JP4630619B2 - Development device - Google Patents
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Description
本発明は、現像剤を用いて現像を行う現像装置に関し、特に電子写真記録方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる現像装置に関するものである。 The present invention relates to a developing device that performs development using a developer, and more particularly to a developing device used in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic recording system.
従来、磁性現像剤を用いる画像形成装置に適用される現像装置としては、ホッパー室及び現像室とを配したものがある(例えば特許文献1、特許文献2参照)。
図3を用いて、従来例について説明する。図3は、一括補給型の現像装置の模式断面図である。
Conventionally, as a developing device applied to an image forming apparatus using a magnetic developer, there is one in which a hopper chamber and a developing chamber are arranged (see, for example,
A conventional example will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a batch supply type developing device.
現像剤担持体101は、矢印の方向に回転しており、現像剤規制部材111によってその表面に現像剤層が形成され、現像剤を搬送し、像担持体102との対向位置で現像を行っている。現像剤担持体101に隣接して現像室103が配置され、現像剤担持体101の長手方向に沿って現像剤を撹拌しながら現像剤担持体101へ搬送する現像室内撹拌部材104によって、現像剤担持体101への現像剤の供給が行われている。この現像室103には仕切り壁109を介してホッパー室105が隣接している。このホッパー室105には、現像剤を撹拌しながら現像室103に向かって搬送する回転撹拌部材106が配置され、開口部110により供給量を調整している。また、現像装置上部には、現像剤を補給するための開閉可能な開口112が設けられている。
The
現像室内撹拌部材104と、回転撹拌部材106は、現像剤担持体101の回転速度に対して、それぞれ一定の比を持って回転し、現像剤の撹拌及び搬送を行う。
The developing
現像剤の補給が行われると、補給された現像剤は、回転撹拌部材106によって撹拌されると同時に開口部110を通って現像室103の方向に搬送される。
When the developer is replenished, the replenished developer is agitated by the rotary
また現像剤担持体に供給される磁性現像剤の量を適正化する方法として、現像装置の上部開口部に現像剤担持体を配したものがある(例えば特許文献3参照)。図9を用いて簡単に説明すると、現像剤担持体101に対向配置され、現像剤担持体101上の現像剤の量を規制し且つ磁性を有する現像剤規制部材111と、現像領域通過後の現像剤担持体101上の現像剤を剥離する剥離部材とを備え、現像剤規制部材111を含む現像室103と、剥離部材を含む第二の領域とが仕切られる仕切部材を備えると共に、現像室内の仕切部材上に、回転撹拌部材106から搬送される現像剤が現像剤担持体101手前で一時滞留せしめられる滞留部材を上部空間を残した状態で立設し、この滞留部材及び現像剤担持体101との間の空間部を現像剤非滞留域として形成している。
Further, as a method for optimizing the amount of magnetic developer supplied to the developer carrier, there is a method in which a developer carrier is disposed in the upper opening of the developing device (see, for example, Patent Document 3). Briefly described with reference to FIG. 9, a
また現像剤担持体に現像剤を供給するローラーを現像剤担持体の下方に配したものがある(例えば特許文献4参照)。 In addition, there is a roller in which a developer is supplied to the developer carrier below the developer carrier (see, for example, Patent Document 4).
また現像剤の帯電量適正化及び流動性向上の為に現像剤を球形化したもの、例えば、磁性現像剤の円形度と、トナーの重量平均粒径(d50)と現像剤担持体の表面粗さ(Ra)との比d50/Raを規定したもの(例えば特許文献5参照)、ある円形度以上の現像剤の累積値を規定したもの(例えば特許文献6参照)がある。 Further, the developer is made spherical in order to optimize the charge amount of the developer and improve the fluidity, for example, the circularity of the magnetic developer, the weight average particle diameter (d50) of the toner, and the surface roughness of the developer carrier. There is one that defines a ratio d50 / Ra to the thickness (Ra) (see, for example, Patent Document 5) and one that defines a cumulative value of a developer having a certain circularity or more (see, for example, Patent Document 6).
スリーブ汚染・融着を防ぐ方法としては、現像剤担持体の平均傾斜Δaの値を規定するRz/Raものがある(例えば、特許文献7参照)。 As a method for preventing sleeve contamination / fusion, there is an Rz / Ra method that defines the value of the average inclination Δa of the developer carrier (see, for example, Patent Document 7).
また現像剤担持体のRp/Rv比とRz/Rv比を規定するものがある(例えば特許文献8参照)。 In addition, there is one that defines the Rp / Rv ratio and Rz / Rv ratio of a developer carrier (see, for example, Patent Document 8).
しかしながら図3に示す従来例においては、耐久で現像剤規制部材111裏に溜まった現像剤は、現像室内撹拌部材104によって掻き崩されるが、現像室内撹拌部材104の届かない部分に現像剤が溜まった場合、この部分で現像剤のパッキングが生じ、現像剤の劣化や現像剤担持体上の現像剤のコート不良、それによる現像濃度薄などの不具合が生じる。また、現像剤担持体101へ現像剤を供給する為、ホッパー室105以外に現像室103も設けられているので、現像装置の省スペースが困難となり、画像形成装置のコンパクト化が達成出来ない。更には回転撹拌部材106以外に現像室内撹拌部材104も設けなければならないので、コストアップ要因になる。
However, in the conventional example shown in FIG. 3, the developer accumulated on the back side of the
図9に示す従来例においては、ホッパー室105に加え現像室103も配置され、更には仕切り部材及び剥離部材も設置されているので省スペース化及びコストダウンが困難である。
In the conventional example shown in FIG. 9, since the developing
また特許文献4はブラシ供給ローラーで非磁性現像剤を現像剤担持体へ搬送しているが、比重の大きい磁性現像剤においては好適に搬送供給出来ない場合がある。 In Patent Document 4, a non-magnetic developer is conveyed to a developer carrying member by a brush supply roller. However, a magnetic developer having a large specific gravity may not be suitably conveyed and supplied.
一方、近年複写機の高画質化への要求及び消費電力低減の要求に応じて、磁性現像剤の小粒径化及び低軟化点化が行われるに従い、長期間の使用により現像剤が現像剤担持体の表面の凹凸部分に融着し、汚染に至る傾向がより強くなっている。 On the other hand, in response to the demand for higher image quality and reduction in power consumption of copying machines in recent years, as the particle size and the softening point of the magnetic developer are reduced, the developer can be used over a long period of time. There is a stronger tendency of fusing to the irregularities on the surface of the carrier and leading to contamination.
現像剤担持体表面に現像剤融着が生じると、まず、現像領域への現像剤の搬送量が低下し画像濃度が低下しやすい。また、従来、良好な現像を行わせるために、現像時に現像剤担持体には現像バイアスが印加されるが、現像剤担持体表面にトナー融着が生じると、現像剤担持体表面に融着物による高抵抗層ができてしまい、現像時に現像剤担持体と像担持体との間の現像領域に所望の電界が形成されず、その結果、現像バイアスによる十分な現像効果が得られず、画像濃度が低下したり、白抜けのような画像不良が生じたりしやすくなる。 When the developer fusing occurs on the surface of the developer carrying member, first, the transport amount of the developer to the developing area is lowered, and the image density is likely to be lowered. Conventionally, in order to perform good development, a developing bias is applied to the developer carrying member at the time of development. However, if toner fusion occurs on the surface of the developer carrying member, the fused product is applied to the surface of the developer carrying member. A high resistance layer is formed by the above, and a desired electric field is not formed in the development region between the developer carrier and the image carrier at the time of development. The density tends to decrease and image defects such as white spots are likely to occur.
上記の汚染・融着を改善する為に、現像剤担持体の平均傾斜Δaの値を規定する特許文献7の場合、Δaは粗さの傾斜に関するパラメータであり、山部高さには言及していないので、現像剤の流動性が劣化する上記現像装置においては十分な効果が見られなかった。Rp/Rv比とRz/Rv比を規定する特許文献8等の場合、二成分現像剤を用いた現像装置に関するものなので、磁性一成分現像剤を用いた現像装置の場合は十分な効果が得られなかった。 In the case of Patent Document 7, which defines the value of the average inclination Δa of the developer carrying member in order to improve the above-mentioned contamination / fusion, Δa is a parameter relating to the roughness inclination, and refers to the height of the peak. Therefore, a sufficient effect was not seen in the developing device in which the fluidity of the developer deteriorates. In the case of Patent Document 8, etc. that define the Rp / Rv ratio and the Rz / Rv ratio, it relates to a developing device using a two-component developer, so that a sufficient effect can be obtained in the case of a developing device using a magnetic one-component developer. I couldn't.
ところで現像装置を省スペース・コストダウンする場合、攪拌部材及び現像室等の設置が必要最小限となる為、現像装置内での流動性が悪化し易くなる。そこで現像剤を球形化することで流動性を向上させ安定な定量供給する方法がある。しかし特許文献5では、球形化現像剤とd50/Raパラメータ規定で現像剤の搬送量は適正化されたが、本発明の現像装置においては、スリーブ汚染・融着が発生した。また特許文献6でも、導電性樹脂被覆層の材料構成だけではスリーブ汚染・融着を防ぐことは出来なかった。 By the way, in the case of reducing the space and cost of the developing device, since the installation of the stirring member and the developing chamber becomes the minimum necessary, the fluidity in the developing device tends to deteriorate. Therefore, there is a method of improving the fluidity by spheroidizing the developer and supplying a stable quantity. However, in Patent Document 5, the developer transport amount is optimized based on the spheroidizing developer and the d50 / Ra parameter. However, in the developing device of the present invention, sleeve contamination and fusion occur. In Patent Document 6, sleeve contamination and fusion cannot be prevented only by the material configuration of the conductive resin coating layer.
本出願に係る第1の発明の目的は、画像形成装置の画像形成装置のコストダウン・省スペース化実現の為に、現像装置を簡略化・コンパクト化した場合でも、一成分磁性現像剤において、常温常湿、常温低湿下或いは高温高湿下での多数枚耐久性等に優れた画像形成装置を実現する現像装置を提供することである。 The object of the first invention according to the present application is to provide a one-component magnetic developer, even when the developing device is simplified and made compact in order to realize cost reduction and space saving of the image forming device. It is an object of the present invention to provide a developing device that realizes an image forming apparatus excellent in durability of a large number of sheets under normal temperature and normal humidity, normal temperature and low humidity, or high temperature and high humidity.
更には長期耐久においてもスリーブ汚染・融着の無く、常温常湿は勿論、常温低湿・高温高湿でも画像濃度低下・ゴースト・ブロッチ・ベタ白カブリといった画質不良の発生しない高品位の画像を提供することである。 In addition, there is no sleeve contamination or fusion even in long-term durability, and high-quality images that do not cause image quality degradation such as image density reduction, ghost, blotch, and solid white fog as well as room temperature and normal humidity as well as room temperature and low humidity It is to be.
本出願に係る第2の発明の目的は、適正な帯電量を持ったトナーを現像剤担持体上へ供給し、安定した画像形成装置を実現する現像装置を提供することである。
本出願に係る第3の発明の目的は、長期耐久においてもベタ黒濃度ムラが発生しない現像装置を提供することである。
An object of the second invention according to the present application is to provide a developing device that supplies a toner having an appropriate charge amount onto a developer carrier and realizes a stable image forming apparatus.
An object of the third invention according to the present application is to provide a developing device in which solid black density unevenness does not occur even in long-term durability.
上記目的を達成するため、本出願に係る第1の発明は、
磁性現像剤と、
該磁性現像剤を内部に有する現像容器と、
該現像容器の上部開口部に配置されるとともに、像担持体に近接、又は圧接して配置されて該磁性現像剤を供給する現像剤担持体と、
該現像容器の内部の該磁性現像剤を該現像剤担持体に向けて移動させる回転攪拌手段と、
該現像容器の内部の該磁性現像剤の補給を検知する補給検知手段とを備え、
該現像剤担持体の下端が、該回転攪拌手段の回転中心軸よりも上部に位置している現像装置において、
該磁性現像剤は、結着樹脂と磁性体と離型剤とを含む溶融混練物の固化物を機械式粉砕により粉砕して得た磁性現像剤粒子と外添剤とを含み、重量平均粒子径が5μm〜12μmであり、かつ該磁性現像剤の3μm以上の粒子において、下記式(1)より求められる円形度aが0.900以上の粒子を個数基準の累積値で90%以上有し、
円形度a=L0/L−−−−−−−(1)
〔式、L0は粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長を示し、Lは粒子像の周囲長を示す。〕
In order to achieve the above object, the first invention according to the present application,
Magnetic developer,
A developer container having the magnetic developer therein;
A developer carrier that is disposed in the upper opening of the developer container and that is disposed in proximity to or in pressure contact with the image carrier to supply the magnetic developer;
Rotating agitation means for moving the magnetic developer inside the developer container toward the developer carrier;
Replenishment detection means for detecting replenishment of the magnetic developer inside the developer container,
The lower end of the developer carrying member in the developing apparatus is positioned at the top than the central axis of rotation of the rotary stirring means,
The magnetic developer includes magnetic developer particles obtained by pulverizing a solidified product of a melt-kneaded material including a binder resin, a magnetic material, and a release agent by mechanical pulverization and an external additive, and includes a weight average particle. In particles having a diameter of 5 μm to 12 μm and 3 μm or more of the magnetic developer, 90% or more of particles having a circularity a calculated from the following formula (1) of 0.900 or more in terms of the number-based cumulative value. ,
Circularity a = L 0 / L ------- (1)
[Expression, L 0 represents the circumference of a circle having the same projected area as the particle image, and L represents the circumference of the particle image. ]
該現像剤担持体は、少なくとも基体及び該基体の表面に樹脂被覆層を有し、
該樹脂被覆層の表面の油溜まり深さ(Rvk)が2.0μm以下、且つ初期磨耗高さ(Rpk)が3.0μm以下である現像装置であることを特徴とする。
The developer carrying member has a resin coating layer on the surface of at least the substrate and the substrate,
The oil sump depth of the surface of the resin coating layer (Rvk) is 2.0μm or less, and the initial wear height (Rpk) is characterized in that it is a current image device Ru der below 3.0 [mu] m.
さらに本出願に係る第2の発明は、前記補給検知手段の上端が、前記攪拌手段の回転軸より下側に位置する現像装置であることを特徴とする。 Further, a second invention according to the present application is characterized in that the upper end of the replenishment detecting means is a developing device positioned below the rotating shaft of the stirring means.
さらに本出願に係る第3の発明は、前記磁性現像剤の前記現像容器内での粉体面が、前記現像剤担持体の下端より下にある現像装置であることを特徴とする。 Furthermore, a third invention according to the present application is a developing device in which a powder surface of the magnetic developer in the developer container is below a lower end of the developer carrier.
本発明によれば、本出願に係る第1の発明によれば、現像装置内に複数の攪拌部材を設けることなく現像剤を現像剤担持体へ適正量供給可能になる。その上トナー攪拌室と現像室が一体化できるため、現像装置が簡略化及びコンパクト化できると同時に、長期耐久においてもスリーブ汚染・融着の無い現像装置を提供できる。また、一成分磁性現像剤において、常温常湿下・常温低湿下・高温高湿下での多数枚耐久性等に優れた画像形成装置を実現する現像装置を提供することが出来る。また常温常湿は勿論、常温低湿・高温高湿でも画像濃度低下・ゴースト・ブロッチ・カブリといった画質不良の発生しない高品位の画像を、長期に亘って得ることができる。即ち安定した高品位の画像を提供することが出来る。 According to the present invention, according to the first aspect of the present application, an appropriate amount of developer can be supplied to the developer carrying member without providing a plurality of stirring members in the developing device. In addition, since the toner stirring chamber and the developing chamber can be integrated, the developing device can be simplified and made compact, and at the same time, a developing device free from sleeve contamination and fusion can be provided even in long-term durability. In addition, it is possible to provide a developing device that realizes an image forming apparatus excellent in durability of a large number of sheets under normal temperature and normal humidity, normal temperature and low humidity, and high temperature and high humidity in a one-component magnetic developer. In addition to room temperature and normal humidity, high-quality images can be obtained over a long period of time without causing image quality defects such as image density reduction, ghost, blotch, and fog at room temperature, low humidity, and high temperature and high humidity. That is, a stable high-quality image can be provided.
また、本出願に係る第2の発明によれば、現像剤の粉体面は常に前記攪拌手段の回転軸より下側に位置することになるので、トナーの攪拌を良好に行うことが出来る。その結果耐久においても、現像剤担持体上へ適正な帯電量を持ったトナーを供給することが出来、安定した画像形成装置を実現する現像装置を提供することが出来る。 Further, according to the second invention of the present application, since the powder surface of the developer is always located below the rotating shaft of the stirring means, the toner can be well stirred. As a result, in terms of durability, it is possible to supply a toner having an appropriate charge amount onto the developer carrying member, and to provide a developing device that realizes a stable image forming apparatus.
また、本出願に係る第3の発明によれば、トナーの流動性が変動せず、現像剤担持体上のトナーコートムラが無くなり、その結果耐久後半においてもベタ黒濃度ムラが発生しない現像装置を提供することが出来る。 Further, according to the third invention of the present application, the toner fluidity does not fluctuate, the toner coat unevenness on the developer carrier is eliminated, and as a result, the solid black density unevenness does not occur even in the latter half of the durability. Can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. As long as there is no specific description, it is not the meaning which limits the scope of the present invention only to them.
まず、図1を用いて本発明を適用した現像装置について詳しく説明する。図1は本発明の現像装置の断面図の一例を示す。 First, a developing device to which the present invention is applied will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 shows an example of a sectional view of the developing device of the present invention.
図1に示すように、現像剤担持体1は、矢印の方向に回転しており、現像剤規制部材11によってその表面に現像剤層が形成され、現像剤を搬送し、像担持体2との対向位置で現像が行われる。
As shown in FIG. 1, the
現像剤担持体1にはホッパー室5が隣接している。ホッパー室5には現像剤を攪拌しながら現像剤担持体1に向かって搬送する回転攪拌部材6が配置されており、現像剤担持体1への現像剤の供給を行っている。また、現像装置上部には、現像剤を供給するための開閉可能な開口12が設けられている。
A hopper chamber 5 is adjacent to the
ホッパー室5には、ホッパー室内壁の向こう側、現像容器の底から約15mmの位置が中心になるように現像剤補給検知部材13が配置されている。
In the hopper chamber 5, a developer
現像剤補給検知部材13は、圧電素子で構成されており、これはホッパー室5の内部の前記現像剤補給検知部材13の直前の部位における現像剤の有無を検知して、その検知信号を現像剤補給判定装置14に伝える。現像剤補給判定装置14では、連続的に現像剤補給検知部材13からの信号を受信し、現像剤補給検知部材13から現像剤無し信号を受信した時点で、現像剤無しと判断する。現像剤補給検知部材13のセンサ面は直径10mmの円形をしており、センサ面上の1/2以上の領域で現像剤が存在しない場合から、センサ面上の全ての領域で現像剤が存在しない場合にかけてのいずれかの状態で、現像剤無しの信号を出力する。即ち、図1中のラインaにまで現像剤が減少した状態から、ラインbまで現像剤が減少した状態になる間に現像剤無しの信号の出力を開始する。
The developer
本実施形態の現像装置は、現像剤無し判定時の目標残現像剤量は200gである。 In the developing device of the present embodiment, the target remaining developer amount when determining the absence of developer is 200 g.
本実施形態では、現像剤担持体1の下端の高さdは現像容器の底から約50mmの位置にある。回転攪拌部材6の回転中心軸の高さgは現像容器の底から約40mmの位置にある。ホッパー室5内の現像剤の粉体面の高さtは、最大で現像容器の底から約45mmの位置にある。また現像剤補給検知部材13の上端の高さsは、現像容器の底から約20mmの位置にある。従って、現像剤の粉体面の高さtは現像容器の底から約20〜45mmの間にあることになる。
In the present embodiment, the height d of the lower end of the
尚、本発明は上記数値に限定されるものではない。例えば、現像剤担持体1の下端は、回転攪拌部材6の回転中心軸よりも高い位置であれば良く、また、現像剤補給検知部材13の上端は、回転攪拌部材6の回転中心軸よりも低い位置であれば良い。更にはホッパー室5内の現像剤の粉体面は、現像剤担持体1の下端よりも低い位置であれば良い。
The present invention is not limited to the above numerical values. For example, the lower end of the
現像容器上部の開口12から補給された現像剤はホッパー室5へ入り、回転攪拌部材6によって現像剤は現像剤担持体1へと搬送される。この時回転攪拌部材6の回転中心軸高さgは現像剤担持体1の下端より下に位置しているので、現像剤担持体1への現像剤供給は下部より汲み上げられる形となる為、過剰補給とならず適量ずつの供給となる。そのため図5に示すような従来の現像装置のように、現像剤供給量を適正化するため、ホッパー室105に加え現像室103を設け、その開口部110により供給量を調整するといった余分なスペースを設ける必要が無い。
The developer replenished from the
また図1に示すように、本実施形態における現像剤規制部材11の裏側の現像剤は現像剤規制部材に沿って上方に移動し、やがて重力の影響を受けホッパー室5の下方に落下するので、現像剤パッキングの良好な防止が達成できる。そのため従来の現像装置のように、現像室内攪拌部材104を設置し、これにて現像剤規制部材11裏側に滞留した現像剤を掻き落とす必要がなくなる。このとき現像剤規制部材11の現像装置内部における水平方向となす角度θbが45°以下であることが、パッキングの良好な防止に好ましい。45°を超えると現像剤規制部材11裏側の現像剤が重力の影響を受け難くなりホッパー室5の下方に落下せず、現像剤規制部材11裏側の現像剤担持体近傍に滞留し、やがて現像剤過多となり強固なパッキングが発生し、磁性現像剤の劣化、フェーディングかつ端部濃度薄が発生し易くなる。
Further, as shown in FIG. 1, the developer on the back side of the developer regulating member 11 in the present embodiment moves upward along the developer regulating member and eventually falls below the hopper chamber 5 due to the influence of gravity. Good prevention of developer packing can be achieved. Therefore, unlike the conventional developing device, it is not necessary to install the developing
尚本実施形態では、現像剤規制部材11として強磁性金属製の材料を使用したが、非磁性材料を使用することもできる。 In the present embodiment, a ferromagnetic metal material is used as the developer regulating member 11, but a non-magnetic material can also be used.
一方従来より、磁性現像剤形状が磁性現像剤の諸特性に影響を与えることが知られているが、本発明者らは、粉砕法にて製造される磁性現像剤の粒径及び形に関して検討を進め、3μm以上の粒子における円形度と転写性及び現像性(画質)、定着性には密接な関係があることを見出した。 On the other hand, it has been conventionally known that the shape of the magnetic developer affects various properties of the magnetic developer, but the present inventors have examined the particle size and shape of the magnetic developer produced by the pulverization method. As a result, it was found that the degree of circularity, transferability, developability (image quality), and fixability of particles of 3 μm or more are closely related.
更に、粒子径の違う磁性現像剤において、同一の効果を発揮する為には、磁性現像剤重量平均径と3μm未満の微粉含有量により3μm以上の粒子における円形度を制御する必要がある。 Further, in order to exert the same effect in magnetic developers having different particle diameters, it is necessary to control the circularity of particles having a particle size of 3 μm or more by the magnetic developer weight average diameter and the fine powder content of less than 3 μm.
即ち、磁性現像剤重量平均径と3μm未満の微粉含有量により3μm以上の粒子における円形度を規定することで、転写性及び現像性(画質)、定着性の優れた磁性現像剤を得ることが出来る。 That is, by defining the circularity of particles having a particle size of 3 μm or more by the magnetic developer weight average diameter and the fine powder content of less than 3 μm, a magnetic developer having excellent transferability, developability (image quality) and fixability can be obtained. I can do it.
磁性現像剤が小粒径化されることにより磁性現像剤粒子の比表面積は増大する。これにより磁性現像剤の凝集性や付着性が大きくなる。この為、感光体上より磁性現像剤像を転写材に転写した場合、感光体と磁性現像剤間に働く付着力が強くなり、転写効率を低下させる。特に、従来の粉砕方法で製造された磁性現像剤は不定形で角張ったものとなり、この傾向は顕著となる。 By reducing the particle size of the magnetic developer, the specific surface area of the magnetic developer particles increases. This increases the cohesiveness and adhesion of the magnetic developer. For this reason, when the magnetic developer image is transferred onto the transfer material from the photosensitive member, the adhesion force acting between the photosensitive member and the magnetic developer becomes strong, and the transfer efficiency is lowered. In particular, the magnetic developer produced by the conventional pulverization method becomes irregular and angular, and this tendency becomes remarkable.
つまり、小粒径であっても、通常粒径磁性現像剤と同等或いはそれ以上の低い付着性を持たせることが転写効率の向上となる。 That is, even if the particle size is small, the transfer efficiency is improved by having a low adhesion equivalent to or higher than that of the normal particle size magnetic developer.
磁性現像剤が比較的大きな粒子径となる場合には、磁性現像剤粒子の比表面積は小さくなる。この為、感光体と磁性現像剤間に働く付着力は小粒径化された磁性現像剤に比較して弱いものとなる。つまり、粒子径の大きな磁性現像剤に、小粒径磁性現像剤と同等の円形度分布を持たせた場合、付着性の低減効果は更に増長され、転写効率向上は達成されるが、現像性や画質の悪化と言った別の問題が生じる可能性がある。 When the magnetic developer has a relatively large particle size, the specific surface area of the magnetic developer particles becomes small. For this reason, the adhesive force acting between the photoreceptor and the magnetic developer is weaker than that of the magnetic developer having a reduced particle size. In other words, when a magnetic developer having a large particle size has a circularity distribution equivalent to that of a small particle size magnetic developer, the effect of reducing adhesion is further increased and transfer efficiency is improved. And other problems such as image quality degradation.
更に、小粒径化された磁性現像剤を使用した場合、ドット再現性は良好となるが、カブリ、飛び散りに関しては悪化する傾向がある。これは、粒子大の粗粉砕された磁性現像剤から微小粒子の磁性現像剤を製造する為に、微粉及び超微粉といった磁性現像剤と目的とする粒子径の粒子が多数混在することが原因と考えられる。つまり、粒子径が違う磁性現像剤は帯電特性が異なり、個々の粒子との付着性も違う。この為、小粒径化することにより、磁性現像剤の帯電量分布は逆に広いものとなる。これらをコントロールする為には、磁性現像剤粒子の3μm未満の微粉、超微粉の存在量により、磁性現像剤粒子3μm以上の粒子の円形度分布を制御することが重要となる。 Furthermore, when a magnetic developer with a reduced particle size is used, dot reproducibility is good, but fog and scattering tend to deteriorate. This is because, in order to produce a magnetic developer of fine particles from a coarsely pulverized magnetic developer, a magnetic developer such as fine powder and ultrafine powder and a large number of particles having a target particle size are mixed. Conceivable. That is, magnetic developers having different particle diameters have different charging characteristics and different adhesion properties with individual particles. For this reason, by reducing the particle size, the charge amount distribution of the magnetic developer becomes conversely wide. In order to control these, it is important to control the circularity distribution of the magnetic developer particles having a particle size of 3 μm or more depending on the amount of the magnetic developer particles having a particle size of less than 3 μm or ultrafine powder.
粉砕された磁性現像剤を繰り返し分級することで、シャープな粒度分布を得ることはできるが、実際の磁性現像剤生産に対して、適応することは難しい。 Although it is possible to obtain a sharp particle size distribution by repeatedly classifying the pulverized magnetic developer, it is difficult to adapt to actual magnetic developer production.
つまり、本発明者らの検討によれば、粉砕法で製造された磁性現像剤において、感光体上より磁性現像剤像を転写材に転写する際の転写率を向上させることで、廃磁性現像剤の発生を抑制し、且つ、良好な低温定着性と高現像性を達成する為には、磁性現像剤が、特定の粒度分布と円形度を有することが重要であることを見い出した。 In other words, according to the study by the present inventors, in the magnetic developer produced by the pulverization method, the waste magnetic development is improved by improving the transfer rate when transferring the magnetic developer image onto the transfer material from the photoreceptor. It has been found that it is important for the magnetic developer to have a specific particle size distribution and circularity in order to suppress the generation of the agent and achieve good low-temperature fixability and high developability.
本発明の特定の円形度を有する磁性現像剤においては、重量平均径が5乃至12μm、好ましくは5乃至10μmであることが好ましい。 In the magnetic developer having a specific circularity of the present invention, the weight average diameter is preferably 5 to 12 μm, more preferably 5 to 10 μm.
