JP2005202024A - Image forming method and magnetic monocomponent toner - Google Patents
Image forming method and magnetic monocomponent toner Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005202024A JP2005202024A JP2004006656A JP2004006656A JP2005202024A JP 2005202024 A JP2005202024 A JP 2005202024A JP 2004006656 A JP2004006656 A JP 2004006656A JP 2004006656 A JP2004006656 A JP 2004006656A JP 2005202024 A JP2005202024 A JP 2005202024A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- magnetic
- photoreceptor
- image
- latent image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法などにおいて用いられる画像形成方法、およびこれに用いる乾式磁性1成分トナーに関する。 The present invention relates to an image forming method used in an electrophotographic method, an electrostatic recording method, an electrostatic printing method, and the like, and a dry magnetic one-component toner used therefor.
一般に電子写真法、静電記録法等においては、光導電性感光体、誘電体等からなる潜像保持体上をコロナ帯電等により帯電させ、レーザ、LED等により露光し形成した静電潜像をトナーなどの現像剤を用いて可視化し又は静電潜像を反転現像により可視化して高品質な画像を得ている。通常、これらの現像法に適用するトナーには、バインダーとしての熱可塑性樹脂(結着樹脂)に着色剤や帯電制御剤として染料、顔料、離型剤としてワックス、磁性材料等を混合して混練、粉砕、分級を行い平均粒径5〜15μmのトナー粒子としたものが用いられる。そして、トナーに流動性を付与したり、トナーの帯電制御を行なったり、クリーニング性を向上させる目的で、シリカや酸化チタン等の無機微粉末、無機金属微粉末がトナーに外添される。 In general, in electrophotography, electrostatic recording, etc., an electrostatic latent image formed by charging a latent image holding body made of a photoconductive photoreceptor, dielectric, etc. by corona charging, etc., and exposing it with a laser, LED, etc. Is visualized using a developer such as toner, or the electrostatic latent image is visualized by reversal development to obtain a high-quality image. Usually, toners applied in these development methods are kneaded by mixing a thermoplastic resin (binder resin) as a binder with a dye, a pigment as a charge control agent, a wax as a release agent, a magnetic material, and the like. The toner particles are pulverized and classified into toner particles having an average particle diameter of 5 to 15 μm. An inorganic fine powder such as silica or titanium oxide or an inorganic metal fine powder is externally added to the toner for the purpose of imparting fluidity to the toner, controlling charging of the toner, or improving the cleaning property.
現在、実用化されている種々の静電複写方式における乾式現像法としては、トナーおよび鉄粉などのキャリアを用いる2成分現像方式と、キャリアを用いずトナー内部に磁性体を含有させる磁性1成分現像方式が知られている。 The dry development methods in various electrostatic copying systems currently in practical use include a two-component development system using a carrier such as toner and iron powder, and a magnetic one component containing a magnetic substance inside the toner without using a carrier. Development methods are known.
また、多くの静電潜像の現像方法が開発され実用化されている。例えば特許文献1に記載されている磁気ブラシ法、特許文献2に記載されているカスケード現像法及びパウダークラウド法、ファーブラシ現像法等多数の現像方法が知られている。これらの中でも、特にトナーとキャリアを主体とする2成分現像剤を用いる磁気ブラシ法、カスケード法等が広く実用化されている。これらの2成分現像剤を用いる方法は、初期には、比較的安定して良質の画像を提供することができるが、長期にわたり使用する場合、キャリアの劣化、すなわちスペント現象が起こり、キャリアの帯電付与能力が低下し長期間にわたり良質な画像が得られない等の問題や、トナーとキャリアの混合比率が一定に保ちにくいため長期耐久性に欠けるという共通の欠点を有する。
Many developing methods for electrostatic latent images have been developed and put into practical use. For example, a number of development methods such as the magnetic brush method described in
かかる欠点を回避するため、トナーのみからなる一成分現像剤を用いる現像方法が各種提案されており、中でも磁性トナーを採用した磁性1成分現像方式が一般によく知られ、活用されている。 In order to avoid such drawbacks, various development methods using a one-component developer composed only of toner have been proposed, and among them, a magnetic one-component development method employing a magnetic toner is generally well known and utilized.
磁性1成分トナーを使用する現像方法としては、特許文献3に開示されている導電性磁性トナーによる現像方法が知られている。これは内部に磁性を有する円筒状の導電性現像剤担持体上に導電性磁性トナーを保持し、これを静電潜像に接触させて現像するものである。この際、現像部において、潜像保持体表面とスリーブ表面の間にトナー粒子により導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよりトナー粒子に電荷が導かれ、静電潜像の画像部との間のクーロン力によりトナー粒子が画像部に付着して現像される。この方法では、トナーが導電性であるため、潜像保持体上のトナー像を被印刷媒体(例えば普通紙)に電界を利用して静電気的に転写することが困難であるという問題や、各工程での導電性トナーに由来する不具合現象から、長期にわたり高画質を得ることが難しいという問題、また潜像保持体への電気的リーク破壊という問題などを有している。 As a developing method using a magnetic one-component toner, a developing method using a conductive magnetic toner disclosed in Patent Document 3 is known. In this method, a conductive magnetic toner is held on a cylindrical conductive developer carrier having magnetism inside, and is developed by bringing it into contact with an electrostatic latent image. At this time, in the developing unit, a conductive path is formed by toner particles between the surface of the latent image holding member and the surface of the sleeve, and electric charges are guided from the sleeve to the toner particles through this conductive path, and the electrostatic latent image The toner particles adhere to the image portion and are developed by the Coulomb force between the two. In this method, since the toner is conductive, it is difficult to electrostatically transfer the toner image on the latent image holding member to a printing medium (for example, plain paper) using an electric field, There are problems that it is difficult to obtain high image quality over a long period of time due to a trouble phenomenon derived from conductive toner in the process, and that there is a problem of electrical leakage destruction to the latent image holding member.
また、絶縁性トナーを用いた方式が特許文献4等において提案されている。この方式は、磁性1成分現像ジャンピング方式と呼ばれるものであって、潜像保持体に対向して現像剤担持体が設けられ、この現像剤担持体は磁石ローラを内蔵した現像スリーブを有しており、この現像スリーブの回転によりトナーを搬送し、現像スリーブと磁性ブレードとの隙間を通過させてトナー薄層を形成し、帯電したトナーにより潜像保持体表面の静電潜像を現像する。この方式は、地カブリが防止されるなどの利点を有し、優れた画像が得られるものである。 A method using an insulating toner is proposed in Patent Document 4 and the like. This method is called a magnetic one-component development jumping method, and a developer carrier is provided opposite to the latent image carrier, and this developer carrier has a development sleeve containing a magnet roller. The toner is transported by the rotation of the developing sleeve, passed through the gap between the developing sleeve and the magnetic blade to form a thin toner layer, and the electrostatic latent image on the surface of the latent image holding member is developed with the charged toner. This method has advantages such as prevention of background fogging, and an excellent image can be obtained.
このように磁性1成分現像方法を用いることにより、2成分現像剤での長期耐久性の欠如という問題点をある程度解決することができる。また、このような現像方法に用いられる現像器の特徴として、非常に小さくかつ簡単な構成をとり得るということが挙げられる。 Thus, by using the magnetic one-component developing method, the problem of lack of long-term durability with the two-component developer can be solved to some extent. Further, as a feature of the developing device used in such a developing method, it can be mentioned that it can have a very small and simple configuration.
以上、トナーを中心に現状の問題点を述べたが、以下では画像形成装置も含めた背景技術について述べる。現在、プリンタでは、感光体として有機感光体(OPC)を搭載するものが大半であるが、マシンの高耐久化に伴いアモルファスシリコン感光体(a−Si感光体)を用いたものも用いられている。OPCの寿命が50,000枚程度であるのに対して、a−Si感光体の寿命は500,000枚以上と非常に耐久性がある。これは、a−Si感光体表面の膜減り速度がOPCの膜減り速度の1/100以下であることが要因となっている。 Although the present problems have been described mainly with respect to toner, background technology including an image forming apparatus will be described below. Currently, most printers have an organic photoconductor (OPC) mounted as a photoconductor, but those using amorphous silicon photoconductors (a-Si photoconductors) are also used as machines become more durable. Yes. The life of the O-PC is about 50,000 sheets, whereas the life of the a-Si photosensitive member is very durable at 500,000 sheets or more. This is because the film reduction rate on the surface of the a-Si photosensitive member is 1/100 or less of the OPC film reduction rate.
例えば、特許文献5には、感光体のクリーニング手段としてクリーニングブレードを用い、その部材がウレタンゴムで形成され、磁性トナーを現像剤として利用した画像形成方法が提案されている。この方法では、簡単なクリーニング機構で良好なクリーニングを達成し、鮮明な画像を形成することができ、カブリ、画像ムラなどの画像不良を引き起こしたり、画像濃度が低下しないとされている。しかしながら、この方法によると耐久性において満足できていない。それは、感光体がOPCドラムであるため、外添剤の面で工夫しても、軟質なOPCドラムの表面は傷つきやすいので、傷ついた感光体表面へトナーが埋め込まれてフィルミングが発生したり、クリーニングブレードをトナーがすり抜けてしまうといった、画像上に致命的な欠陥を及ぼしてしまう不具合が発生してしまう。これは、この画像形成装置の耐久性評価が15万枚程度しか達成できていないことからもわかる。 For example, Patent Document 5 proposes an image forming method in which a cleaning blade is used as a cleaning means for a photoreceptor, a member thereof is formed of urethane rubber, and magnetic toner is used as a developer. According to this method, it is said that good cleaning can be achieved with a simple cleaning mechanism, a clear image can be formed, image defects such as fogging and image unevenness are not caused, and image density is not lowered. However, this method is not satisfactory in durability. Because the photoreceptor is an OPC drum, the surface of the soft OPC drum is easily damaged even if it is devised in terms of external additives, so that toner is embedded in the damaged photoreceptor surface and filming may occur. In other words, a defect that causes a fatal defect on the image, such as toner passing through the cleaning blade, occurs. This can also be seen from the fact that the durability evaluation of this image forming apparatus has only achieved about 150,000 sheets.
