JP4057461B2

JP4057461B2 - Two-component development method and image forming apparatus

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Publication number: JP4057461B2
Application number: JP2003120570A
Authority: JP
Inventors: 正彦石川; 洋太左近; 昭宏小番
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2023-04-24
Also published as: JP2004325805A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２成分トナー現像方法に関し、さらに詳しくは、複写機やプリンタやファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、現像スリーブ、現像剤攪拌部材、現像剤レベル検知手段等を内蔵した現像ユニット及び静電潜像を現像するための静電荷像現像方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式を用いる画像形成装置は、急速にカラー化が進み、また、その速度の高速化が進んでいる。従来から、２成分現像方法は高速なプリントに適し、非磁性トナーの取り扱いが容易なため、フルカラー画像の形成装置にも広く利用されてきた。しかし、フルカラー画像形成装置は装置内に複数の現像装置を備える必要があり、モノクロ機に比べて装置が大型化し重量が大きくなる、コスト高となる等の欠点があった。
【０００３】
特に２成分現像装置は、１成分現像装置に比べてトナーとは別に現像剤の収納容積と、その攪拌機構を具備する必要があり、現像ユニット小型化のためには、現像剤量の少量化が必須であった。
【０００４】
これに見合った現像ユニットとして、従来より、像担持体である感光体ドラム上の静電潜像を現像するためのトナーを供給する現像スリーブと、この現像スリーブの軸方向に沿って２成分の現像剤を混合・攪拌しながら搬送し、現像スリーブに遠い側に軸支された第１の現像剤攪拌部材、及び近い側に軸支された第２の現像剤攪拌部材とを備えていて、現像剤をループ状に循環するように構成された現像ユニットが用いられている。
【０００５】
この現像ユニット内では、現像剤中のキャリアは、現像装置内でトナーとの摩擦、スリーブやブレードなどの摺擦部材、規制部材やスクリュー、パドルなどの攪拌搬送部材により機械的な摩擦や衝撃を繰り返し受けている。現像剤を少量化することは、プリント枚数あたりのトナーとキャリアの摩擦機会の増加、キャリアが現像部を通過する頻度の増加を意味し、結果として現像ユニット内のキャリアの疲労が急激に進行する。プリント速度の高速化も相まって、キャリアの耐久性、特にキャリア表層の皮膜の高い耐磨耗性とトナーや他部材によるキャリア表面の汚染（スペント）を防ぎながら、長期間に渡って速やかな帯電性を維持することが以前にも増して重要になってきている。
【０００６】
最近のデジタル複写機やプリンタでは、負極性に帯電した感光体を用いて、ネガポジ現像を行う場合が多く、負極性に帯電したトナーを用いる場合が多くなっている。トナーを負極性に帯電させるために、キャリア皮膜中に窒素を含有する有機化合物を含有させる例が多く知られている。
【０００７】
例えば、シリコーン樹脂にアミノシランカップリング剤を混合して用いる例や、ある種の酸アミドを内添する例、メラミン、グアナミンなどのアミノ化合物やその誘導体を内添する方法、アミノ基を有するアクリルの共重合体などを皮膜に用いる方法などである。こうした窒素含有有機材料をコート材料として用いる例として、従来から、ポリアミドを用いる例が開示されている（特許文献１参照）。
【０００８】
しかし、ナイロンに代表されるポリアミド樹脂は、一般にトナーに負極性を付与するには好ましい材料であるが、その多くが溶媒溶解性に乏しいため、溶液を塗布するなど簡易な方法で層形成することが困難であったり、ポリアミド自体の耐磨耗性が十分でないなどの問題点もあった。
【０００９】
そこで、ポリアミドを溶媒可能化して用いる例として、アミド結合の水素原子をアルコキシ化、アルコキシアルキル化して用いる例が開示され（特許文献１〜６参照）、そうしたポリアミドを主鎖に有するグラフトポリマーを用いる例が開示されている（特許文献７，８参照）。しかし、主成分にこうしたポリアミドを用いた皮膜は、皮膜の耐磨耗性において十分であるとは言えなかった。
【００１０】
また、Ｎ−メトキシメチル化ポリアミドを含有することにより、表面抵抗がＬｏｇＲ１３Ω・ｃｍ以下になることが開示されており、ポリアミドを一部メトキシメチル化することによって、皮膜抵抗を低抵抗化することが開示されている（特許文献９参照）。しかし、残留メトキシ基によるキャリアの低抵抗化は、メトキシ基の高い水親和性によりもたらされるものであり、帯電量の環境変動性、現像剤帯電量の保存低下が大きいなどの不具合があった。
【００１１】
一方、２成分現像剤としては、従来から地汚れやトナー飛散といった問題がある。このうち、地汚れについては、次の通りである。２成分現像剤の場合、現像ニップ内ではベタ現像をするのに十分な多量のトナーが一旦感光体表面に接触し、現像電界によるクーロン力の向きと大きさにより、最終的に感光体に残るかキャリア側に戻るかが決まる。現像電界が一定であるならばクーロン力の向きと大きさはトナー粒子の帯電量で決まるが、実際トナー粒子の帯電量は分布を持っているため、トナー粒子ごとに異なった挙動をする。
【００１２】
現像ニップには、地肌汚れを減少させるために現像バイアスが印加されており、現像ニップ内では地肌部上に存在する多数の正常帯電トナーに対してはキャリア側に戻る比較的大きなクーロン力が働くため、地汚れは抑制される。しかし、現像剤中に存在する少量の逆帯電トナー（帯電極性が逆の電荷を持つトナー）に対しては、感光体側に付着する方向にクーロン力が働くため、地肌部に逆帯電トナーが付着してしまう。
【００１３】
また、弱帯電トナー（極めて帯電電荷量が小さいトナー）についてはキャリア側へのクーロン力が小さいため、キャリア側に戻らずに地肌部に残りやすくなる。したがって、電子写真感光体上の地汚れは、主に現像剤中に含まれる逆帯電トナー及び弱帯電トナーが地肌部に付着することがその原因であり、現像剤の経時劣化や現像剤の混合攪拌不足による逆帯電トナー及び弱帯電トナーの増加が原因であると考えられる。
【００１４】
トナー飛散に関しても、逆帯電トナーや弱帯電トナーが発生し現像スリーブ等の回転で形成された遠心力でこれらトナーが飛散することで発生するため、地汚れやトナー飛散のない良好な画像を得るためには、この逆帯電トナー及び弱帯電トナーを発生させない必要がある。
【００１５】
そこで、現像剤中の逆帯電トナーや弱帯電トナーの割合を減少させる方法として、いくつかの方法が開示されている。その一つとして、トナーが含弗素４級アンモニウム塩化合物及び含弗素イミニウム化合物を少なくとも１つ含有し、キャリアがキャリア芯粒子表面を被覆する抵抗制御剤を含有した内部樹脂層と内部樹脂層を被覆する表面樹脂層からなり、内部樹脂層の厚みが０．５〜１．０で表面樹脂層の厚みが０．１〜０．５である２層被覆型キャリアである静電潜像用２成分現像剤を用いることによって、長期に渡って帯電量分布がシャープ且つ均一で、連続使用時や環境変化時にも安定した画像再現をする方法が提案されている（特許文献１０参照）。
【００１６】
また、長鎖脂肪族基を有する第４級アンモニウム塩及びｐＨが７未満のカーボンブラックを含有するトナーからなる現像剤を用いて、帯電量分布がシャープで画像濃度も十分であり、トナー飛散やカブリの生じない画像を形成するようにした方法が提案されている（特許文献１１参照）。
【００１７】
また、現像剤の電界強度５００Ｖ／ｃｍでの抵抗値Ｒ５００［Ω・ｃｍ］と電界強度２５００Ｖ／ｃｍでの抵抗値Ｒ２５００［Ω・ｃｍ］とからＹ＝ｌｏｇ（Ｒ５００）／ｌｏｇ（Ｒ２５００）で求まる電界依存性Ｙと、０．２［ｆｅｍｔ・Ｃ／μｍ］より小さい未帯電トナーの全トナー中に占める割合Ｘが、Ｙ＞３Ｘ／４００＋１を満たすことで、画像濃度を高濃度に維持しつつ、前引きや後引き等の画像の滲みを確実に防止できる電子写真用現像剤が提案されている（特許文献１２参照）。
【００１８】
【特許文献１】
特開昭４９−１１５５４９号公報
【特許文献２】
特開平１−１１８１５０号公報
【特許文献３】
特開平１−１１８１５１号公報
【特許文献４】
特開平４−１８８１６０号公報
【特許文献５】
特開２００１−２０１８９４号公報
【特許文献６】
特許第３０４４３９０号公報
【特許文献７】
特許第２８３５９７１号公報
【特許文献８】
特許第２８３５９７２号公報
【特許文献９】
特許第２９３２１９２号公報
【特許文献１０】
特開平０８−１４６６６３号公報
【特許文献１１】
特開平１０−２５４１７６号公報
【特許文献１２】
特開平０８−１２９２６８号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、最近、高画質化のため小粒径トナーや省エネルギー化による低温定着のため軟化点を低くしたトナーが開発され、従来の方法だけでは地汚れやトナー飛散が十分に阻止できなくなってきた。また、上記のようなこれまで開示されてきた技術は、帯電量分布がどのような時間推移をすれば地汚れやトナー飛散が起こりにくいかが分からなかったという問題がある。
【００２０】
そこで本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、キャリア皮膜が耐磨耗性に優れ、長期にわたり安定した帯電付与機能を有し、トナー組成物のスペントによる帯電変動のないキャリアと、現像剤を、現像スリーブと第１、第２の現像剤攪拌部材を通過させ、現像剤をループ状に循環するように混合・攪拌しながら搬送する現像ユニットとを用いることとにより、上記従来技術の課題を解消して、地汚れ、トナー飛散の起こりにくい帯電量分布の条件を規定するとともに、地汚れ・トナー飛散の起こりにくい帯電量分布が得られる静電荷像現像方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、トナーとキャリアからなりトナー濃度１〜１５％で調整された２成分現像剤を、像担持体上の静電潜像を現像するためのトナーを供給する現像スリーブと、この現像スリーブの軸方向に沿って２成分現像剤を混合・攪拌しながら搬送するものであり、現像スリーブに遠い側に軸支された第１の現像剤攪拌部材、及び近い側に軸支された第２の現像剤攪拌部材と、これらの部材の間に設けられその両端に現像剤の連絡通路が確保された形の仕切り部材とを備えていて、現像剤をループ状に循環するように構成された現像ユニットを用いて攪拌・混合する２成分現像方法であり、該キャリアが磁性を有する微粉体表面に皮膜を有する形態を有し、該皮膜が（ｉ）Ｎ−アルコキシアルキル化ポリアミドと、（ｉｉ）少なくともシラノール基及び／または加水分解可能な基を有するシリコーンを含む１種以上の該Ｎ−アルコキシアルキル化ポリアミド樹脂と反応可能な樹脂との混合物から得られる縮合物を含有する２成分現像方法を最も主要な特徴とする。
【００２２】
請求項２記載の発明では、請求項１において、トナー補給と消費を行わず１時間攪拌しても、現像剤中のトナーの帯電量分布が１つのピークしか持たず、かつ、帯電量分布を正規分布関数で近似した時の標準偏差が１．０［ｆＣ／１０μｍ］以下であるようにした２成分現像方法を主要な特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の発明では、上記２成分現像剤中のトナーの帯電量分布を正規分布関数で近似した時の標準偏差において、初期に対して上記１時間攪拌後の標準偏差が＋０．２［ｆＣ／１０μｍ］以下の変化である請求項２記載の２成分現像方法を主要な特徴とする。
【００２４】
請求項４記載の発明では、帯電量分布における帯電量−１．０［ｆＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合が帯電量分布全体の０〜１０％であり、帯電量−７．０［ｆＣ／１０μｍ］以上の高帯電トナーの割合が帯電量分布全体の０〜５％以下である請求項２または３記載の２成分現像方法を主要な特徴とする。
【００２５】
請求項５記載の発明では、帯電量分布における帯電量−１．０［ｆＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合が帯電量分布全体の０〜５％である請求項４記載の２成分現像方法を主要な特徴とする。
【００２６】
請求項６記載の発明では、帯電量分布における帯電量−１．０［ｆＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合及び帯電量−７．０［ｆＣ／１０μｍ］以上の高帯電トナーの割合が共に０〜１％である請求項２〜５のいずれかに記載の２成分現像方法を主要な特徴とする。
【００２７】
請求項７記載の発明では、請求項１において、トナー補給と消費を行わず５時間攪拌しても、現像剤中のトナーの帯電量分布が１つのピークしか持たず、かつ、帯電量分布を正規分布関数で近似した時の標準偏差が１．２［ｆＣ／１０μｍ］以下であるようにした２成分現像方法を主要な特徴とする。
【００２８】
請求項８記載の発明では、帯電量分布を正規分布関数で近似した時の標準偏差において、初期に対して上記５時間攪拌後の標準偏差が＋０．４［ｆＣ／１０μｍ］以下の変化である請求項７記載の２成分現像方法を主要な特徴とする。
【００２９】
請求項９記載の発明では、帯電量分布における帯電量−１．０［ｆＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合及び帯電量−８．０［ｆＣ／１０μｍ］以上の高帯電トナーの割合が共に帯電量分布全体の０〜５％である請求項７または８記載の２成分現像方法を主要な特徴とする。
【００３０】
請求項１０記載の発明では、帯電量分布における帯電量−１．０［ｆＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合が帯電量分布全体の０〜３％である請求項９記載の２成分現像方法を主要な特徴とする。