重量平均粒径が12μmを上回る磁性現像剤は、ドット再現性が低下すると共に、重量平均径が12μmを上回る磁性現像剤を得る場合には、粉砕機内での負荷を極力減らすか、処理量を多くすることで粒径的には対応可能であるが、形状は角張った物となり、所望の円形度にすることは難しく、更に所望の円形度分布にすることは難しくなる。 When a magnetic developer having a weight average particle diameter exceeding 12 μm is reduced in dot reproducibility and a magnetic developer having a weight average diameter exceeding 12 μm is obtained, the load in the pulverizer is reduced as much as possible, or the processing amount is reduced. Increasing the particle size can cope with the particle size, but the shape becomes angular, making it difficult to achieve a desired circularity, and it is difficult to achieve a desired circularity distribution.
重量平均粒径が5μmを下回る磁性現像剤は、画質において特にカブリを悪化させると共に、重量平均径が5μmを下回る磁性現像剤を得る場合には、粉砕機内での負荷を増大させるか、処理量を極端に少なくすることで対応は可能であるが、形状は球形に近似し所望の円形度にすることは難しく、更に所望の円形度分布にすることが難しくなるばかりでなく、微粉・超微粉の発生を押さえ切れなくなる。 The magnetic developer having a weight average particle size of less than 5 μm particularly deteriorates the fog in the image quality, and when obtaining a magnetic developer having a weight average particle size of less than 5 μm, the load in the pulverizer is increased or the processing amount is increased. However, it is difficult to achieve a desired circularity by approximating the shape to a sphere, and it is difficult to obtain a desired circularity distribution. It becomes impossible to suppress the occurrence of.
また本発明における磁性現像剤の3μm以上の粒子において、円形度aが0.900以上の粒子を個数基準の累積値で90%以上有することが、磁性現像剤の帯電コントロールが容易で、帯電の均一化と耐久安定性を得ることが出来る点で好ましい。更に転写効率が高くなることでも好ましい。これは、上述されたような円形度を有する磁性現像剤の場合、磁性現像剤粒子と感光体との接触面積が小さくなることで、磁性現像剤と感光体間に働く付着力が低下するためである。 Further, in the particles of 3 μm or more of the magnetic developer in the present invention, 90% or more of particles having a circularity a of 0.900 or more in terms of the number-based cumulative value can easily control the charging of the magnetic developer, It is preferable at the point which can obtain equalization and durability stability. It is also preferable that the transfer efficiency is increased. This is because, in the case of a magnetic developer having a circularity as described above, the contact area between the magnetic developer particles and the photoconductor is reduced, so that the adhesion force acting between the magnetic developer and the photoconductor is reduced. It is.
本発明における磁性現像剤の3μm以上の粒子における円形度aが0.900以上の粒子の存在が個数基準の累積値で90%未満となる場合には、磁性現像剤粒子と感光体との接触面積が大きくなり、磁性現像剤粒子の感光体への付着力が増大する為、十分な転写効率を得られず好ましくない。 When the presence of particles having a circularity a of 0.900 or more in particles of 3 μm or more of the magnetic developer in the present invention is less than 90% in terms of the number-based cumulative value, the contact between the magnetic developer particles and the photosensitive member Since the area increases and the adhesion force of the magnetic developer particles to the photoreceptor increases, it is not preferable because sufficient transfer efficiency cannot be obtained.
更に本発明における磁性現像剤の粒径4.00μm未満の粒子が40個数%以下、好ましくは5乃至35個数%であり、粒径10.08μm以上の粒子が好ましくは0乃至20体積%、25体積%以下である粒度分布を有するトナーであることが好ましい。 Further, the number of particles having a particle size of less than 4.00 μm in the present invention is 40% by number or less, preferably 5 to 35% by number, and particles having a particle size of 10.08 μm or more are preferably 0 to 20% by volume, 25 A toner having a particle size distribution of not more than volume% is preferable.
4.00μm未満の粒子が40個数%を超える場合には、重量平均径が5μmを下回る磁性現像剤を得る場合と同様の理由で所望の円形度及び円形度分布にすることが難しい。10.08μm以上の粒子が25体積%を超える場合には、重量平均径が12μmを上回る磁性現像剤を得る場合と同様の理由で所望の円形度及び円形度分布にすることが難しい。 When the number of particles less than 4.00 μm exceeds 40% by number, it is difficult to obtain a desired circularity and circularity distribution for the same reason as that for obtaining a magnetic developer having a weight average diameter of less than 5 μm. When the particle size of 10.08 μm or more exceeds 25% by volume, it is difficult to obtain a desired circularity and circularity distribution for the same reason as in the case of obtaining a magnetic developer having a weight average diameter exceeding 12 μm.
また本発明において、3μm以下の微紛の存在量を、全測定粒子の粒子濃度に対する3μm以上の円相当径の粒子群の粒子濃度の割合を100%から差し引くことにより求めることで(以下、カット率Zで表す)表した場合、カット率Zと磁性現像剤重量平均径Xの関係が下記式(2)を満足し、
カット率 Z≦5.3×X (2)
[但し、カット率Zは、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000で測定される全測定粒子の粒子濃度A(個数/μl)、円相当径3μm以上の測定粒子濃度B(個数/μl)とした時、下記式(3)で示される。
Z=(1−B/A)×100 (3)]
Further, in the present invention, the abundance of fine particles of 3 μm or less is obtained by subtracting the ratio of the particle concentration of the particle group having a circle equivalent diameter of 3 μm or more from the particle concentration of all the measured particles from 100% (hereinafter, cut) When expressed, the relationship between the cut rate Z and the magnetic developer weight average diameter X satisfies the following formula (2):
Cut rate Z ≦ 5.3 × X (2)
[However, the cut rate Z is the particle concentration A (number / μl) of all measured particles measured with a flow type particle image analyzer FPIA-1000 manufactured by Toa Medical Electronics, and the measured particle concentration B (number of particles with an equivalent circle diameter of 3 μm or more) / Μl), it is shown by the following formula (3).
Z = (1-B / A) × 100 (3)]
且つ円形度0.950以上の粒子の個数基準累積値Yと磁性現像剤重量平均径Xの関係が下記式(4)を満足することが好ましい。
円形度0.950以上の粒子の個数基準値Y≧exp5.51×X-0.645(4)
[但し、磁性現像剤の重量平均粒径X:5乃至12μm]
The relationship between the number-based cumulative value Y of particles having a circularity of 0.950 or more and the magnetic developer weight average diameter X preferably satisfies the following formula (4).
Number reference value Y ≧ exp5.51 × X −0.645 of particles having a circularity of 0.950 or more (4)
[However, weight average particle diameter X of magnetic developer: 5 to 12 μm]
このような円形度を有する場合、磁性現像剤の帯電コントロールが容易で、帯電の均一化と耐久安定性を得ることが出来る。更に、上記のような円形度を有する場合、転写効率が高くなることも判明した。これは、上述されたような円形度を有する磁性現像剤の場合、磁性現像剤粒子と感光体との接触面積が小さくなることで、磁性現像剤と感光体間に働く付着力が低下するためである。更に、従来の衝突式気流粉砕機により製造された磁性現像剤と比較して、磁性現像剤粒子の比表面積が低減されている為、磁性現像剤粒子間の接触面積が減少し、磁性現像剤のかさ密度は密となり、定着時の熱伝導を良化することで、定着性向上の効果も得ることができる。 When it has such a circularity, the charge control of the magnetic developer is easy, and uniform charge and durability stability can be obtained. Further, it has been found that the transfer efficiency is increased when the circularity is as described above. This is because, in the case of a magnetic developer having a circularity as described above, the contact area between the magnetic developer particles and the photoconductor is reduced, so that the adhesion force acting between the magnetic developer and the photoconductor is reduced. It is. Furthermore, since the specific surface area of the magnetic developer particles is reduced as compared with the magnetic developer produced by the conventional collision type airflow crusher, the contact area between the magnetic developer particles is reduced, and the magnetic developer is reduced. The bulk density becomes dense, and the effect of improving the fixing property can be obtained by improving the heat conduction during fixing.
該磁性現像剤の3μm以上の粒子における円形度aが0.950以上の粒子が個数基準の累積値で、カット率Zと磁性現像剤重量平均径Xの関係が下記式
カット率Z≦5.3×X(好ましくは0<カット率Z≦5.3×X)
を満たし、個数基準累積値Y≧exp5.51×X-0.645を満足しない場合、即ち、個数基準累積値Y<exp5.51×X-0.645を満足するような場合には、定着部材等への付着を促進しやすくなり、十分な転写効率が得られないだけでなく、磁性現像剤の流動性も悪化する場合があり好ましくない。
The particles having a circularity a of 0.950 or more in the particles of 3 μm or more of the magnetic developer are cumulative values based on the number, and the relationship between the cut rate Z and the magnetic developer weight average diameter X is expressed by the following formula: Cut rate Z ≦ 5. 3 × X (preferably 0 <cut rate Z ≦ 5.3 × X)
And the number reference cumulative value Y ≧ exp5.51 × X −0.645 is not satisfied, that is, the number reference cumulative value Y <exp5.51 × X −0.645 is satisfied, Adhesion is facilitated and sufficient transfer efficiency cannot be obtained, and the fluidity of the magnetic developer may be deteriorated, which is not preferable.
カット率Z>5.3×Xの場合には、3μm以下の粒子数が多いことを示し、個数基準累積値Y≧exp5.51×X-0.645を満足した場合でも、微小粒子の存在により円形度的には不十分なものとなり、十分な転写効率が得られない場合があり好ましくない。 In the case of the cutting rate Z> 5.3 × X, it indicates that the number of particles of 3 μm or less is large, and even when the number reference cumulative value Y ≧ exp5.51 × X −0.645 is satisfied, it is circular due to the presence of fine particles. This is unsatisfactory because it is insufficient in some cases and sufficient transfer efficiency may not be obtained.
このような各円形度を有する粒子のバラツキの一つの目安として、円形度標準偏差SDを用いることもできる。本発明においては円形度標準偏差SDが0.030乃至0.045であることが好ましい。 The circularity standard deviation SD can also be used as one standard for the variation of particles having such circularity. In the present invention, the circularity standard deviation SD is preferably 0.030 to 0.045.
本発明の磁性現像剤においては、磁性現像剤の粒度分布は、後述するコールター社製のコールターカウンターTA−II型又はコールターマルチサイザーII型に100μmアパーチャーを用いて測定したものであり、磁性現像剤の平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明では東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置「FPIA−1000」を用いて測定を行い、測定された粒子の円形度を下記式(1)により求め、さらに下記式(5)で示すように測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数で除した値を平均円形度と定義する。 In the magnetic developer of the present invention, the particle size distribution of the magnetic developer is measured using a 100 μm aperture in a Coulter Counter TA-II type or Coulter Multisizer II type manufactured by Coulter, which will be described later. The average circularity is used as a simple method for quantitatively expressing the shape of the particles. In the present invention, the flow type particle image analyzer “FPIA-1000” manufactured by Toa Medical Electronics is used for measurement, The circularity of the measured particles is obtained by the following formula (1), and the value obtained by dividing the total roundness of all particles measured by the total number of particles as defined by the following formula (5) is defined as the average circularity. To do.
円形度a=L 0 /L (1)
〔式中、L 0 は粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長を示し、Lは粒子像の周囲長を示す。〕
Circularity a = L 0 / L (1)
[In the formula, L 0 represents the circumference of a circle having the same projected area as the particle image, and L represents the circumference of the particle image. ]
本発明における円形度は磁性現像剤粒子の凹凸の度合いの指標であり、磁性現像剤が完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。本発明における円形度分布のSDは、ばらつきの指標であり、数値が小さいほどシャープな分布であることを示す。 The circularity in the present invention is an index of the degree of unevenness of the magnetic developer particles, and indicates 1.00 when the magnetic developer is a perfect sphere. The more complex the surface shape, the smaller the circularity. The SD of the circularity distribution in the present invention is an indicator of variation, and the smaller the value, the sharper the distribution.
本発明で用いている測定装置である「FPIA−1000」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度及び円形度標準偏差の算出に当たって、粒子を得られた円形度によって、円形度0.4〜1.0を61分割したクラスに分け、分割点の中心値と頻度を用いて平均円形度及び円形度標準偏差の算出を行う算出法を用いている。しかしながら、この算出法で算出される平均円形度及び円形度標準偏差の各値と、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式によって算出される平均円形度及び円形度標準偏差の各値との誤差は、非常に少なく、実質的には無視できる程度であり、本発明においては、算出時間の短縮化や算出演算式の簡略化の如きデータの取り扱い上の理由で、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式の概念を利用し、一部変更したこのような算出法を用いても良い。 “FPIA-1000”, which is a measuring apparatus used in the present invention, calculates the circularity of each particle, and then calculates the average circularity and the circularity standard deviation. .4 to 1.0 are divided into 61 classes, and a calculation method is used in which the average circularity and the circularity standard deviation are calculated using the center value and frequency of the division points. However, each value of the average circularity and the circularity standard deviation calculated by this calculation method, and each value of the average circularity and the circularity standard deviation calculated by the calculation formula that directly uses the circularity of each particle described above, In the present invention, the error of each particle described above is reduced for the reason of handling data such as shortening the calculation time and simplifying the calculation formula. Such a calculation method that is partially changed by using the concept of a calculation formula that directly uses the circularity may be used.
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散機で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を1.2〜2.0万個/μlとして、上記フロー式粒子像測定装置を用い、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の円形度分布を測定する。尚、分散液濃度を1.2〜2.0万個/μlとすることで、カット率が大きくなった場合でも装置の精度が保てるだけの粒子濃度を維持することができる。 As a specific measuring method, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersing agent to 100 to 150 ml of water in which impurities have been removed in advance, and a measurement sample is 0. Add about 1-0.5g. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, the dispersion concentration is set to 1 to 220,000 pieces / μl, and the flow type particle image measuring apparatus is used. The circularity distribution of particles having an equivalent circle diameter of 0.60 μm or more and less than 159.21 μm is measured. In addition, by setting the dispersion concentration to 1.2 to 2 million pieces / μl, it is possible to maintain a particle concentration that can maintain the accuracy of the apparatus even when the cutting rate increases.
測定の概略は、東亜医用電子社(株)発行のFPIA−1000のカタログ(1995年6月版)、測定装置の操作マニアル及び特開平8−136439号公報に記載されているが、以下の通りである。 The outline of the measurement is described in the catalog (June 1995 edition) of FPIA-1000 published by Toa Medical Electronics Co., Ltd., the operation manual of the measuring apparatus, and JP-A-8-136439. It is.
試料分散液は、フラットで扁平な透明フローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するように、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。それぞれの粒子の2次元画像の投影面積及び投影像の周囲長から上記の円形度算出式を用いて各粒子の円形度を算出する。 The sample dispersion is passed through a flat and flat transparent flow cell (thickness: about 200 μm) flow path (spread along the flow direction). The strobe and the CCD camera are mounted on the flow cell so as to be opposite to each other so as to form an optical path that passes through the thickness of the flow cell. While the sample dispersion is flowing, strobe light is irradiated at 1/30 second intervals to obtain an image of the particles flowing through the flow cell, so that each particle has a certain range parallel to the flow cell. Photographed as a two-dimensional image. From the area of the two-dimensional image of each particle, the diameter of a circle having the same area is calculated as the equivalent circle diameter. The circularity of each particle is calculated from the projected area of the two-dimensional image of each particle and the perimeter of the projected image using the above circularity calculation formula.
上記円形度及び粒度分布を有する磁性現像剤を製造するには、次に説明する機械式粉砕機を用いることが好ましい。以下、図16、図17及び図18に示した機械式粉砕機について説明する。図16は、本発明において使用される機械式粉砕機の一例の概略断面図を示しており、図17は図16におけるD−D’面での概略的断面図を示しており、図18は図16に示す回転子314の斜視図を示している。該装置は、図16に示されている様に、ケーシング313、ジャケット316、ディストリビュータ220、ケーシング313内にあって中心回転軸312に取り付けられた回転体からなる高速回転する表面に多数の溝が設けられている回転子314、回転子314の外周に一定間隔を保持して配置されている表面に多数の溝が設けられている固定子310、更に、被処理原料を導入する為の原料投入口311、処理後の粉体を排出する為の原料排出口302とから構成されている。
In order to produce a magnetic developer having the above circularity and particle size distribution, it is preferable to use a mechanical pulverizer described below. Hereinafter, the mechanical pulverizer shown in FIGS. 16, 17 and 18 will be described. 16 shows a schematic cross-sectional view of an example of a mechanical pulverizer used in the present invention, FIG. 17 shows a schematic cross-sectional view along the line DD ′ in FIG. 16, and FIG. FIG. 17 shows a perspective view of the rotor 314 shown in FIG. 16. As shown in FIG. 16, the apparatus has a large number of grooves on a surface that rotates in a casing 313, a jacket 316, a distributor 220, and a rotating body that is attached to a central rotating shaft 312 in the casing 313. The provided rotor 314, the
以上のように構成してなる機械式粉砕機での粉砕操作は、例えば次のようにして行なう。 The pulverization operation in the mechanical pulverizer configured as described above is performed, for example, as follows.
即ち、図16に示した機械式粉砕機の粉体入口311から、所定量の粉体原料が投入されると、粒子は、粉砕処理室内に導入され、該粉砕処理室内で高速回転する表面に多数の溝が設けられている回転子314と、表面に多数の溝が設けられている固定子310との間の発生する衝撃と、この背後に生じる多数の超高速渦流、並びにこれによって発生する高周波の圧力振動によって瞬間的に粉砕される。その後、原料排出口302を通り、排出される。トナー粒子を搬送しているエアー(空気)は粉砕処理室を経由し、原料排出口302、パイプ219、補集サイクロン229、バグフィルター222、及び吸引フィルター224を通って装置システムの系外に排出される。本発明においては、この様にして、粉体原料の粉砕が行われる為、微粉及び粗粉を増やすことなく所望の粉砕処理を容易に行うことが出来る。
That is, when a predetermined amount of powder raw material is introduced from the
粉砕原料を機械式粉砕機で粉砕する際に、冷風発生手段321により、粉体原科と共に、機械式粉砕機内に冷風を送風することが好ましい。更に、その冷風の温度は、0乃至−18℃であることが好ましい。更に、機械式粉砕機本体の機内冷却手段として、機械式粉砕機はジャケット構造316を有する構造とし、冷却水(好ましくはエチレングリコール等の不凍液)を通水することが好ましい。更に、上記の冷風装置及びジャケット構造により、機械式粉砕機内の粉体導入口に連通する渦巻室212内の室温T1を0℃以下、より好ましくは−5〜−15℃、更に好ましくは−7〜−12℃とすることがトナー生産性という点から好ましい。粉砕機内の渦巻室の室温T1を0℃以下、より好ましくは−5〜−15℃、更に好ましくは−7〜−12℃とすることにより、熱によるトナーの表面変質を抑えることができ、効率良く粉砕原料を粉砕することができる。粉砕機内の渦巻室の室温T1が0℃を超える場合、粉砕時に熱によるトナーの表面変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性という点から好ましくない。粉砕機内の渦巻室の室温T1を−15℃より低い温度で運転しようとすると、上記冷風発生手段321で使用している冷媒(代替フロン)をフロンに変更しなければならない。 When the pulverized raw material is pulverized by a mechanical pulverizer, it is preferable that cold air is blown into the mechanical pulverizer together with the powder raw material by the cold air generating means 321. Furthermore, the temperature of the cold air is preferably 0 to -18 ° C. Further, as an in-machine cooling means of the mechanical pulverizer body, the mechanical pulverizer preferably has a structure having a jacket structure 316, and it is preferable to pass cooling water (preferably an antifreeze such as ethylene glycol). Furthermore, due to the cold air device and the jacket structure described above, the room temperature T1 in the spiral chamber 212 communicating with the powder inlet in the mechanical pulverizer is 0 ° C. or less, more preferably −5 to −15 ° C., still more preferably −7. It is preferable to set the temperature to -12 ° C from the viewpoint of toner productivity. By setting the room temperature T1 of the swirl chamber in the pulverizer to 0 ° C. or less, more preferably −5 to −15 ° C., and still more preferably −7 to −12 ° C., surface modification of the toner due to heat can be suppressed, and efficiency The pulverized raw material can be pulverized well. When the room temperature T1 of the swirl chamber in the pulverizer exceeds 0 ° C., it is not preferable from the viewpoint of toner productivity because the surface of the toner is easily deteriorated or fused in the machine during pulverization. If the room temperature T1 of the spiral chamber in the pulverizer is to be operated at a temperature lower than −15 ° C., the refrigerant (alternative chlorofluorocarbon) used in the cold air generating means 321 must be changed to chlorofluorocarbon.
現在、オゾン層保護の観点からフロンの撤廃が進められている。上記冷風発生手段321の冷媒にフロンを使用することは地球全体の環境問題という点から好ましくない。 Currently, chlorofluorocarbons are being eliminated from the viewpoint of protecting the ozone layer. Use of chlorofluorocarbon as the refrigerant of the cold air generating means 321 is not preferable from the viewpoint of global environmental problems.
代替フロンとしては、R134A、R404A、R407C、R410A、R507A、R717等が挙げられるが、この中で省エネルギー性や安全性という点から、特にR404Aが好ましい。 Alternative CFCs include R134A, R404A, R407C, R410A, R507A, R717, etc. Among them, R404A is particularly preferable from the viewpoint of energy saving and safety.
冷却水(好ましくはエチレングリコール等の不凍液)は、冷却水供給口317よりジャケット内部に供給され、冷却水排出口318より排出される。 Cooling water (preferably antifreeze such as ethylene glycol) is supplied into the jacket from the cooling water supply port 317 and discharged from the cooling water discharge port 318.
機械式粉砕機内で生成した微粉砕物は、機械式粉砕機の後室320を経由して粉体排出口302から機外へ排出される。その際、機械式粉砕機の後室320の室温T2が30乃至60℃であることがトナー生産性という点から好ましい。機械式粉砕機の後室320の室温T2を30乃至60℃とすることにより、熱によるトナーの表面変質を抑えることができ、効率良く粉砕原料を粉砕することができる。機械式粉砕機の温度T2が30℃より小さい場合、粉砕されずにショートパスを起こしている可能性があり、トナー性能という点から好ましくない。また、60℃より大きい場合、粉砕時に過粉砕されている可能性があり、熱によるトナーの表面変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性という点から好ましくない。
The finely pulverized product generated in the mechanical pulverizer is discharged from the
粉砕原料を機械式粉砕機で粉砕する際に、機械式粉砕機の渦巻室212の室温T1と後室320の室温T2の温度差ΔT(T2−T1)を40〜70℃とすることが好ましく、より好ましくは42〜67℃、更に好ましくは45〜65℃とすることがトナー生産性という点から好ましい。機械式粉砕機の温度T1と温度T2との温度差ΔTを40〜70℃、より好ましくは42〜67℃、更に好ましくは45〜65℃とすることにより、熱によるトナーの表面変質を抑えることができ、効率良く粉砕原料を粉砕することができる。機械式粉砕機の温度T1と温度T2との温度差ΔTが40℃より小さい場合、粉砕されずにショートパスを起こしている可能性があり、トナー性能という点から好ましくない。温度差ΔTが70℃より大きい場合、粉砕時に過粉砕されている可能性があり、熱によるトナーの表面変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性という点から好ましくない。
粉砕原料を機械式粉砕機で粉砕する際に、結着樹脂のガラス転移点(Tg)は、45乃至75℃、更には、55乃至65℃が好ましい。また、機械式粉砕機の渦巻室212の室温T1は、Tgに対して、0℃以下であり且つTgよりも60乃至75℃低くすることがトナー生産性という点から好ましい。機械式粉砕機の渦巻室212の室温T1を0℃以下であり且つTgよりも60乃至75℃低くすることにより、熱によるトナーの表面変質を抑えることができ、効率良く粉砕原料を粉砕することができる。機械式粉砕機の後室320の室温T2は、Tgよりも5乃至30℃、更には、10乃至20℃低いことが好ましい。機械式粉砕機の後室320の室温T2をTgよりも5乃至30℃、より好ましくは10乃至20℃低くすることにより、熱によるトナーの表面変質を抑えることができ、効率良く粉砕原料を粉砕することができる。
When the pulverized raw material is pulverized by a mechanical pulverizer, the temperature difference ΔT (T2−T1) between the room temperature T1 of the spiral chamber 212 and the room temperature T2 of the
When the pulverized raw material is pulverized with a mechanical pulverizer, the glass transition point (Tg) of the binder resin is preferably 45 to 75 ° C, more preferably 55 to 65 ° C. Further, it is preferable from the viewpoint of toner productivity that the room temperature T1 of the spiral chamber 212 of the mechanical pulverizer is 0 ° C. or less with respect to Tg and 60 to 75 ° C. lower than Tg. By changing the room temperature T1 of the spiral chamber 212 of the mechanical pulverizer to 0 ° C. or lower and 60 to 75 ° C. lower than Tg, it is possible to suppress the toner surface alteration due to heat, and to efficiently pulverize the pulverized raw material. Can do. The room temperature T2 of the
なお、本発明において、結着樹脂のガラス転移点(Tg)は示差熱分析装置(DSC測定装置)、DSC−7(パーキンエルマー社製)を用い、下記の条件で測定した。
試料:5〜20mg、好ましくは10mg
温度曲線:昇温I (20℃→180℃、昇温速度10℃/min.)
降温I (180℃→10℃、降温速度10℃/min.)
昇温II(10℃→180℃、昇温速度10℃/min.)
昇温IIで測定されるTgを測定値とする。
測定法:試料をアルミパン中にいれ、リファレンスとして空のアルミパンを用いる。吸熱ピークが出る前と出た後のべースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点をガラス転移点Tgとした。
In the present invention, the glass transition point (Tg) of the binder resin was measured using a differential thermal analyzer (DSC measuring device) and DSC-7 (manufactured by Perkin Elmer) under the following conditions.
Sample: 5-20 mg, preferably 10 mg
Temperature curve: Temperature increase I (20 ° C. → 180 ° C., temperature increase rate 10 ° C./min.)
Temperature drop I (180 ° C. → 10 ° C., temperature drop rate 10 ° C./min.)
Temperature increase II (10 ° C. → 180 ° C., temperature increase rate 10 ° C./min.)
Tg measured at the temperature elevation II is taken as the measured value.
Measurement method: Place the sample in an aluminum pan, and use an empty aluminum pan as a reference. The point of intersection between the line of the midpoint of the base line before and after the endothermic peak and the differential heat curve was defined as the glass transition point Tg.
回転する回転子314の先端周速としては80〜180m/secであることが好ましく、より好ましくは90〜170m/sec、更に好ましくは100〜160m/secとすることがトナー生産性という点から好ましい。回転する回転子314の周速を80〜180m/sec、より好ましくは90〜170m/sec、更に好ましくは100〜160m/secとすることで、トナーの粉砕不足や過粉砕を抑えることができ、効率良く粉砕原料を粉砕することができる。回転子の周速が80m/secより遅い場合、粉砕されずにショートパスを起こしやすいのでトナー性能という点から好ましくない。回転子314の周速が180m/secより速い場合、装置自体の負荷が大きくなるのと同時に、粉砕時に過粉砕され熱によるトナーの表面変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性という点から好ましくない。 The tip peripheral speed of the rotating rotor 314 is preferably 80 to 180 m / sec, more preferably 90 to 170 m / sec, and still more preferably 100 to 160 m / sec from the viewpoint of toner productivity. . By setting the peripheral speed of the rotating rotor 314 to 80 to 180 m / sec, more preferably 90 to 170 m / sec, and even more preferably 100 to 160 m / sec, insufficient pulverization and excessive pulverization of the toner can be suppressed. The pulverized raw material can be pulverized efficiently. When the peripheral speed of the rotor is lower than 80 m / sec, a short pass is easily caused without being pulverized, which is not preferable from the viewpoint of toner performance. When the peripheral speed of the rotor 314 is higher than 180 m / sec, the load on the apparatus itself increases, and at the same time, the toner is excessively pulverized at the time of pulverization, and the toner surface is easily deteriorated and fused in the machine. It is not preferable.
