the photosensitive member is variable, and the transfer, paper feed, paper discharge, and fixing drive speeds, the speed of the latent image exposure means, and the exposure amount are synchronized with this.
A plurality of developing means having different driving speeds and different outer diameters of the sleeve and magnetic bodies included in the sleeve were prepared. Also, different developing sleeves having one to two were prepared. The charging bias power supply can be changed in frequency and applied bias.
The cleaning blade was made of urethane rubber having a rubber hardness of 70 °, a 100% modulus of 3450 kN / m 2 , and an elongation at break of 320%. With a thickness T of 2 mm, a plate-shaped cleaning blade, a free length L of 9 mm, and a spring 107S, the contact pressure to the
上記、何れの評価装置に於いても、帯電ローラーに印加するバイアスは、放電電流が50μAとなる様にして、潜像露光非照射時の現像手段対向位置での感光体の表面電位(Vd)の絶対値が600Vになる様に調節した。潜像信号露光は、潜像露光照射部電位(Vl)の絶対値が150Vになる様に調整した。また、現像バイアス、転写バイアスは、感光体の速度、現像剤の種類などに応じて適宜調整した。 In any of the evaluation apparatuses described above, the bias applied to the charging roller is such that the discharge current is 50 μA, and the surface potential (Vd) of the photosensitive member at the position facing the developing means when the latent image is not exposed. The absolute value of was adjusted to 600V. The latent image signal exposure was adjusted so that the absolute value of the latent image exposure irradiation portion potential (Vl) was 150V. Further, the developing bias and the transfer bias were appropriately adjusted according to the speed of the photoreceptor, the type of developer, and the like.
改造機を用い、シアン位置の現像器に上記現像剤を入れ図1の如き画像形成装置を用意した。 An image forming apparatus as shown in FIG. 1 was prepared by using a remodeling machine and putting the developer in the developing unit at the cyan position.
[実施例01、02]
上述のφ30評価装置を用い、上述のトナーに無機塩基キャリアC03、感光体P02を使用した。
現像スリーブ感光体の面速度Vdrは300mm/secとした。現像スリーブの駆動速度Vslは450mm/secとした。また、磁気ブラシの断面積mは0.1mm2/本、磁気ブラシ密度aは4本/mm2、現像ニップhは7mmとした。また、クリーニングブラシ108は取り外した。
[Examples 01 and 02]
Using the above-described φ30 evaluation apparatus, inorganic base carrier C03 and photoconductor P02 were used as the toner described above.
The surface speed Vdr of the developing sleeve photosensitive member was 300 mm / sec. The developing sleeve drive speed Vsl was 450 mm / sec. The cross-sectional area m of the magnetic brush was 0.1 mm 2 / line, the magnetic brush density a was 4 / mm 2 , and the development nip h was 7 mm. The cleaning
実施例01では、無機塩基はE03と、E08を、各々0.3質量部、0.2質量部をトナーに外添した。また、実施例02では無機塩基はE03と、E08を、各々0.5質量部、0.5質量部をトナーに外添した。 In Example 01, 0.3 parts by mass and 0.2 parts by mass of E03 and E08 as inorganic bases were externally added to the toner, respectively. In Example 02, 0.5 parts by mass and 0.5 parts by mass of E03 and E08, respectively, were added to the toner.
画像形成装置の条件を表6、及び表7に示す。なお、表中の無機塩基α、無機塩基βの記号は、便宜上つけたものである。無機塩基を単独で使用する場合は、何れも無機塩基αの欄に記載し、複数の無機塩基を使用する場合は、疎水化度が低い方をα、高い方をβとした。 Tables 6 and 7 show the conditions of the image forming apparatus. In addition, the symbols of inorganic base α and inorganic base β in the table are given for convenience. When an inorganic base is used alone, all are described in the column of the inorganic base α, and when a plurality of inorganic bases are used, the lower hydrophobicity is α and the higher is β.
耐久試験において、感光体長手方向に長い帯画像を形成した。画像比率を長手方向で3%、5%、10%の3水準に振った画像を形成させた。 In the durability test, a belt image long in the longitudinal direction of the photoreceptor was formed. Images with the image ratio shifted to 3 levels of 3%, 5%, and 10% in the longitudinal direction were formed.