一方、a−Si感光体を用いる問題点としては、a−Si感光体は製膜時間が長く、生産性が落ちるのでOPCと比較してコストが高いという問題がある。そこで、通常のa−Si感光体の膜厚は30〜60μmであるが、近年ではコストの問題に加え、膜厚をより薄膜化して高解像度を得るという観点から30μm以下の薄膜シリコンドラムを使用したものが市場に出始めている。 On the other hand, the problem of using an a-Si photoconductor is that the a-Si photoconductor has a long film-forming time and the productivity is lowered, so that the cost is higher than that of OPC. Therefore, the film thickness of a normal a-Si photosensitive member is 30 to 60 μm, but in recent years, in addition to the problem of cost, a thin film silicon drum of 30 μm or less is used from the viewpoint of reducing the film thickness and obtaining high resolution. Is starting to appear on the market.
また、a−Si感光体を使用した画像形成装置に使用されるクリーニング手段としては、ブラシ方式、ブレード方式などがあるが、製品のコンパクト化、機構の簡素化などを受けてブレード方式を選択するものが多い。したがって、高耐久性、高解像度および製品のコンパクト化などの面から、薄膜のa−Si感光体ドラムとクリーニングブレードを組み合わせたシステムが多く用いられている。 In addition, as a cleaning unit used in an image forming apparatus using an a-Si photosensitive member, there are a brush method and a blade method, but a blade method is selected in response to a compact product and a simplified mechanism. There are many things. Therefore, from the viewpoints of high durability, high resolution, and compact product, a system in which a thin film a-Si photosensitive drum and a cleaning blade are combined is often used.
しかしながら、薄膜のa−Si感光体を使用し、かつブレード方式のクリーニング手段を用いた画像形成装置において、従来の磁性1成分トナーでは感光体膜の絶縁破壊による異常画像が問題となっている。これはa−Si感光体がOPCよりも絶縁破壊に弱く、しかも膜厚を薄膜としたことにより顕著になる。絶縁破壊の発生場所はドラムをクリーニングするブレード稜線部(先端付近)であり、そこに溜まったトナー(滞留し続ける同じトナー、外添剤)がブレードとの摩擦で過剰に帯電し(過帯電)、ある上限を超えると一気に放電を行う。そのとき、感光体に向かって1点放電(極微小領域に放電する)することにより感光体が絶縁破壊すると考えられる。この絶縁破壊が起こると修復不能な不具合である感光体リーク黒点が発生し、画像上に黒い点が顕著に現れてしまうという問題がある。 However, in an image forming apparatus using a thin-film a-Si photosensitive member and using a blade-type cleaning unit, the conventional magnetic one-component toner has a problem of abnormal images due to dielectric breakdown of the photosensitive member film. This becomes prominent when the a-Si photosensitive member is more susceptible to dielectric breakdown than OPC and has a thin film thickness. The location of dielectric breakdown is the blade ridge line (near the tip) where the drum is cleaned, and the toner accumulated there (the same toner that continues to stay, the external additive) is excessively charged by friction with the blade (overcharge) If it exceeds a certain upper limit, it is discharged at once. At that time, it is considered that the photoconductor is subjected to dielectric breakdown by one-point discharge (discharge to a very small area) toward the photoconductor. When this dielectric breakdown occurs, there is a problem that a black spot on the photoreceptor leaks, which is a defect that cannot be repaired, and the black spot appears remarkably on the image.
一方で、近年、電子写真法、静電印刷法によるコピー機やプリンタ等の市場は、印刷の高速化、マシンの小型化およびマシン寿命の高耐久化が著しく進んでいる。印刷速度の高速化により、印刷速度に合わせた画像特性、耐久性向上を実現するためには、帯電特性の安定したトナーが必要不可欠であり、かつ各プロセスの工程に影響を与えない、特に画質を決定付ける感光体ドラムに対する影響が少なくなるようなトナーが望まれている。 On the other hand, in recent years, in the market of electrophotographic and electrostatic printing copiers and printers, the speed of printing, the miniaturization of machines, and the enhancement of durability of machine life are remarkably advanced. To achieve improved image characteristics and durability that match the printing speed by increasing the printing speed, toner with stable charging characteristics is indispensable and does not affect the steps of each process. There is a demand for a toner that has less influence on the photosensitive drum that determines the image quality.
しかしながら、従来のa−Si感光体またはOPCと静電荷現像剤、磁性トナーを用いたシステムでは、上記したように高解像度、高画質、高耐久性などを充分に満足することはできない。つまり、長期間にわたり帯電特性が安定しかつ各プロセスの工程に影響を与えないトナーと、長期耐久性および高解像度を実現する感光体とを兼ね備えた、市場の要望を満足するシステムは得られていないのが現状である。 However, a conventional system using an a-Si photoreceptor or OPC, an electrostatic charge developer, and magnetic toner cannot sufficiently satisfy high resolution, high image quality, and high durability as described above. In other words, a system that satisfies the demands of the market has been obtained that combines toner that has stable charging characteristics over a long period of time and does not affect the process steps, and a photoreceptor that achieves long-term durability and high resolution. There is no current situation.
例えば、特許文献6には、積層型a−Siよりなる潜像保持体と磁性1成分トナーを用いた例が紹介されている。この方法によると、クリーニング性の向上を図ることができ、クリーニング不良に起因する画像不良を伴うことなく良好な画像を多数回にわたり安定に形成することができるとされている。この方法では、磁性トナーに有機微粒子を付着(外添)してスペーサー的に働かせようとしているが、この有機微粒子は帯電能が非常に高く、すぐに摩擦帯電によりチャージアップを引き起こす。これにより、現像工程では、適切な帯電領域にあるトナーが少なくなり、画像濃度の低下、カブリ、画像ムラなどの画像不良を引き起こし、長期間に渡り、安定した綺麗な画像を供給することは到底できない。また、肝心の感光体クリーニング部では、クリーニングブレードの材質が明確に記載されていないが、簡単な(一般的)機構の弾性ブレードを用いた場合には、トナーが接触し、摩擦帯電していくうちにトナーに逃げ場のない電荷が蓄積され、あるとき感光体に対して異常放電(1点放電、火花放電)を発生させ、感光体ドラム表面(電荷発生層、電荷移送層)を破壊し、修復不能な欠陥(不良画像しか得られなくなる)を生じさせる可能性が極めて高くなる。
For example,
また、特許文献7には、感光体の絶縁破壊を防止するために遊離した磁性粉の存在するトナーが提案されており、この遊離磁性粉によりリークを防ぐとされている。しかしながら、遊離磁性粉が現像スリーブへ付着したり感光体へ付着することが懸念される。たとえ極少量でも付着が発生すると、それを核として付着部分が成長し、致命的な画像欠陥を引き起こすことはよく知られたことである。
Further,
特許文献8には、感光体の膜厚を規定することにより感光体の絶縁破壊を抑制することができるとされているが、トナーに関しては特別な規定がなく、本来絶縁破壊の原因となっていると考えられるトナー対策を実施していないため、特性の異なるトナーを使用した場合には感光体の絶縁破壊が再び懸念される。
したがって、本発明の課題は、潜像保持体として薄層のアモルファスシリコン(a−Si)感光体を用い、この感光体表面をクリーニングする手段としてグリーニングブレードを用いる磁性1成分現像方式による現像システムにおいて、感光体表面で絶縁破壊が生じるのを防止することができる画像形成方法および静電潜像現像用磁性1成分トナーを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to develop a developing system based on a magnetic one-component developing system using a thin layer amorphous silicon (a-Si) photosensitive member as a latent image holding member and using a greening blade as means for cleaning the surface of the photosensitive member. The present invention provides an image forming method and a magnetic one-component toner for developing an electrostatic latent image that can prevent dielectric breakdown from occurring on the surface of the photoreceptor.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上記の現像システムにおいて、トナー粒子中に少なくとも磁性粉と導電性の材料であるカーボンブラックとを含有させ、これらの含有量を適当な範囲に調節することにより、感光体表面で絶縁破壊が生じるのを防止することができるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention have the toner system contain at least magnetic powder and carbon black, which is a conductive material, in the toner particles. The inventors have found a new fact that it is possible to prevent dielectric breakdown from occurring on the surface of the photoreceptor by adjusting the value to an appropriate range, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の画像形成方法は、潜像保持体として膜厚が30μm以下のアモルファスシリコン感光体を用い、この感光体表面からトナーを除去するクリーニング手段としてクリーニングブレードを用いる磁性1成分現像方式による画像形成方法であって、前記感光体表面に形成された静電潜像を現像するトナーとして、トナー粒子中に少なくとも磁性粉35〜55質量%およびカーボンブラック1〜10質量%を含有した磁性1成分トナーを使用することを特徴とする。
That is, the image forming method of the present invention is based on a magnetic one-component developing system using an amorphous silicon photoconductor having a film thickness of 30 μm or less as a latent image holding member and using a cleaning blade as a cleaning means for removing toner from the surface of the photoconductor. In the image forming method, as a toner for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor, a
また、本発明の磁性1成分トナーは、潜像保持体として膜厚が30μm以下のアモルファスシリコン感光体を用い、この感光体表面からトナーを除去するクリーニング手段としてクリーニングブレードを用いる磁性1成分現像方式において使用する磁性1成分トナーであって、トナー粒子中には、少なくとも磁性粉35〜55質量%およびカーボンブラック1〜10質量%が含有されていることを特徴とする。 The magnetic one-component toner of the present invention uses an amorphous silicon photosensitive member having a film thickness of 30 μm or less as a latent image holding member, and a magnetic one-component developing method using a cleaning blade as a cleaning means for removing the toner from the surface of the photosensitive member. In the toner, the toner particles contain at least 35 to 55% by mass of magnetic powder and 1 to 10% by mass of carbon black.