回転子314と固定子310との間の最小間隔は0.5〜10.0mmであることが好ましく、より好ましくは1.0〜5.0mm、更に好ましくは1.0〜3.0mmとすることが好ましい。回転子314と固定子310との間の間隔を0.5〜10.0mm、より好ましくは1.0〜5.0mm、更に好ましくは1.0〜3.0mmとすることで、トナーの粉砕不足や過粉砕を抑えることができ、効率良く粉砕原料を粉砕することができる。回転子314と固定子310との間の間隔が10.0mmより大きい場合、粉砕されずにショートパスを起こしやすいのでトナー性能という点から好ましくない。回転子314と固定子310との間の間隔が0.5mmより小さい場合、装置自体の負荷が大きくなるのと同時に、粉砕時に過粉砕され熱によるトナーの表面変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性という点から好ましくない。
The minimum distance between the rotor 314 and the
本発明で用いられる磁性現像剤は、重量平均粒径(D4)が5.0〜12.0μmであることが、解像性及びハーフトーン再現性の点で好ましい。磁性現像剤の重量平均粒径が5μm未満であると、磁性現像剤の凝集が著しくなりハンドリングに問題が生じることがある。また、磁性現像剤の重量平均粒径が12μmを超えると、100μm以下のドット潜像又は細線の再現が不十分となることがある。 The magnetic developer used in the present invention preferably has a weight average particle diameter (D4) of 5.0 to 12.0 μm from the viewpoint of resolution and halftone reproducibility. If the weight average particle size of the magnetic developer is less than 5 μm, the magnetic developer is significantly aggregated, which may cause a problem in handling. Further, when the weight average particle diameter of the magnetic developer exceeds 12 μm, the reproduction of a dot latent image or fine line of 100 μm or less may be insufficient.
磁性現像剤の重量平均粒径は、測定装置としてコールターカウンターTA−II型又はコールターマルチサイザーII型(コールター社製)を用い、個数分布,体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びCX−1パーソナルコンピューター(キヤノン製)を接続し、電解液は特級または1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。測定法として前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml加え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、アパーチャーとして、トナー粒径を測定するときは100μmアパーチャーを用い、無機微粉末粒径を測定するときは13μmアパーチャーを用いて測定する。トナー及び無機微粉末の体積,個数を測定して、体積分布と、個数分布とを算出した。それから体積分布から求めた重量基準の重量平均径、個数分布から求めた4.00μm以下の粒子の個数%及び体積分布から求めた10.08μm以上の粒子の体積%をそれぞれ求める。なお、チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする。 The weight average particle size of the magnetic developer was measured using a Coulter Counter TA-II type or Coulter Multisizer II type (manufactured by Coulter Co., Ltd.). 1 Connect a personal computer (manufactured by Canon), and prepare a 1% NaCl aqueous solution using a special grade or first grade sodium chloride as the electrolyte. As a measurement method, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes. As the aperture, a 100 μm aperture is used for measuring the toner particle size, and 13 μm is used for measuring the inorganic fine powder particle size. Measure using an aperture. The volume and number of toner and inorganic fine powder were measured, and the volume distribution and number distribution were calculated. Then, the weight-based weight average diameter obtained from the volume distribution, the number% of particles of 4.00 μm or less obtained from the number distribution, and the volume% of particles of 10.08 μm or more obtained from the volume distribution are obtained. The median value of the channels is a representative value for each channel.
トナーの粒度分布の測定には、以下のチャンネルを用いる。 The following channels are used to measure the toner particle size distribution.
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを用いた。 As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm were used.
ところで、図1に示すような本発明の現像装置を用いる場合、現像室を設けず、ホッパー室5から回転攪拌部材6により現像剤をホッパー室5下方から汲み上げて、直接現像剤担持体1へ現像剤を供給する為、回転攪拌部材6と現像剤担持体1との間で現像剤がストレスを受け、長期使用において現像剤担持体1表面に現像剤が固着し、スリーブ汚染・融着といった現象が生じ易い。さらに上記円形度を持つ磁性現像剤を製造する為には、衝突式気流粉砕機よりも機械式粉砕による方法の方が好ましいが、衝突式気流粉砕機によって粉砕された磁性現像剤と比較して、磁性現像剤粒子の表面が樹脂で覆われ易い傾向にある。また内添された離型剤が表面に染み出している状態になり易い。そのため本発明の現像装置に用いると、さらにスリーブ汚染・融着といった現象が生じ易くなってしまう。
When the developing device of the present invention as shown in FIG. 1 is used, the developer is not provided, and the developer is pumped from the hopper chamber 5 from below by the rotary stirring member 6 and directly to the
そこで現像剤担持体1表面の粗さを適正化することにより、これらを改善する必要性に迫られた。
Therefore, there is a need to improve the roughness of the surface of the
本発明者らは、詳細な検討の結果、本発明に用いられる現像剤担持体は、その表面の、粗さのパラメータである油溜まり深さ(Rvk)が2.0μm以下、且つ初期磨耗高さ(Rpk)が3.0μm以下、より好ましくはRvkが1.5μm以下且つRpkが2.0μm以下、更にはRvkが1.2μm以下且つRpkが2.0μm以下であることが好ましいことを見出した。これにより、樹脂被覆層中の極端に深く幅の狭い微小凹部が存在しないので微小凹部に現像剤が溜まるようなことがなく、その結果融着・汚染が発生し難い。また極端に高く幅の狭い微小凸部も存在しないので微小凸部に現像剤が引っ掛かるようなことがなく、その結果融着・汚染が発生し難い。 As a result of detailed studies, the inventors have found that the developer carrier used in the present invention has an oil sump depth (Rvk) of 2.0 μm or less, which is a roughness parameter, on the surface, and an initial wear height. (Rpk) is 3.0 μm or less, more preferably Rvk is 1.5 μm or less, Rpk is 2.0 μm or less, Rvk is 1.2 μm or less, and Rpk is 2.0 μm or less. It was. As a result, there are no extremely deep and narrow micro-recesses in the resin coating layer, so that the developer does not accumulate in the micro-recesses, and as a result, fusion and contamination are unlikely to occur. In addition, since there are no extremely high and narrow micro-projections, the developer does not get caught on the micro-projections, and as a result, fusion and contamination hardly occur.
Rvkが2.0μmを超えると、極端に深く幅の狭い微小凹部が多数形成され、ここに磁性現像剤が溜まってしまい、スリーブ汚染や画像濃度低下、ブロッチ等の不良が発生し易くなる。またRpkが3.0μmを超えると、極端に高く幅の狭い微小凸部の鋭い山が多数形成されこの部分に磁性現像剤が引っかかり、耐久と共に溜まってしまい、スリーブ汚染や画像濃度低下、ブロッチ等の不良が発生し易くなる。 When Rvk exceeds 2.0 μm, a number of extremely deep and narrow micro-recesses are formed, and the magnetic developer is accumulated therein, and defects such as sleeve contamination, image density reduction, and blotch are liable to occur. On the other hand, when Rpk exceeds 3.0 μm, a number of extremely high and narrow fine convex portions are formed, and the magnetic developer is caught in these portions and accumulates with durability, resulting in sleeve contamination, image density reduction, blotch, etc. It is easy for defects to occur.
この油溜まり深さは、表面粗さ曲線から得られる特性値であり、次のようにして求められる。 This oil sump depth is a characteristic value obtained from the surface roughness curve, and is obtained as follows.
まず、現像剤担持体の表面粗さを、JIS B0671の規定に従って測定し、得られた粗さ曲線から、負荷曲線(BAC)を得る。粗さ曲線と負荷曲線(BAC)の関係を模式的に図6に示す。図6において、b1、b2、bi、及びbnは粗さ曲線の、山頂線に平行な切断レベルCで粗さ曲線を切断したときに得られる各切断長さを表し、Cは粗さ曲線の山頂からの切断レベルを表し、mは粗さ曲線の平均線を表し、Lは基準長さを表し、tpは、図6中の式から求められる負荷長さ率(%)を表す。 First, the surface roughness of the developer carrying member is measured in accordance with JIS B0671, and a load curve (BAC) is obtained from the obtained roughness curve. The relationship between the roughness curve and the load curve (BAC) is schematically shown in FIG. In FIG. 6, b1, b2, bi, and bn represent the respective cutting lengths obtained when the roughness curve is cut at a cutting level C parallel to the peak line of the roughness curve, and C represents the roughness curve. It represents the cutting level from the peak, m represents the average line of the roughness curve, L represents the reference length, and tp represents the load length ratio (%) obtained from the formula in FIG.
次いで、図7に示すように、前記したように得られた負荷曲線(BAC)上で負荷長さ率の差が40%となる2点A、Bを通る直線のうち、傾きがもっとも小さい直線を選ぶ。そして、この直線が、負荷長さ率0%の軸と交わる点を点C、負荷長さ率100%の軸と交わる点を点Dとする。さらに、点Dを通る切断高さレベルと負荷曲線との交点を点Eとし、負荷曲線と負荷長さ率100%の軸との交点を点Fとする。そして、線分DE、曲線EF、線分FDで囲まれる面積A2と三角形DEGの面積が等しくなる点Gを負荷長さ率100%の軸上に求める。この点Dと点Gの距離をRvkとする。本発明ではRvkを油溜まり深さと称する。 Next, as shown in FIG. 7, the straight line having the smallest slope among the straight lines passing through the two points A and B where the difference in load length ratio is 40% on the load curve (BAC) obtained as described above. Select. A point where the straight line intersects the axis with a load length rate of 0% is a point C, and a point where the straight line intersects the axis with a load length rate of 100% is a point D. Further, an intersection point between the cutting height level passing through the point D and the load curve is set as a point E, and an intersection point between the load curve and an axis having a load length rate of 100% is set as a point F. Then, a point G at which the area A2 surrounded by the line segment DE, the curve EF, and the line segment FD is equal to the area of the triangle DEG is obtained on the axis with a load length ratio of 100%. The distance between this point D and point G is Rvk. In the present invention, Rvk is referred to as oil sump depth.
次いで、図8に示すように、前記したように得られた負荷曲線(BAC)上で負荷長さ率の差が40%となる2点A、Bを通る直線のうち、傾きがもっとも小さい直線を選ぶ。そして、この直線が、負荷長さ率0%の軸と交わる点を点Cとする。さらに、点Cを通る切断高さレベルと負荷曲線との交点を点Hとし、負荷曲線と負荷長さ率0%の軸との交点を点Iとする。そして、線分CH、曲線HI、線分ICで囲まれる面積と三角形CHJの面積が等しくなる点Jを負荷長さ率0%の軸上に求める。この点Cと点Jの距離をRpkとする。本発明ではRpkを初期磨耗高さと称する。 Next, as shown in FIG. 8, the straight line having the smallest inclination among the straight lines passing through the two points A and B at which the difference in load length ratio is 40% on the load curve (BAC) obtained as described above. Select. A point where this straight line intersects the axis with a load length rate of 0% is defined as a point C. Further, an intersection between the cutting height level passing through the point C and the load curve is defined as a point H, and an intersection between the load curve and an axis having a load length rate of 0% is defined as a point I. Then, a point J at which the area surrounded by the line segment CH, the curve HI, and the line segment IC is equal to the area of the triangle CHJ is obtained on the axis with a load length ratio of 0%. Let Rpk be the distance between this point C and point J. In the present invention, Rpk is referred to as initial wear height.
表面粗さの測定には、触針式粗さ計を用い、その方法はJIS B0671の規定に従って行えば特に問題はない。 For measuring the surface roughness, there is no particular problem if a stylus type roughness meter is used and the method is performed in accordance with JIS B0671.
ここで特許文献8に記載されている平均線深さRv、平均線高さRpとの違いを簡単に述べる。平均線深さRvは図19に示すように、抽出曲線を基準長さ毎に区切り、各基準長さにおいて、平均線から最も深い谷底までの深さをRviとし、各基準長さにおいて求めたRviの深さの平均値である。従って深い谷底の個数には大きく依存しないので、現像剤の溜まり易い部分の個数が加味されていないので、本発明においてはRvkほどスリーブ汚染・融着との相関性は無い。 Here, the difference between the average line depth Rv and the average line height Rp described in Patent Document 8 will be briefly described. As shown in FIG. 19, the average line depth Rv is obtained by dividing the extracted curve into reference lengths, and for each reference length, the depth from the average line to the deepest valley bottom is Rvi. It is the average value of the depth of Rvi. Therefore, since it does not depend greatly on the number of deep valley bottoms, the number of portions where the developer tends to accumulate is not taken into account, and in the present invention, there is no correlation with sleeve contamination and fusion as much as Rvk.
平均線高さRpは図20に示すように、抽出曲線を基準長さ毎に区切り、各基準長さにおいて、平均線から最も高い山頂までの高さをRpiとし、各基準長さにおいて求めた高さRpiの平均値である。従って高い山頂の個数には大きく依存しないので、現像剤の引っ掛かり易い部分の個数が加味されていないので、本発明においてはRpkほどスリーブ汚染・融着との相関性は無い。 As shown in FIG. 20, the average line height Rp was obtained by dividing the extracted curve into reference lengths and setting the height from the average line to the highest peak at each reference length as Rpi. It is the average value of the height Rpi. Therefore, since it does not greatly depend on the number of high peaks, the number of portions where the developer is easily caught is not taken into account, and therefore, in the present invention, there is no correlation with sleeve contamination / fusion as much as Rpk.
ところで、現像剤担持体表面の前記樹脂被覆層の表面粗さは、JIS中心線平均粗さ(Ra)で0.1μm以上3.5μm以下の範囲にあることが好ましい。更に好ましくは、0.3〜2.5μmである。Raが0.1μm未満では、現像剤担持体上における磁性現像剤の帯電量が高くなり過ぎて現像性が不十分となることがあり、また、現像領域への現像剤の搬送性が劣り、十分な画像濃度が得られにくくなる。一方、Raが3.5μmを超えると、現像剤担持体上に形成される磁性現像剤の層にムラが生じ、画像上での濃度ムラの原因となることがある。 By the way, the surface roughness of the resin coating layer on the surface of the developer carrying member is preferably in the range of 0.1 μm or more and 3.5 μm or less in terms of JIS centerline average roughness (Ra). More preferably, it is 0.3-2.5 micrometers. If Ra is less than 0.1 μm, the charge amount of the magnetic developer on the developer carrying member becomes too high and the developability may be insufficient, and the transportability of the developer to the development area is inferior, It becomes difficult to obtain a sufficient image density. On the other hand, if Ra exceeds 3.5 μm, the magnetic developer layer formed on the developer carrying member may be uneven, which may cause density unevenness on the image.
前記樹脂被覆層表面のRvk、Rpk及びRaは、小坂研究所製サーフコーダーSE−3500を用い、測定条件としてはカットオフ0.8mm、評価長さ4mm、送り速度0.5mm/secにて、軸方向3点×周方向3点=9点について各々測定し、その平均値をとった。 Rvk, Rpk, and Ra on the surface of the resin coating layer are measured using a surf coder SE-3500 manufactured by Kosaka Laboratory, with measurement conditions of a cutoff of 0.8 mm, an evaluation length of 4 mm, and a feed rate of 0.5 mm / sec. The measurement was made for 3 points in the axial direction × 3 points in the circumferential direction = 9 points, and the average value was taken.
次に、本発明で用いられる現像剤担持体について説明する。 Next, the developer carrier used in the present invention will be described.
以下、本発明に用いられる現像剤担持体における樹脂被覆層の構成について説明する。図2は、本発明に用いられる現像剤担持体の一例の一部分を模式的に示す断面図である。図2において、固体潤滑剤205、導電性微粒子203、粗し材或いは補強粒子202が結着樹脂204中に分散されてなる樹脂被覆層201が、金属円筒管からなる基体206上に積層されている。
Hereinafter, the structure of the resin coating layer in the developer carrier used in the present invention will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a part of an example of the developer carrying member used in the present invention. In FIG. 2, a
本発明で用いられる現像剤担持体は、少なくとも基体及びこの基体の表面に形成された樹脂被覆層を有する。 The developer carrier used in the present invention has at least a substrate and a resin coating layer formed on the surface of the substrate.
前記基体は、前記樹脂被覆層を表面に形成することができるものであれば、その形状や材料は特に限定されない。前記基体の形状としては、例えば円筒状部材、円柱状部材、ベルト状部材等が挙げられる。前記基体としては、例えば現像方法として静電潜像担持体(感光ドラム)に非接触の現像方法を用いる場合は、金属の円筒状部材が好ましく用いられ、具体的には金属製の円筒管が好ましく用いられる。金属製の円筒管は、主としてステンレススチール、アルミニウム及びその合金等の非磁性のものが好適に用いられる。 The shape and material of the substrate are not particularly limited as long as the resin coating layer can be formed on the surface. Examples of the shape of the base include a cylindrical member, a columnar member, and a belt-like member. As the substrate, for example, when a non-contact developing method is used as an electrostatic latent image carrier (photosensitive drum) as a developing method, a metal cylindrical member is preferably used, and specifically, a metal cylindrical tube is used. Preferably used. As the metal cylindrical tube, nonmagnetic materials such as stainless steel, aluminum and alloys thereof are preferably used.
前記樹脂被覆層に用いられる結着樹脂は、層を形成したときの適度な成膜性を示す公知の樹脂を用いることができる。例えば、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂;エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱あるいは光硬化性樹脂等を使用することができる。なかでもシリコーン樹脂、フッ素樹脂のような離型性のあるもの、或いはポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアミド、フェノール、ポリエステル、ポリウレタン、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂のような機械的性質に優れたものがより好ましい。 As the binder resin used for the resin coating layer, a known resin exhibiting an appropriate film forming property when the layer is formed can be used. For example, thermoplastic resins such as styrene resin, vinyl resin, polyethersulfone resin, polycarbonate resin, polyphenylene oxide resin, polyamide resin, fluorine resin, fiber resin, acrylic resin; epoxy resin, polyester resin, alkyd resin Thermal or photo-curable resins such as phenol resin, melamine resin, polyurethane resin, urea resin, silicone resin, polyimide resin, etc. can be used. Among them, those with releasability such as silicone resin and fluororesin, or excellent mechanical properties such as polyethersulfone, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyamide, phenol, polyester, polyurethane, styrene resin, acrylic resin Is more preferable.
本発明において、現像剤担持体上に形成される前記樹脂被覆層は、チャージアップによる磁性現像剤の現像剤担持体上への固着や、磁性現像剤のチャージアップに伴って生じる現像剤担持体の表面から磁性現像剤への帯電付与不良を防ぐためには、導電性であることが望ましい。また、前記樹脂被覆層の体積抵抗値としては、好ましくは104Ω・cm以下、より好ましくは103Ω・cm以下である。樹脂被覆層の体積抵抗値が、104Ω・cmを超えると、磁性現像剤への帯電付与不良が発生し易く、その結果、ブロッチが発生し易い。 In the present invention, the resin coating layer formed on the developer carrying member is fixed on the developer carrying member due to charge-up, or the developer carrying member generated when the magnetic developer is charged up. In order to prevent poor charging from the surface of the magnetic developer to the magnetic developer, it is desirable to be conductive. In addition, the volume resistance value of the resin coating layer is preferably 10 4 Ω · cm or less, more preferably 10 3 Ω · cm or less. If the volume resistance value of the resin coating layer exceeds 10 4 Ω · cm, poor charge application to the magnetic developer is likely to occur, and as a result, blotch is likely to occur.
前記樹脂被覆層の体積抵抗は、100μmの厚さのPETシート上に、7〜20μmの樹脂被覆層を形成し、抵抗率計ロレスタAP、又はハイレスタIP(ともに三菱化学製)にて4端子プローブを用いることにより測定することができる。なお、測定環境は、20〜25℃、50〜60%RHとする。 The resin coating layer has a volume resistance of 7 μm to 20 μm formed on a 100 μm thick PET sheet, and a four-terminal probe using a resistivity meter Loresta AP or Hiresta IP (both manufactured by Mitsubishi Chemical). It can measure by using. The measurement environment is 20 to 25 ° C. and 50 to 60% RH.
本発明において、被覆層の抵抗値を、上記の値に調整するためには、下記に挙げる導電性物質を被覆層中に含有させることが好ましい。この際に使用される導電性物質としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、銀等の金属粉体、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ等の金属酸化物、カーボンファイバー、カーボンブラック、グラファイト等の炭素物等が挙げられる。本発明においては、これらのうち、カーボンブラック、とりわけ導電性のアモルファスカーボンは、特に電気伝導性に優れ、高分子材料に充填して導電性を付与したり、その添加量をコントロールするだけで、ある程度任意の導電度を得ることができるため好適に用いられる。また、本発明において好適なこれらの導電性物質の添加量は、結着樹脂100質量部に対して1〜100質量部の範囲とすることが好ましい。 In this invention, in order to adjust the resistance value of a coating layer to said value, it is preferable to contain the electroconductive substance mentioned below in a coating layer. Examples of the conductive material used at this time include metal powders such as aluminum, copper, nickel, and silver, metal oxides such as antimony oxide, indium oxide, and tin oxide, carbon fiber, carbon black, and graphite. Examples include carbon materials. In the present invention, among these, carbon black, in particular conductive amorphous carbon, is particularly excellent in electrical conductivity, and it can be filled with a polymer material to impart conductivity, or only by controlling the amount of addition. Since arbitrary conductivity can be obtained to some extent, it is preferably used. Moreover, it is preferable to make the addition amount of these electroconductive substances suitable in this invention into the range of 1-100 mass parts with respect to 100 mass parts of binder resin.
更に、本発明においては、現像剤担持体表面への現像剤の付着をより軽減化するため、被覆層中に固体潤滑材を混合させることもできる。この際に使用し得る固体潤滑材としては、例えば、二硫化モリブデン、窒化硼素、グラファイト、フッ化グラファイト、銀−セレンニオブ、塩化カルシウム−グラファイト、滑石が挙げられる。本発明においては、これらのうち、天然黒鉛からなる結晶性のグラファイト或いは黒鉛化粒子が好適に用いられる。 Furthermore, in the present invention, a solid lubricant can be mixed in the coating layer in order to further reduce the adhesion of the developer to the surface of the developer carrying member. Examples of the solid lubricant that can be used in this case include molybdenum disulfide, boron nitride, graphite, graphite fluoride, silver-selenium niobium, calcium chloride-graphite, and talc. Of these, crystalline graphite or graphitized particles made of natural graphite are preferably used in the present invention.
本発明で用いられる結晶性グラファイトは、大別すれば天然黒鉛と人造黒鉛に分けられるが、天然黒鉛は、永い間の天然の地熱と地下の高圧によって完全に黒鉛化したものが地中より産出するものである。人造黒鉛は、例えば、ピッチコークスをタールピッチ等により固めて1,000〜1,300℃位で一度焼成・炭化させてから種々のピッチに含浸させて黒鉛化炉に入れ、2,500〜3,000℃位の高温で処理することで、炭素の結晶を成長させ黒鉛に変化させたものである。これら黒鉛を、粉砕・分級することで所望の粒径のグラファイトが得られる。 Crystalline graphite used in the present invention can be broadly divided into natural graphite and artificial graphite. Natural graphite is produced from the ground by being completely graphitized by natural geothermal heat for a long time and underground high pressure. To do. Artificial graphite, for example, is obtained by hardening pitch coke with tar pitch or the like and firing and carbonizing it at about 1,000 to 1,300 ° C., impregnating into various pitches, and placing it in a graphitization furnace. By processing at a high temperature of about 1,000 ° C., carbon crystals are grown and converted into graphite. These graphites are pulverized and classified to obtain graphite having a desired particle size.
また黒鉛化粒子とは、結晶性グラファイトより黒鉛化度は若干低いものの、同様に高い導電性や潤滑性を有しており、更に粒子の形状が塊状若しくは概略球状でしかも粒子自身の硬度が比較的高いのが特徴である。そのため上記グラファイトよりは耐磨耗性に優れるという特徴がある。 Graphitized particles have a slightly lower degree of graphitization than crystalline graphite, but also have high conductivity and lubricity, and the shape of the particles is massive or roughly spherical, and the hardness of the particles themselves is comparable. The characteristic is that it is very expensive. Therefore, it has the characteristic that it is excellent in abrasion resistance than the said graphite.
このような黒鉛化粒子を得る方法として、原材料としてバルクメソフェーズピッチ及びメソカーボンマイクロビーズを用いる方法がある。 As a method for obtaining such graphitized particles, there is a method using bulk mesophase pitch and mesocarbon microbeads as raw materials.
バルクメソフェーズピッチを得る方法としては、コールタールピッチ等から溶剤分別によりβ−レジンを抽出し、これを水素添加及び重質化処理する方法、或いはさらにこれを微粉砕し、次いでベンゼン又はトルエン等により溶剤可溶分を除去することで得られる方法がある。次にこのバルクメソフェーズピッチを微粉砕し空気中で約200℃〜350℃で熱処理することにより、軽度に酸化処理する。次に上記の酸化処理したバルクメソフェーズピッチを窒素やアルゴン等の不活性雰囲気下にて、約800〜1,200℃で一次焼成することにより炭化し、続いて約2,000〜3,500℃で二次焼成することにより所望の塊状の黒鉛化粒子が得られる。 As a method for obtaining bulk mesophase pitch, β-resin is extracted from coal tar pitch or the like by solvent fractionation, and this is hydrogenated and heavyized, or further finely pulverized, and then benzene or toluene or the like. There is a method obtained by removing solvent-soluble components. Next, the bulk mesophase pitch is finely pulverized and heat-treated in air at about 200 ° C. to 350 ° C. to be lightly oxidized. Next, the oxidized bulk mesophase pitch is carbonized by primary firing at about 800 to 1,200 ° C. in an inert atmosphere such as nitrogen or argon, followed by about 2,000 to 3,500 ° C. Then, the desired aggregated graphitized particles can be obtained by secondary firing.
また、黒鉛化粒子を得るためのもう一つの好ましい原材料であるメソカーボンマイクロビーズを得る方法として代表的なものは、例えば、石炭系重質油又は石油系重質油を300〜500℃の温度で熱処理し、重縮合させて粗メソカーボンマイクロビーズを生成し、反応生成物を濾過、静置沈降、遠心分離等の処理に供することにより、メソカーボンマイクロビーズを分離した後、ベンゼン、トルエン、キシレン等の溶剤で洗浄し、更に乾燥することによって得られる、メソカーボンマイクロビーズを用いる方法もある。
前記のメソカーボンマイクロビーズを用いて黒鉛化する方法としては、まず、乾燥を終えたメソカーボンマイクロビーズを破壊させない程度の温和な力で機械的に一次分散させておくことが黒鉛化後の粒子の合一防止や均一な粒度を得るために好ましい。
A typical method for obtaining mesocarbon microbeads, which are another preferred raw material for obtaining graphitized particles, is, for example, a coal-based heavy oil or a petroleum-based heavy oil at a temperature of 300 to 500 ° C. After heat treatment and polycondensation to produce crude mesocarbon microbeads, the reaction product is subjected to filtration, stationary sedimentation, centrifugation, etc. to separate the mesocarbon microbeads, followed by benzene, toluene, There is also a method using mesocarbon microbeads obtained by washing with a solvent such as xylene and further drying.
As a method of graphitizing using the above mesocarbon microbeads, firstly, the mesocarbon microbeads after drying are mechanically dispersed primarily with a gentle force that does not cause destruction. Is preferable for preventing coalescence and obtaining uniform particle size.
この一次分散を終えたメソカーボンマイクロビーズは、不活性雰囲気下において200〜1,500℃の温度で一次加熱処理され、炭化される。一次加熱処理を終えた炭化物は、やはり炭化物を破壊させない程度の温和な力で炭化物を機械的に分散させることが、黒鉛化後の粒子の合一防止や均一な粒度を得るために好ましい。二次分散処理を終えた炭化物は、不活性雰囲気下において約2,000〜3,500℃で二次加熱処理することにより所望の概略球状の黒鉛化粒子が得られる。 The mesocarbon microbeads after the primary dispersion are subjected to primary heat treatment at a temperature of 200 to 1,500 ° C. in an inert atmosphere and carbonized. In order to prevent coalescence of the particles after graphitization and obtain a uniform particle size, it is preferable that the carbide after the primary heat treatment is mechanically dispersed with a mild force that does not destroy the carbide. The carbide after the secondary dispersion treatment is subjected to secondary heat treatment at about 2,000 to 3,500 ° C. in an inert atmosphere to obtain desired substantially spherical graphitized particles.
本発明で好適なこれらの固体潤滑材の添加量は、結着樹脂100質量部に対して1〜100質量部の範囲とすることが好ましい。 The addition amount of these solid lubricants suitable in the present invention is preferably in the range of 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
上記導電性物質及び固体潤滑材の結着樹脂へ分散する手段としては、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を使用することができる。 As a means for dispersing the conductive substance and the solid lubricant into the binder resin, a conventionally known dispersing device using beads such as a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, a pearl mill, or the like can be used.
しかし、例えば、溶媒に溶解された被覆用樹脂と比重差の大きい、或いは凝集性の高い、または粒径の小さい固体潤滑材、導電性微粒子を分散した場合、分散不十分或いは分散過多による微粉の増加により、塗料中での導電性物質或いは固体潤滑材の粒度分布が幅広い分布となりやすく、これら塗料を用いて被覆層を形成した際に、前述のRvk及びRpkを好適な値にすることが困難な場合がある。 However, for example, when a solid lubricant or conductive fine particles having a large specific gravity difference or a high cohesiveness or a small particle diameter are dispersed with a coating resin dissolved in a solvent, fine powder due to insufficient dispersion or excessive dispersion. Due to the increase, the particle size distribution of the conductive substance or solid lubricant in the paint tends to be wide, and it is difficult to make Rvk and Rpk suitable values when a coating layer is formed using these paints. There are cases.