常温/常湿(23℃/50%RH:以下N/Nと称する)環境下で、図6の如く3、5、10%と画像dutyを振った画像を、A4用紙、片面2枚間欠で10時間/日の印刷を行い、10万枚の耐久を行った。次に、高温/高湿(30℃/80%RH:以下H/Hと称する)環境下、更に低温/低湿(15℃/10%RH:以下L/Lと称する)環境下で、N/N環境同様に、各々100万枚、合計30万枚の耐久試験を行った。各耐久試験において、夜間は電源を完全OFFとした。 Under normal temperature / humidity (23 ° C / 50% RH: hereinafter referred to as N / N) environment, an image with an image duty of 3, 5, 10% as shown in FIG. Printing was performed for 10 hours / day, and durability for 100,000 sheets was performed. Next, in a high temperature / high humidity (30 ° C./80% RH: hereinafter referred to as H / H) environment, and further in a low temperature / low humidity (15 ° C./10% RH: hereinafter referred to as L / L) environment, N / Similar to the N environment, 1 million sheets each, and a total of 300,000 durability tests were conducted. In each durability test, the power supply was completely turned off at night.
各環境で、初期、朝一及び晩ラストに、評価用画像の形成を行った。
尚、評価用画像としては1ドット1スペースのハーフトーン画像(1D1Sと記する)、5mm間隔の格子画像、1D1S、1ドット2スペースのハーフトーン画像(1D2Sと記す)、ベタ、白、前半はベタで後半が白のツートーン画像、17階調画像、更に再度1D1Sを、この順番で形成した。
上記の各環境での耐久試験において、画像評価を行った後に、クリーニングブレードのエッジ部の損耗測定と感光体損耗測定、及び帯電ローラーの汚れの評価を行った。
各評価項目と評価基準は下記のとおりである。
評価基準に於いて、A〜Cは良好、Dは実用上問題無し、Eは従来と同水準乃至は特性上不足となる場合がある。
In each environment, an image for evaluation was formed in the initial stage, in the morning and last.
As evaluation images, 1-dot 1-space halftone image (denoted as 1D1S), 5 mm-interval grid image, 1D1S, 1-dot 2-space halftone image (denoted as 1D2S), solid, white, and first half are A two-tone image with a solid second half, a 17-tone image, and 1D1S were formed again in this order.
In the durability test in each of the above environments, after image evaluation, wear measurement of the edge portion of the cleaning blade, measurement of photoconductor wear, and contamination of the charging roller were evaluated.
Each evaluation item and evaluation criteria are as follows.
In the evaluation criteria, A to C are good, D is no problem in practical use, and E is the same level as before or may be insufficient in characteristics.
・画像流れ
朝一に形成した画像の比較から評価した。
A: 画像流れ無し
B: 1D1S、1D2Sの画像を25倍乃至50倍で観測した時に、ドットつぶれ、ボケ有り
C: 17階調のハイライト領域、1D1S、1D2Sの何れか1つで、軽微なドラム周期の画像ムラ見えるが、A4で5枚以内の画像形成で解消する。
D: 17階調のハイライト領域、1D1S、1D2Sの何れか2つ以上で、軽微な感光体周期の画像むらが見えるが、A4で5枚以内の画像形成で解消する。
E: 上記以外。 従来と同水準乃至は特性上問題が生じる場合がある。
・ Image flow Evaluation was made by comparing images formed in the morning.
A: No image flow B: When the 1D1S and 1D2S images are observed at 25 to 50 times, the dots are crushed and blurred. C: One of the 17 gradation highlight areas, 1D1S, and 1D2S. Although the image irregularity of the drum cycle is visible, it can be resolved by image formation within 5 sheets at A4.
D: In the highlight area of 17 gradations, in any two or more of 1D1S, 1D2S, slight image irregularities of the photosensitive member period can be seen, but in A4, the image formation is eliminated within 5 sheets.
E: Other than the above. There may be problems with the same level or characteristics as before.
・すり抜け
主に罫線、ツートーン、ハーフトーンの各画像の目視評価と、感光体表面観察結果から評価した
A: 画像上すり抜け無し。感光体表面も清浄
B: 画像上すり抜け無し。感光体表面をテーピングですり抜けが検出できる程度で、クリーニングブレードの裏側(感光体進行方向で下流側)のトナー汚れ無し。
C: 画像上すり抜け無し。クリーニングブレードの裏側(感光体進行方向で下流側)のトナー汚れ有り
D: 感光体上にはすり抜け見られるが、画像上には出ていない
E: 画像上すり抜け発生
-Slip-through Mainly evaluated from visual evaluation of ruled line, two-tone, and half-tone images, and the photoreceptor surface observation results. A: No image slip-through. The surface of the photoconductor is also clean. B: No slip on the image. There is no toner contamination on the back side of the cleaning blade (downstream in the direction of travel of the photoconductor), so that the surface of the photoconductor can be detected by taping.