本発明では、上記現像システムに使用する磁性1成分トナーとして、結着樹脂中に所定量の磁性粉と、導電剤として所定量のカーボンブラックとを含有したものを用いている。従来から、磁性1成分トナーには磁性粉を含有させるので、この磁性粉を増量すればトナーの抵抗が下がり感光体の絶縁破壊を防止することが可能であるが、磁性粉の増量だけで絶縁破壊を防ぐには多量の磁性粉を含有させる必要があるため、トナーとしての定着性を著しく低下させ、画像濃度を低下させるという弊害がある。そこで、本発明では、磁性粉の増量だけでなく、導電剤としてカーボンブラックを含有させ、これらの含有量を最適な範囲に調整することにより、良好な定着性および画像濃度が得られるとともに、感光体の絶縁破壊を効率良く防止している。 In the present invention, as the magnetic one-component toner used in the development system, a toner containing a predetermined amount of magnetic powder in a binder resin and a predetermined amount of carbon black as a conductive agent is used. Conventionally, magnetic one-component toner contains magnetic powder, and if this magnetic powder is increased, the resistance of the toner can be reduced and dielectric breakdown of the photoreceptor can be prevented. Since it is necessary to contain a large amount of magnetic powder in order to prevent destruction, there is an adverse effect that the fixability as a toner is remarkably lowered and the image density is lowered. Therefore, in the present invention, not only the amount of magnetic powder is increased, but also carbon black is contained as a conductive agent, and by adjusting these contents to the optimum range, good fixability and image density can be obtained, and photosensitive properties can be obtained. It effectively prevents body breakdown.
すなわち、クリーニングブレードの先端付近に溜まったトナーがブレードの先端と摩擦しても帯電量を低く抑えることができ、しかもある程度帯電しても絶縁破壊を起こす電位に達する前に放電させることが可能であるので、トナーの過帯電に起因する感光体表面の絶縁破壊を防ぐことができる。これにより、黒点などの異常がない鮮明な画像を得ることができる。さらに、絶縁破壊を防止することで感光体を長寿命化させてコストダウンを図ることもできる。 In other words, even if the toner collected near the tip of the cleaning blade rubs against the tip of the blade, the amount of charge can be kept low, and even if charged to some extent, it can be discharged before reaching the potential to cause dielectric breakdown. Therefore, it is possible to prevent dielectric breakdown of the surface of the photoreceptor due to toner overcharging. As a result, a clear image free from abnormalities such as black spots can be obtained. Furthermore, by preventing dielectric breakdown, it is possible to extend the life of the photoreceptor and reduce the cost.
以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。図1は本発明の画像形成方法に用いられる画像形成装置の感光体周辺を示す概略図である。図1に示すように、この画像形成装置は、磁性1成分現像ジャンピング方式による現像システムを備えており、潜像保持体として正帯電アモルファスシリコン(a−Si)感光体ドラム11を使用している。a−Si感光体ドラム11の周囲には、スコロトロン帯電器12、露光体13、現像器14、転写ローラ15、クリーニングブレード(クリーニング手段)16および除電ランプ(イレース手段)17が配置されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing the periphery of a photoreceptor of an image forming apparatus used in the image forming method of the present invention. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus includes a developing system based on a magnetic one-component developing jumping system, and uses a positively charged amorphous silicon (a-Si)
この画像形成装置では、a−Si感光体ドラム11をスコロトロン帯電器12により帯電し、印字データに基づき変換した光信号により露光して感光体ドラム11に静電潜像を形成する。一方、現像器14では、感光体ドラム11に対向して配置され内部に磁石ローラ(図示せず)を内蔵した現像スリーブ14a(現像剤担持体)の回転によりトナーを搬送し、このトナーが磁性ブレード(図示せず)と現像スリーブとの間を通過することにより現像スリーブ14aの表面にトナー薄層が形成される。そして、このトナー薄層から感光体ドラム11上にトナーが供給され、感光体ドラム11上に形成された静電潜像が現像される。
In this image forming apparatus, an a-Si
現像されたトナー像は、転写ローラ15により転写材(印刷紙など)に転写される。一方、転写材に転写されずに感光体ドラム11表面に残留したトナー(廃棄トナー)は、クリーニングブレード16により除去される。この廃棄トナーは、クリーニングブレード16の先端付近に一時滞留し、後続の廃棄トナーに少しずつ押し出されるようにして図示しないスクリューローラ等の搬送部材側に移動して廃棄トナー容器(図示せず)に搬送される。廃棄トナーが除去された感光体ドラム11の表面は、除電ランプ17により残像電荷が除去される。
The developed toner image is transferred to a transfer material (printing paper or the like) by the
図2は、a−Si感光体ドラム11の一部を拡大した拡大断面図である。図2に示すように、感光体ドラム11としては、導電性基体21上にキャリア阻止層20、感光層19および表面保護層18が積層されて構成された複数層のものを使用するのが好ましい。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view in which a part of the a-Si
また、本発明では、従来のa−Si感光体ドラムと異なり、薄膜のa−Si感光体ドラム11を使用する。感光体11の膜厚は30μm以下、好ましくは10〜30μmであるのがよい。ここで、本実施形態においてa−Si感光体ドラム11の膜厚とは、基材である導電性基体21の表面から感光体ドラム11の表面までの厚み、すなわちキャリア阻止層20、感光層19および表面保護層18の合計厚みのことをいう。
In the present invention, unlike the conventional a-Si photosensitive drum, a thin-film a-Si
感光体ドラム11の膜厚が30μmを超えると、熱キャリアの移動速度が速くなるため暗減衰特性(暗所における感光層の時間当りの電荷保持能)が低下して、結果的に感光体表面において感光体回転方向への潜像の流れが発生しやすくなり、解像度が低下する原因となる。a−Si感光体に限らず、有機感光体(OPC)においても感光体の膜厚が薄いほど解像度が向上するのは公知である。コスト面においても、感光体の膜厚が厚いほど成膜時間が長くなり、異物等の付着確率が高くなって歩留りが低下するので、感光体の総膜厚は薄いほどコストが安く品質も安定する。一方、感光体ドラム11の膜厚が10μm未満である場合には、感光体としての帯電能力が低下して所定の表面電位を得ることが困難になるおそれがある。また、導電性基体21の表面でレーザ光が乱反射することによって、ハーフパターンにおいては干渉縞が発生する不具合が生じるおそれもある。したがって、感光体ドラム11の膜厚は、帯電能力、耐圧、暗減衰特性、製造コストおよび品質の面から、10〜30μmの範囲であるのが好ましい。
When the film thickness of the
より好ましい感光体ドラム11の態様として、表面保護層18の厚さは20000Å以下、好ましくは5000〜15000Åであるのがよい。表面保護層18の厚さが5000Å未満になると、転写ローラ15からの負電流の流れ込みに対する耐圧特性が低下し、その結果15000枚以下の速い段階でSiC層が劣化するおそれがある。一方、表面保護層18の厚さが15000Åを超えると、成膜時間が長くなり、コスト的に不利になる。従って、表面保護層18の厚さは、帯電能力、耐磨耗性、耐環境性および成膜時間とのバランスから5000〜15000Åの範囲内とするのがよい。
As a more preferable embodiment of the
図3は、感光体ドラムの膜厚と針耐圧の関係を示すグラフである。図3に示すように、膜厚が厚くなるにつれて絶縁破壊される電圧が大きくなっていき、薄膜になるほど絶縁破壊される電圧が小さくなる。このように、感光体表面の絶縁破壊による黒点の発生は感光体の膜厚に依存するところが大きい。したがって、30μm以下という薄膜の感光体ドラム11を用いる現像システムにおいては、低電圧でも絶縁破壊が生じる可能性が高いので、過帯電を防止できる本発明の画像形成方法が特に有効である。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the film thickness of the photosensitive drum and the needle pressure resistance. As shown in FIG. 3, the breakdown voltage increases as the film thickness increases, and the breakdown voltage decreases as the film thickness decreases. Thus, the generation of black spots due to dielectric breakdown on the surface of the photoreceptor is largely dependent on the film thickness of the photoreceptor. Therefore, in the development system using the
感光層19を構成する材料(感光層材料)は、アモルファスシリコン(a−Si)であれば特に制限されない。好ましい材料としては、a−Si、a−SiC、a−SiO、a−SiON等の無機材料を例示することができる。これらの材料中、a−Siが特に高抵抗であり、しかもより高い帯電能力、耐磨耗性および耐環境性が得られる点で、本実施形態における感光層材料として好適である。
The material (photosensitive layer material) constituting the
また、a−SiCを使用する場合、SiとC(炭素)との比率が所定範囲のものを使用するのがよい。このようなa−SiCとしては、a−Si1-XCX(Xの値が0.3〜1未満)、好ましくはa−Si1-XCX(Xの値が0.5〜0.95未満)であるのがよい。SiとCとの比率が上記範囲のa−SiCは、1012〜1013Ωcmという特に高い抵抗を有し、感光体表面における感光体方向の潜像電荷の流れが少なく、静電潜像の維持能力および耐湿性にも優れる。 Moreover, when using a-SiC, it is good to use the thing of the ratio of Si and C (carbon) in a predetermined range. As such a-SiC, a-Si 1-X C X (value of X is less than 0.3 to 1 ), preferably a-Si 1-X C X (value of X is 0.5 to 0). Less than .95). A-SiC in which the ratio of Si to C is in the above range has a particularly high resistance of 10 12 to 10 13 Ωcm, and the flow of latent image charges in the direction of the photoconductor on the surface of the photoconductor is small. Excellent maintenance ability and moisture resistance.