【００３１】
請求項１１記載の発明では、帯電量分布における帯電量−１．０［ｆＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合及び−８．０［ｆＣ／１０μｍ］以上の高帯電トナーの割合が共に帯電量分布全体の０〜１％である請求項７〜１０のいずれかに記載の２成分現像方法を主要な特徴とする。
【００３２】
請求項１２記載の発明では、少なくとも、磁性を有する微粉体表面に皮膜を有する形態を有し、該皮膜が（ｉ）Ｎ−アルコキシアルキル化ポリアミドと、（ｉｉ）少なくともシラノール基及び／または加水分解可能な基を有するシリコーンを含む１種以上の該Ｎ−アルコキシアルキル化ポリアミド樹脂と反応可能な樹脂との混合物から得られる縮合物を含有してなるキャリアとトナーからなる２成分現像剤を、像担持体上の静電潜像を現像するためのトナーを供給する現像スリーブと、この現像スリーブの軸方向に沿って２成分現像剤を混合・攪拌しながら搬送するものであり、現像スリーブに遠い側に軸支された第１の現像剤攪拌部材、及び近い側に軸支された第２の現像剤攪拌部材と、これらの部材の間に設けられその両端に現像剤の連絡通路が確保された形の仕切り部材とを備えていて、現像剤をループ状に循環するように構成された現像ユニットを用いて攪拌・混合することを特徴とする画像形成装置を主要な特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように現像剤をループ状に循環する２成分現像剤用現像ユニットを用いる。具体的には、リコー製カラーレーザープリンタ（ＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００）用２成分現像ユニット（スリーブ径１８ｍｍ，スリーブ線速２７５．６５ｍｍ／ｓｅｃ，汲み上げ量０．０７５ｇ／ｃｍ^２，ドクターギャップ０．７７５±０．０２ｍｍ）を用いて評価を行った。地汚れ及びトナー飛散の評価方法としては、地汚れについては地汚れランクを１〜５までに位置付け、最悪ランクを１として、４以上を良好とした。トナー飛散については４段階（◎：大変良好、○：良好、△：若干良好、×：不良）でランク付けを行った。トナーとキャリアを所定のトナー濃度に調整して円筒状の容器に入れ、攪拌装置ターブラミキサーの弱回転（２２ｒｐｍ）で１０分攪拌混合して２成分現像剤を作成し、上記２成分現像ユニットに入れてトナー補給と消費を行わず攪拌した剤についてトナー粒子帯電量分布測定装置（Ｅ−ＳｐａｒｔＡｎａｌｙｚｅｒＭＯＤＥＬＥＳＴ−ＩＩＩ、ホソカワミクロン社製）でカウント総数３０００にて帯電量分布の時間推移を測定した。
【００３４】
この時、地汚れ・トナー飛散の起こるトナーと起こりにくいトナーについて帯電量分布の時間推移を正規分布関数による解析により注目してみたところ、地汚れ・トナー飛散の起こりにくいトナーの帯電量分布の時間推移の条件が具体的に明らかになった。
【００３５】
以下に正規分布関数による帯電量分布の解析方法について説明する。まず、レーザードップラー速度計を使用したトナー粒子帯電量分布測定装置（Ｅ−ＳｐａｒｔＡｎａｌｙｚｅｒＭＯＤＥＬＥＳＴ−ＩＩＩ、ホソカワミクロン社製）により現像剤中のトナーの帯電量分布をカウント総数３０００として測定する。上記で得られた帯電量分布に対して、正規分布関数式を当てはめる。ここで、正規分布関数式は以下の通りである。
【数１】
正規分布関数はｘ＝μで最大となる左右対称な分布であり、その分布幅は標準偏差σの値によって決まる。σが大きくなるにつれて分布幅が大きくなり、ピーク値が下がる。正規分布関数は常に正で、ｘ→∞でｆ（ｘ）＝０、ｘ→−∞でもｆ（ｘ）＝０となる。この正規分布関数を−∞から∞の間で積分すると１になるので、実際にこの正規分布関数で帯電量分布を表現するには、正規分布関数を整数倍αしてやる必要がある。
【００３６】
この時、地汚れ・トナー飛散の起こるトナーも起こりにくいトナーも、ユニット投入直後（＝初期状態）の剤については、地汚れ・トナー飛散の原因となる弱帯電トナー及び逆帯電トナーのほとんどない正常な帯電量分布が得られ、その分布は１つのピークしか持たず、正規分布関数で近似することができ、そのプロファイルはシャープである。
【００３７】
しかし、この剤をトナー補給と消費を行わず攪拌するような経時の剤の帯電量分布については、弱帯電トナーや逆帯電トナーの発生やピーク値・標準偏差の変化により、帯電量分布に差が生じる。地汚れ、トナー飛散の起こりにくい良好なトナーの帯電量分布は、ピーク値・標準偏差の変化は起こるがその変化は小さく、逆帯電トナー及び弱帯電トナーの発生はわずかであり、経時でもユニットに入れられた直後の剤同様に１つの正規分布関数で表現することができる。一方、地汚れ・トナー飛散の起こるトナーの帯電量分布は、ユニット投入直後の剤のように１つの正規分布関数で近似することはできず、１つのピークしか持たなくても正規分布関数で近似できないか、２つ以上のピークを持つ分布になっている。
【００３８】
ただし、トナーの帯電量分布が１つのピークしか持たず、正規分布関数で近似できれば地汚れ・トナー飛散が起こらないという訳ではない。一般に、トナーの帯電量分布のプロファイルがシャープであると同じような帯電量ｑ／ｄを有するトナーが多く存在することとなり、キャリアとトナーの接触帯電が均等に行われ、弱帯電トナーが発生しにくい。その反対に、トナーの帯電量分布のプロファイルがブロードであるとトナーの帯電量ｑ／ｄの範囲が広がり、高帯電量のトナーがキャリアから離れないためキャリアとトナーの接触帯電が均等に行われず、低帯電量のトナーの増加が進む。結果、弱帯電量のトナーの増加につながり、地汚れ・トナー飛散が起こりやすくなる。従って、地汚れ・トナー飛散が起こらないためには、トナーの帯電量分布が１つのピークしか持たず、正規分布関数で近似できるだけでは不十分であり、その分布のプロファイルのシャープさ、すなわち、標準偏差、弱帯電トナー量、高帯電トナー量等を規定する必要がある。
【００３９】
地汚れ・トナー飛散の起きやすい現像剤と起きにくい現像剤の帯電量分布では、このように帯電量分布に差があることが正規分布関数による解析でより顕在化した。
【００４０】
本発明者らは、上記方法により鋭意研究を重ねた結果、地汚れ・トナー飛散の起こりやすいトナーを有する２成分現像剤と地汚れ・トナー飛散の起こりにくいトナーを有する２成分現像剤について帯電量分布の差が具体的に明らかになった。
【００４１】
従って、本発明は上記目的を達成するために、以下の構成を有するものである。
本発明の現像ユニットの一例を、図１に示す。図１は現像ユニットの断面図を示している。本発明の現像ユニットは、大きくは像担持体上の静電潜像を現像するためのトナーを補給する現像スリーブ１と、この現像スリーブの軸方向に沿って２成分現像剤を混合・攪拌しながら搬送する２本の現像剤攪拌部材及び現像剤規制手段（ドクタブレード）７、上部現像ケース２、下部現像ケース３からなる。現像スリーブ１から遠い側には第１の現像剤攪拌部材４が軸支され、近い側には第２の現像剤攪拌部材５が軸支され、第１の現像剤攪拌部材４と第２の現像剤攪拌部材５との間には、仕切り部材８が設けられている。仕切り部材８の幅方向の両側には現像剤の連絡通路が確保され、現像剤をループ状に循環するようになっている。
【００４２】
現像剤の搬送状態を図１に基づいて説明すると、現像剤は第１の現像剤攪拌部材のある室を紙面手前側から奥側に搬送されて紙面奥側の連絡通路から第２の現像剤拡販部材のある室へ搬送され、次いで、第２の現像剤攪拌部材のある室を紙面奥側から手前側へ搬送された後、紙面手前側の連絡通路から第１の現像剤攪拌部材のある室へ搬送されるようになっている。
【００４３】
また、図１において、現像剤規制手段（ドクタブレード）７の左側のスペースを解消して、第２の現像剤攪拌部材のある室から汲み上げられた現像剤が滞留して帯電が立ち上がらないのを防止する手段を設けてもよい。
【００４４】
本発明に使用されるキャリアは、ポリアミドは、主鎖のアミド結合の水素原子をアルコキシアルキル化した、溶媒可溶化ポリアミドを用い、このポリアミドの低級アルコール溶液と、該ポリアミドと反応性を有する樹脂を１種もしくは複数種および必要に応じて架橋を促進する触媒を混合溶解して調製したコート液を磁性を有するキャリア芯材に塗布、乾燥し、加熱硬化することによって皮膜を形成する。
【００４５】
ここで言うポリアミドとは、一般的な、ジカルボン酸とジアミンから得られるものや、各種のラクタムの開環縮重合によりなるポリアミドなどである。例えば、ポリアミドのメトキシメチル化の方法としては、蟻酸のようなポリアミドを溶解し、酸性雰囲気中、メタノールなどの低級アルコールの存在化で、ホルマリンと反応させることにより行う。
【００４６】
こうして得られたメトキシメチル化ポリアミドは、その反応比に応じてメタノールなど低級アルコールに対する溶解性が向上するため、キャリア表面に皮膜形成することが容易になる。また、該ポリアミドは未架橋の状態ではゴム弾性を示し、適当な酸触媒の存在下で加熱することにより、自己のメトキシ基と主鎖のアミド結合の活性水素との間で縮合することにより、架橋し硬度が増す。これをシラノール縮合性シリコーンと混合して、キャリア皮膜として塗布し、同じく酸触媒の存在下で加熱することにより、シリコーンとポリアミド間の相互の架橋構造を有する皮膜が形成される。
【００４７】
本発明ではさらに、この皮膜中に金属酸化物粒子を混合せしめることにより、その皮膜強度をいっそう強靭なものとする。皮膜への金属酸化物粒子の導入は、例えば次のように行う。可溶化ポリアミドをメタノール中に、必要に応じて加熱しながら溶解する。溶解した溶液に、金属酸化物粒子を混合し、ホモジナイザーのような分散装置を用いて均一に分散する。
【００４８】
該分散溶液を別途用意したシラノール縮合性シリコーンの非水溶媒溶液と混合、同様にホモジナイザーで攪拌し、適宜帯電調整剤、抵抗調整剤を混合し、キャリア芯材に塗布する。
【００４９】
ここで本発明に用いられるポリアミドの例を示すと、例えばジアミンとしては１，６−へキサンジアミン、１，８−オクタジアミン、１，２−プロパンジアミンなどの直鎖アルキルジアミン、分岐型アルキルジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、Ｐ−フェニレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミン、トルエン−２、５−ジアミン、Ｎ−フェニル−ｐ−フェニルジアミン、４，４−ジアミノジフェニルアミンなどの芳香族ジアミン、カルボン酸としては、例えば、マイレン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、ドデカン酸、マロン酸などの多価脂肪酸、芳香族ジカルボン酸、各種のアミノ酸などの縮重合体、これら複数族のモノマーからなる共重合体、また、各種のカプロラクタムの開環縮重合やアミノウンデカン酸などのアミノ酸の自己縮重合体、それら相互の共重合体などである。
【００５０】
ポリアミドの可溶化のためのアルキルアルコキシ化処理は、アミド結合の活性水素の置換率にして２０〜７０ｍｏｌ％程度がよい。これより少ない場合には、アルコール可溶性が乏しく、皮膜形成時に析出したり、皮膜形成後に偏析するなどの不具合がある。７０％より多いと、皮膜密度が低下し、磨耗性が悪化する。金属酸化物粒子を添加した場合においても同様である。
【００５１】
皮膜の充分な硬化を行うために、酸性下で加温することが好ましいが、用いる酸触媒としては有機物の固体酸をコート剤溶液に含有させることが好ましい。触媒の沸点が１００℃以下では、皮膜乾燥時に触媒の蒸発を伴い、架橋形成のための追加熱によって皮膜の硬化が充分に行うことができない。中でも二塩基酸以上の多価カルボン酸化合物は好ましく用いられる。
【００５２】
酸触媒の例としては、乳酸、ラウリン酸、クロトン酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、シュウ酸、コハク酸、グリコール酸、マロン酸、マレイン酸、イタコン酸、酒石酸、安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ベンジルスルホン酸、トルエンスルホン酸などの代表的な有機酸、塩酸、硫酸、硝酸、次亜燐酸等の無機酸などを単独、もしくは、混合して用いることができるが、先の架橋反応を適切に進めるためには、少なくとも１種類の酸触媒が１００℃以上の沸点を持つものを選択すればよい。
【００５３】
ここでいう反応可能な樹脂とは、ポリアミド中に有するメトキシ基との縮合反応性を有するアルコール、アルキロール、カルボン酸や、活性水素を有するアミノ基などを有する樹脂をいう。代表的には熱硬化性を示す樹脂が用いられる。中でも、シリコーン樹脂はその皮膜強度とともに、得られる皮膜の表面エネルギーが低いことから、キャリアにトナーが付着、汚染する、いわゆるスペント性の抑制効果もあり、好ましく用いられる。用いるシリコーンとしては、シラノール基を有するシリコーン樹脂が用いられる。加熱によるシラノール基とポリアミドのメトキシ基間の架橋とともに、ポリアミドの触媒として用いる有機酸とのエステルが生成し、残留の酸触媒による帯電性の負極性化が抑制される。皮膜の帯電量制御、および皮膜強度の向上の目的で、他の架橋型樹脂を混合させることも可能である。なかでもヘキサメチロールメラミン、テトラメチロールベンゾグアナミンに代表される、各種のアルキロールメラミン、およびそのアルキルエーテルなどの誘導体は、皮膜強度と高い帯電量とを同時に得られるため、好ましく用いられる。皮膜強度の向上の目的で、微量のフェノール樹脂を含有させることも好ましい。フェノール樹脂の含有量は好ましくは、最表層を形成する樹脂中の２％以上１０％以下であり、好ましくは４％〜８％である。２％以下では皮膜強度の向上効果が得られず、１０％を超える場合、フェノールの負帯電性により、経時的な帯電性の低下が見られる。
【００５４】
本発明に用いるアルコキシアルキル化ポリアミドは、非架橋状態ではその電気抵抗が低いため、画像形成時に地肌汚れや現像剤の帯電量の放置低下、温湿度による帯電量の変動などの不具合があるため、シリコーン樹脂との架橋構造を形成するための加熱工程により、残留するメトキシ成分を充分に分解する必要がある。
