JP3486512B2 - Electrophotographic developing carrier, two-component developer using the carrier - Google Patents
Electrophotographic developing carrier, two-component developer using the carrierInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法或いは
静電印刷法の如き画像形成方法における電気的潜像を現
像するのに用いられる二成分系現像剤、該現像剤に用い
られるキャリアに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-component developer used for developing an electric latent image in an image forming method such as an electrophotographic method or an electrostatic printing method, and a carrier used for the developer. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、電子写真法としては米国特許第
2,297,691号、特公昭42−23910号公報
及び特公昭43−24748号公報などに種々の方法が
記載されている。2. Description of the Related Art Conventionally, various electrophotographic methods have been described in US Pat. No. 2,297,691, JP-B-42-23910 and JP-B-43-24748.
【0003】これらの電子写真法等に適用される現像方
法としては、大別して乾式現像法と湿式現像法とがあ
る。前者は、さらに二成分系現像剤を用いる方法と一成
分系現像剤を用いる方法に分けられる。The developing methods applied to these electrophotographic methods and the like are roughly classified into a dry developing method and a wet developing method. The former is further divided into a method using a two-component developer and a method using a one-component developer.
【0004】このうち二成分系現像剤の場合、キャリア
との摩擦によってトナーを所要の帯電極性及び帯電量に
帯電せしめ、静電引力を利用して静電潜像を現像するも
のである。Of these, the two-component type developer is one in which the toner is charged to the required charging polarity and amount by friction with the carrier and the electrostatic latent image is developed by using electrostatic attraction.
【0005】キャリア粒子としては、従来鉄粉キャリア
が多く用いられてきたが、使用環境の湿度によって帯電
特性が大きく変化したり、粒子表面が化学的に変化し易
いことにより、今日ではフェライトキャリアが多く用い
られるようになっている。Iron powder carriers have been widely used as carrier particles in the past, but ferrite carriers are nowadays used due to the fact that the charging characteristics greatly change depending on the humidity of the operating environment and that the particle surface easily changes chemically. It is becoming popular.
【0006】一般にフェライトキャリアは鉄粉キャリア
に比較して高抵抗であるため、電子写真用現像剤として
使用した場合、静電潜像を乱すことがないため、細線画
像及びハイライト画像の再現性が非常に良好となり、高
精細な画像を得ることが可能となる。Generally, since a ferrite carrier has a higher resistance than an iron powder carrier, it does not disturb an electrostatic latent image when used as a developer for electrophotography, and therefore reproducibility of a fine line image and a highlight image. Is very good, and a high-definition image can be obtained.
【0007】しかしながら、高抵抗であるが故に現像時
にエッジ効果が発生し易く、いわゆる白ヌケ或いは掃き
寄せといった画像欠陥を生じる。さらには現像電界強度
が低下するためトナー現像量、そしてそのまま画像濃度
も低下してしまうという問題も発生する。However, due to the high resistance, an edge effect is likely to occur during development, and so-called white spots or image defects such as sweeping occur. Further, since the developing electric field strength decreases, there is a problem that the toner development amount and the image density as it is also decrease.
【0008】こういった問題を解決するために、従来様
々な努力がなされてきた。Various efforts have hitherto been made to solve these problems.
【0009】例えば、特開昭52−154639号公報
や特開平2−160259号公報には低抵抗のキャリア
芯材を使用することによりエッジ効果の抑制を試みてい
る。For example, JP-A-52-154639 and JP-A-2-160259 attempt to suppress the edge effect by using a carrier core material having a low resistance.
【0010】しかしながら低抵抗キャリアコア(芯)を
使用した場合、前述の高精細な画像を得ることは困難と
なる上に、現像時の印加バイアスによる潜像への電荷注
入により非画像部の潜像電位低下が生じ、いわゆるカブ
リといわれる現像が発生し易い。However, when a low resistance carrier core is used, it is difficult to obtain the above-mentioned high-definition image, and the latent image in the non-image area is generated by the charge injection into the latent image by the applied bias during development. Image potential lowers, and so-called fogging is likely to occur in development.
【0011】また、例えば特開昭62−280756号
公報に示されるように、キャリアコア表面を導電性微粉
末を含むポリマーで被覆してキャリアの表面の電気抵抗
を低くしたキャリアを使用することも試みられている。Further, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-280756, it is possible to use a carrier in which the carrier core surface is coated with a polymer containing conductive fine powder to reduce the electric resistance of the carrier surface. Being tried.
【0012】しかしながらこういった表面電気抵抗の低
いキャリアを使用した場合、このキャリアが潜像担持体
表面に付着してしまう、いわゆるキャリア付着が生じる
上に、潜像への電荷注入がより顕著となり、画像上にリ
ーク跡、いわゆる白ポチが発生してしまう。However, when such a carrier having a low surface electric resistance is used, the carrier adheres to the surface of the latent image carrier, that is, so-called carrier adhesion occurs, and the charge injection into the latent image becomes more remarkable. , A leak mark, a so-called white spot, occurs on the image.
【0013】そこで、特開平5−181319号公報に
おいては、電気抵抗の範囲を限定したキャリアコアを使
用することが開示されている。Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 5-181319 discloses the use of a carrier core with a limited range of electric resistance.
【0014】しかしながらこういったキャリアコアを用
いても、高精細な画像再現とエッジ効果の抑制という相
反する機能を十分満足するキャリアを得ることは難し
い。However, even if such a carrier core is used, it is difficult to obtain a carrier sufficiently satisfying the contradictory functions of high-definition image reproduction and edge effect suppression.
【0015】一方、キャリアに要求されるもう一つの重
要な機能としてトナーに対する迅速且つ高い帯電付与能
がある。On the other hand, another important function required of the carrier is the ability to quickly and highly charge the toner.
【0016】しかしながら、フェライトキャリアそのも
のでは、トナーへの帯電付与能力が不十分であったり長
時間の使用によりキャリア汚染が発生し易いなど性能的
に不十分な場合が多い。However, the ferrite carrier itself is often inadequate in terms of performance such as insufficient charge imparting ability to the toner and easy carrier contamination due to long-term use.
【0017】そこで、キャリア表面を適当な被覆材で覆
うことによりキャリア汚染を防ぎ、場合によっては被覆
材自身に帯電付与能を持たせるなどした、いわゆる表面
コートフェライトキャリアが近年多々見られるようにな
ってきた。Therefore, in recent years, a so-called surface-coated ferrite carrier, in which carrier contamination is prevented by covering the surface of the carrier with an appropriate coating material, and the coating material itself has a charge imparting ability, has come to be frequently seen in recent years. It was
【0018】しかしながら、表面コートによりキャリア
としてより高抵抗となるため、先述したエッジ効果がよ
り顕著に現れてしまうことは否めない。However, it is undeniable that the above-mentioned edge effect appears more conspicuously because the surface coating provides a higher resistance as a carrier.
【0019】さらに、表面コートフェライトキャリアに
おいても長時間の使用による被覆材の剥れなど表面の物
理的変化は避けられないのが現状であり、例えば被覆材
によりトナーの帯電量を制御している場合、使用開始時
と長期の使用後とでトナー帯電量が変化することが多
い。従って、未被覆のフェライトキャリアコアの帯電付
与能も十分早く、且つ高い必要がある。Further, even in the case of the surface-coated ferrite carrier, it is unavoidable that physical change of the surface such as peeling of the coating material due to long-term use is unavoidable. For example, the coating material controls the charge amount of the toner. In this case, the toner charge amount often changes at the start of use and after long-term use. Therefore, it is necessary that the uncoated ferrite carrier core also has sufficiently high charge imparting ability.
【0020】このように、現像剤として使用した場合、
画像特性、帯電特性そして耐久性の全てを十分満足する
電子写真現像用キャリアは未だ見あたらないのが現状で
ある。Thus, when used as a developer,
At present, there is no carrier for electrophotographic development that satisfies all of the image characteristics, charging characteristics and durability.
【0021】[0021]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、上記の如き課題を解決しうる二成分系現像剤を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a two-component type developer which can solve the above problems.
【0022】即ち、本発明の目的は、カブリ、リーク
跡、キャリア付着、さらにはエッジ効果のない高精細画
像を長期に渡って安定に供給し得る二成分系現像剤を提
供することにある。That is, an object of the present invention is to provide a two-component developer capable of stably supplying a high-definition image without fog, leak marks, carrier adhesion, and edge effects for a long period of time.
【0023】本発明のもう一つの目的は、上記現像剤を
用いて非常に高精細な画像を与える現像方法を提供する
ことにある。Another object of the present invention is to provide a developing method which gives a very high-definition image using the above developer.
【0024】また本発明のさらなる目的は、特にトナー
粒径が小さい場合に高精細な画像を長期間安定に与える
ことができる二成分系現像剤を提供することにある。A further object of the present invention is to provide a two-component developer capable of stably providing a high-definition image for a long period of time, especially when the toner particle size is small.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
磁性体を含有する電子写真現像用キャリアであって、該
キャリアは、振幅2kV,周波数2kHzの正弦交流電
圧下において1×108Ω・cm以上のインピーダンス
を示すキャリア芯材及び該キャリア芯材の表面に導電性
材料を含有する被覆材で被覆してなるコンデンサ容量成
分を有するコンデンサ層を有しており、該キャリアの振
幅2kVの正弦交流電圧下で測定されるインピーダンス
の印加電圧周波数依存性から得られる静電容量が1×1
0-15F乃至1×10-11Fの値であることを特徴とする
電子写真現像用キャリアを使用することによって達成さ
れる。さらに本発明は、少なくともトナー及びキャリア
を有する二成分系現像剤において、該キャリアが上記本
発明の電子写真現像用キャリアであり、該二成分系現像
剤は、振幅2kV,周波数2kHzの正弦交流電圧下に
おいて1.2×108Ω・cm以上のインピーダンスを
示し、振幅2kVの正弦交流電圧下で測定されるインピ
ーダンスの印加電圧周波数依存性から得られる静電容量
が1×10-14F乃至1×10-11Fの値であることを特
徴とする二成分系現像剤を提供する。The above object is a carrier for electrophotographic development containing at least a magnetic substance, the carrier being 1 × 10 8 Ω · cm under a sinusoidal AC voltage having an amplitude of 2 kV and a frequency of 2 kHz. Carrier core material showing the above impedance and conductivity on the surface of the carrier core material
A capacitor layer having a capacitor capacity component formed by coating with a coating material containing a material, and an electrostatic capacitance obtained from an applied voltage frequency dependency of impedance measured under a sinusoidal AC voltage having an amplitude of 2 kV of the carrier. Capacity is 1 x 1
It is achieved by using an electrophotographic developing carrier characterized by a value of 0 -15 F to 1 × 10 -11 F. Furthermore, the present invention provides a two-component developer having at least a toner and a carrier, wherein the carrier is the electrophotographic developing carrier of the present invention, and the two-component developer has an amplitude of 2 kV and a frequency of 2 kHz of a sine AC voltage. Below, an impedance of 1.2 × 10 8 Ω · cm or more is shown, and the capacitance obtained from the applied voltage frequency dependency of the impedance measured under a sine AC voltage with an amplitude of 2 kV is 1 × 10 −14 F to 1 A two-component developer having a value of × 10 -11 F is provided.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下に本発明における構成の詳細
な説明を述べる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A detailed description of the structure of the present invention will be given below.
