JP2010020172A - Electrophotographic two-component developer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真用2成分現像剤に関し、より詳しくは、電子写真方式を用いた複写機やプリンタに代表される画像形成装置にて形成された静電潜像を顕在化するための2成分現像剤に関するものである。 The present invention relates to a two-component developer for electrophotography, and more specifically, 2 for revealing an electrostatic latent image formed by an image forming apparatus represented by a copying machine or a printer using an electrophotographic method. It relates to a component developer.
プリンタや複写機などの電子写真技術を利用した画像出力機器には、像担持体上に形成された静電潜像を現像し可視像を形成するための現像剤が用いられている。従来から、現像剤として、トナーとキャリアとから成る2成分現像剤と、トナー単体から成る一成分現像剤とが用いられてきた。これら現像剤による現像方式のうち、2成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像方式は、他の現像方式と比較して、画質及び高速印刷の面で優れているため、広く利用されている。 In an image output device using electrophotographic technology such as a printer or a copying machine, a developer for developing a latent electrostatic image formed on an image carrier and forming a visible image is used. Conventionally, a two-component developer composed of toner and carrier and a one-component developer composed of toner alone have been used as the developer. Among these developing methods using a developer, a magnetic brush developing method using a two-component developer is widely used because it is superior in image quality and high-speed printing compared to other developing methods.
磁気ブラシ現像方式を用いた画像形成装置は、2成分現像剤を担持させる現像剤担持体と、静電潜像が形成された像担持体とを備えている。また、現像剤担持体は、円筒形状の金属スリーブと、その内部に備えられたマグネットローラとを備えている。また、マグネットローラは、磁界発生手段である永久磁石を複数有し、各永久磁石は、N極とS極とが交互になるように配設されている。 An image forming apparatus using a magnetic brush developing system includes a developer carrier that carries a two-component developer and an image carrier on which an electrostatic latent image is formed. Further, the developer carrying member includes a cylindrical metal sleeve and a magnet roller provided therein. The magnet roller has a plurality of permanent magnets as magnetic field generating means, and each permanent magnet is arranged so that the N pole and the S pole are alternately arranged.
このような画像形成装置では、次の方法により、像担持体に可視像が形成される。まず、現像剤担侍体における金属スリーブ表面に2成分現像剤を担持させ、マグネットローラを固定したまま金属スリーブのみを回転させる。これにより、2成分現像剤が、静電潜像が形成された像担侍体と対向する現像領域へ搬送される。そして、現像剤担侍体と像担侍体との間で印加された現像電界により、帯電したトナーのみを像担侍体に静電吸着させて、可視像を形成する。 In such an image forming apparatus, a visible image is formed on the image carrier by the following method. First, the two-component developer is carried on the surface of the metal sleeve in the developer carrier, and only the metal sleeve is rotated while the magnet roller is fixed. As a result, the two-component developer is transported to the development area facing the image carrier on which the electrostatic latent image is formed. Then, by a developing electric field applied between the developer carrier and the image carrier, only the charged toner is electrostatically adsorbed to the image carrier to form a visible image.
2成分現像剤に含まれるトナーは、現像剤担持体を含む現像ユニット内において、キャリアと混合攪拌される。これにより、トナーは、キャリアと接触して、摩擦帯電される。このようなトナーの性質を利用した電子写真技術として、乾式二成分現像がある。乾式二成分現像では、この摩擦帯電したトナーの静電気力を用いて、電気的にトナーをハンドリングして、画像を形成している。そして、乾式二成分現像においては、トナーの帯電量の制御が重要である。このトナーの帯電量は、画像形成システム上の各種要請から決まるものであり、その値が安定していることがシステムの安定性のために望ましい。 The toner contained in the two-component developer is mixed and stirred with a carrier in a developing unit including a developer carrier. As a result, the toner comes into contact with the carrier and is frictionally charged. As an electrophotographic technique using such properties of toner, there is dry two-component development. In dry two-component development, the electrostatic force of the frictionally charged toner is used to electrically handle the toner to form an image. In dry two-component development, control of the toner charge amount is important. The charge amount of the toner is determined by various requirements on the image forming system, and it is desirable for the stability of the system that the value is stable.
また、近年の複写機やプリンタにおいて、印刷の高画質化および高速化が重要視される傾向にある。このとき、特に重要になるのが現像剤の安定性である。すなわち、高画質化を達成するためには、トナーを決められた場所に、決められた量だけ配置する必要がある。電子写真技術では、トナーのハンドリングに、静電気力が用いられている。それゆえ、付着力などの他の外力に打ち勝って、電界により生じた静電力を用いてトナーを移動させるためには、トナーの帯電量を、ある程度以上に高く維持することが要求される。また、マシンの高速化に伴い、印刷枚数が増加するため、メンテナンスに対する要求が強くなっている。それゆえ、長期間に渡って安定的に動作する現像剤が求められている。 Also, in recent copying machines and printers, there is a tendency that high image quality and high speed of printing are regarded as important. At this time, the stability of the developer is particularly important. That is, in order to achieve high image quality, it is necessary to dispose a predetermined amount of toner at a predetermined location. In electrophotographic technology, electrostatic force is used for toner handling. Therefore, in order to overcome other external forces such as adhesion force and move the toner using the electrostatic force generated by the electric field, it is required to maintain the toner charge amount higher than a certain level. In addition, since the number of printed sheets increases as the machine speeds up, the demand for maintenance is increasing. Therefore, there is a need for a developer that operates stably over a long period of time.
特に現像剤寿命等を考慮した場合、公知のキャリアの中でも、キャリア芯材に樹脂が被覆された被覆キャリアが優れている。このことから、種々のタイプの被覆キャリアが開発されている。被覆キャリアには、トナーを帯電させ、そのトナーの帯電性能を長期間に渡って維持することが求められている。そのためには、被覆キャリアの耐衝撃性、耐摩耗性、耐環境性とともに、トナーの帯電性や流動性などが安定的に動作することが重要な課題である。 In particular, when considering the lifetime of the developer, among the known carriers, a coated carrier in which a carrier core material is coated with a resin is excellent. For this reason, various types of coated carriers have been developed. The coated carrier is required to charge the toner and maintain the charging performance of the toner for a long period of time. For that purpose, it is an important issue that the chargeability and fluidity of the toner operate stably in addition to the impact resistance, wear resistance, and environment resistance of the coated carrier.
このような課題を解決するために、種々の被覆キャリアが提案されている。例えば特許文献1には、メラミン樹脂をキャリア芯材表面に被覆し、硬化させることによって硬い被覆層をもつ被覆キャリアが得られることが記載されている。しかしながら、このキャリアでは、トナー成分のキャリア表面への付着(汚染)を防止できない。
In order to solve such a problem, various coated carriers have been proposed. For example,
このようなキャリア表面のトナー成分の汚染に対する解決策として、例えば特許文献2では、キャリア芯材表面にシリコーン樹脂を被覆することが提案されている。しかしながら、シリコーン樹脂を被覆したキャリアは、その表面が経時的に摩耗するため、結果としてトナー成分の汚染を防止するには不十分である。 As a solution to the contamination of the toner component on the carrier surface, for example, Patent Document 2 proposes to coat the surface of the carrier core material with a silicone resin. However, the carrier coated with a silicone resin is insufficient to prevent contamination of the toner component as a result, since its surface wears with time.
一方、現像剤の定着離型性をトナーで改善するためには、トナーに含まれる結着樹脂の分子量分布を制御するとともに、トナー中に離型性が高いワックス樹脂を分散させる必要がある。さらには、カラートナーは、一定の定着温度で結着樹脂が溶解することにより、色重ねにおける発色性を保持する。それゆえ、カラートナーでは、結着樹脂の分子量を低くすることにより、樹脂の軟化点を下げる必要がある。 On the other hand, in order to improve the fixing releasability of the developer with the toner, it is necessary to control the molecular weight distribution of the binder resin contained in the toner and to disperse the wax resin having high releasability in the toner. Furthermore, the color toner retains the color developability in color superposition when the binder resin dissolves at a fixed fixing temperature. Therefore, in the color toner, it is necessary to lower the softening point of the resin by lowering the molecular weight of the binder resin.
その結果、トナー中には非常に低い分子量の成分が存在する。さらに、トナーは、低融点のワックスを含有している。それゆえ、現像剤の定着離型をトナーで改善しようとすると、トナー表面に存在する低融点ワックスの影響によって、トナーの流動性が低下するという新たな問題が生じる。また、最近では、高画質化への取り組みとして、トナー粒子の小径化が進んでいる。このトナー粒子の小径化も、トナーの流動性を低下させる要因となっている。また、トナー粒子が小径化すると、キャリアとの混合剤である2成分現像剤の流動性も低下する。 As a result, there are very low molecular weight components in the toner. Further, the toner contains a low melting point wax. Therefore, when it is attempted to improve the fixing and releasing of the developer with the toner, there arises a new problem that the fluidity of the toner is lowered due to the influence of the low melting point wax existing on the toner surface. In recent years, the diameter of toner particles has been reduced as an effort to improve image quality. The reduction in the diameter of the toner particles is also a factor that lowers the fluidity of the toner. Further, when the toner particles are reduced in size, the fluidity of the two-component developer that is a mixture with the carrier also decreases.
このような課題を解決する方法として、例えば特許文献3に開示された技術が提案されている。特許文献3では、外添剤を有するトナーと、キャリアとを含有する2成分現像剤が開示されている。そして、外添剤は、シリコーンオイルで表面処理されたシリカと、フッ素を含有したシラン系カップリング剤で表面処理された酸化チタンとを合わせて含有する。また、キャリアは、球形磁性粒子になっており、その表面が、アミノシラン系カップリング剤が分散されたシリコーン樹脂でコーティングされている。 As a method for solving such a problem, for example, a technique disclosed in Patent Document 3 has been proposed. Patent Document 3 discloses a two-component developer containing a toner having an external additive and a carrier. The external additive contains both silica treated with silicone oil and titanium oxide surface treated with a silane coupling agent containing fluorine. The carrier is formed of spherical magnetic particles, and the surface thereof is coated with a silicone resin in which an aminosilane coupling agent is dispersed.
また、低温定着性に優れるトナーとして、ポリエステル樹脂を結着樹脂としたトナーが挙げられる。ポリエステル樹脂は、ガラス転移点が高いにも関わらず、低軟化点の樹脂を得やすいという利点がある。それゆえ、ポリエステル樹脂を結着樹脂としたトナーは、加熱溶融した場合の紙などの被定着シートに対する濡れ性がよく、より低い温度で定着を行うことが可能である。 Further, examples of the toner having excellent low-temperature fixability include a toner using a polyester resin as a binder resin. The polyester resin has an advantage that a resin having a low softening point can be easily obtained although the glass transition point is high. Therefore, a toner using a polyester resin as a binder resin has good wettability to a sheet to be fixed such as paper when heated and melted, and can be fixed at a lower temperature.
しかしながら、従来汎用されているポリエステル樹脂のなかには、定着過程で、オフセット現象が生じる温度が低い樹脂もある。オフセット現象とは、トナー画像の一部が加熱ローラー表面に付着して転移し、次の被定着シートに汚れを発生させる現象のことである。それゆえ、ポリエステル樹脂を結着樹脂としたトナーでは、広い定着温度域で得ることが困難であった。この解決法として、キャリアの被覆樹脂量を増加させることも検討されている。しかしながら、キャリアの被覆樹脂量の増加は、キャリアの高抵抗化につながり、画質劣化が生じるおそれがあった。 However, some polyester resins that have been widely used in the past have a low temperature at which an offset phenomenon occurs during the fixing process. The offset phenomenon is a phenomenon in which a part of the toner image adheres to the surface of the heating roller and is transferred to cause a stain on the next fixing sheet. Therefore, it is difficult to obtain a toner using a polyester resin as a binder resin in a wide fixing temperature range. As a solution to this problem, increasing the amount of coating resin on the carrier has been studied. However, an increase in the amount of coating resin on the carrier leads to an increase in the resistance of the carrier, which may cause image quality degradation.
さらには、低融点のワックス材料を含有するトナーを用いることで、低温定着性を向上させることも考えられる。しかしながら、トナーにワックス材料を含有させるだけでは、トナーを粉砕する際に、トナー表面にワックス界面が露出し、トナーの流動性が悪化する。そして、キャリア表面へ汚染(スペント)するトナーが増加することによって、帯電性能を維持することが困難になる。一方、トナー中のワックス分散を微細化すると、トナー定着時において、ワックスが表面に少なくなるため、オフセット領域が狭くなるという課題があった。 Furthermore, it is conceivable to improve the low-temperature fixability by using a toner containing a low melting point wax material. However, if the toner only contains a wax material, when the toner is pulverized, the wax interface is exposed on the toner surface, and the fluidity of the toner is deteriorated. The increase in the amount of toner that contaminates (spents) the carrier surface makes it difficult to maintain the charging performance. On the other hand, if the wax dispersion in the toner is made finer, there is a problem that the offset region becomes narrow because the wax is reduced on the surface at the time of toner fixing.
特許文献4では、トナー表面のワックス露出量Xとトナーに含有されるワックス量Yとを制御することにより、トナーの流動性が良好な現像剤を実現している。 In Patent Document 4, a developer having good toner fluidity is realized by controlling the amount of exposed wax X on the toner surface and the amount of wax Y contained in the toner.
また、特許文献5には、トナーに含まれるポリエチレン系ワックスとして、針入度が5dmm乃至12dmm、130℃における溶解粘度が15cps以下のワックスを用い、キャリアとして、印加電圧103V/cmにおける体積抵抗が105Ωcm乃至1012Ωcmであるキャリアを用いた静電荷像現像剤が記載されている。これにより、トナーの粉体流動性、耐凝集性(耐ブロッキング性)に優れた静電荷像現像剤を実現している。
最近では、複写機にもプリンタ機能を付加させた複合機が多く、コピーやプリント枚数が少数であり、コピー、プリント枚数に対して現像における現像剤の攪拌時間が多くなる傾向にある。 Recently, many copiers have a printer function added, and the number of copies and prints is small, and the developer agitation time tends to increase with respect to the number of copies and prints.
ワックスを分散したオイルレストナーには、定着離型性を確保するために、ワックスが分散されている。それゆえ、オイルレストナーを含む2成分現像剤に熱ストレスが加わると、トナー表面にワックスが浸み出し、キャリア表面にもワックスが付着することとなる。さらには、駆動部や定着装置からの熱によって、複写機内部は、高温環境下になる。この熱によって、現像剤は大凡10〜20℃の温度上昇が確認された。この温度上昇によって、トナー表面に浸み出したワックスは、放置後もトナー表面やキャリア表面に存在する。このために、再度、複写機本体が稼働した際には、ワックスが容易にキャリア表面を汚染してしまう。その結果、現像剤は、トナーへの帯電性能が低下し、流動性が低下する。これによって、画質劣化が発生し、現像剤寿命を極端に短くしてしまう。 In the oilless toner in which the wax is dispersed, the wax is dispersed in order to ensure fixing releasability. Therefore, when thermal stress is applied to the two-component developer containing oilless toner, the wax oozes out on the toner surface and the wax adheres to the carrier surface. Furthermore, the inside of the copying machine is in a high temperature environment due to heat from the drive unit and the fixing device. With this heat, the developer was confirmed to have a temperature increase of about 10 to 20 ° C. The wax that has oozed out on the toner surface due to this temperature rise remains on the toner surface and the carrier surface even after being left standing. For this reason, when the copying machine main body is operated again, the wax easily contaminates the carrier surface. As a result, in the developer, the charging performance to the toner is lowered and the fluidity is lowered. As a result, image quality degradation occurs and the developer life is extremely shortened.
特に、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤の流動性が悪化すると、現像剤担持体を含む現像ユニット内で2成分現像剤が凝集してしまう。そして、この凝集により、2成分現像剤の像担侍体への搬送能が低下する。 In particular, when the fluidity of a two-component developer composed of a toner and a carrier deteriorates, the two-component developer aggregates in the developing unit including the developer carrying member. This aggregation reduces the ability of the two-component developer to be conveyed to the image carrier.