また、一般に、OPCは、表面抵抗が1013Ω/□オーダーであり、a−Si感光体の表面抵抗(108Ω/□オーダー)よりも高く絶縁破壊されにくいためリーク黒点は発生しにくいが、a−Si感光体はOPCよりも耐摩耗性の点で優れている。したがって、a−Si感光体用いた現像システムにおいて、過帯電を防止できる本発明の画像形成方法を用いることで、絶縁破壊の防止と耐摩耗性の向上を両立させることができる。 In general, OPC has a surface resistance of the order of 10 13 Ω / □, which is higher than the surface resistance of the a-Si photosensitive member (10 8 Ω / □ order) and is difficult to break down. The a-Si photoreceptor is superior in wear resistance to OPC. Therefore, by using the image forming method of the present invention that can prevent overcharging in a development system using an a-Si photosensitive member, both prevention of dielectric breakdown and improvement of wear resistance can be achieved.
a−Si感光体ドラム11の表面電位(帯電電位)は、+200〜+500Vの範囲内、好ましくは+200〜+300Vの範囲内とするのがよい。表面電位が+200未満になると、現像電界が不十分となり画像濃度の確保が困難となる。一方、表面電位が+500を超えると、感光体ドラム11の膜厚によっては帯電能力が不足したり、絶縁破壊による黒点が発生しやすくなったり、オゾンの発生量が増加するという問題がある。特に、感光体11の膜厚を薄くした場合には、それに対応して感光体ドラム11の帯電能力が低下する傾向にある。従って、現像性と感光体の帯電能力のバランスの観点からa−Si感光体ドラム11表面の表面電位は上記範囲であるのが好ましい。
従来の画像形成方法では、感光体ドラムの線速が大きくなると、トナーが摩擦帯電しやすくなるため絶縁破壊が生じやすくなるが、本発明によれば、線速が大きい場合、例えば400〜500mm/秒という大きい場合であっても、絶縁破壊が生じるのを抑制することができる。
The surface potential (charging potential) of the a-Si
In the conventional image forming method, when the linear velocity of the photosensitive drum is increased, the toner is easily triboelectrically charged, so that dielectric breakdown is likely to occur. However, according to the present invention, when the linear velocity is high, for example, 400 to 500 mm / Even in the case of a large second, it is possible to suppress dielectric breakdown.
現像スリーブ14aは、その表面の十点平均粗さRzが2.0μm以上6.0μm以下であるのが好ましい。十点平均粗さRzが2.0μm未満になると、トナー搬送力の低下により画像濃度を低下するおそれがある。Rzが6.0μmを超えると、画質が悪くなりかつスリーブ14a表面の突起部から感光体ドラム11へのリークが発生し、画像黒点となって画像品質を損なうおそれがある。十点平均粗さRzは、例えば(株)小坂研究所製の表面粗さ測定器「サーフコーダSE−30D」を用いて測定することができる。
The developing
現像スリーブ14aに用いる材質としては、例えばアルミニウム、ステンレス鋼(SUS)等を用いることが出来る。高耐久性を考慮する場合、スリーブ材質としてSUSを使用するのが好ましく、例えばSUS303、SUS304、SUS305、SUS316等を用いることができる。特に、磁性が弱くかつ加工しやすいSUS305を使用するのがより好ましい。
As a material used for the developing
スコロトロン帯電器12は、シールドケース、コロナワイヤ、グリッドなどから構成されており、帯電幅は周方向に10〜13mm、ドラム軸方向に240〜245mm、コロナワイヤとグリッドとの距離は5.3〜6.3mmに設定するのが好ましい。また、グリッドと感光体ドラム11との距離は0.4〜0.8mmであるのがよい。この距離が0.4mm未満になると火花放電が発生する可能性があり、0.8mmを超えると帯電能力が低下するという問題がある。
The
転写ローラ15は、感光体ドラム11に接しており、駆動をうけて感光体ドラム11に対して3〜5%の線速差で回転するのが好ましい。この線速差が3%未満になると転写性が落ち、中抜けが発生する可能性があり、一方、線速差が5%を超えると転写ロール15と感光体ドラム11のスリップが大きくなりジッタが増えるおそれがある。
The
転写ローラ15に使用する材質としては、発泡EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体の発泡体)が好ましい。このように発泡体を用いることで、紙詰まりなどの際に汚染されたトナーが発泡の気泡の中に入るので、運転再開後、最初の紙の裏汚れを防止することができる。また、発泡系の材質を使用することにより、転写ローラ15をクリーニングする必要がなく、コストダウンを図ることができる。転写ローラ15のゴム硬度は35°±5°(アスカC:日本ゴム協会標準規格「SRIS−0101C型」)であるのが好ましい。このゴム硬度が30°より小さいと転写不良が発生し、40°より大きいと感光体ドラム11とのニップが小さくなり、搬送力が低下する。
The material used for the
本実施形態では、感光体ドラム11表面のクリーニング手段として、クリーニングブレード16を使用している。このクリーニングブレード16は、転写ローラ15よりも感光体ドラム11の回転方向下流側に配置されており、その先端が感光体ドラム11に接している。これにより、転写材に転写されずに感光体ドラム11の表面に残留した廃棄トナーを取り除くことができる。
In this embodiment, a
クリーニングブレード16は弾性を有した弾性ブレードであるのが好ましい。これにより、感光体ドラム11の表面が傷つくのを防ぐことができる。弾性材料としては、例えばウレタンゴム、シリコーンゴム、弾性を有する樹脂等が挙げられる。クリーニングブレード16は、前記弾性材料をブレード状に成形するか、あるいは金属等のブレードの先端に弾性材料を取り付けることにより得られる。
The
<磁性1成分トナー>
次に、上記した現像システムに使用する本発明の磁性1成分トナーについて説明する。この磁性1成分トナーは、結着樹脂と、磁性粉と、カーボンブラックと、着色剤、電荷抑制剤、ワックスなどの種々のトナー配合剤とを混合し、押出機等の混練機を用いて溶融混練した後、これを冷却し、粉砕し分級することにより得られる。この磁性1成分トナーは、1成分現像剤として感光体表面に形成された静電潜像の現像に使用される。トナー粒子の体積平均粒径は5〜15μm、好ましくは5〜10μm程度であるのがよい。
<Magnetic one component toner>
Next, the magnetic one-component toner of the present invention used in the above developing system will be described. This magnetic one-component toner is prepared by mixing a binder resin, magnetic powder, carbon black, and various toner compounding agents such as a colorant, a charge suppressing agent, and wax, and melting them using a kneader such as an extruder. After kneading, this is cooled, pulverized and classified. This magnetic one-component toner is used as a one-component developer for developing an electrostatic latent image formed on the surface of a photoreceptor. The volume average particle diameter of the toner particles is 5 to 15 μm, preferably about 5 to 10 μm.
磁性粉としては、従来から公知のものを使用することができ、例えばフェライト、マグネタイトを初めとする鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す金属もしくは合金またはこれらの元素を含む化合物、または強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強磁性を示すようになる合金、または二酸化クロム等を挙げることができる。 As the magnetic powder, conventionally known ones can be used. For example, ferrite, magnetite and other iron, cobalt, nickel and other metals or alloys exhibiting ferromagnetism, compounds containing these elements, or ferromagnetism An alloy that does not contain an element but becomes ferromagnetic when subjected to an appropriate heat treatment, chromium dioxide, or the like can be given.
これらの磁性粉は、体積平均粒径が0.1〜1μm、好ましくは0.1〜0.5μmの微粉末であるのがよく、上述した結着樹脂中に均一に分散される。また、磁性粉は、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤などの表面処理剤で表面処理を施して使用することもできる。 These magnetic powders may be fine powders having a volume average particle size of 0.1 to 1 μm, preferably 0.1 to 0.5 μm, and are uniformly dispersed in the above-described binder resin. The magnetic powder can also be used after being subjected to a surface treatment with a surface treatment agent such as a titanium coupling agent or a silane coupling agent.
また、磁性粉はトナー粒子中に35〜55質量%、好ましくは40〜53質量%含有されているのがよい。上記範囲よりも多量に磁性粉を用いると、画像濃度の耐久性が低下し、また定着性が極度に低下する傾向がある。より多くの磁性粉を添加するほど、感光体の絶縁破壊を防ぐ効果は向上するが、上記のように大幅な定着性の低下を招くことになる。上記範囲よりも少量では、画像濃度耐久性におけるカブリが生じやすくなるとともに、トナー粒子の導電性が低下して感光体の絶縁破壊が生じやすくなる。また、磁性粉は現像スリーブ上にトナーの薄層を安定して形成する効果があるので、磁性粉量が少ない場合には、安定したトナー薄層を形成することができない。 The magnetic powder is contained in the toner particles in an amount of 35 to 55% by mass, preferably 40 to 53% by mass. If the magnetic powder is used in a larger amount than the above range, the durability of the image density is lowered and the fixability tends to be extremely lowered. As more magnetic powder is added, the effect of preventing the dielectric breakdown of the photoreceptor is improved, but as described above, the fixing property is greatly lowered. If the amount is less than the above range, fog in the image density durability is likely to occur, and the conductivity of the toner particles is lowered, and the dielectric breakdown of the photosensitive member is likely to occur. In addition, since the magnetic powder has an effect of stably forming a thin toner layer on the developing sleeve, a stable thin toner layer cannot be formed when the amount of magnetic powder is small.
また、本発明のトナーでは、導電剤としてカーボンブラックを含有させる必要がある。このカーボンブラックのBET比表面積は、好ましくは800m2/g以上、より好ましくは900m2/g以上であるのがよい。この比表面積は、一般に窒素吸着によるBET比表面積と呼ばれるものであり、例えばマイクロメリティック社製2200型測定装置を使用して測定することができる。導電剤としてはカーボンブラック以外にも酸化チタンや酸化スズなどの金属酸化物、更にこれらにスズ-アンチモンをドープしたものなどが挙げられるが、導電性はカーボンブラックに劣る。それに加え、カーボンブラックは多孔性で比表面積が大きく、また特有のストラクチャーと呼ばれる構造を有することから、結着樹脂などの高分子体に分散させた場合には非常に効果の大きな導電剤である。したがって、本発明において、感光体絶縁破壊の防止のためにクリーニングブレード部における異常帯電の防止や適切な放電を効率良く行なうためには、導電剤としてカーボンブラックを使用する必要がある。 In the toner of the present invention, it is necessary to contain carbon black as a conductive agent. The BET specific surface area of the carbon black is preferably 800 m 2 / g or more, more preferably 900 m 2 / g or more. This specific surface area is generally called a BET specific surface area by nitrogen adsorption, and can be measured using, for example, a 2200 type measuring device manufactured by Micromeritic. In addition to carbon black, examples of the conductive agent include metal oxides such as titanium oxide and tin oxide, and those doped with tin-antimony, but the conductivity is inferior to carbon black. In addition, carbon black is a highly effective conductive agent when dispersed in a polymer such as a binder resin because it is porous, has a large specific surface area, and has a structure called a unique structure. . Therefore, in the present invention, it is necessary to use carbon black as a conductive agent in order to prevent abnormal charging in the cleaning blade portion and perform appropriate discharge efficiently in order to prevent the dielectric breakdown of the photoreceptor.