【0027】本発明の特徴の一つ目は、二成分系現像剤
に使用されるコートキャリアの芯材として、振幅2k
V、周波数2kHzの正弦交流電圧下において1×10
8Ω・cm以上のインピーダンスを示す磁性体含有コア
を用いることにある。The first feature of the present invention is that the core material of the coated carrier used in the two-component developer has an amplitude of 2 k.
1 × 10 under a sine AC voltage of V and frequency of 2 kHz
The purpose is to use a magnetic substance-containing core that exhibits an impedance of 8 Ω · cm or more.
【0028】先述したように、キャリアとして電気抵抗
の高い材料を選択した場合、細線画像及びハイライト画
像の再現性に優れた二成分系現像剤を得ることができ
る。本発明者等の検討では、特に振幅2kV,周波数2
kHzの正弦交流電圧下において1×108Ω・cm以
上のインピーダンスを示す磁性体含有コアを使用した場
合、非常に高精細な画像が得られることが明らかとなっ
た。さらにこの特性は、特に8μm以上の平均粒径を持
つ高画質再現用小粒径トナーを使用した場合に、より顕
著であることも見出されている。As described above, when a material having a high electric resistance is selected as the carrier, it is possible to obtain a two-component type developer excellent in reproducibility of a fine line image and a highlight image. In the study by the present inventors, in particular, an amplitude of 2 kV and a frequency of 2
It was revealed that a very high-definition image can be obtained when a magnetic material-containing core showing an impedance of 1 × 10 8 Ω · cm or more under a sine AC voltage of kHz is used. Further, it has been found that this characteristic is more remarkable especially when a small particle size toner for reproducing high image quality having an average particle size of 8 μm or more is used.
【0029】上記の測定条件下におけるインピーダンス
が1×108Ω・cm未満の磁性体含有コアを用いた場
合は、静電潜像の乱れが生じるため満足な高画質画像が
得られない。[0029] If the impedance at the measurement conditions described above using the magnetic substance-containing core of less than 1 × 10 8 Ω · cm, it is not obtained satisfactory high quality image for disturbance of the electrostatic latent image is generated.
【0030】ここで、キャリアの電気抵抗値は測定条件
に依存して大きく変化するものであり、現像特性と密接
に相関する測定条件としては、現像剤の使用条件、即ち
現像時に現像剤に印加される現像バイアス条件下が好ま
しい。一般に、高画質を得るための現像時印加バイアス
としては2kHz前後の周波数且つ2kV前後の振幅を
持つ正弦交流電圧が用いられることが多く、振幅2k
V,周波数2kHzの正弦交流電圧下で測定されるキャ
リアのインピーダンスがその現像特性と密接に相関する
ことは明らかである。Here, the electric resistance value of the carrier greatly changes depending on the measurement conditions, and the measurement condition closely correlated with the developing characteristics is that the developer is used, that is, applied to the developer during development. The developing bias condition is preferably used. In general, a sinusoidal AC voltage having a frequency of about 2 kHz and an amplitude of about 2 kV is often used as a bias applied during development for obtaining a high image quality, and an amplitude of 2 k
It is clear that the impedance of the carrier, measured under a sinusoidal AC voltage of V, frequency 2 kHz, is closely correlated with its development characteristics.
【0031】例えば、先述した特開平5−181319
号公報においては、印加電界1×103乃至1×104V
/cmの範囲において電気抵抗の下限として1×107
Ω・cm以上が好ましいと報告されているが、測定条件
が実際の現像条件にそぐわないことに加え、本発明者等
の検討では高精細画像を得るためにはキャリアの電気抵
抗が未だ不足気味であった。For example, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 5-181319.
In the publication, the applied electric field is 1 × 10 3 to 1 × 10 4 V
1 × 10 7 as the lower limit of the electric resistance in the range of / cm.
It is reported that Ω · cm or more is preferable, but in addition to the fact that the measurement conditions do not match the actual development conditions, the inventors of the present invention have found that the electric resistance of the carrier is still insufficient for obtaining a high-definition image. there were.
【0032】本発明の特徴の二つ目は、上記した電気抵
抗の高いキャリアコアの表面にコンデンサ成分を付与す
ることにより、現像剤用キャリアとして電気抵抗の高い
材料を使用した場合に発生するエッジ効果や画像濃度の
低下といった問題を解決することにある。The second feature of the present invention is that an edge generated when a material having high electric resistance is used as a developer carrier by imparting a capacitor component to the surface of the above-mentioned carrier core having high electric resistance. It is to solve the problems such as the effect and the decrease in image density.
【0033】この作用機構としては以下のように説明さ
れる。The mechanism of this operation will be described as follows.
【0034】交流電界印加時においては、キャリア表面
のコンデンサ層は層内部での電荷の移動によりキャリア
全体の抵抗を下げる働きをする。そのためエッジ効果が
抑制され、高い画像濃度を得ることができる。その一方
で、コンデンサ層外への電荷のリークが起こらないた
め、静電潜像を乱すことなく忠実に現像することが可能
となり、カブリやリーク跡或いはキャリア付着といった
画像欠陥のない高精細な画像再現性が得られるものと判
断される。When an AC electric field is applied, the capacitor layer on the surface of the carrier functions to reduce the resistance of the entire carrier due to the movement of charges inside the layer. Therefore, the edge effect is suppressed and a high image density can be obtained. On the other hand, since the leakage of charges to the outside of the capacitor layer does not occur, it is possible to faithfully develop without disturbing the electrostatic latent image, and a high-definition image without image defects such as fog, leak marks, or carrier adhesion It is judged that reproducibility can be obtained.
【0035】このコンデンサ成分の容量としては、振幅
2kVの正弦交流電圧下で測定されるキャリアインピー
ダンスの印加電圧周波数依存性から得られる値として1
×10-15F乃至1×10-11Fが必要であり、後述する
手法によりこの範囲内に制御することができる。The capacitance of the capacitor component is 1 as a value obtained from the applied voltage frequency dependency of the carrier impedance measured under a sinusoidal AC voltage with an amplitude of 2 kV.
X10 -15 F to 1x10 -11 F are required and can be controlled within this range by the method described later.
【0036】上記値が1×10-15F未満の場合、エッ
ジ効果或いは画像濃度の低下の抑制が不十分であり、1
×10-11Fを超える場合は交流電界下でのキャリア電
気抵抗が低過ぎるため高精細画像が得にくくなる。When the above value is less than 1 × 10 -15 F, the edge effect or the reduction of the image density is not sufficiently suppressed, and 1
If it exceeds × 10 -11 F, the electric resistance of the carrier under an alternating electric field is too low, and it becomes difficult to obtain a high-definition image.
【0037】尚、キャリアの静電容量に関しては、特開
平4−324457号公報の実施例及び比較例において
静電容量1×10-10乃至2.1×10-10Fのキャリア
が記載されている。しかしながら、先に説明したよう
に、本発明者等の検討によれば、キャリアの静電容量と
しては1×10-15乃至1×10-11Fの範囲が好まし
く、特開平4−324457号公報中に記載されている
ような1×10-10Fを超える大きな容量を持つキャリ
アを使用した場合、交流電界下での電気抵抗が低下して
しまい、高精細画像が得られにくい。Regarding the capacitance of the carrier, the carrier having the capacitance of 1 × 10 −10 to 2.1 × 10 −10 F is described in the examples and comparative examples of Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-324457. There is. However, as described above, according to the study by the present inventors, the capacitance of the carrier is preferably in the range of 1 × 10 −15 to 1 × 10 −11 F, which is disclosed in JP-A-4-324457. When a carrier having a large capacity exceeding 1 × 10 −10 F as described therein is used, the electric resistance under an alternating electric field is reduced, and it is difficult to obtain a high-definition image.
【0038】さらに本発明においては、上記特徴に加え
て、前記キャリアコアとしてFe以外のフェライト成分
金属の第二イオン化ポテンシャルが17eV以下であ
り、且つ保磁力Hcが100エルステッド以下であるフ
ェライトコアを用いることにより、高濃度且つ高精細な
画像特性に加え、帯電特性までも長期間安定に得られる
ことが明らかになった。Further, in the present invention, in addition to the above characteristics, a ferrite core having a second ionization potential of a ferrite component metal other than Fe of 17 eV or less and a coercive force Hc of 100 oersted or less is used as the carrier core. As a result, it became clear that in addition to high density and high definition image characteristics, even charging characteristics can be stably obtained for a long period of time.
【0039】一般に、イオン化ポテンシャルの低い金属
ほどトナーへの負電荷付与能力の高いことが知られてい
るが、本発明者等の検討によると、特にキャリア成分中
に含まれる金属の第二イオン化ポテンシャルがトナーへ
の帯電付与能力と密接に相関していることが判明した。It is generally known that a metal having a lower ionization potential has a higher ability to give a negative charge to the toner. However, according to a study by the present inventors, the second ionization potential of a metal contained in a carrier component is particularly high. Was found to be closely correlated with the ability to impart charge to the toner.
【0040】これは、現像剤中のキャリアが現像剤担持
体より電荷を補給した際、キャリア中の金属の価数が2
価から1価へと低下した後トナーに電荷を与え再び1価
から2価の状態へ戻るという現象に基づくものと思われ
る。特に、フェライト成分中のFe以外の金属として第
二イオン化ポテンシャルが17eV以下の金属を選択し
た場合にトナーへの帯電付与能力が非常に高くなること
が判明している。This is because the valence of the metal in the carrier is 2 when the carrier in the developer replenishes the charge from the developer carrier.
It is considered that this is based on the phenomenon that the charge is applied to the toner after the valence decreases to the valence of 1 and the valence returns to the valence of 2 again. In particular, it has been found that when a metal having a second ionization potential of 17 eV or less is selected as the metal other than Fe in the ferrite component, the charge imparting ability to the toner becomes extremely high.
【0041】さらに、前述の現像剤中のキャリアコアと
して上記構成のフェライトキャリアを用いた場合、耐久
時の画像特性の劣化が著しく軽減される現象も確認され
た。この理由は明らかではないが以下のような説明が考
えられる。Further, it was confirmed that when the ferrite carrier having the above-mentioned constitution is used as the carrier core in the above-mentioned developer, the deterioration of the image characteristics during the durability is remarkably reduced. The reason for this is not clear, but the following explanation can be considered.