C: No slipping on the image. There is toner contamination on the back side of the cleaning blade (downstream in the direction of travel of the photoconductor). D: The image is slipped on the photoconductor but not on the image. E: The image is slipped off.
・フィルミング・トナー固着
ハーフトーン、ベタ、白、17階調の画像と、それに対応する感光体表面観測結果から評価した。
A: 画像上フィルミング、トナー固着共に無し。感光体表面も清浄
B: 感光体上には局所的な付着物が見られるが、画像上フィルミング、トナー固着共に無し
C: 感光体上には局所的なトナー固着が見られるが、画像上フィルミング、トナー固着共に無し
D: 感光体上には中〜広範囲に付着物見られるが、画像上フィルミング無し
E: 画像上フィルミング、或いはトナー固着に起因する画像不良あり
Filming / toner fixation Evaluation was performed from halftone, solid, white, 17-gradation images and the corresponding photoreceptor surface observation results.
A: Neither filming nor toner fixing on the image. The surface of the photoconductor is also clean. B: Local deposits are seen on the photoconductor, but there is no filming or toner fixation on the image. C: Local toner fixation is seen on the photoconductor, but on the image. Neither filming nor toner fixing D: There are deposits in the medium to wide range on the photoreceptor, but there is no filming on the image E: Image defect due to filming on the image or toner fixing
・クリーニングブレードの損耗
耐久試験後のクリーニングブレードを視野107a107bの方向から観測し、えぐれ、乃至は欠けの深さDμmと巾Wμmとを求め、該DとWの積から評価した。なお、該D、Wは図8の如く定義した。
A: DWが 75μm2 以下
B: DWが 75超 150μm2 以下
C: DWが150超 225μm2 以下
D: DWが225超 300μm2 以下
E: DWが 300μm2 超
-Wear of the cleaning blade The cleaning blade after the durability test was observed from the direction of the visual field 107a107b, and the depth Dm and width Wm of the chipping or chipping were obtained and evaluated from the product of D and W. The D and W are defined as shown in FIG.
A: DW is 75 μm 2 or less B: DW is more than 75 150 μm 2 or less C: DW is more than 150 225 μm 2 or less D: DW is more than 225 300 μm 2 or less E: DW is more than 300 μm 2
・感光体の損耗
耐久試験前後の感光体の膜厚測定から、該感光体10万回転当りの磨耗量[μm/100krot]を算出した。また、耐久試験後の表面粗さRzlast[μm]を測定した。なお、耐久試験を通じてのRzの最大値として、RziniとRzlastの大きい方を大Rzとして表示した。
A: 感光体の磨耗極微小、且つ表面形状の変動極微小。
磨耗速度が1.5×10−2μm/10万回転未満、且つRzの変化が0.10μm未満
B: 感光体の磨耗微小、且つ表面形状の変動微小。
磨耗速度、或いはRzの変化がAの範囲を超えているもののうち、磨耗速度が3.0×10−2μm/10万回転未満、且つRzの変化が0.15μm未満
C: 感光体の磨耗小、且つ表面形状の変動小。
磨耗速度、或いはRzの変化がBの範囲を超えているもののうち、磨耗速度が1.0×10−1μm/10万回転未満、且つRzの変化が0.20μm未満
D: 感光体の中程度、且つ表面形状の変動中程度。
磨耗速度、或いはRzの変化がCの範囲を超えているもののうち、磨耗速度が3.0×10−1μm/10万回転未満、且つRzの変化が0.25μm未満
E: 感光体の磨耗大、又は表面形状の変動微大。
磨耗速度、或いはRzの変化がDの範囲を超えているもの。
即ち、磨耗速度が3.0×10−1μm/10万回転以上、又はRzの変化が0.25μm以上
-Wear of photoconductor From the measurement of the film thickness of the photoconductor before and after the durability test, the amount of wear [μm / 100 krot] per 100,000 rotations of the photoconductor was calculated. Further, the surface roughness Rzlast [μm] after the durability test was measured. As the maximum value of Rz through the durability test, the larger value of Rzini and Rzlast was displayed as large Rz.
A: The wear of the photoconductor is very small, and the surface shape is extremely small.
Wear rate is less than 1.5 × 10 −2 μm / 100,000 revolutions, and change in Rz is less than 0.10 μm. B: Minute wear of photoreceptor and minute fluctuation of surface shape.
Among those in which the change in wear rate or Rz exceeds the range of A, the wear rate is less than 3.0 × 10 −2 μm / 100,000 revolutions, and the change in Rz is less than 0.15 μm. C: Photoconductor wear Small and small fluctuation of surface shape.