【００５５】
こうして得られるキャリアの電気抵抗は５０Ｖ／ｍｍにおけるＬｏｇＲが１４以上１７以下であり、２５０Ｖ／ｍｍにおける抵抗値はＬｏｇＲが８以上１６以下が好ましい範囲である。５０Ｖ／ｍｍにおける電気抵抗値が１４より小さいと放置時の帯電量低下が大きく、また、温湿度による帯電量の変動が大きい。また、２５０Ｖ／ｍｍにおける抵抗値がＬｏｇＲ１６より大きいと、連続印刷時にキャリアのチャージアップによる画像濃度の低下が生じ好ましくない。
【００５６】
キャリアの電気抵抗を適正にするために、キャリア皮膜中に導電性物質を含有させることが可能である。ここでいう導電性物質とは、公知の導電性材料を用いることができる。導電性物質の例としてはたとえば、導電性ＺｎＯ、Ａｌ等の金属粉、各種の方法で作られたＳｎＯ_２及び種々の元素をドープしたＳｎＯ_２、ホウ化物、例えばＴｌＢ_２、ＺｎＢ_２、ＭｏＢ_２、炭化ケイ素及び導電性高分子（ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ（パラ−フェニレンスルフィド）、ポリピロール）などがあるが、最も好ましくは導電性のカーボンブラックである。なかでも、カーボンブラックは広範囲に抵抗値を得られるために好ましく用いられる。
【００５７】
また、先に記述したように、皮膜の補強の目的で皮膜中に他の硬質な微粒成分を含有させることができる。なかでも金属酸化物、無機酸化物粒子は均一な粒子径で、かつ皮膜の成分であるポリアミドと高い親和性が得られ、著しい皮膜の補強効果を示すため、好ましく用いられる。
【００５８】
こうした微粒子としては、従来公知の材料を単独、もしくは、混合して用いることが可能であり、代表的にはシリカ、酸化チタン、アルミナなどがある。皮膜中に含有させる硬質微粒子の含有量として５〜７０％が好ましく、より好ましくは２〜４０％の範囲である。含有量は用いる微粒子の粒子径、比表面積によって、適切に選ばれるが、５％未満では皮膜の耐磨耗効果が発現しにくく、７０％を超えると、微粒子の脱離が生じやすくなる。
【００５９】
本発明に使用される磁性粉末としては、例えば、鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｍｎ系フェライトなどが挙げられる。
フェライトとは、一般に下記式で表される燒結体である。
【化１】
（ＭＯ）_ｘ（ＮＯ）_ｙ（Ｆｅ_２Ｏ_３）_ｚ
但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％であって、Ｍ、Ｎはそれぞれ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｓｒ、Ｃａなどであり、２価の金属酸化物と３価の鉄酸化物との完全混合物から構成されている。なかでも、鉄系、マグネタイト系、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライト、Ｍｎ系フェライトなどは好ましく用いられる。
【００６０】
以上説明した現像ユニットとキャリアを組み合わせて使用することで、現像剤中のトナーが均一に帯電されるため、帯電量分布は１つのピークしか持たず、標準偏差の小さいシャープな分布が得られる。
【００６１】
本発明に使用されるトナーとしては、バインダー樹脂としての熱可塑性樹脂を主成分とし、着色剤、微粒子、そして帯電制御剤、離型剤等を含むものである。また、一般公知の粉砕法、重合法等の各種のトナー製法により作製されたトナーを用いることができる。
【００６２】
バインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−ｏ−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエ−テル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソブチレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが単独あるいは混合して使用できる。
【００６３】
ポリエステル樹脂としては、アルコールと酸との重縮合反応によって得られ、例えばアルコールとしては、ポリエチレングリコール、ジエチルグリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオールなどのジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡなどのエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単量体、その他の２価のアルコール単量体、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−サルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等の３価以上の高級アルコール単量体を挙げることができる。
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばパルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸からの二量体、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボン酸−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体、これらの酸の無水物等の３価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。
【００６４】
さらにエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンとの重縮合物等があり、例えば、エポミックＲ３６２、Ｒ３６４、Ｒ３６５、Ｒ３６６、Ｒ３６７、Ｒ３６９（以上、三井石油化学工業社製）、エポトートＹＤ−０１１、ＹＤ−０１４、ＹＤ−９０４、ＹＤ−０１７（以上、東都化成社製）、エポコート１００２、１００４、１００７（以上、シェル化学社製）等の市販のものがある。
【００６５】
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、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇレーキ、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、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、染顔料など、従来公知の染顔料を単独あるいは混合して使用し得る。
【００６６】
また、トナーは、通常使用されるトナーと同様に摩擦帯電性を制御する目的で含有せしめる薬剤を含有していても何ら不都合はない。そうした、いわゆる極性制御剤としては、例えばモノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｚｎ等の金属錯体等を単独または混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。
カラートナーに使用される極性制御剤は無色であることが必要であり、極性を有するポリマー型の極性制御性物質は好ましく用いられる。
【００６７】
本発明に使用されるトナーには流動性改質剤を添加することができる。流動性改質剤の例としては、有機樹脂微粒子、金属石鹸など、ポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤、或いは酸化セリウム、炭化ケイ素などの研磨剤、一般に流動性改質の目的に用いられる公知の金属酸化物、代表的には酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの酸化金属微粒子、およびその表面を疎水化した粒子などである。これらのいずれの微粉末もその表面を疎水化することは流動性の面で優れた効果をもたらす。表面を疎水化処理するためには、例えば、シランカップリング剤やシリル化剤として一般に知られる珪素化合物を粒子表面と接触、反応させることができる。
【００６８】
疎水化剤としては例えばクロロシラン類としては代表的にトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、エチルジクロロシラン、ジエチルクロロシラン、トリエチルクロロシラン、プロピルジクロロシラン、ジプロピルジクロロシラン、トリプロピルクロロシランなどアルキルクロロシラン、フェニルクロロシランなど。そのフッ素置換体としてフルオロアルキルクロロシラン、パーフルオロアルキルクロロシランの類。シリルアミン類としては、代表的にヘキサメチルジシラザン、ジエチルアミノトリメチルシランなど。シリルアミド類としては、代表的にＮ，Ｏ−ビストリメチルシリルアセトアミド、Ｎ−トリメチルシリルアセトアミド、ビストリメチルシリルトリフルオロアセトアミドなど。また、アルコキシシラン類として、メチルトリアルコキシシラン、ジメチルジアルコキシシラン、トリメチルアルコキシシラン、エチルジアルコキシシラン、ジエチルアルコキシシラン、トリエチルアルコキシシラン、プロピルトリアルコキシシラン、ジプロピルジアルコキシシラン、トリプロピルアルコキシシランなど、アルキルクロロシランや、フェニル基を有するフェニルアルコキシシランなど。また、そのフッ素置換体としてフルオロアルキルアルコキシシランの類、パーフルオロアルキルアルコキシシランの類、シリコーンオイルとして、ジメチルシリコーンオイル、およびその誘導体、フッ素置換体、ジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサンなどシロキサンの類など、一般公知の疎水化剤として用いられ化合物が使用できる。
【００６９】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例にて更に詳細に説明する。なお、本発明は、ここに例示される実施例及び比較例に限定されるものではない。以下、部数は、全て重量部を表す。
【００７０】
キャリア製造例
製造例１
メトキシメチル化ポリアミド（ナガセケムテック社製、ＥＦ３０Ｔ）１０部、シラノール含有メチルシリコーン樹脂（ＳｉＯＨ含有量１重量％、ＭＷ１５０００）の固形分濃度２０ｗｔ％トルエン溶液を固形分量１０部相当とを混合、溶解し、さらに酢酸を用いてｐＨ４とし、５０℃にて３時間還流した。この溶液の固形分量に対してカーボンブラック（ＢＰ２０００）５部を加え、さらに、メタノール８０部、アセトン８０部、トルエン８０部にて希釈した液体をホモジナイザーで攪拌、分散して、コート液を得た。この液体の固形分に対して５部のクエン酸を溶解し、流動床乾燥装置にて体積平均粒径３８ミクロンのフェライト芯材に対して塗布し、ナイロン−シリコーン樹脂混合皮膜を設けた。得られた粉体は、２１０℃にて２時間加熱乾燥し、皮膜厚さ０．６μｍのキャリアＡを得た。被膜の厚さは塗布するコート液量により、調整した。
【００７１】
上記キャリア抵抗率は、次の方法により測定することができる。
図２に示すように、電極間距離２ｍｍ、表面積２×４ｃｍの一対の平行平板電極１２ａ、１２ｂを収容した弗素樹脂製容器からなるセル１１にキャリア１３を充填し、両極間に１００Ｖの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター４３２９Ａ（横河ヒューレットパッカード社製）にて直流抵抗を測定し、電気抵抗率ＬｏｇＲ・Ωｃｍを算出する。印加電圧は１００Ｖ及び５００Ｖにおける抵抗率を測定した。このキャリアの電気抵抗はＬｏｇＲ１４．２Ωｃｍ（５０Ｖ／ｍｍ）、１３．４Ωｃｍ（２５０Ｖ／ｍｍ）であった。
【００７２】
製造例２
製造例１において、用いるシリコーン樹脂をＳｉＯＨ含有量６重量％、分子量ＭＷ５０００のメチルフェニルシリコーン樹脂とし、さらにテトラブトキシメチル化ベンゾグアナミンのトルエン、ブタノール混合溶液の固形分量２部相当を添加し、コート液にさらに粒子径０．３ミクロンのアルミナ微粒子１部を添加し、これをホモジナイザーで同様に分散して得られたコート液を用いて、皮膜を形成して皮膜厚さ０．６μｍのキャリア粒子Ｂを得た。このキャリアの電気抵抗はＬｏｇＲ１５．２Ωｃｍ（５０Ｖ／ｍｍ）、１３．５Ωｃｍ（２５０Ｖ／ｍｍ）であった。
【００７３】
製造例３
製造例１において、シリコーン樹脂を用いない以外は全て同様にしてキャリアＣを得た。このキャリアの電気抵抗はＬｏｇＲ１３．７Ωｃｍ（５０Ｖ／ｍｍ）、１２．６Ωｃｍ（２５０Ｖ／ｍｍ）であった。
【００７４】
実施例１
製造法１で作製したキャリアＡ９３部とＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用黒トナー７部を混合して２成分現像剤を作製した。この現像剤をＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用２成分現像ユニットに入れ、トナー補給と消費を行わずに１時間攪拌後に画像出しを行った。その結果、得られた画像は、地汚れランク４、トナー飛散○であった。
この時の現像剤を現像スリーブ軸方向前方側でサンプリングし、現像剤中のトナーの帯電量分布を測定したところ、１つのピークしか持たず、正規分布関数で近似した時の標準偏差が１．０［ｆＣ／１０μｍ］であった。
【００７５】
参考例２
製造法２で作製したキャリアＢ９３部とＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用黒トナー７部を混合して２成分現像剤を作製した。この現像剤をＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用２成分現像ユニットに入れ、トナー補給と消費を行わずに１時間攪拌後に画像出しを行った。その結果、得られた画像は、地汚れランク５、トナー飛散◎であった。