【0042】イオン化ポテンシャルの低い金属は負電荷
を放出し易いことにより、こういった金属と負極性トナ
ーが接触する際トナーは素早く帯電すると考えられる。
その後に、キャリアのコンデンサ成分がトナーの極性を
打ち消すように素早く分極した後、トナーが現像電界に
よってキャリア表面より剥離した瞬間に非分極状態に戻
るため潜像へと飛翔したトナーはキャリア上には戻りく
くなる。即ち、キャリア上の長期残留トナーが減少する
ことによりキャリアスペント及び現像剤劣化が著しく抑
制されるものと説明される。Since a metal having a low ionization potential easily releases a negative charge, it is considered that the toner is quickly charged when the metal and the negative polarity toner come into contact with each other.
After that, the capacitor component of the carrier is rapidly polarized so as to cancel the polarity of the toner, and at the moment when the toner is separated from the surface of the carrier by the developing electric field, it returns to the non-polarized state, so that the toner flying to the latent image is not transferred to the carrier. It's hard to come back. That is, it is explained that the carrier spent and the deterioration of the developer are remarkably suppressed by reducing the long-term residual toner on the carrier.
【0043】また、本発明において使用されるキャリア
の磁気特性として保磁力Hcが100エルステッド以下
であることも重要である。Hcが100エルステッドを
超える場合、内部に磁石を有する現像剤担持体と現像剤
との吸着力が常に強いために、現像によりトナーが消費
されてトナー濃度の低下した現像剤と新鮮な現像剤との
置き換わりがスムーズでなく、結果として画像濃度及び
画質の低い画像しか得られない。It is also important that the coercive force Hc of the carrier used in the present invention is 100 oersted or less. When Hc exceeds 100 Oersted, since the attraction force between the developer carrier having a magnet inside and the developer is always strong, the toner is consumed by the development and the developer whose toner concentration is reduced and the fresh developer are Is not replaced smoothly, and as a result, only an image with low image density and image quality can be obtained.
【0044】ここで、キャリアのフェライト組成中にお
けるFe成分の含有量は、Fe2O3換算で20〜95モ
ル%が好ましい。20モル%未満ではキャリアのインピ
ーダンスを前述した範囲内におさめることが難しく、ま
た、95モル%を超える場合では磁気特性の調整が困難
となる。Here, the content of the Fe component in the ferrite composition of the carrier is preferably 20 to 95 mol% in terms of Fe 2 O 3 . If it is less than 20 mol%, it is difficult to keep the impedance of the carrier within the above range, and if it exceeds 95 mol%, it is difficult to adjust the magnetic characteristics.
【0045】尚、本発明における現像剤中のキャリア平
均粒径は決められた制限はないが、特に50μm以下の
場合に前述の効果が顕著となる。一般にキャリア粒径が
小さくなるほどキャリア表面積は大きくなり、トナーと
混合する際トナーの帯電速度は早くなる。その反面、表
面積が大きい分だけキャリア汚染の発生する面積も大き
くなるため、長時間使用前後での現像剤の帯電特性も大
きく変化し易い。The average particle diameter of the carrier in the developer in the present invention is not limited, but the above-mentioned effect becomes remarkable especially when the average particle diameter is 50 μm or less. Generally, the smaller the carrier particle size, the larger the carrier surface area, and the faster the charging speed of the toner when mixed with the toner. On the other hand, since the surface area is large and the area in which carrier contamination is generated is large, the charging characteristics of the developer before and after long-time use are likely to largely change.
【0046】しかしながら、本発明における現像剤構成
においては耐久による現像剤劣化が著しく抑制されるた
め、粒径の小さいキャリアを使用しても長時間使用前後
での現像剤の帯電特性はほとんど変化せず、良好な結果
が得られる。However, in the developer composition of the present invention, since the deterioration of the developer due to the durability is significantly suppressed, even if a carrier having a small particle size is used, the charging property of the developer is hardly changed before and after long-term use. Good results are obtained.
【0047】また、本発明における現像剤中のトナー平
均粒径にも決められた制限はないものの、特に8μm以
下の場合に非常に高精細な画像が長期にわたって安定し
て得られる。Further, although the average particle diameter of the toner in the developer in the present invention is not limited, a very high-definition image can be stably obtained over a long period of time, especially when the average particle diameter is 8 μm or less.
【0048】一般に、トナーの平均粒径が小さくなるほ
ど得られる画像も高精細なものとなるものの、個々のト
ナー粒子を均一にかつ素早く帯電させることが難しくな
ることに加え、現像剤の劣化が顕著となることが知られ
ている。従って、長時間の使用により粒径の小さいトナ
ーほど画像特性の変動やカブリの悪化などが目立ち易
い。Generally, the smaller the average particle size of the toner, the higher the quality of the image obtained, but it is difficult to uniformly and quickly charge the individual toner particles, and the deterioration of the developer is remarkable. It is known that Therefore, when the toner is used for a long period of time, the smaller the particle diameter of the toner is, the more noticeable the fluctuation of the image characteristics and the deterioration of the fog.
【0049】しかしながら、本発明の現像剤構成に粒径
の小さいトナーを適用した場合、キャリアの帯電付与能
が高く、且つ現像剤の劣化が少ないことから、高精細な
画像を使用開始時から長時間に渡り常に安定に得ること
が可能となる。However, when a toner having a small particle size is applied to the developer composition of the present invention, the charge imparting ability of the carrier is high and the deterioration of the developer is small, so that a high-definition image is long after the start of use. It is possible to obtain a stable value over time.
【0050】本発明において、キャリア芯材にコンデン
サ容量成分を付与する手段としては、種々の方法が挙げ
られるが、例えば、伝導帯(いわゆるコンダクションバ
ンド)による導電性を示す材料を樹脂などの高抵抗の材
料に分散させ、キャリア表面にコーティングする方法が
ある。但し、コーティングの際は導電性の材料が被覆材
表面に露出しないことが肝要であり、露出部分が多い場
合キャリア抵抗が低下してしまうため、高精細画像を得
ることが難しい。In the present invention, various methods can be used as a means for imparting a capacitor capacitance component to the carrier core material. For example, a material showing conductivity by a conduction band (so-called conduction band) can be used as a resin. There is a method in which it is dispersed in a resistance material and coated on the carrier surface. However, it is important that the conductive material is not exposed on the surface of the coating material during coating, and if there are many exposed portions, the carrier resistance will decrease, making it difficult to obtain a high-definition image.
【0051】そこで、導電性材料を用いる際、被覆材と
の親和性を高めたり、或いは被覆材中への分散性を向上
させる処理を用いることも好ましい。こういった導電性
材料としては以下のようなものを使用することができ
る。即ち、カーボンブラック、グラファイト、酸化ス
ズ、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ビスマス、酸化イン
ジウム、その他の金属酸化物などが使用される。これら
は表面をグラフト化処理或いは種々のカップリング剤で
の処理等により分散担持体となる材料との親和性を高め
て使用することも好ましい。Therefore, when a conductive material is used, it is also preferable to use a treatment for enhancing the affinity with the coating material or improving the dispersibility in the coating material. The following materials can be used as such a conductive material. That is, carbon black, graphite, tin oxide, titanium oxide, silicon oxide, bismuth oxide, indium oxide and other metal oxides are used. It is also preferable to use these after enhancing the affinity with the material to be the dispersion carrier by grafting the surface or treatment with various coupling agents.
【0052】これら導電性材料の分散担持体への添加量
を調整することによりキャリアの静電容量の制御が可能
となるが、添加量を多くしていくと静電容量は増大する
ものの、トナーの摩擦帯電量の低下も伴ない、カブリ等
の耐久性が悪化してしまう。従って適正な添加量に調整
する必要があり、一般的に樹脂等の分散担持体に対し、
0.1重量部より多く、20重量部以下が好ましい範囲
である。添加量が0.1重量部以下ではキャリアに十分
な静電容量を付与することが難しく、20重量部より多
くなると耐久性の低下が避けられない。It is possible to control the electrostatic capacity of the carrier by adjusting the addition amount of these conductive materials to the dispersion carrier, but the electrostatic capacity increases with increasing the addition amount, but the toner And the durability against fogging and the like deteriorates. Therefore, it is necessary to adjust the addition amount to an appropriate level. Generally, for dispersion carriers such as resins,
A preferable range is more than 0.1 parts by weight and 20 parts by weight or less. If the addition amount is 0.1 parts by weight or less, it is difficult to give a sufficient capacitance to the carrier, and if it is more than 20 parts by weight, the durability cannot be reduced.
【0053】上記導電性材料を分散させキャリアコアに
被覆させる場合の被覆材としては、以下のようなものを
使用することができる。即ち、スチレン系樹脂、アクリ
ル系樹脂、その他のビニル系重合体及びそれらの共重合
体、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、アイオノマー樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、硬化型シリコー
ン樹脂などが使用される。これらは一部をハロゲン原子
などで置換されていても良い。The following materials can be used as a coating material when the above-mentioned conductive material is dispersed and coated on the carrier core. That is, styrene resins, acrylic resins, other vinyl polymers and their copolymers, melamine resins, polyamide resins, ionomer resins, polyester resins, epoxy resins, curable silicone resins and the like are used. A part of these may be substituted with a halogen atom or the like.
【0054】キャリアコアへの被覆のためには、例えば
上記に示した重合体の1種又は2種以上の混合物と分極
性材料を適当な溶媒中で混合し得られる溶液中に芯材料
を浸漬し、しかる後に脱溶媒、乾燥、高温焼き付けする
方法、或いは芯材料を流動化床中で浮遊させ、前記重合
体溶液を噴霧塗布し、乾燥、高温焼き付けする方法等を
利用することができる。For coating the carrier core, for example, the core material is dipped in a solution obtained by mixing the polarizable material with a mixture of one or more kinds of the above-mentioned polymers in a suitable solvent. Then, a method of desolventizing, drying, baking at high temperature, or a method of suspending the core material in a fluidized bed, spray-coating the polymer solution, drying and baking at high temperature can be used.
【0055】尚、被覆材と分極性材料を溶媒中で混合す
る際、アトライター等の分散装置を使用することも好ま
しい。When mixing the coating material and the polarizable material in a solvent, it is also preferable to use a dispersion device such as an attritor.
【0056】さらに、導電性の材料の被覆材表面からの
露出を防ぐために、上記の如き被覆処理後、分極性材料
を含まない被覆材を再度被覆することもできる。Further, in order to prevent the conductive material from being exposed from the surface of the coating material, the coating material containing no polarizable material may be coated again after the coating treatment as described above.