そこで、少なくとも2枚の対向して配置されたリング状ディスクを持ちその間隙を通過させて微分散する装置を用いることで、より好適に粒度分布の均一な塗料分散が可能になることがわかった。 Thus, it has been found that by using a device that has at least two ring-shaped discs arranged opposite to each other and finely disperses them through the gap, it is possible to more suitably disperse the paint with a uniform particle size distribution. .
このような分散機の一例を図10乃至図11に示す。これらは、一例を示したものであり、限定するものではない。図10は、本発明に係る装置の一部切欠縦断面図である。図11は、図10に示す分散機の要部略縦断面図である。図10乃至図11に示すようにこの分散機は、第1ホルダ311と、第1ホルダ311の前方(上方)に配置された第2ホルダ321と、第2ホルダ321と共に第1ホルダ311を覆うケース303と、被分散液を本装置に供給するポンプ等の供給機構Pと、接面圧付与機構304とを備える。第1ホルダ311には、第1処理リング310と、回転軸350が設けられている。第1処理リング310は、メイティングリングと呼ばれる金属製の環状体(図12に示す)であり、鏡面加工された第1処理面301を備える。回転軸350は、第1ホルダ311の中心にボルトなどの固定具351にて固定されたものであり、その端部が電動機などの回転駆動装置305(回転駆動機構)と接続され、回転駆動装置305の駆動力を第1ホルダ311に伝えて、当該第1ホルダ311を回転させる。第1処理リング310は、回転軸350と同心に第1ホルダ311前部(上部)へ取付けられ、回転軸350の回転にて、上記第1ホルダ311と一体となって回転する。上記の第1処理面301は、第1ホルダ311から露出して、第2ホルダ321側を臨む。この第1処理面301は、研磨やラッピング、ポリッシングなどの鏡面加工を施すのが好ましい。第1処理リング310の材質は、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したものを採用する。特に回転するため、軽量な素材にて第1処理リング310を形成するのが望ましい。上記のケース303は、排出部332を備えた有底の容器であり、その内部空間330に、上記の第1ホルダ311を収容する。
An example of such a dispersing machine is shown in FIGS. These are merely examples and are not limiting. FIG. 10 is a partially cutaway longitudinal sectional view of an apparatus according to the present invention. FIG. 11 is a schematic vertical sectional view of an essential part of the disperser shown in FIG. As shown in FIGS. 10 to 11, the disperser covers the
第2ホルダ321には、第2処理リング320と、被分散液の導入部322と、接面圧力付与機構304とが設けられている。
The
第2処理リング320は、コンプレッションリングと呼ばれる金属製の環状体(図12に示す)であり、鏡面加工された第2処理面302と、第2処理面302の内側に位置して当該第2処理面302に隣接する受圧面323(以下離反用調整面323と呼ぶ。)とを備える。図示の通り、この離反用調整面323は、傾斜面である。第2処理面302に施す鏡面加工は、第1処理面301と同様の方法が採用される。また、第2処理リング320の素材についても、第1処理リング310と同様のものが採用される。離反用調整面323は、環状の第2処理リング320の内周面と隣接する。
The
接面圧力付与機構304は、第1処理面301に対して第2処理面302を、圧接又は近接した状態に押圧するものであり、流体圧力(ポンプ等の供給機構により生じる被分散液の圧力)等により、両処理面301、302間を離反させる力との均衡によって、上記の微小流体膜を発生させる(言い換えれば、両処理用面301、302の間隔を微小間隔に保つ)。
The contact surface
具体的には、この実施の形態において接面圧力付与機構304は、収容部341と、収容部341の奥(最深部)に設けられたスプリング受用部342と、スプリング343と、エア導入部344とにて構成されている。
Specifically, in this embodiment, the contact surface
但し、接面圧力付与機構304は、上記収容部341と、上記スプリング受容部342と、スプリング343と、エア導入部344の少なくとも、何れか1つを備えるものであればよい。
However, the contact surface
収容部341は、収容部341内の第2処理リング320の位置を深く或いは浅く(上下に)変位することが可能なように、第2処理リング320が設置されている。上記のスプリング343の一端は、スプリング受容部342の奥に当接し、スプリング343の他端は、収容部342内の第2処理リング320の前部(上部)と当接する。図10において、スプリング343は、一つしか描かれていないが、複数のスプリングにて、第2の処理リング320の各部を押圧するものとするのが好ましい。即ち、スプリング343の数を増すことによって、より均等な押圧力を第2処理リング320に与えることができるからである。従って、第2ホルダ321については、スプリング343が数本から数十本取り付けられていることが好ましい。
The
図11において、上記の通りエア導入部344にて他から、空気等の加圧ガスを収容部341内に導入することを可能としている。このような空気を代表とする加圧ガスの導入により、収容部341と第2処理リング320との間を加圧室として、スプリング343と共に、空気圧を押圧力として第2処理リング320に与えることができる。従って、エア導入部344から導入する空気圧を調整することにて、運転中においても第1処理面301に対する第2処理面302の接面圧力を調整することが可能である。尚、空気圧を利用するエア導入部の代わりに、油圧などの他の流体圧を利用してもよく、これらに限定するものではない。
In FIG. 11, as described above, it is possible to introduce a pressurized gas such as air into the
接面圧力付与機構304は、上記の押圧力(接面圧力)の一部を供給し調整する他、変位調整機構と、緩衝機構とを兼ねる。詳しくは、接面圧力付与機構304は、変位調整機構として、始動時や運転中の軸方向への伸びや磨耗による軸方向変位にも、空気圧調整によって追従し、当初の押圧力を維持できる。また、接面圧力付与機構304は、上記の通り、第2処理用部320を変位可能に保持するフローティング機構を採用することによって、微振動や回転アライメントの緩衝機構としても機能するのである。
The contact surface
また、収容部341内における第2処理リング320の上部と、収容部341の最上部との間に余裕があっても、スプリング343が両処理面301,302間の隙間の幅の上限を規定する。即ち、両処理用面301、302の離反を抑止する離反抑止部として機能する。
Further, even if there is a margin between the upper part of the
また、両処理面301、302とが当接していなくても、スプリング343が両処理用面301、302間の隙間の幅の下限を規定する。即ち、両処理面301、302の近接を抑止する近接抑止部として機能する。
Further, even if the processing surfaces 301 and 302 are not in contact with each other, the
このような装置としてはクレアエスエスファイブ(エム・テクニック株式会社製)が挙げられる。 An example of such an apparatus is Claire Essfive (M Technique Co., Ltd.).
次に本発明にかかる装置を現像剤担持体樹脂被覆層に含有する微粒子の分散機として使用した場合について更に詳細に説明する。 Next, the case where the apparatus according to the present invention is used as a disperser for the fine particles contained in the developer carrier resin coating layer will be described in more detail.
前記した樹脂被覆層を構成する混合物は供給機構Pから一定の送圧を受けて、密閉されたケース303の内部空間へ、導入部322を介して導入される。但し、被分散液である上記混合物は複数の経路から導入されても良く、樹脂被覆層構成材料を材料の特性に応じてそれぞれ別経路で導入しても良い。他方、回転駆動装置305(回転駆動機構)によって、第1処理リング310が回転する。これにより、第1処理面は第2処理面とは微小間隔を保った状態で相対的に回転する。ケース303の内部空間に導入された混合物は、微小間隔を保った両処理面301、302間で、流体膜となり、第1処理面301の回転により第2処理面302との間で強力なせん断を受け、所望の分散を得た表層形成用樹脂塗料となる。得られた表層形成用樹脂塗料は、排出部332から排出される。これにより塗料中の粒子の粒度分布がより均一化され、その結果、前述のRvk及びRpkを好適な値にすることがより容易になる。
The mixture constituting the resin coating layer described above receives a constant pressure from the supply mechanism P and is introduced into the sealed internal space of the
この塗料の粒度分布の均一性を表す指標として、変動係数を用いることができる。これは以下のようにして測定する。 A coefficient of variation can be used as an index representing the uniformity of the particle size distribution of the paint. This is measured as follows.
レーザー回折型粒度分布計のコールターLS−230型粒度分布計(コールター社製)にて、測定用の溶媒としてはイソプロピルアルコールを用い、測定試料2〜20mgを前記溶媒100〜150mlに加え、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない測定した。そして体積分布から出した体積平均径Dv及び変動係数Aを求めた。変動係数Aは、S/Dv(S;体積分布の標準偏差、Dv;体積平均粒径)により算出した。 In a Coulter LS-230 type particle size distribution meter (manufactured by Coulter, Inc.) of a laser diffraction type particle size distribution meter, isopropyl alcohol is used as a solvent for measurement, and 2 to 20 mg of a measurement sample is added to 100 to 150 ml of the solvent, and ultrasonic waves are obtained. The dispersion treatment was performed for about 1 to 3 minutes with a disperser, and the measurement was performed. Then, the volume average diameter Dv and the coefficient of variation A derived from the volume distribution were obtained. The coefficient of variation A was calculated by S / Dv (S: standard deviation of volume distribution, Dv: volume average particle diameter).
更に本発明において、現像剤担持体の被覆層の耐磨耗性を向上させたり、さらには被覆層表面に均一な表面粗度を保持させると同時に、被覆層表面にある程度の凸部を与えることにより、被覆層表面と磁性現像剤との接触による負荷を抑え、磁性現像剤融着や磁性現像剤汚染を発生しにくくするために球状粒子を添加することもできる。 Further, in the present invention, the wear resistance of the coating layer of the developer carrier is improved, and further, the surface of the coating layer is kept uniform, and at the same time, a certain degree of protrusion is provided on the surface of the coating layer. Thus, spherical particles can be added in order to suppress the load caused by the contact between the surface of the coating layer and the magnetic developer and to make it difficult to cause magnetic developer fusion and magnetic developer contamination.
球状粒子の粒径としては、体積平均粒径が0.3〜30μm、好ましくは1〜20μm、より好ましくは3〜15μmである。球状粒子の体積平均粒径が0.3μm未満では表面に均一且つ十分な粗さを付与する効果に乏しく、被覆層の磨耗による磁性現像剤のチャージアップ、磁性現像剤汚染及び磁性現像剤融着を発生し、ゴーストの悪化や画像濃度低下を引き起こす。体積平均粒径が30μmを超えると導電性被覆層表面の粗さが大きくなり過ぎてしまい、磁性現像剤の帯電が十分に行なわれにくくなってしまうと共に被覆層の機械的強度が低下してしまう。本発明における球状とは、粒子の長径/短径の比が1.0〜1.5(好ましくは1.0〜1.2)が好ましい。特に、真球状の粒子が好ましい。 The spherical particles have a volume average particle size of 0.3 to 30 μm, preferably 1 to 20 μm, more preferably 3 to 15 μm. If the volume average particle size of the spherical particles is less than 0.3 μm, the effect of imparting a uniform and sufficient roughness to the surface is poor, and the charge of the magnetic developer due to wear of the coating layer, magnetic developer contamination, and magnetic developer fusion Causing ghost deterioration and image density reduction. When the volume average particle size exceeds 30 μm, the surface roughness of the conductive coating layer becomes too large, and it becomes difficult to sufficiently charge the magnetic developer, and the mechanical strength of the coating layer decreases. . The spherical shape in the present invention preferably has a ratio of major axis / minor axis of particles of 1.0 to 1.5 (preferably 1.0 to 1.2). In particular, spherical particles are preferable.
本発明に用いられる球状粒子は公知の球状粒子が使用可能である。例えば、球状の樹脂粒子、球状の金属酸化物粒子、球状の炭素化物粒子などがあり、磁性現像剤の現像性や現像システムに合わせて適宜用いられる。 As the spherical particles used in the present invention, known spherical particles can be used. For example, there are spherical resin particles, spherical metal oxide particles, spherical carbonized particles, and the like, which are appropriately used according to the developability of the magnetic developer and the development system.
球状の樹脂粒子としては、例えば、懸濁重合法、分散重合法等による球状の樹脂粒子などが用いられる。球状の樹脂粒子はより少ない添加量で好適な表面粗さが得られ、さらに均一な表面形状が得られやすい。このような球状の樹脂粒子としては、ポリアクリレート、ポリメタクリレート等のアクリル系樹脂粒子、ナイロン等のポリアミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、フェノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子、等々が挙げられる。粉砕法により得られた樹脂粒子を熱的にあるいは物理的な球形化処理を行ってから用いても良い。 As the spherical resin particles, for example, spherical resin particles by suspension polymerization method, dispersion polymerization method or the like are used. Spherical resin particles can have a suitable surface roughness with a smaller addition amount, and a uniform surface shape can be easily obtained. Examples of such spherical resin particles include acrylic resin particles such as polyacrylate and polymethacrylate, polyamide resin particles such as nylon, polyolefin resin particles such as polyethylene and polypropylene, silicone resin particles, phenolic resin particles, Examples include polyurethane resin particles, styrene resin particles, benzoguanamine particles, and the like. The resin particles obtained by the pulverization method may be used after thermally or physically spheroidizing.
例えば球状の樹脂粒子の表面に無機微粉末を付着させる、あるいは固着させて用いてもよい。このような無機微粉末としては、SiO2、SrTiO3、CeO2、CrO、Al2O3、ZnO、MgOの如き酸化物、Si3N4の如き窒化物、SiCの如き炭化物、CaSO4、BaSO4、CaCO3の如き硫酸塩・炭酸塩、等々が挙げられる。 For example, an inorganic fine powder may be adhered to or adhered to the surface of the spherical resin particles. Examples of such inorganic fine powder include SiO 2 , SrTiO 3 , CeO 2 , CrO, Al 2 O 3 , ZnO, MgO, oxides such as Si 3 N 4 , carbides such as SiC, CaSO 4 , Examples thereof include sulfates and carbonates such as BaSO 4 and CaCO 3 .
このような無機微粉末は、カップリング剤により処理して用いても良い。特に結着樹脂との密着性を向上させる目的、あるいは粒子に疎水性を与える、等々の目的では好ましく用いることが可能である。このようなカップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤等がある。より具体的には、例えばシランカップリング剤としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、及び1分子当たり2から12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛の硅素原子に結合した水酸基を含有したジメチルポリシロキサン等が挙げられる。 Such inorganic fine powder may be used after being treated with a coupling agent. In particular, it can be preferably used for the purpose of improving the adhesion to the binder resin, or for imparting hydrophobicity to the particles. Examples of such a coupling agent include a silane coupling agent, a titanium coupling agent, and a zircoaluminate coupling agent. More specifically, for example, as a silane coupling agent, hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, Benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethyl Diethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltet Lamethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and dimethyl containing 2 to 12 siloxane units per molecule, each containing a hydroxyl group bonded to one silicon atom at each terminal unit Polysiloxane etc. are mentioned.
このように球状樹脂粒子表面に対して無機微粉末で処理することにより、塗料中への分散性、塗工表面の均一性、被覆層の耐汚染性、磁性現像剤への帯電付与性、被覆層の耐磨耗性等を向上させることができる。 By treating the surface of the spherical resin particles with inorganic fine powder in this way, dispersibility in the paint, uniformity of the coating surface, stain resistance of the coating layer, charge imparting property to the magnetic developer, coating The wear resistance of the layer can be improved.
また、球状粒子に導電性を持たせることによって、その導電性のゆえに粒子表面にチャージが蓄積しにくく、磁性現像剤付着の軽減や磁性現像剤の帯電付与性を向上させることができる。このような導電性球状粒子を得る方法としては、以下に示す様な方法が好ましいが、必ずしもこれらの方法に限定されるものではない。 Further, by imparting electrical conductivity to the spherical particles, charges are less likely to accumulate on the particle surface due to the electrical conductivity, and it is possible to reduce adhesion of the magnetic developer and improve the charge imparting property of the magnetic developer. As a method for obtaining such conductive spherical particles, the following methods are preferable, but are not necessarily limited to these methods.
本発明に使用される特に好ましい導電性球状粒子を得る方法としては、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル等の樹脂系球状粒子やメソカーボンマイクロビーズを焼成して炭素化及び/又は黒鉛化して得た低密度且つ良導電性の球状炭素粒子であり、より好ましくは、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル等の球状粒子表面にメカノケミカル法によってバルクメソフェーズピッチを被覆し、それを酸化性雰囲気化で熱処理した後に焼成して炭素化及び/または黒鉛化して得た導電性球状炭素粒子である。これらの方法で得られた球状炭素粒子は、いずれの方法も焼成条件等を変化させることで導電性をある程度制御することが可能である。また、これらの方法で得られた球状炭素粒子は、場合によって更に導電性を高めるために真密度が3g/cm3を超えない程度に導電性の金属及び/または金属酸化物等のメッキを施していても良い。 As a method for obtaining particularly preferable conductive spherical particles used in the present invention, resin-based spherical particles such as phenol resin, naphthalene resin, furan resin, xylene resin, divinylbenzene polymer, styrene-divinylbenzene copolymer, polyacrylonitrile, etc. Low density and good conductivity spherical carbon particles obtained by carbonizing and / or graphitizing particles and mesocarbon microbeads by firing, more preferably phenol resin, naphthalene resin, furan resin, xylene resin, divinyl The surface of spherical particles such as benzene polymer, styrene-divinylbenzene copolymer, polyacrylonitrile, etc. is coated with bulk mesophase pitch by mechanochemical method, heat-treated in an oxidizing atmosphere, and then fired to carbonize and / or graphite. It is the conductive spherical carbon particle obtained by making it. The spherical carbon particles obtained by these methods can control the conductivity to some extent by changing the firing conditions and the like in any method. In addition, the spherical carbon particles obtained by these methods are optionally plated with a conductive metal and / or metal oxide so that the true density does not exceed 3 g / cm 3 in order to further increase the conductivity. May be.
また、本発明に好ましく使用される導電性球状粒子を得る他の方法としては、球状樹脂粒子からなる芯粒子表面に芯粒子の粒径より小さい導電性微粒子を適当な配合比で機械的に混合し、ファンデルワールス力及び静電気力の作用により、樹脂粒子の周囲に均一に導電性微粒子を付着した後、例えば機械的衝撃力などにより生ずる局部的温度上昇により樹脂粒子表面を軟化させ、導電性微粒子を成膜した導電性処理球状樹脂粒子等が挙げられる。前記の母粒子の構成材料としては、芯密度の小さい球形の有機化合物である樹脂を使用することが好ましく、例えばPMMA、アクリル樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、又はこれらの共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ナイロン、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂粒子を用いることができる。また、小粒子である導電性微粒子としては、導電性微粒子の被膜を均一に行なうため、小粒子の粒径が母粒子の粒径より1/8以下であることが好ましい。 As another method for obtaining conductive spherical particles preferably used in the present invention, conductive fine particles smaller than the particle diameter of the core particles are mechanically mixed on the surface of the core particles made of spherical resin particles at an appropriate blending ratio. Then, after the conductive fine particles are uniformly attached around the resin particles by the action of van der Waals force and electrostatic force, the surface of the resin particles is softened by the local temperature rise caused by, for example, mechanical impact force. Examples thereof include conductively treated spherical resin particles formed with fine particles. As the constituent material of the mother particles, it is preferable to use a resin which is a spherical organic compound having a low core density. For example, PMMA, acrylic resin, polybutadiene resin, polystyrene resin, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, or a combination thereof. Resin particles such as a polymer, a benzoguanamine resin, a phenol resin, a polyamide resin, nylon, a fluorine resin, a silicone resin, an epoxy resin, and a polyester resin can be used. Further, as the conductive fine particles which are small particles, the particle size of the small particles is preferably 1/8 or less than the particle size of the mother particles in order to uniformly coat the conductive fine particles.
本発明に好ましく使用される導電性球状粒子を得る更に他の方法としては、球状樹脂粒子中に導電性微粒子が均一に分散されたもので、例えば、結着樹脂中に導電性微粒子を分散、混練した後、所定の粒径に粉砕し、機械的処理及び熱的処理により球形化した導電性球状粒子や、重合性単量体中に重合開始剤・導電性微粒子及びその他の添加剤を加え、分散機等によって均一に分散せしめた単量体組成物を分散安定剤を含有する水相中に撹拌機等により所定の粒子径になるように懸濁し、重合を行なって得た導電性微粒子分散の球状粒子等が挙げられる。 As still another method for obtaining conductive spherical particles preferably used in the present invention, conductive fine particles are uniformly dispersed in spherical resin particles. For example, conductive fine particles are dispersed in a binder resin. After kneading, pulverize to the prescribed particle size, and add spherical initiator particles, conductive initiators and other additives to the polymerizable monomer. The conductive fine particles obtained by suspending the monomer composition uniformly dispersed by a disperser or the like in a water phase containing a dispersion stabilizer so as to have a predetermined particle diameter by a stirrer or the like and performing polymerization Examples include dispersed spherical particles.
これらの方法で得た導電性微粒子分散球状粒子は、前記した芯粒子より小さい粒径の導電性微粒子と適当な配合比で機械的に混合し、ファンデルワールス力及び静電気力の作用により、導電性微粒子分散球状粒子の周囲に均一に導電性微粒子を付着した後、例えば機械的衝撃力などにより生ずる局部的温度上昇により導電性微粒子分散樹脂粒子表面を軟化させ、導電性微粒子を成膜し、更に導電性を高めて使用してもよい。 The conductive fine particle-dispersed spherical particles obtained by these methods are mechanically mixed with the conductive fine particles having a particle size smaller than the above-mentioned core particles at an appropriate blending ratio, and conductive by van der Waals force and electrostatic force. After the conductive fine particles are uniformly attached around the conductive fine particle-dispersed spherical particles, the surface of the conductive fine particle-dispersed resin particles is softened by a local temperature rise caused by, for example, a mechanical impact force, and the conductive fine particles are formed, Further, the conductivity may be increased for use.
これら球状粒子の粒径も、塗料の粒度分布と同様の方法にて測定した。 The particle size of these spherical particles was also measured by the same method as the particle size distribution of the paint.
本発明の樹脂被覆層中には、必要に応じて荷電制御剤を含有させることができる。荷電制御剤としては、前述の磁性現像剤粒子形成に用いるものと同様なものが使用可能である。 In the resin coating layer of this invention, a charge control agent can be contained as needed. As the charge control agent, those similar to those used for the magnetic developer particle formation described above can be used.
本発明において磁性現像剤として負帯電性磁性現像剤を用いる場合、特開2002−311636号公報或いは特開2003−057951号公報等に開示されるような、現像剤担持体の導電性の樹脂被覆層中に、荷電制御性の含窒素化合物を含有してもよく、この場合、前記含窒素化合物が、鉄粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物であることが、前記磁性現像剤への良好な帯電付与性の点で好ましい。このとき、前記樹脂被覆層は、樹脂構造中にアミノ基、=NH基、又は−NH−結合の少なくともいずれかを有することが、前記磁性現像剤への良好な帯電付与性の点で更に好ましい。 When a negatively chargeable magnetic developer is used as the magnetic developer in the present invention, the conductive resin coating of the developer carrying member as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-31636 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-057951 The layer may contain a charge-controllable nitrogen-containing compound. In this case, it is preferable that the nitrogen-containing compound is a quaternary ammonium salt compound that is positively charged with respect to iron powder. It is preferable in terms of good charge imparting property to the developer. At this time, the resin coating layer preferably has at least one of an amino group, ═NH group, and —NH— bond in the resin structure in terms of good charge imparting property to the magnetic developer. .
ここで現像装置における前記磁性現像剤と前記樹脂被覆層との関係について述べる。前記磁性現像剤を負帯電性磁性現像剤として用いる場合、例えば従来の磁性現像剤と比較すると、強い負帯電性があるため、磁性現像剤として高帯電性、帯電量の均一化、帯電特性の環境安定性が達成できるが、一方で磁性現像剤融着、チャージアップを起こしやすい。そこで本発明においても前記第4級アンモニウム塩化合物を前記樹脂被覆層に含有させることにより、特定の黒鉛化度を有する黒鉛化粒子による樹脂被覆層への帯電付与性、潤滑性等の効果と相まって、特にチャージアップ等の発生しやすい前記磁性現像剤に対しての高い帯電安定性及び搬送安定性を得ることができる。その結果、前記磁性現像剤の高帯電安定性を保持でき、環境安定性及び長期安定性を有する高精細な画像を提供することが可能となる。 Here, the relationship between the magnetic developer and the resin coating layer in the developing device will be described. When the magnetic developer is used as a negatively chargeable magnetic developer, for example, since it has a strong negative chargeability compared to a conventional magnetic developer, the magnetic developer has high chargeability, uniform charge amount, and charging characteristics. Environmental stability can be achieved, but magnetic developer fusion and charge-up are likely to occur. Therefore, also in the present invention, by adding the quaternary ammonium salt compound to the resin coating layer, combined with effects such as charge imparting to the resin coating layer by the graphitized particles having a specific degree of graphitization, lubricity and the like. In particular, it is possible to obtain high charging stability and conveyance stability with respect to the magnetic developer that is particularly prone to charge-up and the like. As a result, it is possible to maintain the high charging stability of the magnetic developer and to provide a high-definition image having environmental stability and long-term stability.
本発明において、前記樹脂被覆層中の結着樹脂を前記したような構成とすると樹脂被覆層が前記磁性現像剤に対して良好な帯電付与物質となることについての明確な理由は定かではないが、次のように推測される。 In the present invention, if the binder resin in the resin coating layer is configured as described above, there is no clear reason why the resin coating layer becomes a good charge imparting substance for the magnetic developer. Is estimated as follows.
自身が鉄粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物は、前記結着樹脂に添加されると、構造中にアミノ基、=NH又は−NH−の少なくとも1つを含む前記結着樹脂中に均一に分散され、更に、樹脂被覆層を形成する際に前記結着樹脂の構造中に取り込まれ、前記化合物を有する前記結着樹脂組成物自身が負帯電性を持つようになるものと考えられる。 When added to the binder resin, the quaternary ammonium salt compound that is positively charged with respect to iron powder itself contains at least one of an amino group, ═NH, or —NH— in the structure. The binder resin is uniformly dispersed in the binder resin and further taken into the structure of the binder resin when the resin coating layer is formed, so that the binder resin composition itself having the compound has a negative chargeability. It is considered a thing.
そのため前記樹脂被覆層は、負帯電性磁性現像剤に対しては、磁性現像剤に負帯電量が過剰となることを妨げる方向に働き、結果として前記磁性現像剤の負帯電量を適宜にコントロールすることが可能となる。 For this reason, the resin coating layer works to prevent the negative charge amount of the magnetic developer from becoming excessive with respect to the negatively chargeable magnetic developer. As a result, the negative charge amount of the magnetic developer is appropriately controlled. It becomes possible to do.
負帯電性磁性現像剤と現像剤担持体の樹脂被覆層との摩擦帯電量を、図4に示すような表面帯電量測定装置(東芝ケミカル社製TS100AS)で測定を行った。負帯電性磁性現像剤の粗砕物をメッシュでふるい、60meshと100meshの間に残った粒子と、自身が鉄粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物を含有する結着樹脂をSUS板に塗布したものを用いた。図5に、本発明の樹脂被覆層に用いる結着樹脂への第4級アンモニウム塩化合物の添加量に対するモデル磁性現像剤の帯電量との関係を示すグラフを示す。図4に示すように、構造中にアミノ基、=NH又は−NH−を含まないPMMA樹脂では、添加による帯電量の変化は見られない。 The triboelectric charge amount between the negatively chargeable magnetic developer and the resin coating layer of the developer carrier was measured with a surface charge amount measuring apparatus (TS100AS manufactured by Toshiba Chemical Corporation) as shown in FIG. A crushed material of negatively chargeable magnetic developer is sieved with a mesh, and a binder resin containing particles remaining between 60 mesh and 100 mesh and a quaternary ammonium salt compound that is positively charged with respect to iron powder. What applied to the SUS board was used. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the charge amount of the model magnetic developer and the addition amount of the quaternary ammonium salt compound to the binder resin used in the resin coating layer of the present invention. As shown in FIG. 4, in the PMMA resin that does not contain an amino group, ═NH or —NH— in the structure, no change in charge amount due to addition is observed.
前記第4級アンモニウム塩化合物としては、鉄粉に対して正帯電性を有するものであればいずれのものでもよいが、例えば、下記一般式で表される化合物が挙げられる。 The quaternary ammonium salt compound may be any compound as long as it has a positive chargeability with respect to iron powder, and examples thereof include compounds represented by the following general formula.