この時の現像剤を現像スリーブ軸方向前方側でサンプリングし、現像剤中のトナーの帯電量分布を測定したところ、１つのピークしか持たず、正規分布関数で近似した時の標準偏差が０．８［ｆＣ／１０μｍ］であり、帯電量−１．０［ｆＣ／１０μｍ］以下のトナーの割合が１％であり、帯電量−７．０［ｆＣ／１０μｍ］以上のトナーの割合が０．６％であった。
【００７６】
実施例３
製造法１で作製したキャリアＡ９０部とＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用黒トナー１０部を混合して２成分現像剤を作製した。この現像剤をＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用２成分現像ユニットに入れ、トナー補給と消費を行わずに５時間攪拌後に画像出しを行った。その結果、得られた画像は、地汚れランク４、トナー飛散○であった。
この時の現像剤を現像スリーブ軸方向前方側でサンプリングし、現像剤中のトナーの帯電量分布を測定したところ、１つのピークしか持たず、正規分布関数で近似した時の標準偏差が１．２［ｆＣ／１０μｍ］であり、初期に対して標準偏差が＋０．４［ｆＣ／１０μｍ］の変化であった。
【００７７】
参考例４
製造法２で作製したキャリアＢ９０部とＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用黒トナー１０部を混合して２成分現像剤を作製した。この現像剤をＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用２成分現像ユニットに入れ、トナー補給と消費を行わずに５時間攪拌後に画像出しを行った。その結果、得られた画像は、地汚れランク５、トナー飛散◎であった。
この時の現像剤を現像スリーブ軸方向前方側でサンプリングし、現像剤中のトナーの帯電量分布を測定したところ、１つのピークしか持たず、正規分布関数で近似した時の標準偏差が０．８［ｆＣ／１０μｍ］であり、帯電量−１．０［ｆＣ／１０μｍ］以下のトナーの割合が０．６％であり、帯電量−８．０［ｆＣ／１０μｍ］以上のトナーの割合が０．９％であった。
【００７８】
比較例１
製造法１で作製したキャリアＡ８４部とＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用黒トナー１６部を混合して２成分現像剤を作製した。この現像剤をＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用２成分現像ユニットに入れ、トナー補給と消費を行わずに１時間攪拌後に画像出しを行った。その結果、得られた画像は、地汚れランク４、トナー飛散△であった。
この時の現像剤を現像スリーブ軸方向前方側でサンプリングし、現像剤中のトナーの帯電量分布を測定したところ、１つのピークしか持たず、正規分布関数で近似した時の標準偏差が１．２［ｆＣ／１０μｍ］であった。
【００７９】
比較例２
製造法２で作製したキャリアＢ８０部とＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用黒トナー２０部を混合して２成分現像剤を作製した。この現像剤をＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用２成分現像ユニットに入れ、トナー補給と消費を行わずに５時間攪拌後に画像出しを行った。その結果、得られた画像は、地汚れランク３、トナー飛散△であった。
この時の現像剤を現像スリーブ軸方向前方でサンプリングし、現像剤中のトナーの帯電量分布を測定したところ、１つのピークしか持たず、正規分布関数で近似した時の標準偏差が１．３［ｆＣ／１０μｍ］であり、初期に対して標準偏差が＋０．５［ｆＣ／１０μｍ］の変化であった。
【００８０】
比較例３
製造法３で作製したキャリアＣ９３部とＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用黒トナー７部を混合して２成分現像剤を作製した。この現像剤をＩＰＳｉＯＣｏｌｏｒ８０００用２成分現像ユニットに入れ、トナー補給と消費を行わずに１時間攪拌後に画像出しを行った。その結果、得られた画像は、地汚れランク２、トナー飛散×であった。
この時の現像剤を現像スリーブ軸方向前方でサンプリングし、現像剤中のトナーの帯電量分布を測定したところ、２つのピーク（０［ｆＣ／１０μｍ］付近に１ピーク発生）を持っていた。
表１に地汚れランク及びトナー飛散の結果を示す。
【００８１】
【表１】
【００８２】
注）弱帯電割合・・−１．０［ｆＣ／１０μｍ］以下の割合
高帯電割合１・・−７．０［ｆＣ／１０μｍ］以上の割合（１時間攪拌時）
高帯電割合２・・−８．０［ｆＣ／１０μｍ］以上の割合（５時間攪拌時）
σ変化・・初期状態からの標準偏差変化量
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、２成分現像剤のキャリアが、磁性微粉体表面に皮膜が、Ｎ−アルコキシアルキル化ポリアミドと、該ポリアミドと、シラノール基及び／または加水分解可能な基を有するシリコーン樹脂と反応可能な１種以上の樹脂とを含む混合物から得られる縮合物からなる皮膜であるキャリアとトナーからなる現像剤を、潜像担持体に現像剤を供給する現像スリーブの軸方向に平行な仕切り部材の両側に沿ってループ状に循環するように構成された現像剤攪拌部材により、混合・攪拌しながら搬送する現像剤搬送手段を用いて、前記現像スリーブに供給することを特徴とする２成分現像方法により、地汚れ・トナー飛散の起こりにくい帯電量分布の時間推移の条件を規定することができた。そして、この地汚れ・トナー飛散の起こりにくい帯電量分布が得られる静電荷像現像方法を提供することができる。
【００８４】
請求項２によれば、現像剤中のトナーの帯電量分布ピークが１つで、かつ、帯電量分布を正規分布関数で近似した時の標準偏差が１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下であり、前記現像剤攪拌部材により混合・攪拌しながら搬送後も、正規分布関数で近似した時の標準偏差が１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下でありピークが１つであることに有意な変化がない現像剤を使用することを特徴とする請求項１記載の２成分現像方法により、現像剤中のトナーの帯電量分布の正規分布関数による解析から、標準偏差が１．０［ＦＣ／１０μｍ］よりも大きいと、地汚れランクは３以下、トナー飛散は×か△になってしまうのに対し、地汚れランク、トナー飛散の良好な現像結果を得ることが可能となる。
【００８５】
請求項３によれば、上記２成分現像剤中のトナーの帯電量分布を正規分布関数で近似した時の標準偏差において、初期に対して攪拌後の標準偏差が＋０．２［ＦＣ／１０μｍ］以下の変化であることを特徴とする請求項２記載の２成分現像方法により、標準偏差の変化が＋０．２［ＦＣ／１０μｍ］よりも大きいと、地汚れランクは３以下、トナー飛散は×か△になってしまうのに対し、地汚れランクの４以上、トナー飛散○という良好な結果を得ることが可能となる。
【００８６】
請求項４によれば、帯電量分布における帯電量−１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合が帯電量分布全体の０〜１０％であり、帯電量−７．０［ＦＣ／１０μｍ］以上の高帯電トナーの割合が帯電量分布全体の０〜５％以下であることを特徴とする請求項２または３記載の２成分現像方法により、帯電量−１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下のトナーの割合が帯電量分布全体の１０％より多く、帯電量−７．０［ＦＣ／１０μｍ］以上のトナーの割合が帯電量分布全体の５％より多いと、地汚れランクの３以下、トナー飛散は×か△になってしまうのに対し、地汚れランクの４以上、トナー飛散○以上の結果を得ることが可能となる。
【００８７】
請求項５によれば、帯電量分布における帯電量−１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合及び帯電量−７．０［ＦＣ／１０μｍ］以上の高帯電トナーの割合が共に０〜１％であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の２成分現像方法により、前記請求項の場合よりも良好な地汚れランクの５、トナー飛散◎の結果を得ることが可能となる。
【００８８】
請求項６によれば、帯電量分布における帯電量−１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合及び帯電量−８．０［ＦＣ／１０μｍ］以上の高帯電トナーの割合が共に帯電量分布全体の０〜５％であることを特徴とする２成分現像方法により、帯電量−１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下のトナーの割合及び帯電量−８．０［ＦＣ／１０μｍ］以上のトナーの割合がどちらか一方でも５％よりも多いと、地汚れランクの３以下、トナー飛散は×か△になってしまうのに対し、地汚れランクの４以上、トナー飛散○以上が得られることが可能となる。
【００８９】
請求項７によれば、帯電量分布における帯電量−１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合が帯電量分布全体の０〜３％であることを特徴とする２成分現像方法により、帯電量−１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下のトナーの割合が３％より多く５％以下であると、地汚れランクの４以上、トナー飛散○以上になり、５％より多いと地汚れランクの３以下、トナー飛散は×か△になってしまうのに対し、この場合よりも良好な地汚れランクの５、トナー飛散○以上が得られることが可能となる。
【００９０】
請求項８によれば、帯電量分布における帯電量−１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下の弱帯電・逆帯電トナーの割合及び−８．０［ＦＣ／１０μｍ］以上の高帯電トナーの割合が共に帯電量分布全体の０〜１％であることを特徴とする請求項６または７に記載の２成分現像方法により、帯電量−１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下のトナーの割合が１％よりも多く３％以下であり、帯電量−８．０［ＦＣ／１０μｍ］以上のトナーの割合が５％以下であると、地汚れランクの５、トナー飛散○以上になり、帯電量−１．０［ＦＣ／１０μｍ］以下のトナーの割合が３％より多く５％以下であると、地汚れランクの４以上、トナー飛散○以上になり、５％より多いと、地汚れランクの３以下、トナー飛散は×か△になってしまうのに対し、良好な地汚れランクの５、トナー飛散◎が得られることが可能となる。
【００９１】
請求項９〜１１によれば、現像剤のトナー濃度が１〜１５％で調整されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の２成分現像方法により、この範囲のトナー濃度で、前記の良好な地汚れ、トナー飛散が得られることが可能となる。
【００９２】
請求項１２によれば、請求項１から１１のいずれか１項を好適に用いた画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用される現像ユニットの断面図である。
【図２】本発明に使用するキャリアの電気抵抗率測定に用いる測定セルの斜視図である。
【図３】正規分布関数による帯電量分布近似例を示す図である。
【符号の説明】
１現像スリーブ
２上部現像ケース
３下部現像ケース
４第１の現像剤攪拌部材
５第２の現像剤攪拌部材
６現像剤
７現像剤規制手段（ドクタブレード）
８仕切り部材
１１セル
１２ａ平行平板電極
１２ｂ平行平板電極
１３キャリア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a two-component toner developing method, and more particularly, to a developing sleeve, a developer stirring member, a developer level detecting means, and the like in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile. The present invention relates to an electrostatic image developing method for developing a unit and an electrostatic latent image.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an image forming apparatus using an electrophotographic method has been rapidly colorized, and the speed has been increased. Conventionally, the two-component development method is suitable for high-speed printing, and has been widely used in full-color image forming apparatuses because non-magnetic toner is easy to handle. However, the full-color image forming apparatus needs to have a plurality of developing devices in the apparatus, and there are drawbacks such as an increase in size and weight of the apparatus and an increase in cost compared to a monochrome machine.