Among those where the wear rate or the change in Rz exceeds the range of B, the wear rate is less than 1.0 × 10 −1 μm / 100,000 revolutions and the change in Rz is less than 0.20 μm. D: In the photoconductor Medium and moderate fluctuation of surface shape.
Among those where the change in wear rate or Rz exceeds the range of C, the wear rate is less than 3.0 × 10 −1 μm / 100,000 revolutions, and the change in Rz is less than 0.25 μm E: Photoconductor wear Large or very small variation in surface shape.
Wear rate or Rz change exceeds D range.
That is, the wear rate is 3.0 × 10 −1 μm / 100,000 rotations or more, or the change in Rz is 0.25 μm or more.
・帯電ローラー汚れ
耐久試験前後の帯電ローラーを、耐久試験を行なっていない画像形成装置に投入して、文字(いろは)画像、5ドット30スペース(5D30S)、3D20Sのハーフトーン、及び潜像露光をせずに現像バイアスを調整して出力したハーフトーン画像(バイアスHT)で評価した。
A: 汚れ無し、乃至極僅か
バイアスHTで帯電ローラー汚れに起因する画像むらが見えない
B; 非常に優秀。汚れは実質的に問題無し
バイアスHTでは画像むらが見えるが、それ以外では見えない。
C; 優秀。汚れは実質的に問題無し
バイアスHT、3D20Sで画像がむら見える。
D; 良好。実用上問題無し
バイアスHT、3D20S、5D30Sで画像むらが見える。
E; 従来の水準、乃至は実用上画像への影響が出る場合有り。
文字画像、乃至は格子画像で画像むらが見える。
-Charging roller contamination Charge rollers before and after the durability test are put into an image forming apparatus that has not been subjected to the durability test, and character (Iroha) images, 5 dots 30 spaces (5D30S), 3D20S halftones, and latent image exposure are performed. The halftone image (bias HT) output without adjusting the development bias was evaluated.
A: No dirt or very little
Uneven image due to contamination of charging roller with bias HT is not visible B: Excellent. Dirt is virtually no problem
In the bias HT, image unevenness can be seen, but otherwise it cannot be seen.
C; Excellent. Dirt is virtually no problem
The image appears uneven with the bias HT and 3D20S.
D: Good. No problem in practical use
Image unevenness can be seen with the bias HT, 3D20S, and 5D30S.
E: There is a case where the image has an influence on the conventional level or practically.
Image unevenness can be seen in a character image or a lattice image.
評価結果を下表8に示す。 The evaluation results are shown in Table 8 below.
表8より、非常に良好な結果が得られたことが分かる。 From Table 8, it can be seen that very good results were obtained.
なお、この他、外添する無機塩基α及びβの量を、下表9の如く、夫々振って、実施例1〜2と同様の評価を行ったところ、同様の結果が得られた。 In addition, when the amounts of inorganic bases α and β to be externally added were varied as shown in Table 9 below and evaluated in the same manner as in Examples 1 and 2, similar results were obtained.
[実施例3〜11]
無機塩基E12〜E17を、夫々加圧成形して固形化無機塩基とした。評価装置としてφ84用評価機を使用し、前述の供給用ブラシ108を設けた。該供給用ブラシ108の固形化無機塩基、及び感光体101への進入量と駆動条件を調整して感光体の単位面積当り、5.0×10−9g/mm2で、該固形化無機塩基を掻き取り、感光体表面に供給する様にした。その他の各条件は表7に示す条件で評価を行った。画像流れで良好な結果が得られた。結果を表8に示す。
表8より、画像流れで良好な結果が得られた。
なお、供給用ブラシの使用条件を変化させて、無機塩基の供給量を振った評価を行った結果、1.0×10−10g/mm2以上、5×10−6g/mm2以下の供給で同様の結果が得られた。
これは、1.0×10−10g/mm2未満の供給はブラシ供給が不均一になり、流れ特性に感光体長手方向のムラが生じた為で、供給手法により更に少量でも効果が得られると思われる。一方、5×10−6g/mm2超の供給は、供給用ブラシの損耗などが生じる場合があった。
[Examples 3 to 11]
Inorganic bases E12 to E17 were respectively pressure-molded to obtain solidified inorganic bases. An evaluation device for φ84 was used as an evaluation device, and the
From Table 8, good results were obtained in image flow.
In addition, as a result of changing the use conditions of the supply brush and changing the supply amount of the inorganic base, 1.0 × 10 −10 g / mm 2 or more and 5 × 10 −6 g / mm 2 or less Similar results were obtained with the feed.