カーボンブラックはトナー粒子中に1.0〜10.0質量%、好ましくは2.0〜9.5質量%含有されているのがよい。上記範囲より少ない場合にはカーボンブラックを添加しても導電性を付与する効果が得られず、多い場合にはトナー粒子中での分散が困難になり、カーボンブラック添加の効果が得られない。また例え分散ができたとしても、トナーの導電性が上がりすぎて帯電量が低下しすぎてしまうため、画像濃度低下やカブリなどの画像欠陥を引き起こしてしまう。 Carbon black is contained in the toner particles in an amount of 1.0 to 10.0% by mass, preferably 2.0 to 9.5% by mass. When the amount is less than the above range, the effect of imparting conductivity cannot be obtained even when carbon black is added. When the amount is large, dispersion in toner particles becomes difficult, and the effect of adding carbon black cannot be obtained. Even if the toner particles can be dispersed, the conductivity of the toner is increased too much and the charge amount is decreased too much, thereby causing image defects such as a decrease in image density and fogging.
トナー粒子を構成する結着樹脂の材料は、特に制限されるものではないが、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン-アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、N-ビニル系樹脂、スチレン-ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用するのが好ましい。 The material of the binder resin constituting the toner particles is not particularly limited. For example, styrene resin, acrylic resin, styrene-acrylic copolymer, polyethylene resin, polypropylene resin, polyvinyl chloride It is preferable to use thermoplastic resins such as resins, polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, polyvinyl alcohol resins, vinyl ether resins, N-vinyl resins, styrene-butadiene resins.
具体的には、ポリスチレン系樹脂として、スチレンの単独重合体でも、スチレンと共重合可能な他の共重合モノマーとの共重合体でもよい。共重合モノマーとしては、p-クロルスチレン;ビニルナフタレン;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類;塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドテシル、アクリル酸n-オクチル、アクリル酸2-クロルエチル、アクリル酸フェニル、α-クロルアクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸ブチルなどの(メタ)アクリル酸エステル;アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどの他のアクリル酸誘導体;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類;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-ビニルピロリデンなどのN-ビニル化合物などが挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせてスチレン単量体と共重合させてもよい。 Specifically, the polystyrene resin may be a styrene homopolymer or a copolymer with another copolymerizable monomer copolymerizable with styrene. Copolymerized monomers include p-chlorostyrene; vinyl naphthalene; ethylene unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl bromide, and vinyl fluoride; vinyl acetate, propion. Vinyl esters such as vinyl acrylate, vinyl benzoate, vinyl butyrate; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, dodecyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, acrylic (Meth) acrylic acid esters such as phenyl acid, methyl α-chloroacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate; other acrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide; Vinyl ethers such as tellurium and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and methyl isopropenyl ketone; N such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole and N-vinyl pyrrolidene -Vinyl compounds are listed. These may be used alone or in combination of two or more with a styrene monomer.
また、ポリエステル系樹脂としては、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合ないし共縮重合によって得られるものであれば使用することができる。ポリエステル系樹脂を合成する際に用いられる成分としては、以下のものが挙げられる。まず、2価または3価以上のアルコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブテンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール類;ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等のビスフェノール類;ソルビトール、1,2,3,6-ヘキサンテトロール、1,4-ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4-ブタントリオール、1,2,5-ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、2-メチルプロパントリオール、2-メチル-1,2,4-ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5-トリヒドロキシメチルベンゼン等の3価以上のアルコール類が例示される。 Moreover, as the polyester resin, any resin obtained by condensation polymerization or co-condensation polymerization of an alcohol component and a carboxylic acid component can be used. The following are mentioned as a component used when synthesize | combining a polyester-type resin. First, dihydric or trihydric or higher alcohol components include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1, Diols such as 4-butenediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol; bisphenol A, hydrogen Bisphenols such as added bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylenated bisphenol A; sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tri Pentaellis Ritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, diglycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylol Examples are trihydric or higher alcohols such as propane and 1,3,5-trihydroxymethylbenzene.
また、2価または3価以上のカルボン酸成分としては、2価または3価カルボン酸、この酸無水物またはこの低級アルキルエステルが用いられ、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、あるいはn-ブチルコハク酸、n-ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、n-オクチルコハク酸、n-オクテニルコハク酸、n-ドデシルコハク酸、n-ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等のアルキルまたはアルケニルコハク酸等の2価カルボン酸;1,2,4-ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸、1,2,4-ブタントリカルボン酸、1,2,5-ヘキサントリカルボン酸、1,3-ジカルボキシル-2-メチル-2-メチレンカルボキシプロパン、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8-オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸等の3価以上のカルボン酸等が例示される。また、ポリエステル系樹脂の軟化点は、80〜150℃であることが好ましく、より好ましくは90〜140℃である。 Further, as the divalent or trivalent or higher carboxylic acid component, divalent or trivalent carboxylic acid, this acid anhydride or this lower alkyl ester is used, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid. Phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, malonic acid, or n-butyl succinic acid, n-butenyl succinic acid, isobutyl succinic acid, isobutenyl succinic acid, Divalent carboxylic acids such as alkyl or alkenyl succinic acid such as n-octyl succinic acid, n-octenyl succinic acid, n-dodecyl succinic acid, n-dodecenyl succinic acid, isododecyl succinic acid, isododecenyl succinic acid; , 4-Benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalene Recarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, Examples include trivalent or higher carboxylic acids such as 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, and empole trimer acid. Is done. Moreover, it is preferable that the softening point of a polyester-type resin is 80-150 degreeC, More preferably, it is 90-140 degreeC.
また、結着樹脂は、熱硬化性樹脂であっても良い。このように一部架橋構造を導入することにより、定着性を低下させることなく、トナーの保存安定性、形態保持性、耐久性等をより向上させることができる。したがって、結着樹脂として熱可塑性樹脂を100%使用する必要はなく、架橋剤を添加したり、あるいは熱硬化性樹脂を一部使用してもよい。 Further, the binder resin may be a thermosetting resin. By introducing a partially crosslinked structure in this way, it is possible to further improve the storage stability, form retention, durability, etc. of the toner without deteriorating the fixability. Therefore, it is not necessary to use 100% of the thermoplastic resin as the binder resin, and a crosslinking agent may be added or a part of the thermosetting resin may be used.
熱硬化性樹脂として、エポキシ系樹脂、シアネート系樹脂等を使用することができる。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリアルキレンエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、シアネート樹脂等の1種または2種以上の組み合わせが挙げられる。 As the thermosetting resin, an epoxy resin, a cyanate resin, or the like can be used. Specifically, one or a combination of two or more of bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, novolac type epoxy resin, polyalkylene ether type epoxy resin, cycloaliphatic type epoxy resin, cyanate resin, etc. Is mentioned.
また、本発明においては、結着樹脂のガラス転移点(Tg)は50〜65℃、好ましくは50〜60℃であるのがよい。ガラス転移点が上記範囲よりも低いと、得られたトナー同士が現像器内で融着し、保存安定性が低下してしまうおそれがある。また、樹脂強度が低いため、感光体へのトナー付着が生じる傾向がある。一方、ガラス転移点が上記範囲よりも高いと、トナーの低温定着性が低下してしまうおそれがある。結着樹脂のガラス転移点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて比熱の変化点から求めることができる。具体的には、測定装置としてセイコーインスツルメンツ社製示差走査熱量計DSC-6200を用い、吸熱曲線を測定することで求めることができる。この場合、測定試料10mgをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを使用し、測定温度範囲25〜200℃、昇温速度10℃/分で常温常湿下にて測定を行い、得られた吸熱曲線よりガラス転移点を求める。 In the present invention, the glass transition point (Tg) of the binder resin is 50 to 65 ° C., preferably 50 to 60 ° C. When the glass transition point is lower than the above range, the obtained toners are fused with each other in the developing unit, and the storage stability may be lowered. Further, since the resin strength is low, there is a tendency that toner adheres to the photoreceptor. On the other hand, if the glass transition point is higher than the above range, the low-temperature fixability of the toner may be lowered. The glass transition point of the binder resin can be determined from the change point of specific heat using a differential scanning calorimeter (DSC). Specifically, it can be obtained by measuring an endothermic curve using a differential scanning calorimeter DSC-6200 manufactured by Seiko Instruments Inc. as a measuring device. In this case, put 10 mg of the measurement sample in an aluminum pan, use an empty aluminum pan as a reference, perform measurement at room temperature and humidity at a measurement temperature range of 25 to 200 ° C, and a temperature increase rate of 10 ° C / min. The glass transition point is obtained from the obtained endothermic curve.
本発明のトナーでは、公知のものと同様、色調を調整するための顔料やアシッドバイオレットの如き染料を着色剤として結着樹脂中に分散させることができる。かかる着色剤は、通常、上記結着樹脂100質量部当り1〜10質量部の量で配合される。 In the toner of the present invention, a pigment for adjusting the color tone or a dye such as Acid Violet can be dispersed in the binder resin as a colorant, as in the known toner. Such a colorant is usually blended in an amount of 1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the binder resin.