【0057】尚、例えば導電性材料を含有する被覆材で
表面をコートしたキャリアに関しては、これまでいくつ
か報告されている。例えば、カーボンブラックを含有し
た被覆材でのコートキャリアとしては、特開平4−20
4551号公報、同5−181322号公報、同5−2
41379号公報等に開示されている。Several reports have been made so far on the carrier whose surface is coated with a coating material containing a conductive material, for example. For example, as a coated carrier with a coating material containing carbon black, there is disclosed in JP-A-4-20.
No. 4551, No. 5-181322, No. 5-2.
No. 41379 is disclosed.
【0058】しかしながら、これらの公報中においては
キャリアの電気特性に関する記述が何らなされていな
い。However, in these publications, there is no description regarding the electrical characteristics of the carrier.
【0059】本発明においては、特定のインピーダンス
特性を有するキャリアコアを用いることにより高精細画
像を達成しており、これ以外でのコアによる高精細化は
難しいことが判明している。In the present invention, a high-definition image is achieved by using a carrier core having a specific impedance characteristic, and it has been proved that it is difficult to obtain a high-definition image by other cores.
【0060】また、一般的な導電性材料を含有した被覆
材でのコートキャリアについても、特開平4−3601
58号公報、同4−372960号公報、同5−107
819号公報、同5−289412号公報、同5−30
3238号公報等に開示されている。A coated carrier containing a coating material containing a general conductive material is also disclosed in JP-A-4-3601.
No. 58, No. 4-372960, No. 5-107.
No. 819, No. 5-289412, No. 5-30
It is disclosed in Japanese Patent No. 3238.
【0061】しかしながら、これら公報中においても、
キャリアコア及びコート後のキャリア電気特性に関する
記述がなされておらず、さらに先述したように単純な導
電剤のキャリア被覆材への添加は画質の低下へと直結す
るものである。即ち、導電性材料がコート後の被覆材表
面より露出しておらず、さらにキャリアに対して特定範
囲のコンデンサ成分を付与した場合にのみ本発明におけ
るキャリアの如く高精細画像再現とエッジ効果の抑制の
両方を満足しうるコートキャリアが得られるのである。However, even in these publications,
There is no description about the carrier core and electrical properties of the carrier after coating, and as described above, addition of a simple conductive agent to the carrier coating material directly leads to deterioration of image quality. That is, only when the conductive material is not exposed from the surface of the coating material after coating and further the capacitor component of a specific range is applied to the carrier, it is possible to suppress the high-definition image reproduction and the edge effect like the carrier in the present invention. Thus, a coated carrier satisfying both requirements can be obtained.
【0062】本発明のさらなる特徴の一つとして、上記
キャリアとトナーとを混合して二成分系現像剤を調剤す
る際、特定の範囲内のインピーダンス及び容量特性を持
つように設定する点にある。One of the further characteristics of the present invention is that when the carrier and the toner are mixed to prepare a two-component developer, it is set so as to have impedance and capacitance characteristics within a specific range. .
【0063】一般にトナーとキャリアを混合して得られ
る現像剤はキャリア単独よりも高い電気抵抗を持つた
め、エッジ効果、低画像濃度といった問題を抑制しつつ
高精細画像を得るためにはキャリア特性の改良だけでは
難しく、現像剤としての電気特性も制御する必要があ
る。Generally, a developer obtained by mixing a toner and a carrier has a higher electric resistance than that of the carrier alone. Therefore, in order to obtain a high-definition image while suppressing problems such as an edge effect and a low image density, a carrier characteristic It is difficult to improve only by itself, and it is necessary to control the electric characteristics of the developer.
【0064】本発明者等が現像剤としてのインピーダン
ス及び容量のバランスを鋭意検討した結果、前記キャリ
ア及びトナーを混合する際、振幅2kV、周波数2kH
zの正弦交流電圧下において、1.2×108Ω・cm
以上のインピーダンス特性を示し、且つ振幅2kVの正
弦交流電圧下で測定されるインピーダンスの印加電圧周
波数依存性から得られる容量が1×10-14F乃至1×
10-11Fの値を持つよう調整することにより、エッジ
効果のない高精細画像を高画像濃度で与える現像剤が得
られることが判明した。As a result of the inventors' earnest studies on the balance of impedance and capacity as a developer, when the carrier and toner are mixed, the amplitude is 2 kV and the frequency is 2 kH.
1.2 × 10 8 Ω · cm under z sinusoidal voltage
Capacitance obtained from the dependency of applied voltage frequency on the impedance measured under the sinusoidal AC voltage having the amplitude of 2 kV as described above is 1 × 10 −14 F to 1 ×.
It has been found that a developer that gives a high-definition image with no edge effect at high image density can be obtained by adjusting the value to be 10 −11 F.
【0065】ここで、現像剤のインピーダンスが1.2
×108Ω・cm未満或いは容量が1×10-11Fを超え
てしまうと交流電界下での現像剤の電気抵抗特性が低下
してしまうことより高精細画像が得にくくなる。また、
容量が1×10-14F未満の場合はエッジ効果や画像濃
度の低下を防ぐことが困難となる。Here, the impedance of the developer is 1.2.
If it is less than × 10 8 Ω · cm or the capacity exceeds 1 × 10 −11 F, the electrical resistance characteristics of the developer under an AC electric field are deteriorated, and it becomes difficult to obtain a high-definition image. Also,
If the capacity is less than 1 × 10 −14 F, it becomes difficult to prevent the edge effect and the decrease in image density.
【0066】このような現像剤を得る方法としては、キ
ャリアの静電容量を考慮した現像剤中のキャリアとトナ
ーの混合比による調整が挙げられる。即ち、キャリアの
静電容量をCC(pF)、現像剤中のトナー濃度をN
T(重量%)とした時、
1×10-12≦CC×NT≦40×10-12
となるように両者のバランスを調整しつつトナーと前述
のキャリアとを混合することにより本発明における現像
剤を得ることができる。ここで、CC×NT<1×10
-12の場合、現像剤の持つコンデンサ容量が小さいた
め、交流電界下での現像時においてエッジ効果を抑制す
るには不十分であり、40×10-12<CC×NTの場
合、逆に容量が高すぎるために高精細画像が得られにく
い。As a method of obtaining such a developer, adjustment by the mixing ratio of the carrier and the toner in the developer in consideration of the electrostatic capacity of the carrier can be mentioned. That is, the electrostatic capacity of the carrier is C C (pF), and the toner concentration in the developer is N C.
In the present invention, the toner and the above-mentioned carrier are mixed while the balance between the two is adjusted so that 1 × 10 −12 ≦ C C × N T ≦ 40 × 10 −12 when T (% by weight) is satisfied. The developer can be obtained. Here, C C × N T <1 × 10
In the case of −12, the capacity of the capacitor of the developer is small, so it is insufficient to suppress the edge effect during development under an alternating electric field, and in the case of 40 × 10 −12 <C C × NT , the reverse Since the capacity is too high, it is difficult to obtain a high definition image.
【0067】さらに本発明においては、現像剤担持体と
これに内蔵されたマグネットローラーのうち、マグネッ
トローラーと現像剤担持体の両方を回転し、或いはマグ
ネットローラーを固定して現像体担持体を回転し、キャ
リアとトナーとを少なくとも含有する二成分系現像剤を
現像剤担持体上で循環搬送し、潜像保持体とそれに対向
する現像剤担持体の現像領域で、潜像をトナーで現像し
潜像担持体上に形成されたトナー像を転写材上に転写す
る画像形成方法において、該二成分系現像剤が上述した
本発明の二成分系現像剤であり、現像領域において交流
成分と直流成分を有している交互電界を形成し、該交互
電界の周波数νkHzが1.0以上である条件で潜像を
現像することも大きな特徴である。Further, in the present invention, of the developer carrier and the magnet roller incorporated therein, both the magnet roller and the developer carrier are rotated, or the magnet roller is fixed and the developer carrier is rotated. Then, a two-component developer containing at least a carrier and a toner is circulated and conveyed on the developer carrier, and the latent image is developed with the toner in the development area of the latent image carrier and the developer carrier opposite thereto. In an image forming method for transferring a toner image formed on a latent image carrier onto a transfer material, the two-component developer is the above-described two-component developer of the present invention, and an AC component and a DC component are used in the developing area. A major feature is that an alternating electric field having a component is formed and the latent image is developed under the condition that the frequency νkHz of the alternating electric field is 1.0 or more.
【0068】即ち、上記現像剤は特に高周波数の交互電
界下においてその静電容量成分がエッジ効果等の高抵抗
による弊害を打ち消す作用を持つことにより、交互電界
の周波数νkHzが1.0以上である条件で潜像を現像
する現像方法と組み合わせることにより、画像濃度低下
及びエッジ効果の抑制効果がより顕著となる。ν<1.
0の場合、画像濃度がやや低めとなり、エッジ効果も若
干目立つ画像となる。That is, the developer has a function of canceling the adverse effect of high resistance such as edge effect in the electrostatic field under an alternating electric field of high frequency, so that the frequency νkHz of the alternating electric field is 1.0 or more. By combining with a developing method for developing a latent image under a certain condition, the effect of suppressing the image density and suppressing the edge effect becomes more remarkable. ν <1.
In the case of 0, the image density becomes slightly low, and the edge effect becomes an image that is slightly conspicuous.
【0069】また、上記現像方法が、潜像保持体と現像
剤担持体との間にトナーを潜像保持体から現像剤担持体
に引き寄せる電圧と現像剤担持体から潜像保持体に飛翔
させる電圧を少なくとも1回印加した後に、画像部に対
してはトナーを飛翔させ、非画像部に対してはトナーを
引き戻す方向の電圧を印加することにより、潜像をトナ
ーで現像する現像方法であることがより好ましく、特に
好ましくは、前述の潜像保持体から現像剤担持体にトナ
ーを向かわせる第1電圧と現像剤担持体から潜像保持体
にトナーを向かわせる第2電圧とを現像剤担持体に印加
する合計時間よりも、該第1電圧と該第2電圧との間の
第3電圧を現像剤担持体に印加する時間を長くすること
が、潜像保持体上でトナーを再配列させ潜像に忠実に再
現する目的で特に好ましい。Further, in the above-mentioned developing method, the voltage for attracting the toner from the latent image carrier to the developer carrying member between the latent image carrier and the developer carrying member and the flying from the developer carrying member to the latent image carrying member. This is a developing method of developing a latent image with toner by applying a voltage to the image area at least once and then applying a voltage to the non-image area in a direction to pull back the toner. More preferably, the first voltage for directing the toner from the latent image carrier to the developer carrier and the second voltage for directing the toner from the developer carrier to the latent image carrier are more preferred. The time for applying the third voltage between the first voltage and the second voltage to the developer carrier is longer than the total time for applying the toner to the carrier, so that the toner on the latent image carrier is regenerated. Especially for the purpose of arranging and reproducing faithfully to the latent image Masui.