This is because when the supply is less than 1.0 × 10 −10 g / mm 2 , the brush supply becomes non-uniform and unevenness in the longitudinal direction of the photoconductor occurs in the flow characteristics. It seems to be done. On the other hand, when the supply exceeds 5 × 10 −6 g / mm 2 , the supply brush may be worn.
[実施例12]
実施例3〜11において、無機塩基αとして、炭酸カルシウムであるE08を使用した。結果、画像流れ特性が向上し、クリーニングブレード損耗やフィルミングなどのクリーニング特性、帯電ローラー汚れ特性が向上した。炭酸カルシウムの潤滑性が高いことによる効果と考えられる。
[Example 12]
In Examples 3 to 11, E08, which is calcium carbonate, was used as the inorganic base α. As a result, image flow characteristics were improved, cleaning characteristics such as cleaning blade wear and filming, and charging roller dirt characteristics were improved. This is probably due to the high lubricity of calcium carbonate.
[実施例13〜18]
実施例12において、キャリアの金属酸化物に由来する部分の面積比、また面積値の異なるキャリアC23〜C28(表6−1参照)を用いて、キャリアの金属由来面積比を1.4乃至8.0%、面積比を0.95乃至1.40μm2に振って(表4参照)、実施例12と同様の評価を行った。実施例12と同様に良好な結果が得られた。結果を表8に示す。
[Examples 13 to 18]
In Example 12, the carrier metal-derived area ratio is 1.4 to 8 using the area ratio of the portion derived from the metal oxide of the carrier and the carriers C23 to C28 (see Table 6-1) having different area values. The evaluation was performed in the same manner as in Example 12 by shaking the surface ratio to 0.05% and 0.95 to 1.40 μm 2 (see Table 4). As in Example 12, good results were obtained. The results are shown in Table 8.
[実施例19]
実施例12において、キャリアの6.672μm2以上の金属酸化物に由来する部分が10.0面積%であるキャリアに変更して、実施例12と同様の評価を行った。結果を表8に示す。表8より、画像流れ特性が更に向上し、クリーニングブレード損耗やフィルミングなどのクリーニング特性、帯電ローラー汚れ特性が向上した。これは、磁性キャリアのコアの大きな露出部の比率を抑制したことで、摺擦ムラが低減したことによると考えられる。
[Example 19]
In Example 12, the part derived from the metal oxide of 6.672 μm 2 or more of the carrier was changed to a carrier having 10.0 area%, and the same evaluation as in Example 12 was performed. The results are shown in Table 8. From Table 8, the image flow characteristics were further improved, cleaning characteristics such as cleaning blade wear and filming, and charging roller dirt characteristics were improved. This is thought to be due to the fact that the friction unevenness was reduced by suppressing the ratio of the large exposed portion of the core of the magnetic carrier.
[実施例20〜23]
実施例12において、コート総量、及び、多段で行なうコートの段数を変更することによって、キャリアの6.672μm2以上の金属酸化物に由来する部分の面積比を振って、実施例19と同様の評価を行った。実施例19と同様に良好な結果が得られた。結果を表8に示す。
[Examples 20 to 23]
In Example 12, the area ratio of the portion derived from the metal oxide of 6.672 μm 2 or more of the carrier was changed by changing the total coating amount and the number of steps of the coating performed in multiple stages, and the same as in Example 19 Evaluation was performed. As in Example 19, good results were obtained. The results are shown in Table 8.
[実施例24〜26]
更に、磁性キャリアの2.780μm2以下の金属酸化物に由来する部分が60.0面積%、62.2面積%であるキャリアに変更して、実施例20〜23と同様の評価を行った。結果を表8に示す。表8より、画像流れ特性が更に向上したことが分かる。これは、磁性キャリアのコアの大きな露出部の比率を抑制したことで、摺擦ムラが低減したことによると考えられる。なお、感光体の損耗に若干の差異があるのは、感光体の弾性変形率Wuの差によるものと考えられる。
[Examples 24-26]
Furthermore, the part derived from the metal oxide of 2.780 μm 2 or less of the magnetic carrier was changed to a carrier having 60.0 area% and 62.2 area%, and the same evaluation as in Examples 20 to 23 was performed. . The results are shown in Table 8. From Table 8, it can be seen that the image flow characteristics are further improved. This is thought to be due to the fact that the friction unevenness was reduced by suppressing the ratio of the large exposed portion of the core of the magnetic carrier. The slight difference in the wear of the photosensitive member is considered to be due to the difference in the elastic deformation rate Wu of the photosensitive member.