電荷制御剤は、帯電レベルや帯電立ち上がり特性(短時間で、一定の電荷レベルに帯電するかの指標)を著しく向上させ、耐久性や安定性に優れた特性等を得るために配合されるものである。即ち、トナーを正帯電させて現像に供する場合には、正帯電性の電荷制御剤を添加し、負帯電させて現像に供する場合には、負帯電性の電荷制御剤を添加する。 Charge control agents are blended to remarkably improve the charge level and charge rise characteristics (an indicator of whether to charge to a constant charge level in a short time), and to obtain characteristics such as durability and stability. It is. That is, when the toner is positively charged for development, a positively chargeable charge control agent is added. When the toner is negatively charged for development, a negatively chargeable charge control agent is added.
このような電荷制御剤としては、特に制限されるものではない。例えば、正帯電性の電荷制御剤の具体例としては、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、オルトオキサジン、メタオキサジン、パラオキサジン、オルトチアジン、メタチアジン、パラチアジン、1,2,3-トリアジン、1,2,4-トリアジン、1,3,5-トリアジン、1,2,4-オキサジアジン、1,3,4-オキサジアジン、1,2,6-オキサジアジン、1,3,4-チアジアジン、1,3,5-チアジアジン、1,2,3,4-テトラジン、1,2,4,5-テトラジン、1,2,3,5-テトラジン、1,2,4,6-オキサトリアジン、1,3,4,5-オキサトリアジン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリンなどのアジン化合物;アジンファストレッドFC、アジンファストレッド12BK、アジンバイオレットBO、アジンブラウン3G、アジンライトブラウンGR、アジンダ-クグリ-ンBH/C、アジンディ-プブラックEWおよびアジンディーブラック3RLなどのアジン化合物からなる直接染料;ニグロシン、ニグロシン塩、ニグロシン誘導体などのニグロシン化合物;ニグロシンBK、ニグロシンNB、ニグロシンZなどのニグロシン化合物からなる酸性染料;ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩類;アルコキシル化アミン;アルキルアミド;ベンジルメチルヘキシルデシルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩を例示することができ、これらは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を併用して使用することもできる。特に、ニグロシン化合物は、より迅速な立ち上がり性が得られる観点から、正帯電性トナーとしての使用には最適である。 Such a charge control agent is not particularly limited. For example, specific examples of a positively chargeable charge control agent include pyridazine, pyrimidine, pyrazine, orthooxazine, metaoxazine, paraoxazine, orthothiazine, metathiazine, parathiazine, 1,2,3-triazine, 1,2,4- Triazine, 1,3,5-triazine, 1,2,4-oxadiazine, 1,3,4-oxadiazine, 1,2,6-oxadiazine, 1,3,4-thiadiazine, 1,3,5-thiadiazine, 1,2,3,4-tetrazine, 1,2,4,5-tetrazine, 1,2,3,5-tetrazine, 1,2,4,6-oxatriazine, 1,3,4,5-oxa Azine compounds such as triazine, phthalazine, quinazoline, quinoxaline; Azin Fast Red FC, Azin Fast Red 12BK, Azin Violet BO, Azin Brown 3G, Azin Light Brown GR, Azin-Kuklin BH / C, Azin-Dip Black EW and Ajindive Direct dyes composed of azine compounds such as rack 3RL; Nigrosine compounds such as nigrosine, nigrosine salts and nigrosine derivatives; acid dyes composed of nigrosine compounds such as nigrosine BK, nigrosine NB and nigrosine Z; metal salts of naphthenic acid or higher fatty acids; alkoxyl Quaternary ammonium salts such as benzylamine, alkylamide, benzylmethylhexyldecylammonium and decyltrimethylammonium chloride, which may be used alone or in combination of two or more. It can also be used. In particular, the nigrosine compound is optimal for use as a positively chargeable toner from the viewpoint of obtaining a quicker start-up property.
また、4級アンモニウム塩、カルボン酸塩或いはカルボキシル基を官能基として有する樹脂またはオリゴマ-なども正帯電性電荷制御剤として使用することができる。具体的には、4級アンモニウム塩を有するスチレン系樹脂、4級アンモニウム塩を有するアクリル系樹脂、4級アンモニウム塩を有するスチレン-アクリル系樹脂、4級アンモニウム塩を有するポリエステル系樹脂、カルボン酸塩を有するスチレン系樹脂、カルボン酸塩を有するアクリル系樹脂、カルボン酸塩を有するスチレン-アクリル系樹脂、カルボン酸塩を有するポリエステル系樹脂、カルボキシル基を有するポリスチレン系樹脂、カルボキシル基を有するアクリル系樹脂、カルボキシル基を有するスチレン-アクリル系樹脂、カルボキシル基を有するポリエステル系樹脂等の1種または2種以上が挙げられる。
Further, a quaternary ammonium salt, a carboxylate, or a resin or oligomer having a carboxyl group as a functional group can also be used as a positively chargeable charge control agent. Specifically, a styrene resin having a quaternary ammonium salt, an acrylic resin having a quaternary ammonium salt, a styrene-acrylic resin having a quaternary ammonium salt, a polyester resin having a quaternary ammonium salt, a carboxylate Styrene resin having carboxylate, acrylic resin having carboxylate, styrene-acrylic resin having carboxylate, polyester resin having carboxylate, polystyrene resin having carboxyl group, acrylic resin having
特に、4級アンモニウム塩を官能基として有するスチレン-アクリル系共重合樹脂は、帯電量を所望の範囲内の値に容易に調節することができる観点から、最適である。この場合において、上記スチレン単位と共重合させる好ましいアクリル系コモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸iso-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸iso-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸n-ブチル、メタアクリル酸iso-ブチルなどの(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。また、4級アンモニウム塩としては、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートから第4級化の工程を経て誘導される単位が用いられる。誘導されるジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジ(低級アルキル)アミノエチル(メタ)アクリレート;ジメチルメタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドが好適である。また、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、N-メチロール(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシ基含有重合性モノマーを重合時に併用することもできる。 In particular, a styrene-acrylic copolymer resin having a quaternary ammonium salt as a functional group is optimal from the viewpoint that the charge amount can be easily adjusted to a value within a desired range. In this case, preferred acrylic comonomers to be copolymerized with the styrene unit include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, iso-propyl acrylate, n-butyl acrylate, iso-butyl acrylate, Examples include (meth) acrylic acid alkyl esters such as 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, and iso-butyl methacrylate. As the quaternary ammonium salt, a unit derived from a dialkylaminoalkyl (meth) acrylate through a quaternization step is used. Examples of the derived dialkylaminoalkyl (meth) acrylate include di (amino) ethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dipropylaminoethyl (meth) acrylate, dibutylaminoethyl (meth) acrylate and the like ( Lower alkyl) aminoethyl (meth) acrylate; dimethylmethacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide are preferred. Further, hydroxy group-containing polymerizable monomers such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and N-methylol (meth) acrylamide can be used in combination during polymerization.
負帯電性を示す電荷制御剤としては、例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効で、その例としてはアルミニウムアセチルアセトナート、鉄(II)アセチルアセトナート、3,5-ジ-tert-ブチルサリチル酸クロム等があり、特にアセチルアセトン金属錯体、サリチル酸系金属錯体または塩が好ましく、特にサリチル酸系金属錯体またはサリチル酸系金属塩が好ましい。 For example, organometallic complexes and chelate compounds are effective as charge control agents exhibiting negative chargeability, such as aluminum acetylacetonate, iron (II) acetylacetonate, chromium 3,5-di-tert-butylsalicylate. In particular, acetylacetone metal complexes, salicylic acid metal complexes or salts are preferable, and salicylic acid metal complexes or salicylic acid metal salts are particularly preferable.
上述した正帯電性または負帯電性の電荷制御剤は、トナー中に1.5〜15質量部、好ましくは2.0〜8.0質量部、より好ましくは3.0〜7.0質量部含有されているのがよい(トナーの全量を100質量部とする)。電荷制御剤の添加量が上記範囲よりも少量であると、所定極性にトナーを安定して帯電させるのが困難になる傾向がある。このトナーを用いて静電潜像の現像を行って画像形成すると、画像濃度が低下したり、画像濃度の耐久性が低下する傾向がある。また、電荷制御剤の分散不良が起こりやすく、いわゆるカブリの原因となったり、感光体汚染が激しくなる等の傾向がある。一方、電荷制御剤が上記範囲よりも多量に使用されると、耐環境性、特に高温高湿下での帯電不良、画像不良などが生じ、感光体汚染等の欠点が生じやすくなる傾向がある。 The positively or negatively chargeable charge control agent described above may be contained in the toner in an amount of 1.5 to 15 parts by weight, preferably 2.0 to 8.0 parts by weight, more preferably 3.0 to 7.0 parts by weight (of the toner). The total amount is 100 parts by mass). If the amount of charge control agent added is less than the above range, it tends to be difficult to stably charge the toner to a predetermined polarity. When an electrostatic latent image is developed using this toner to form an image, the image density tends to decrease or the durability of the image density tends to decrease. In addition, the charge control agent tends to be poorly dispersed, causing so-called fogging, and the contamination of the photoconductor tends to be severe. On the other hand, if the charge control agent is used in a larger amount than the above range, environmental resistance, in particular, poor charging under high temperature and high humidity, poor image, etc., tend to cause defects such as photoconductor contamination. .
定着性やオフセット性を向上させるために使用されるワックス類としては、特に制限されるものではないが、例えばポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フッ素樹脂(例えばデュポン社製テフロン(登録商標))系ワックス、フィッシャートロプシュワックス、パラフィンワックス、エステルワックス、モンタンワックス、ライスワックス等を使用するのが好ましい。また、これらワックスは2種以上を併用しても構わない。かかるワックスを添加することにより、オフセット性や像スミアリングをより効率的に防止することができる。 The waxes used for improving the fixing property and the offset property are not particularly limited. For example, polyethylene wax, polypropylene wax, fluororesin (for example, Teflon (registered trademark) manufactured by DuPont), a wax, Fischer-Tropsch wax, paraffin wax, ester wax, montan wax, rice wax and the like are preferably used. Two or more of these waxes may be used in combination. By adding such wax, offset property and image smearing can be more efficiently prevented.
