JPS5834829B2 - Electrophotographic developer - Google Patents
Electrophotographic developerInfo
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- JPS5834829B2 JPS5834829B2 JP54087112A JP8711279A JPS5834829B2 JP S5834829 B2 JPS5834829 B2 JP S5834829B2 JP 54087112 A JP54087112 A JP 54087112A JP 8711279 A JP8711279 A JP 8711279A JP S5834829 B2 JPS5834829 B2 JP S5834829B2
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- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は静電荷像を可視画像とする画像形成方法に関し
、とくにキャリアを混合しない絶縁性磁性トナーから成
る現像剤を用いて画像形成する方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an image forming method for converting an electrostatic charge image into a visible image, and particularly relates to an image forming method using a developer made of an insulating magnetic toner not mixed with a carrier.
電子写真、静電記録、静電印刷等における静電荷像を現
像する方式には、大別して絶縁性有機液体中に各種の顔
料や染料を微細に分散させた現像剤を用いる液体現像方
式と、天然または合成の樹脂にカーボンブラックなどの
着色剤を分散含有せしめたトナーと呼ばれる微粉末現像
剤に鉄粉あるいはガラス玉などからなるキャリアを混合
した現像剤を用いるたとえばカスケード法、磁気ブラシ
法、あるいはキャリアを混合せず前記トナーのみからな
る現像剤を用いるたとえば毛ブラシ法、インプレッショ
ン法、パウダークラウド法、オーフンチャンバー法など
の乾式現像方式とがあり、本発明は後者の乾式現像方式
のうちとくにキャリアを混合せずトナーのみからなる現
像剤を用いる方式の現像方法に関するものである。Methods for developing electrostatic images in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, etc. can be broadly divided into liquid development methods that use a developer in which various pigments and dyes are finely dispersed in an insulating organic liquid; For example, the cascade method, the magnetic brush method, or There are dry developing methods, such as a bristle brush method, an impression method, a powder cloud method, and an oven chamber method, which use a developer made only of the above-mentioned toner without mixing a carrier. The present invention relates to a developing method using a developer consisting only of toner without mixing carrier.
キャリアを混合しないトナーのみからなる現像剤を使用
する現像方法のうち、毛ブラシ法はやわらかい動物の毛
ブラシにトナーを含ませ静電荷像上をなでることによっ
て現像するものであり、むしろ毛をキャリアとして使用
するものである。Of the developing methods that use a developer consisting only of toner with no carrier mixed in, the bristle brush method develops by impregnating a soft animal hair brush with toner and stroking it over an electrostatic image; rather, the hair is used as a carrier. It is used as a.
しかしながらこの方法では毛ブラシが湿度の影響を受は
易く、電気的特性のコントロールがし難いという欠点が
ある。However, this method has the disadvantage that the bristle brush is easily affected by humidity and it is difficult to control the electrical characteristics.
インプレッション法はベルベットなどで覆われたローラ
ー上にトナーを供給してローラーと感光板にバイアス電
圧を印加しながら静電荷像を現像するので、広い面積や
連続調の画像を得るのに有利であるが、毛ブラシ法と同
様に湿度の影響を受は易いという欠点がある。In the impression method, toner is supplied onto a roller covered with velvet or the like, and an electrostatic charge image is developed while applying a bias voltage to the roller and photosensitive plate, so it is advantageous for obtaining wide-area or continuous-tone images. However, like the bristle brush method, it has the disadvantage of being easily affected by humidity.
パウダ−クラウド法は静電荷像面に密接して配置した現
像電極の間に細いノズルからトナーを吹み、トリボエレ
クトリック効果によるトナー粒子の帯電を利用して静電
荷像を現像するもので現像電極と静電荷像支持体との間
に印加するバイアス電圧の極性と大きさにより画像濃度
のコントロールができるが比較的エツジ効果が大きいの
で連続調の画像を得ることができず、また装置の構造が
複雑である上、現像面上にトナーの吹きだまりができ易
く、このため局部的に画像を反転せしめることがあると
いう欠点を有する。In the powder cloud method, toner is sprayed from a thin nozzle between developing electrodes placed close to the electrostatic image surface, and the electrostatic image is developed using the charging of toner particles due to the triboelectric effect. The image density can be controlled by the polarity and magnitude of the bias voltage applied between the image support and the electrostatic charge image support, but the edge effect is relatively large, making it impossible to obtain continuous tone images, and the structure of the device is In addition to being complex, this method has the disadvantage that toner pools are likely to form on the developing surface, which may cause local image inversion.
またオープンチャンバー法も現像電極を用いない他は前
記のパウダークラウド法と同じであるため、同様の欠点
を有するとともに、この方法ではさらにエツジ効果が大
きいので連続調の画像を得るには不向きであるという欠
点を有する。Furthermore, since the open chamber method is the same as the powder cloud method described above except that it does not use a developing electrode, it has the same drawbacks, and this method also has a large edge effect, making it unsuitable for obtaining continuous tone images. It has the following drawback.
これらの各現像方法の欠点を改良するものとして、磁性
を有する導電性トナーを用い、かつ装置として比較的簡
便な金属スリーブを表面に設けた磁気ブラシを用いて静
電荷像を現像する所謂マグネドライ法と呼ばれる現像方
法がある。In order to improve the shortcomings of these developing methods, so-called MagneDry develops electrostatic images using conductive toner with magnetism and a magnetic brush with a relatively simple metal sleeve on its surface. There is a developing method called method.