特許文献1〜5に開示された2成分現像剤は、トナーの流動性・耐凝集性を良好にし、安定なトナー定着を実現している。しかしながら、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤の流動性について考慮すると、充分な流動性を得るに至っていなかった。すなわち、従来の2成分現像剤では、現像時における現像剤の流動性の確保と、トナーの定着安定性との両立が困難であった。
The two-component developers disclosed in
本発明は、従来技術における上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナー定着性を維持し、トナーとキャリアとからなる現像剤の流動性が良好であると同時に、長期間の使用にも耐えうる電子写真用2成分現像剤を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and the object thereof is to maintain toner fixability and at the same time have good flowability of a developer composed of a toner and a carrier. An object of the present invention is to provide a two-component developer for electrophotography that can withstand long-term use.
本発明者等は、従来の技術における上述のような課題を改善すべく、2成分現像剤について研究、検討した結果、現像剤の流動性の悪化は、トナーに含まれるワックスがキャリアに流出する(付着する)ことに起因することを見出した。そして、このワックスの付着は、キャリア表面の樹脂被覆状態に左右されることを見出した。そして、トナーのワックス内添量及び現像剤に対するトナー濃度と、キャリア粒子の樹脂被覆前後の体積抵抗変化率との比率を特定の比率に設定することにより、現像剤の流動性が良好であると同時に、長期間の使用にも耐えうる現像剤を提供できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明の以下の構成を採用することにより、上記の課題解決に成功した。 The present inventors have studied and studied a two-component developer in order to improve the above-described problems in the prior art. As a result, the deterioration of the developer fluidity causes the wax contained in the toner to flow out to the carrier. It was found that it is caused by (adhering). And it discovered that adhesion of this wax was influenced by the resin coating state of the carrier surface. And, by setting the ratio of the toner wax internal addition amount and the toner concentration with respect to the developer and the volume resistance change rate before and after the resin coating of the carrier particles to a specific ratio, the flowability of the developer is good. At the same time, the inventors have found that a developer that can withstand long-term use can be provided, and have reached the present invention. That is, by adopting the following configuration of the present invention, the above problem has been successfully solved.
すなわち、本発明の電子写真用2成分現像剤は、上記の課題を解決するために、トナーとキャリアとからなり、上記トナーが結着樹脂、着色剤及びワックス材を含有している電子写真用2成分現像剤において、上記キャリアは、キャリア芯材と、該キャリア芯材表面に樹脂が被覆された樹脂被覆層とを有し、トナーに対するワックス材含有率をA(重量%)とし、電子写真用2成分現像剤に対するトナー濃度をT(重量%)とし、上記キャリア芯材の体積抵抗をB(Ωcm)とし、上記キャリアの体積抵抗をC(Ωcm)としたとき、下記式(1)
10.4≦log((C/B)/(A×T))≦17.9 …(1)
を満たすことを特徴としている。
That is, the electrophotographic two-component developer of the present invention comprises a toner and a carrier in order to solve the above problems, and the toner contains a binder resin, a colorant and a wax material. In the two-component developer, the carrier has a carrier core material and a resin coating layer in which the surface of the carrier core material is coated with a resin, and the wax material content with respect to the toner is A (wt%). When the toner concentration relative to the two-component developer is T (% by weight), the volume resistance of the carrier core material is B (Ωcm), and the volume resistance of the carrier is C (Ωcm), the following formula (1)
10.4 ≦ log ((C / B) / (A × T)) ≦ 17.9 (1)
It is characterized by satisfying.
上記の構成において、Bは、キャリア芯材に樹脂被覆層を形成する前の体積抵抗に相当する。一方、Cは、キャリア芯材に樹脂被覆層を形成する後の体積抵抗の相当する。したがって、C/Bは、キャリア粒子の樹脂被覆前後の体積抵抗変化率を示す。また、A×Tは、電子写真用2成分現像剤に対するワックスの含有率を示す。 In the above configuration, B corresponds to the volume resistance before the resin coating layer is formed on the carrier core material. On the other hand, C corresponds to the volume resistance after the resin coating layer is formed on the carrier core material. Therefore, C / B indicates the volume resistance change rate before and after the resin coating of the carrier particles. A × T represents the wax content relative to the two-component developer for electrophotography.
上記の構成によれば、キャリア粒子の樹脂被覆前後の体積抵抗変化率(C/B)及び電子写真用2成分現像剤に対するワックスの含有率(A×T)について、下記式(1)
10.4≦log((C/B)/(A×T))≦17.9 …(1)
を満たすように設計されている。このように設定することにより、現像剤の流動性が良好であると同時に、長期間の使用にも耐えうる現像剤を実現することができる。
According to the above configuration, the volume resistivity change rate (C / B) before and after the resin coating of the carrier particles and the wax content (A × T) with respect to the two-component developer for electrophotography are expressed by the following formula (1).
10.4 ≦ log ((C / B) / (A × T)) ≦ 17.9 (1)
Designed to meet. By setting in this way, it is possible to realize a developer that has good developer fluidity and can withstand long-term use.
さらに、トナーは、熱的・機械的ストレスを受け、ワックス樹脂が表面に局所的に存在する。上記の構成によれば、このようなトナーに対しても、キャリアとの付着力を低減し、現像剤の流動性を維持することを可能である。そして、現像剤の帯電性能の低下、流動性低下等によって画質劣化を防ぎ、トナー定着性をも維持することが可能である。 Further, the toner is subjected to thermal and mechanical stress, and the wax resin is locally present on the surface. According to the above configuration, it is possible to reduce the adhesion to the carrier and maintain the fluidity of the developer even for such toner. Further, it is possible to prevent image quality deterioration by maintaining the developer charging performance and fluidity, and to maintain toner fixability.
また、本発明の電子写真用2成分現像剤では、上記キャリア芯材は、磁性粒子からなり、上記樹脂被覆層は、キャリア芯材表面にアミノシラン系カップリング剤を付着させた後、シリコーン樹脂溶剤をコーティングし硬化した樹脂硬化物からなることが好ましい。このように、キャリア芯材表面にアミノシラン系カップリング剤を付着させた後、シリコーン樹脂溶剤をコーティングすることにより、ワックスの付着を低減するのに適したキャリア表面の樹脂被覆状態を実現することができる。 In the two-component developer for electrophotography of the present invention, the carrier core material is composed of magnetic particles, and the resin coating layer is formed by attaching an aminosilane-based coupling agent to the surface of the carrier core material, and then a silicone resin solvent. It is preferable that it consists of a resin cured material coated and cured. Thus, after the aminosilane coupling agent is attached to the surface of the carrier core material, the resin coating state on the carrier surface suitable for reducing the adhesion of wax can be realized by coating the silicone resin solvent. it can.
また、本発明の電子写真用2成分現像剤では、上記キャリアの平均粒子径が、35μm〜55μmの範囲内であることが好ましい。このような範囲でキャリアの平均粒子径を設定することにより、静電潜像担持体表面に付着を抑制し、更には、かぶりの発生も抑制できる。 In the two-component developer for electrophotography of the present invention, the average particle diameter of the carrier is preferably in the range of 35 μm to 55 μm. By setting the average particle diameter of the carrier within such a range, adhesion to the surface of the latent electrostatic image bearing member can be suppressed, and furthermore, the occurrence of fog can be suppressed.
また、本発明の電子写真用2成分現像剤では、トナーに対するワックス材含有率Aが、3重量%〜7重量%の範囲内であることが好ましい。このような範囲でトナーに対するワックス材含有率Aを設定することにより、トナーが定着ローラーに付着することを防止できるとともに、熱的・機械的ストレスによる現像剤の流動性低下を防止することができる。 In the two-component developer for electrophotography of the present invention, the wax material content A with respect to the toner is preferably in the range of 3 wt% to 7 wt%. By setting the wax material content A to the toner within such a range, it is possible to prevent the toner from adhering to the fixing roller and to prevent a decrease in developer fluidity due to thermal and mechanical stress. .
以上より、本発明者らは、トナー中に含有されるワックス量とキャリア芯材表面にシリコーン樹脂被覆層を設けたキャリアとを組み合わせることにより、流動性が良好でキャリア表面へのトナースペントが減少し、長寿命且つ帯電安定性に優れ、定着時における耐オフセット性にも優れた現像剤を実現することができた。 From the above, the present inventors combined the amount of wax contained in the toner with the carrier having a silicone resin coating layer on the surface of the carrier core material, thereby improving fluidity and reducing the toner spent on the carrier surface. In addition, it was possible to realize a developer having a long life, excellent charging stability, and excellent offset resistance during fixing.
本発明の電子写真用2成分現像剤は、以上のように、上記キャリアは、キャリア芯材と、該キャリア芯材表面に樹脂が被覆された樹脂被覆層とを有し、トナーに対するワックス材含有率をA(重量%)とし、電子写真用2成分現像剤に対するトナー濃度をT(重量%)とし、上記キャリア芯材の体積抵抗をB(Ωcm)とし、上記キャリアの体積抵抗をC(Ωcm)としたとき、下記式(1)
10.4≦log((C/B)/(A×T))≦17.9 …(1)
を満たす構成である。
As described above, the two-component developer for electrophotography of the present invention has a carrier core material and a resin coating layer in which the surface of the carrier core material is coated with a resin, and contains a wax material for toner. The rate is A (% by weight), the toner concentration with respect to the two-component developer for electrophotography is T (% by weight), the volume resistance of the carrier core material is B (Ωcm), and the volume resistance of the carrier is C (Ωcm). ), The following formula (1)
10.4 ≦ log ((C / B) / (A × T)) ≦ 17.9 (1)
It is the composition which satisfies.
それゆえ、現像剤の流動性が良好であると同時に、長期間の使用にも耐えうる現像剤を実現することができる。 Therefore, it is possible to realize a developer that has good flowability of the developer and can withstand long-term use.
本発明の一実施形態について図1および図2に基づいて説明すると以下の通りである。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.
本実施形態にかかる現像剤1は、電子写真用トナー3と磁性キャリア2とを含む2成分現像剤である。電子写真用トナー3、磁性キャリア2、2成分現像剤1の順に説明する。
The
(電子写真用トナー3)
電子写真用トナー3は、例えば紙等の媒体に付着することによって、画像を形成するものであり、その原料として結着樹脂および着色剤を必須成分としている。また、電子写真用トナーは、上記必須成分以外に、電荷制御剤、離型剤、流動性改良剤などが含まれていてもよい。また、電子写真用トナー3には、粒子径の異なる2種類以上の外添剤が添加されている。なお、本実施形態では、後述する流動性改良剤は、外添剤3aとして用いられる。
(Electrophotographic toner 3)
The electrophotographic toner 3 forms an image by adhering to a medium such as paper, and includes a binder resin and a colorant as essential components. Further, the electrophotographic toner may contain a charge control agent, a release agent, a fluidity improver, and the like in addition to the above essential components. Further, two or more types of external additives having different particle diameters are added to the electrophotographic toner 3. In the present embodiment, the fluidity improver described later is used as the
結着樹脂は、所謂ワックスと呼ばれるものであり、トナーを紙表面に固定するときの糊として機能する添加物である。このような結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、黒トナー用またはカラートナー用の公知の結着樹脂を使用することができる。例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが挙げられる。また、原料モノマー混合物に離型剤を混合し、重合反応を行って得られる樹脂を用いてもよい。結着樹脂は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The binder resin is a so-called wax, and is an additive that functions as a paste when fixing the toner to the paper surface. Such a binder resin is not particularly limited, and a known binder resin for black toner or color toner can be used. Examples thereof include polyester resins, polystyrene, styrene resins such as styrene-acrylic acid ester copolymer resins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polyolefin resins such as polyethylene, polyurethane, and epoxy resins. Moreover, you may use resin obtained by mixing a raw material monomer mixture with a mold release agent and performing a polymerization reaction. Binder resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
ここで、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いる場合、ポリエステル樹脂を得るための芳香系のアルコール成分としては、例えば、ビスフェノールA、ポリオキシエチレン−(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.2)−ポリオキシエチレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、及びこれらの誘導体等が挙げられる。 Here, when a polyester resin is used as the binder resin, examples of the aromatic alcohol component for obtaining the polyester resin include bisphenol A, polyoxyethylene- (2.2) -2,2-bis (4- Hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene- (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane , Polyoxypropylene- (2.2) -polyoxyethylene- (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (6) -2,2-bis (4- Hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyp Pyrene- (2.4) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene- (3.3) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, and derivatives thereof. Can be mentioned.
また、上記ポリエステル樹脂の多塩基酸成分としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の二塩基酸類、トリメリット酸、トリメチン酸、ピロメリット酸等の三塩基以上の酸類及びこれらの無水物、低級アルキルエステル類が挙げられ、耐熱凝集性の点からテレフタル酸、もしくはその低級アルキルエステルが好ましい。 The polybasic acid component of the polyester resin includes succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecenyl succinic acid, n-dodecyl succinic acid, malonic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic Acid, cyclohexanedicarboxylic acid, orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and other dibasic acids, trimellitic acid, trimethic acid, pyromellitic acid and other acids and their anhydrides and lower alkyl esters From the viewpoint of heat-resistant aggregation, terephthalic acid or its lower alkyl ester is preferred.
ここで、電子写真用トナー3を構成する上記ポリエステル樹脂の酸価は、5〜30mgKOH/gの範囲であることが好ましい。酸価が5mgKOH/g未満になると、樹脂の帯電特性が低下し、また後述するように帯電制御剤がポリエステル樹脂中に分散しにくくなる。これにより、帯電量の立ち上がり、または電子写真用トナー3の連続使用による繰り返し現像の帯電量安定性に悪影響を及ぼすおそれがある。また、酸価が30mgKOH/gを超えると、水分を吸着し易くなり、環境条件において、例えば、高湿下においては帯電立ち上がりが低下し帯電量安定性に悪影響を及ぼし、例えば、低湿下においては、帯電性能が高く、現像量の低下を招くなど、帯電安定性に悪影響を及ぼしてしまう。 Here, the acid value of the polyester resin constituting the electrophotographic toner 3 is preferably in the range of 5 to 30 mgKOH / g. When the acid value is less than 5 mgKOH / g, the charging characteristics of the resin are lowered, and the charge control agent is hardly dispersed in the polyester resin as described later. This may adversely affect the charge amount stability of repeated development due to rising of the charge amount or continuous use of the electrophotographic toner 3. In addition, when the acid value exceeds 30 mgKOH / g, it becomes easy to adsorb moisture, and under environmental conditions, for example, under high humidity, the charge rising is reduced and adversely affects the charge amount stability. For example, under low humidity, The charging stability is adversely affected, for example, the charging performance is high and the development amount is reduced.
また、着色剤としては、所望の色に応じて種々の着色剤を用いることができ、例えば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、ブラックトナー用着色剤等が挙げられる。 As the colorant, various colorants can be used depending on the desired color, such as a yellow toner colorant, a magenta toner colorant, a cyan toner colorant, and a black toner colorant. Can be mentioned.
具体的には、イエロートナー用着色剤として、例えば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー5、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17などのアゾ系顔料、黄色酸化鉄、黄土などの無機系顔料、C.I.アシッドイエロー1などのニトロ系染料、C.I.ソルベントイエロー2、C.I.ソルベントイエロー6、C.I.ソルベントイエロー14、C.I.ソルベントイエロー15、C.I.ソルベントイエロー19、C.I.ソルベントイエロー21などの油溶性染料などが挙げられる。
Specifically, as a colorant for yellow toner, for example, C.I. I. Pigment yellow 1, C.I. I. Pigment yellow 5, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 15, C.I. I. Azo pigments such as
マゼンタトナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントレッド49、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ソルベントレッド19、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド52、C.I.ベーシックレッド10、C.I.ディスパーズレッド15などが挙げられる。
Examples of the colorant for magenta toner include C.I. I. Pigment red 49, C.I. I. Pigment red 57, C.I. I. Pigment red 81, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Solvent Red 19, C.I. I. Solvent Red 49, C.I. I. Solvent Red 52, C.I. I.