上述したワックス類の配合量は、特に制限されるものではないが、1〜5質量部とするのが好ましい(トナーの全量を100質量部とする)。ワックス類の添加量が1質量部未満では、オフセット性や像スミアリング等を効率的に防止することができない傾向がある。一方、5質量部を超えると、トナー同士が融着してしまい、保存安定性が低下する傾向がある。 The amount of the waxes described above is not particularly limited, but is preferably 1 to 5 parts by mass (the total amount of toner is 100 parts by mass). When the added amount of wax is less than 1 part by mass, there is a tendency that offset property and image smearing cannot be effectively prevented. On the other hand, when the amount exceeds 5 parts by mass, the toners are fused with each other, and the storage stability tends to be lowered.
本発明の磁性1成分トナーには、必要に応じてコロイダルシリカ、疎水性シリカ、アルミナ、酸化チタンなどの微粒子(外添剤)を外添してもよい。外添剤は、トナー粒子100質量部に対して0.2〜10質量部程度添加するのがよい。また、外添剤の体積平均粒径は1μm以下、好ましくは0.01〜0.8μmであるのがよい。前記トナー粒子に対して上記外添剤を外添することにより、トナーの流動性、保存安定性、クリーニング性等を制御することができる。また、トナー粒子に上記外添剤を外添する撹拌混合装置としては、トナー粒子と外添剤を乾式で撹拌混合できるものであれば特に限定されないが、外添剤がトナー粒子中に埋め込まれないようにヘンシェルミキサー、ナウターミキサーなどを用いるのが好ましい。 If necessary, fine particles (external additives) such as colloidal silica, hydrophobic silica, alumina, and titanium oxide may be externally added to the magnetic one-component toner of the present invention. The external additive is preferably added in an amount of about 0.2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the toner particles. The volume average particle size of the external additive is 1 μm or less, preferably 0.01 to 0.8 μm. By externally adding the external additive to the toner particles, the fluidity, storage stability, cleaning properties, and the like of the toner can be controlled. The stirring and mixing device for externally adding the external additive to the toner particles is not particularly limited as long as the toner particles and the external additive can be stirred and mixed in a dry manner, but the external additive is embedded in the toner particles. It is preferable to use a Henschel mixer, a Nauter mixer or the like.
なお、本発明の磁性1成分トナーにおける結着樹脂、磁性材料、染料、顔料、帯電調整剤などは特に限定されるものではなく、公知の材料を適宜選択して使用することができる。また、感光体表面の絶縁破壊は、感光体ドラムの線速が高いほど発生しやすいため、本発明の画像形成方法および磁性1成分トナーは、特に感光体ドラム線速の高い画像形成装置に好適である。 The binder resin, magnetic material, dye, pigment, charge control agent and the like in the magnetic one-component toner of the present invention are not particularly limited, and known materials can be appropriately selected and used. Further, since the dielectric breakdown of the surface of the photosensitive member is more likely to occur as the linear velocity of the photosensitive drum is higher, the image forming method and the magnetic one-component toner of the present invention are particularly suitable for an image forming apparatus having a high photosensitive drum linear velocity. It is.
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited only to a following example.
[実施例1〜5,比較例1〜4]
表1に示す含有量の結着樹脂と、離型剤2.0質量部と、正電荷制御剤2.0質量部と、表1に示す含有量の磁性粉と、導電剤として表1に示す含有量のカーボンブラックとをヘンシェルミキサーにより混合し、2軸押出機にて溶融混練した後、冷却し、ハンマーミルにて粗粉砕した。この粗粉砕品を機械式粉砕機にてさらに微粉砕した後、気流式分級機により分級して体積平均粒径8μmの磁性トナー粒子を得た。次に、得られたトナー粒子100質量部に対してシリカ(日本アエロジル社製RA-200H)1.0質量部と、酸化チタン(チタン工業社製ST-100)2.0質量部とを添加し、ヘンシェルミキサー20B(三井鉱山(株)製)により撹拌混合し、トナー粒子の表面にこれらの外添剤を付着させることにより、実施例1〜5および比較例1〜4の磁性1成分トナー(磁性1成分正帯電現像剤)をそれぞれ調製した。
[Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 4]
Table 1 shows the binder resin with the content shown in Table 1, 2.0 parts by weight of the release agent, 2.0 parts by weight of the positive charge control agent, the magnetic powder with the content shown in Table 1, and the conductive agent. Carbon black having the content shown was mixed with a Henschel mixer, melt-kneaded with a twin screw extruder, cooled, and coarsely pulverized with a hammer mill. The coarsely pulverized product was further finely pulverized by a mechanical pulverizer and then classified by an airflow classifier to obtain magnetic toner particles having a volume average particle diameter of 8 μm. Next, 1.0 part by mass of silica (RA-200H manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and 2.0 parts by mass of titanium oxide (ST-100 manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) are added to 100 parts by mass of the obtained toner particles. The magnetic one-component toners of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 are mixed by stirring and mixing with a Henschel mixer 20B (Mitsui Mining Co., Ltd.) and attaching these external additives to the surface of the toner particles. (Magnetic one-component positively charged developer) was prepared.
トナー粒子を構成する各原料の詳細を以下に示す。
結着樹脂:温度計、撹拌機、窒素導入管のついた反応器中にキシレン300部を入れ、窒素気流下で、スチレン845部、アクリル酸n-ブチル155部の混合モノマーとジ-tert-ブチルペルオキサイド(重合開始剤)8.5部とキシレン125部の混合溶液を用いて、170℃で3時間かけて滴下した。滴下後、170℃で1時間反応させ、重合を完了した。その後、脱溶剤して結着樹脂を得た。
磁性粉:796kA/m印加時に保持力5.0kA/m、飽和磁化82Am2/kg、残留磁化11Am2/kg、個数平均粒径0.25μm
離型剤:ワックス(サゾール社製サゾールワックスH1)
正電荷制御剤:4級アンモニウム塩(オリエント化学社製ボントロンP-51)
導電剤:カーボンブラック(ライオン・アクゾ社製ケッチェンブラックEC、比表面積950m2/g)
Details of the respective raw materials constituting the toner particles are shown below.
Binder resin: Put 300 parts of xylene into a reactor equipped with a thermometer, stirrer, and nitrogen inlet tube, and under a nitrogen stream, 845 parts of styrene and 155 parts of n-butyl acrylate mixed monomer and di-tert- Using a mixed solution of 8.5 parts of butyl peroxide (polymerization initiator) and 125 parts of xylene, the solution was added dropwise at 170 ° C. over 3 hours. After the dropwise addition, the mixture was reacted at 170 ° C. for 1 hour to complete the polymerization. Thereafter, the solvent was removed to obtain a binder resin.
Magnetic powder: holding power 5.0 kA / m when 796 kA / m is applied, saturation magnetization 82 Am 2 / kg,
Mold release agent: Wax (Sazole Wax H1 from Sazol)
Positive charge control agent: quaternary ammonium salt (Orient Chemicals Bontron P-51)
Conductive agent: Carbon black (Ketjen Black EC, manufactured by Lion Akzo, specific surface area 950m 2 / g)
[比較例5]
トナー粒子中に、カーボンブラックに代えて導電剤として酸化スズ5.0(質量部)を含有させた他は、実施例1と同様にして磁性1成分トナー(磁性1成分正帯電現像剤)を調製した。
[Comparative Example 5]
A magnetic one-component toner (magnetic one-component positively charged developer) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the toner particles contained tin oxide 5.0 (parts by mass) as a conductive agent instead of carbon black. Prepared.
[比較例6]
トナー粒子中に、カーボンブラックに代えて導電剤として酸化チタン5.0(質量部)を含有させた他は、実施例1と同様にして磁性1成分トナー(磁性1成分正帯電現像剤)を調製した。
A magnetic one-component toner (magnetic one-component positively charged developer) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the toner particles contained titanium oxide 5.0 (parts by mass) as a conductive agent instead of carbon black. Prepared.
実施例1〜5および比較例1〜6の各現像剤を、a−Si感光体ドラムを搭載した京セラ(株)製ページプリンタFS−3800(24ppm(A4サイズ)、線速147mm/秒)の現像器内にそれぞれセットし、印刷紙に所定の画像評価パターンを印字して、感光体の絶縁破壊の状態、画像特性、現像剤の帯電特性および定着特性を評価し、現像スリーブ上の薄層状態を目視にて確認した。結果を表2に示す。また、各特性の評価方法を以下に示す。
<感光体の絶縁破壊の状態>
印刷紙5万枚に画像評価パターンを印字した後、この5万枚目の印字紙の黒点数をドットアナライザー(王子計測機器株式会社製、DA-5000S)を用いてカウントし、印字枚数に対する感光体膜の絶縁破壊回数を評価した。測定した黒点数の測定範囲はA4横方向、5mm×210mmの領域とした。
<画像特性>
常温常湿環境(20℃、65%RH)において、初期時に上記ページプリンタにより画像評価パターンを印字したものを初期画像とし、その後、5万枚連続通紙を行い、再度画像評価パターンを印字したものを耐久後画像とした。これらのソリッド画像をマクベス反射濃度計(RD914)を用いてそれぞれ測定し、同時にカブリを目視観察することにより画像特性評価を行った。画像濃度は1.30以上である場合をO.K.(良好)とした。またカブリの評価は以下の判断基準を用いた。
○:カブリは見られない
△:ややカブリを生じている
×:カブリがひどい
<帯電特性>
トナーの帯電量については、磁性トナーとフェライトキャリア(FK-150、パウダーテック社製)を常温常湿環境において混合した後、ボールミルにて10分間撹拌することで摩擦帯電させ、このうち約100mgの帯電量をTRek社製帯電量測定装置(Q/M Meter210HS)を用いて測定し、その際の質量変化から、現像剤1gあたりの帯電量μC/gを求めた。
<定着特性>
上記ページプリンタの定着温度を制御することにより、磁性トナーの定着性の評価を行なった。ここで最低定着温度は、定着率が95%を越える際の定着ローラーの温度をいう。なお、定着率とは、綿布で包んだ黄銅製分銅で1kgの荷重をかけ、印字した定着評価パターンのソリッド画像を10往復擦り、擦る前後での画像濃度をマクベス反射濃度計にて測定したときの濃度比率である。
○:定着率が95%以上
△:定着率が90%以上〜95%未満
×:定着率が90%未満
最低定着温度の評価には以下の判断基準を用いた。
○:150℃以下を○
△:150℃より高く160℃以下
×:160℃より高い
<トナー薄層状態>
現像スリーブ上のトナー薄層状態については目視にて確認を行い、評価については以下の判断基準を用いた。
○:薄層が均一に形成され、ムラがない
△:層厚が厚い部分がある
×:ムラが生じている
<State of dielectric breakdown of photoconductor>
After printing an image evaluation pattern on 50,000 sheets of printing paper, the number of black spots on this 50,000th printing paper is counted using a dot analyzer (DA-5000S, manufactured by Oji Scientific Instruments), and the sensitivity to the number of printed sheets. The number of dielectric breakdowns of the body film was evaluated. The measurement range of the number of black spots measured was an area of 5 mm × 210 mm in the A4 horizontal direction.