[実施例27〜30]
実施例27〜30において、更に、表6−1に示すように弾性変形率Wuが異なる感光体を用いて同様の評価を行った。結果を表8に示す。Wuが40%以上60%以下のとき、画像流れを良好に維持しながら、感光体の損耗特性が向上した。これは、感光体表面が弾性を有することで、磁性キャリアとの当接部で、該感光体が微小に弾性変形し、無機塩基が介在する状態での該磁性キャリアによる摺擦部位の面積が増え、摺擦効率が向上したためと考えられる。
[Examples 27 to 30]
In Examples 27 to 30, the same evaluation was performed using photoreceptors having different elastic deformation rates Wu as shown in Table 6-1. The results are shown in Table 8. When Wu was 40% or more and 60% or less, the wear characteristics of the photoreceptor improved while maintaining good image flow. This is because the surface of the photoconductor has elasticity, so that the photoconductor is slightly elastically deformed at the contact portion with the magnetic carrier, and the area of the rubbing site by the magnetic carrier in the state where the inorganic base is present is reduced. This is thought to be due to an increase in rubbing efficiency.
[実施例31〜34]
実施例29、30において、疎水化度の異なる無機塩基αを使用して、同様の評価を行った。結果を表8に示す。疎水化度(透過濃度が低下し始めるメタノール濃度)が40%以上60%以下の無機塩基を使用したとき、画像流れ特性が更に向上した。適宜な親水性を有することで、上述の酸や水分への作用効率が向上したことによるものと考えられる。
[Examples 31 to 34]
In Examples 29 and 30, the same evaluation was performed using inorganic base α having a different degree of hydrophobicity. The results are shown in Table 8. When an inorganic base having a hydrophobization degree (methanol concentration at which the transmission density starts to decrease) of 40% or more and 60% or less was used, the image flow characteristics were further improved. This is considered to be due to the fact that the above-mentioned action efficiency with respect to acid and moisture is improved by having appropriate hydrophilicity.
[実施例35〜47]
実施例33、34において、Vdr、Vslを変化させた。また該現像剤担持体の径や本数を調整して、hを変化させた。さらに、現像剤担持体に内包する磁性体の磁束密度や磁極パターン、現像剤担持体と感光体の距離(現像ギャップ)、及び現像剤担持体表面の現像剤厚さ等を調整して、m、aを変化させた。なお、各記号は下記の各条件を指す。
Vsl:現像剤担持体の周速度(mm/秒)
Vdr:感光体(像担持体)の周速度(mm/秒)
h :現像ニップ(磁気ブラシが感光体に接触する長さ)(mm)
m :磁気ブラシ断面積(mm2)
a :磁気ブラシ密度(本/mm2)
上記の各条件を表7−2に示すように変化させて、実施例33、34と同様の評価を行った。結果を表8に示す。上記の各条件から成る下式の値が、0.7以上3以下である、すなわち上述の式2を満たす本実施例において、画像流れ特性と感光体損耗特性が、更に向上した。
3≧|Vsl−Vdr|・m・a・h/Vdr≧0.7 ・・・(式2)
上記の向上は、磁気ブラシと感光体表面が当接する実効面積を制御することで、無機塩基が介在する状態で効率的に感光多表面の摺擦がなされたためと考えられる。
[Examples 35 to 47]
In Examples 33 and 34, Vdr and Vsl were changed. Further, h was changed by adjusting the diameter and number of the developer-carrying members. Further, the magnetic flux density and magnetic pole pattern of the magnetic material included in the developer carrier, the distance between the developer carrier and the photoreceptor (development gap), the developer thickness on the surface of the developer carrier, and the like are adjusted. , A was changed. Each symbol indicates the following conditions.
Vsl: peripheral speed of developer carrying member (mm / second)
Vdr: Peripheral speed of photosensitive member (image carrier) (mm / second)
h: Development nip (length with which the magnetic brush contacts the photoreceptor) (mm)
m: sectional area of the magnetic brush (mm 2 )
a: Magnetic brush density (lines / mm 2 )
The same evaluation as in Examples 33 and 34 was performed by changing each of the above conditions as shown in Table 7-2. The results are shown in Table 8. In the present example in which the value of the following expression consisting of the above conditions is 0.7 or more and 3 or less, that is, the
3 ≧ | Vsl−Vdr | · m · a · h / Vdr ≧ 0.7 (Expression 2)
The above improvement is thought to be due to the fact that the photosensitive multi-surface was efficiently rubbed in the state where the inorganic base was present by controlling the effective area where the magnetic brush and the surface of the photoconductor abut.