この方性はトナー自身が導電性のため静電荷像の極性が
正または負のいずれであっても1種類のトナーのみを用
いて現像することができ、しかも階調性においても比較
的良好な連続調の画像を得ることができるという利点を
有するが、トナー自身が導電性であるため、静電荷像を
現像後紙などの他の基材上にトナー像を静電的に転写す
ると画像がくずれるので転写像を得ることが困難であり
、このため主として静電荷像を形成する感光板あるいは
感光紙上に直接定着画体を得る場合にしか利用し難いと
いう欠点を有する。Because the toner itself is conductive, it is possible to develop using only one type of toner regardless of whether the polarity of the electrostatic charge image is positive or negative, and it also provides relatively good continuity in gradation. Although it has the advantage of being able to obtain a toned image, since the toner itself is conductive, the image will be distorted if the toner image is electrostatically transferred onto other substrates such as paper after development. Therefore, it is difficult to obtain a transferred image, and therefore, it has the disadvantage that it is difficult to use it only when directly fixing an image on a photosensitive plate or photosensitive paper on which an electrostatic charge image is formed.
一方、磁性トナーを磁力によって転写させて雰囲気に影
響されることなく良好な画像を得る方法が米国特許第3
239465号に開示されている。On the other hand, U.S. Patent No. 3 describes a method of transferring magnetic toner using magnetic force to obtain good images without being affected by the atmosphere.
No. 239465.
しかしこの方法は転写する磁場の磁力線が曲線をとるた
めに転写画像が歪み好ましくない。However, this method is undesirable because the lines of magnetic force of the transferred magnetic field are curved, resulting in distortion of the transferred image.
またキャリア粒子を用いない現像方法であるキャリアベ
ルトを用いる現像方法も開示されているが、画像濃度が
のらず安定性、高速性のうえで好ましくない。A developing method using a carrier belt, which is a developing method that does not use carrier particles, has also been disclosed, but this is not preferred in terms of image density and stability and high speed.
本発明は以上のような車状に基づいてなされたもので、
本発明の目的は現像操作が湿度の影響を受けず、良好な
連続調の画像を得ることができ、使用する装置の構造が
極めて簡単なものですみ、現像効率がよく、しかも現像
によって得られる未定着のトナー像は静電的な転写方式
を適用しても良好に転写することができ、更に熱ローラ
定着によって良好な定着画像ができる画像形成方法を提
供するにある。The present invention was made based on the above-mentioned vehicle shape.
The objects of the present invention are that the developing operation is not affected by humidity, that good continuous tone images can be obtained, that the structure of the apparatus used is extremely simple, that the developing efficiency is high, and that It is an object of the present invention to provide an image forming method in which an unfixed toner image can be transferred well even when an electrostatic transfer method is applied, and a well-fixed image can be formed by fixing with a hot roller.
本発明者は前記の目的が、樹脂成分と該樹脂成分100
重量部当り20〜70重量部の強磁性材料を含有し該樹
脂は重量で少なくとも25%以上のスチレン成分を含有
する絶縁性である磁性トナーをキャリアと混合しないで
静電荷像現像剤として用い磁気ブラシ法で基体上の静電
荷像を現像し得られたトナー像を他の基体上に転写した
後、熱ローラ定着することにより画像を形成する画像形
成方法しうるものであることを見出した。The inventor has discovered that the above purpose is to obtain a resin component and a resin component 100.
A magnetic toner containing 20 to 70 parts by weight of a ferromagnetic material, the resin being insulating and containing at least 25% by weight of a styrene component, is used as an electrostatic image developer without being mixed with a carrier. It has been found that an image forming method can be used in which an electrostatic charge image on a substrate is developed by a brush method, the resulting toner image is transferred onto another substrate, and then an image is formed by fixing with a hot roller.
すなわち、本発明に係るトナーを使用することにより、
キャリアを混合しないでも従来のキャリアを混合して用
いるたとえば磁気ブラシ方式に使用する構造の簡単な現
像装置を用いて静電荷像を良好に現像することができ、
しかも現像によって得られろ未定着のトナー像は転写方
式によっても良好に他の基材上に転写することができる
。That is, by using the toner according to the present invention,
Electrostatic charge images can be developed well using a developing device with a simple structure, such as that used in a magnetic brush method, which uses a conventional carrier mixed without mixing a carrier.
Furthermore, an unfixed toner image obtained by development can be transferred onto another substrate with good performance by a transfer method.
熱効率がよく、高速化に適する熱ローラ定着によって良
好な定着画像ができる。Good fixed images can be produced by heat roller fixing, which has good thermal efficiency and is suitable for high speeds.
さらに現像装置としても、構造が簡単な磁気ブラシ方式
が使用できるだけでな(、キャリアを用いなくてすむの
で、現像装置内の現像剤を攪拌するためのたとえば掻き
落し板、攪拌具などの攪拌装置を設ける必要がなく、ま
たキャリアを用いないことにより現像装置内のトナーの
濃度が常に一定に保たれるので、トナーの補給量を厳密
に調整するためのトナー濃度検知装置などを設ける必要
がない。Furthermore, as a developing device, a magnetic brush method with a simple structure can be used (and since there is no need to use a carrier, stirring devices such as scraping plates or stirring tools can be used to stir the developer in the developing device). Also, by not using a carrier, the toner concentration in the developing device is always kept constant, so there is no need to provide a toner concentration detection device to precisely adjust the amount of toner replenishment. .