[0003]
In particular, the two-component developing device needs to be equipped with a developer storage volume and its stirring mechanism separately from the toner as compared with the one-component developing device. To reduce the size of the developing unit, the amount of the developer is reduced. Was essential.
[0004]
As a developing unit corresponding to this, a developing sleeve for supplying toner for developing an electrostatic latent image on a photosensitive drum as an image carrier, and a two-component along the axial direction of the developing sleeve have been conventionally used. The developer is conveyed while being mixed and stirred, and includes a first developer stirring member pivotally supported on the side far from the developing sleeve, and a second developer stirring member pivotally supported on the near side, A developing unit configured to circulate the developer in a loop shape is used.
[0005]
In the developing unit, the carrier in the developer is subjected to mechanical friction and impact by the friction with the toner in the developing device, a sliding member such as a sleeve and a blade, a regulating member and a stirring and conveying member such as a screw and a paddle. I have received it repeatedly. Decreasing the amount of developer means an increase in the chance of friction between the toner and the carrier per the number of printed sheets and an increase in the frequency of the carrier passing through the developing portion. As a result, the fatigue of the carrier in the developing unit rapidly progresses. . Combined with higher printing speed, carrier durability, especially high wear resistance of the surface film of the carrier and prevention of contamination (spent) of the carrier surface with toner and other components, and quick charging over a long period of time It is becoming more important than ever.
[0006]
In recent digital copying machines and printers, negative-positive development is often performed using a negatively charged photoconductor, and negatively charged toner is often used. Many examples are known in which an organic compound containing nitrogen is contained in the carrier film in order to charge the toner negatively.
[0007]
For example, an example of using an aminosilane coupling agent mixed with a silicone resin, an example of internally adding a certain type of acid amide, a method of internally adding an amino compound such as melamine or guanamine or a derivative thereof, an acrylic group having an amino group For example, a copolymer is used for the film. As an example of using such a nitrogen-containing organic material as a coating material, an example of using polyamide has been disclosed (see Patent Document 1).
[0008]
However, polyamide resins typified by nylon are generally preferred materials for imparting negative polarity to toners, but many of them are poor in solvent solubility, so that layers can be formed by a simple method such as applying a solution. There are also problems such as difficulty in wear and insufficient wear resistance of the polyamide itself.
[0009]
Therefore, as examples of using polyamides with a solvent enabled, examples in which hydrogen atoms of amide bonds are alkoxylated and alkoxyalkylated are used (see Patent Documents 1 to 6), and graft polymers having such polyamides in the main chain are used. Examples are disclosed (see Patent Documents 7 and 8). However, a film using such a polyamide as a main component has not been sufficient in the abrasion resistance of the film.
[0010]
Moreover, it is disclosed that the surface resistance is LogR13 Ω · cm or less by containing N-methoxymethylated polyamide, and the membrane resistance can be lowered by partially methoxymethylating the polyamide. It is disclosed (see Patent Document 9). However, the lower resistance of the carrier due to the residual methoxy group is brought about by the high water affinity of the methoxy group, and there are problems such as the environmental variability of the charge amount and the large decrease in storage of the developer charge amount.
[0011]
On the other hand, the two-component developer has problems such as background stains and toner scattering. Among these, the background dirt is as follows. In the case of a two-component developer, a large amount of toner sufficient for solid development in the development nip once comes into contact with the surface of the photoreceptor, and finally remains on the photoreceptor due to the direction and magnitude of the Coulomb force generated by the development electric field. Or return to the carrier side. If the development electric field is constant, the direction and magnitude of the Coulomb force is determined by the charge amount of the toner particles. However, since the charge amount of the toner particles actually has a distribution, the toner particles behave differently.
[0012]
A developing bias is applied to the developing nip in order to reduce background contamination, and a relatively large Coulomb force that returns to the carrier side acts on many normally charged toners existing on the background in the developing nip. Therefore, background dirt is suppressed. However, for a small amount of reversely charged toner (toner having a charge opposite to the charge polarity) present in the developer, the Coulomb force acts in the direction of adhering to the photoreceptor side, so the reversely charged toner adheres to the background. Resulting in.
[0013]
In addition, weakly charged toner (toner with a very small amount of charged charge) has a small Coulomb force on the carrier side, and therefore tends to remain on the background without returning to the carrier side. Therefore, the background stain on the electrophotographic photosensitive member is mainly caused by adhesion of the reversely charged toner and the weakly charged toner contained in the developer to the background portion. This is considered to be caused by an increase in reversely charged toner and weakly charged toner due to insufficient stirring.
[0014]
As for toner scattering, reversely charged toner and weakly charged toner are generated and these toners are scattered by the centrifugal force formed by the rotation of the developing sleeve, etc., so that a good image free from background contamination and toner scattering can be obtained. For this purpose, it is necessary not to generate the reversely charged toner and the weakly charged toner.
[0015]
Thus, several methods have been disclosed as methods for reducing the proportion of reversely charged toner and weakly charged toner in the developer. As one example, the toner contains at least one fluorine-containing quaternary ammonium salt compound and fluorine-containing iminium compound, and the carrier covers an internal resin layer and an internal resin layer containing a resistance control agent that covers the surface of the carrier core particles. Component for electrostatic latent image, which is a two-layer coated carrier comprising a surface resin layer that has an inner resin layer thickness of 0.5 to 1.0 and a surface resin layer thickness of 0.1 to 0.5 By using a developer, a method has been proposed in which the charge amount distribution is sharp and uniform over a long period of time, and stable image reproduction is possible even during continuous use and environmental changes (see Patent Document 10).
[0016]
Further, by using a developer comprising a toner containing a quaternary ammonium salt having a long-chain aliphatic group and carbon black having a pH of less than 7, the charge amount distribution is sharp, the image density is sufficient, toner scattering and A method has been proposed in which an image free from fogging is formed (see Patent Document 11).
[0017]
Further, Y = log (R500) / log (R2500) from the resistance value R500 [Ω · cm] at an electric field strength of 500 V / cm and the resistance value R2500 [Ω · cm] at an electric field strength of 2500 V / cm. The electric field dependency Y to be obtained and the ratio X of the uncharged toner smaller than 0.2 [femt · C / μm] in the total toner satisfy Y> 3X / 400 + 1, thereby maintaining the image density at a high density. On the other hand, there has been proposed an electrophotographic developer capable of reliably preventing bleeding of an image such as front drawing or back drawing (see Patent Document 12).
[0018]
[Patent Document 1]
JP-A-49-115549
[Patent Document 2]
JP-A-1-118150
[Patent Document 3]
JP-A-1-118151
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-188160
[Patent Document 5]
JP 2001-201894 A
[Patent Document 6]
Japanese Patent No. 3043390
[Patent Document 7]
Japanese Patent No. 2835971
[Patent Document 8]
Japanese Patent No. 2835972
[Patent Document 9]
Japanese Patent No. 2932192
[Patent Document 10]
JP 08-146663 A
[Patent Document 11]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-254176
[Patent Document 12]
Japanese Patent Laid-Open No. 08-129268
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, recently, a toner having a small particle size has been developed for high image quality and a toner having a low softening point for low-temperature fixing by energy saving, and the conventional method alone sufficiently prevents scumming and toner scattering. I can't do it. Further, the techniques disclosed so far have a problem in that it has not been understood how the charge amount distribution changes over time so that background contamination and toner scattering are less likely to occur.
[0020]
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems. The carrier film has excellent wear resistance, has a stable charge imparting function over a long period of time, and is free from fluctuations in charge due to spent toner composition. And a developing unit that passes the developer through the developing sleeve and the first and second developer agitating members and conveys the developer while mixing and agitating so as to circulate the developer in a loop. To provide a method for developing an electrostatic charge image that solves the problems of the prior art, defines conditions for the charge amount distribution that is less likely to cause scumming and toner scattering, and provides a charge amount distribution that is less likely to cause scumming and toner scattering. With the goal.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention described in claim 1, an electrostatic latent image on an image carrier is developed with a two-component developer composed of toner and carrier and adjusted at a toner concentration of 1 to 15%. A developing sleeve for supplying toner for transporting, and conveying the two-component developer along the axial direction of the developing sleeve while mixing and stirring, and a first developer pivotally supported on the side far from the developing sleeve A stirring member, a second developer stirring member pivotally supported on the near side, and a partition member provided between these members and having a developer communication path secured at both ends thereof, A two-component development method in which a developer is stirred and mixed using a development unit configured to circulate a developer in a loop shape, and the carrier has a form having a film on the surface of magnetic fine powder, (I) N-alkoxyalkylation Containing a condensate obtained from a mixture of lyamide and (ii) one or more N-alkoxyalkylated polyamide resins containing a silicone having at least a silanol group and / or a hydrolyzable group. The two-component development method is the main feature.
[0022]
According to a second aspect of the present invention, the toner charge amount distribution in the developer has only one peak even if the toner is not replenished and consumed and stirred for one hour. The main feature is a two-component development method in which the standard deviation when approximated by a normal distribution function is 1.0 [fC / 10 μm] or less.
[0023]
According to the third aspect of the present invention, in the standard deviation when the charge amount distribution of the toner in the two-component developer is approximated by a normal distribution function, the standard deviation after stirring for 1 hour is +0.2 [ The main feature is the two-component developing method according to claim 2, wherein the change is fC / 10 μm or less.
[0024]
According to the fourth aspect of the present invention, the ratio of the weakly charged / reversely charged toner having a charge amount of −1.0 [fC / 10 μm] or less in the charge amount distribution is 0 to 10% of the entire charge amount distribution, and the charge amount is −7. The two-component developing method according to claim 2 or 3, wherein the ratio of the highly charged toner of 0.0 [fC / 10 μm] or more is 0 to 5% or less of the entire charge amount distribution.
[0025]
According to a fifth aspect of the present invention, the proportion of the weakly charged / reversely charged toner having a charge amount of −1.0 [fC / 10 μm] or less in the charge amount distribution is 0 to 5% of the entire charge amount distribution. The two-component development method is the main feature.
[0026]
In the invention according to claim 6, the ratio of the weakly charged / reversely charged toner having a charge amount of −1.0 [fC / 10 μm] or less and the highly charged toner having a charge amount of −7.0 [fC / 10 μm] or more in the charge amount distribution. The two-component development method according to any one of claims 2 to 5 is a main feature.
[0027]
According to a seventh aspect of the present invention, the toner charge amount distribution in the developer has only one peak even if the toner is not replenished and consumed and stirred for 5 hours. The main feature is a two-component development method in which the standard deviation when approximated by a normal distribution function is 1.2 [fC / 10 μm] or less.
[0028]
In the invention according to claim 8, in the standard deviation when the charge amount distribution is approximated by a normal distribution function, the standard deviation after stirring for 5 hours with respect to the initial value is a change of +0.4 [fC / 10 μm] or less. The two-component developing method according to claim 7 is a main feature.
[0029]
According to the ninth aspect of the present invention, the ratio of the weakly charged / reversely charged toner having a charge amount of −1.0 [fC / 10 μm] or less and the highly charged toner having a charge amount of −8.0 [fC / 10 μm] or more in the charge amount distribution. The two-component developing method according to claim 7 or 8 is characterized in that the ratio of both is 0 to 5% of the entire charge amount distribution.