【0070】具体的には、現像領域で潜像保持体と現像
剤担持体との間に潜像保持体から現像剤担持体にトナー
が向かう電界と現像剤担持体から潜像保持体にトナーが
向かう電界を少なくとも1回形成した後に、潜像保持体
の画像部では、トナーが現像剤担持体から潜像保持体に
向かい、潜像保持体の非画像部では、トナーが潜像保持
体から現像剤担持体に向かう電界を所定時間形成するこ
とにより、潜像保持体に保持されている潜像を現像剤担
持体に担持されている現像剤のトナーで現像するもので
あり、この潜像保持体から現像剤担持体にトナーが向か
う電界と現像剤担持体から潜像保持体にトナーが向かう
電界を形成する合計時間より潜像保持体の画像部ではト
ナーが現像剤担持体から潜像保持体に向かい、潜像保持
体の非画像部では、トナーが潜像保持体から現像剤担持
体に向かう電界を形成する時間の方を長くすることが好
ましい。Specifically, in the developing area, an electric field between the latent image holding member and the developer carrying member, the toner is directed from the latent image holding member to the developer holding member, and the toner is transferred from the developer holding member to the latent image holding member. After the electric field directed to the latent image carrier is formed at least once, the toner moves from the developer carrier to the latent image carrier in the image area of the latent image carrier, and the toner in the non-image area of the latent image carrier moves to the latent image carrier. The latent image held on the latent image carrier is developed by the toner of the developer carried on the developer carrier by forming an electric field from the developer carrier to the developer carrier for a predetermined time. In the image portion of the latent image carrier, the toner is latent from the developer carrying body from the total time of forming the electric field of the toner from the image carrying body to the developer carrying body and the electric field of the toner going from the developer carrying body to the latent image carrying body. Toward the image carrier, in the non-image part of the latent image carrier It is preferred that the toner is increased towards the time of forming the electric field directed to the developer carrying member from the latent image holding member.
【0071】本発明者等は、特定の電気抵抗特性を有し
た本発明の二成分系現像剤を使用して、交番電界を形成
して現像する現像方法で定期的に交番をオフする現像電
界を用いて現像を行った場合に、キャリア付着もなく高
画像濃度及び高精細画像再現性により優れた高画質化が
達成できることを見出した。The inventors of the present invention have used a two-component developer of the present invention having specific electric resistance characteristics to form an alternating electric field and develop the developing electric field so that the alternating electric field is periodically turned off. It has been found that when image development is carried out by using, excellent image quality can be achieved due to high image density and high-definition image reproducibility without carrier adhesion.
【0072】本発明の二成分系現像剤は、前述の如く特
定の電気抵抗特性を有しており、且つ構成成分となるキ
ャリアも特定の組成を有することにより、トナーとの摩
擦帯電性の立ち上がりも良好であり、特に50μm以下
の平均粒径を持つキャリア及び8μm以下の平均粒径か
らなるトナーより構成されている場合、非常に高精細な
画像再現が可能となる。The two-component developer of the present invention has a specific electric resistance characteristic as described above, and the carrier serving as a constituent component also has a specific composition, so that the triboelectric chargeability with the toner rises. In particular, when it is composed of a carrier having an average particle size of 50 μm or less and a toner having an average particle size of 8 μm or less, very high-definition image reproduction is possible.
【0073】一方において、粒径が小さいキャリアの場
合、現像時に潜像保持体上へのキャリア付着が心配され
るところであるが、本発明に記した現像電界と組み合わ
せることにより、キャリア付着は発生しない。この理由
はいまだ明確ではないが、以下のように考えられる。On the other hand, in the case of a carrier having a small particle diameter, there is a concern that the carrier may adhere to the latent image holding member during development, but by combining with the developing electric field described in the present invention, carrier adhesion does not occur. . The reason for this is not clear yet, but it can be considered as follows.
【0074】即ち、従来の連続的な正弦波或いは矩形波
においては、高画質濃度を達成しようとして電界強度を
強くすると、トナーとキャリアは一体となって潜像保持
体と現像剤担持体の間を往復運動し、高精細画像が得ら
れるものの、結果として潜像保持体にキャリアが強く摺
擦し、キャリア付着が発生する。この傾向は微粉キャリ
アが多い程顕著である。That is, in the conventional continuous sine wave or rectangular wave, when the electric field strength is increased in order to achieve high image density, the toner and the carrier are integrally formed between the latent image holding member and the developer holding member. Although a high-definition image can be obtained by reciprocating, the carrier strongly rubs against the latent image carrier, resulting in carrier adhesion. This tendency becomes more remarkable as the amount of fine powder carrier increases.
【0075】しかるに、本発明においては、前述の如き
特定の現像電界を印加すると、1パルスではトナー或い
はキャリアが現像剤担持体と潜像保持体間を往復しきら
ない往復運動をするため、その後の第3電圧印加時に潜
像保持体の表面電位と現像バイアスの直流成分の電位差
VcontがVcont<0の場合には、直流成分がキャリアを
現像剤担持体から飛翔させるように働くが、キャリアの
磁気特性と、マグネットローラーの現像領域での磁束密
度をコントロールすることによって、キャリア付着は防
止でき、Vcont>0の場合には、磁界の力及び直流成分
がキャリアを現像剤担持体側に引きつけるように働き、
キャリア付着は発生しない。However, in the present invention, when the above-mentioned specific developing electric field is applied, the toner or the carrier makes a reciprocating motion which does not reciprocate between the developer carrying member and the latent image holding member in one pulse, and thereafter, When the potential difference V cont between the surface potential of the latent image holding member and the DC component of the developing bias is V cont <0 when the third voltage is applied, the DC component acts to fly the carrier from the developer carrying member. By controlling the magnetic characteristics of the carrier and the magnetic flux density in the developing area of the magnet roller, carrier adhesion can be prevented. When V cont > 0, the force of the magnetic field and the direct current component cause the carrier to move to the developer carrier side. Work to attract,
No carrier adhesion occurs.
【0076】本発明の現像剤におけるトナー用結着樹脂
としては、従来電子写真用トナー結着樹脂として知られ
る各種の材料樹脂が用いられる。例えば、ポリスチレ
ン、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・アクリ
ル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリエチレン、エ
チレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・ビニルアルコ
ール共重合体のようなエチレン系共重合体、フェノール
系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルフタレート樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸系樹脂等
である。また、いずれの樹脂もその製造方法等は特に制
約されるものではない。As the toner binder resin in the developer of the present invention, various material resins conventionally known as electrophotographic toner binder resins are used. For example, polystyrene, styrene-styrene copolymers such as styrene-butadiene copolymers, styrene-acrylic copolymers, polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-copolymers such as ethylene-vinyl alcohol copolymers. , Phenolic resins, epoxy resins, acrylic phthalate resins, polyamide resins, polyester resins, maleic acid resins and the like. In addition, the manufacturing method and the like of each resin are not particularly limited.
【0077】これらの樹脂の中で、特に負帯電能の高い
ポリエステル系樹脂を用いた場合、本発明の効果は絶大
である。即ち、ポリエステル系樹脂は、定着性に優れ、
カラートナーに適している反面、負帯電能が強く帯電が
過大になり易いが、本発明の構成にポリエステル樹脂を
用いると弊害は改善され、優れたトナーが得られる。Among these resins, particularly when a polyester resin having a high negative chargeability is used, the effect of the present invention is great. That is, the polyester resin is excellent in fixability,
While suitable for color toners, they have a strong negative charging ability and tend to become excessively charged, but when a polyester resin is used in the constitution of the present invention, the adverse effects are improved and excellent toners can be obtained.
【0078】特に、次式In particular,
【0079】[0079]
【化1】 [Chemical 1]
【0080】(式中、Rはエチレン又はプロピレン基で
あり、x,yはそれぞれ1以上の整数であり、且つx+
yの平均値は2〜10である。)で代表されるビスフェ
ノール誘導体もしくは置換体をジオール成分とし、2価
以上のカルボン酸又はその酸無水物又はその低級アルキ
ルエステルとからなるカルボン酸成分(例えばフマル
酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタ
ル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸など)とを共縮
重合したポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有す
るのでより好ましい。(Wherein R is an ethylene or propylene group, x and y are each an integer of 1 or more, and x +
The average value of y is 2 to 10. ), A bisphenol derivative or a substitution product represented by the formula (1) is used as a diol component, and a carboxylic acid component composed of a divalent or higher carboxylic acid or an acid anhydride thereof or a lower alkyl ester thereof (eg, fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, phthalate An acid, terephthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, etc.) is more preferable because it has a sharp melting property.
【0081】本発明の現像剤におけるトナーに使用され
る着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラッ
ク、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フ
タロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザ
イエローG、ローダミン6G、カルコオイルブルー、ク
ロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ロ
ーズベンガル、トリアリールメタン系染料、モノアゾ
系、ジスアゾ系染顔料等、従来公知の染顔料を単独或い
は混合して使用し得る。Examples of the colorant used in the toner of the developer of the present invention include carbon black, lamp black, iron black, ultramarine blue, nigrosine dye, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa yellow G, rhodamine 6G and chalcone. Conventionally known dyes and pigments such as oil blue, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triarylmethane dyes, monoazo dyes and disazo dyes may be used alone or in combination.
【0082】また、本発明の現像剤におけるトナーに流
動性を向上させる目的で、流動性向上剤を添加しても良
い。本発明に用いられる流動性向上剤としては、トナー
に添加することにより、流動性が添加前後と比較すると
増加し得るものであれば、どのようなものでも使用可能
である。A fluidity improver may be added to the toner of the developer of the present invention for the purpose of improving fluidity. As the fluidity improver used in the present invention, any agent can be used as long as the fluidity can be increased by adding it to the toner as compared with before and after the addition.
【0083】例えばフッ素系樹脂粉末、即ちフッ化ビニ
リデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末な
ど;又は脂肪酸金属塩、即ちステアリン酸亜鉛、ステア
リン酸カルシウム、ステアリン酸鉛など;又は金属酸化
物、即ち酸化亜鉛粉末、酸化チタン微粉末、シリカ微粉
末、アルミナ微粉末、これら金属酸化物にシランカップ
リング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルな
どにより表面処理を施した表面処理金属酸化物などがあ
る。For example, fluorine-based resin powder, that is, fine powder of vinylidene fluoride, fine powder of polytetrafluoroethylene, or the like; or fatty acid metal salt, that is, zinc stearate, calcium stearate, lead stearate, or the like; or metal oxide, that is, zinc oxide. Powders, titanium oxide fine powder, silica fine powder, alumina fine powder, and surface-treated metal oxides obtained by subjecting these metal oxides to surface treatment with a silane coupling agent, titanium coupling agent, silicone oil, or the like.