[実施例48〜50]
実施例46、47において、磁化強度が30Am2/kg以上65Am2/kg以下の磁性キャリアを使用して、同様の評価を行った。結果を表8に示す。
表8より、画像流れ特性などは良好に維持しつつ、更に帯電ローラー汚れ特性や画質特性が向上したことが分かる。低磁化な磁性キャリアを使用することで、細かく緻密な磁気ブラシ群を形成し、摺擦効率が維持できる。
緻密な磁気ブラシにより、無機塩基の効率的な摺擦及び掻き取りがなされ、現像ニップ乃至は次期のクリーニング工程で、劣化した、或いは過剰な無機塩基が効率よく掻き取りられ、入れ替えられる。その結果として帯電ローラー汚れ特性が向上したのではないかと考えられる。
[Examples 48 to 50]
In Examples 46 and 47, the same evaluation was performed using a magnetic carrier having a magnetization intensity of 30 Am 2 / kg or more and 65 Am 2 / kg or less. The results are shown in Table 8.
From Table 8, it can be seen that the charging roller dirt characteristic and the image quality characteristic are further improved while maintaining the image flow characteristic and the like. By using a low-magnetization magnetic carrier, a fine and fine magnetic brush group can be formed, and the rubbing efficiency can be maintained.
The inorganic base is efficiently rubbed and scraped by a fine magnetic brush, and deteriorated or excess inorganic base is efficiently scraped and replaced in the development nip or the next cleaning step. As a result, it is considered that the charging roller dirt characteristic is improved.
[実施例51〜54]
実施例50において、無機塩基として、E03と、疎水化度が高いE06、E07、E09、E10(順不同)を混合して、各々固形化無機塩基を成形した。
これらの固形化無機塩基を使用し、実施例39と同様に評価を行った。結果を表8に示す。表8より、非常に良好な結果が得られたことが分かる。中でも、無機塩基β(疎水化度が高い方の無機塩基)の疎水化度が75%以上である実施例52〜54で更に良好な結果が得られた。疎水化度が高い無機塩基との併用により、現像ニップでの摺擦や掻き混ぜなどが効率的になされたためと考えられる。
[Examples 51 to 54]
In Example 50, E03 and E06, E07, E09, and E10 (in no particular order) having a high degree of hydrophobicity were mixed as inorganic bases to form solid inorganic bases.
These solidified inorganic bases were used and evaluated in the same manner as in Example 39. The results are shown in Table 8. From Table 8, it can be seen that very good results were obtained. Among them, better results were obtained in Examples 52 to 54 in which the degree of hydrophobicity of the inorganic base β (inorganic base having a higher degree of hydrophobicity) was 75% or more. This is probably because the use of an inorganic base having a high degree of hydrophobicity effectively rubbed or stirred the developing nip.
[実施例55〜56]
無機塩基として、E20、E21を夫々用いた以外は、実施例3と同様に評価を行った。無機塩基のpHが7.5より小、或いは10を超過する実施例55〜56では、画像流れ特性は実施例3よりも低下した。それ以外の項目は、実施例3と同等であった。
[Examples 55 to 56]
Evaluation was performed in the same manner as in Example 3 except that E20 and E21 were used as inorganic bases. In Examples 55 to 56, where the pH of the inorganic base was less than 7.5 or more than 10, the image flow characteristics were lower than in Example 3. The other items were the same as in Example 3.
[比較例01〜11]
上記の実施例において、無機塩基を使用せずに、磁性キャリアとしてC14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、或いはE12、E18、E19を使用して、実施例と同様な評価を行った。その他の詳細な条件を表6−2及び表7−2に、評価結果を表10に、夫々示す。
[Comparative Examples 01 to 11]
In the above examples, the same evaluation as in the examples was performed using C14, C15, C16, C17, C18, C19, C20, C21, or E12, E18, E19 as the magnetic carrier without using an inorganic base. Went. Other detailed conditions are shown in Table 6-2 and Table 7-2, and the evaluation results are shown in Table 10, respectively.
磁性キャリア、乃至は無機塩基が下記の条件に相当する本比較例においては、画像流れ特性は3%部でEランクであり、従来の水準と同程度であった。その他の特性でもDランク以下で従来の水準と同程度となっていた。 In this comparative example in which the magnetic carrier or the inorganic base corresponds to the following conditions, the image flow characteristic is E rank at 3%, which is the same level as the conventional level. Other characteristics were similar to the conventional level below D rank.