前述の一般式において、X-の酸イオンの具体例としては、有機硫酸イオン、有機スルホン酸イオン、有機リン酸イオン、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン、モリブデン原子或いはタングステン原子を含むヘテロポリ酸イオン等が好ましく用いられる。 In the aforementioned general formula, specific examples of the acid ion of X 2 − include organic sulfate ion, organic sulfonate ion, organic phosphate ion, molybdate ion, tungstate ion, heteropolyacid ion containing molybdenum atom or tungsten atom, etc. Is preferably used.
これに対し、例えば、下記構造式で表されるような、それ自身が鉄粉に対して負帯電性を有する含フッ素第4級アンモニウム塩化合物についても検討を行ったが、前記化合物の添加によっては本発明の所期の目的が達成されないことがわかった。即ち、下記構造式で表される化合物は、電子吸引性の強いフッ素原子が構造中にあるので、それ自身が鉄粉に対して負帯電性を有するが、本発明の場合と同様に、前記化合物を、構造中にアミノ基、=NH又は−NH−の少なくとも1つを含む結着樹脂中に分散させ、これを加熱硬化させて現像剤担持体上の樹脂被覆層を形成しても、フッ素を含有しない前記第4級アンモニウム塩化合物を含有させた結着樹脂に用いるほどには、負帯電性の磁性現像剤に対する過剰帯電抑制性は得られなかった。 On the other hand, for example, a fluorine-containing quaternary ammonium salt compound having a negative chargeability with respect to iron powder as represented by the following structural formula was also studied. It has been found that the intended purpose of the present invention is not achieved. That is, since the compound represented by the following structural formula has a fluorine atom having a strong electron-withdrawing property in the structure, the compound itself has a negative chargeability with respect to the iron powder. Even if the compound is dispersed in a binder resin containing at least one of an amino group, = NH or -NH- in the structure, and this is heat-cured to form a resin coating layer on the developer carrier, To the extent that it is used for a binder resin containing the quaternary ammonium salt compound containing no fluorine, the overcharge suppression property against the negatively chargeable magnetic developer was not obtained.
本発明に好適に用いられる前記第4級アンモニウム塩化合物としては、具体的には、以下のようなものが挙げられるが、勿論、本発明は、これらに限定されるものではない。 Specific examples of the quaternary ammonium salt compound suitably used in the present invention include the following, but of course, the present invention is not limited thereto.
前記に例示したような前記第4級アンモニウム塩化合物の添加量は、構造中にアミノ基、=NH又は−NH−の少なくとも1つを含む結着樹脂100質量部に対して1〜100質量部とすることが好ましい。1質量部未満では添加による帯電付与性の向上が見られないことがあり、100質量部を超えると結着樹脂中への分散不良となり被膜強度の低下を招き易い。 The amount of the quaternary ammonium salt compound as exemplified above is 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin containing at least one of an amino group, ═NH or —NH— in the structure. It is preferable that If the amount is less than 1 part by mass, the charge imparting property may not be improved by addition. If the amount exceeds 100 parts by mass, the dispersion in the binder resin becomes poor and the coating strength tends to decrease.
構造中にアミノ基、=NH又は−NH−の少なくとも1つを含む前記結着樹脂としては、その製造工程において触媒として含窒素化合物を用いて製造されたフェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドを硬化剤として用いたエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、或いはこれらの樹脂を一部に含んだ共重合体等が挙げられる。前記第4級アンモニウム塩化合物は、これら結着樹脂との混合物の成膜時に、結着樹脂の構造中に容易に取り込まれる。 As the binder resin containing at least one of an amino group, = NH or -NH- in the structure, a phenol resin, a polyamide resin, and a polyamide produced using a nitrogen-containing compound as a catalyst in the production process are curing agents. Examples thereof include an epoxy resin, a urethane resin, and a copolymer partially containing these resins. The quaternary ammonium salt compound is easily taken into the structure of the binder resin when forming a mixture with these binder resins.
触媒として用いられる前記含窒素化合物としては、例えば、酸性触媒としては、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、スルファミド酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、マレイン酸アンモニウム等のアンモニウム塩又はアミン塩類が挙げられる。塩基性触媒としては、アンモニア;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミン、ジアミルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリアミルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジエチルベンジルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、N,N−ジ−n−ブチルアニリン、N,N−ジアミルアニリン、N,N−ジ−t−アミルアニリン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、n−ブチルジエタノールアミン、ジ−n−ブチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミノ化合物;ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン等のピリジン及びその誘導体;キノリン化合物、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール及びその誘導体等の含窒素複素環式化合物等が挙げられる。 Examples of the nitrogen-containing compound used as the catalyst include ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium phosphate, ammonium sulfamate, ammonium carbonate, ammonium acetate, and ammonium maleate, and amine salts. Basic catalysts include ammonia; dimethylamine, diethylamine, diisopropylamine, diisobutylamine, diamylamine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-butylamine, triamylamine, dimethylbenzylamine, diethylbenzylamine, dimethylaniline, diethylaniline, N , N-di-n-butylaniline, N, N-diamilaniline, N, N-di-t-amylaniline, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, dimethylethanolamine , Diethylethanolamine, ethyldiethanolamine, n-butyldiethanolamine, di-n-butylethanolamine, triisopropanolamine, ethylenediamine, hexamethyl Amino compounds such as lentetramine; pyridine and derivatives thereof such as pyridine, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine; quinoline compounds, imidazole, 2-methylimidazole, 2 , 4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, imidazole such as 2-heptadecylimidazole, and nitrogen-containing heterocyclic compounds such as derivatives thereof. Can be mentioned.
また、前述した結着樹脂として用いられるポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン6、66、610、11、12、9、13、Q2ナイロン等、これらを主成分とするナイロンの共重合体、N−アルキル変性ナイロン、N−アルコキシルアルキル変性ナイロン等が挙げられ、いずれも好適に用いることができる。更にはポリアミド変性フェノール樹脂のようにポリアミドにて変性された各種樹脂、或いは、硬化剤としてポリアミド樹脂を用いたエポキシ樹脂、といったように、ポリアミド樹脂分を含有している樹脂であれば、いずれも好適に用いることができる。
Examples of the polyamide resin used as the binder resin described above include
また、前述した結着樹脂として用いられるウレタン樹脂としては、ウレタン結合を含んだ樹脂であれば、いずれも好適に用いることができる。このウレタン結合はポリイソシアネートとポリオールとの重合付加反応によって得られる。 In addition, as the urethane resin used as the binder resin described above, any resin including a urethane bond can be suitably used. This urethane bond is obtained by polymerization addition reaction of polyisocyanate and polyol.
このポリウレタン樹脂の主原料となるポリイソシアネートとしては、TDI(トリレンジイソシアネート)、ピュアMDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)、ポリメリックMDI(ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート)、TODI(トリジンジイソシアネート)、NDI(ナフタリンジイソシアネート)等の芳香族系ポリイソシアネート;HMDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)、IPDI(イソホロンジイソシアネート)、XDI(キシリレンジイソシアネート)、水添XDI(水添キシリレンジイソシアネート)、水添MDI(ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート)等の脂肪族系ポリイソシアネート等が挙げられる。 The polyisocyanate used as the main raw material for this polyurethane resin is TDI (tolylene diisocyanate), pure MDI (diphenylmethane diisocyanate), polymeric MDI (polymethylene polyphenyl polyisocyanate), TODI (tolidine diisocyanate), NDI (naphthalene diisocyanate), etc. Aromatic polyisocyanates such as: HMDI (hexamethylene diisocyanate), IPDI (isophorone diisocyanate), XDI (xylylene diisocyanate), hydrogenated XDI (hydrogenated xylylene diisocyanate), aliphatic MDI (dicyclohexylmethane diisocyanate), etc. And polyisocyanates.
またこのポリウレタン樹脂の主原料となるポリオールとしては、PPG(ポリオキシプロピレングリコール)、ポリマーポリオール、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)等のポリエーテル系ポリオール;アジペート、ポリカプロラクトン、ポリカーボネートポリオール等のポリエステル系ポリオール;PHDポリオール、ポリエーテルエステルポリオール等のポリエーテル系の変性ポリオール;その他、エポキシ変性ポリオール;エチレン−酢酸ビニル共重合物の部分ケン化ポリオール(ケン化EVA);難燃ポリオール等が挙げられる。 Polyols that are the main raw materials for this polyurethane resin include polyether polyols such as PPG (polyoxypropylene glycol), polymer polyol, polytetramethylene glycol (PTMG); polyester polyols such as adipate, polycaprolactone, and polycarbonate polyol. Polyether modified polyols such as PHD polyol and polyether ester polyol; other epoxy-modified polyols; partially saponified polyols of ethylene-vinyl acetate copolymer (saponified EVA); flame retardant polyols and the like.
また本発明において、現像剤担持体の樹脂被覆層中に下記一般式(B)で表される未置換又は置換基を有するベンジル酸の金属化合物を含有してもよく、この場合には前記ベンジル酸の金属化合物が、前記ベンジル酸のアルミニウム化合物であることが、前記磁性現像剤への良好な帯電付与性の点で好ましい。 In the present invention, the resin coating layer of the developer carrying member may contain an unsubstituted or substituted benzylic acid metal compound represented by the following general formula (B). It is preferable that the acid metal compound is the aluminum compound of benzyl acid from the viewpoint of good charge imparting property to the magnetic developer.
また、前記ベンジル酸のアルミニウム化合物は、下記一般式(B−1)で示されるベンジル酸のアルミニウム化合物であることが好ましいが、ベンジル酸2molとアルミニウム原子1molからなる錯体及び/又は錯塩であれば、一般式(B−1)に限定されるものではない。 Further, the aluminum compound of benzyl acid is preferably an aluminum compound of benzyl acid represented by the following general formula (B-1), but if it is a complex and / or complex salt composed of 2 mol of benzyl acid and 1 mol of aluminum atom. It is not limited to the general formula (B-1).
前記ベンジル酸のアルミニウム化合物としては、他に、ベンジル酸の化合物を1分子配位したアルミニウム錯体及び/又は錯塩、ベンジル酸の化合物を3分子配位したアルミニウム錯体及び/又は錯塩、さらにベンジル酸の化合物を1〜3分子配位したアルミニウム錯体及び/又は錯塩の混合物を用いることもできる。 Other examples of the aluminum compound of benzylic acid include an aluminum complex and / or complex salt in which one molecule of benzylic acid is coordinated, an aluminum complex and / or complex salt in which three molecules of benzylic acid are coordinated, and benzylic acid A mixture of an aluminum complex and / or a complex salt in which 1 to 3 molecules of the compound are coordinated can also be used.
なお、前記一般式(B)及び(B−1)で示される置換基の炭素数は、特に限定されないが、(0〜12)の範囲であることが、前記磁性現像剤への帯電付与特性や前記樹脂被覆層中への分散性等の観点から好ましい。 The number of carbon atoms of the substituents represented by the general formulas (B) and (B-1) is not particularly limited, but is in the range of (0 to 12). Or from the viewpoint of dispersibility in the resin coating layer.
前記ベンジル酸のアルミニウム化合物は、例えば、前記の如き未置換又は置換基を有するベンジル酸と硫酸アルミニウム等のアルミニウム塩とを所望のモル比で混合し、アルカリ雰囲気下で加熱反応させ、得られた沈殿物を濾別採取し、更に水洗、乾燥することによって得ることができる。但し、本発明に係るベンジル酸のアルミニウム化合物の製法はこれに限定されるものではない。 The aluminum compound of benzyl acid was obtained, for example, by mixing an unsubstituted or substituted benzyl acid as described above and an aluminum salt such as aluminum sulfate in a desired molar ratio and heating and reacting in an alkaline atmosphere. The precipitate can be collected by filtration, washed with water and dried. However, the method for producing the aluminum compound of benzyl acid according to the present invention is not limited to this.
前記樹脂被覆層中に分散されたベンジル酸のアルミニウム化合物は、帯電量の高いネガ磁性現像剤に対しては帯電量を抑制するという効果を有し、負帯電性の磁性現像剤に対して適正な帯電量を均一に付与することができる。これにより、画像濃度低下、スリーブゴーストやカブリ等を防止し、またチャージアップによるブロッチ等もより一層効果的に防止することができる。 The aluminum compound of benzyl acid dispersed in the resin coating layer has an effect of suppressing the charge amount for a negative magnetic developer having a high charge amount, and is suitable for a negatively chargeable magnetic developer. Can provide a uniform charge amount. As a result, image density reduction, sleeve ghosting, fogging, and the like can be prevented, and blotting due to charge-up can be more effectively prevented.
前記樹脂被覆層中に分散されているベンジル酸のアルミニウム化合物の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して1〜100質量部、より好ましくは2〜50質量部である。添加量が1質量部未満となると添加による効果が不十分となることがあり、100質量部を超えると前記樹脂被覆層の環境安定性が不十分となることがある。 As content of the aluminum compound of benzyl acid currently disperse | distributed in the said resin coating layer, it is 1-100 mass parts with respect to 100 mass parts of binder resin, More preferably, it is 2-50 mass parts. When the addition amount is less than 1 part by mass, the effect of the addition may be insufficient, and when it exceeds 100 parts by mass, the environmental stability of the resin coating layer may be insufficient.
これらの材料を現像剤担持体上に樹脂被覆層として形成する方法としては、スプレー法、ディッピング法等の、一般的な公知の方法で形成することが可能である。一般に、エアスプレー法では塗料を安定して微粒子液滴化させることにより分散の良好な被覆層を得ることができ、本発明の現像剤担持体の作製に使用する樹脂被覆層の形成法として好ましい。 As a method for forming these materials as a resin coating layer on the developer carrying member, it is possible to form the materials by a generally known method such as a spray method or a dipping method. In general, in the air spray method, a coating layer with good dispersion can be obtained by stably forming a paint into fine particle droplets, which is preferable as a method for forming a resin coating layer used for producing the developer carrier of the present invention. .
このようなエアスプレー法には、図13に示すニードルタイプのエアースプレーガン、及び図14に示すノズル先端周囲の同心円上の孔からエアーを吹き出すタイプのスプレーガン等がある。 Such an air spray method includes a needle type air spray gun shown in FIG. 13 and a type of spray gun which blows air from a concentric hole around the nozzle tip shown in FIG.
しかしながら図13に示されるニードルタイプのビンクス社製のスプレーガン 601モデルを用いた場合、塗料がニードル部近傍に滞留し粒子が再凝集して発生した凝集体が被覆層に付着する場合がある。 However, when the needle type spray gun 601 model manufactured by Binks Corporation shown in FIG. 13 is used, the paint stays in the vicinity of the needle portion, and the aggregates generated by the reaggregation of the particles may adhere to the coating layer.
また図14のようなノズル先端部の同心円上の孔からエアーを吹き出すタイプのノズルを用いた場合、塗料の粒度分布が広いと微粒子化が不十分となり、微粒子の再凝集や分離による分散不均一な層となる場合がある。 In addition, when a nozzle of the type that blows air from a concentric hole at the nozzle tip as shown in FIG. 14 is used, if the particle size distribution of the paint is wide, fine particle formation becomes insufficient, and dispersion is uneven due to re-aggregation and separation of fine particles. It may become a new layer.
そこで本発明の現像剤担持体の樹脂被覆層を形成する方法としてより好ましくは、図15に示すような螺旋状の孔から吐出された旋回流のエアー流を用いて塗料を霧化するスプレーガンを用いる方法がより好ましい。この方法は、同心円上の孔から吐出するエアーを用いた場合と比較して、比較的高粘度の塗料も微粒子化可能であり、また、比較的塗料の粘度が低く吐出量が多い場合にも安定して塗料の固体微粒子化が可能であり、塗工のラチチュードが大幅に広がる。また、塗料中に凝集性の高い固体微粒子を分散している場合にも、塗料の微粒子化条件のラチチュードが広いため、固体微粒子の再凝集が防止し易く、形成される被覆層中での固体微粒子の分散性が高く、微粒子の再凝集や分離がなく分散均一な樹脂被膜を得ることができる。特にRvkの適正化に効果的であることがわかった。 Therefore, as a method of forming the resin coating layer of the developer carrying member of the present invention, a spray gun for atomizing a paint using a swirling air flow discharged from a spiral hole as shown in FIG. The method using is more preferable. Compared with the case where air discharged from concentric holes is used, this method can also make the paint of relatively high viscosity fine particles, and also when the viscosity of the paint is relatively low and the discharge amount is large. The paint can be stably made into solid fine particles, and the coating latitude is greatly expanded. In addition, even when solid fine particles with high cohesion are dispersed in the paint, the latitude of the conditions for atomization of the paint is wide, so it is easy to prevent reaggregation of the solid fine particles, and the solid in the coating layer to be formed It is possible to obtain a resin film having a high dispersion of fine particles and no dispersion or separation of the fine particles and a uniform dispersion. It was found to be particularly effective for optimizing Rvk.
また、磁性現像剤を用いる現像方法においては、磁性現像剤を現像剤担持体上に磁気的に吸引かつ保持するために、磁石によって構成されるマグネットローラ等の磁界発生手段を現像剤担持体内に配置する。その場合、基体を円筒状とし、その内部にマグネットローラを配置すればよい。 In the developing method using a magnetic developer, a magnetic field generating means such as a magnet roller constituted by a magnet is provided in the developer carrying body in order to magnetically attract and hold the magnetic developer on the developer carrying body. Deploy. In that case, the substrate may be cylindrical, and a magnet roller may be disposed therein.
本発明の磁性現像剤で使用される磁性現像剤用結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂成分とスチレン−アクリル系樹脂成分を含むハイブリッド樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられるが、特に限定されず従来公知の樹脂を用いることができる。このうち特に、ポリエステル樹脂及びハイブリッド樹脂等が定着性等の点で好ましい。 The binder resin for magnetic developer used in the magnetic developer of the present invention includes polyester resin, styrene-acrylic resin, hybrid resin containing polyester resin component and styrene-acrylic resin component, epoxy resin, styrene-butadiene. Resins, polyurethane resins, and the like can be mentioned, but there is no particular limitation, and conventionally known resins can be used. Of these, polyester resins and hybrid resins are particularly preferred from the standpoint of fixing properties.
前記ポリエステル樹脂は、多価アルコールと多塩基酸との重縮合により生成する樹脂であり、ポリエステル樹脂成分のモノマーとしては以下のものが挙げられる。 The polyester resin is a resin formed by polycondensation of a polyhydric alcohol and a polybasic acid, and examples of the monomer of the polyester resin component include the following.
二価のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、また下記(ア)式で表されるビスフェノール誘導体、及び下記(イ)式で示されるジオール類が挙げられる。 Examples of the divalent alcohol component include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1, 6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, bisphenol derivatives represented by the following formula (a), and diols represented by the following formula (a): Can be mentioned.
二価のカルボン酸としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸等のベンゼンジカルボン酸類又はその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物;またさらに炭素数6〜18のアルキル基で置換されたコハク酸若しくはその無水物;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物等が挙げられる。 Divalent carboxylic acids include benzene dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride, or anhydrides thereof; alkyl dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid, or anhydrides thereof. A succinic acid substituted with an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms or an anhydride thereof; an unsaturated dicarboxylic acid such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, or an anhydride thereof;
また、ポリエステル樹脂のその他のモノマーとしては、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビット、ソルビタン、さらには例えばノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテル等の多価アルコール類;トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸やその無水物等の多価カルボン酸類等が挙げられる。 Other monomers of the polyester resin include glycerin, pentaerythritol, sorbit, sorbitan, and polyhydric alcohols such as oxyalkylene ethers of novolak type phenol resins; trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid And polyhydric carboxylic acids such as anhydride thereof.
前記スチレン−アクリル系樹脂は、スチレン系モノマーとアクリル酸系モノマーとの付加重合により生成する樹脂であり、スチレン−アクリル系樹脂を生成するためのビニル系モノマーとしては次のようなものが挙げられる。 The styrene-acrylic resin is a resin produced by addition polymerization of a styrene monomer and an acrylic acid monomer, and examples of vinyl monomers for producing a styrene-acrylic resin include the following. .
スチレン系モノマーとしては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレンの如きスチレン及びその誘導体が挙げられる。 Styrene monomers include styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, p-phenyl styrene, p-ethyl styrene, 2,4-dimethyl styrene, pn-butyl styrene, p-tert. -Butyl styrene, pn-hexyl styrene, pn-octyl styrene, pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p-chlorostyrene, 3 Styrene and its derivatives such as 1,4-dichlorostyrene, m-nitrostyrene, o-nitrostyrene, p-nitrostyrene.
またアクリル酸系モノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−2−クロロエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸及びアクリル酸エステル類や、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸及びそのエステル類や、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。 Examples of acrylic monomers include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, acrylic acid-n-butyl, acrylic acid isobutyl, acrylic acid-n-octyl, acrylic acid dodecyl, acrylic acid-2- Acrylic acid and acrylic esters such as ethylhexyl, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, methacrylic acid-n-butyl, methacrylic acid Such as isobutyl acid, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate And α- methylene aliphatic monocarboxylic acids and esters thereof, acrylonitrile, methacrylonitrile, and the like such as acrylic acid or methacrylic acid derivatives of acrylamide.
さらに、スチレン−アクリル系樹脂のモノマーとしては、2−ヒドロキシルエチルアクリレート、2−ヒドロキシルエチルメタクリレート、2−ヒドロキシルプロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸エステル類、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンの如きヒドロキシル基を有するモノマーが挙げられる。 Furthermore, as a monomer of styrene-acrylic resin, acrylic acid or methacrylic acid esters such as 2-hydroxylethyl acrylate, 2-hydroxylethyl methacrylate, 2-hydroxylpropyl methacrylate, 4- (1-hydroxy-1-methylbutyl) Examples thereof include monomers having a hydroxyl group such as styrene and 4- (1-hydroxy-1-methylhexyl) styrene.
またスチレン−アクリル系樹脂には、ビニル重合が可能な種々のモノマーを必要に応じて併用することができる。このようなモノマーとしては、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きエチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニルの如きビニルエステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類:ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;さらに、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステルの如き不飽和塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸の酸無水物;前記α、β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマーが挙げられる。 In the styrene-acrylic resin, various monomers capable of vinyl polymerization can be used in combination as required. Such monomers include ethylene unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isobutylene; unsaturated polyenes such as butadiene and isoprene; halogenated compounds such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride. Vinyls; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl benzoate; vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether: vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl isopropenyl ketone N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone; vinyl naphthalenes; and maleic acid, citraconic acid, itaconic acid, al Unsaturated dibasic acids such as succinic acid, fumaric acid, mesaconic acid; unsaturated dibasic acid anhydrides such as maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, alkenyl succinic anhydride; methyl half maleate Esters, ethyl maleate half ester, butyl maleate half ester, citraconic acid methyl half ester, citraconic acid ethyl half ester, citraconic acid butyl half ester, itaconic acid methyl half ester, alkenyl succinic acid methyl half ester, fumarate methyl half ester Unsaturated basic acid esters such as mesaconic acid methyl half ester; Unsaturated basic acid esters such as dimethylmaleic acid and dimethylfumaric acid; α, β-unsaturated such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and cinnamic acid Acid acid Water anhydrides; anhydrides of the α, β-unsaturated acids and lower fatty acids; and monomers having a carboxyl group such as alkenylmalonic acid, alkenylglutaric acid, alkenyladipic acid, acid anhydrides and monoesters thereof. It is done.
また、前記スチレン−アクリル系樹脂は、必要に応じて以下に例示するような架橋性モノマーで架橋された重合体であってもよい。架橋性モノマーには、例えば芳香族ジビニル化合物、アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類、エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類、ポリエステル型ジアクリレート類、及び多官能の架橋剤等が挙げられる。 The styrene-acrylic resin may be a polymer cross-linked with a cross-linkable monomer as exemplified below if necessary. Crosslinkable monomers include, for example, aromatic divinyl compounds, diacrylate compounds linked by alkyl chains, diacrylate compounds linked by alkyl chains containing ether bonds, and chains containing aromatic groups and ether bonds. And diacrylate compounds, polyester-type diacrylates, and polyfunctional crosslinking agents.
芳香族ジビニル化合物としては、例えばジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等が挙げられる。
アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えばエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等が挙げられる。
Examples of the aromatic divinyl compound include divinylbenzene and divinylnaphthalene.
Examples of diacrylate compounds linked by an alkyl chain include ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6- Examples include hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and those obtained by replacing the acrylate of the above compound with methacrylate.
エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えばジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えたもの等が挙げられる。 Examples of diacrylate compounds linked by an alkyl chain containing an ether bond include diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 400 diacrylate, polyethylene glycol # 600 diacrylate, and dipropylene. Examples include glycol diacrylate and those obtained by replacing acrylate of the above compound with methacrylate.
芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えばポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等が挙げられる。 Examples of diacrylate compounds linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond include polyoxyethylene (2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate, polyoxyethylene (4)- Examples include 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate, and those obtained by replacing the acrylate of the above compound with methacrylate.
ポリエステル型ジアクリレート類としては、例えば商品名MANDA(日本化薬)が挙げられる。 Examples of polyester diacrylates include trade name MANDA (Nippon Kayaku).
多官能の架橋剤としては、例えばペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート;等が挙げられる。 Examples of the polyfunctional crosslinking agent include pentaerythritol triacrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligoester acrylate, and those obtained by replacing the acrylate of the above compounds with methacrylate; And allyl cyanurate and triallyl trimellitate.
これらの架橋性モノマーは、他のモノマー成分100質量部に対して、0.01〜10質量部(さらに好ましくは0.03〜5質量部)用いることができる。またこれらの架橋性モノマーのうち、定着性、耐オフセット性の点から好適に用いられるものとして、芳香族ジビニル化合物(特にジビニルベンゼン)や、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類が挙げられる。 These crosslinkable monomers can be used in an amount of 0.01 to 10 parts by mass (more preferably 0.03 to 5 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of other monomer components. Among these cross-linkable monomers, those which are preferably used from the viewpoint of fixability and offset resistance are aromatic divinyl compounds (particularly divinylbenzene) and divalent groups connected by a chain containing an aromatic group and an ether bond. Examples include acrylate compounds.
また前記スチレン−アクリル系樹脂は、重合開始剤を用いて製造された樹脂であっても良い。このような重合開始剤としては、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2−カーバモイルアゾイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドの如きケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリオイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロビルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジメトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエイト、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエイト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレートが挙げられる。 The styrene-acrylic resin may be a resin produced using a polymerization initiator. Examples of such a polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2 , 4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 1,1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), 2-carbamoylazoisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4,4-trimethylpentane), 2-phenylazo-2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile, 2,2′-azobis ( 2-methylpropane), methylethylketone peroxide, acetylacetone peroxide, ketone peroxide such as cyclohexanone peroxide 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, t-Butylcumyl peroxide, dicumyl peroxide, α, α′-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene, isobutyl peroxide, octanoyl peroxide, decanoyl peroxide, lauroyl peroxide, 3,5,5 5-trimethylhexanoyl peroxide, benzoyl peroxide, m-trioyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di-2- D Xylethylperoxycarbonate, dimethoxyisopropylperoxydicarbonate, di (3-methyl-3-methoxybutyl) peroxycarbonate, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, t-butylperoxyacetate, t-butylperoxyisobutyrate, t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxyisopropylcarbonate, di-t -Butyl peroxyisophthalate, t-butyl peroxyallyl carbonate, t-amyl peroxy-2-ethyl hexanoate, di-t-butyl peroxy hexahydroterephthalate, di-t-butyl peroxya Rate, and the like.
前記ハイブリッド樹脂は、ポリエステル樹脂成分及びスチレン−アクリル系樹脂成分が直接又は間接的に化学的に結合している樹脂であり、上述のポリエステル樹脂成分、スチレン−アクリル系樹脂成分、及びこれらの樹脂成分の両方と反応し得るモノマー成分から構成される。 The hybrid resin is a resin in which a polyester resin component and a styrene-acrylic resin component are directly or indirectly chemically bonded, and the above-mentioned polyester resin component, styrene-acrylic resin component, and these resin components It is comprised from the monomer component which can react with both.
ポリエステル樹脂成分を構成するモノマーのうちスチレン−アクリル系樹脂成分と反応し得るものとしては、例えばフマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物等が挙げられる。 Examples of the monomer constituting the polyester resin component that can react with the styrene-acrylic resin component include unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid, or anhydrides thereof.
スチレン−アクリル系樹脂成分を構成するモノマーのうちポリエステル樹脂成分と反応し得るものとしては、カルボキシル基又はヒドロキシル基を有するものや、アクリル酸若しくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。 Among the monomers constituting the styrene-acrylic resin component, those capable of reacting with the polyester resin component include those having a carboxyl group or a hydroxyl group, and acrylic acid or methacrylic acid esters.