【0084】以下に本発明における測定方法について述
べる。The measuring method in the present invention will be described below.
【0085】(1)摩擦帯電量の測定方法 測定法を図面を用いて詳述する。(1) Method of measuring triboelectric charge amount The measuring method will be described in detail with reference to the drawings.
【0086】図1はトナーのトリボ電荷を測定する装置
の説明図である。先ず、底に500メッシュのスクリー
ン13のある金属製の測定容器12に、現像器のスリー
ブ上から採取した現像剤約0.5〜0.9gを入れ、金
属製のふた14をする。この時の測定容器12全体の重
量を秤りW1(g)とする。次に、吸引機11(測定容
器12と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸
引口17から吸引し風量調節弁16を調節して真空計1
5の圧力を250mmAqとする。この状態で充分、好
ましくは約2分間吸引を行いトナーを吸引除去する。こ
の時の電位計19の電位をV(ボルト)とする。ここで
18はコンデンサであり容量をC(μF)とする。ま
た、吸引後の測定容器全体の重量を量りW2(g)とす
る。このトナーの摩擦帯電量(mC/kg)は下式の如
く計算される。FIG. 1 is an illustration of an apparatus for measuring the triboelectric charge of toner. First, about 0.5 to 0.9 g of the developer collected from the sleeve of the developing device is put into a metal measuring container 12 having a screen 13 of 500 mesh on the bottom, and a lid 14 made of metal is placed. At this time, the total weight of the measuring container 12 is weighed and set as W 1 (g). Next, in the suction device 11 (at least the portion in contact with the measurement container 12 is an insulator), suction is performed from the suction port 17 to adjust the air volume control valve 16 to adjust the vacuum gauge 1
The pressure of 5 is 250 mmAq. In this state, the toner is suctioned sufficiently, preferably for about 2 minutes to remove the toner by suction. The potential of the electrometer 19 at this time is V (volt). Here, 18 is a capacitor, and the capacitance is C (μF). Further, the total weight of the measurement container after suction is weighed and is W 2 (g). The triboelectric charge amount (mC / kg) of this toner is calculated by the following formula.
【0087】 トナーの摩擦帯電量(mC/kg)=(C×V)/(W1−W2)Toner triboelectric charge amount (mC / kg) = (C × V) / (W 1 −W 2 ).
【0088】(2)カブリの測定方法
カブリの測定は、東京電色社製のREFLECTMET
ER MODEL TC−6DSを使用して測定し、シ
アントナー画像ではamberフィルターを使用し、下
記式より算出した。数値が小さい程、カブリが少ない。(2) Fog measuring method Fog was measured by REFLECTMET manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.
ER MODEL TC-6DS was used for measurement, and for cyan toner images, an aver filter was used, and the value was calculated from the following formula. The smaller the number, the less fog.
【0089】カブリ(反射率)(%)=標準上の反射率
(%)−サンプルの非画像部の反射率(%)Fog (reflectance) (%) = reflectance on standard (%)-reflectance (%) of non-image area of sample
【0090】(3)キャリアの物性値測定
(3−1)キャリアの磁気特性は、BHU−60型磁化
測定装置(理研測定製)を用いて行った。(3) Measurement of physical properties of carrier (3-1) The magnetic characteristics of the carrier were measured by using a BHU-60 type magnetization measuring device (manufactured by Riken measurement).
【0091】測定試料は約1.0秤量し、内径7mm
φ、高さ10mmのセルに詰め、前記の装置にセットす
る。測定は印加磁場を徐々に加え最大3000エルステ
ッドまで変化させる。次いで印加磁場を減少せしめ、最
終的に記録紙上に試料のヒステリシスカーブを得る。こ
れより、飽和磁化、残留磁化、保磁力を求める。The measurement sample is weighed about 1.0 and the inner diameter is 7 mm.
It is packed in a cell with φ and a height of 10 mm, and set in the above device. In the measurement, the applied magnetic field is gradually added and changed up to 3000 Oersted. Next, the applied magnetic field is reduced to finally obtain the hysteresis curve of the sample on the recording paper. From this, the saturation magnetization, remanent magnetization, and coercive force are obtained.
【0092】(3−2)キャリアの粒度分布の測定装置
としては、マイクロトラック粒度分析計(日機装株式会
社)のSRAタイプを使用し、0.7〜125μmのレ
ンジ設定で行った。(3-2) As an apparatus for measuring the carrier particle size distribution, SRA type of Microtrack particle size analyzer (Nikkiso Co., Ltd.) was used, and the range setting was 0.7 to 125 μm.
【0093】(3−3)キャリア、コートキャリア及び
現像剤のインピーダンスの測定は、図2に示すセルを用
いて測定した。即ち、セルAにサンプルを充填し、該充
填サンプル27に接するように電極21及び22を配
し、該電極間に正弦交流電圧を印加し、その時流れる電
流を交流用電流計24で測定することにより求めた。そ
の測定条件は、充填サンプルのセルとの接触面積S=2
cm2、厚みd=3mm、上部電極の荷重15kg重で
あり、その際のインピーダンスの値は交流電圧(振幅/
電流値)×(S/d)より得られる。(3-3) The impedance of the carrier, coated carrier and developer was measured using the cell shown in FIG. That is, the cell A is filled with a sample, the electrodes 21 and 22 are arranged so as to be in contact with the filled sample 27, a sine AC voltage is applied between the electrodes, and the current flowing at that time is measured by an AC ammeter 24. Sought by. The measurement condition is that the contact area of the filled sample with the cell is S = 2.
cm 2 , thickness d = 3 mm, load of the upper electrode was 15 kg, and the impedance value at that time was AC voltage (amplitude / amplitude /
Current value) × (S / d)
【0094】(3−4)コートキャリア及び現像剤の静
電容量は以下のようにして求めた。(3-4) The electrostatic capacities of the coated carrier and the developer were determined as follows.
【0095】(3−3)に記載したインピーダンスの測
定において、電極21及び22間に振幅2kVの正弦交
流電圧を印加する際、その周波数を0〜4kHz間で適
宜に変化させて、その都度交流用電流計24で電流値を
読み取る。次に、得られたデータを基に、(インピーダ
ンス)2に対する(周波数)-2のグラフを作成し、傾き
aを求める。静電容量C(F)は傾きaの値を用い、C
=(2πa1/2)-1より求めた。In the impedance measurement described in (3-3), when a sine AC voltage having an amplitude of 2 kV is applied between the electrodes 21 and 22, the frequency is appropriately changed between 0 and 4 kHz, and the AC voltage is changed each time. The current value is read by the ammeter 24 for use. Next, based on the obtained data, a graph of (frequency) -2 against (impedance) 2 is created, and the slope a is obtained. For the capacitance C (F), the value of the slope a is used, and C
= (2πa 1/2 ) −1 .
【0096】[0096]
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、これらにより本発明が限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will now be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
【0097】[キャリア製造例1]CaO、MgO及び
Fe2O3をモル%濃度でそれぞれ20、20、60とな
るよう秤量、混合した。得られた混合粉を1000℃以
下で仮焼し、粉砕した後、結着樹脂としてポリビニルア
ルコール水溶液を粉砕した試料に対し1〜3重量%とな
るように加え、スプレードライヤーにより造粒した。得
られた造粒粉を1100〜1300℃で焼成し、粉砕、
分級してキャリア芯材Aを得た。[Manufacture Example 1 of Carrier] CaO, MgO and Fe 2 O 3 were weighed and mixed so that the concentrations were 20, 20, and 60 in mol% concentration, respectively. The obtained mixed powder was calcined at 1000 ° C. or lower, pulverized, and then added with an aqueous polyvinyl alcohol solution as a binder resin so as to be 1 to 3% by weight with respect to the pulverized sample, and granulated by a spray dryer. The obtained granulated powder is fired at 1100 to 1300 ° C., pulverized,
The carrier core material A was obtained by classification.
【0098】
カーボンブラック 0.1重量部
硬化型シリコーン樹脂のキシレン溶液 100重量部
(固形分換算で10重量%濃度)
上記キャリア被覆材料を三井金属社製アトライターにて
1時間分散混合した後、岡田精工社製スピラコータによ
りキャリア芯材Aに対し樹脂換算で1重量部を塗布し、
乾燥、加熱して被覆キャリア1を得た。得られたキャリ
ア物性値を使用した被覆材料と併せて表1に示す。Carbon black 0.1 part by weight Curing type silicone resin xylene solution 100 parts by weight (concentration of 10% by weight in terms of solid content) The carrier coating material was dispersed and mixed for 1 hour with an attritor manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd. Apply 1 part by weight of resin to carrier core material A with Okada Seiko Spiracoater,
The coated carrier 1 was obtained by drying and heating. The obtained carrier physical property values are shown in Table 1 together with the coating materials using them.
【0099】[キャリア製造例2]キャリア製造例1で
使用したキャリア被覆材料をホモミキサーで15分間混
合した後、キャリア製造例1と同様の手法によりキャリ
ア芯材Aに塗布、乾燥、加熱して被覆キャリア2を得
た。得られたキャリア物性値を使用した被覆材料と併せ
て表1に示す。[Carrier Production Example 2] The carrier coating material used in Carrier Production Example 1 was mixed with a homomixer for 15 minutes, and then coated on carrier core material A, dried and heated in the same manner as in Carrier Production Example 1. A coated carrier 2 was obtained. The obtained carrier physical property values are shown in Table 1 together with the coating materials using them.
【0100】[キャリア製造例3]
カーボンブラック 0.13重量部
硬化型シリコーン樹脂のキシレン溶液 100重量部
(固形分換算で10重量%濃度)
上記キャリア被覆材料をホモミキサーで15分間混合し
た後、キャリア製造例1と同様の手法によりキャリア芯
材Aに対し樹脂換算で0.8重量部を被覆し、一旦被覆
キャリアを得た。次にこの被覆キャリアに対し、カーボ
ンブラックを含まない硬化型シリコーン樹脂を樹脂換算
で0.2重量部、同様の手法により表層被覆し、2層被
覆した被覆キャリア3を得た。得られたキャリア物性を
使用した被覆材料と併せて表1に示す。[Carrier Production Example 3] Carbon black 0.13 parts by weight Curing type silicone resin xylene solution 100 parts by weight (10% by weight concentration in terms of solid content) After mixing the above carrier coating materials with a homomixer for 15 minutes, The carrier core material A was coated with 0.8 parts by weight in terms of resin in the same manner as in Carrier Production Example 1 to once obtain a coated carrier. Next, the coated carrier was coated with 0.2 parts by weight of a curable silicone resin containing no carbon black in the same manner as the resin to obtain a coated carrier 3 in which two layers were coated. The properties of the obtained carrier are shown in Table 1 together with the coating material using the same.