定着装置は溶媒蒸気方式、無接触加熱方式でなく熱ロー
ラ方式で行うため熱効率にすぐれており、装置の高速化
、小型化が可能であり、よって従来の画像形成方法の装
置に比べて構造が簡素化されるとともに、この現像装置
と定着装置から成る画像形成装置を組込んだたとえば複
写装置を全体として極めて小型化することができ、かつ
その製造コストも低減することができるという優れた利
点を有する。The fixing device uses a heat roller method rather than a solvent vapor method or a non-contact heating method, so it has excellent thermal efficiency, allowing the device to be faster and more compact, and therefore has a smaller structure than devices for conventional image forming methods. In addition to being simple, it has the excellent advantage that, for example, a copying machine incorporating an image forming apparatus consisting of a developing device and a fixing device can be made extremely compact as a whole, and its manufacturing cost can also be reduced. have
本発明において使用するトナーは樹脂成分、着色剤およ
び微粒子状強磁性体を主成分とするものであり、樹脂成
分としてはトナーに絶縁性を付与するために種々の熱可
塑性樹脂が用いられる。The toner used in the present invention is mainly composed of a resin component, a colorant, and a particulate ferromagnetic material, and various thermoplastic resins are used as the resin component to impart insulation properties to the toner.
有利に用いられる熱可塑性樹脂としては、たとえばスチ
レン、パラクロルスチレンなどのスチレン類、ビニルナ
フタリン、たとえば塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニ
ル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンジェ酸ビニ
ル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類、たとえばアク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチ
ル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドデシル、アク
リル酸n−オクチル、アクリル酸2−クロル−エチル、
アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メ
タアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアク
リル酸ブチルなとのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸
のエステル類、アクリロニ) IJル、メタアクリロニ
トリル、アクリルアミド、たとえばビニルメチルエーテ
ル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルエチルエーテル
ナトノビニルエーテル類、たとえばビニルメチルケトン
、ビニルへキシルケトン、メチルインプロペニルケトン
゛などのビニルケトン類、たとえばN−ビニルピロール
、N−ビニルカルバソール、N−ビニルインドール、N
−ビニルナフリンなどのN−ビニル化合物などの単量体
を重合させたホモポリマーまたはこれらの単量体を2種
以上組み合わせて共重合させたコポリマーあるいはそれ
らの混合物、あるいはたトナばロジン変性フェノールホ
ルマリン樹脂、油変性エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂
、セル口・−ズ樹脂、ポリエーテル樹脂などの非ビニル
系熱可塑性樹脂などの非ビニル系樹脂あるいはそれらと
前記の如きビニル系樹脂との混合物を挙げることができ
る。Advantageously used thermoplastic resins include, for example, styrenes such as styrene and parachlorostyrene, vinylnaphthalene, vinyl chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, vinyl butyrate, and the like. vinyl esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, dodecyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-chloro-ethyl acrylate,
Esters of α-methylene aliphatic monocarboxylic acids such as phenyl acrylate, methyl α-chloroacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, For example, vinyl methyl ether, vinyl isobutyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, methyl impropenyl ketone, N-vinylpyrrole, N-vinylcarbasol, N-vinyl Indore, N.
- A homopolymer obtained by polymerizing monomers such as N-vinyl compounds such as vinylnaphrine, a copolymer obtained by copolymerizing two or more of these monomers, or a mixture thereof, or a tonabarosin-modified phenol-formalin resin , non-vinyl resins such as non-vinyl thermoplastic resins such as oil-modified epoxy resins, polyurethane resins, cell opening resins, and polyether resins, or mixtures of these and vinyl resins as described above. .
これらの樹脂の中、とくにビニル系樹脂と1〜では20
℃以上のガラス転移点を白し、約1000乃示5000
00の重量平均分子量を有するものが本発明のトナーに
有効に用いられる。Among these resins, especially vinyl resins and 1 to 20
White glass transition point above ℃, about 1000 to 5000
Those having a weight average molecular weight of 0.00 are effectively used in the toner of the present invention.
現像したトナー像を熱ローラーを用いて定着するには、
スチレン系樹脂を主成分とする樹脂を用(・る、その際
使用する樹脂成分中のスチレン成分は、樹脂の全重量を
基礎にして重量で少くとも25%以上含有されるのが望
ましい。To fix the developed toner image using a heated roller,
When using a resin whose main component is a styrene resin, it is desirable that the styrene component in the resin component used is at least 25% by weight based on the total weight of the resin.
その訳は定着ローラーに対する)・ナーの離型性がスチ
レン成分の存在量と密接な関係があり、スチレン成分を
減少させるにしたがい、定着ローラーに対するトナーの
離型性を低下せしめる傾向があるからである。The reason for this is that the releasability of the toner (with respect to the fixing roller) is closely related to the amount of styrene component present, and as the styrene component is reduced, the releasability of the toner with respect to the fixing roller tends to decrease. be.
着色剤としては任意の適当な顔料または染料が使用され
る。Any suitable pigment or dye can be used as the coloring agent.
たとえばカーボンブラック、ニグロシン染料、アニリン
ブルー、カルコオーイルプル・−クロームイエロー、ウ
ルトラマリンプル・−、テュポンオイルレッド、キノリ
ンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニ
ンフルー、マラカイトグリーンオフサレート、ランプブ
ラック、ローズベンガルおよびそれらの混合物が使用さ
れ、これらは現像により可視像を形成することができる
ようにトナーを着色するのに十分な量でトナー中に含有
させることが必要であり、たとえばカーボンブラックを
用いる場合に;ま、トナーの樹脂成分100重量部当り
約1〜10重量部添加するのが望ましい。For example, carbon black, nigrosine dye, aniline blue, calcooil pur - chrome yellow, ultramarine pur -, typhon oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, phthalocyanine flu, malachite green offsalate, lamp black, rose bengal and their Mixtures are used and these need to be included in the toner in an amount sufficient to color the toner so that it can be developed to form a visible image, for example when carbon black is used; It is desirable to add about 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the resin component of the toner.