シアントナー用着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ソルベントブルー55、C.I.ソルベントブルー70、C.I.ダイレクトブルー 25、C.I.ダイレクトブルー86などが挙げられる。 Examples of the colorant for cyan toner include C.I. I. Pigment blue 15, C.I. I. Pigment blue 16, C.I. I. Solvent Blue 55, C.I. I. Solvent Blue 70, C.I. I. Direct Blue 25, C.I. I. Direct Blue 86 and the like can be mentioned.
ブラックトナー用着色剤としては、例えば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックが挙げられる。また、ブラックトナー用着色剤は、これら例示した各種カーボンブラックの中から、得ようとする電子写真用トナーの設計特性に応じて、適切なカーボンブラックを適宜選択すればよい。 Examples of the colorant for black toner include carbon black such as channel black, roller black, disk black, gas furnace black, oil furnace black, thermal black, and acetylene black. As the colorant for black toner, an appropriate carbon black may be appropriately selected from the various carbon blacks exemplified above according to the design characteristics of the electrophotographic toner to be obtained.
着色剤としては、これらの顔料以外にも、紅色顔料、緑色顔料などを使用してもよい。着色剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、着色剤として、同色系のものを2種以上用いてもよいし、異色系のものをそれぞれ1種または2種以上用いてもよい。 As the colorant, in addition to these pigments, a red pigment, a green pigment, or the like may be used. A coloring agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Further, as the colorant, two or more of the same color may be used, or one or more of the different colors may be used.
着色剤の形態としては、着色可能である限り限定されるものではなく、例えばマスターバッチの形態で使用される。着色剤のマスターバッチは、一般的なマスターバッチと同様にして製造できる。例えば、合成樹脂の溶融物と着色剤とを混練して着色剤を合成樹脂中に均一に分散させた後、得られる溶融混練物を造粒することによって製造できる。合成樹脂には、電子写真用トナー3の結着樹脂と同種のものか、もしくは電子写真用トナー3の結着樹脂に対して良好な相溶性を有するものが使用される。このとき、合成樹脂と着色剤との使用割合は、特に制限されないが、好ましくは合成樹脂100重量部に対して、30〜100重量部である。また、マスターバッチは、粒径2〜3mm程度に造粒される。 The form of the colorant is not limited as long as it can be colored. For example, it is used in the form of a masterbatch. The master batch of the colorant can be produced in the same manner as a general master batch. For example, it can be produced by kneading a melt of a synthetic resin and a colorant to uniformly disperse the colorant in the synthetic resin, and then granulating the resulting melt-kneaded product. As the synthetic resin, a resin that is the same type as the binder resin of the electrophotographic toner 3 or that has good compatibility with the binder resin of the electrophotographic toner 3 is used. At this time, the use ratio of the synthetic resin and the colorant is not particularly limited, but is preferably 30 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the synthetic resin. The master batch is granulated to a particle size of about 2 to 3 mm.
また、着色剤の使用量は、特に制限されないが、好ましくは結着樹脂100重量部に対して5〜20重量部である。これはマスターバッチ量ではなく、マスターバッチに含まれる着色剤そのものの量である。着色剤をこの範囲で用いることによって、電子写真用トナー3の各種物性を損なうことなく、高い画像濃度を有し、画質品位の非常に良好な画像を形成することができる。 The amount of the colorant used is not particularly limited, but is preferably 5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. This is not the amount of the master batch but the amount of the colorant itself contained in the master batch. By using the colorant in this range, an image having a high image density and a very good image quality can be formed without impairing various physical properties of the electrophotographic toner 3.
電荷制御剤は、電子写真用トナー3の摩擦帯電性を制御することを目的として添加される。電荷制御剤としては、この分野で常用される正電荷制御用または負電荷制御用のものを使用することができる。正電荷制御用の電荷制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。負電荷制御用の電荷制御剤としては、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど)、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。これら例示の電荷制御剤の中でも、ホウ素化合物は、重金属を含まないものとして特に好ましい。また、正電荷制御用の電荷制御剤と負電荷制御用の電荷制御剤とは、それぞれの用途に応じて使い分ければよい。また、電荷制御剤は、1種を単独で使用してもよいし、必要に応じて2種以上を併用してもよい。電荷制御剤の使用量は、特に制限されず広い範囲から適宜選択できる。好ましくは、結着樹脂100重量部に対して0.5〜3重量部である。 The charge control agent is added for the purpose of controlling the triboelectric charging property of the electrophotographic toner 3. As the charge control agent, those for positive charge control or negative charge control commonly used in this field can be used. Examples of charge control agents for controlling positive charge include nigrosine dyes, basic dyes, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, aminopyrines, pyrimidine compounds, polynuclear polyamino compounds, aminosilanes, nigrosine dyes and derivatives thereof, triphenylmethane Derivatives, guanidine salts, amidine salts and the like can be mentioned. Charge control agents for controlling negative charges include oil-soluble dyes such as oil black and spiron black, metal-containing azo compounds, azo complex dyes, metal salts of naphthenic acid, metal salts of salicylic acid and its derivatives (metals are metal Chromium, zinc, zirconium, etc.), boron compounds, fatty acid soaps, long-chain alkyl carboxylates, resin acid soaps, and the like. Among these exemplary charge control agents, boron compounds are particularly preferred as containing no heavy metals. Further, the charge control agent for controlling positive charge and the charge control agent for controlling negative charge may be properly used according to the respective applications. Moreover, a charge control agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together as needed. The amount of the charge control agent used is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range. Preferably, it is 0.5 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
離型剤とは、トナーが紙に定着する際に、紙と定着ローラーとの剥離性を向上させるものである。そのような離型剤としては、この分野で常用されるものを使用でき、例えば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス(低分子量ポリエチレンワックスなど)およびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。なお、誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物などが含まれる。離型剤の使用量は、特に制限されず広い範囲から適宜選択できる。好ましくは、結着樹脂100重量部に対して0.2〜20重量部である。 The release agent is for improving the peelability between the paper and the fixing roller when the toner is fixed on the paper. As such a releasing agent, those commonly used in this field can be used, for example, petroleum wax such as paraffin wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax and Derivatives thereof, low molecular weight polypropylene wax and derivatives thereof, hydrocarbon-based synthetic waxes such as polyolefin polymer waxes (such as low molecular weight polyethylene wax) and derivatives thereof, carnauba wax and derivatives thereof, rice wax and derivatives thereof, candelilla wax And their derivatives, plant waxes such as wood wax, animal waxes such as beeswax and spermaceti, synthetic fat waxes such as fatty acid amides and phenol fatty acid esters, long chain carboxylic acids and Derivatives, long chain alcohols and derivatives thereof, silicone polymers, such as higher fatty acids. Derivatives include oxides, block copolymers of vinyl monomers and waxes, graft modified products of vinyl monomers and waxes, and the like. The amount of the release agent used is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range. Preferably, the amount is 0.2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
流動性改良剤は、外添剤3aとして用いられ、例えば、電子写真用トナー3表面に付着させることによってその効果が発揮される。流動性改良剤としてはこの分野で常用されるものを使用でき、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウムなどが挙げられる。流動性改良剤は、1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。流動性改良剤の使用量は、特に制限されないが、好ましくは、電子写真用トナー3が100重量部に対して0.1〜3.0重量部である。
The fluidity improver is used as the
以下、電子写真用トナー3の作製方法の一例について説明するが、本実施の形態に係る電子写真用トナー3を得る方法は、この作製方法に限定されるものではない。 Hereinafter, an example of a method for producing the electrophotographic toner 3 will be described, but the method for obtaining the electrophotographic toner 3 according to the present embodiment is not limited to this production method.
まず、流動性改良剤を除くトナー原料を、ヘンシェルミキサ、スーパーミキサ、メカノミル、Q型ミキサなどの混合機により混合する。そして、得られた原料混合物を、2軸混練機、1軸混練機、連続式2本ロール型混練機などの混練機によって70〜180℃程度の温度にて溶融混練する。そして、このトナー原料の溶融混練物を冷却固化する。そして、冷却固化後、トナー原料の溶融混練物を、カッターミル、フェザーミルなどによって粗粉砕した後、気流式のジェットミル、流動層型ジェット粉砕機などで微粉砕する。なお、これらの微粉用粉砕機は、複数の方向からトナー粒子を含む気流を衝突させることによってトナー粒子同士を衝突させてトナー粒子の粉砕を行うものである。このような粉砕機は、例えば、ホソカワミクロン株式会社などから市販されている。これによって、特定の粒度分布を有する非磁性の電子写真用トナー3を製造することができる。 First, the toner raw material excluding the fluidity improver is mixed by a mixer such as a Henschel mixer, a super mixer, a mechano mill, or a Q-type mixer. The obtained raw material mixture is melt-kneaded at a temperature of about 70 to 180 ° C. by a kneader such as a twin-screw kneader, a single-screw kneader, or a continuous two-roll kneader. Then, the melted and kneaded product of the toner raw material is cooled and solidified. After cooling and solidifying, the melted and kneaded material of the toner raw material is coarsely pulverized by a cutter mill, a feather mill or the like, and then finely pulverized by an air flow type jet mill, a fluidized bed type jet pulverizer or the like. These fine powder pulverizers pulverize toner particles by colliding toner particles with each other by colliding an air flow containing toner particles from a plurality of directions. Such a pulverizer is commercially available, for example, from Hosokawa Micron Corporation. As a result, the non-magnetic electrophotographic toner 3 having a specific particle size distribution can be produced.
電子写真用トナー3の粒子径は、特に限定されるものではないが、出力画像の高画質化のためには、平均粒径が5〜7μmの範囲であることが好ましい。さらに、必要に応じて、製造された電子写真用トナー3について、分級などの粒度調整を行ってもよい。このように製造された電子写真用トナー3に対して、上記外添剤3aとしての流動性改良剤を公知の方法で添加する。なお、電子写真用トナー3の製造方法は上記に限定されるものではない。
The particle diameter of the electrophotographic toner 3 is not particularly limited, but the average particle diameter is preferably in the range of 5 to 7 μm in order to improve the output image quality. Further, as necessary, the produced electrophotographic toner 3 may be adjusted in particle size such as classification. The fluidity improver as the
(磁性キャリア2)
磁性キャリア2は、トナーに充分な電荷を付与することなどを考慮すると、キャリア芯材(磁性体芯粒子、磁性体芯材)2aの表面に、電荷制御剤および導電性微粒子を含有する樹脂組成物からなる被覆層2bが形成されたキャリアが好ましい。
(Magnetic carrier 2)
The magnetic carrier 2 is a resin composition containing a charge control agent and conductive fine particles on the surface of a carrier core material (magnetic core particle, magnetic core material) 2a in consideration of imparting a sufficient charge to the toner. A carrier on which a covering layer 2b made of a material is formed is preferable.
キャリア芯材2aとしては、この分野で常用されるものを使用でき、その材質として、例えば、鉄、銅、ニッケル、コバルトなどの磁性金属、フェライト、マグネタイトなどの磁性金属酸化物などが挙げられる。キャリア芯材2aが、上記のような磁性体であると、磁気ブラシ現像法に用いる2成分現像剤に好適な磁性キャリア2が得られる。キャリア芯材2aの体積平均粒子径は、25〜150μmの範囲であることが好ましく、体積平均粒子径が25〜90μmの範囲であることが特に好ましい。なお、本明細書において、体積平均粒子径とは、粒度測定器(商品名:マイクロトラックMT3000、日機装(株)製)を用いて測定される値である。 As the carrier core material 2a, those commonly used in this field can be used. Examples of the material include magnetic metals such as iron, copper, nickel and cobalt, and magnetic metal oxides such as ferrite and magnetite. When the carrier core material 2a is a magnetic material as described above, a magnetic carrier 2 suitable for a two-component developer used in the magnetic brush development method can be obtained. The volume average particle diameter of the carrier core material 2a is preferably in the range of 25 to 150 μm, and the volume average particle diameter is particularly preferably in the range of 25 to 90 μm. In the present specification, the volume average particle diameter is a value measured using a particle size measuring device (trade name: Microtrac MT3000, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
また、被覆層2bは、キャリア芯材2a表面に被覆されている。被覆層2bを構成する樹脂組成物(被覆用樹脂組成物)は、電子写真用トナー3に含まれる電荷制御剤と同じ成分の荷電制御剤と、導電性微粒子とが、樹脂に含有された組成物である。 Further, the coating layer 2b is coated on the surface of the carrier core material 2a. The resin composition (coating resin composition) constituting the coating layer 2b is a composition in which a charge control agent having the same components as the charge control agent contained in the electrophotographic toner 3 and conductive fine particles are contained in the resin. It is a thing.
被覆用樹脂組成物に含まれる樹脂としては、特に限定されず、公知のものを使用できる。しかしながら、電子写真用トナー3との離型性、およびキャリア芯材2aとの密着性を両立できるという点から、シリコーン樹脂を使用することが、より良好な結果を得ることにつながる。 It does not specifically limit as resin contained in the resin composition for coating | cover, A well-known thing can be used. However, the use of the silicone resin leads to better results from the viewpoint that both releasability with the electrophotographic toner 3 and adhesion with the carrier core material 2a can be achieved.
シリコーン樹脂としては、特に制限されず、この分野で常用されるシリコーン樹脂を使用できるが、架橋性シリコーン樹脂が好ましい。架橋型シリコーン樹脂は、下記の化学式に示すように、Si原子に結合する水酸基同士または水酸基と基−OXとが加熱脱水反応、常温硬化反応などによって架橋して硬化する公知のシリコーン樹脂である。 The silicone resin is not particularly limited, and a silicone resin commonly used in this field can be used, but a crosslinkable silicone resin is preferable. The cross-linked silicone resin is a known silicone resin that is cured by crosslinking between hydroxyl groups bonded to Si atoms or a hydroxyl group and a group -OX by a heat dehydration reaction, a room temperature curing reaction, or the like, as shown in the following chemical formula.
架橋型シリコーン樹脂としては、加熱硬化型シリコーン樹脂、常温硬化型シリコーン樹脂のいずれを使用することができる。加熱硬化型シリコーン樹脂を架橋させるためには、該樹脂を200〜250℃程度に加熱する必要がある。常温硬化型シリコーン樹脂を硬化させるために、加熱する必要がない。しかしながら、常温硬化型シリコーン樹脂の硬化時間の短縮のために、150〜280℃で加熱することが好ましい。 As the crosslinkable silicone resin, either a heat curable silicone resin or a room temperature curable silicone resin can be used. In order to crosslink the thermosetting silicone resin, it is necessary to heat the resin to about 200 to 250 ° C. There is no need to heat in order to cure the room temperature curable silicone resin. However, it is preferable to heat at 150 to 280 ° C. in order to shorten the curing time of the room temperature curable silicone resin.
また、架橋型シリコーン樹脂の中でも、上記化学式のRで示される1価の有機基が、メチル基であるシリコーン樹脂が好ましい。Rがメチル基である架橋型シリコーン樹脂は、架橋構造が緻密である。それゆえ、この架橋型シリコーン樹脂を用いて被覆層2bを形成すると、撥水性、耐湿性などの良好な磁性キャリア2が得られる。ただし、架橋構造が緻密になりすぎると、樹脂被覆層が脆くなる傾向があるので、架橋型シリコーン樹脂の分子量の選択が重要である。 Among the cross-linked silicone resins, a silicone resin in which the monovalent organic group represented by R in the chemical formula is a methyl group is preferable. The crosslinked silicone resin in which R is a methyl group has a dense crosslinked structure. Therefore, when the coating layer 2b is formed using this cross-linked silicone resin, the magnetic carrier 2 having good water repellency and moisture resistance can be obtained. However, if the cross-linked structure becomes too dense, the resin coating layer tends to become brittle, so selection of the molecular weight of the cross-linked silicone resin is important.