【0101】 [キャリア製造例4〜5]
表1に示した被覆材料をホモミキサーで15分間混合し
た後、キャリア製造例2と同様の手法により表1に示し
た内容の被覆キャリア4〜5を得た。[Carrier Production Examples 4 to 5 ] After coating the coating materials shown in Table 1 with a homomixer for 15 minutes, the coated carriers 4 to 5 having the contents shown in Table 1 were prepared by the same method as in Carrier Production Example 2. Obtained.
【0102】[キャリア製造例7〜13]表1に示した
被覆材料をアトライターにて1時間分散混合した後、キ
ャリア製造例1と同様の手法により表1に示した内容の
被覆キャリア7〜13を得た。[Carrier Production Examples 7 to 13] The coating materials shown in Table 1 were dispersed and mixed in an attritor for 1 hour, and then the same procedure as in Carrier Production Example 1 was followed to obtain the coated carriers 7 to 10 having the contents shown in Table 1. I got 13.
【0103】[0103]
【表1】 [Table 1]
【0104】[トナー製造例1]プロポキシ化ビスフェ
ノールとフマル酸を縮合して
得られたポリエステル樹脂 100重量部
フタロシアニン顔料 4重量部
ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミ化合物 4重量部
をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、二軸
押出式混練機により溶融混練し、冷却後ハンマーミルを
用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェ
ット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに得られた
微粉砕物を分級して、重量平均粒径が8.5μmである
負摩擦帯電性のシアン色の粉体を得た。[Toner Production Example 1] Polyester resin obtained by condensing propoxylated bisphenol and fumaric acid 100 parts by weight Phthalocyanine pigment 4 parts by weight Di-tert-butylsalicylic acid aluminum compound 4 parts by weight was sufficiently prepared with a Henschel mixer. After mixing, the mixture was melt-kneaded by a twin-screw extrusion type kneader, cooled, coarsely pulverized to about 1 to 2 mm using a hammer mill, and then finely pulverized by an air jet type fine pulverizer. Further, the obtained finely pulverized material was classified to obtain a negative triboelectrative cyan-colored powder having a weight average particle diameter of 8.5 μm.
【0105】上記着色粉体100重量部と、酸化チタン
微粉末(日本アエロジル製T805)1.0重量部とを
ヘンシェルミキサーで混合し、シアントナー1を得た。100 parts by weight of the colored powder and 1.0 part by weight of titanium oxide fine powder (T805 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) were mixed with a Henschel mixer to obtain a cyan toner 1.
【0106】[トナー製造例2]重量平均粒径を6.0
μmとし、酸化チタン微粉末の代わりにシランカップリ
ング剤で表面を疎水化処理したアルミナ微粉末を用いる
以外は、トナー製造例1と同様にしてシアントナー2を
得た。[Toner Production Example 2] The weight average particle diameter was 6.0.
Cyan Toner 2 was obtained in the same manner as in Toner Production Example 1 except that alumina fine powder having a surface made hydrophobic by a silane coupling agent was used instead of the titanium oxide fine powder.
【0107】[実施例1]前述のシアントナー2とキャ
リア4とを現像剤中のトナー濃度が6重量%となるよう
混合し、現像剤とした。得られた現像剤のインピーダン
スは2×108Ω・cm、静電容量5×10-14Fという
値が得られた。カラー複写機CLC700(キヤノン
製)を用い、現像用バイアスとして外部電源との接続に
より図4に示す非連続の交番電界を印加し、画像面積比
率30%のオリジナル原稿を用いて25℃/60%の温
湿度下現像コントラスト300Vで3万枚の画出しによ
る評価を行った。得られた結果を表2に示す。[Example 1] The above-mentioned cyan toner 2 and carrier 4 were mixed so that the toner concentration in the developer would be 6% by weight to obtain a developer. The obtained developer had an impedance of 2 × 10 8 Ω · cm and a capacitance of 5 × 10 −14 F. A color copying machine CLC700 (manufactured by Canon Inc.) was used, and a non-continuous alternating electric field shown in FIG. 4 was applied as a developing bias by connecting to an external power source. The evaluation was carried out by developing 30,000 sheets at a development contrast of 300 V under the temperature and humidity. The obtained results are shown in Table 2.
【0108】表2より明らかなように、上述の現像剤は
初期から3万枚後までエッジ効果のない高精細な画像を
与えた。また、帯電量も安定に推移し、カブリも少な
く、機内の汚れも見られなかった。As is clear from Table 2, the above-mentioned developers gave high-definition images with no edge effect from the initial stage to after 30,000 sheets. In addition, the amount of charge remained stable, fogging was small, and no stain was found inside the machine.
【0109】尚、以下の実施例及び比較例も同様に表2
に示した。The following examples and comparative examples are also shown in Table 2.
It was shown to.
【0110】[0110]
【表2】 [Table 2]
【0111】[実施例2]現像用バイアスとして図3に
示す交互電界を印加する以外は実施例1と同様の評価を
行ったところ、初期から3万枚後までエッジ効果及び画
質上特に問題のない画像が得られた。帯電量も安定に推
移し、カブリ及び機内の汚れも特に問題なかった。[Embodiment 2] The same evaluation as in Embodiment 1 was carried out except that the alternating electric field shown in FIG. 3 was applied as the developing bias. No image was obtained. The charge amount also remained stable, and there was no particular problem with fogging and stains inside the machine.
【0112】[実施例3]シアントナー1とキャリア4
とを現像剤中のトナー濃度が8重量%となるよう混合
し、現像剤とした。この現像剤を用い、実施例1と同様
の評価を行ったところ、初期から3万枚後までエッジ効
果のない比較的良好な画質の画像が得られた。帯電量も
安定に推移し、カブリも少なく、機内の汚れも見られな
かった。[Embodiment 3] Cyan toner 1 and carrier 4
And were mixed so that the toner concentration in the developer would be 8% by weight to obtain a developer. When this developer was used and evaluated in the same manner as in Example 1, an image having a relatively good image quality without an edge effect was obtained from the initial stage to after 30,000 sheets. The amount of charge remained stable, there was little fog, and there was no stain inside the machine.
【0113】[実施例4]シアントナー1とキャリア1
とを現像剤中のトナー濃度が4重量%となるよう混合
し、現像剤とする以外は実施例1と同様の評価を行った
ところ、初期から3万枚後までエッジ効果のない比較的
良好な画質の画像が得られた。帯電量も安定に推移し、
カブリも少なく、機内の汚れも見られなかった。[Embodiment 4] Cyan toner 1 and carrier 1
Was mixed in such a manner that the toner concentration in the developer was 4% by weight, and the same evaluation as in Example 1 was carried out except that the developer was used. An image of various quality was obtained. The amount of charge also remains stable,
There was little fog and no dirt was seen inside the aircraft.
【0114】[実施例5〜7]キャリアとしてキャリア
5、10或いは11を用いる以外は実施例1と同様の評
価を行ったところ、表2に示すように、初期から3万枚
後までエッジ効果のない高精細な画像が得られた。ま
た、帯電量も安定に推移し、カブリも少なく、機内の汚
れも見られなかった。[Examples 5 to 7] The same evaluation as in Example 1 was carried out except that the carrier 5, 10 or 11 was used as the carrier. As shown in Table 2, the edge effect was observed from the initial stage to after 30,000 sheets. A high-definition image with no image was obtained. In addition, the amount of charge remained stable, fogging was small, and no stain was found inside the machine.
【0115】[実施例8]現像用バイアスとして図5に
示す交互電界を印加する以外は実施例1と同様の評価を
行ったところ、初期から3万枚後までわずかにエッジ効
果が見られたものの、特に問題のない画像が得られた。
帯電量も安定に推移し、画質、カブリ及び機内の汚れの
いずれも特に問題はなかった。[Embodiment 8] The same evaluation as in Embodiment 1 was carried out except that the alternating electric field shown in FIG. 5 was applied as the developing bias, and a slight edge effect was observed from the initial stage to after 30,000 sheets. However, an image with no particular problem was obtained.
The charge amount also remained stable, and there were no particular problems in terms of image quality, fog, and stains inside the machine.
【0116】[実施例9]シアントナー2とキャリア2
とを現像剤中のトナー濃度が14重量%となるよう混合
し、現像剤とする以外は実施例1と同様の評価を行った
ところ、初期から3万枚後まで画質及びカブリ共に特に
問題の無い画像が安定して得られた。現像剤の静電容量
が大きいため、静電潜像が乱れ、画質が若干低下したが
実用上は問題無かった。尚、エッジ効果は特に見られな
かった。[Embodiment 9] Cyan toner 2 and carrier 2
Was mixed in such a manner that the toner concentration in the developer was 14% by weight, and the same evaluation as in Example 1 was conducted except that the developer was used. A stable image was obtained. Since the electrostatic capacity of the developer was large, the electrostatic latent image was disturbed and the image quality was slightly degraded, but there was no problem in practical use. The edge effect was not particularly observed.
【0117】[実施例10]シアントナー1とキャリア
1とを現像剤中のトナー濃度が1.5重量%となるよう
に混合し、現像剤とする以外は実施例1と同様の評価を
行ったところ、初期からややエッジ効果が見られ、3万
枚後には画質も若干低下したものの実用上は問題の無い
レベルであった。これは現像剤の静電容量がやや小さい
ため、エッジ効果の抑制が十分ではなかったためと考え
られる。[Example 10] The same evaluation as in Example 1 was conducted except that the cyan toner 1 and the carrier 1 were mixed so that the toner concentration in the developer was 1.5% by weight, and the mixture was used as the developer. As a result, a slight edge effect was observed from the beginning, and after 30,000 sheets, the image quality was slightly deteriorated, but there was no problem in practical use. It is considered that this is because the electrostatic capacity of the developer was rather small and the edge effect was not sufficiently suppressed.
【0118】[実施例11]シアントナー2とキャリア
3とを使用して実施例1と同様の評価を行ったところ、
初期から3万枚後までわずかにエッジ効果が見られるも
のの実用上は問題の無い画像が安定に得られた。[Example 11] The same evaluation as in Example 1 was carried out by using the cyan toner 2 and the carrier 3,
Although the edge effect was slightly observed from the initial stage to after 30,000 sheets, a practically problem-free image was obtained.
【0119】[比較例1]シアントナー2とキャリア2
とを使用して実施例1と同様の評価を行ったところ、エ
ッジ効果の際立った画像しか得られなかった。キャリア
被覆材料中のカーボンの分散が不十分なためカーボンが
表面に露出し、被覆キャリアが充分な静電容量を持たな
いことによるものと思われる。[Comparative Example 1] Cyan toner 2 and carrier 2
When the same evaluation as in Example 1 was performed using and, only an image with a remarkable edge effect was obtained. This is probably because the carbon was exposed to the surface due to insufficient dispersion of carbon in the carrier coating material, and the coated carrier did not have sufficient capacitance.