[0030]
According to a tenth aspect of the present invention, in the charge amount distribution, the proportion of the weakly charged / reversely charged toner having a charge amount of −1.0 [fC / 10 μm] or less is 0 to 3% of the entire charge amount distribution. The two-component development method is the main feature.
[0031]
In the invention according to claim 11, the ratio of the weakly charged / reversely charged toner having a charge amount of −1.0 [fC / 10 μm] or less and the ratio of the highly charged toner having a charge amount of −8.0 [fC / 10 μm] or more in the charge amount distribution. The two-component development method according to any one of claims 7 to 10 is a main feature.
[0032]
The invention according to claim 12 has at least a form having a film on the surface of magnetic fine powder, and the film comprises (i) N-alkoxyalkylated polyamide, and (ii) at least silanol groups and / or hydrolysis. A two-component developer comprising a carrier and a toner containing a condensate obtained from a mixture of one or more N-alkoxyalkylated polyamide resins containing a silicone having a possible group and a reactive resin, A developing sleeve that supplies toner for developing the electrostatic latent image on the carrier, and a two-component developer is conveyed along the axial direction of the developing sleeve while mixing and stirring, and is far from the developing sleeve. A first developer agitating member pivotally supported on the side, a second developer agitating member pivotally supported on the near side, and a series of developer at both ends provided between these members. A main feature of the image forming apparatus is characterized in that the image forming apparatus includes a partition member having a shape in which a passage is secured, and agitates and mixes using a developing unit configured to circulate the developer in a loop. To do.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, a two-component developer developing unit that circulates the developer in a loop is used. Specifically, a two-component development unit (sleeve diameter 18 mm, sleeve linear velocity 275.65 mm / sec, pumping amount 0.075 g / cm) for Ricoh color laser printer (IPSiO Color 8000)², Doctor gap 0.775 ± 0.02 mm). As the evaluation method of background stain and toner scattering, the background stain rank was set to 1 to 5, the worst rank was set to 1, and 4 or more was evaluated as good. The toner scattering was ranked in four stages (◎: very good, ○: good, Δ: slightly good, x: poor). The toner and carrier are adjusted to a predetermined toner concentration and placed in a cylindrical container, and the two-component developer is prepared by stirring and mixing for 10 minutes at a low speed (22 rpm) of a stirrer tumbler mixer. The amount of charge distribution over time was measured with a toner particle charge amount distribution measuring device (E-Spart Analyzer MODEL EST-III, manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.) with a total count of 3000 for the agitated agent that was put in the toner and not replenished and consumed. .
[0034]
At this time, when we looked at the time transition of the charge distribution for the toner that causes scumming and toner scattering and the toner that hardly squeezes, analysis of the normal distribution function revealed that the time for the charge amount distribution of the toner that hardly causes scumming and toner scattering. The conditions for the transition became clear.
[0035]
A method for analyzing the charge amount distribution using the normal distribution function will be described below. First, the toner charge amount distribution measuring apparatus (E-Spart Analyzer MODEL EST-III, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) using a laser Doppler velocimeter is used to measure the toner charge amount distribution in the developer as a total count of 3000. A normal distribution function formula is applied to the charge amount distribution obtained above. Here, the normal distribution function expression is as follows.
[Expression 1]
The normal distribution function is a bilaterally symmetric distribution that becomes maximum when x = μ, and the distribution width is determined by the value of the standard deviation σ. As σ increases, the distribution width increases and the peak value decreases. The normal distribution function is always positive, f (x) = 0 when x → ∞, and f (x) = 0 even when x → −∞. When this normal distribution function is integrated between −∞ and ∞, it becomes 1. Therefore, in order to actually express the charge amount distribution by this normal distribution function, it is necessary to multiply the normal distribution function by an integer multiple α.
[0036]
At this time, both the toner that causes scumming and toner scattering, and the toner that does not easily occur, are normal with almost no weakly charged toner or reversely charged toner that causes scumming or toner scattering for the agent immediately after the unit is loaded (= initial state). Charge distribution, which has only one peak, can be approximated by a normal distribution function, and its profile is sharp.
[0037]
However, the charge amount distribution of the agent over time that stirs the toner without replenishing and consuming the toner is different from the charge amount distribution due to the occurrence of weakly charged toner and reversely charged toner, and changes in peak value and standard deviation. Occurs. The charge distribution of good toner, which is less likely to cause scumming and toner scattering, has a change in peak value and standard deviation, but the change is small, and the occurrence of reversely charged toner and weakly charged toner is slight. It can be expressed by one normal distribution function like the agent immediately after being put. On the other hand, the charge distribution of toner that causes scumming and toner scattering cannot be approximated by a single normal distribution function as in the case of the agent immediately after the unit is charged. Cannot be distributed with two or more peaks.
[0038]
However, if the toner charge amount distribution has only one peak and can be approximated by a normal distribution function, it does not mean that the background stain and toner scattering do not occur. Generally, when the toner charge amount distribution profile is sharp, there are many toners having the same charge amount q / d, and the contact charge between the carrier and the toner is performed uniformly, and the weakly charged toner is generated. Hateful. On the other hand, if the toner charge amount distribution profile is broad, the range of toner charge amount q / d is widened, and high charge amount toner does not leave the carrier, so contact charging between the carrier and the toner is not performed uniformly. As a result, the amount of toner with a low charge amount increases. As a result, the amount of weakly charged toner increases, and background contamination and toner scattering tend to occur. Therefore, in order not to cause scumming and toner scattering, the toner charge amount distribution has only one peak, and it is not sufficient to approximate it with a normal distribution function. The sharpness of the profile of the distribution, that is, the standard Deviation, weakly charged toner amount, high charged toner amount, etc. need to be specified.
[0039]
The difference in the charge amount distribution between the developer that is likely to cause scumming and toner scattering and the developer that is less likely to occur is more apparent from the analysis by the normal distribution function.
[0040]
As a result of intensive research by the above method, the present inventors have found that the charge amount of a two-component developer having a toner that easily causes scumming and toner scattering and a two-component developer having a toner that hardly causes scumming and toner scattering. The difference in distribution became clear.
[0041]
Therefore, in order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
An example of the developing unit of the present invention is shown in FIG. FIG. 1 shows a sectional view of the developing unit. The developing unit of the present invention generally comprises a developing sleeve 1 for supplying toner for developing an electrostatic latent image on an image carrier, and a two-component developer is mixed and stirred along the axial direction of the developing sleeve. It consists of two developer agitating members and a developer regulating means (doctor blade) 7, an upper developing case 2, and a lower developing case 3 that are conveyed. A first developer agitating member 4 is pivotally supported on the side far from the developing sleeve 1, and a second developer agitating member 5 is pivotally supported on the near side, and the first developer agitating member 4 and the second developer agitating member 4 are A partition member 8 is provided between the developer stirring member 5. A developer communication path is secured on both sides of the partition member 8 in the width direction, and the developer is circulated in a loop shape.
[0042]
The developer transport state will be described with reference to FIG. 1. The developer is transported from the front side to the back side in the chamber where the first developer agitating member is located, and the second developer from the communication path on the back side of the paper surface. After being transported to the chamber with the sales expansion member, and then transported through the chamber with the second developer agitating member from the back side to the near side of the paper, the first developer agitating member is present from the communication path on the near side of the paper surface. It is to be transported to the room.
[0043]
Further, in FIG. 1, the space on the left side of the developer regulating means (doctor blade) 7 is eliminated, and the developer pumped up from the chamber with the second developer agitating member stays and charging does not rise. Means for preventing this may be provided.
[0044]
The carrier used in the present invention is a solvent-solubilized polyamide obtained by alkoxyalkylating a hydrogen atom of an amide bond in the main chain, and a lower alcohol solution of this polyamide and a resin reactive with the polyamide. A coating liquid prepared by mixing and dissolving one or a plurality of kinds and, if necessary, a catalyst that promotes crosslinking is applied to a magnetic carrier core material, dried, and heat-cured to form a film.
[0045]
The polyamide referred to here is a general polyamide obtained from dicarboxylic acid and diamine, or a polyamide formed by ring-opening condensation polymerization of various lactams. For example, a method for methoxymethylation of polyamide is performed by dissolving a polyamide such as formic acid and reacting with formalin in the presence of a lower alcohol such as methanol in an acidic atmosphere.
[0046]
Since the methoxymethylated polyamide thus obtained has improved solubility in lower alcohols such as methanol depending on the reaction ratio, it is easy to form a film on the carrier surface. In addition, the polyamide exhibits rubber elasticity in an uncrosslinked state, and is heated in the presence of an appropriate acid catalyst to condense between the self methoxy group and the active hydrogen of the amide bond of the main chain, Crosslink and increase hardness. This is mixed with silanol-condensable silicone, applied as a carrier film, and heated in the presence of an acid catalyst to form a film having a cross-linked structure between silicone and polyamide.
[0047]
In the present invention, the strength of the film is further strengthened by mixing the metal oxide particles in the film. For example, the metal oxide particles are introduced into the film as follows. The solubilized polyamide is dissolved in methanol with heating as necessary. Metal oxide particles are mixed in the dissolved solution and uniformly dispersed using a dispersing device such as a homogenizer.
[0048]
The dispersion solution is mixed with a separately prepared non-aqueous solvent solution of silanol condensable silicone, and similarly stirred with a homogenizer, and a charge adjusting agent and a resistance adjusting agent are appropriately mixed and applied to the carrier core material.
[0049]
Here, examples of polyamides used in the present invention include, for example, 1,6-hexanediamine, 1,8-octadiamine, 1,2-propanediamine and other linear alkyl diamines and branched alkyl diamines. M-phenylenediamine, P-phenylenediamine, o-phenylenediamine, toluene-2,5-diamine, N-phenyl-p-phenyldiamine, aromatic diamine such as 4,4-diaminodiphenylamine, and carboxylic acid, For example, polyhydric fatty acids such as maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanoic acid, malonic acid, aromatic dicarboxylic acids, various Is this a polycondensation product of amino acids, etc. Styrenesulfonate, also amino self condensation polymer such as a ring-opening polycondensation or aminoundecanoic acid various caprolactam, and the like thereof mutual copolymers.
[0050]
The alkylalkoxylation treatment for solubilizing the polyamide is preferably about 20 to 70 mol% in terms of the substitution rate of active hydrogen of the amide bond. If the amount is less than this, the alcohol solubility is poor, and there are problems such as precipitation during film formation and segregation after film formation. When it is more than 70%, the film density is lowered and the wear resistance is deteriorated. The same applies to the case where metal oxide particles are added.
[0051]
In order to sufficiently cure the film, it is preferable to heat under an acidic condition, but as an acid catalyst to be used, it is preferable to contain an organic solid acid in the coating agent solution. When the boiling point of the catalyst is 100 ° C. or lower, the catalyst is evaporated at the time of drying the film, and the film cannot be sufficiently cured by the additional heat for forming the crosslink. Of these, polybasic carboxylic acid compounds having a dibasic acid or higher are preferably used.
[0052]
Examples of acid catalysts include lactic acid, lauric acid, crotonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, azelaic acid, sebacic acid, oxalic acid, succinic acid, glycolic acid, malonic acid, maleic acid, itaconic acid , Representative organic acids such as tartaric acid, benzoic acid, phthalic acid, trimellitic acid, benzyl sulfonic acid, toluene sulfonic acid, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hypophosphorous acid, etc. Although it can be used, in order to appropriately advance the crosslinking reaction, it is sufficient to select one having at least one acid catalyst having a boiling point of 100 ° C. or higher.
[0053]
The resin which can be referred to herein means a resin having an alcohol, an alkylol, a carboxylic acid, an amino group having active hydrogen, or the like having condensation reactivity with a methoxy group in the polyamide. Typically, a thermosetting resin is used. Among them, the silicone resin is preferably used because it has the effect of suppressing the so-called spent property that the toner adheres to and fouls the carrier because the surface strength of the resulting film is low as well as the film strength. As the silicone to be used, a silicone resin having a silanol group is used. Along with the crosslinking between the silanol group and the methoxy group of the polyamide by heating, an ester with an organic acid used as a catalyst for the polyamide is generated, and the negative charging property due to the residual acid catalyst is suppressed. For the purpose of controlling the charge amount of the film and improving the film strength, it is possible to mix other cross-linked resins. Of these, various alkylol melamines typified by hexamethylol melamine and tetramethylol benzoguanamine, and derivatives thereof such as alkyl ethers thereof are preferably used because they can provide film strength and a high charge amount at the same time. For the purpose of improving the film strength, it is also preferable to contain a trace amount of phenol resin. The content of the phenol resin is preferably 2% or more and 10% or less in the resin forming the outermost layer, and preferably 4% to 8%. When the content is less than 2%, the effect of improving the film strength cannot be obtained. When the content exceeds 10%, the chargeability with time is decreased due to the negative chargeability of phenol.