また、架橋型シリコーン樹脂中の珪素と炭素の重量比(Si/C)が0.3〜2.2の範囲であることが好ましい。Si/Cが0.3未満である場合、被覆層2bの硬度が低下し、磁性キャリア2の寿命などが低下するおそれがある。一方、Si/Cが2.2を超えると、磁性キャリア2の電子写真用トナー3に対する電荷付与性が、温度変化により影響を受けやすくなり、被覆層2bが脆化するおそれがある。 Moreover, it is preferable that the weight ratio (Si / C) of silicon and carbon in the crosslinkable silicone resin is in the range of 0.3 to 2.2. When Si / C is less than 0.3, the hardness of the coating layer 2b may be reduced, and the life of the magnetic carrier 2 may be reduced. On the other hand, when Si / C exceeds 2.2, the charge imparting property of the magnetic carrier 2 to the electrophotographic toner 3 is likely to be affected by the temperature change, and the coating layer 2b may become brittle.
被覆用樹脂組成物の樹脂として、架橋型シリコーン樹脂を用いる場合、市販のものを使用できる。市販の架橋型シリコーン樹脂としては、例えば、SR2400、SR2410、SR2411、SR2510、SR2405、840RESIN、804RESIN(いずれも商品名、東レダウコーニング(株)製)、KR271、KR272、KR274、KR216、KR280、KR282、KR261、KR260、KR255、KR266、KR251、KR155、KR152、KR214、KR220、X−4040−171、KR201、KR5202、KR3093(いずれも商品名、信越化学工業(株)製)などが挙げられる。また、架橋型シリコーン樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 When a cross-linked silicone resin is used as the resin of the coating resin composition, a commercially available product can be used. Examples of commercially available cross-linked silicone resins include SR2400, SR2410, SR2411, SR2510, SR2405, 840RESIN, 804RESIN (all trade names, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.), KR271, KR272, KR274, KR216, KR280, KR282. , KR261, KR260, KR255, KR266, KR251, KR155, KR152, KR214, KR220, X-4040-171, KR201, KR5202, and KR3093 (all trade names, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Moreover, a crosslinking type silicone resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
被覆層2bに含まれる電荷制御剤としては、電子写真用トナー3に含まれる電荷制御剤と同一成分のものを用いるのがよい。 As the charge control agent contained in the coating layer 2b, the same charge control agent as that contained in the electrophotographic toner 3 is preferably used.
従って、磁性キャリア2の電荷制御剤として、正電荷制御用あるいは負電荷制御用の電荷制御剤を、電子写真用トナー3に含まれる電荷制御剤に合わせて使用すればよい。正電荷制御用の電荷制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。また、負電荷制御用の電荷制御剤としては、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど)、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。これら電荷制御剤の中でも、ホウ素化合物は、重金属を含まないので特に好ましい。また、電荷制御剤は、1種を単独で使用してもよいし、必要に応じて2種以上を併用してもよい。電荷制御剤の使用量は、特に制限されず、広い範囲から適宜選択できるが、好ましくは、被覆用樹脂組成物に含まれる樹脂100重量部に対して、0.5〜3重量部である。 Therefore, a charge control agent for positive charge control or negative charge control may be used as the charge control agent for the magnetic carrier 2 in accordance with the charge control agent contained in the electrophotographic toner 3. Examples of charge control agents for controlling positive charge include nigrosine dyes, basic dyes, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts, aminopyrines, pyrimidine compounds, polynuclear polyamino compounds, aminosilanes, nigrosine dyes and derivatives thereof, triphenylmethane Derivatives, guanidine salts, amidine salts and the like can be mentioned. Also, charge control agents for controlling negative charges include oil-soluble dyes such as oil black and spiron black, metal-containing azo compounds, azo complex dyes, naphthenic acid metal salts, metal complexes and metal salts of salicylic acid and its derivatives ( Examples of the metal include chromium, zinc, zirconium, etc.), boron compounds, fatty acid soaps, long-chain alkyl carboxylates, and resin acid soaps. Among these charge control agents, boron compounds are particularly preferable because they do not contain heavy metals. Moreover, a charge control agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together as needed. The amount of the charge control agent used is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range, but is preferably 0.5 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin contained in the coating resin composition.
導電性粒子としては、例えば、導電性カーボンブラック、導電性酸化チタンおよび酸化スズなどの酸化物が用いられる。また、少ない添加量で導電性を発現させる点では、カーボンブラック等が好適である。しかしながら、カラートナーに対しては、磁性キャリア2の被覆層2bからカーボンが脱離することが懸念される。この場合、導電性粒子として、アンチモンをドープさせた導電性酸化チタンなどが用いられる。また、導電性粒子の使用量は、特に制限されず広い範囲から適宜選択できるが、好ましくは、被覆用樹脂組成物に含まれる樹脂100重量部に対して10重量部以下である。 As the conductive particles, for example, conductive carbon black, oxides such as conductive titanium oxide and tin oxide are used. Moreover, carbon black etc. are suitable at the point which expresses electroconductivity with a small addition amount. However, for the color toner, there is a concern that carbon is detached from the coating layer 2b of the magnetic carrier 2. In this case, conductive titanium oxide doped with antimony is used as the conductive particles. Further, the amount of the conductive particles used is not particularly limited and can be appropriately selected from a wide range, but is preferably 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the resin contained in the coating resin composition.
さらに、磁性キャリア2に、電子写真用トナー3の帯電量の調整の目的で、シランカップリング剤を含有してもよい。さらに詳細に説明すると、電子供与性の官能基を有するシランカップリング剤が好ましく用いられる。シランカップリング剤の具体例としては、アミノ基含有シランカップリング剤が挙げられる。アミノ基含有シランカップリング剤としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、以下の一般式(a)で表されるものを用いることができる。 Further, the magnetic carrier 2 may contain a silane coupling agent for the purpose of adjusting the charge amount of the electrophotographic toner 3. More specifically, a silane coupling agent having an electron donating functional group is preferably used. Specific examples of the silane coupling agent include amino group-containing silane coupling agents. A conventionally well-known thing can be used as an amino group containing silane coupling agent, For example, what is represented by the following general formula (a) can be used.
(Y)nSi(R)m …(a)
(式中、m個のRは同一または異なってアルキル基、アルコキシ基または塩素原子を示す。n個のYは同一または異なってアミノ基を含有する炭化水素基を示す。mおよびnはそれぞれ1〜3の整数を示す。ただし、m+n=4である。)
上記一般式(a)において、Rで示されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、これらの中でも、メチル基、エチル基などが好ましい。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基などの炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖状のアルコキシ基が挙げられ、これらの中でも、メトキシ基、エトキシ基などが好ましい。Yで示されるアミノ基を含有する炭化水素基としては、例えば、下記化学式、
−(CH2)a−X
(式中、Xはアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アミノアルキルアミノ基、フェニルアミノ基またはジアルキルアミノ基を示す。aは1〜4の整数を示す。)、または、
−Ph−X
(式中、Xは前記に同じ。−Ph−はフェニレン基を示す。)などが挙げられる。
(Y) nSi (R) m (a)
(In the formula, m Rs are the same or different and each represents an alkyl group, an alkoxy group or a chlorine atom. N Ys are the same or different and each represents a hydrocarbon group containing an amino group. Represents an integer of ˜3, where m + n = 4.)
In the general formula (a), examples of the alkyl group represented by R include a straight chain having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. Examples thereof include a chain or branched alkyl group, and among these, a methyl group, an ethyl group, and the like are preferable. Examples of the alkoxy group include linear or branched alkoxy groups having 1 to 4 carbon atoms such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, an isobutoxy group, and a tert-butoxy group. Of these, a methoxy group, an ethoxy group, and the like are preferable. Examples of the hydrocarbon group containing an amino group represented by Y include the following chemical formulas:
- (CH 2) a-X
(Wherein X represents an amino group, an aminocarbonylamino group, an aminoalkylamino group, a phenylamino group or a dialkylamino group, a represents an integer of 1 to 4), or
-Ph-X
(Wherein, X is the same as above; -Ph- represents a phenylene group).
アミノ基含有シランカップリング剤の具体例としては、例えば、次のようなものが挙げられる。 Specific examples of the amino group-containing silane coupling agent include the following.
H2N(H2C)3Si(OCH3)3
H2N(H2C)3Si(OC2H5)3
H2N(H2C)3Si(CH3)(OCH3)2
H2N(H2C)2HN(H2C)3Si(CH3)(OCH3)2
H2NOCHN(H2C)3Si(OC2H5)3
H2N(H2C)2HN(H2C)3Si(OCH3)3
H2N−Ph−Si(OCH3)3(式中−Ph−はp−フェニレン基を示す。)
Ph−HN(H2C)3Si(OCH3)3(式中Ph−はフェニル基を示す。)
(H9C4)2N(H2C)3Si(OCH3)3
アミノ基含有シランカップリング剤は、1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。アミノ基含有シランカップリング剤の使用量は、電子写真用トナー3に充分な電荷を付与し、かつ被覆層2bの機械的強度などを著しく低下させることがない範囲から適宜選択される。アミノ基含有シランカップリング剤の使用量は、好ましくは被覆用樹脂組成物に含まれる樹脂100重量部に対して、10重量部以下、さらに好ましくは0.01〜10重量部である。
H 2 N (H 2 C) 3 Si (OCH 3 ) 3
H 2 N (H 2 C) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
H 2 N (H 2 C) 3 Si (CH 3) (OCH 3) 2
H 2 N (H 2 C) 2 HN (H 2 C) 3 Si (CH 3) (OCH 3) 2
H 2 NOCHN (H 2 C) 3 Si (OC 2 H 5 ) 3
H 2 N (H 2 C) 2 HN (H 2 C) 3 Si (OCH 3 ) 3
H 2 N-Ph-Si ( OCH 3) 3 ( wherein -Ph- indicates a p- phenylene group.)
Ph-HN (H 2 C) 3 Si (OCH 3 ) 3 (wherein Ph- represents a phenyl group)
(H 9 C 4 ) 2 N (H 2 C) 3 Si (OCH 3 ) 3
An amino group containing silane coupling agent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. The amount of the amino group-containing silane coupling agent used is appropriately selected from a range that gives sufficient charge to the electrophotographic toner 3 and does not significantly reduce the mechanical strength of the coating layer 2b. The amount of the amino group-containing silane coupling agent used is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin contained in the coating resin composition.
被覆用樹脂組成物は、シリコーン樹脂(特に架橋型シリコーン樹脂)により形成される被覆層2bの好ましい特性を損なわない範囲で、シリコーン樹脂とともに他の樹脂を含むことができる。他の樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド、ポリエステル、アセタール樹脂、ポリカーボネート、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリオレフィン、これらの共重合体樹脂、配合樹脂などが挙げられる。 The coating resin composition can contain other resins together with the silicone resin as long as the preferable characteristics of the coating layer 2b formed of the silicone resin (particularly the cross-linked silicone resin) are not impaired. Examples of other resins include epoxy resins, urethane resins, phenol resins, acrylic resins, styrene resins, polyamides, polyesters, acetal resins, polycarbonates, vinyl chloride resins, vinyl acetate resins, cellulose resins, polyolefins, and copolymers thereof. Examples thereof include resins and compounded resins.
被覆用樹脂組成物は、二官能性シリコーンオイルを含んでもよい。これにより、シリコーン樹脂(特に架橋型シリコーン樹脂)により形成される被覆層2bの耐湿性、離型性などをさらに向上させることができる。 The resin composition for coating may contain a bifunctional silicone oil. Thereby, the moisture resistance of the coating layer 2b formed with a silicone resin (especially crosslinking type silicone resin), a mold release property, etc. can further be improved.
被覆用樹脂組成物は、所定量のシリコーン樹脂、およびアミノ基含有シランカップリング剤を混合することにより製造することが可能である。また、必要に応じて、シリコーン樹脂以外の樹脂(例えば二官能シリコーンオイル)などの添加剤を、適量、混合することによって製造してもよい。 The coating resin composition can be produced by mixing a predetermined amount of a silicone resin and an amino group-containing silane coupling agent. Moreover, you may manufacture by mixing an appropriate quantity of additives, such as resin (for example, bifunctional silicone oil) other than a silicone resin, as needed.
被覆用樹脂組成物の一形態としては、上述した被覆用樹脂組成物の構成成分を有機溶媒に溶解させた溶液の形態が挙げられる。有機溶媒としては、シリコーン樹脂を溶解できる溶媒であれば特に限定されない。例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、高級アルコール類、これらの2種以上の混合溶媒などが挙げられる。この溶液形態の被覆用樹脂組成物(以後「コート樹脂液」と称す)を用いれば、キャリア芯材2a表面に被覆層2bを容易に形成することができる。このような被覆層2bの形成方法として、例えば、次の方法が挙げられる。すなわち、まず、キャリア芯材2a表面にコート樹脂液を塗布して塗布層を形成する。そして、加熱乾燥により塗布層から有機溶媒を揮発除去する。さらに、加熱乾燥時または加熱乾燥後に、塗布層を加熱硬化または単に硬化させる。これらの手順によって、キャリア芯材2a表面に被覆層2bが形成され、磁性キャリア2が製造される。 As one form of the resin composition for coating | cover, the form of the solution which dissolved the component of the resin composition for coating | cover mentioned above in the organic solvent is mentioned. The organic solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the silicone resin. Examples thereof include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, higher alcohols, and a mixed solvent of two or more of these. If this solution resin composition for coating (hereinafter referred to as “coat resin solution”) is used, the coating layer 2b can be easily formed on the surface of the carrier core material 2a. Examples of a method for forming such a covering layer 2b include the following method. That is, first, a coating resin solution is applied to the surface of the carrier core material 2a to form a coating layer. Then, the organic solvent is volatilized and removed from the coating layer by heat drying. Further, the coating layer is heat-cured or simply cured at the time of heat-drying or after heat-drying. By these procedures, the coating layer 2b is formed on the surface of the carrier core material 2a, and the magnetic carrier 2 is manufactured.
コート樹脂液のキャリア芯材2a表面への塗布方法としては、例えば、キャリア芯材2aをコート樹脂液に含浸させる浸漬法、キャリア芯材2aにコート樹脂液を噴霧するスプレー法、流動気流により浮遊状態にあるキャリア芯材2aにコート樹脂液を噴霧する流動層法などが挙げられる。これらの中でも、膜形成を容易にできることから、浸漬法が好ましい。 Examples of the method of applying the coating resin liquid onto the surface of the carrier core material 2a include, for example, an immersion method in which the carrier core material 2a is impregnated with the coating resin liquid, a spray method in which the coating resin liquid is sprayed on the carrier core material 2a, Examples thereof include a fluidized bed method in which a coating resin liquid is sprayed onto the carrier core material 2a in a state. Among these, the dipping method is preferable because film formation can be easily performed.
また、上記塗布層の加熱乾燥のために、乾燥促進剤を用いてもよい。乾燥促進剤としては、従来公知のものを使用でき、例えば、ナフチル酸、オクチル酸などの鉛塩、鉄塩、コバルト塩、マンガン塩、亜鉛塩といった金属石鹸、エタノールアミンなどの有機アミン類などが挙げられる。乾燥促進剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Moreover, you may use a drying accelerator for the heat drying of the said application layer. As the drying accelerator, conventionally known ones can be used, for example, lead salts such as naphthyl acid and octyl acid, metal soaps such as iron salt, cobalt salt, manganese salt and zinc salt, and organic amines such as ethanolamine. Can be mentioned. A drying accelerator may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
塗布層の硬化は、シリコーン樹脂の種類に応じて、加熱温度を選択しながら行う。例えば、150〜280℃の範囲に加熱して、塗布層の硬化を行うことが好ましい。もちろん、シリコーン樹脂として常温硬化型シリコーン樹脂を用いる場合には、加熱は必要ない。しかしながら、この場合であっても、150〜280℃の範囲に加熱して、塗布層の硬化を行ってもよい。これにより、形成される被覆層2bの機械的強度を向上させることができるとともに、硬化時間を短縮することができる。 The coating layer is cured while selecting a heating temperature according to the type of silicone resin. For example, it is preferable to cure the coating layer by heating in the range of 150 to 280 ° C. Of course, when a room temperature curable silicone resin is used as the silicone resin, heating is not necessary. However, even in this case, the coating layer may be cured by heating in the range of 150 to 280 ° C. Thereby, the mechanical strength of the coating layer 2b to be formed can be improved and the curing time can be shortened.