<Image characteristics>
In a normal temperature and humidity environment (20 ° C, 65% RH), the initial image was printed with an image evaluation pattern by the above page printer, then 50,000 sheets were continuously fed and the image evaluation pattern was printed again. The thing was made into the image after endurance. These solid images were measured using a Macbeth reflection densitometer (RD914), and image characteristics were evaluated by visually observing fog. A case where the image density was 1.30 or more was determined to be OK (good). The following criteria were used for fog evaluation.
○: No fogging is observed. △: Some fogging is generated. ×: Fog is severe <Charging characteristics>
Regarding the charge amount of the toner, after magnetic toner and ferrite carrier (FK-150, manufactured by Powder Tech Co., Ltd.) are mixed in a normal temperature and humidity environment, they are triboelectrically charged by stirring for 10 minutes in a ball mill. The charge amount was measured using a charge amount measuring device (Q / M Meter 210HS) manufactured by TRek, and the charge amount μC / g per gram of the developer was determined from the mass change at that time.
<Fixing characteristics>
The fixing property of the magnetic toner was evaluated by controlling the fixing temperature of the page printer. Here, the minimum fixing temperature refers to the temperature of the fixing roller when the fixing rate exceeds 95%. Note that the fixing rate is when a 1 kg load is applied with a brass weight wrapped in cotton cloth, the solid image of the printed fixing evaluation pattern is rubbed 10 times, and the image density before and after rubbing is measured with a Macbeth reflection densitometer. Concentration ratio.
○: Fixing rate of 95% or more Δ: Fixing rate of 90% or more to less than 95% ×: Fixing rate of less than 90% The following criteria were used to evaluate the minimum fixing temperature.
○: Less than 150 ℃
Δ: higher than 150 ° C and lower than 160 ° C ×: higher than 160 ° C <Toner thin layer state>
The toner thin layer state on the developing sleeve was visually confirmed, and the following criteria were used for evaluation.
○: A thin layer is uniformly formed and there is no unevenness. Δ: There is a portion with a thick layer. ×: There is unevenness.
比較例1および2では、磁性粉の含有量が本発明の範囲外であるが、カーボンブラックは含有しているため、黒点数は21以下と少なかった。しかし、比較例1は磁性粉が少ないため、カブリが生じ、またトナー薄層を安定して形成することができなかった。比較例2では磁性粉量が多すぎるため、定着性が著しく低下し、また現像スリーブによるトナーの磁気拘束力が大きくなり、画像濃度が低下した。 In Comparative Examples 1 and 2, the content of the magnetic powder was outside the range of the present invention, but since carbon black was contained, the number of black spots was as small as 21 or less. However, in Comparative Example 1, since the amount of magnetic powder was small, fogging occurred and a toner thin layer could not be stably formed. In Comparative Example 2, since the amount of magnetic powder was too large, the fixability was remarkably lowered, and the magnetic binding force of the toner by the developing sleeve was increased, and the image density was lowered.
比較例3および4では、導電剤であるカーボンブラックの含有量が所定の範囲になく、比較例3ではカーボンブラックの添加効果がなく黒点が多量に発生し、逆に比較例4では添加量が多すぎたため、帯電の異常な低下を招き、画像濃度が低くカブリが発生し、さらには定着性も若干悪化した。 In Comparative Examples 3 and 4, the content of carbon black as a conductive agent is not within a predetermined range, Comparative Example 3 has no effect of adding carbon black and a large amount of black spots are generated, and conversely in Comparative Example 4, the added amount is Since the amount was too large, the charging was abnormally reduced, the image density was low, fogging occurred, and the fixability was slightly deteriorated.
比較例5および6では、導電剤としてカーボンブラックに代えて酸化チタンおよび酸化スズを使用したが、添加量をカーボンブラックと同等にした場合には、これら導電剤添加の効果がなく、感光体絶縁破壊が発生したと思われる黒点が多数発生した。 In Comparative Examples 5 and 6, titanium oxide and tin oxide were used as the conductive agent instead of carbon black. However, when the addition amount was equivalent to that of carbon black, there was no effect of addition of these conductive agents, and the photoreceptor was insulated. Many sunspots that seem to have been destroyed occurred.
一方、実施例1〜5では、導電剤としてカーボンブラックを使用し、磁性粉およびカーボンブラックを適切な含有量に調整しているため、画像特性、トナー薄層、黒点において全く問題がなかった。また定着性も悪化することなく、良好な定着特性を示した。 On the other hand, in Examples 1 to 5, since carbon black was used as the conductive agent and the magnetic powder and carbon black were adjusted to appropriate contents, there were no problems in terms of image characteristics, toner thin layer, and black spots. In addition, the fixing property was excellent without deteriorating.
11 a−Si感光体ドラム
12 スコロトロン帯電器
13 露光体
14 現像器
15 転写ロール
16 クリーニングブレード
17 除電ランプ
18 表面保護層
19 感光層
20 キャリア阻止層
21 導電性基体
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記感光体表面に形成された静電潜像を現像するトナーとして、トナー粒子中に少なくとも磁性粉35〜55質量%およびカーボンブラック1〜10質量%を含有した磁性1成分トナーを使用することを特徴とする画像形成方法。 An image forming method based on a magnetic one-component developing method using an amorphous silicon photoconductor having a film thickness of 30 μm or less as a latent image holding member and using a cleaning blade as a cleaning unit for removing toner from the surface of the photoconductor,
As a toner for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the photoreceptor, a magnetic one-component toner containing at least 35 to 55% by mass of magnetic powder and 1 to 10% by mass of carbon black in toner particles is used. An image forming method.
トナー粒子中には、少なくとも磁性粉35〜55質量%およびカーボンブラック1〜10質量%が含有されていることを特徴とする磁性1成分トナー。
A magnetic one-component toner used in a magnetic one-component developing system using an amorphous silicon photosensitive member having a film thickness of 30 μm or less as a latent image holding member and using a cleaning blade as a cleaning means for removing toner from the surface of the photosensitive member,
A magnetic one-component toner characterized in that the toner particles contain at least 35 to 55% by mass of magnetic powder and 1 to 10% by mass of carbon black.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004006656A JP2005202024A (en) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | Image forming method and magnetic monocomponent toner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004006656A JP2005202024A (en) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | Image forming method and magnetic monocomponent toner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005202024A true JP2005202024A (en) | 2005-07-28 |
Family
ID=34820557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004006656A Pending JP2005202024A (en) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | Image forming method and magnetic monocomponent toner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005202024A (en) |
-
2004
- 2004-01-14 JP JP2004006656A patent/JP2005202024A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7625685B2 (en) | Magnetic mono-component toner for developing electrostatic latent image and image forming method | |
JPWO2006016643A1 (en) | Magnetic one-component toner for developing electrostatic latent image and image forming method | |
KR20130012918A (en) | Developer for developing positive charging electrostatic latent image and method of forming image | |
JP4072161B2 (en) | Image forming method | |
JP2012048024A (en) | Toner for electrostatic latent image development | |
JP2006071850A (en) | Electrostatic latent image developing magnetic monocomponent toner and method for suppressing dielectric breakdown in amorphous silicon photoreceptor | |
US20070092818A1 (en) | Magnetic single component toner for electrostatic image development and insulation damage suppression method for amorphous silicon photosensitive member | |
JP5022872B2 (en) | Toner for electrophotography | |
JP2007041049A (en) | Developer for image forming apparatus and image forming apparatus using the developer | |
JP2007033947A (en) | Developer for image forming apparatus | |
JP2007206530A (en) | Magnetic toner and image forming method using the same | |
JP3947477B2 (en) | Toner for electrostatic latent image development | |
JP2005202024A (en) | Image forming method and magnetic monocomponent toner | |
JP2010276948A (en) | Electrostatic latent image developing toner and electrostatic latent image developer | |
JP4644106B2 (en) | Magnetic toner and image forming method using the same | |
JP2006126793A (en) | Magnetic mono-component toner for developing electrostatic latent image and image forming method | |
JP2008304788A (en) | Electrophotographic toner | |
JP2008077120A (en) | Image forming method | |
JP2004219658A (en) | Positive charge type magnetic one component toner for developing electrostatic latent image | |
JP2006098978A (en) | Magnetic single-component toner for electrostatic latent image development, and image forming method | |
JP5244545B2 (en) | Toner for electrophotography and image forming method using the same | |
JP2007101744A (en) | Toner for electrostatic latent image development and image forming apparatus | |
JP2007101745A (en) | Magnetic monocomponent toner, and developing unit and image forming apparatus using the same | |
JP2005156984A (en) | Magnetic one component toner for electrostatic latent image development, and image forming method | |
JP5514750B2 (en) | Electrostatic latent image developing toner and image forming method |