[0054]
Since the alkoxyalkylated polyamide used in the present invention has a low electrical resistance in the non-crosslinked state, there are problems such as background stains during image formation and a decrease in the charge amount of the developer, and a change in the charge amount due to temperature and humidity. It is necessary to sufficiently decompose the remaining methoxy component by a heating step for forming a crosslinked structure with the silicone resin.
[0055]
The electrical resistance of the carrier thus obtained has a LogR at 50 V / mm of 14 or more and 17 or less, and the resistance value at 250 V / mm is preferably a LogR of 8 or more and 16 or less. If the electrical resistance value at 50 V / mm is smaller than 14, the charge amount during standing is greatly reduced, and the change in charge amount due to temperature and humidity is large. On the other hand, if the resistance value at 250 V / mm is larger than Log R16, the image density is lowered due to charge-up of the carrier during continuous printing, which is not preferable.
[0056]
In order to make the electric resistance of the carrier appropriate, it is possible to contain a conductive substance in the carrier film. As the conductive substance here, a known conductive material can be used. Examples of the conductive material include, for example, conductive ZnO, metal powder such as Al, SnO made by various methods.₂And SnO doped with various elements₂Borides such as TlB₂ZnB₂, MoB₂, Silicon carbide and conductive polymers (polyacetylene, polyparaphenylene, poly (para-phenylene sulfide), polypyrrole), etc., and most preferably conductive carbon black. Among these, carbon black is preferably used because a resistance value can be obtained over a wide range.
[0057]
Further, as described above, other hard fine particle components can be contained in the film for the purpose of reinforcing the film. Among these, metal oxide and inorganic oxide particles are preferably used because they have a uniform particle size, high affinity with polyamide as a component of the film, and a remarkable effect of reinforcing the film.
[0058]
As such fine particles, conventionally known materials can be used alone or in combination, and typically include silica, titanium oxide, alumina and the like. The content of hard fine particles contained in the film is preferably 5 to 70%, more preferably 2 to 40%. The content is appropriately selected depending on the particle diameter and specific surface area of the fine particles to be used. However, if the content is less than 5%, the wear resistance effect of the film is hardly exhibited, and if it exceeds 70%, the fine particles are easily detached.
[0059]
Examples of the magnetic powder used in the present invention include ferromagnetic materials such as iron and cobalt, magnetite, hematite, Li-based ferrite, Mn-Zn-based ferrite, Cu-Zn-based ferrite, Ni-Zn-based ferrite, and Ba-based. Examples thereof include ferrite and Mn-based ferrite.
Ferrite is a sintered body generally represented by the following formula.
[Chemical 1]
(MO)_x(NO)_y(Fe₂O₃)_z
However, x + y + z = 100 mol%, and M and N are Ni, Cu, Zn, Li, Mg, Mn, Sr, Ca, etc., respectively, and the divalent metal oxide and the trivalent iron oxide Consists of a complete mixture. Of these, iron-based, magnetite-based, Mn-Mg-Sr-based ferrite, Mn-based ferrite, and the like are preferably used.
[0060]
By using the developing unit and the carrier described above in combination, the toner in the developer is uniformly charged, so that the charge amount distribution has only one peak, and a sharp distribution with a small standard deviation is obtained.
[0061]
The toner used in the present invention is mainly composed of a thermoplastic resin as a binder resin, and contains a colorant, fine particles, a charge control agent, a release agent and the like. In addition, toners produced by various toner production methods such as generally known pulverization methods and polymerization methods can be used.
[0062]
As binder resin, styrene such as polystyrene and polyvinyltoluene and homopolymers thereof, styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-acrylic acid Methyl copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer Polymer, styrene-o-chloromethyl acrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isobutylene Copolymer, styrene-maleic acid Polymer, styrene copolymer such as styrene-maleic acid ester copolymer, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, polyurethane, epoxy resin, polyvinyl butyral, poly Acrylic resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or aromatic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax and the like can be used alone or in combination.
[0063]
The polyester resin is obtained by a polycondensation reaction between an alcohol and an acid. Examples of the alcohol include polyethylene glycol, diethyl glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4- Diols such as propylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-butenediol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane, bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylenated bisphenol A Etherified bisphenols such as these, divalent alcohol monomers in which these are substituted with a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 3 to 22 carbon atoms, other divalent alcohol monomers, sorbitol, 1, 2, 3, -Hexanetetrol, 1,4-sarbitane, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sucrose, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol And trihydric or higher alcohol monomers such as 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane and 1,3,5-trihydroxymethylbenzene.
Examples of the carboxylic acid used to obtain the polyester resin include monocarboxylic acids such as palmitic acid, stearic acid, and oleic acid, maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, and succinic acid. Acids, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, divalent organic acid monomers in which these are substituted with saturated or unsaturated hydrocarbon groups having 3 to 22 carbon atoms, anhydrides of these acids, lower alkyl esters and Dimer from linolenic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1, 2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxylic acid-2-methyl A trivalent or higher polyvalent carboxylic acid monomer such as 2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid embol trimer, and anhydrides of these acids; Can be mentioned.
[0064]
Further, examples of the epoxy resin include a polycondensate of bisphenol A and epichlorohydrin. For example, Epomic R362, R364, R365, R366, R367, R369 (above, manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.), Epototo YD-011, YD There are commercially available products such as -014, YD-904, YD-017 (above, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.), Epocoat 1002, 1004, 1007 (above, manufactured by Shell Chemical Co., Ltd.).
[0065]
Colorants include carbon black, lamp black, iron black, ultramarine, nigrosine dye, aniline blue, phthalocyanine blue, Hansa Yellow G, rhodamine 6G lake, calco oil blue, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallyl. Conventional dyes and pigments such as methane dyes, monoazo dyes, disazo dyes, and dyes can be used alone or in combination.
[0066]
Further, the toner does not have any inconvenience even if it contains a drug to be contained for the purpose of controlling the triboelectric chargeability as in the case of the toner that is usually used. As such so-called polarity control agents, for example, metal complexes of monoazo dyes, nitrohumic acid and its salts, metal complexes of salicylic acid, naphthoic acid, dicarboxylic acid such as Co, Cr, Fe, Zn, etc. may be used alone or in combination. However, it is not limited to these.
The polarity control agent used in the color toner needs to be colorless, and a polymer type polarity control substance having polarity is preferably used.
[0067]
A fluidity modifier can be added to the toner used in the present invention. Examples of fluidity modifiers include organic resin fine particles, metal soaps, polytetrafluoroethylene fluororesins, lubricants such as zinc stearate, or abrasives such as cerium oxide and silicon carbide. Known metal oxides used for the purpose, typically metal oxide fine particles such as silicon oxide, titanium oxide and aluminum oxide, and particles whose surfaces are hydrophobized. Hydrophobizing the surface of any of these fine powders has an excellent effect in terms of fluidity. In order to hydrophobize the surface, for example, a silicon compound generally known as a silane coupling agent or silylating agent can be brought into contact with and reacted with the particle surface.
[0068]
As the hydrophobizing agent, for example, chlorosilanes typically include trichlorosilane, methyldichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, ethyldichlorosilane, diethylchlorosilane, triethylchlorosilane, propyldichlorosilane, dipropyldichlorosilane, tripropylchlorosilane, etc. Alkylchlorosilane, phenylchlorosilane, etc. Fluoroalkyl chlorosilanes and perfluoroalkyl chlorosilanes as fluorine substitution products. Typical examples of silylamines include hexamethyldisilazane and diethylaminotrimethylsilane. Typical examples of silylamides include N, O-bistrimethylsilylacetamide, N-trimethylsilylacetamide, bistrimethylsilyltrifluoroacetamide, and the like. Examples of alkoxysilanes include methyltrialkoxysilane, dimethyldialkoxysilane, trimethylalkoxysilane, ethyldialkoxysilane, diethylalkoxysilane, triethylalkoxysilane, propyltrialkoxysilane, dipropyldialkoxysilane, and tripropylalkoxysilane. Alkylchlorosilane and phenylalkoxysilane having a phenyl group. In addition, fluoroalkyl alkoxysilanes, perfluoroalkylalkoxysilanes as fluorine-substituted products, dimethylsilicone oil and derivatives thereof as silicone oils, siloxanes such as fluorine-substituted products, disiloxane, hexamethyldisiloxane, etc. A compound that can be used as a generally known hydrophobizing agent can be used.
[0069]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. In addition, this invention is not limited to the Example and comparative example which are illustrated here. Hereinafter, all parts represent parts by weight.
[0070]
Carrier production example
Production Example 1
Mix and dissolve 10 parts of methoxymethylated polyamide (manufactured by Nagase Chemtech, EF30T), 20 wt% toluene solution of silanol-containing methylsilicone resin (SiOH content 1 wt%, MW 15000) with a solid content equivalent to 10 parts The solution was further adjusted to pH 4 with acetic acid and refluxed at 50 ° C. for 3 hours. 5 parts of carbon black (BP2000) was added to the solid content of this solution, and the liquid diluted with 80 parts of methanol, 80 parts of acetone and 80 parts of toluene was stirred and dispersed with a homogenizer to obtain a coating solution. . 5 parts of citric acid was dissolved in the solid content of the liquid, and applied to a ferrite core material having a volume average particle size of 38 microns with a fluid bed dryer to provide a nylon-silicone resin mixed film. The obtained powder was heat-dried at 210 ° C. for 2 hours to obtain a carrier A having a film thickness of 0.6 μm. The thickness of the coating was adjusted by the amount of coating solution to be applied.
[0071]
The carrier resistivity can be measured by the following method.
As shown in FIG. 2, a cell 13 made of a fluororesin container containing a pair of parallel plate electrodes 12a and 12b having a distance between electrodes of 2 mm and a surface area of 2 × 4 cm is filled with a carrier 13, and a DC voltage of 100 V is applied between both electrodes. Then, the DC resistance is measured with a high resistance meter 4329A (manufactured by Yokogawa Hewlett-Packard Company), and the electrical resistivity LogR · Ωcm is calculated. The applied voltage measured the resistivity in 100V and 500V. The electric resistance of this carrier was Log R14.2 Ωcm (50 V / mm) and 13.4 Ωcm (250 V / mm).
[0072]
Production Example 2
In Production Example 1, the silicone resin to be used is a methylphenyl silicone resin having a SiOH content of 6% by weight and a molecular weight of MW 5000, and further adding 2 parts of a solid content of tetrabutoxymethylated benzoguanamine in toluene and butanol mixed solution. Further, 1 part of alumina fine particles having a particle diameter of 0.3 microns was added, and using a coating liquid obtained by dispersing the same in a homogenizer, a film was formed to form carrier particles B having a film thickness of 0.6 μm. Obtained. The electric resistance of this carrier was LogR15.2 Ωcm (50 V / mm) and 13.5 Ωcm (250 V / mm).
[0073]
Production Example 3
Carrier C was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that no silicone resin was used. The electrical resistance of this carrier was LogR 13.7 Ωcm (50 V / mm) and 12.6 Ωcm (250 V / mm).
[0074]
Example 1
A two-component developer was prepared by mixing 93 parts of carrier A prepared in Production Method 1 and 7 parts of black toner for IPSiO Color 8000. This developer was put into a two-component developing unit for IPSiO Color 8000, and the image was printed after stirring for 1 hour without toner replenishment and consumption. As a result, the obtained image was scumming rank 4 and toner scattering ○.
The developer at this time was sampled on the front side in the developing sleeve axial direction, and the charge amount distribution of the toner in the developer was measured. As a result, only one peak was obtained, and the standard deviation when approximated by a normal distribution function was 1. 0 [fC / 10μm]Met.
[0075]
Reference example2
A two-component developer was prepared by mixing 93 parts of carrier B produced by production method 2 and 7 parts of black toner for IPSiO Color 8000. This developer was put into a two-component developing unit for IPSiO Color 8000, and the image was printed after stirring for 1 hour without toner replenishment and consumption. As a result, the obtained image had a background stain rank of 5 and toner scattering.