なお、コート樹脂液の全固形分濃度は、特に制限されず、キャリア芯材2aへの塗布作業性などを考慮しつつ、硬化後の被覆層2bの膜厚が通常5μm以下、好ましくは0.1〜3μm程度になるように調整すればよい。 The total solid content concentration of the coating resin liquid is not particularly limited, and the film thickness of the coating layer 2b after curing is usually 5 μm or less, preferably 0.8, in consideration of the workability of application to the carrier core material 2a. What is necessary is just to adjust so that it may become about 1-3 micrometers.
このようにして得られる磁性キャリア2は、高電気抵抗でかつ球形であることが好ましいが、導電性または非球形であっても本発明の効果が失われるものではない。 The magnetic carrier 2 thus obtained preferably has a high electrical resistance and a spherical shape, but the effect of the present invention is not lost even if it is conductive or non-spherical.
(2成分現像剤1)
2成分現像剤1は、電子写真用トナー3と磁性キャリア2とを混合することにより製造される。電子写真用トナー3と磁性キャリア2との混合割合は、特に制限はない。ただし、2成分現像剤1を高速画像形成装置(A4サイズの画像で40枚/分以上)に用いることを考慮すると、電子写真用トナー3と磁性キャリア2との混合割合は、以下のように調整されていればよい。すなわち、磁性キャリア2の体積平均粒子径/電子写真用トナー3の体積平均粒子径が5以上である2成分現像剤1において、磁性キャリア2の総表面積(全キャリア粒子の表面積の総和)に対する電子写真用トナー3の総投影面積(全トナー粒子の投影面積の総和)の割合(トナーの総投影面積/キャリアの総表面積×100)が30〜70%になるように調整されていればよい。
(Two-component developer 1)
The two-
これによって、電子写真用トナー3は、帯電性が充分良好な状態で安定的に維持される。それゆえ、このような電子写真用トナー3を含む2成分現像剤1は、高速画像形成装置においても、高画質画像を安定的に、かつ長期的に形成できる。例えば、電子写真用トナー3の体積平均粒子径が6.5μmであり、かつ磁性キャリア2の体積平均粒子径が90μmである2成分現像剤1、磁性キャリア2の総表面積に対する電子写真用トナー3の総投影面積の割合を30〜70%にする。このとき、2成分現像剤1における電子写真用トナー3と磁性キャリア2との混合割合は、100重量部の磁性キャリア2に対して電子写真用トナー3が2.2〜5.3重量部程度含む割合になる。このような2成分現像剤1を用いて高速現像すると、電子写真用トナー3の搬送量と、電子写真用トナー3の消費量に応じて現像装置の現像槽に供給される電子写真用トナー3の供給量とがそれぞれ最大になる。しかしながら、電子写真用トナー3の需給バランスが損なわれることがない。そして、2成分現像剤1における磁性キャリア2の量が2.2〜5.3重量部よりも多くなると、トナー搬送量が少なくなり、所望の現像特性が得られなくなる傾向にある。その一方で、磁性キャリア2の量が上記範囲より少ない場合には、電子写真用トナー3の帯電量が低くなる傾向があり、かぶりや現像濃度の不安定化がおき、結果として画質の劣化を招く。
As a result, the electrophotographic toner 3 is stably maintained in a state of sufficiently good chargeability. Therefore, the two-
なお、電子写真用トナー3の総投影面積は、本実施形態では、以下のように算出する。電子写真用トナー3の比重を1.0とし、コールターカウンタ(商品名:コールターカウンタ・マルチサイザーII、ベックマン・コールター社製)で得られた体積平均粒子径を基に算出する。すなわち、混合する電子写真用トナー3の重量に対するトナー個数を算出し、トナー個数×トナー面積(円と仮定して算出)を電子写真用トナー3の総投影面積とする。同様に、磁性キャリア2の表面積は、マイクロトラック(商品名:マイクロトラックMT3000、日機装(株)製)より得られた粒子径を基に混合するキャリア重量から総表面積を算出する。このときの磁性キャリア2の比重は4.7とする。上記で得られた、トナー総投影総面積/キャリア総表面積×100で混合比(混合割合)を算出する。 In this embodiment, the total projected area of the electrophotographic toner 3 is calculated as follows. The specific gravity of the electrophotographic toner 3 is set to 1.0, and calculation is performed based on the volume average particle diameter obtained with a Coulter counter (trade name: Coulter Counter Multisizer II, manufactured by Beckman Coulter, Inc.). That is, the number of toners relative to the weight of the electrophotographic toner 3 to be mixed is calculated, and the total number of toner electrophotographic toners 3 is calculated by assuming that the number of toners × the toner area (calculated assuming a circle). Similarly, the surface area of the magnetic carrier 2 is calculated from the weight of the carrier mixed based on the particle diameter obtained from Microtrac (trade name: Microtrac MT3000, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The specific gravity of the magnetic carrier 2 at this time is 4.7. The mixing ratio (mixing ratio) is calculated by the total toner projected total area / carrier total surface area × 100 obtained above.
本発明において、2成分現像剤1は、電子写真用トナー3に対するワックス材含有率をA(重量%)とし、2成分現像剤1に対する電子写真用トナー3濃度をT(重量%)とし、キャリア芯材2aの体積抵抗をB(Ωcm)とし、磁性キャリア2の体積抵抗をC(Ωcm)としたとき、下記式(1)
10.4≦log((C/B)/(A×T))≦17.9 …(1)
を満たすことを特徴としている。
In the present invention, the two-
10.4 ≦ log ((C / B) / (A × T)) ≦ 17.9 (1)
It is characterized by satisfying.
一般的に、キャリア芯材2aに対する樹脂被覆量の増加に応じて、磁性キャリア2の抵抗値は高くなる。その一方で、電子写真用トナー3に含有されているワックス量が低下すると、現像剤搬送率(現像剤の流動性)が高くなる。つまり、電子写真用トナー3に含有しているワックス量が多いほど、電子写真用トナー3表面に漏出しているワックス樹脂量が多くなる。これにより、粒子間の付着力が大きくなり、現像剤として流動性の低下が発生する。 Generally, the resistance value of the magnetic carrier 2 increases as the resin coating amount increases with respect to the carrier core material 2a. On the other hand, when the amount of wax contained in the electrophotographic toner 3 decreases, the developer conveyance rate (developer fluidity) increases. That is, as the amount of wax contained in the electrophotographic toner 3 increases, the amount of wax resin leaking to the surface of the electrophotographic toner 3 increases. As a result, the adhesion force between the particles increases, and the fluidity of the developer decreases.
後述の実施例に示されるように、本発明者等は、キャリア芯材2a表面に形成している樹脂被覆量を増加させることにより、現像剤の搬送率が向上することを見出した。その一方で、トナー帯電量は、樹脂被覆量の増加とともに低帯電化していた。 As shown in Examples described later, the present inventors have found that the developer conveyance rate is improved by increasing the amount of resin coating formed on the surface of the carrier core material 2a. On the other hand, the toner charge amount has been lowered with an increase in the resin coating amount.
また、一般的に、キャリア芯材2a表面に樹脂をコートすることにより、磁性キャリア2の体積抵抗値(C)が上昇する。本発明においては、抵抗値増加率(C/B)は、キャリア芯材2a表面における被覆層2bの被覆状態を示す指標である。抵抗増加率が高い方が、キャリア芯材2aに対する被覆層2bの被覆率が高くなる傾向になる。すなわち、抵抗増加率が高くなるということは、2成分現像剤1の電子写真用トナー3に含まれるワックス成分が付着しにくくなることを示す。その一方で、抵抗増加率が高すぎると、電子写真用トナー3を帯電させる能力が低下するという問題がある。
In general, the volume resistance value (C) of the magnetic carrier 2 is increased by coating the surface of the carrier core material 2a with a resin. In the present invention, the resistance value increase rate (C / B) is an index indicating the coating state of the coating layer 2b on the surface of the carrier core material 2a. The higher the resistance increase rate, the higher the coverage of the coating layer 2b with respect to the carrier core material 2a. That is, the increase in the resistance increasing rate indicates that the wax component contained in the electrophotographic toner 3 of the two-
2成分現像剤1では、抵抗値増加率(C/B)、及び2成分現像剤1の電子写真用トナー3に含まれるワックス成分(A×T)とが、上記式(1)を満たすように設定することで、電子写真用トナー3の帯電能力の低下を防止するとともに、電子写真用トナー3に含まれるワックス成分の磁性キャリア3への付着を防止している。そして、これにより、現像剤の流動性を維持し、トナー飛散を生じさせず、高画質の出力画像を得ることができる2成分現像剤を実現している。
In the two-
なお、キャリア芯材2a表面における被覆層2bの被覆状態は、上記式(1)を満たすように、抵抗値増加率(C/B)が設定されていれば、任意の被覆状態であってもよい。被覆層2bの被覆状態としては、例えば、キャリア芯材2a表面が露出するように被覆層2bが被覆された状態、被覆層2bがキャリア芯材2a全体を被覆する状態が挙げられる。 The covering state of the covering layer 2b on the surface of the carrier core material 2a may be an arbitrary covering state as long as the resistance value increase rate (C / B) is set so as to satisfy the above formula (1). Good. Examples of the coating state of the coating layer 2b include a state where the coating layer 2b is coated so that the surface of the carrier core material 2a is exposed, and a state where the coating layer 2b covers the entire carrier core material 2a.
特に、キャリア芯材2a表面が露出するように被覆層2bが被覆されている場合、被覆層2bとキャリア芯材2a表面とにより、空隙部が形成されることになる。電子写真用トナー3のワックスは、キャリア芯材2a表面に対し親和性を有する一方、被覆層2bに対しては、親和性が低い。上記式(1)を満たしていれば、キャリア芯材2a表面の露出率(空隙部)が適切に設定され、電子写真用トナー3のワックスをトラップすることが可能になる。 In particular, when the coating layer 2b is coated such that the surface of the carrier core material 2a is exposed, a gap is formed by the coating layer 2b and the surface of the carrier core material 2a. The wax of the electrophotographic toner 3 has an affinity for the surface of the carrier core material 2a, but has a low affinity for the coating layer 2b. If the above formula (1) is satisfied, the exposure rate (gap) on the surface of the carrier core material 2a is appropriately set, and the wax of the electrophotographic toner 3 can be trapped.
(現像装置20および画像形成装置)
本実施形態の現像装置20は、上記した本実施形態の2成分現像剤1を用いて現像を行う。現像装置20は、図2に示すように、2成分現像剤1を格納する現像ユニット10、及び2成分現像剤1を静電潜像担持体15に搬送する現像剤担持体13を備えている。
(Developing
The developing
現像ユニット10の内部には、磁性キャリア2と電子写真用トナー3とから成る2成分現像剤1が予め投入されている。そして、2成分現像剤1は、攪拌スクリュー12により攪拌・帯電される。現像剤担持体13の内部には、磁界発生手段が配設されている。2成分現像剤1は、この磁界発生手段から発生する磁界により現像剤担持体13に搬送され、現像剤担持体13表面に保持される。このようにして、現像剤担持体13表面に保持された2成分現像剤1は、現像剤規制部材14により一定層厚に規制され、現像剤担持体13と静電潜像担持体15との近接領域に形成される現像領域に搬送される。現像剤担持体13と静電潜像担持体15間には、現像バイアスによる電界が形成されている。この電界により、現像剤担持体13上の2成分現像剤1の電子写真用トナー3が、静電潜像担持体15上の静電潜像パターンに、電気的に付着する。これにより、静電潜像担持体15上の静電潜像パターンが顕像化される。
A two-
なお、現像剤担持体13と静電潜像担持体15との間に交流バイアス電圧を印加した場合には、交流電界による現像効率の向上が図られ、高画像濃度からハーフトーンに至る画像濃度範囲が安定して得られる。
When an AC bias voltage is applied between the
また、電子写真用トナー3の消費は、トナー濃度センサー16により検知される。現像により電子写真用トナー3が消費されると、消費された分だけ、トナーホッパー17から電子写真用トナー3が補給されることになる。トナー濃度センサー16は、現像ユニット10内のトナー濃度が予め定められた規定トナー濃度に達したことを検知する。トナーホッパー17からの電子写真用トナー3の補給は、トナー濃度センサー16が規定トナー濃度に達したことを検知するまで行われる。このようにして現像ユニット10内の2成分現像剤1に含まれる電子写真用トナー3の濃度は、トナー濃度センサー16が検知するトナー濃度になるように、ほぼ一定に保たれている。
Further, consumption of the electrophotographic toner 3 is detected by the
本実施形態の画像形成装置は、上記現像装置20を備えていれば、公知の電子写真方式の画像形成装置の構成を適用することができる。本実施形態の画像形成装置は、現像装置20以外の構成として、例えば、表面に静電荷像を形成し得る感光層を有する像担持体と、像担持体表面を所定電位に帯電させる帯電手段と、表面が帯電状態にある像担持体に画像情報に応じた信号光を照射して像担持体の表面に静電荷像(静電潜像)を形成する露光手段と、現像装置20から電子写真用トナー3が供給されて現像された像担持体表面のトナー像を、中間転写体に転写した後記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体表面のトナー像を記録媒体に定着させる定着手段と、トナー像の記録媒体への転写後に像担持体表面に残留するトナー、紙粉などを除去するクリーニング手段と、上記中間転写体に付着した余分なトナーなどを除去するクリーニング手段とを含んでいる。また、本実施形態の画像形成方法は、現像装置20を有する本実施形態の画像形成装置を用いて行われる。
As long as the image forming apparatus of the present embodiment includes the developing
静電荷像を現像する際には、静電潜像担持体15上の静電荷像を反転現像法で顕像化する現像工程がトナーの各色毎で実行され、中間転写体上に色の異なる複数のトナー像を重ね合わせて多色トナー像が形成される。本実施形態では、中間転写体を用いた中間転写方式を採用しているが、像担持体から直接記録媒体にトナー像を転写する構成が用いられてもよい。
When developing an electrostatic charge image, a developing process for visualizing the electrostatic charge image on the electrostatic
以下に本発明に係る実施例および比較例を説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、本実施例に限定されるものではない。後術する実施例および比較例では、トナー(電子写真用トナー)とキャリア(磁性キャリア)とを含む2成分現像剤を用いた測定を行った。初めに、本実施例および比較例で用いたトナーおよびキャリアの作製方法について説明する。 Examples and comparative examples according to the present invention will be described below. The present invention is not limited to this example unless it exceeds the gist. In Examples and Comparative Examples to be described later, measurement was performed using a two-component developer containing a toner (electrophotographic toner) and a carrier (magnetic carrier). First, a method for producing the toner and carrier used in this example and the comparative example will be described.
(電子写真用トナー3の作製)
まず、下記(ア)〜(エ)に示す各材料をヘンシェルミキサにて前混合後、二軸押出混練機にて溶融混練した。この混練物をカッテングミルで粗粉砕した後、ジェットミルにて微粉砕し、気流式分級機で分級し、平均粒径6.5μmのトナー母体粒子を作製した。
(ア)結着樹脂 …(T1)ポリエステル樹脂(酸価:21mgKOH/g)
芳香族系アルコール成分:PO−BPAとEP−BPA
酸成分:フマル酸と無水メリット酸
87.5重量%
(イ)顔料 …ナフトール
5重量%
(ウ)ワックス …無極性パラフィンワックス
6重量%
(エ)電荷制御剤…商品名:LR−147(日本カーリット(株)製)
1.5重量%
上記作製したトナー母体粒子97.8重量%に、体積平均径100nmのi―ブチルトリメトキシシランで疎水化処理したシリカ1.2重量%と、体積粒径12nmのHMDSで疎水化処理したシリカ微粒子1.0重量%とを加え、ヘンシルミキサーにて混合し、外添処理を行い、シアン色の評価用トナーを作製した。なお、ここで用いた(エ)電荷制御剤であるLR−147は、物質名「Boro bis (1.1-diphenyl-1-oxo-acetyl) potassium Salt」であり、化学式はC28H20BKO6で表される。
(Preparation of toner 3 for electrophotography)
First, each material shown in the following (A) to (D) was premixed with a Henschel mixer and then melt-kneaded with a twin-screw extrusion kneader. The kneaded product was coarsely pulverized with a cutting mill, then finely pulverized with a jet mill, and classified with an airflow classifier to produce toner base particles having an average particle size of 6.5 μm.