ハイブリッド樹脂を得る方法としては、先に挙げたポリエステル樹脂及びスチレン−アクリル系樹脂のそれぞれと反応しうるモノマー成分が存在しているところで、どちらか一方若しくは両方の樹脂の重合反応をさせることにより得る方法が好ましい。 As a method for obtaining a hybrid resin, the monomer component capable of reacting with each of the polyester resin and the styrene-acrylic resin listed above is present, and is obtained by polymerizing one or both resins. The method is preferred.
前記磁性現像剤で用いられる磁性体としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe、Co、Niのような金属、あるいはこれらの金属とAl、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bi、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W、Vのような金属との合金;及びこれらの混合物等が挙げられる。 Examples of the magnetic material used in the magnetic developer include iron oxides such as magnetite, maghemite, and ferrite, and iron oxides including other metal oxides; metals such as Fe, Co, and Ni, or these metals and Al, And alloys with metals such as Co, Cu, Pb, Mg, Ni, Sn, Zn, Sb, Be, Bi, Cd, Ca, Mn, Se, Ti, W, and V; and mixtures thereof.
磁性体としては、従来、四三酸化鉄(Fe3O4)、三二酸化鉄(γ−Fe2O3)、酸化鉄亜鉛(ZnFe2O4)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe5O12)、酸化鉄カドミニウム(CdFe2O4)、酸化鉄ガドリニウム(Gd3Fe5O12)、酸化鉄銅(CuFe2O4)、酸化鉄鉛(PbFe12O19)、酸化鉄ニッケル(NiFe2O4)、酸化鉄ネオジム(NdFe2O3)、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、酸化鉄マグネシウム(MgFe2O4)、酸化鉄マンガン(MnFe2O4)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(Fe)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が知られているが、本発明では上述した磁性体の一種又は二種以上を任意に選択して使用することが可能である。 Conventionally, as a magnetic material, triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ), iron sesquioxide (γ-Fe 2 O 3 ), iron oxide zinc (ZnFe 2 O 4 ), iron yttrium oxide (Y 3 Fe 5 O 12). ), Iron cadmium oxide (CdFe 2 O 4 ), iron gadolinium oxide (Gd 3 Fe 5 O 12 ), iron oxide copper (CuFe 2 O 4 ), iron oxide lead (PbFe 12 O 19 ), nickel iron oxide (NiFe 2) O 4 ), neodymium iron oxide (NdFe 2 O 3 ), barium oxide (BaFe 12 O 19 ), magnesium iron oxide (MgFe 2 O 4 ), manganese iron oxide (MnFe 2 O 4 ), iron lanthanum oxide (LaFeO 3) ), Iron powder (Fe), cobalt powder (Co), nickel powder (Ni), etc. are known, but in the present invention, one or more of the above-mentioned magnetic materials may be arbitrarily selected and used. Is possible.
これらの磁性体は、平均粒径が0.1〜2μm程度で、795.8kA/m(10kエルステッド)印加での磁気特性は、抗磁力(Hc)が1.5kA/m〜12kA/m、飽和磁化(σs)が50〜200Am2/kg(好ましくは50〜100Am2/kg)、残留磁化(σr)が2〜20Am2/kgであることが好ましい。磁性体の磁気特性は、25℃、外部磁場769kA/mの条件下において振動型磁力計、例えばVSM P−1−10(東英工業社製)を用いて測定することができる。 These magnetic materials have an average particle diameter of about 0.1 to 2 μm, and the magnetic characteristics when 795.8 kA / m (10 k Oersted) is applied are such that the coercive force (Hc) is 1.5 kA / m to 12 kA / m, It is preferable that the saturation magnetization (σs) is 50 to 200 Am 2 / kg (preferably 50 to 100 Am 2 / kg) and the residual magnetization (σr) is 2 to 20 Am 2 / kg. The magnetic properties of the magnetic material can be measured using a vibration magnetometer such as VSM P-1-10 (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.) under the conditions of 25 ° C. and an external magnetic field of 769 kA / m.
本発明において、前記磁性体は着色剤としても機能させることができる。着色剤としての観点では、前記磁性体は磁性酸化鉄であることが好ましい。このような磁性酸化鉄としては、例えば四三酸化鉄やγ−三二酸化鉄の微粉末が挙げられる。またこの磁性酸化鉄は、結着樹脂100質量部に対して20〜150質量部が磁性現像剤粒子に含まれることが、流動性を維持しつつ磁性現像剤飛散を防止する良好な磁性を示し、かつ十分な着色力を発現する上で好ましい。 In the present invention, the magnetic material can also function as a colorant. From the viewpoint of a colorant, the magnetic material is preferably magnetic iron oxide. Examples of such magnetic iron oxide include fine powders of triiron tetroxide and γ-iron sesquioxide. In addition, the magnetic iron oxide exhibits good magnetism to prevent scattering of the magnetic developer while maintaining fluidity when 20 to 150 parts by mass of the magnetic developer particles are contained in 100 parts by mass of the binder resin. And, it is preferable for expressing sufficient coloring power.
なお本発明において、前記磁性体は、磁性現像剤の所期の物性や磁性現像剤の製造条件等に応じて、シランカップリング剤やシリコーンオイル等の適切な表面疎水化処理剤を用いて適切に表面疎水化処理されたものであっても良い。 In the present invention, the magnetic material is appropriately used by using an appropriate surface hydrophobizing agent such as a silane coupling agent or silicone oil according to the intended physical properties of the magnetic developer and the manufacturing conditions of the magnetic developer. The surface may be hydrophobized.
本発明においては、他の添加剤を必要に応じて磁性現像剤粒子に添加することも可能である。このような他の添加剤としては、磁性現像剤粒子の内部に添加することが従来より知られている種々の添加剤を用いることができ、離型剤や荷電制御剤等が挙げられる。 In the present invention, other additives may be added to the magnetic developer particles as necessary. As such other additives, various additives conventionally known to be added to the inside of magnetic developer particles can be used, and examples thereof include a release agent and a charge control agent.
前記離型剤として好ましいものとしては、例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックス等の、脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックス等の、脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの;パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸等の飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸等の不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール等の飽和アルコール類;ソルビトール等の多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪族金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等のビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリド等の、脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加等によって得られる、ヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物;炭素数12以上の長鎖アルキルアルコール又は長鎖アルキルカルボン酸;等が挙げられる。 Preferred examples of the release agent include aliphatic hydrocarbon waxes such as low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, microcrystalline wax, and paraffin wax; oxides of aliphatic hydrocarbon waxes such as oxidized polyethylene wax or the like. Block copolymers of these: waxes based on fatty acid esters such as carnauba wax, sazol wax, and montanic acid ester wax; deoxidized part or all of fatty acid esters such as deoxidized carnauba wax Saturated fatty acids such as palmitic acid, stearic acid, and montanic acid; unsaturated fatty acids such as brassic acid, eleostearic acid, and parinalic acid; stearyl alcohol, aralkyl alcohol, behenyl alcohol, carnauvyl alcohol, seryl alcohol Saturated alcohols such as melyl alcohol, polyhydric alcohols such as sorbitol; Fatty acid amides such as linoleic acid amide, oleic acid amide, lauric acid amide; Methylene bis stearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bis Saturated fatty acid bisamides such as lauric acid amide and hexamethylene bis stearic acid amide; ethylene bis oleic acid amide, hexamethylene bis oleic acid amide, N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N′-dioleyl sebacic acid Unsaturated fatty acid amides such as amides; Aromatic bisamides such as m-xylene bis-stearic acid amide and N, N′-distearylisophthalic acid amide; Calcium stearate, calcium laurate, zinc stearate, magnesium stearate, etc. Aliphatic metal salts (generally referred to as metal soaps); waxes grafted with aliphatic hydrocarbon waxes using vinyl monomers such as styrene and acrylic acid; fatty acids such as behenic acid monoglycerides Examples include partially esterified products of monohydric alcohols; methyl ester compounds having a hydroxyl group obtained by hydrogenation of vegetable oils and fats; long-chain alkyl alcohols or long-chain alkyl carboxylic acids having 12 or more carbon atoms; and the like.
本発明において特に好ましく用いられる離型剤としては、脂肪族炭化水素系ワックスが挙げられる。このような脂肪族炭化水素系ワックスとしては、例えば、アルキレンを高圧化でラジカル重合し、又は低圧下でチーグラー触媒を用いて重合した低分子量のアルキレンポリマー;高分子量のアルキレンポリマーを熱分解して得られるアルキレンポリマー;一酸化炭素及び水素を含む合成ガスからアーゲ法により得られる炭化水素の蒸留残分から得られる合成炭化水素ワックス、及びそれを水素添加して得られる合成炭化水素ワックス;これらの脂肪族炭化水素系ワックスをプレス発汗法、溶剤法、真空蒸留の利用や分別結晶方式により分別したもの;が挙げられる。 Examples of the release agent particularly preferably used in the present invention include aliphatic hydrocarbon waxes. As such an aliphatic hydrocarbon wax, for example, a low molecular weight alkylene polymer obtained by radical polymerization of alkylene at a high pressure or a Ziegler catalyst under a low pressure; a high molecular weight alkylene polymer is thermally decomposed. The resulting alkylene polymer; a synthetic hydrocarbon wax obtained from the distillation residue of hydrocarbons obtained from the synthesis gas containing carbon monoxide and hydrogen by the age method; and a synthetic hydrocarbon wax obtained by hydrogenating it; these fats Group hydrocarbon waxes are classified by press sweating, solvent method, vacuum distillation and fractional crystallization.
前記脂肪族炭化水素系ワックスの母体としての炭化水素としては、例えば、金属酸化物系触媒(多くは二種以上の多元系)を使用した一酸化炭素と水素の反応によって合成されるもの(例えばジントール法、ヒドロコール法(流動触媒床を使用)によって合成された炭化水素化合物);ワックス状炭化水素が多く得られるアーゲ法(同定触媒床を使用)により得られる、炭素数が数百ぐらいまでの炭化水素;エチレン等のアルキレンをチーグラー触媒により重合した炭化水素;が挙げられる。このような炭化水素の中でも、本発明では、分岐が少なくて小さく、飽和の長い直鎖状炭化水素であることが好ましく、特にアルキレンの重合によらない方法により合成された炭化水素が、その分子量分布からも好ましい。 Examples of the hydrocarbon as the matrix of the aliphatic hydrocarbon wax include those synthesized by the reaction of carbon monoxide and hydrogen using a metal oxide catalyst (often a multi-component system of two or more types) (for example, Hydrocarbon compounds synthesized by the Gintor method and Hydrocol method (using a fluidized catalyst bed); Up to a few hundred carbon atoms obtained by the Age method (using an identified catalyst bed) in which many waxy hydrocarbons can be obtained A hydrocarbon obtained by polymerizing an alkylene such as ethylene with a Ziegler catalyst. Among such hydrocarbons, in the present invention, it is preferable that the hydrocarbon is a linear hydrocarbon having a small number of branches and a long saturation, and a hydrocarbon synthesized by a method not based on polymerization of alkylene has a molecular weight. Also preferred from the distribution.
本発明において離型剤は、離型剤を含有する磁性現像剤粒子を示差走査熱量計で測定したときに、得られるDSC曲線において70〜140℃の領域に吸熱メインピークが現れるように磁性現像剤粒子に含まれていることが、磁性現像剤の低温定着性及び耐高温オフセット性の点で好ましい。 In the present invention, the release agent is a magnetic developer such that when the magnetic developer particles containing the release agent are measured with a differential scanning calorimeter, an endothermic main peak appears in the region of 70 to 140 ° C. in the obtained DSC curve. It is preferable to be contained in the agent particles from the viewpoint of the low temperature fixability and high temperature offset resistance of the magnetic developer.
前記吸熱メインピークが現れる温度は、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計、例えばパーキンエルマー社製のDSC−7を用い、ASTM D3418−82に準じて測定することができる。前記吸熱メインピークが出現する温度は、融点やガラス転移点、及び重合度等を適切に調整された離型剤を用いることによって調整することが可能である。なお、前記DSC−7は、前記吸熱メインピークが現れる温度の他、磁性現像剤用結着樹脂のガラス転移点、軟化点、離型剤の融点等の、磁性現像剤粒子やその材料の熱的物性を示す温度の測定に適用することができる。
前記離型剤は、磁性現像剤用結着樹脂100質量部あたり2〜15質量部が磁性現像剤粒子中に含まれることが、定着性、帯電特性の点で好ましい。
The temperature at which the endothermic main peak appears can be measured according to ASTM D3418-82 using a highly accurate internal heat input compensation type differential scanning calorimeter, for example, DSC-7 manufactured by PerkinElmer. The temperature at which the endothermic main peak appears can be adjusted by using a release agent in which the melting point, glass transition point, polymerization degree, and the like are appropriately adjusted. In addition to the temperature at which the endothermic main peak appears, the DSC-7 uses the heat of the magnetic developer particles and their materials, such as the glass transition point, softening point, and melting point of the release agent of the binder resin for magnetic developer. It can be applied to the measurement of temperature that shows physical properties.
The release agent preferably contains 2 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin for magnetic developer in the magnetic developer particles from the viewpoint of fixability and charging characteristics.
本発明で用いられる磁性現像剤には、本発明の効果を阻害しない範囲で、その帯電性を安定化させるために、荷電制御剤を用いることができる。荷電制御剤は、荷電制御剤の種類や磁性現像剤粒子の他の構成材料の物性等によっても異なるが、一般に、磁性現像剤粒子中に磁性現像剤用結着樹脂100質量部当たり0.1〜10質量部含まれることが好ましく、0.1〜5質量部含まれることがより好ましい。 In the magnetic developer used in the present invention, a charge control agent can be used in order to stabilize the chargeability as long as the effects of the present invention are not impaired. The charge control agent varies depending on the type of the charge control agent and the physical properties of other constituent materials of the magnetic developer particles, but generally 0.1 per 100 parts by mass of the binder resin for magnetic developer in the magnetic developer particles. It is preferable that 10-10 mass parts is contained, and it is more preferable that 0.1-5 mass parts is contained.
前記荷電制御剤としては、磁性現像剤を負帯電性に制御するものと、正帯電性に制御するものとが知られており、磁性現像剤の種類や用途に応じて種々のものの中から選ばれる一種又は二種以上を用いることができる。 As the charge control agent, those that control the magnetic developer to be negatively charged and those that are controlled to be positively charged are known, and are selected from various types depending on the type and use of the magnetic developer. 1 type, or 2 or more types can be used.
磁性現像剤を負帯電性に制御するものとしては、例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効で、その例としては、モノアゾ金属錯体;アセチルアセトン金属錯体;芳香族ヒドロキシカルボン酸又は芳香族ジカルボン酸の金属錯体又は金属塩;が挙げられる。その他にも、磁性現像剤を負帯電性に制御するものとしては、例えば芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩や無水物;エステル類やビスフェノール等のフェノール誘導体;スルホン酸基含有モノマーを構成成分とする含イオウ樹脂;等が挙げられる。 For controlling the magnetic developer to be negatively charged, for example, an organometallic complex and a chelate compound are effective. Examples thereof include a monoazo metal complex; an acetylacetone metal complex; a metal of an aromatic hydroxycarboxylic acid or an aromatic dicarboxylic acid. A complex or a metal salt. Other examples of controlling the negative developer of the magnetic developer include, for example, aromatic mono- and polycarboxylic acids and metal salts and anhydrides thereof; phenol derivatives such as esters and bisphenols; and monomers containing sulfonic acid groups And sulfur-containing resin as a component.
磁性現像剤を正帯電性に制御するものとしては、例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン酸、フェロシアン化合物等);高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート;等が挙げられる。本発明ではこれらの一種又は二種以上組み合わせて用いることができる。磁性現像剤を正帯電性に制御するものとしては、これらの中でもニグロシン系化合物、四級アンモニウム塩等の荷電制御剤が特に好ましく用いられる。 Examples of controlling the magnetic developer to be positively charged include, for example, modified products of nigrosine and fatty acid metal salts, and the like; tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate and the like. Onium salts such as quaternary ammonium salts and analogs thereof, such as phosphonium salts, and lake pigments thereof; triphenylmethane dyes and lake pigments thereof (phosphorungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdenum are used as lakeing agents) Acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanic acid, ferrocyanic compound, etc.); metal salts of higher fatty acids; diorganotin oxides such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide; DOO, dioctyl tin borate, diorgano tin borate such as dicyclohexyl tin borate; and the like. In the present invention, these can be used alone or in combination. Among them, a charge control agent such as a nigrosine compound or a quaternary ammonium salt is particularly preferably used for controlling the magnetic developer to be positively charged.
本発明で用いられる磁性現像剤は、前述した磁性現像剤粒子に、磁性現像剤の種類に応じた種々の材料を外添して用いることができる。外添される材料としては、例えば無機微粉体等のように磁性現像剤の流動性を向上させる流動性向上剤や、金属酸化物微粒子等のように磁性現像剤の帯電性を調整するための導電性微粉体等の外添剤が挙げられる。 The magnetic developer used in the present invention can be used by externally adding various materials according to the type of magnetic developer to the magnetic developer particles described above. Examples of the externally added material include a fluidity improver that improves the fluidity of the magnetic developer, such as inorganic fine powder, and a magnetic developer that adjusts the chargeability of the magnetic developer, such as metal oxide fine particles. External additives such as conductive fine powders can be mentioned.
前記流動性向上剤としては、磁性現像剤粒子に外添することにより磁性現像剤の流動性を向上し得るものが用いられる。このような流動性向上剤としては、例えばフッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ;これらをシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施した処理シリカ、処理酸化チタン、処理アルミナ;等が挙げられる。 As the fluidity improver, one that can improve the fluidity of the magnetic developer by externally adding to the magnetic developer particles is used. Examples of such fluidity improvers include fluorine resin powders such as fine vinylidene fluoride powder and polytetrafluoroethylene fine powder; fine powder silica such as wet process silica and dry process silica, fine powder titanium oxide, and fine powder. Alumina; treated silica, surface treated with silane coupling agent, titanium coupling agent, silicone oil, etc., treated titanium oxide, treated alumina; and the like.
流動性向上剤は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以上であることが好ましく、50m2/g以上であることがより好ましい。流動性向上剤は、流動性向上剤の種類によって異なるが、例えば磁性現像剤粒子100質量部に対して0.01〜8質量部を配合することが好ましく、0.1〜4質量部を配合することがより好ましい。 The fluidity improver preferably has a specific surface area by nitrogen adsorption measured by the BET method of 30 m 2 / g or more, and more preferably 50 m 2 / g or more. Although a fluidity improver changes with kinds of fluidity improver, it is preferable to mix | blend 0.01-8 mass parts with respect to 100 mass parts of magnetic developer particles, for example, and mix | blend 0.1-4 mass parts. More preferably.
本発明で用いられる磁性現像剤は、その製造方法については特に限定されないが、前述した磁性現像剤用結着樹脂及び磁性体、必要に応じてさらに添加される他の添加剤を、ヘンシェルミキサー、ボールミルの如き混合機により十分混合し、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融、捏和及び練肉して樹脂類を互いに相溶せしめ、得られた溶融混練物を冷却固化し、その後、固化物を粉砕し、粉砕物を分級することにより磁性現像剤粒子を得、この磁性現像剤粒子と流動性向上剤等の外添剤をヘンシェルミキサーの如き混合機により必要に応じて十分混合することにより得ることができる。 The magnetic developer used in the present invention is not particularly limited with respect to the production method thereof, but the above-described binder resin for magnetic developer and magnetic substance, and other additives that are further added as necessary, a Henschel mixer, Mix thoroughly with a mixer such as a ball mill, melt, knead and knead using a heat kneader such as a kneader or extruder to make the resins compatible with each other, cool and solidify the resulting melt-kneaded product, Thereafter, the solidified product is pulverized, and the pulverized product is classified to obtain magnetic developer particles. The magnetic developer particles and external additives such as a fluidity improver are sufficiently mixed as necessary with a mixer such as a Henschel mixer. It can be obtained by mixing.
また前記磁性現像剤を製造するに当たって、分級は、磁性現像剤粒子生成後の任意の時期に行うことができ、例えば外添剤との混合後に分級を行っても良い。また、生成した磁性現像剤粒子に、例えば機械的又は熱的等の適切な衝撃を加え、磁性現像剤粒子の粒子形状を制御(より具体的には球形化)しても良い。 In the production of the magnetic developer, the classification can be performed at any time after the magnetic developer particles are generated. For example, the classification may be performed after mixing with the external additive. Further, an appropriate impact such as mechanical or thermal may be applied to the generated magnetic developer particles, and the particle shape of the magnetic developer particles may be controlled (more specifically, spherical).
前記磁性現像剤の製造において、前記固化物を粉砕する方法としては、機械的衝撃力を加える方法が好ましい。機械的衝撃力を与える処理としては、例えば川崎重工業(株)製粉砕機KTM、ターボ工業(株)製ターボミルのごとき機械式粉砕機を用いる方法、及びホソカワミクロン社製のメカノフュージョンシステムや、奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステム等の装置により処理する方法が挙げられる。これらの装置をそのまま、あるいは適宜改良して使用することが可能である。 In the production of the magnetic developer, a method of applying a mechanical impact force is preferable as a method of pulverizing the solidified product. Examples of the treatment that gives mechanical impact force include a method using a mechanical pulverizer such as a pulverizer KTM manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd., a turbo mill manufactured by Turbo Industry Co., Ltd., a mechano-fusion system manufactured by Hosokawa Micron, and Nara Machinery Co., Ltd. The method of processing with apparatuses, such as a manufactured hybridization system, is mentioned. These apparatuses can be used as they are or after being appropriately improved.
以下、実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
[現像剤製造例]
(現像剤製造例1)
ハイブリッド樹脂 100質量部
(ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールAエチレンオキサイド 付加物、テレフタル酸、コハク酸誘導体、トリメリット酸、スチレン、2−エチルヘキ シルアクリレート、アクリル酸;ガラス転移温度:58℃、軟化点:130℃、酸価: 12mgKOH/g)
磁性酸化鉄 90質量部
(平均粒径:0.18μm、Hc:9.6kA/m、σs:81Am2/kg、σr:1 3Am2/kg)
含イオウ樹脂 5質量部
ポリエチレンワックス(融点105℃) 5質量部
上記混合物を、130℃に加熱された二軸エクストルーダーで溶融混練し、溶融混練した混合物を冷却し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。この粗粉砕物をターボミル(ターボ工業社製)で微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、重量平均粒径7.8μmの分級品(中粉体)を得た。
[Developer production example]
(Developer Production Example 1)
90 parts by mass of magnetic iron oxide (average particle size: 0.18 μm, Hc: 9.6 kA / m, σs: 81 Am 2 / kg, σr: 13 Am 2 / kg)
Sulfur-containing resin 5 parts by weight Polyethylene wax (
この分級品100質量部に対して、疎水性シリカ微粉体(BET180m2/g)1.0質量部をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)にて外添添加して現像剤製造例1とした。 To 100 parts by mass of this classified product, 1.0 part by mass of hydrophobic silica fine powder (BET 180 m 2 / g) is externally added with a Henschel mixer (FM-75 type, manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.). Thus, Developer Production Example 1 was obtained.
現像剤製造例1の円形度をFPIA−1000(東亜医用電子社製)を用いて測定したところ、現像剤製造例1は円相当径3μm以上の粒子において、円形度が0.900以上の粒子を個数基準の累積値で94.7%、円形度が0.950以上の粒子を個数基準の累積値で71.3%含有しており、式(4)右辺の計算値は65.7%であった。このときのカット率Zは17.8%であった。 When the circularity of Developer Production Example 1 was measured using FPIA-1000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.), Developer Production Example 1 was a particle having a circle equivalent diameter of 3 μm or more and a circularity of 0.900 or more. Is 94.7% in terms of number-based cumulative value and 71.3% in terms of number-based cumulative number of particles having a circularity of 0.950 or more. The calculated value on the right side of equation (4) is 65.7%. Met. The cut rate Z at this time was 17.8%.
(現像剤製造例2)
ポリエステル樹脂 100質量部
(ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールAエチレンオキサイド 付加物、テレフタル酸、コハク酸誘導体、トリメリット酸の縮重合体、ガラス転移温度 :60℃、軟化点:140℃、酸価:18mgKOH/g)
磁性酸化鉄 90質量部
(平均粒径:0.18μm、Hc:9.6kA/m、σs:81Am2/kg、σr:1 3Am2/kg)
アゾ系鉄錯体化合物 2質量部
ポリエチレンワックス(融点105℃) 5質量部
上記混合物を、現像剤製造例1と同様の操作にて溶融混練・粗粉砕・微粉砕・分級し、重量平均粒径7.1μmの分級品(中粉体)を得た。
(Developer Production Example 2)
100 parts by mass of polyester resin (bisphenol A propylene oxide adduct, bisphenol A ethylene oxide adduct, terephthalic acid, succinic acid derivative, trimellitic acid condensation polymer, glass transition temperature: 60 ° C., softening point: 140 ° C., acid value : 18mgKOH / g)
90 parts by mass of magnetic iron oxide (average particle size: 0.18 μm, Hc: 9.6 kA / m, σs: 81 Am 2 / kg, σr: 13 Am 2 / kg)
Azo-based iron complex compound 2 parts by mass Polyethylene wax (
この分級品100質量部に対して、疎水性シリカ微粉体(BET180m2/g)1.0質量部をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)にて外添添加して現像剤製造例2とした。 To 100 parts by mass of this classified product, 1.0 part by mass of hydrophobic silica fine powder (BET 180 m 2 / g) is externally added with a Henschel mixer (FM-75 type, manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.). Thus, Developer Production Example 2 was obtained.
現像剤製造例1の円形度をFPIA−1000(東亜医用電子社製)を用いて測定したところ、現像剤製造例1は円相当径3μm以上の粒子において、円形度が0.900以上の粒子を個数基準の累積値で92.2%、円形度が0.950以上の粒子を個数基準の累積値で73.2%含有しており、式(4)右辺の計算値は69.8%であった。このときのカット率Zは15.7%であった。 When the circularity of Developer Production Example 1 was measured using FPIA-1000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.), Developer Production Example 1 was a particle having a circle equivalent diameter of 3 μm or more and a circularity of 0.900 or more. Is 92.2% in terms of number-based cumulative value and 73.2% in terms of number-based cumulative number of particles having a circularity of 0.950 or more. The calculated value on the right side of equation (4) is 69.8%. Met. The cut rate Z at this time was 15.7%.
[現像剤担持体用塗料製造例]
(現像剤担持体用塗料製造例C1)
導電性カーボンブラック 20質量部
体積平均粒径Dv=5.4μm(変動係数A=75.5%)のグラファイト
80質量部
アンモニアを触媒として製造されたフェノール樹脂溶液(メタノール50%含有)
200質量部
メタノール 100質量部
上記材料を所定の容器に投入してスリーワンモーターでプレ分散して被分散液を調整した。次に図10、図11に示す第1処理リングの回転数を5000rpmに設定し、エアー導入部344に200kPaの圧縮空気を導入して第1処理リング310と第2処理リング320の間の面圧を調整した。上記被分散液を導入部322を介して供給機構Pで400ml/hrの流量で分散機に導入した。導入された被分散液は第1処理面1と第2処理面間で生じる強力なせん断を受けた後、内部空間330に放出されて、排出部332より、装置外へ排出された。
[Example of coating for developer carrier]
(Development carrier coating example C1)
Conductive carbon black 20 parts by mass Graphite having a volume average particle diameter Dv = 5.4 μm (coefficient of variation A = 75.5%)
80 parts by mass Phenol resin solution produced using ammonia as a catalyst (containing 50% methanol)
200 parts by
この塗料中間体C1は、体積平均粒径Dv=3.5μm、変動係数A=67.5%と粒度分布がシャープになっていた。 The paint intermediate C1 had a sharp particle size distribution with a volume average particle diameter Dv = 3.5 μm and a coefficient of variation A = 67.5%.