とくに着色剤の中でもカーボンブラックが有効に用いら
れるが、中でも酸化処理を施したカーボンブラックはそ
れ自身が電荷制御性を有するため、これを用いた場合に
はと(に電荷制御剤をトナー中に含有せしめないでもす
むのでさらに有利に使用できろ。Among colorants, carbon black is particularly effectively used, but oxidized carbon black itself has charge control properties. Since it is not necessary to contain it, it can be used more advantageously.
なお、カーボンブラックは導電性を有するためあまり多
量に含有せしめるとトナーの絶縁性を低下せしめるので
添加量をあまり犬にすることは望ましくな見・。It should be noted that since carbon black has conductivity, it is undesirable to add too much since it will reduce the insulating properties of the toner if it is added in too much.
微粒子状強磁性体としては、磁場によってその方向に極
めて強く磁化する物質、たとえばフェライト、マグネタ
イトなどをはじめとする鉄、コバルト、ニッケルなどの
強磁性を示す元素を含む合金あるいは化合物、また強磁
性元素を含まないが適任に熱処理することによって強磁
性を示すようになる合金、たとえばマンガン−鋼−アル
ミニウムあるいはマンガン−銅−錫などのマンガンと銅
とを含むホイスラー合金と呼ばれる種類の合金または二
酸化クロムなどが有利に用いられる。Particulate ferromagnetic materials include materials that are extremely strongly magnetized in the direction of magnetic fields, such as alloys or compounds containing ferromagnetic elements such as ferrite and magnetite, as well as iron, cobalt, and nickel, and ferromagnetic elements. Alloys that do not contain manganese and copper but become ferromagnetic by proper heat treatment, such as alloys called Heusler alloys that contain manganese and copper, such as manganese-steel-aluminum or manganese-copper-tin, or chromium dioxide. is advantageously used.
これらの強磁性体はトナー中に含有せしめる場合、平均
粒径約0.1〜1ミクロン程度とするのが望ましく、ト
ナー中に含有せしめる量は樹脂成分100重量部当り約
20〜70重置部とするのが望ましい。When these ferromagnetic substances are contained in the toner, it is desirable that the average particle size is approximately 0.1 to 1 micron, and the amount contained in the toner is approximately 20 to 70 parts by weight per 100 parts by weight of the resin component. It is desirable to do so.
なお強磁性体は一般に導電性を有するので、カーボンブ
ラックの場合と同様にl・ナーの絶縁性を維持させるた
めにはあまり大量に含有させるのは望ましくない。Note that since ferromagnetic materials generally have electrical conductivity, in order to maintain the insulating properties of l.ner, as in the case of carbon black, it is not desirable to include them in too large a quantity.
本発明において使用するトナーには、必要に応じてその
他の種々のトナー添加剤を添加することができる。Various other toner additives can be added to the toner used in the present invention, if necessary.
たとえばトナーの電荷を制御するためにある種の染料や
顔料を電荷制御剤として添加することができる。For example, certain dyes and pigments can be added as charge control agents to control the charge of the toner.
これらの電荷制御剤としては、たとえば特公昭41−2
427号公報に記載されているようなフエットシュパル
ツーHBN (カラーインテックス、%26150)、
アルコール可溶性ニグロシン(カラーインデックス/1
6.50415)、スーダンチーフシュバルツBB (
カラーインデックス/l6L26150)、ブリリアン
トスピリットシュバルツTN(バイエル社製)、ザボン
シュバルッX(ヘキスト社製)、セレスシュバルッB)
G(バイエル社製)、クロモゲンシュバルツETCO(
カラーインデックスA14645)、アゾ−オイルブラ
ックR(8)(ナショナル・アニリン社製)などの染料
やフタロシアニンブルーなどの含金属染料をあげること
ができる。As these charge control agents, for example, Japanese Patent Publication No. 41-2
Feuette Spartu HBN (Color Intex, %26150) as described in Publication No. 427,
Alcohol-soluble nigrosine (color index/1
6.50415), Sudan Chief Schwarz BB (
Color Index/l6L26150), Brilliant Spirit Schwarz TN (manufactured by Bayer), Zabon Schwarz X (manufactured by Hoechst), Ceres Schwarz B)
G (manufactured by Bayer), Chromogenschwarz ETCO (
Examples include dyes such as Color Index A14645), Azo-Oil Black R (8) (manufactured by National Aniline), and metal-containing dyes such as phthalocyanine blue.
またこれらの電荷制御剤の樹脂成分に対する相溶性を向
上するために、高級脂肪酸で造塩した形で添加すること
もでき、あるいは別に相溶性向上剤を添加することもで
きる。Further, in order to improve the compatibility of these charge control agents with the resin component, they can be added in the form of salts formed with higher fatty acids, or a compatibility improver can be added separately.
定着工程を加熱ローラーを用いて行なう画像形成に適用
するためのトナーは、定着用ローラーに対し離型作用を
有する物質、たとえばステアリン酸カドミウム、ステア
リン酸バリウム、オレイン酸亜鉛、パルミチン酸コバル
トなどの脂肪酸金属塩類、比較的低分子量のポリエチレ
ンまたはポリプロピレン、炭素数28以上を有する高級
脂肪酸類、天然あるいは合成のパラフィン類などを添加
することができ、また樹脂成分が比較的もろい性質を有
するものである場合には、これを改質するための可塑剤
などを添加することができる。Toners for use in image formation in which the fixing process is performed using a heated roller contain substances that have a releasing effect on the fixing roller, such as fatty acids such as cadmium stearate, barium stearate, zinc oleate, and cobalt palmitate. Metal salts, relatively low molecular weight polyethylene or polypropylene, higher fatty acids having 28 or more carbon atoms, natural or synthetic paraffins, etc. can be added, and the resin component is relatively brittle. A plasticizer or the like can be added to modify this.