(A) Binder resin (T1) Polyester resin (acid value: 21 mgKOH / g)
Aromatic alcohol components: PO-BPA and EP-BPA
Acid components: fumaric acid and merit anhydride
87.5% by weight
(I) Pigment: Naphthol
5% by weight
(C) Wax: Nonpolar paraffin wax
6% by weight
(D) Charge control agent ... Product name: LR-147 (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.)
1.5% by weight
97.8% by weight of the above prepared toner base particles, 1.2% by weight of silica hydrophobized with i-butyltrimethoxysilane having a volume average diameter of 100 nm, and silica fine particles hydrophobized with HMDS having a volume particle diameter of 12 nm 1.0% by weight was added, mixed with a Hensyl mixer, and externally added to prepare a cyan evaluation toner. Incidentally, LR-147 which is (E) a charge control agent used herein is a substance name "Boro bis (1.1-diphenyl-1 -oxo-acetyl) potassium Salt ", chemical formula is C 28 H 20 BKO 6 expressed.
(磁性キャリア2の作製)
下記に示す使用量(部)のシリコーン樹脂、導電性粒子およびトルエンをスリーワンモータにて5分間攪拌し、コート樹脂液を調製した。但し、導電性粒子はあらかじめ分散剤を用いてトルエン溶媒中に分散したものを用いた。また、電荷制御剤については所定の溶液に溶解したものを用いた。このコート樹脂液を、体積平均粒子径45μm、1000重量部の磁性体芯粒子(キャリア芯材2a;フェライト芯材)と混合し、さらに攪拌機に投入して混合した。得られた混合物から減圧および加熱下にてトルエンを除去し、磁性体芯粒子表面に塗布層を形成した。これを、200℃で1時間加熱して塗布層を硬化させて樹脂被覆層(被覆層2b)を形成し、100メッシュのふるいにかけて樹脂被覆キャリア(磁性キャリア2)を製造した。
(A)シリコーン樹脂…商品名:KR−240(東レダウコーニング(株)製)、
商品名:KR−251(東レダウコーニング(株)製)、及び
シリコーン樹脂20%溶液の混合品
100重量部
(B)導電性粒子 …商品名:VULCANXC72(キャボット(株)製)
導電性カーボンブラックトルエン分散液、固形濃度15%液
5重量部
(C)電荷制御剤 …商品名:LR−147(日本カーリット(株)製)
負帯電性電荷制御剤、溶液
20重量部
(D)カップリング剤…商品名:AY43−059(東レダウコーニング(株)製)
100%溶液
1重量部
次に、後述する実施例および比較例での測定および評価方法を説明する。
(Preparation of magnetic carrier 2)
The following amounts (parts) of silicone resin, conductive particles and toluene were stirred for 5 minutes with a three-one motor to prepare a coating resin solution. However, the conductive particles used in advance were dispersed in a toluene solvent using a dispersant. Moreover, what was melt | dissolved in the predetermined solution was used about the charge control agent. This coating resin solution was mixed with magnetic core particles (carrier core material 2a; ferrite core material) having a volume average particle diameter of 45 μm and 1000 parts by weight, and the mixture was added to a stirrer and mixed. Toluene was removed from the obtained mixture under reduced pressure and heating to form a coating layer on the surface of the magnetic core particles. This was heated at 200 ° C. for 1 hour to cure the coating layer to form a resin coating layer (coating layer 2b), which was passed through a 100-mesh sieve to produce a resin-coated carrier (magnetic carrier 2).
(A) Silicone resin ... Trade name: KR-240 (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.),
Product name: KR-251 (manufactured by Toray Dow Corning), and
Mixture of 20% silicone resin solution
100 parts by weight (B) conductive particles ... Product name: VULCANXC72 (manufactured by Cabot Corporation)
Conductive carbon black toluene dispersion,
5 parts by weight (C) charge control agent Product name: LR-147 (manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.)
Negative charge control agent, solution
20 parts by weight (D) coupling agent ... Product name: AY43-059 (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.)
100% solution
1 part by weight Next, measurement and evaluation methods in Examples and Comparative Examples described later will be described.
〔評価・試験〕
(I:2成分現像剤1の搬送量測定)
図2に示される現像装置20から現像ユニット10を取り出して、現像ユニット10内での2成分現像剤1の搬送量を測定した。この搬送量は、現像ユニット10内での2成分現像剤1の流動性を示す指標となる。なお、この現像ユニット10として、複写機(シャープ(株)MX−4500N)から取り出された現像ユニットを用いた。
〔Evaluation test〕
(I: Measurement of transport amount of two-component developer 1)
The developing
まず、(磁性キャリア2の作製)及び(電子写真用トナー3の作製)にて作製された、磁性キャリア2及び電子写真用トナー3を混合し、2成分現像剤1を作製した。そして、作製された2成分現像剤1を現像ユニット10にセットし、その現像ユニット10を温度52.5℃に保たれた恒温層の中に入れた。そして、現像剤担侍体13を430rpmで1時間半回転させるとともに、攪拌スクリュー12により2成分現像剤1を攪拌させた。その後、攪拌スクリュー12により現像剤担侍体13へ搬送される2成分現像剤1の量を測定した。
First, the two-
具体的には、恒温槽に入れる前の現像ユニット10内の2成分現像剤1の落下量Aを求めるために、現像剤担持体13を50rpmで駆動し、ギヤを介し駆動される撹拌スクリュー12を回転させながら、現像剤落下用穴から2成分現像剤1を落下させる。そして、落下してくる現像剤量を測定する。測定後、現像ユニット10を、温度環境52.5℃とした恒温槽に入れ、現像剤担持体13を回転速度430rpmで90分間駆動し、現像ユニット10内の2成分現像剤1に機械的ストレスを加える。その後、恒温槽に入れる前と同様に、2成分現像剤1の落下量Bを求める。
Specifically, in order to obtain the amount of fall A of the two-
なお、本実施例では、現像ユニット10内の2成分現像剤1について、恒温槽投入前の落下量Aと、恒温槽投入後の落下量Bとの比率を現像剤搬送率とした。この現像剤搬送率は、加速度的に劣化させた2成分現像剤の流動性を示す指標となる。
In this embodiment, for the two-
また、表中の「現像剤搬送率」について、「×」、「△」、「○」、「◎」の評価基準は、以下の通りである。 In addition, regarding the “developer conveyance rate” in the table, the evaluation criteria of “×”, “Δ”, “◯”, “◎” are as follows.
◎:搬送率:75%以上
○:搬送率:50%以上、75%未満
△:搬送率:30%以上、50%未満
×:搬送率:30%未満
搬送率30%以上が、画像濃度及び画質の低下が著しいが、画像の出力は可能なレベルである。一方、搬送率30%未満では、画像出力ができない状態になる。また、搬送率50%以上では、若干の画像濃度低下が生じるが、出力画像が得られる。さらに、搬送率75%以上では、画像濃度及び画質も殆ど恒温槽に投入する前と同等な画質である。これらの搬送率と出力画像との関係に基づき、2成分現像剤1を上記評価基準に分別した。
◎: Conveyance rate: 75% or more ○: Conveyance rate: 50% or more and less than 75% △: Conveyance rate: 30% or more and less than 50% X: Conveyance rate: less than 30% Conveyance rate of 30% or more is the image density and Although the image quality is significantly reduced, image output is possible. On the other hand, if the conveyance rate is less than 30%, the image cannot be output. On the other hand, when the conveyance rate is 50% or more, a slight decrease in image density occurs, but an output image is obtained. Further, when the conveyance rate is 75% or more, the image density and the image quality are almost the same as those before being put in the thermostatic chamber. Based on the relationship between the conveyance rate and the output image, the two-
(II:電子写真用トナー3の帯電量測定)
電子写真用トナー3の帯電量は、以下のように測定した。
(II: measurement of charge amount of toner 3 for electrophotography)
The charge amount of the electrophotographic toner 3 was measured as follows.
現像ユニット10に配設されている現像スリーブ表面上の2成分現像剤1を採取し、吸引式帯電量測定装置(TREK社:210H−2A Q/M Meter)を用いて帯電量を測定した。そして、この測定値を電子写真用トナー3の帯電量とした。
The two-
また、(II:電子写真用トナー3の帯電量測定)にて測定したトナー帯電量は、下記評価基準に基づき評価を行った。 Further, the toner charge amount measured in (II: measurement of charge amount of toner 3 for electrophotography) was evaluated based on the following evaluation criteria.
なお、トナー帯電性の評価基準は、
◎:目標帯電量を満足し、経時において帯電量変化が少ない
○:目標帯電量を満足し、経時において帯電量が低下する
△:目標帯電量を下回り、経時において帯電量変化が少ない
×:目標帯電量を下回り、経時において帯電量が低下する
とした。
The evaluation criteria for toner chargeability are:
◎: Satisfies target charge amount and little change in charge amount over time ○: Satisfies target charge amount and decreases charge amount over time Δ: Less than target charge amount and little change in charge amount over time ×: Target The charge amount was lower than the charge amount and decreased with time.
本実施例においては、トナー帯電性における目標帯電量を、25〜35μC/gとしている。この帯電量は、従来機種のプロセスで画質が最良になる値から求めたものである。それゆえ、トナー現像量及びトナーの転写性を確保するために必要な比電荷量である。 In this embodiment, the target charge amount in toner chargeability is set to 25 to 35 μC / g. This charge amount is obtained from a value that gives the best image quality in the process of the conventional model. Therefore, this is the specific charge amount necessary for ensuring the toner development amount and the toner transferability.
なお、帯電量が20μC/gであっても、初期画質には影響せず問題ない。しかしながら、経時において帯電量変化が生じた場合、帯電量不足によるトナーかぶりの影響がある。このために、本実施例では、上記帯電量を目標値としている。 Even if the charge amount is 20 μC / g, there is no problem without affecting the initial image quality. However, when the charge amount changes with time, there is an influence of toner fog due to insufficient charge amount. For this reason, in this embodiment, the charge amount is set as a target value.
(III:磁性キャリア2の粒子における抵抗値測定)
磁性キャリア2の粒子における電気抵抗値(体積抵抗)は、常温・常湿環境下において、ブリッジ抵抗測定治具(対向する電極間の距離1mm、測定電極エリア面積が40×16mm2)を用いて測定した。
(III: Measurement of resistance value in particles of magnetic carrier 2)
The electrical resistance value (volume resistance) of the particles of the magnetic carrier 2 is determined by using a bridge resistance measurement jig (
具体的には、まず、(磁性キャリア2の作製)にて作製した磁性キャリア2の粒子(樹脂被覆キャリア粒子;静電潜像現像用キャリア粒子)を、別途測定サンプルとして、電子天秤等で0.2mgに取り分けた。そして、この測定サンプルを、ブリッジ抵抗測定治具の対向する電極間の間に挿入し、該電極の裏側から磁石を用いて、対向電極間に磁性キャリア2のブリッジを形成した。このとき、ブリッジ間の磁性キャリア2を均すために、5〜6回程度タッピングした。ブリッジ間の磁性キャリア2を均一に均した後、1.5×103(V/cm)の電界強度が生じる電圧を印加したときの電流値を、デジタルエレクトロンメータ(アドバンテスト社:R8340)を用いて測定し、電気抵抗値(キャリア抵抗値)を算出した。 Specifically, first, the magnetic carrier 2 particles (resin-coated carrier particles; electrostatic latent image developing carrier particles) prepared in (Preparation of magnetic carrier 2) were measured separately using an electronic balance or the like as a measurement sample. Separated to 2 mg. And this measurement sample was inserted between the electrodes which a bridge resistance measurement jig | tool opposes, and the bridge | bridging of the magnetic carrier 2 was formed between counter electrodes using the magnet from the back side of this electrode. At this time, tapping was performed about 5 to 6 times in order to level the magnetic carrier 2 between the bridges. After uniformly leveling the magnetic carrier 2 between the bridges, the current value when a voltage generating an electric field strength of 1.5 × 10 3 (V / cm) was applied was used with a digital electron meter (Advantest Corp .: R8340). The electrical resistance value (carrier resistance value) was calculated.
(IV:磁性体芯粒子単体(キャリア芯材2a)の抵抗値測定)
測定サンプルとしてキャリア芯材2aを用いて、(III:磁性キャリア2の粒子における抵抗値測定)と同様の方法で、ブリッジ抵抗測定治具にセットした。その後、1×103(V/cm)の電界強度が生じる電圧を印加したときの電流値を測定し、デジタルエレクトロンメータ(アドバンテスト社:R8340)を用いて測定し、電気抵抗値(芯材抵抗値)を算出した。
(IV: Measurement of resistance value of magnetic core particles alone (carrier core material 2a))
Using the carrier core material 2a as a measurement sample, it was set in a bridge resistance measurement jig in the same manner as (III: Measurement of resistance value in particles of magnetic carrier 2). Thereafter, the current value when a voltage generating an electric field intensity of 1 × 10 3 (V / cm) is applied is measured and measured using a digital electron meter (Advantest: R8340), and the electric resistance value (core material resistance) Value).
(V:体積平均粒径)
トリトンX−100(非イオン性界面活性剤(化学式:C34H62O11))の0.1%純水溶液10mL中に、測定試料約1〜5mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させた。この分散液のうち約2〜5mLを、マイクロトラックMT3000(日機装株式会社)の所定箇所に加えた後、1分間攪拌し、散乱光強度が安定したことを確認し測定を行った。
(V: Volume average particle diameter)
About 1 to 5 mg of a measurement sample is added to 10 mL of a 0.1% pure aqueous solution of Triton X-100 (nonionic surfactant (chemical formula: C 34 H 62 O 11 )), and 1 by an ultrasonic disperser. Dispersed for minutes. About 2 to 5 mL of this dispersion was added to a predetermined part of Microtrac MT3000 (Nikkiso Co., Ltd.), and stirred for 1 minute to confirm that the scattered light intensity was stable and measured.
(VI:定着性と出力画質評価)
現像装置20を有するデジタルカラー複写機(シャープ(株)MX−6000N)を用いて、紙面上の定着強度及び画像評価を実施した。まず、上記の方法に基づいて、マゼンタ色の評価用の電子写真用トナー2及び磁性キャリア3を作製した。そして、マゼンタ色の評価用の電子写真用トナー2及び磁性キャリア3を7:93の割合で混合し、2成分現像剤1を作製した。そして、2成分現像剤1を現像装置20に投入し、現像装置20と上記デジタルカラー複写機とを用いてテストチャートを印字した。そして、印字されたテストチャートの画質及び定着性について、下記の判断基準に基づき、目視評価にて判別を実施した。
(VI: Fixability and output image quality evaluation)
Using a digital color copying machine (Sharp Co., Ltd. MX-6000N) having the developing
画質評価の判断基準は、上市されている当社製デジタルカラー複写機(シャープ(株)MX−6000N)の標準現像剤を用いた出力画像とを比較し、下記項目の画質評価を実施した。 Judgment criteria for image quality evaluation were compared with output images using a standard developer of a commercially available digital color copying machine (Sharp Co., Ltd. MX-6000N), and image quality evaluation of the following items was performed.