導電性球状粒子として、体積平均粒径6.5μmの球状フェノール樹脂粒子100質量部に、ライカイ機(自動乳鉢、石川工業製)を用いて体積平均粒径2μm以下の石炭系バルクメソフェーズピッチ粉末14質量部を均一に被覆し、空気中下280℃で熱安定化処理した後に窒素雰囲気下2000℃で焼成することにより黒鉛化し、更に分級して得られた体積平均粒径Dv=3.7μm(変動係数43.4%)の球状導電性炭素粒子を用いた。
As conductive spherical particles, a coal-based bulk
塗料中間体C1(固形分50%) 400質量部
アンモニアを触媒として製造されたフェノール樹脂溶液(メタノール50%含有)
300質量部
4級アンモニウム塩化合物(1) 25質量部
体積平均粒径Dv=3.7μm(変動係数43.4%)の球状導電性炭素粒子
25質量部
メタノール 50質量部
上記材料をφ2mmのジルコニア粒子にて3時間サンドミル分散を行ない、その後ジルコニア粒子を篩いで分離し、メタノールで固形分を40%に調整し塗工液C1(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.2/0.8/2.5/0.25/0.25)を得た。
Paint intermediate C1 (
300 parts by mass Quaternary ammonium salt compound (1) 25 parts by mass Spherical conductive carbon particles having a volume average particle diameter Dv = 3.7 μm (variation coefficient: 43.4%)
25 parts by
この塗工液C1は、体積平均粒径Dv=3.7μm、変動係数A=67.3%であった。 The coating liquid C1 had a volume average particle diameter Dv = 3.7 μm and a coefficient of variation A = 67.3%.
またこの塗工液C1を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、1.16Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating liquid C1 was measured by the method described above, it was 1.16 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例C2)
体積平均粒径Dv=3.2μm(変動係数A=80.2%)のグラファイトを用いたこと以外は塗料中間体C1と同様の操作にて分散を行い、塗料中間体C2を得た。この塗料中間体C2は、体積平均粒径Dv=2.1μm、変動係数A=69.2%と粒度分布がシャープになっていた。
(Development carrier coating example C2)
Dispersion was carried out in the same manner as paint intermediate C1, except that graphite having a volume average particle diameter Dv = 3.2 μm (variation coefficient A = 80.2%) was used, to obtain paint intermediate C2. This paint intermediate C2 had a sharp particle size distribution with a volume average particle diameter Dv = 2.1 μm and a coefficient of variation A = 69.2%.
導電性球状粒子として、体積平均粒径Dv=2.5μm(変動係数45.3%)の球状導電性炭素粒子を用い、現像剤担持体用塗料製造例C1と同様の方法で現像剤担持体を製造した。 As the conductive spherical particles, spherical conductive carbon particles having a volume average particle diameter Dv = 2.5 μm (variation coefficient 45.3%) are used, and the developer carrier is produced in the same manner as in the developer carrier paint production example C1. Manufactured.
塗料中間体C2(固形分50%) 400質量部
4級アンモニウム塩化合物(2) 10質量部
体積平均粒径Dv=2.5μm(変動係数45.3%)の球状導電性炭素粒子
10質量部
メタノール 20質量部
上記材料を現像剤担持体用塗料製造例C1と同様の方法で分散・調整し塗工液C2(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.2/0.8/1.0/0.1/0.1)を得た。
Paint intermediate C2 (
10 parts by mass Methanol 20 parts by mass The above materials were dispersed and adjusted in the same manner as in Production Example C1 for Developer Carriers, and coating liquid C2 (c (carbon) / GF (graphite) / B (binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particle) = 0.2 / 0.8 / 1.0 / 0.1 / 0.1) was obtained.
この塗工液C2は、体積平均粒径Dv=2.3μm、変動係数A=70.1%であった。 This coating liquid C2 had a volume average particle diameter Dv = 2.3 μm and a coefficient of variation A = 70.1%.
またこの塗工液C2を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、0.34Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating liquid C2 was measured by the above-mentioned method, it was 0.34 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例C3)
体積平均粒径Dv=7.7μm(変動係数A=73.4%)のグラファイトを用いたこと以外は塗料中間体C1と同様の操作にて分散を行い、塗料中間体C3を得た。この塗料中間体C3は、体積平均粒径Dv=5.4μm、変動係数A=63.2%と粒度分布がシャープになっていた。
(Developer carrying body paint production example C3)
Dispersion was performed in the same manner as paint intermediate C1 except that graphite having a volume average particle diameter Dv = 7.7 μm (variation coefficient A = 73.4%) was used, to obtain paint intermediate C3. This paint intermediate C3 had a sharp particle size distribution with a volume average particle diameter Dv = 5.4 μm and a coefficient of variation A = 63.2%.
導電性球状粒子として、体積平均粒径Dv=5.6μm(変動係数39.8%)の球状導電性炭素粒子を用いた。 As the conductive spherical particles, spherical conductive carbon particles having a volume average particle diameter Dv = 5.6 μm (variation coefficient 39.8%) were used.
塗料中間体C3(固形分50%) 400質量部
アンモニアを触媒として製造されたフェノール樹脂溶液(メタノール50%含有)
600質量部
4級アンモニウム塩化合物(3) 40質量部
体積平均粒径Dv=5.6μm(変動係数39.8%)の球状導電性炭素粒子
40質量部
メタノール 80質量部
上記材料を現像剤担持体用塗料製造例C1と同様の方法で分散・調整し塗工液C3(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.2/0.8/4.0/0.4/0.4)を得た。
Paint intermediate C3 (
600 parts by mass Quaternary ammonium salt compound (3) 40 parts by mass Spherical conductive carbon particles having a volume average particle diameter Dv = 5.6 μm (variation coefficient 39.8%)
40 parts by weight Methanol 80 parts by weight The above materials were dispersed and adjusted in the same manner as in the developer carrying paint production example C1, and coating liquid C3 (c (carbon) / GF (graphite) / B (binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particles) = 0.2 / 0.8 / 4.0 / 0.4 / 0.4) was obtained.
この塗工液C3は、体積平均粒径Dv=5.6μm、変動係数A=64.4%であった。 This coating liquid C3 had a volume average particle diameter Dv = 5.6 μm and a coefficient of variation A = 64.4%.
またこの塗工液C3を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、3.46Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating liquid C3 was measured by the method described above, it was 3.46 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例C4)
導電性カーボンブラック 30質量部
体積平均粒径Dv=5.4μm(変動係数A=75.5%)のグラファイト
70質量部
ウレタン樹脂溶液(メタノール50%含有) 200質量部
メタノール 100質量部
上記材料を、現像剤担持体用塗料製造例C1において第1処理リングの回転数を6000rpmに、エアー導入部44に300kPaの圧縮空気を導入したこと以外は塗料中間体C1と同様の操作にて分散を行い、塗料中間体C4を得た。この塗料中間体C4は、体積平均粒径Dv=3.9μm、変動係数A=66.4%と粒度分布がシャープになっていた。
(Development carrier coating example C4)
Conductive carbon black 30 parts by mass Graphite having a volume average particle diameter Dv = 5.4 μm (variation coefficient A = 75.5%)
70 parts by mass Urethane resin solution (containing 50% methanol) 200 parts by
塗料中間体C4(固形分50%) 400質量部
ウレタン樹脂溶液(メタノール50%含有) 100質量部
4級アンモニウム塩化合物(1) 15質量部
体積平均粒径Dv=4.3μm(変動係数46.0%)の球状PMMA粒子
10質量部
メタノール 25質量部
上記材料を現像剤担持体用塗料製造例C1と同様の方法で分散・調整し塗工液C4(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.3/0.7/1.5/0.15/0.1)を得た。
Paint intermediate C4 (
10 parts by mass Methanol 25 parts by mass The above materials were dispersed and adjusted in the same manner as in the developer carrier coating production example C1, and coating liquid C4 (c (carbon) / GF (graphite) / B (binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particles) = 0.3 / 0.7 / 1.5 / 0.15 / 0.1) was obtained.
この塗工液C4は、体積平均粒径Dv=4.2μm、変動係数A=67.1%であった。 This coating liquid C4 had a volume average particle diameter Dv = 4.2 μm and a coefficient of variation A = 67.1%.
またこの塗工液C4を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、1.95Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating liquid C4 was measured by the method described above, it was 1.95 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例C5)
導電性カーボンブラック 40質量部
体積平均粒径Dv=5.4μm(変動係数A=75.5%)のグラファイト
60質量部
ポリアミド樹脂溶液(メタノール75%含有) 400質量部
メタノール 300質量部
上記材料を、現像剤担持体用塗料製造例C1において第1処理リングの回転数を8000rpmに、エアー導入部44に400kPaの圧縮空気を導入したこと以外は塗料中間体C1と同様の操作にて分散を行い、塗料中間体C5を得た。この塗料中間体C5は、体積平均粒径Dv=4.1μm、変動係数A=67.1%であった。
(Development carrier coating example C5)
60 parts by mass Polyamide resin solution (contains 75% methanol) 400 parts by mass Methanol 300 parts by mass The above-mentioned materials are used in the developer carrier coating production example C1, the rotation speed of the first treatment ring is 8000 rpm, and the air introduction part 44 is 400 kPa. Dispersion was carried out in the same manner as paint intermediate C1 except that the compressed air was introduced to obtain paint intermediate C5. This coating material intermediate C5 had a volume average particle diameter Dv = 4.1 μm and a coefficient of variation A = 67.1%.
塗料中間体C5(固形分25%) 800質量部
ポリアミド樹脂溶液(メタノール75%含有) 200質量部
4級アンモニウム塩化合物(1) 15質量部
体積平均粒径Dv=4.5μm(変動係数49.2%)の球状シリコーン樹脂粒子
10質量部
メタノール 75質量部
上記材料を現像剤担持体用塗料製造例C1と同様の方法で分散・調整し、塗工液C5(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.4/0.6/1.5/0.15/0.1)を得た。
Paint intermediate C5 (solid content 25%) 800 parts by weight Polyamide resin solution (containing 75% methanol) 200 parts by weight Quaternary ammonium salt compound (1) 15 parts by weight Volume average particle diameter Dv = 4.5 μm (coefficient of variation 49. 2%) spherical silicone resin particles
10 parts by weight Methanol 75 parts by weight The above materials were dispersed and adjusted in the same manner as in the developer carrying body coating production example C1, and coating liquid C5 (c (carbon) / GF (graphite) / B (binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particle) = 0.4 / 0.6 / 1.5 / 0.15 / 0.1) was obtained.
この塗工液C5は、体積平均粒径Dv=4.4μm、変動係数A=68.3%であった。 This coating liquid C5 had a volume average particle diameter Dv = 4.4 μm and a coefficient of variation A = 68.3%.
またこの塗工液C5を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、1.71Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating liquid C5 was measured by the method described above, it was 1.71 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例C6)
黒鉛化粒子の原材料として、コールタールピッチから溶剤分別によりβ−レジンを抽出し、これを水素添加により重質化処理を行った後、続いてトルエンにより溶剤可溶分を除去することでバルクメソフェーズピッチを得た。このバルクメソフェーズピッチを微粉砕し、それを空気中において、約300℃で酸化処理した後、窒素雰囲気下にて1200℃で一次焼成して炭化し、続いて窒素雰囲気下にて3000℃で二次焼成することにより黒鉛化し、更に分級して体積平均粒径Dv=3.9μm(変動係数50.2%)の黒鉛化粒子を得た。
(Developer carrying member paint production example C6)
As a raw material for graphitized particles, β-resin is extracted from coal tar pitch by solvent fractionation, and after heavy treatment by hydrogenation, bulk soluble mesophase is removed by removing the solvent soluble component with toluene. Got the pitch. This bulk mesophase pitch is finely pulverized and oxidized in air at about 300 ° C., followed by primary firing at 1200 ° C. in a nitrogen atmosphere and carbonization, followed by carbonization at 3000 ° C. in a nitrogen atmosphere. Graphitized by subsequent firing, and further classified to obtain graphitized particles having a volume average particle diameter Dv = 3.9 μm (variation coefficient 50.2%).
導電性カーボンブラック 10質量部
体積平均粒径Dv=3.9μm(変動係数84.1%)の黒鉛化粒子
90質量部
アンモニアを触媒として製造されたフェノール樹脂溶液(メタノール50%含有)
200質量部
メタノール 100質量部
上記材料を、現像剤担持体用塗料製造例C1において第1処理リングの回転数を3000rpmに、エアー導入部44に100kPaの圧縮空気を導入したこと以外は塗料中間体C1と同様の操作にて分散を行い、塗料中間体C6を得た。この塗料中間体C6は、体積平均粒径Dv=2.7μm、変動係数A=76.3%と粒度分布がシャープになっていた。
Conductive carbon black 10 parts by mass Graphitized particles having a volume average particle diameter Dv = 3.9 μm (coefficient of variation: 84.1%)
90 parts by mass Phenol resin solution produced using ammonia as a catalyst (containing 50% methanol)
200 parts by
塗料中間体C6(固形分50%) 400質量部
4級アンモニウム塩化合物(1) 10質量部
メタノール 10質量部
上記材料をスリーワンモーターで混合し、塗工液C6(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.1/0.9/1.0/0.1/0)を得た。
Paint intermediate C6 (
この塗工液C6は、塗料中間体C6にメタノールと共に4級アンモニウム塩化合物(1)が完全に溶解した状態なので、体積平均粒径及び変動係数は塗料中間体C5と同じである。 Since this coating liquid C6 is in a state where the quaternary ammonium salt compound (1) is completely dissolved together with methanol in the coating intermediate C6, the volume average particle size and the coefficient of variation are the same as those of the coating intermediate C5.
またこの塗工液C5を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、0.66Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating liquid C5 was measured by the method described above, it was 0.66 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例C7)
体積平均粒径Dv=6.3μm(変動係数82.3%)の黒鉛化粒子を用いたこと以外は塗料中間体C6と同様の操作にて分散を行い、塗料中間体C7を得た。この塗料中間体C7は、体積平均粒径Dv=4.2μm、変動係数A=71.5%と粒度分布がシャープになっていた。
(Development example C7 for developer carrier)
Dispersion was carried out in the same manner as paint intermediate C6, except that graphitized particles having a volume average particle diameter Dv = 6.3 μm (variation coefficient 82.3%) were used, to obtain paint intermediate C7. This paint intermediate C7 had a sharp particle size distribution with a volume average particle diameter Dv = 4.2 μm and a coefficient of variation A = 71.5%.
塗料中間体C7(固形分50%) 400質量部
アンモニアを触媒として製造されたフェノール樹脂溶液(メタノール50%含有)
100質量部
4級アンモニウム塩化合物(1) 15質量部
メタノール 15質量部
上記材料をスリーワンモーターで混合し、塗工液C7(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.1/0.9/1.5/0.15/0)を得た。
Paint intermediate C7 (
100 parts by mass Quaternary ammonium salt compound (1) 15 parts by mass Methanol 15 parts by mass The above materials are mixed with a three-one motor, and coating liquid C7 (c (carbon) / GF (graphite) / B (binder resin) / P (Quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particle) = 0.1 / 0.9 / 1.5 / 0.15 / 0) was obtained.
この塗工液C7は、塗料中間体C7にメタノールと共に4級アンモニウム塩化合物(1)が完全に溶解した状態なので、体積平均粒径及び変動係数は塗料中間体C7と同じである。 Since this coating liquid C7 is a state in which the quaternary ammonium salt compound (1) is completely dissolved together with methanol in the coating intermediate C7, the volume average particle size and coefficient of variation are the same as those of the coating intermediate C7.
またこの塗工液C7を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、0.79Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating liquid C7 was measured by the method described above, it was 0.79 Ω · cm.
(比較現像剤担持体用塗料製造例c)
現像剤担持体用塗料製造例C1において、体積平均粒径Dv=3.7μm(変動係数43.4%)の球状炭素粒子25質量部を、体積平均粒径Dv=10.4μm(変動係数48.2%)の球状炭素粒子10質量部に代えたこと以外は現像剤担持体用塗料製造例C1と同じ方法にて比較塗工液c(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.2/0.8/2.5/0.25/0.1)を得た。
(Comparative developer-carrying paint production example c)
In the developer carrying coating production example C1, 25 parts by mass of spherical carbon particles having a volume average particle diameter Dv = 3.7 μm (variation coefficient 43.4%) are used, and a volume average particle diameter Dv = 10.4 μm (variation coefficient 48). .2%) of the spherical carbon particles, except that it was replaced with 10 parts by mass of the spherical carbon particles. The comparative coating solution c (c (carbon) / GF (graphite) / B (binding) Resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particles) = 0.2 / 0.8 / 2.5 / 0.25 / 0.1).
この比較塗工液cは、体積平均粒径Dv=5.8μm、変動係数A=84.1%と、塗工液C1より粒度分布はブロードで、体積平均粒径Dvは大きくなっていた。 This comparative coating liquid c had a volume average particle diameter Dv = 5.8 μm and a coefficient of variation A = 84.1%. The particle size distribution was broader than that of the coating liquid C1, and the volume average particle diameter Dv was larger.
またこの比較塗工液cを前述の方法で体積抵抗を測定したところ、1.23Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this comparative coating solution c was measured by the method described above, it was 1.23 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例S1)
現像剤担持体用塗料製造例C1の塗料中間体C1の材料を、φ2mmのジルコニア粒子にて3時間サンドミル分散を行ない、その後ジルコニア粒子を篩いで分離した。この塗料中間体S1は、体積平均粒径Dv=3.3μm、変動係数A=72.1%と粒度分布が塗料中間体C1よりはややブロードになっていた。
(Development carrier coating production example S1)
The material of the coating material intermediate C1 of the coating material production example C1 for developer carrying member was subjected to sand mill dispersion with zirconia particles having a diameter of 2 mm for 3 hours, and then the zirconia particles were separated by sieving. This paint intermediate S1 had a volume average particle diameter Dv = 3.3 μm, a coefficient of variation A = 72.1%, and the particle size distribution was slightly broader than that of the paint intermediate C1.
現像剤担持体用塗料製造例C1において塗料中間体C1を塗料中間体S1に代えたこと以外は同じ処方・材料・操作にて、塗工液S1(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.2/0.8/2.5/0.25/0.25)を得た。 The coating liquid S1 (c (carbon) / GF (graphite) / B) was prepared in the same formulation, material, and operation except that the coating intermediate C1 was replaced with the coating intermediate S1 in the developer carrying coating production example C1. (Binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particle) = 0.2 / 0.8 / 2.5 / 0.25 / 0.25) was obtained.
この塗工液S1は、体積平均粒径Dv=3.7μm、変動係数A=75.3%と、塗料中間体分散方法のみ異なる塗工液C1よりはややブロードであった。 This coating liquid S1 was a little broader than the coating liquid C1, which differed only in the paint intermediate dispersion method, with a volume average particle diameter Dv = 3.7 μm and a variation coefficient A = 75.3%.
またこの塗工液S1を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、1.72Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating solution S1 was measured by the method described above, it was 1.72 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例S2)
現像剤担持体用塗料製造例C2の塗料中間体C2の材料を、現像剤担持体用塗料製造例S1と同様の操作で塗料中間体を得た。この塗料中間体S2は、体積平均粒径Dv=1.9μm、変動係数A=77.3%と粒度分布が塗料中間体C2よりはややブロードになっていた。
(Development carrier coating production example S2)
A coating material intermediate was obtained by the same operation as in the coating material manufacturing example S1 for the developer carrying member using the material of the coating material intermediate C2 of the coating material manufacturing example C2 for the developer carrying member. This paint intermediate S2 had a volume average particle diameter Dv = 1.9 μm, a coefficient of variation A = 77.3%, and the particle size distribution was slightly broader than that of the paint intermediate C2.
現像剤担持体用塗料製造例C2において塗料中間体C2を塗料中間体S2に代えたこと以外は同じ処方・材料・操作にて、塗工液S2(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.2/0.8/1.0/0.1/0.1)を得た。 The coating liquid S2 (c (carbon) / GF (graphite) / B) was prepared in the same formulation, material, and operation except that the coating material intermediate C2 was replaced with the coating material intermediate S2 in the coating material production example C2 for developer carrier. (Binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particle) = 0.2 / 0.8 / 1.0 / 0.1 / 0.1) was obtained.
この塗工液S2は、体積平均粒径Dv=2.3μm、変動係数A=73.5%と、塗料中間体分散方法のみ異なる塗工液C2よりはややブロードであった。 This coating liquid S2 was slightly broader than the coating liquid C2, which differed only in the paint intermediate dispersion method, with a volume average particle diameter Dv = 2.3 μm and a variation coefficient A = 73.5%.
またこの塗工液S2を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、0.99Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating solution S2 was measured by the method described above, it was 0.99 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例S3)
現像剤担持体用塗料製造例C3の塗料中間体C3の材料を、現像剤担持体用塗料製造例S1と同様の操作で塗料中間体を得た。この塗料中間体S3は、体積平均粒径Dv=5.1μm、変動係数A=70.2%と粒度分布が塗料中間体C3よりはややブロードになっていた。
(Development carrier coating production example S3)
A coating material intermediate was obtained from the material of the coating material intermediate C3 of the coating material production example C3 for the developer carrying member in the same manner as in the coating material production example S1 for the developer carrying material. This paint intermediate S3 had a volume average particle diameter Dv = 5.1 μm, a coefficient of variation A = 70.2%, and the particle size distribution was slightly broader than that of the paint intermediate C3.
現像剤担持体用塗料製造例C3において塗料中間体C3を塗料中間体S3に代えたこと以外は同じ処方・材料・操作にて、塗工液S3(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.2/0.8/4/0.4/0.4)を得た。 The coating liquid S3 (c (carbon) / GF (graphite) / B) was prepared in the same formulation, material and operation except that the coating intermediate C3 was replaced with the coating intermediate S3 in the coating material production example C3 for developer carrying member. (Binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particle) = 0.2 / 0.8 / 4 / 0.4 / 0.4) was obtained.
この塗工液S3は、体積平均粒径Dv=5.6μm、変動係数A=78.9%と、塗料中間体分散方法のみ異なる塗工液C3よりはややブロードであった。 This coating liquid S3 was a little broader than the coating liquid C3 which differed only in the paint intermediate dispersion method, with a volume average particle diameter Dv = 5.6 μm and a variation coefficient A = 78.9%.
またこの塗工液S3を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、4.01Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating solution S3 was measured by the above-mentioned method, it was 4.01 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例S4)
現像剤担持体用塗料製造例C4の塗料中間体C4の材料を、現像剤担持体用塗料製造例S1と同様の操作で塗料中間体を得た。この塗料中間体S4は、体積平均粒径Dv=3.7μm、変動係数A=73.2%と粒度分布が塗料中間体C4よりはややブロードになっていた。
(Development carrier coating production example S4)
The coating material intermediate C4 of the coating material production example C4 for the developer carrying member was obtained in the same manner as in the coating material production example S1 for the developer carrying material, to obtain a coating material intermediate. This paint intermediate S4 had a volume average particle diameter Dv = 3.7 μm, a coefficient of variation A = 73.2%, and the particle size distribution was slightly broader than that of the paint intermediate C4.
現像剤担持体用塗料製造例C4において塗料中間体C4を塗料中間体S4に代えたこと以外は同じ処方・材料・操作にて、塗工液S4(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.3/0.7/1.5/0.15/0.1)を得た。 The coating liquid S4 (c (carbon) / GF (graphite) / B) was prepared in the same formulation, material, and operation except that the coating intermediate C4 was replaced with the coating intermediate S4 in the developer carrier coating production example C4. (Binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particle) = 0.3 / 0.7 / 1.5 / 0.15 / 0.1) was obtained.
この塗工液S4は、体積平均粒径Dv=4.2μm、変動係数A=72.8%と、塗料中間体分散方法のみ異なる塗工液C4よりはややブロードであった。 This coating liquid S4 was slightly broader than the coating liquid C4, which was different only in the paint intermediate dispersion method, with a volume average particle diameter Dv = 4.2 μm and a variation coefficient A = 72.8%.
またこの塗工液S4を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、2.91Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating solution S4 was measured by the method described above, it was 2.91 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例S5)
現像剤担持体用塗料製造例C5の塗料中間体C5の材料を、現像剤担持体用塗料製造例S1と同様の操作で塗料中間体を得た。この塗料中間体S5は、体積平均粒径Dv=3.6μm、変動係数A=74.1%と粒度分布が塗料中間体C5よりはややブロードになっていた。
(Development carrier coating production example S5)
A coating material intermediate was obtained by the same operation as in the coating material manufacturing example S1 for the developer carrying member using the material of the coating material intermediate C5 of the coating material manufacturing example C5 for the developer carrying member. This paint intermediate S5 had a volume average particle diameter Dv = 3.6 μm, a coefficient of variation A = 74.1%, and the particle size distribution was slightly broader than that of the paint intermediate C5.
現像剤担持体用塗料製造例C5において塗料中間体C5を塗料中間体S5に代えたこと以外は同じ処方・材料・操作にて、塗工液S5(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.4/0.6/1.5/0.15/0.1)を得た。 The coating liquid S5 (c (carbon) / GF (graphite) / B) was prepared in the same formulation, material, and operation except that the coating intermediate C5 was replaced with the coating intermediate S5 in the developer carrying coating production example C5. (Binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particle) = 0.4 / 0.6 / 1.5 / 0.15 / 0.1) was obtained.
この塗工液S5は、体積平均粒径Dv=4.4μm、変動係数A=74.2%と、塗料中間体分散方法のみ異なる塗工液C5よりはややブロードであった。 This coating liquid S5 was a little broader than the coating liquid C5, which differed only in the paint intermediate dispersion method, with a volume average particle diameter Dv = 4.4 μm and a coefficient of variation A = 74.2%.
またこの塗工液S5を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、2.69Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating solution S5 was measured by the method described above, it was 2.69 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例S6)
現像剤担持体用塗料製造例C6の塗料中間体C6の材料を、現像剤担持体用塗料製造例S1と同様の操作で塗料中間体を得た。この塗料中間体S6は、体積平均粒径Dv=2.5μm、変動係数A=83.2%と粒度分布が塗料中間体C6よりはややブロードになっていた。
(Development carrier coating material production example S6)
The coating material intermediate C6 of the coating material production example C6 for the developer carrying member was obtained in the same manner as in the coating material production example S1 for the developer carrying material, to obtain a coating material intermediate. This paint intermediate S6 had a volume average particle diameter Dv = 2.5 μm, a coefficient of variation A = 83.2%, and the particle size distribution was slightly broader than that of the paint intermediate C6.
現像剤担持体用塗料製造例C6において塗料中間体C6を塗料中間体S6に代えたこと以外は同じ処方・材料・操作にて、塗工液S6(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.1/0.9/1.0/0.1/0)を得た。 The coating liquid S6 (c (carbon) / GF (graphite) / B) was prepared with the same formulation, material, and operation except that the coating intermediate C6 was replaced with the coating intermediate S6 in the coating material production example C6 for developer carrying member. (Binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particle) = 0.1 / 0.9 / 1.0 / 0.1 / 0) was obtained.
この塗工液S6は、塗料中間体S6にメタノールと共に4級アンモニウム塩化合物(1)が完全に溶解した状態なので、体積平均粒径及び変動係数は塗料中間体S6と同じであり、塗料中間体分散方法のみ異なる塗工液C6よりはややブロードであった。 Since this coating liquid S6 is in a state in which the quaternary ammonium salt compound (1) is completely dissolved together with methanol in the coating intermediate S6, the volume average particle size and the coefficient of variation are the same as the coating intermediate S6. It was slightly broader than the coating liquid C6, which was different only in the dispersion method.
またこの塗工液S6を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、0.96Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating solution S6 was measured by the method described above, it was 0.96 Ω · cm.
(現像剤担持体用塗料製造例S7)
現像剤担持体用塗料製造例C7の塗料中間体C7の材料を、現像剤担持体用塗料製造例S1と同様の操作で塗料中間体を得た。この塗料中間体S7は、体積平均粒径Dv=3.9μm、変動係数A=78.6%と粒度分布が塗料中間体C7よりはややブロードになっていた。
(Development carrier coating production example S7)
A coating material intermediate was obtained by the same operation as in the coating material manufacturing example S1 for the developer carrying member using the material of the coating material intermediate C7 of the coating material manufacturing example C7 for the developer carrying member. This paint intermediate S7 had a volume average particle diameter Dv = 3.9 μm, a coefficient of variation A = 78.6%, and the particle size distribution was slightly broader than that of the paint intermediate C7.
現像剤担持体用塗料製造例C7において塗料中間体C7を塗料中間体S7に代えたこと以外は同じ処方・材料・操作にて、塗工液S6(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.1/0.9/1.5/0.15/0)を得た。 The coating liquid S6 (c (carbon) / GF (graphite) / B) was prepared in the same formulation, material, and operation except that the coating material intermediate C7 was replaced with the coating material intermediate S7 in the paint carrying example C7 for developer carrying member. (Binder resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particle) = 0.1 / 0.9 / 1.5 / 0.15 / 0) was obtained.
この塗工液S7は、塗料中間体S7にメタノールと共に4級アンモニウム塩化合物(1)が完全に溶解した状態なので、体積平均粒径及び変動係数は塗料中間体S7と同じであり、塗料中間体分散方法のみ異なる塗工液C7よりはややブロードであった。 Since this coating liquid S7 is in a state in which the quaternary ammonium salt compound (1) is completely dissolved in the paint intermediate S7 together with methanol, the volume average particle size and coefficient of variation are the same as those of the paint intermediate S7. It was slightly broader than the coating liquid C7, which was different only in the dispersion method.