本発明において使用するトナーを製造するには従来行な
われている一般的なトナーの製造法をそのまま適用する
ことができる。To manufacture the toner used in the present invention, conventional toner manufacturing methods can be applied as they are.
たとえば、樹脂成分、着色剤、微粒子状強磁性体および
必要に応じてこれらに組合せて使用する電荷制御剤など
の各種のトナー添加剤をボールミルなどを用いて予備混
合して各成分を均一に混合分散せしめ、次いで加熱ロー
ルを用いて練肉した後、冷却して粉砕する。For example, various toner additives such as a resin component, a colorant, a particulate ferromagnetic material, and a charge control agent used in combination with these are premixed using a ball mill or the like to uniformly mix each component. The mixture is dispersed, then kneaded using heated rolls, cooled and pulverized.
次いで所望の粒径のトナーを得るため必要に応じて分級
し、たとえば磁気ブラシ方式で使用するためには13〜
15ミクロンの平均粒径を有するトナーを製造する。Next, in order to obtain a toner with a desired particle size, it is classified as necessary, and for example, in order to use it in a magnetic brush method, it is
A toner having an average particle size of 15 microns is produced.
なお本発明において使用するトナーの粒径は、使用目的
、現像する静電荷像の種類、現像装置の構造などによっ
て相違するが、概して5〜20ミクロン程度とするのが
望ましく、使用目的などによって最も適合する任意の粒
径のものを用いることができる。The particle size of the toner used in the present invention varies depending on the purpose of use, the type of electrostatic image to be developed, the structure of the developing device, etc., but it is generally desirably about 5 to 20 microns, and the most suitable size depends on the purpose of use. Any compatible particle size can be used.
本発明において使用するトナーは、キャリアを混合せず
に使用するのでトナーの流動性を良くし、凝集化を防止
するためにできるだけ球形の形状を有するものが望まし
い。Since the toner used in the present invention is used without being mixed with a carrier, it is desirable that the toner has a spherical shape as much as possible in order to improve the fluidity of the toner and prevent agglomeration.
また比較的粒径の小さなトナー粒子を混在せず、しかも
粒径のそろったものが望ましい。Further, it is desirable that toner particles with relatively small particle sizes are not mixed, and the particle sizes are uniform.
このような球形の形状を有するトナー粒子を製造するに
は、前記の如き方法にしたがって製造した粉砕されたト
ナー微粉末をさらに熱風中に噴霧することにより、各ト
ナー粒子の表面を瞬間的に溶融せしめ、表面張力によっ
てトナー粒子表面を球形化せしめるのがよい。In order to produce toner particles having such a spherical shape, the pulverized fine toner powder produced according to the method described above is further sprayed into hot air to instantaneously melt the surface of each toner particle. It is preferable to make the surface of the toner particles spherical by surface tension.
またトナー粒子の表面に微粒子状強磁性体がむき出しの
状態で露呈する場合にはトナー粒子の帯電特性が低下す
る傾向があるので、微粒子状強磁性体をトナーに含有せ
しめる前に、予め樹脂あるいは高級脂脂酸でその表面を
被覆するのが望ましい。In addition, if the particulate ferromagnetic material is exposed in a bare state on the surface of the toner particles, the charging characteristics of the toner particles tend to deteriorate. Therefore, before incorporating the particulate ferromagnetic material into the toner, It is desirable to coat the surface with a higher fatty acid.
このような目的で使用することができる高級脂肪酸とし
ては、たとえばステアリン酸、パルミチン酸、オレイン
酸などがあり、これらの高級脂肪酸をトリクロルエチレ
ン、ジクロルエタンなどの有機溶媒に溶解した溶液に微
粒子状強磁性体を浸漬処理することにより簡単に被覆を
行なうことができる。Examples of higher fatty acids that can be used for this purpose include stearic acid, palmitic acid, and oleic acid. The coating can be easily applied by dipping the body.
また微粒子状強磁性体を樹脂に分散せしめたものをコア
とし、その表面に樹脂成分および着色剤を主成分とする
トナー成分を被覆してトナー粒子を作ることもできる。Further, toner particles can also be produced by using a core made by dispersing fine particulate ferromagnetic material in a resin, and coating the surface of the core with a toner component whose main components are a resin component and a colorant.
前記の如きトナーをキャリアを混合せずに使用して静電
荷像を現像するには、毛ブラシ法、磁気ブラシ法などの
現像方式をそのまま使用することができる。To develop an electrostatic image using the above toner without mixing carrier, a developing method such as a bristle brush method or a magnetic brush method can be used as is.
しかしながら、最も好結果の得られる現像方式はキャリ
アを混合せずに単にトナーのみを用い、かつ現像装置と
して磁気ブラシ方式によるものを用いる場合である。However, the developing method that yields the best results is when only toner is used without mixing carrier, and when a magnetic brush type developing device is used.
その際使用する磁気ブラシ方式は、とくに円筒型磁石の
周表面に導電性の非磁性体で形成された円筒からなる所
謂スリーブを設けたものが有効であり、さらに同筒型磁
石はその円周方向に順次極性を異にして配列せしめた複
数の磁石の集合体からなるものがとくに有効である。The magnetic brush method used in this case is particularly effective when a so-called sleeve is provided on the circumferential surface of a cylindrical magnet, which is a cylinder made of a conductive non-magnetic material. Particularly effective is one consisting of an assembly of a plurality of magnets arranged with sequentially different polarities in different directions.