・ドット再現性が高い(ドット周辺のトナー飛散が少ない)
・ライン再現性が高い(ライン幅のバラツキが少ない)
・非画像部でのトナー付着(背景部のトナーかぶり量が少ない)
また、比較結果については、以下の4段階とした。
・ High dot reproducibility (low toner scattering around the dot)
・ High line reproducibility (less variation in line width)
-Toner adhesion in non-image area (small amount of toner fog in background area)
Further, the comparison results were classified into the following four stages.
◎:社内基準よりも高画質なレベルの印刷品位
○:社内基準同等レベルの印刷品位
△:社内基準よりも低画質なレベルの印刷品位
×:印字不可能に近いレベル
(VII;キャリア付着)
まず、作成した2成分現像剤を画像形成装置の現像槽に投入し、テストベンチにセットした感光体と現像スリーブとの間に現像バイアスをかけて、キャリア付着を測定した。
◎: Print quality with a higher image quality than internal standards ○: Print quality with the same level as internal standards △: Print quality with lower image quality than internal standards ×: Level almost impossible to print (VII; carrier adhesion)
First, the prepared two-component developer was put into the developing tank of the image forming apparatus, and a carrier bias was measured by applying a developing bias between the photosensitive member set on the test bench and the developing sleeve.
具体的には、現像後に、非画像部に相当する感光体上における一定面積(37.8cm2)へのキャリアの付着個数を計測し、キャリア付着の良否を評価した。なお、評価基準は、キャリア付着数が10個未満であり付着が少なく良好であるものを「◎」、10個以上20個未満であり付着がややあるものを「○」、20個以上であり不良のものを「×」とした。 Specifically, after development, the number of carriers deposited on a certain area (37.8 cm 2 ) on the photoreceptor corresponding to the non-image area was measured, and the quality of carrier deposition was evaluated. The evaluation criteria are “◎” for the case where the number of carrier attachments is less than 10 and good adhesion, and “○” for cases where the number of attachments is less than 10 and less than 20, and “20” for cases where adhesion is slightly. The defective one was designated as “x”.
以下に実施例および比較例での測定結果を説明する。 The measurement results in the examples and comparative examples will be described below.
(実施例1)
前記(磁性キャリア2の作製)に記載の方法に従い、磁性キャリア2を作製した。ただし、1000重量部の磁性体芯粒子に対するコート樹脂溶液の投入量を、0.5部、0.75部、1部、2部と変化させて、樹脂被覆キャリアを作製した。そして、各樹脂被覆キャリアの抵抗値を、前記(III:磁性キャリア2の粒子における抵抗値測定)に記載の方法に従って測定した。また、実施例1に用いる磁性体芯粒子については、コート樹脂溶液を投入する前に、(IV:磁性体芯粒子(キャリア芯材2a)単体の抵抗値測定)に基づき、抵抗値を測定した。
Example 1
A magnetic carrier 2 was prepared according to the method described in (Preparation of Magnetic Carrier 2). However, the resin-coated carrier was prepared by changing the amount of the coating resin solution added to 1000 parts by weight of the magnetic core particles to 0.5 part, 0.75 part, 1 part, and 2 parts. Then, the resistance value of each resin-coated carrier was measured according to the method described in (III: Measurement of resistance value in particles of magnetic carrier 2). For the magnetic core particles used in Example 1, the resistance value was measured based on (IV: measurement of resistance value of magnetic core particles (carrier core material 2a) alone) before introducing the coating resin solution. .
また、前記(電子写真用トナー3の作製)に記載の方法に従い、電子写真用トナーを作製した。ただし、トナーに対するワックスの含有量が下記の条件になるように、トナー1〜3を作製した。
Further, an electrophotographic toner was prepared according to the method described in (Preparation of Electrophotographic Toner 3). However,
トナー1:ワックス;6.5%
トナー2:ワックス;4.5%
トナー3:ワックス;3.0%
上記条件で作製した、マゼンタ色の評価用トナーと、上記作製したコート樹脂液の投入量が異なる(体積抵抗が異なる)各樹脂被覆キャリアとを用いて、2成分現像剤1を作製した。なお、作製した各2成分現像剤1は、2成分現像剤1に対するトナー濃度が7.2重量%となるように調整されている。そして、2成分現像剤1について、前記(I:2成分現像剤1の搬送量測定)に従い、現像ユニット内の現像剤の搬送量を測定した。また、前記(VI:定着性と出力画質評価)に基づき、出力画像の定着時のオフセットによる画質劣化を目視にて確認した。また、定着性については、折り曲げ試験を実施し、出力された画質の総合的な評価を行った。さらに、(VII;キャリア付着)に記載の方法に従い、キャリア付着を評価した。
Toner 1: Wax; 6.5%
Toner 2: Wax; 4.5%
Toner 3: Wax; 3.0%
A two-
(比較例1)
前記(磁性キャリア2の作製)に記載の方法に従い、磁性キャリア2を作製した。ただし、1000重量部の磁性体芯粒子に対するコート樹脂溶液の投入量を、0.25部、2.5部と変化させて、樹脂被覆キャリアを作製した。そして、各樹脂被覆キャリアの抵抗値を、前記(III:磁性キャリア2の粒子における抵抗値測定)に記載の方法に従って測定した。また、比較例1に用いる磁性体芯粒子については、コート樹脂溶液を投入する前に、(IV:磁性体芯粒子(キャリア芯材2a)単体の抵抗値測定)に基づき、抵抗値を測定した。
(Comparative Example 1)
A magnetic carrier 2 was prepared according to the method described in (Preparation of Magnetic Carrier 2). However, the amount of the coated resin solution added to 1000 parts by weight of the magnetic core particles was changed to 0.25 part and 2.5 parts to prepare a resin-coated carrier. Then, the resistance value of each resin-coated carrier was measured according to the method described in (III: Measurement of resistance value in particles of magnetic carrier 2). Further, for the magnetic core particles used in Comparative Example 1, the resistance value was measured based on (IV: measurement of resistance value of magnetic core particles (carrier core material 2a) alone) before introducing the coating resin solution. .
また、実施例1と同様の条件で作製したトナー1〜3と、上記作製したコート樹脂液の投入量が異なる(体積抵抗が異なる)各樹脂被覆キャリアとを用いて、実施例1と同様のトナー濃度になるように、2成分現像剤1を作製した。そして、実施例1と同様にして、現像ユニット内の現像剤の搬送量、出力画質評価、総合的な評価、キャリア付着の評価を行った。
In addition, using the
実施例1及び比較例1のキャリア1〜6それぞれにおける、キャリア抵抗値、抵抗増加率、及びトナー帯電量の測定結果を表1に示す。なお、表1においては、樹脂被覆キャリアの抵抗値を「キャリア抵抗」として示している。また、「抵抗増加率」は、磁性体芯粒子の抵抗値に対する樹脂被覆キャリアの抵抗値の増加率(磁性体芯粒子の抵抗値/樹脂被覆キャリアの抵抗値)を示す。「トナー帯電量」は、上記トナー帯電性の評価基準に基づき評価した結果を示す。「樹脂被覆量」は磁性体芯粒子に対するコート樹脂溶液の投入量を示す。また、表1において、「E+x(xは整数)」は、「×10x」を意味している。
Table 1 shows the measurement results of the carrier resistance value, the resistance increase rate, and the toner charge amount in each of the
表1からわかるように、実施例1で用いた樹脂被覆キャリアでは、樹脂被覆量の増加に応じて、樹脂被覆キャリアの抵抗増加率は高くなっている。 As can be seen from Table 1, in the resin-coated carrier used in Example 1, the resistance increase rate of the resin-coated carrier is increased as the resin coating amount is increased.
また、(I:2成分現像剤1の搬送量測定)に従った測定においては、電子写真用トナー3に含有されているワックス量が低下すると、現像剤搬送率が高くなる。つまり、トナーに含有しているワックス量が多いほど、トナー表面に漏出しているワックス樹脂量が多くなっている。これにより、粒子間の付着力が大きくなり、現像剤として流動性の低下が発生している。また、樹脂被覆後のキャリアは、そのキャリア芯材表面に形成している樹脂被覆量を増加させることにより、現像剤の搬送率を向上させていることがわかる。一方、トナー帯電量は、樹脂被覆量の増加とともに低帯電化している。そして、樹脂被覆量が2.5部になると、トナーの静電気保持力が少なく、トナー飛散が発生しており、出力された画質もトナー飛散によるかぶりが生じていた。従って、トナーの帯電量を維持し、かつ、トナー飛散がない画質を得るには、被覆樹脂量は、1000重量部の磁性体芯粒子に対し、2重量部以下であることが好ましい。 In the measurement according to (I: Measurement of transport amount of two-component developer 1), the developer transport rate increases as the amount of wax contained in the electrophotographic toner 3 decreases. That is, as the amount of wax contained in the toner increases, the amount of wax resin leaking to the toner surface increases. As a result, the adhesion between the particles is increased, and the fluidity of the developer is reduced. Further, it can be seen that the carrier after the resin coating improves the developer conveyance rate by increasing the amount of the resin coating formed on the surface of the carrier core material. On the other hand, the toner charge amount is reduced as the resin coating amount is increased. When the resin coating amount is 2.5 parts, the toner has little electrostatic holding power and toner scattering occurs, and the output image quality is also fogged due to toner scattering. Therefore, in order to maintain the charge amount of the toner and obtain an image quality free from toner scattering, the coating resin amount is preferably 2 parts by weight or less with respect to 1000 parts by weight of the magnetic core particles.
また、表2は、実施例1及び比較例1のキャリア1〜6それぞれと、実施例1のトナー1〜3それぞれとを混合して作成した2成分現像剤について、キャリア付着の評価、現像剤の搬送量(搬送率)の評価、出力画像の画質評価、及びこれら評価に基づく総合評価を行った結果を示す表である。また、表2には、各2成分現像剤について、条件式(1)「log((C/B)/(A×T))」を算出した値も示している。
Table 2 shows carrier adhesion evaluation and developer for the two-component developer prepared by mixing each of the
表2からわかるように、実施例1の2成分現像剤のうち、下記式(1)を満たしている2成分現像剤は、キャリア付着の評価、現像剤の搬送量(搬送率)の評価、出力画像の画質評価に基づく総合評価が「○」もしくは「◎」である。 As can be seen from Table 2, among the two-component developers of Example 1, the two-component developer satisfying the following formula (1) is evaluated for carrier adhesion, evaluation of the developer conveyance amount (conveyance rate), The overall evaluation based on the image quality evaluation of the output image is “◯” or “◎”.
10.4≦log((C/B)/(A×T))≦17.9 …(1)
式(1)中、Aは、電子写真用トナー2に対するワックスの含有率であり、Bは、磁性体芯粒子単体の抵抗値であり、Cは、樹脂被覆キャリアの抵抗値であり、Tは、2成分現像剤1に対する電子写真用トナー2の濃度である。
10.4 ≦ log ((C / B) / (A × T)) ≦ 17.9 (1)
In the formula (1), A is the wax content relative to the electrophotographic toner 2, B is the resistance value of the magnetic core particles, C is the resistance value of the resin-coated carrier, and T is This is the density of the electrophotographic toner 2 with respect to the two-
以下、上記式(1)における「C/B」について、さらに詳述する。なお、「C/B」は、表1における「抵抗増加率」に相当する。 Hereinafter, “C / B” in the above formula (1) will be described in more detail. “C / B” corresponds to “resistance increase rate” in Table 1.
まず、実施例1及び比較例1ともに、1.5×103V/cmの電界下での磁性体芯粒子単体の抵抗値(B)は、1.37E+07(1.37×107)Ωcmであった。そして、この磁性体芯粒子表面に樹脂をコートすることにより、抵抗値(C)が上昇する。抵抗値増加率(C/B)は、キャリア芯材(磁性体芯粒子)表面における樹脂のコート状態を示す指標である。抵抗増加率が高い方が、キャリア芯材に対する樹脂の被覆率が高くなる傾向になる。すなわち、抵抗増加率が高くなるということは、2成分現像剤のトナーに含まれるワックス成分が付着しにくくなることを示す。その一方で、抵抗増加率が高すぎると、トナーを帯電させる能力が低下するという問題がある。 First, in both Example 1 and Comparative Example 1, the resistance value (B) of the magnetic core particles alone under an electric field of 1.5 × 10 3 V / cm is 1.37E + 07 (1.37 × 10 7 ) Ωcm. Met. The resistance value (C) increases by coating the surface of the magnetic core particles with resin. The resistance value increase rate (C / B) is an index indicating the coating state of the resin on the surface of the carrier core material (magnetic core particles). The higher the resistance increase rate, the higher the resin coverage with respect to the carrier core material. That is, a high resistance increase rate indicates that the wax component contained in the toner of the two-component developer is difficult to adhere. On the other hand, if the rate of increase in resistance is too high, there is a problem that the ability to charge the toner decreases.
表2に示されるように、実施例1の2成分現像剤のうち、条件式(1)の範囲内に収まる2成分現像剤であれば、上記問題を回避することが可能である。さらには、現像剤の流動性を維持し、トナー飛散を生じさせず、高画質の出力画像を得ることができる。 As shown in Table 2, if the two-component developer in Example 1 is a two-component developer that falls within the range of the conditional expression (1), the above problem can be avoided. Further, the fluidity of the developer can be maintained, and toner output can be prevented without causing toner scattering.
(実施例2)
本実施例では、キャリア芯材としての磁性体芯粒子の表面に、カップリング剤をコーティングした後、被覆樹脂であるシリコーン樹脂をコートし、樹脂被覆キャリアを作製した。
(Example 2)
In this example, the surface of magnetic core particles as a carrier core material was coated with a coupling agent, and then a silicone resin as a coating resin was coated to prepare a resin-coated carrier.
具体的には、カップリング剤としてアミノシラン系カップリング剤(商品名:AY43−059(東レダウコーニング(株)製))を用いた。 Specifically, an aminosilane coupling agent (trade name: AY43-059 (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.)) was used as the coupling agent.
キャリア芯材表面に、このアミノシラン系カップリング剤を表面にコーティングした後、このコーティングしたキャリア芯材と、導電性微粒子を含有するコート樹脂溶液とを混合し、樹脂被覆キャリア(キャリア7とする)を作製した。 After coating the aminosilane coupling agent on the surface of the carrier core material, the coated carrier core material and a coating resin solution containing conductive fine particles are mixed to form a resin-coated carrier (referred to as carrier 7). Was made.
本実施例の樹脂被覆キャリアについて、前記(III:磁性キャリア2の粒子における抵抗値測定)に基づき抵抗値を測定した。その結果、被覆樹脂量が0.5部量と少量であるにも拘わらず、磁性キャリアの体積抵抗が該アミノシラン系カップリング剤を用いていない被覆樹脂量0.5部量の磁性キャリア(キャリア1)よりも高抵抗値であった。 For the resin-coated carrier of this example, the resistance value was measured based on the above (III: Measurement of resistance value of particles of magnetic carrier 2). As a result, although the amount of the coating resin is as small as 0.5 part, the magnetic carrier (carrier) whose volume resistance of the magnetic carrier does not use the aminosilane coupling agent is 0.5 part. The resistance value was higher than in 1).
本実施例のキャリアについて、電子顕微鏡を用いて、その表面の樹脂被覆状態を観察すると、被覆樹脂が薄膜でキャリア芯材全体を被覆し、前記キャリア芯材の露出が殆どないことが判明した。 When the resin coating state of the surface of the carrier of this example was observed using an electron microscope, it was found that the coating resin covered the entire carrier core material with a thin film, and the carrier core material was hardly exposed.