The developer at this time was sampled on the front side in the axial direction of the developing sleeve, and the charge amount distribution of the toner in the developer was measured. As a result, it had only one peak and the standard deviation when approximated by a normal distribution function was 0. The ratio of toner having a charge amount of −1.0 [fC / 10 μm] or less is 1%, and the ratio of toner having a charge amount of −7.0 [fC / 10 μm] or more is 0.00. It was 6%.
[0076]
Example 3
Two-component developer was prepared by mixing 90 parts of carrier A prepared in Production Method 1 and 10 parts of black toner for IPSiO Color 8000. This developer was put into a two-component developing unit for IPSiO Color 8000, and the image was printed after stirring for 5 hours without toner replenishment and consumption. As a result, the obtained image was scumming rank 4 and toner scattering ○.
The developer at this time was sampled on the front side in the developing sleeve axial direction, and the charge amount distribution of the toner in the developer was measured. As a result, only one peak was obtained, and the standard deviation when approximated by a normal distribution function was 1. 2 [fC / 10 μm], and the standard deviation was a change of +0.4 [fC / 10 μm] from the initial value.
[0077]
Reference example4
A two-component developer was prepared by mixing 90 parts of carrier B produced by production method 2 and 10 parts of black toner for IPSiO Color 8000. This developer was put into a two-component developing unit for IPSiO Color 8000, and the image was printed after stirring for 5 hours without toner replenishment and consumption. As a result, the obtained image had a background stain rank of 5 and toner scattering.
The developer at this time was sampled on the front side in the axial direction of the developing sleeve, and the charge amount distribution of the toner in the developer was measured. As a result, it had only one peak and the standard deviation when approximated by a normal distribution function was 0. The ratio of toner having a charge amount of −1.0 [fC / 10 μm] or less is 0.6% and the ratio of toner having a charge amount of −8.0 [fC / 10 μm] or more is 8 [fC / 10 μm]. It was 0.9%.
[0078]
Comparative Example 1
A two-component developer was prepared by mixing 84 parts of carrier A prepared in Production Method 1 and 16 parts of black toner for IPSiO Color 8000. This developer was put into a two-component developing unit for IPSiO Color 8000, and the image was printed after stirring for 1 hour without toner replenishment and consumption. As a result, the obtained image had a scumming rank of 4 and toner scattering Δ.
The developer at this time was sampled on the front side in the developing sleeve axial direction, and the charge amount distribution of the toner in the developer was measured. As a result, only one peak was obtained, and the standard deviation when approximated by a normal distribution function was 1. 2 [fC / 10 μm].
[0079]
Comparative Example 2
A two-component developer was prepared by mixing 80 parts of carrier B produced by production method 2 and 20 parts of black toner for IPSiO Color 8000. This developer was put into a two-component developing unit for IPSiO Color 8000, and the image was printed after stirring for 5 hours without toner replenishment and consumption. As a result, the obtained image had a scumming rank of 3 and toner scattering Δ.
The developer at this time was sampled in the forward direction of the developing sleeve axis, and the charge amount distribution of the toner in the developer was measured. As a result, it had only one peak, and the standard deviation when approximated by a normal distribution function was 1.3. [FC / 10 μm], and the standard deviation was a change of +0.5 [fC / 10 μm] with respect to the initial stage.
[0080]
Comparative Example 3
A two-component developer was prepared by mixing 93 parts of the carrier C93 produced in Production Method 3 with 7 parts of black toner for IPSiO Color 8000. This developer was put into a two-component developing unit for IPSiO Color 8000, and the image was printed after stirring for 1 hour without toner replenishment and consumption. As a result, the obtained image was scumming rank 2 and toner scattering x.
The developer at this time was sampled forward in the axial direction of the developing sleeve, and the charge amount distribution of the toner in the developer was measured. As a result, there were two peaks (one peak occurred in the vicinity of 0 [fC / 10 μm]).
Table 1 shows the soiling rank and toner scattering results.
[0081]
[Table 1]
[0082]
Note) Weak charge ratio: -1.0 [fC / 10μm] or less
High charge ratio 1 ·· -7.0 [fC / 10μm] or more (1 hour stirring)
High charge ratio 2 ....- 8.0 [fC / 10μm] or more (when stirring for 5 hours)
σ change ... Standard deviation change from initial state
[0083]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect, the carrier of the two-component developer has the coating on the surface of the magnetic fine powder, the N-alkoxyalkylated polyamide, the polyamide, the silanol group and / or the hydrolyzable. A developing sleeve for supplying a developer comprising a carrier and a toner, which is a film made of a condensate obtained from a mixture containing a silicone resin having a group and one or more resins capable of reacting, to the latent image carrier A developer agitating member configured to circulate in a loop along both sides of the partition member parallel to the axial direction is supplied to the developing sleeve using a developer conveying means for conveying while mixing and stirring. With the two-component development method characterized by the above, it was possible to define the conditions for the time transition of the charge amount distribution that is less likely to cause scumming and toner scattering. Further, it is possible to provide an electrostatic charge image developing method capable of obtaining a charge amount distribution in which the background contamination and toner scattering hardly occur.
[0084]
According to claim 2, the charge amount distribution peak of the toner in the developer is one, and the standard deviation when the charge amount distribution is approximated by a normal distribution function is 1.0 [FC / 10 μm] or less. Even after mixing and stirring by the developer stirring member, the standard deviation when approximated by a normal distribution function is 1.0 [FC / 10 μm] or less, and there is a significant change in one peak. 2. The two-component development method according to claim 1, wherein the standard deviation is 1.0 [FC / 10 μm] from the analysis by the normal distribution function of the charge amount distribution of the toner in the developer. If it is greater than 1, the background stain rank is 3 or less and the toner scattering becomes x or Δ, but it is possible to obtain a development result with good background contamination rank and toner scattering.
[0085]
According to claim 3, in the standard deviation when the charge amount distribution of the toner in the two-component developer is approximated by a normal distribution function, the standard deviation after stirring is +0.2 [FC / 10 μm] with respect to the initial stage. 3. The two-component developing method according to claim 2, wherein if the change of the standard deviation is larger than +0.2 [FC / 10 [mu] m], the background stain rank is 3 or less, and the toner scattering is x. On the other hand, it becomes possible to obtain a good result of the toner contamination level of 4 or more with a soiling rank of 4 or more.
[0086]
According to the fourth aspect of the present invention, the proportion of the weakly charged / reversely charged toner having a charge amount of −1.0 [FC / 10 μm] or less in the charge amount distribution is 0 to 10% of the entire charge amount distribution, and the charge amount is −7. 4. A charge amount of −1.0 by the two-component developing method according to claim 2, wherein the ratio of the highly charged toner of 0 [FC / 10 μm] or more is 0 to 5% or less of the entire charge amount distribution. When the ratio of toner of [FC / 10 μm] or less is more than 10% of the entire charge amount distribution and the ratio of toner of charge amount−7.0 [FC / 10 μm] or more is more than 5% of the entire charge amount distribution, While the contamination rank is 3 or less and the toner scattering is x or Δ, it is possible to obtain a result of the ground contamination rank of 4 or more and the toner scattering ○ or more.
[0087]
According to claim 5, the ratio of the weakly charged / reversely charged toner having a charge amount of −1.0 [FC / 10 μm] or less and the charge amount of the highly charged toner having a charge amount of −7.0 [FC / 10 μm] or more in the charge amount distribution. 5. The two-component developing method according to any one of claims 2 to 4, wherein the ratio is 0 to 1% in both cases. It becomes possible to obtain the result of ◎.
[0088]
According to the sixth aspect, the ratio of the weakly charged / reversely charged toner having a charge amount of −1.0 [FC / 10 μm] or less and the charge amount of the highly charged toner having a charge amount of −8.0 [FC / 10 μm] or more in the charge amount distribution. By using a two-component development method characterized in that the ratio is 0 to 5% of the entire charge amount distribution, the ratio of the charge amount −1.0 [FC / 10 μm] or less and the charge amount −8.0 [FC / 10 μm] or more, if either of them is more than 5%, the scumming rank is 3 or less and the toner scattering becomes x or △, whereas the scumming rank is 4 or more and the toner scattering. ○ The above can be obtained.
[0089]
According to the seventh aspect of the present invention, the ratio of the weakly charged / reversely charged toner having a charge amount of −1.0 [FC / 10 μm] or less in the charge amount distribution is 0 to 3% of the entire charge amount distribution. Depending on the component development method, if the ratio of the toner having a charge amount of −1.0 [FC / 10 μm] or less is more than 3% and 5% or less, the scumming rank is 4 or more and the toner scattering ○ is more than 5%. If the number is large, the background stain rank is 3 or less and the toner scattering becomes x or Δ. On the other hand, a better background stain rank of 5 and the toner scattering ○ or more can be obtained.
[0090]
According to the eighth aspect of the present invention, the ratio of the weakly charged / reversely charged toner of −1.0 [FC / 10 μm] or less and the ratio of the highly charged toner of −8.0 [FC / 10 μm] or more in the charge amount distribution. The ratio of the toner having a charge amount of −1.0 [FC / 10 μm] or less is 1% by the two-component developing method according to claim 6, wherein both are 0 to 1% of the entire charge amount distribution. If the ratio of the toner having a charge amount of −8.0 [FC / 10 μm] or more is 5% or less, the background stain rank is 5 or more and the toner scattering is ◯ or more, and the charge amount is −1. When the ratio of the toner of 0.0 [FC / 10 μm] or less is more than 3% and 5% or less, the scumming rank is 4 or more and the toner scattering is ◯ or more, and when it is more than 5%, the scumming rank is 3 or less. , While toner scattering becomes x or △, 5, it is possible to toner scattering ◎ is obtained.
[0091]
According to the ninth to eleventh aspects, the toner density of the developer is adjusted to 1 to 15%, and this range is achieved by the two-component developing method according to any one of the first to eighth aspects. With this toner concentration, it is possible to obtain the above-mentioned good background stain and toner scattering.
[0092]
According to claim 12, it is possible to provide an image forming apparatus suitably using any one of claims 1 to 11.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a developing unit used in the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a measurement cell used for measuring the electrical resistivity of a carrier used in the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of charge amount distribution approximation by a normal distribution function.
[Explanation of symbols]
1 Development sleeve
2 Upper development case
3 Lower development case
4 First developer stirring member
5 Second developer stirring member
6 Developer
7 Developer control means (doctor blade)
8 Partition members
11 cells
12a Parallel plate electrode
12b Parallel plate electrode
13 Career

Claims

A developing sleeve for supplying a toner for developing an electrostatic latent image on an image carrier with a two-component developer composed of toner and carrier and adjusted at a toner concentration of 1 to 15%, and an axial direction of the developing sleeve The two-component developer is mixed and stirred along the first developer agitating member pivotally supported on the side far from the developing sleeve and the second developer agitated supported on the near side. And a developing unit configured to circulate the developer in a loop, provided with a member and a partition member provided between these members and having a developer communication path secured at both ends thereof A two-component development method in which the carrier has a film on the surface of a magnetic fine powder, and the film comprises (i) an N-alkoxyalkylated polyamide, and (ii) at least a silanol group. And / or Contains a condensate obtained from a mixture of one or more of the N- alkoxyalkylated polyamide resin and reactive resin containing a silicone having a hydrolyzable group, 1 hour stirring without consuming toner supply Even so, the toner charge amount distribution in the developer has only one peak, and the standard deviation when the charge amount distribution is approximated by a normal distribution function is 1.0 [fC / 10 μm] or less. In the standard deviation when the toner charge amount distribution in the two-component developer is approximated by a normal distribution function, the standard deviation after stirring for 1 hour with respect to the initial value is +0.2 [fC / 10 μm] or less. A two-component developing method characterized in that it is a change .

2. The toner according to claim 1, wherein the toner charge amount distribution in the developer has only one peak even if the toner is not replenished and consumed for 5 hours, and the charge amount distribution is approximated by a normal distribution function. The standard deviation when the standard deviation is 1.2 [fC / 10 μm] or less and the charge amount distribution is approximated by a normal distribution function is +0.4 [standard deviation after stirring for 5 hours from the initial stage. fC / 10 μm] or less, the two-component development method.