なお磁石とスリーブとは互に相対的に移動するように構
成するのが望ましく、具体的にはたとえばスリーブを固
定して内部の磁石を回転せしめるかあるいは磁石を固定
してスリーブを回転せしめるかのいずれかの手段をとれ
ばよい。It is desirable that the magnet and the sleeve be configured to move relative to each other. Specifically, for example, the sleeve may be fixed and the internal magnet rotated, or the magnet may be fixed and the sleeve rotated. Either method can be used.
勿論、両者を反対方向にともに回転せしめることもでき
る。Of course, both can also be rotated together in opposite directions.
前記の如きスリーブと磁石を用いる現像方式を適用する
場合には、本発明において使用するトナーはトナー粒子
内部に強磁性体を含有しているので磁石によってトナー
粒子がスリーブ表面上に磁気的に吸引されスリーブに対
する磁石の相対的な移動に応じてスリーブ上に吸引され
たトナー粒子が自転しながらスリーブ表面上を移動し、
スリーブ表面とトナー粒子との間に生ずる摩擦によって
トナー粒子に適当な電荷が帯電される。When a developing method using a sleeve and a magnet as described above is applied, since the toner used in the present invention contains a ferromagnetic substance inside the toner particles, the toner particles are magnetically attracted onto the sleeve surface by the magnet. According to the relative movement of the magnet to the sleeve, the toner particles attracted onto the sleeve move on the sleeve surface while rotating.
The friction created between the sleeve surface and the toner particles charges the toner particles with an appropriate charge.
スリーブ表面上のトナーはキャリアが存在しないため比
較的薄層を形成してスリーブ表面を被覆する。Due to the absence of carrier, the toner on the sleeve surface forms a relatively thin layer covering the sleeve surface.
その際スリーブ表面上のトナ一層の厚みをコントロール
し均一な現像が行なわれるようにするためトナ一層の表
面に凹凸しているトナーの穂先をたとえば規制板を用い
て適当にカットするのが望ましい。At this time, in order to control the thickness of the toner layer on the sleeve surface and to ensure uniform development, it is desirable to appropriately cut the toner tips, which are uneven on the surface of the toner layer, using, for example, a regulating plate.
なおスリーブとしてはアルミニウム、黄銅などの金属を
用いることができ、このようなスリーブを用いる場合に
はトナー中に電荷制御剤を含有せしめると好結果が得ら
れる。Note that metals such as aluminum and brass can be used as the sleeve, and when such a sleeve is used, good results can be obtained by incorporating a charge control agent into the toner.
またトナー中に電荷制御剤を含有させず、スリーブ表面
に形成されたトナ一層に現像位置に到る前の適当な位置
でコロナ放電を与えることにより、トナー粒子に電荷を
付与スることができ、この手段によればコロナ放電の極
性を選択することによって、正負いずれの極性の電荷を
もトナーに付与することができろ。Furthermore, by not containing a charge control agent in the toner and applying corona discharge to the toner layer formed on the sleeve surface at an appropriate position before reaching the development position, it is possible to impart charge to the toner particles. According to this means, by selecting the polarity of the corona discharge, it is possible to impart charges of either positive or negative polarity to the toner.
さらに、スリーブの表面に電荷制御剤を含有する薄層を
設けることにより、トナー中に電荷制御剤を含有させず
ども良好な帯電をトナーに付与することができる。Further, by providing a thin layer containing a charge control agent on the surface of the sleeve, it is possible to impart a good charge to the toner without including the charge control agent in the toner.
このようなスリーブ表面に設ける電荷制御剤を含有する
層は導電性の樹脂あるいは導電性でなくても、スリーブ
表面全体の導電性をさほど低下せしめることのない樹脂
、たとえばメチルメラミン樹脂などのメラミン樹脂ある
いは6ナイロンなどのポリエステル樹脂を結合剤とし、
これに前記した如きトナーに添加されることができる種
々の電荷制御剤を分散含有せしめたものが有効に用いら
れる。The layer containing the charge control agent provided on the sleeve surface may be made of a conductive resin or a resin that does not significantly reduce the conductivity of the entire sleeve surface even if it is not conductive, such as a melamine resin such as methylmelamine resin. Alternatively, use polyester resin such as nylon 6 as a binder,
A toner containing various charge control agents dispersed therein, which can be added to the toner as described above, can be effectively used.
なお前記層の性状は非吸湿性であり、また機械的強度の
大きいものであることが望ましく、その厚さは約10〜
20ミクロン程度で充分である。The layer is preferably non-hygroscopic and has high mechanical strength, and its thickness is approximately 10 to
A thickness of about 20 microns is sufficient.
前記層中に含有せしめる電荷制御剤は現像する静電荷像
の極性と反対極性にトナーを帯電せしめる性質を有する
ものを使用する。The charge control agent contained in the layer has a property of charging the toner to a polarity opposite to that of the electrostatic image to be developed.
なお前記層中に電荷制御剤を含有せしめるとともに、さ
らにトナー中にも前記層中に含有せしめた電荷制御剤の
帯電付与極性と異る帯電付与極性を有する電荷御剤を含
有せしめることもできる。In addition to containing a charge control agent in the layer, the toner may also contain a charge control agent having a charge imparting polarity different from that of the charge control agent contained in the layer.
本発明が適用される現像装置内において現像剤中にはキ
ャリアが存在せずトナーのみが存在するので単に現像に
消費された量だけのトナーを補給してやればよく、この
ため自動補給をするにしても、従来の如きトナーとキャ
リアの混合割合を測定するためのトナー濃度検知装置な
どの複雑な装置を使用する必要がなく、また現像装置内
のトナーを攪拌する必要もないので極めて構造の簡単な
、しかも保守の容易な現像装置を使用することが可能で
ある。In the developing device to which the present invention is applied, there is no carrier in the developer, only toner, so it is only necessary to replenish toner in the amount consumed for development. It also has an extremely simple structure as it does not require the use of complicated devices such as conventional toner concentration detection devices to measure the mixing ratio of toner and carrier, and there is no need to stir the toner in the developing device. Moreover, it is possible to use a developing device that is easy to maintain.