本実施例の樹脂被覆キャリアと実施例1記載のトナー1を用いて、2成分現像剤を作成し、前記(I:2成分現像剤1の搬送量測定)測定に従い、現像ユニット内の現像剤の搬送量を測定したところ、2成分現像剤の搬送量が実施例1に示したキャリア1と比較して大凡1.5倍増加しており、少量の被覆樹脂投入量で現像剤の搬送量を維持し、高画質な画像出力を得ることができる。2成分現像剤の搬送率、出力画像、定着性の評価結果を表3に示す。表3には、各2成分現像剤について、条件式(1)「log((C/B)/(A×T))」を算出した値も示している。
A two-component developer was prepared using the resin-coated carrier of this example and the
(実施例3)
体積平均粒子径が異なる磁性体芯粒子を用意し、前記(磁性キャリア2の作製)に記載の方法により、各磁性体芯粒子に樹脂を被覆し、樹脂被覆キャリア(キャリア8〜12)を作製した。そして、体積平均粒子径が異なる磁性体芯粒子を用いた各樹脂被覆キャリアについて、実施例1で用いたトナー1と該キャリア粒子をトナー濃度が7.2重量%となるように混合し、2成分現像剤を作成した。そして、各2成分現像剤について、前記(キャリア付着および背景部かぶりの評価)に従って評価を実施した。評価結果を表4に示す。
(Example 3)
Magnetic core particles having different volume average particle diameters are prepared, and a resin-coated carrier (carriers 8 to 12) is prepared by coating each magnetic core particle with a resin by the method described in (Preparation of Magnetic Carrier 2). did. Then, for each resin-coated carrier using magnetic core particles having different volume average particle diameters, the
表4より、樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径が20μm以下であると、現像剤担持体に内包されているマグローラによる樹脂被覆キャリアの保持力が低くなり、静電潜像担持体表面に樹脂被覆キャリアが付着しやすくなることがわかる。更には、トナーとの混合が不均一になりやすく、トナー帯電分布が拡大してしまう結果、かぶりが発生してしまうことがわかる。よって、樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径を25〜60μmとすることで、静電潜像担持体表面に付着を抑制し、更には、かぶりの発生も抑制できることがわかる。 From Table 4, when the volume average particle diameter of the resin-coated carrier is 20 μm or less, the holding force of the resin-coated carrier by the mag roller included in the developer carrier is reduced, and the surface of the electrostatic latent image carrier is coated with resin. It turns out that a carrier becomes easy to adhere. Further, it can be seen that the mixing with the toner tends to be non-uniform, and the toner charge distribution is expanded, resulting in fogging. Therefore, it can be seen that by setting the volume average particle diameter of the resin-coated carrier to 25 to 60 μm, adhesion to the surface of the electrostatic latent image carrier can be suppressed, and furthermore, the occurrence of fogging can also be suppressed.
(実施例4)
前記(磁性キャリア2の作製)に記載の方法に従い、樹脂被覆キャリアを作製した。
Example 4
A resin-coated carrier was prepared according to the method described in (Preparation of Magnetic Carrier 2).
また、前記(電子写真用トナー3の作製)に記載の方法に従い、電子写真用トナーを作製した。ただし、トナーに対するワックスの含有量が下記の条件になるように、トナー1〜4を作製した。
Further, an electrophotographic toner was prepared according to the method described in (Preparation of Electrophotographic Toner 3). However,
トナー1:ワックス樹脂=6.5%
トナー2:ワックス樹脂=4.5%
トナー3:ワックス樹脂=3.0%
トナー4:ワックス樹脂=7.0%
上記条件で作製したマゼンタ色の評価用トナー1〜4と、上記作製したコート樹脂液の投入量が異なる(体積抵抗が異なる)各樹脂被覆キャリアとを用いて、2成分現像剤1を作製した。なお、作製した各2成分現像剤1は、2成分現像剤1に対するトナー濃度が7.2重量%となるように調整されている。そして、2成分現像剤1について、前記(I:2成分現像剤1の搬送量測定)に従い、現像ユニット内の現像剤の搬送量を測定した。また、前記(VI:定着性と出力画質評価)に基づき、出力画像の定着時のオフセットによる画質劣化を目視にて確認した。また、定着性については、折り曲げ試験を実施し、出力された画質の総合的な評価を行った。
Toner 1: Wax resin = 6.5%
Toner 2: Wax resin = 4.5%
Toner 3: Wax resin = 3.0%
Toner 4: Wax resin = 7.0%
A two-
(比較例2)
前記(電子写真用トナー3の作製)に記載の方法に従い、電子写真用トナーを作製した。ただし、トナーに対するワックスの含有量が下記の条件になるように、トナー5〜7を作製した。
(Comparative Example 2)
In accordance with the method described in (Preparation of Electrophotographic Toner 3), an electrophotographic toner was prepared. However, toners 5 to 7 were prepared so that the wax content with respect to the toner would satisfy the following conditions.
トナー5:ワックス樹脂=2.5%
トナー6:ワックス樹脂=8.0%
トナー7:ワックス樹脂=1.0%
前記(I:現像ユニットでの搬送量測定)に従い、現像ユニット内の現像剤の搬送量を測定し、前記(VI:定着性と出力画質評価)において総合的な評価を行った。尚、現像剤を形成するキャリアとしては、表1中のキャリア3を採用した。
Toner 5: Wax resin = 2.5%
Toner 6: Wax resin = 8.0%
Toner 7: Wax resin = 1.0%
In accordance with (I: Measurement of transport amount in developing unit), the transport amount of developer in the developing unit was measured, and comprehensive evaluation was performed in (VI: Fixability and output image quality evaluation). The carrier 3 in Table 1 was used as the carrier for forming the developer.
実施例4及び比較例2について、現像剤中のトナー1〜7におけるワックス量と現像剤の搬送率、出力画像、定着性の評価結果を表5に示す。表5中の条件式(2)の値は、トナーに対するワックス材含有率をA(重量%)、電子写真用2成分現像剤に対するトナー濃度をT(重量%)としたとき、下記式(2)で求まる値である。
For Example 4 and Comparative Example 2, the amount of wax in
D=−Log(A×T) …(2) D = −Log (A × T) (2)
表5より、本実施例で用いる電子写真用現像剤のトナーは、ワックス樹脂の含有率を4.5重量%から7重量%とすることが適していることがわかった。トナーに対するワックス樹脂の含有率が3重量%以下である場合には、ここでは示していないが、トナーが、定着装置の定着ローラー側に付着してしまい、紙面上のトナー画像が、劣化してしまった。また、トナーに対するワックス樹脂の含有率が7重量%よりも多い場合、即ち、式(2)におけるD値が5.3未満である条件では、他プロセスに影響を及ぼすおそれがある。例えば、現像プロセスにおいては、現像ユニット内の撹拌部で撹拌されることによって、現像剤に熱的、機械的ストレスが加わり、現像剤の流動性低下を引き起こすおそれがある。その結果、出力画像の画像濃度ムラが発生し、著しく画像劣化を生じる。 From Table 5, it was found that the toner of the electrophotographic developer used in this example is suitable to have a wax resin content of 4.5 wt% to 7 wt%. When the content of the wax resin with respect to the toner is 3% by weight or less, although not shown here, the toner adheres to the fixing roller side of the fixing device, and the toner image on the paper surface is deteriorated. Oops. Further, when the content of the wax resin with respect to the toner is more than 7% by weight, that is, under the condition where the D value in the formula (2) is less than 5.3, there is a possibility of affecting other processes. For example, in the development process, agitation is performed in the agitation unit in the development unit, so that thermal and mechanical stress is applied to the developer, which may cause a decrease in developer fluidity. As a result, the image density unevenness of the output image occurs, and the image is significantly deteriorated.
ここで、表1、表2、及び表5の結果に基づいて、上記式(1)の上限値及び下限値について、さらに詳述する。 Here, based on the results of Table 1, Table 2, and Table 5, the upper limit value and the lower limit value of the above formula (1) will be described in more detail.
(下限値について)
キャリア芯材(磁性芯粒子)の表面に被覆されている樹脂膜厚は、キャリア芯材の抵抗値Bと樹脂被覆後のキャリア粒子の抵抗値Cとの比率によって決定される。抵抗値比率(C/B)が高いほど、樹脂膜厚が厚くなることになる。実施例1の結果(表1)より、抵抗増加率は21倍以上2.82E+06倍未満であれば、キャリア付着条件とトナー帯電条件を満たすことが可能となる。なお、この時のトナーに含有されているワックス量とトナー濃度(トナー1)は、それぞれ6.5%、7.2%である。
(About the lower limit)
The resin film thickness coated on the surface of the carrier core material (magnetic core particles) is determined by the ratio between the resistance value B of the carrier core material and the resistance value C of the carrier particles after resin coating. The higher the resistance ratio (C / B), the thicker the resin film thickness. From the results of Table 1 (Table 1), if the resistance increase rate is 21 times or more and less than 2.82E + 06 times, it is possible to satisfy the carrier adhesion condition and the toner charging condition. Note that the amount of wax and the toner concentration (toner 1) contained in the toner at this time are 6.5% and 7.2%, respectively.
ここで、キャリア抵抗増加率の対数を取れば、
21≦(C/B)≦ 2.82E+06 …〔イ〕
3.04≦Ln(C/B)≦14.85
となり、上記条件を満たせば、キャリア付着とトナー帯電とが良好になることがわかる。
Here, taking the logarithm of the carrier resistance increase rate,
21 ≦ (C / B) ≦ 2.82E + 06 [A]
3.04 ≦ Ln (C / B) ≦ 14.85
Thus, it can be seen that if the above conditions are satisfied, carrier adhesion and toner charging are improved.
(上限値について)
実施例4の表5に記載の内容において、現像剤質量(トナー質量とキャリア質量との和)中に存在するワックス量を想定している。この現像剤中のワックス量を次式
0.0018<(A×T)<0.00576 …〔ロ〕
で表すことができる。式(ロ)の対数(−Ln)をとると、
5.2<−Ln(A×T)<6.3
となる。ここで、現像剤中に含有されているワックス量とキャリア抵抗増加率の関係をみると、ワックス樹脂はシリコーン樹脂膜表面との親和性が低いため、表面に存在しにくくなる。
(About the upper limit)
In the contents described in Table 5 of Example 4, the amount of wax present in the developer mass (the sum of the toner mass and the carrier mass) is assumed. The amount of wax in the developer is expressed by the following formula: 0.0018 <(A × T) <0.00576 (b)
Can be expressed as Taking the logarithm (-Ln) of equation (b),
5.2 <−Ln (A × T) <6.3
It becomes. Here, looking at the relationship between the amount of wax contained in the developer and the rate of increase in carrier resistance, the wax resin has a low affinity with the surface of the silicone resin film, so it is difficult to exist on the surface.
従って、樹脂膜が表面に存在しているということは、キャリア抵抗の増加率が高いほど実現されることとなるため、抵抗増加率とワックス量の比率を求めれば、シリコーン樹脂膜上に付着するワックス量の被覆状態がわかる。 Therefore, since the fact that the resin film exists on the surface is realized as the increase rate of the carrier resistance is higher, if the ratio of the resistance increase rate and the amount of wax is obtained, the resin film adheres on the silicone resin film. You can see the amount of wax covered.
式(イ)と式(ロ)との比率をとり、さらに対数表示すれば、次式になる。 If the ratio of the formula (A) and the formula (B) is taken and further logarithmically displayed, the following formula is obtained.
ln((C/B)/(A×T))=ln(C/B)−(−ln(A×T))
=ln(C/B)+ln(A×T)
=〔(3.04〜14.85)+(5.2〜6.3)〕
上記式について、それぞれの条件範囲を考慮すると、
下限値:ln((C/B)/(A×T))=8.24(3.04+5.2)
上限値:ln((C/B)/(A×T))=21.15(14.85+6.3)
となる。したがって、ln((C/B)/(A×T)の数値範囲は、下記式
8.24<ln((C/B)/(A×T))<21.15
に示される範囲になる。さらに、実施例1の結果より、具体的には、下記式(1)
10.4≦ln((C/B)/(A×T))≦17.9 …(1)
を満たせば、更に適していることとなる。
ln ((C / B) / (A × T)) = ln (C / B) − (− ln (A × T))
= Ln (C / B) + ln (A × T)
= [(3.04-14.85) + (5.2-6.3)]
For each of the above formulas, considering each condition range:
Lower limit: ln ((C / B) / (A × T)) = 8.24 (3.04 + 5.2)
Upper limit value: ln ((C / B) / (A × T)) = 21.15 (14.85 + 6.3)
It becomes. Therefore, the numerical range of ln ((C / B) / (A × T) is expressed by the following formula: 8.24 <ln ((C / B) / (A × T)) <21.15.
It becomes the range shown in. Furthermore, from the results of Example 1, specifically, the following formula (1)
10.4 ≦ ln ((C / B) / (A × T)) ≦ 17.9 (1)
If it satisfies, it will be more suitable.
以上の結果から、次のことがわかる。 From the above results, the following can be understood.
電子写真用トナー3に対するワックス材含有率をA(重量%)とし、2成分現像剤1に対する電子写真用トナー3濃度をT(重量%)とし、キャリア芯材2aの体積抵抗をB(Ωcm)とし、磁性キャリア2の体積抵抗をC(Ωcm)としたとき、下記式(1)
10.4≦log((C/B)/(A×T))≦17.9 …(1)
を満たす2成分現像剤を使用することにより、以下の効果を奏する。
The wax material content with respect to the electrophotographic toner 3 is A (wt%), the electrophotographic toner 3 concentration with respect to the two-
10.4 ≦ log ((C / B) / (A × T)) ≦ 17.9 (1)
By using a two-component developer that satisfies the following conditions, the following effects can be obtained.
すなわち、経時及び複写機等本体の熱的、機械的ストレスを受ける環境下においても、現像剤の流動性を著しく低下させず、出力画像の濃度ムラを生じることなく、多数部の印字に際しても安定して高画質の画像を出力することができる。 In other words, even under an environment where the main body of the copier or the like is subjected to thermal or mechanical stress, the flowability of the developer is not significantly reduced, and unevenness in the density of the output image does not occur, and stable even when printing many parts. Thus, a high-quality image can be output.
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明の樹脂被覆キャリア粒子を用いた2成分現像剤は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファックスなどの画像形成装置において好適に用いることができる。 The two-component developer using the resin-coated carrier particles of the present invention can be suitably used in image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines, printers, and fax machines.
1 現像剤
2 キャリア
2a キャリア芯材
2b 被覆層
3 トナー
3a 外添剤
10 現像ユニット
12 攪拌スクリュー
13 現像剤担持体
14 現像剤規制部材
15 静電潜像担持体
16 トナー濃度センサー
17 トナーホッパー
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記キャリアは、キャリア芯材と、該キャリア芯材表面に樹脂が被覆された樹脂被覆層とを有し、
トナーに対するワックス材含有率をA(重量%)とし、電子写真用2成分現像剤に対するトナー濃度をT(重量%)とし、上記キャリア芯材の体積抵抗をB(Ωcm)とし、上記キャリアの体積抵抗をC(Ωcm)としたとき、下記式(1)
10.4≦log((C/B)/(A×T))≦17.9 …(1)
を満たすことを特徴とする電子写真用2成分現像剤。 In a two-component developer for electrophotography comprising a toner and a carrier, wherein the toner contains a binder resin, a colorant and a wax material,
The carrier has a carrier core material and a resin coating layer in which a resin is coated on the surface of the carrier core material,
The wax material content with respect to the toner is A (wt%), the toner concentration with respect to the two-component developer for electrophotography is T (wt%), the volume resistance of the carrier core material is B (Ωcm), and the volume of the carrier When the resistance is C (Ωcm), the following formula (1)
10.4 ≦ log ((C / B) / (A × T)) ≦ 17.9 (1)
An electrophotographic two-component developer characterized by satisfying:
上記樹脂被覆層は、キャリア芯材表面にアミノシラン系カップリング剤を付着させた後、シリコーン樹脂溶剤をコーティングし硬化した樹脂硬化物からなることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用2成分現像剤。 The carrier core material is made of magnetic particles,
2. The electrophotographic 2 according to claim 1, wherein the resin coating layer is made of a resin cured product obtained by attaching an aminosilane coupling agent to the surface of the carrier core material and then coating and curing a silicone resin solvent. Component developer.
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| JP2015147827A (en) * | 2014-02-05 | 2015-08-20 | 大日精化工業株式会社 | Black colored porous resin beads, method for producing same, and product with texture of suppressed glossiness using the resin beads |
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- 2008-07-11 JP JP2008181759A patent/JP2010020172A/en active Pending
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