磁性キャリアの金属酸化物に由来する部分を占める面積比率が、0.5面積%未満、乃至は10.0面積%超であるか、又は平均面積値が、0.45μm2未満、乃至は1.40μm2超である。 The area ratio occupying the portion derived from the metal oxide of the magnetic carrier is less than 0.5 area% or more than 10.0 area%, or the average area value is less than 0.45 μm 2 or 1 More than 40 μm 2 .
前記磁気ブラシと前記感光体との接触部において、無機塩基が介在しない乃至は介在する無機塩基の平均粒径が30nm未満、或いは300nm超である。 In the contact portion between the magnetic brush and the photoconductor, no inorganic base is present or the average particle diameter of the intervening inorganic base is less than 30 nm or more than 300 nm.
本発明の構成によれば、画像流れ特性を向上させ、クリーニングブレードの損耗や、クリーニング不良、及びそれらに由来する画像欠陥が低減できる。また現像剤や感光体の損耗を抑制し、帯電部材の汚染も抑制できるので、長期的に良好な画像が得られる。 According to the configuration of the present invention, it is possible to improve the image flow characteristics and reduce the wear of the cleaning blade, the poor cleaning, and the image defects derived therefrom. In addition, since wear of the developer and the photosensitive member can be suppressed and contamination of the charging member can be suppressed, a good image can be obtained in the long term.
Claims (7)
該像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
バイアスが印加された現像剤担持体の表面に担持された2成分系現像剤で形成される磁気ブラシを該像担持体に接触させることによって、該静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
該トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
転写後の該像担持体の表面から転写残トナーを除去するクリーニング工程と、
を少なくとも有する画像形成方法であって、
該2成分系現像剤は、磁性キャリアとトナーとを含有し、
該磁性キャリアは、
磁性フェライトコア粒子と樹脂とを有する磁性キャリアであり、
走査型電子顕微鏡を用いて、加速電圧2.0kVで撮影された該磁性キャリアの反射電子像において、
金属酸化物に由来する部分の面積が、該磁性キャリアの粒子投影面積に対して、0.5面積%以上10.0面積%以下であり、
金属酸化物に由来する部分の平均面積値が、0.45μm2以上1.40μm2以下であり、
該磁気ブラシと該像担持体との接触部には、個数平均粒径が30nm以上300nm以下である塩基性無機化合物を介在させることを特徴とする画像形成方法。 A charging step for charging the image carrier;
An electrostatic latent image forming step of forming an electrostatic latent image on the surface of the image carrier;
The electrostatic latent image is developed to form a toner image by bringing a magnetic brush formed of a two-component developer carried on the surface of a developer carrying body to which a bias is applied into contact with the image carrying body. A development process to
A transfer step of transferring the toner image to a recording medium;
A cleaning step of removing transfer residual toner from the surface of the image carrier after transfer;
An image forming method having at least
The two-component developer contains a magnetic carrier and a toner,
The magnetic carrier is
A magnetic carrier having magnetic ferrite core particles and a resin,
In a reflected electron image of the magnetic carrier photographed at an acceleration voltage of 2.0 kV using a scanning electron microscope,
The area of the part derived from the metal oxide is 0.5 area% or more and 10.0 area% or less with respect to the particle projected area of the magnetic carrier,
Average area value of the portion derived from the metal oxide, and at 0.45 [mu] m 2 or more 1.40 .mu.m 2 or less,
An image forming method, wherein a basic inorganic compound having a number average particle diameter of 30 nm to 300 nm is interposed in a contact portion between the magnetic brush and the image carrier.
3≧|Vsl−Vdr|・m・a・h/Vdr≧0.7
〔Vslは、現像剤担持体の周速度(mm/秒)を示し、
Vdrは、像担持体の周速度(mm/秒)を示し、
h は、現像ニップ(磁気ブラシが像担持体に接触する長さ)(mm)を示し、
mは、 磁気ブラシ断面積(mm2)を示し、
aは、:磁気ブラシ密度(本/mm2)をしめす。〕 The image forming method according to claim 1, wherein the image carrier, the developer carrier, and the magnetic brush satisfy the following formula.
3 ≧ | Vsl−Vdr | · m · a · h / Vdr ≧ 0.7
[Vsl represents the peripheral speed (mm / sec) of the developer carrier,
Vdr represents the peripheral speed (mm / sec) of the image carrier,
h represents a development nip (a length with which the magnetic brush contacts the image carrier) (mm);
m represents a magnetic brush cross-sectional area (mm 2 ),
a indicates: magnetic brush density (lines / mm 2 ). ]
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