【0120】[比較例2]シアントナー2とキャリア7
とを現像剤中のトナー濃度が10重量%となるよう混合
し、現像剤とする以外は実施例1と同様の評価を行った
ところ、初期から3万枚後まで画質の良くない画像しか
得られなかった。これは、現像剤の静電容量、さらに使
用したキャリアの静電容量CCが大きいため静電潜像が
乱れたためと考えられる。[Comparative Example 2] Cyan toner 2 and carrier 7
Was mixed in such a manner that the toner concentration in the developer was 10% by weight, and the same evaluation as in Example 1 was carried out except that the developer was used. Only an image with poor image quality was obtained from the initial stage to 30,000 sheets. I couldn't do it. It is considered that this is because the electrostatic latent image is disturbed because the electrostatic capacity of the developer and the electrostatic capacity C C of the carrier used are large.
【0121】[比較例3]キャリア4に代えてキャリア
8を用い、実施例1と同様の評価を行ったところ、初期
から3万枚後までエッジ効果の際立った画像しか得られ
なかった。これは、被覆キャリア及び現像剤の静電容量
が小さいためと考えられる。[Comparative Example 3] The carrier 8 was used in place of the carrier 4, and the same evaluation as in Example 1 was carried out. As a result, only an image with a remarkable edge effect was obtained from the initial stage to after 30,000 sheets. It is considered that this is because the electrostatic capacities of the coated carrier and the developer are small.
【0122】[比較例4]キャリア4に代えてキャリア
9を用い、実施例1と同様の評価を行ったところ、初期
から3万枚後まで画質の良くない画像しか得られなかっ
た。これは、使用したキャリアコアのインピーダンスが
小さいため画質が低下したものと考えられる。尚、エッ
ジ効果については特に問題は見られなかった。[Comparative Example 4] The same evaluation as in Example 1 was carried out using the carrier 9 instead of the carrier 4, and only images of poor image quality were obtained from the initial stage to after 30,000 sheets. It is considered that this is because the image quality deteriorated because the impedance of the carrier core used was small. No particular problem was observed in the edge effect.
【0123】[実施例12]キャリア4に代えてキャリ
ア12を用い、実施例1と同様の評価を行ったところ、
初期には特に問題がないものの、3万枚後には画質及び
カブリが若干悪化、さらに機内の汚れも見られた。これ
は、キャリアの帯電付与能力が低いことに加え、先述し
た理由により現像剤が劣化してしまったためと考えられ
るが実用上は問題無かった。[Example 12] The same evaluation as in Example 1 was carried out using the carrier 12 instead of the carrier 4,
Although there was no particular problem in the initial stage, the image quality and fog were slightly deteriorated after 30,000 sheets, and stains inside the machine were also observed. It is considered that this is because the charge imparting ability of the carrier was low and the developer was deteriorated for the reason described above, but there was no problem in practical use.
【0124】[実施例13]シアントナー2とキャリア
13とを現像剤中のトナー濃度が10重量%となるよう
混合し現像剤とする以外は実施例1と同様の評価を行っ
たところ、初期から3万枚後までエッジ効果及びカブリ
が若干目立つものの実用上は問題の無い画像が得られ
た。また、わずかに機内の汚れも見られた。これは、現
像剤の静電容量及びキャリアの帯電付与能が小さいこと
に加え、先述した理由により現像剤が若干劣化してしま
ったためと考えられるが、いずれも実用上は特に問題の
無いレベルであった。[Example 13] The same evaluation as in Example 1 was conducted except that the cyan toner 2 and the carrier 13 were mixed so as to have a toner concentration of 10% by weight in the developer to obtain a developer. From 30,000 sheets to 30,000 sheets, an image having no problem in practical use was obtained although the edge effect and fog were slightly conspicuous. There was also a slight stain inside the aircraft. It is considered that this is because the electrostatic capacity of the developer and the charge imparting ability of the carrier are small, and the developer is slightly deteriorated for the reasons described above, but both are at a level where there is no particular problem in practical use. there were.
【0125】[0125]
【0126】[0126]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子写真において、エッジ効果を抑制しつつ高精細、高
濃度な画像を長期にわたって安定して得ることが可能と
なる。As described above, according to the present invention,
In electrophotography, it is possible to stably obtain a high-definition, high-density image for a long period while suppressing the edge effect.
【図1】トナーの摩擦帯電量を測定する装置の説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus for measuring a triboelectric charge amount of toner.
【図2】粉体のインピーダンスを測定する装置の回路図
である。FIG. 2 is a circuit diagram of an apparatus for measuring the impedance of powder.
【図3】現像バイアスに使用する交番電界の波形図であ
る。FIG. 3 is a waveform diagram of an alternating electric field used for a developing bias.
【図4】現像バイアスに使用する交番電界の波形図であ
る。FIG. 4 is a waveform diagram of an alternating electric field used for a developing bias.
【図5】現像バイアスに使用する交番電界の波形図であ
る。FIG. 5 is a waveform diagram of an alternating electric field used for a developing bias.
11 吸引機 12 測定容器 13 スクリーン 14 ふた 15 真空計 16 風量調節弁 17 吸引口 18 コンデンサ 19 電位計 21,22 電極 23 絶縁体(樹脂等) 24 交流用電流計 25 交流用電圧計 26 電源 27 サンプル 28 ガイドリング 11 suction machine 12 Measuring container 13 screens 14 lid 15 Vacuum gauge 16 Air flow control valve 17 Suction port 18 capacitors 19 electrometer 21,22 electrodes 23 Insulator (resin etc.) 24 AC ammeter 25 AC voltmeter 26 power supply 27 samples 28 Guide ring
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−202084(JP,A) 特開 平8−137140(JP,A) 特開 平8−44170(JP,A) 特開 平8−6302(JP,A) 特開 平7−271194(JP,A) 特開 平7−160059(JP,A) 特開 平4−77751(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/10 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-8-202084 (JP, A) JP-A-8-137140 (JP, A) JP-A-8-44170 (JP, A) JP-A-8-6302 (JP , A) JP-A-7-271194 (JP, A) JP-A-7-160059 (JP, A) JP-A-4-77751 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB) Name) G03G 9/10
Claims (6)
像用キャリアであって、該キャリアは、振幅2kV,周
波数2kHzの正弦交流電圧下において1×108Ω・
cm以上のインピーダンスを示すキャリア芯材及び該キ
ャリア芯材の表面に導電性材料を含有する被覆材で被覆
してなるコンデンサ容量成分を有するコンデンサ層を有
しており、該キャリアの振幅2kVの正弦交流電圧下で
測定されるインピーダンスの印加電圧周波数依存性から
得られる静電容量が1×10-15F乃至1×10-11Fの
値であることを特徴とする電子写真現像用キャリア。1. An electrophotographic developing carrier containing at least a magnetic material, the carrier being 1 × 10 8 Ω · under a sinusoidal AC voltage having an amplitude of 2 kV and a frequency of 2 kHz.
A carrier core material having an impedance of cm or more and a coating material containing a conductive material on the surface of the carrier core material
And a capacitance of 1 × 10 −15 F obtained from the dependency of the impedance of the carrier measured under a sinusoidal AC voltage with an amplitude of 2 kV on the applied voltage frequency. To 1 × 10 −11 F, a carrier for electrophotographic development.
して第二イオン化ポテンシャルが17eV以下の金属を
少なくとも1種含有するフェライトからなり、上記キャ
リアが保磁力Hcが100エルステッド以下である請求
項1記載の電子写真現像用キャリア。2. The carrier core material is made of ferrite containing at least one metal having a second ionization potential of 17 eV or less as a metal other than Fe, and the carrier has a coercive force Hc of 100 oersted or less. The described electrophotographic developing carrier.
O3換算で20〜95モル%含有するフェライトである
請求項1又は2記載の電子写真現像用キャリア。3. The carrier core material comprises a Fe component containing Fe 2
The carrier for electrophotographic development according to claim 1 or 2, which is ferrite containing 20 to 95 mol% in terms of O 3 .
二成分系現像剤において、該キャリアが少なくとも磁性
体を含有する電子写真現像用キャリアであって、該キャ
リアは、振幅2kV,周波数2kHzの正弦交流電圧下
において1×108Ω・cm以上のインピーダンスを示
すキャリア芯材及び該キャリア芯材の表面に導電性材料
を含有する被覆材で被覆してなるコンデンサ容量成分を
有するコンデンサ層を有しており、該キャリアの振幅2
kVの正弦交流電圧下で測定されるインピーダンスの印
加電圧周波数依存性から得られる静電容量が1×10
-15F乃至1×10-11Fの値であるキャリアであり、該
二成分系現像剤は、振幅2kV,周波数2kHzの正弦
交流電圧下において1.2×108Ω・cm以上のイン
ピーダンスを示し、振幅2kVの正弦交流電圧下で測定
されるインピーダンスの印加電圧周波数依存性から得ら
れる静電容量が1×10-14F乃至1×10-11Fの値で
あることを特徴とする二成分系現像剤。4. A two-component developer having at least a toner and a carrier, the carrier being an electrophotographic developing carrier containing at least a magnetic substance, the carrier being under a sinusoidal AC voltage having an amplitude of 2 kV and a frequency of 2 kHz. Carrier core material showing an impedance of 1 × 10 8 Ω · cm or more and a conductive material on the surface of the carrier core material
A capacitor layer having a capacitor capacitance component formed by coating with a coating material containing
The capacitance obtained from the applied voltage frequency dependency of the impedance measured under a sinusoidal alternating voltage of kV is 1 × 10.
A carrier having a value of −15 F to 1 × 10 −11 F, and the two-component developer has an impedance of 1.2 × 10 8 Ω · cm or more under a sinusoidal AC voltage having an amplitude of 2 kV and a frequency of 2 kHz. And the capacitance obtained from the applied voltage frequency dependence of the impedance measured under a sinusoidal AC voltage with an amplitude of 2 kV has a value of 1 × 10 −14 F to 1 × 10 −11 F. Component developer.
して第二イオン化ポテンシャルが17eV以下の金属を
少なくとも1種含有するフェライトからなり、上記キャ
リアが保磁力Hcが100エルステッド以下である請求
項4記載の二成分系現像剤。5. The carrier core material is made of ferrite containing at least one metal having a second ionization potential of 17 eV or less as a metal other than Fe, and the carrier has a coercive force Hc of 100 oersted or less. The two-component developer described.
O3換算で20〜95モル%含有するフェライトである
請求項4又は5記載の二成分系現像剤。6. The carrier core material comprises a Fe component containing Fe 2
The two-component developer according to claim 4, which is a ferrite containing 20 to 95 mol% in terms of O 3 .
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