本発明の方法を適用して画像形成することができる静電
荷像は、光電導体を用いる電子写真方式などによって形
成されるものの他、絶縁層上に静電記録方式などによっ
て形成されるものでもよく、静電荷像であればいかなる
方式によって形成されるものも有効に画像形成すること
ができる。The electrostatic charge image that can be formed by applying the method of the present invention may be formed not only by electrophotography using a photoconductor but also by electrostatic recording on an insulating layer. An electrostatic charge image formed by any method can be effectively formed.
なお、本発明の方法によって現像される未定着トナー像
は、紙などの他の基材上に転写され、転写に際しては従
来転写方式に用いられているトナーと全く同様に良好な
転写画像を得ることができる。Note that the unfixed toner image developed by the method of the present invention is transferred onto another base material such as paper, and upon transfer, a good transferred image can be obtained that is exactly the same as the toner used in the conventional transfer method. be able to.
また定着については熱ローラ定着によって、熱ローラ表
面に画像が付着することなく離型性の良好な強固に基体
に接着した定着画像を得ることができる。Regarding fixing, heat roller fixing makes it possible to obtain a fixed image firmly adhered to the substrate with good releasability without the image being attached to the surface of the heat roller.
次に本発明を実施例によって例証するが、本発明の実施
の態様がこれにより限定されるものではない。Next, the present invention will be illustrated by examples, but the embodiments of the present invention are not limited thereto.
なお実施例において部数はとくにことわらない限り重量
によって表わす。In the examples, the number of copies is expressed by weight unless otherwise specified.
実施例 1
ピコラスチックD−100(エッソ石油化学社製、スチ
レン系樹脂)70部と、ペンタサイ)P−406(日本
ライヒホールド社製、天然樹脂変性ペンタエリスリトー
ル樹脂)30部と、ピアレス155(コロンビアカーボ
ン社製、カーボンブラック)5部と、ニグロシンベース
EX(、t!Jエンド化学社製)4部と、オレイン酸の
トリクロルエチレン溶液に浸漬処理した平均粒径1ミク
ロンのマグネタイト(Fe203)20部とを混合して
約24時間ボールミルにかけた後、熱ロールを用いて混
練し、冷却後粉砕し分級して約13〜15ミクロンの平
均粒度を有するトナーを作成した。Example 1 70 parts of Picolastic D-100 (manufactured by Esso Petrochemical Co., Ltd., styrene resin), 30 parts of Pentacy) P-406 (manufactured by Nippon Reichhold, natural resin-modified pentaerythritol resin), and Peerless 155 (Columbia) 5 parts of Nigrosine Base EX (manufactured by T!J End Kagaku Co., Ltd.), and 20 parts of magnetite (Fe203) with an average particle size of 1 micron soaked in a trichlorethylene solution of oleic acid. The mixture was mixed and subjected to a ball mill for about 24 hours, then kneaded using a hot roll, cooled, crushed, and classified to produce a toner having an average particle size of about 13 to 15 microns.
次いで市販の繰り返し使用する転写用酸化亜鉛感光紙(
小西六写真工業社製、ユービツクス用コピーマスター)
を用い、通常の電子写真法にしたがってその表面に静電
荷像を形成した後、前記トナーを用い、現像装置として
第1図に示す如き、交互に異なる磁極を配置せしめた固
定された円筒型磁石とその外周で回転すべく構成したス
リーブとからなる装置を用いて現像し、然る後常法にし
たがって普通紙に転写し熱ローラ定着したところ良好な
画像が得られた。Next, a commercially available zinc oxide photosensitive paper for transfer that can be used repeatedly (
Copy master for Ubitx, manufactured by Konishiroku Photo Industry Co., Ltd.)
After forming an electrostatic charge image on the surface of the toner according to an ordinary electrophotographic method, a fixed cylindrical magnet with alternately arranged different magnetic poles is used as a developing device, as shown in FIG. The image was developed using a device consisting of a sleeve configured to rotate around its outer periphery, and then transferred to plain paper in accordance with a conventional method and fixed with a hot roller. A good image was obtained.
第1図において1はトナー容器、2はトナー、3は静電
荷像面に対するトナー供給装置全体をさす。In FIG. 1, 1 indicates a toner container, 2 indicates toner, and 3 indicates the entire toner supply device for an electrostatic image surface.
4は黄銅製のスリーブ、5は永久磁石、6は規制板、7
は矢印の如く移動する感光層、8は感光層を保持する導
電性基材、■はトナ一層を示す。4 is a brass sleeve, 5 is a permanent magnet, 6 is a regulation plate, 7
8 indicates a photosensitive layer that moves as shown by an arrow, 8 indicates a conductive base material holding the photosensitive layer, and ▪ indicates a single layer of toner.
今、前記感光層7上の静電荷潜像を現像する為に前記ス
リーブ4が作動を開始すると、前記磁石5との相対的運
動に伴って前記トナー容器1中で前記スリーブ4に付着
した前記トナー2は前記規制板6によって前記スリーブ
4上に均一な層lを形成し、前記感光層70表面に次々
と接触し、そこでトナーは静電荷像の持つ電荷の強度に
比例して静電吸引され現像が行なわれる。Now, when the sleeve 4 starts operating to develop the electrostatic latent image on the photosensitive layer 7, the sleeve 4 adheres to the sleeve 4 in the toner container 1 due to the relative movement with the magnet 5. The toner 2 forms a uniform layer 1 on the sleeve 4 by the regulation plate 6 and contacts the surface of the photosensitive layer 70 one after another, where the toner is electrostatically attracted in proportion to the intensity of the charge of the electrostatic charge image. and development is performed.