またこの塗工液S7を前述の方法で体積抵抗を測定したところ、1.20Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this coating solution S7 was measured by the method described above, it was 1.20 Ω · cm.
(比較現像剤担持体用塗料製造例s)
現像剤担持体用塗料製造例S1において、体積平均粒径Dv=3.7μm(変動係数43.4%)の球状炭素粒子25質量部を、体積平均粒径Dv=10.4μm(変動係数48.2%)の球状炭素粒子10質量部に代えたこと以外は現像剤担持体用塗料製造例S1と同じ方法にて比較塗工液s(c(カーボン)/GF(グラファイト)/B(結着樹脂)/P(4級アンモニウム塩化合物)/R(球状粒子)=0.2/0.8/2.5/0.25/0.1)を得た。
(Comparative developer carrying paint production example s)
In Production Example S1 for Developer Carrier, 25 parts by mass of spherical carbon particles having a volume average particle diameter Dv = 3.7 μm (variation coefficient 43.4%) and volume average particle diameter Dv = 10.4 μm (variation coefficient 48). .2%) of the spherical carbon particles except that 10 parts by mass of the spherical carbon particles was used in the same manner as in the developer carrier coating production example S1, and the comparative coating solution s (c (carbon) / GF (graphite) / B (condensation) Resin) / P (quaternary ammonium salt compound) / R (spherical particles) = 0.2 / 0.8 / 2.5 / 0.25 / 0.1).
この比較塗工液sは、体積平均粒径Dv=5.7μm、変動係数A=87.7%と、塗工液C1より粒度分布はややブロードで、体積平均粒径Dvは大きくなっていた。 This comparative coating liquid s had a volume average particle diameter Dv = 5.7 μm, a coefficient of variation A = 87.7%, and the particle size distribution was slightly broader than the coating liquid C1, and the volume average particle diameter Dv was larger. .
またこの比較塗工液sを前述の方法で体積抵抗を測定したところ、1.81Ω・cmであった。 Further, when the volume resistance of this comparative coating solution s was measured by the method described above, it was 1.81 Ω · cm.
[現像剤担持体製造例]
(現像剤担持体製造例C1〜C7)
現像剤担持体用塗料製造例C1〜C7で作製した塗工液C1〜C7を、図15に示すような螺旋状の孔から吐出された旋回流のエアー流を用いて塗料を霧化するスプレー法にて、φ20mmのAl円筒体上に15μmの被膜を形成させ、次いで熱風乾燥器により150℃/30分間加熱・硬化させ現像剤担持体製造例C1〜C7を作製した。この現像剤担持体上の導電性被覆層表面のRaをサーフコーダーSE−3500(小坂研究所製)にて、カットオフ0.8mm、評価長さ4mm、送り速度0.5mm/secにて、軸方向3点×周方向3点=9点について各々測定した。結果を表2に示す。いずれもRvk≦1.2μm、且つ、Rpk≦2.0μmであった。
[Example of developer carrier production]
(Developer carrier production examples C1 to C7)
Spray for atomizing the coating liquids C1 to C7 produced in the developer carrier coating examples C1 to C7 using a swirling air flow discharged from a spiral hole as shown in FIG. By using this method, a 15 μm film was formed on an Al cylinder of φ20 mm, and then heated and cured at 150 ° C./30 minutes with a hot air drier to produce developer carrying body production examples C1 to C7. Ra of the surface of the conductive coating layer on the developer carrying member is surf coder SE-3500 (manufactured by Kosaka Laboratory), with a cutoff of 0.8 mm, an evaluation length of 4 mm, and a feed rate of 0.5 mm / sec. Measurement was performed for 3 points in the axial direction × 3 points in the circumferential direction = 9 points. The results are shown in Table 2. In all cases, Rvk ≦ 1.2 μm and Rpk ≦ 2.0 μm.
(現像剤担持体製造例Cb1〜Cb7)
現像剤担持体用塗料製造例C1〜C7で作製した塗工液C1〜C7を、図14に示すような、ノズル先端の周囲の同心円上の孔からエアーを吹き出すタイプのスプレーガンを用いたこと以外は現像剤担持体製造例C1〜C7と同様の操作で現像剤担持体製造例Cb1〜Cb7を作製した。この現像剤担持体上の導電性被覆層表面粗さを表2に示す。Rpkは、Rpk≦2.0μmであったが、Rvkは、旋回流を用いた塗工方法による現像剤担持体製造例C1〜C7よりはやや大きく、1.2μm〜1.5μmであった。
(Developer carrier production examples Cb1 to Cb7)
Using a spray gun of a type that blows out air from concentric holes around the nozzle tip, as shown in FIG. 14, with coating liquids C1 to C7 prepared in Paint Production Examples C1 to C7 for Developer Carriers Except for the above, developer carrier production examples Cb1 to Cb7 were produced in the same manner as in developer carrier production examples C1 to C7. Table 2 shows the surface roughness of the conductive coating layer on the developer carrying member. Rpk was Rpk ≦ 2.0 μm, but Rvk was slightly larger than Developer carrying body production examples C1 to C7 by a coating method using a swirling flow, and was 1.2 μm to 1.5 μm.
(現像剤担持体製造例S1〜S7)
現像剤担持体用塗料製造例S1〜S7で作製した塗工液S1〜S7を、現像剤担持体製造例C1と同様に旋回流を用いた塗工方法にて現像剤担持体製造例S1〜S7を作製した。この現像剤担持体上の導電性被覆層表面粗さを表2に示す。Rvk、Rpk共に、現像剤担持体製造例C1〜C7のように、図10〜図12に示したリング状ディスクの間隙を通過させて微分散する装置を用いたものよりはやや大きかった。
(Developer carrier production examples S1 to S7)
The coating liquids S1 to S7 produced in the developer carrying body coating production examples S1 to S7 were applied to the developer carrying body production examples S1 to S7 by a coating method using a swirling flow as in the developer carrying body production example C1. S7 was produced. Table 2 shows the surface roughness of the conductive coating layer on the developer carrying member. Both Rvk and Rpk were slightly larger than those using a device that finely disperses through the gaps of the ring-shaped discs shown in FIGS. 10 to 12 as in developer carrier production examples C1 to C7.
(比較現像剤担持体製造例1)
比較現像剤担持体用塗料製造例sで作製した塗工液sを、図14に示すような、ノズル先端の周囲の同心円上の孔からエアーを吹き出すタイプのスプレーガンを用いたこと以外は現像剤担持体製造例C1と同様の操作で比較現像剤担持体製造例1を作製した。この現像剤担持体上の導電性被覆層表面粗さを表2に示す。塗工液sにおいて、塗料中間体はサンドミル分散であり、且つ塗料中間体sと補強粒子の体積平均粒径Dvの差が大きく、その上図14に示すようなスプレーガンを用いた為、Rvk、Rpk共に本発明の好ましい範囲を超えていた。
(Comparative developer carrier production example 1)
Development was performed except that the coating liquid s produced in the comparative developer carrier coating material production example s was used, as shown in FIG. 14, in which air was blown out from a concentric hole around the nozzle tip. Comparative developer carrier production example 1 was prepared in the same manner as in agent carrier production example C1. Table 2 shows the surface roughness of the conductive coating layer on the developer carrying member. In the coating liquid s, the coating intermediate is a sand mill dispersion, and the difference in volume average particle diameter Dv between the coating intermediate s and the reinforcing particles is large. Moreover, a spray gun as shown in FIG. , Rpk exceeded the preferred range of the present invention.
(比較現像剤担持体製造例2)
比較現像剤担持体用塗料製造例cで作製した塗工液cを、現像剤担持体製造例C1と同様の操作で比較現像剤担持体製造例2を作製した。この現像剤担持体上の導電性被覆層表面粗さを表2に示す。塗工液cにおいて、塗料中間体は図10〜図12に示したリング状ディスクの間隙を通過させて微分散する装置を用いたものであり、かつ旋回流を用いた塗工方法のためかRvkは好ましい範囲内であった。しかし塗工液cにおいて、塗料中間体sと補強粒子の体積平均粒径Dvの差が大きいのでRpkは本発明の好ましい範囲を超えていた。
(Comparative developer carrier production example 2)
Comparative developer carrier production example 2 was produced in the same manner as developer carrier production example C1 using coating liquid c produced in comparative developer carrier paint production example c. Table 2 shows the surface roughness of the conductive coating layer on the developer carrying member. In the coating liquid c, is the coating intermediate used for the coating method using a swirling flow and using a device that finely disperses by passing through the gap of the ring disk shown in FIGS. Rvk was within the preferred range. However, in the coating liquid c, the difference in the volume average particle diameter Dv between the coating intermediate s and the reinforcing particles was large, so that Rpk exceeded the preferable range of the present invention.
(比較現像剤担持体例3)
現像剤担持体用塗料製造例S1で作製した塗工液S1を、比較現像剤担持体製造例1と同様の図14に示した操作でスプレー塗工を行い、比較現像剤担持体製造例3を作製した。この現像剤担持体上の導電性被覆層表面粗さを表2に示す。塗工液S1において、塗料中間体S1と補強粒子との体積平均粒径は殆ど同じであるが、塗料中間体S1の分散がサンドミルであり、且つ図14に示すようなスプレーガンを用いた為、Rvkだけは本発明の好ましい範囲を超えていた。
(Comparative developer carrier example 3)
The coating liquid S1 produced in the developer carrier paint production example S1 is spray-coated by the same operation as shown in FIG. 14 as in the comparative developer carrier production example 1, and a comparative developer carrier production example 3 Was made. Table 2 shows the surface roughness of the conductive coating layer on the developer carrying member. In the coating liquid S1, the volume average particle size of the coating intermediate S1 and the reinforcing particles is almost the same, but the dispersion of the coating intermediate S1 is a sand mill and a spray gun as shown in FIG. 14 is used. Only Rvk was beyond the preferred range of the present invention.
[実施例A1〜A7]
前述の図1に示す現像装置において、現像剤製造例1及び現像剤担持体製造例C1〜C7を用い、プロセススピードを230mm/sec、30枚機にした複写機として使用した。常温低湿環境(N/L)(温度23℃、湿度5%)、常温常湿環境(N/N)(温度23℃、湿度60%)及び高温高湿環境(H/H)(30℃、80%)においてそれぞれ5万枚の通紙耐久を行った。
[Examples A1 to A7]
In the developing apparatus shown in FIG. 1, the developer production example 1 and developer carrier production examples C1 to C7 were used, and the process speed was 230 mm / sec. Normal temperature and low humidity environment (N / L) (temperature 23 ° C, humidity 5%), normal temperature and normal humidity environment (N / N) (temperature 23 ° C, humidity 60%) and high temperature and high humidity environment (H / H) (30 ° C, 80%), 50,000 sheets were each passed through.
上記現像装置を用いた画像形成装置による通紙耐久では、原稿には画像比率5%のチャートを使用した。評価結果を表4−Aに示す。なお画像及び現像性評価は以下のようにして行った。 In the paper passing durability by the image forming apparatus using the developing device, a chart having an image ratio of 5% was used for the original. The evaluation results are shown in Table 4-A. The image and developability were evaluated as follows.
(a)画像濃度
画像濃度はマクベス濃度計(マクベス社製)でSPIフィルターを使用して、原稿上1.1濃度の5mm丸の反射濃度を耐久初期、耐久中期(2万枚画出時)及び耐久後(5万枚画出時)で測定した。
(A) Image Density Image density was measured using a Macbeth densitometer (Macbeth Co., Ltd.) using an SPI filter, and a 1.1 mm density 5 mm round reflection density on the original was in the early and middle endurance (when 20,000 images were printed). And after endurance (when 50,000 sheets were printed).
(b)カブリ
画像上のカブリは、画像形成前の転写材と画像形成後の白地部とを反射濃度計(リフレクトメーター モデルTC−6DS 東京電色社製)によって測定し、画像形成後の白地部反射濃度最悪値(最大値)をDs(%)、画像形成前の転写材の反射平均濃度をDr(%)とし、(Ds)−(Dr)を求め、これをカブリ量として評価した。測定は耐久初期、耐久中期及び耐久後に行い、カブリは以下の基準で評価した。
A:カブリ量が1.0%以下
B:カブリ量が1.0〜2.0%以下
C:カブリ量が2.0〜3.0%以下
D:カブリ量が3.0〜4.0%以下(実用レベル下限)
E:カブリ量が4.0%超(実用不可レベル)
(B) Fog The fog on the image is measured with a reflection densitometer (reflectometer model TC-6DS manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.) on the transfer material before image formation and the white background after image formation. The worst value (maximum value) of partial reflection density was Ds (%), the average reflection density of the transfer material before image formation was Dr (%), and (Ds)-(Dr) was determined and evaluated as the fog amount. The measurement was performed at the initial stage of durability, the middle period of durability, and after the durability, and fog was evaluated according to the following criteria.
A: Fog amount is 1.0% or less B: Fog amount is 1.0-2.0% or less C: Fog amount is 2.0-3.0% or less D: Fog amount is 3.0-4.0 % Or less (practical level lower limit)
E: The fog amount exceeds 4.0% (impractical level)
(c)スリーブゴースト
耐久初期、耐久中期及び耐久後に、ベタ白部とベタ黒部が隣り合う画像を現像した現像剤担持体の位置が現像剤担持体の次の回転時に現像位置に来てハーフトーン画像を現像するようにし、このようにして形成されたハーフトーン画像上に現れる濃淡差を目視で観察し、下記の基準で評価した。
A:濃淡差が全く見られない
B:見る角度によって僅かな濃淡差が確認できる程度
C:エッジがはっきりしない程度の濃淡差が確認できるが、実用上はOKレベル。
D:濃淡差がややはっきりする(実用レベル下限)
E:濃淡差がはっきり確認でき、画像濃度差として確認できる(実用不可レベル)
(C) Sleeve ghost After the end of durability, the end of durability, and after endurance, the position of the developer carrying member that developed an image in which the solid white portion and the solid black portion are adjacent to each other comes to the developing position at the next rotation of the developer carrying member, and halftone The image was developed, and the difference in density appearing on the halftone image thus formed was visually observed and evaluated according to the following criteria.
A: No shade difference is observed at all. B: A slight shade difference can be confirmed depending on the viewing angle. C: A shade difference where the edge is not clear can be confirmed, but it is practically OK level.
D: Difference in shading is slightly clear (practical level lower limit)
E: The density difference can be clearly confirmed, and it can be confirmed as the image density difference (impractical level)
(d)ブロッチ(画像不良)
ベタ黒、ハーフトーン、ライン画像等の各種画像、及びその際、現像剤担持体上の波状ムラ及びブロッチ(斑点状ムラ)等、現像剤担持体上での磁性現像剤コート不良の目視による観察を参考にして、耐久初期、耐久中期及び耐久後における観察結果を下記の基準に基づいて評価した。
A:画像にもスリーブ上にも全く確認できない。
B:スリーブ上でわずかに確認できるが、画像ではほとんど確認できない。
C:ハーフトーン画像又はベタ黒画像の1枚目で、スリーブ周期の1周目に確認できる。
D:ハーフトーン画像又はベタ黒画像で確認できる(実用レベル下限)
E:ベタ黒画像全体で実用上問題となる画像不良が確認できる(実用不可レベル)
(D) Blotch (defective image)
Visual observation of various images such as solid black, halftone, and line images, and at that time, magnetic developer coating defects on the developer carrier such as wavy irregularities and blotches (spotted irregularities) on the developer carrier Referring to, the observation results in the initial durability period, the intermediate durability period, and after the durability period were evaluated based on the following criteria.
A: Neither image nor sleeve can be confirmed at all.
B: Although it can be confirmed slightly on the sleeve, it can hardly be confirmed on the image.
C: The first halftone image or solid black image can be confirmed on the first cycle of the sleeve cycle.
D: Can be confirmed with a halftone image or a solid black image (practical level lower limit)
E: An image defect that causes a practical problem in the entire solid black image can be confirmed (impractical level).
(e)磁性現像剤によるスリーブ汚染及び融着(耐汚染及び耐融着)
各環境下で画出し評価した後、現像スリーブを取り外し、現像スリーブ表面の磁性現像剤を掃除機及びエアーブロー(エアーガンによる)により除去し、超深度形状測定顕微鏡(KEYENCE社製:VK−8500)で観察し、これを参考として評価結果を下記の指標で示した。
A:全く磁性現像剤が存在しない。
B:磁性現像剤の微粉がスリーブ表面の凹みにわずかに観察される。
C:スリーブ上の凹みの所々に磁性現像剤粒子が残存するが磁性現像剤粒子の原形はとど めている。
D:スリーブ上に付着した磁性現像剤粒子が所々に存在し、かつ磁性現像剤粒子がやや溶 融したようにつぶれている。画像上には現れない。(実用レベル下限)
E:スリーブ表面に磁性現像剤固着が見られる。画像上に現れる(実用不可レベル)
いずれも非常に良好な結果であった。
(E) Sleeve contamination and fusion with magnetic developer (contamination and anti-fusing)
After image evaluation under each environment, the developing sleeve was removed, the magnetic developer on the surface of the developing sleeve was removed with a vacuum cleaner and air blow (by air gun), and an ultra-deep shape measuring microscope (manufactured by KEYENCE, Inc .: VK-8500) ), And with reference to this, the evaluation results are shown by the following indices.
A: There is no magnetic developer at all.
B: A fine powder of magnetic developer is slightly observed in the dent on the sleeve surface.
C: Magnetic developer particles remain in the dents on the sleeve, but the original shape of the magnetic developer particles remains.
D: Magnetic developer particles adhering to the sleeve are present in various places, and the magnetic developer particles are crushed as if they are slightly melted. It does not appear on the image. (Practical level lower limit)
E: The magnetic developer adheres to the sleeve surface. Appears on the image (impractical level)
All were very good results.
[実施例B1〜B7]
実施例A1〜A7において、現像剤担持体製造例Cb1〜Cb7を用いたこと以外は同様にして画像及び現像性評価を行った。評価結果を表4−Bに示す。2万枚目以降のH/Hのスリーブ汚染・融着、N/Lのカブリ及びブロッチが実施例A1〜A7に比べやや劣りBランクであったが、全く問題無いレベルであった。その他はいずれも非常に良好な結果であった。
[Examples B1 to B7]
In Examples A1 to A7, images and developability were evaluated in the same manner except that Developer Carrier Production Examples Cb1 to Cb7 were used. The evaluation results are shown in Table 4-B. The H / H sleeve contamination / fusion, the N / L fogging and blotch after the 20,000th sheet were slightly inferior to Examples A1 to A7 and ranked B, but they were at no problem level. The others were very good results.
[実施例C1〜C7]
実施例A1〜A7において、現像剤製造例2及び現像剤担持体製造例S1〜S7を用いたこと以外は同様にして画像及び現像性評価を行った。評価結果を表4−Cに示す。H/Hのスリーブ汚染・融着が、初期Bランク、2万枚目以降Cランク、N/Lのカブリ及びブロッチが、2万枚目Bランク、5万枚目以降Cランクと、実施例B1〜B7よりもやや劣っていたが、実用上問題無いレベルであった。その他はいずれも非常に良好な結果であった。
[Examples C1 to C7]
In Examples A1 to A7, images and developability were evaluated in the same manner except that Developer Production Example 2 and Developer Carrier Production Examples S1 to S7 were used. The evaluation results are shown in Table 4-C. H / H sleeve contamination / fusion is the initial B rank, 20,000th and subsequent C ranks, N / L fog and blotch are the 20,000th and Bth ranks, and the 50,000th and subsequent C ranks. Although it was slightly inferior to B1-B7, it was a level which is satisfactory practically. The others were very good results.
[比較例1]
現像剤製造例1と比較現像剤担持体製造例1を用いたこと以外は実施例1と同様にして画像評価を行った。評価結果を表4−Dに示す。H/Hのスリーブ汚染・融着が耐久2万枚からNGレベルであったため、H/Hは2万枚で中断した。これは比較現像剤担持体製造例1のRvkが2.0μmを超えているので、凹部の深い窪みが多数形成され、ここに現像剤規制部材11及び回転攪拌部材6との摺擦によって磁性現像剤が溜まってしまい、スリーブ汚染や融着となってしまった。またRpkが3.0μmを超えているので、凸部の鋭い山が多数形成され、この部分にも現像剤規制部材11及び回転攪拌部材6との摺擦によって磁性現像剤が引っかかり、耐久と共に溜まってしまい、スリーブ汚染や融着となってしまった。
[Comparative Example 1]
Image evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that Developer Production Example 1 and Comparative Developer Carrier Production Example 1 were used. The evaluation results are shown in Table 4-D. H / H sleeve contamination / fusion was from 20,000 durability to NG level, so H / H was interrupted at 20,000. Since the Rvk of Comparative Developer Carrier Production Example 1 exceeds 2.0 μm, a large number of deep recesses are formed, and magnetic development is caused by rubbing between the developer regulating member 11 and the rotary stirring member 6 here. The agent accumulated, resulting in sleeve contamination and fusion. Further, since Rpk exceeds 3.0 μm, a lot of sharp peaks are formed, and the magnetic developer is caught in this portion by rubbing against the developer regulating member 11 and the rotary stirring member 6 and accumulated with durability. This resulted in sleeve contamination and fusion.
またN/Lでは同じような現象により、耐久後半でカブリ及びブロッチ悪化が見られた。 In N / L, fog and blotch deterioration were observed in the second half of the endurance due to the same phenomenon.
[比較例2]
現像剤製造例1と比較現像剤担持体製造例2を用いたこと以外は実施例1と同様にして画像評価を行った。評価結果を表4−Dに示す。H/Hのスリーブ汚染・融着の初期〜2万枚は実用レベルであったが、5万枚後はNGレベルになったので、H/Hは5万枚で中断した。これは比較現像剤担持体製造例2のRpkが3.0μmを超えているので、凸部の鋭い山が多数形成され、この部分にも現像剤規制部材11及び回転攪拌部材6との摺擦によって磁性現像剤が引っかかり、耐久と共に溜まってしまい、スリーブ汚染や融着となってしまった。そのため初期〜2万枚はかろうじて実用レベルであったが、5万枚後はNGになってしまった為と考えられる。
[Comparative Example 2]
Image evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that Developer Production Example 1 and Comparative Developer Carrier Production Example 2 were used. The evaluation results are shown in Table 4-D. The initial 20,000 sheets of H / H sleeve contamination / fusion were at the practical level, but after 50,000 sheets were at the NG level, the H / H was interrupted at 50,000 sheets. This is because the Rpk of Comparative Developer Carrier Production Example 2 exceeds 3.0 μm, so that a lot of sharp peaks are formed, and the friction between the developer regulating member 11 and the rotary stirring member 6 is also formed in this portion. As a result, the magnetic developer was caught and accumulated along with the durability, resulting in sleeve contamination and fusion. For this reason, the initial to 20,000 sheets were barely at a practical level, but after 50,000 sheets were considered NG.
[比較例3]
現像剤製造例1と比較現像剤担持体製造例3を用いたこと以外は実施例1と同様にして画像評価を行った。評価結果を表4−Dに示す。H/Hのスリーブ汚染・融着の初期〜2万枚は実用レベルであったが、5万枚後はNGレベルになったので、H/Hは5万枚で中断した。これは比較現像剤担持体製造例3のRvkが2.0μmを超えているので、凹部の深い窪みが多数形成され、ここに現像剤規制部材11及び回転攪拌部材6との摺擦によって磁性現像剤が溜まってしまい、スリーブ汚染や融着となってしまった。そのため初期〜2万枚はかろうじて実用レベルであったが、5万枚後はNGになってしまった為と考えられる。
[Comparative Example 3]
Image evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that Developer Production Example 1 and Comparative Developer Carrier Production Example 3 were used. The evaluation results are shown in Table 4-D. The initial 20,000 sheets of H / H sleeve contamination / fusion were at the practical level, but after 50,000 sheets were at the NG level, the H / H was interrupted at 50,000 sheets. Since the Rvk of Comparative Developer Carrier Production Example 3 exceeds 2.0 μm, a large number of deep recesses are formed, and magnetic development is caused by rubbing between the developer regulating member 11 and the rotary stirring member 6 here. The agent accumulated, resulting in sleeve contamination and fusion. For this reason, the initial to 20,000 sheets were barely at a practical level, but after 50,000 sheets were considered NG.
1、101‥‥現像剤担持体
2、102‥‥像担持体
5、105‥‥ホッパー室
6、106‥‥回転攪拌部材
11、111‥‥現像剤規制部材
12、112‥‥現像剤を供給するための開閉可能な開口
13、113‥‥現像剤補給検知部材
14、114‥‥現像剤補給判定装置
15、115‥‥現像剤規制部材
103‥‥現像室
104‥‥現像室内攪拌部材
109‥‥仕切り壁
110‥‥開口部
201‥‥樹脂被覆層
202‥‥補強粒子
203‥‥導電性微粒子
204‥‥結着樹脂
205‥‥固体潤滑材
206‥‥円筒状基体
301‥‥第1処理面
302‥‥第2処理面
303‥‥ケース
304‥‥接面圧付与機構
305‥‥回転駆動装置
310‥‥第1処理リング
311‥‥第1ホルダ
320‥‥第2処理リング
321‥‥第2ホルダ
322‥‥導入部
323‥‥離反用調整面
330‥‥内部空間
332‥‥排出部
341‥‥収容部
342‥‥スプリング受容部
343‥‥スプリング
344‥‥エア導入部
350‥‥回転軸
351‥‥固定具
412‥‥渦巻室
419‥‥パイプ
420‥‥ディストリビュータ
422‥‥バグフィルター
424‥‥吸引フィルター
429‥‥捕集サイクロン
501‥‥機械式粉砕機
502‥‥粉体排出口
510‥‥固定子
511‥‥粉体投入口
512‥‥回転軸
513‥‥ケーシング
514‥‥回転子
515‥‥第1定量供給機
516‥‥ジャケット
517‥‥冷却水供給口
518‥‥冷却水排出口
520‥‥後室
521‥‥冷風発生手段
531‥‥第3定量供給機
1, 101 ...
Claims (3)
該磁性現像剤を内部に有する現像容器と、
該現像容器の上部開口部に配置されるとともに、像担持体に近接、又は圧接して配置されて該磁性現像剤を供給する現像剤担持体と、
該現像容器の内部の該磁性現像剤を該現像剤担持体に向けて移動させる回転攪拌手段と、
該現像容器の内部の該磁性現像剤の補給を検知する補給検知手段とを備え、
該現像剤担持体の下端が、該回転攪拌手段の回転中心軸よりも上部に位置している現像装置において、
該磁性現像剤は、結着樹脂と磁性体と離型剤とを含む溶融混練物の固化物を機械式粉砕により粉砕して得た磁性現像剤粒子と外添剤とを含み、重量平均粒子径が5μm〜12μmであり、かつ該磁性現像剤の3μm以上の粒子において、下記式(1)より求められる円形度aが0.900以上の粒子を個数基準の累積値で90%以上有し、
円形度a=L0/L−−−−−−−(1)
〔式、L0は粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長を示し、Lは粒子像の周囲長を示す。〕
該現像剤担持体は、少なくとも基体及び該基体の表面に樹脂被覆層を有し、該樹脂被覆層の表面の油溜まり深さ(Rvk)が2.0μm以下、且つ初期磨耗高さ(Rpk)が3.0μm以下
であることを特徴とする現像装置。 Magnetic developer,
A developer container having the magnetic developer therein;
A developer carrier that is disposed in the upper opening of the developer container and that is disposed in proximity to or in pressure contact with the image carrier to supply the magnetic developer;
Rotating agitation means for moving the magnetic developer inside the developer container toward the developer carrier;
Replenishment detection means for detecting replenishment of the magnetic developer inside the developer container,
The lower end of the developer carrying member in the developing apparatus is positioned at the top than the central axis of rotation of the rotary stirring means,
The magnetic developer includes magnetic developer particles obtained by pulverizing a solidified product of a melt-kneaded material including a binder resin, a magnetic material, and a release agent by mechanical pulverization and an external additive, and includes a weight average particle. In particles having a diameter of 5 μm to 12 μm and 3 μm or more of the magnetic developer, 90% or more of particles having a circularity a calculated from the following formula (1) of 0.900 or more in terms of the number-based cumulative value. ,
Circularity a = L 0 / L ------- (1)
[Expression, L 0 represents the circumference of a circle having the same projected area as the particle image, and L represents the circumference of the particle image. ]
The developer-carrying member has at least a substrate and a resin coating layer on the surface of the substrate, an oil reservoir depth (Rvk) of 2.0 μm or less on the surface of the resin coating layer, and an initial wear height (Rpk). Is a developing device having a thickness of 3.0 μm or less.
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