なお、前記の現像、転写および定着操作を繰返し行なっ
たところ、常に良好な画像が得られた。Incidentally, when the above-described development, transfer and fixing operations were repeated, good images were always obtained.
実施例 2
ピコラスチックE−125(エッソ石油化学社製、スチ
レン系樹脂)80部と、エスレツクBL−8(種水化学
社製、ポリビニルブチラール樹脂)20部と、ピアレス
155 10部と、平均粒径1ミクロンのフェライト(
Fe203 )30部とを混合して約24時間ボールミ
ルにかけた後、熱ロールを用いて混練し、冷却後粉砕し
た。Example 2 80 parts of Picolastic E-125 (manufactured by Esso Petrochemical Co., Ltd., styrene resin), 20 parts of Eslec BL-8 (manufactured by Tanesui Chemical Co., Ltd., polyvinyl butyral resin), 10 parts of Peerless 155, and average particle Ferrite with a diameter of 1 micron (
The mixture was mixed with 30 parts of Fe203) and subjected to a ball mill for about 24 hours, then kneaded using hot rolls, cooled, and pulverized.
次いで得られた粉末を熱風中に噴霧せしめて乾燥した後
、分級して平均粒径13〜15ミクロンの球形の粒子か
らなるトナーを作成したつ
次いで前記実施例1に使用したと同じ酸化亜鉛感光紙を
用い、かつ、同じ操作を行なって静電荷像を形成した後
、前記トナーを用い、現像装置として、第2図に示す如
き、交互に異なる磁極を配置せしめた回転円筒型磁石と
、その外周で該円筒型磁石と反対方向の回転をなす、そ
の表面に電荷制御剤を含有する層を有する黄銅製スリー
ブとかノ ら成る装置を用いて現像し、然る後、常法に
従って普通紙に転写し熱ローラ定着したところ良好な画
像が得られた。The obtained powder was then atomized in hot air, dried, and classified to produce a toner consisting of spherical particles with an average particle size of 13 to 15 microns. After forming an electrostatic charge image using paper and performing the same operation, the toner is used as a developing device using a rotating cylindrical magnet with alternately arranged different magnetic poles as shown in FIG. It is developed using a device consisting of a brass sleeve or the like having a layer containing a charge control agent on its surface, rotating in the opposite direction to the cylindrical magnet at its outer periphery, and then applied to plain paper in a conventional manner. After transferring and fixing with a heat roller, a good image was obtained.
第2図における番号は全て第1図における同一番号と同
じ作用をなす部材を示す。All numbers in FIG. 2 indicate members having the same function as the same numbers in FIG. 1.
なお前記スリーブの表面に設けた電荷制御剤を;含有す
る層は、下記の組成物を塗布し乾燥して乾燥膜厚約10
ミクロンとしたものである。Note that the layer containing the charge control agent provided on the surface of the sleeve is formed by applying the following composition and drying it to a dry film thickness of about 10
It is measured in microns.
本実施例においても、前記現像および転写操作を繰り返
し行なったところ常に良好な画像が得られtもIn this example as well, when the development and transfer operations were repeated, good images were always obtained.
第1図、および第2図は、それぞれ実施例1、および実
施例2において使用した現像装置を示す断面図である。
1・・〜・・トナー容器、2・・・・・・トナー 3・
・・・・・トナー供給装置、4・−・・・・スリーブ、
5・・・・・・永久磁石、6・・・・・・規制板、7・
・・・・・感光層、8・・・・・・導電性基材、C・・
・・・・コロナ放電装置っFIG. 1 and FIG. 2 are cross-sectional views showing developing devices used in Example 1 and Example 2, respectively. 1... Toner container, 2... Toner 3.
...Toner supply device, 4...Sleeve,
5...Permanent magnet, 6...Regulation plate, 7.
... Photosensitive layer, 8 ... Conductive base material, C...
...Corona discharge device
Claims (1)
重量部の強磁性材料を含有し該樹脂は重量で少なくとも
25%以上のスチレン取分を含有する絶縁性である磁性
トナーをキャリアと混合しないで静電荷像現像剤として
用い磁気ブラシ法で基体上の静電荷像を現像し得られた
トナー像を他の基体上に転写した後、該トナー像を熱ロ
ーラ定着することにより画像を形成する画像形成方法。1 Resin component and 20 to 70 parts per ioo weight part of the resin component
A magnetic toner containing parts by weight of a ferromagnetic material, the resin being insulating and containing at least 25% by weight of styrene fraction, is used as an electrostatic image developer without being mixed with a carrier and applied to a substrate by a magnetic brush method. An image forming method in which an image is formed by developing an electrostatic charge image, transferring the resulting toner image onto another substrate, and then fixing the toner image with a heated roller.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP54087112A JPS5834829B2 (en) | 1979-07-09 | 1979-07-09 | Electrophotographic developer |
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| JP54087112A JPS5834829B2 (en) | 1979-07-09 | 1979-07-09 | Electrophotographic developer |
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
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| JP (1) | JPS5834829B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090231U (en) * | 1983-11-29 | 1985-06-20 | 富士通株式会社 | Paper sheet feeding device |
| JPS60228339A (en) * | 1984-04-25 | 1985-11-13 | Yamada Kikai Kogyo Kk | Thin material supply device |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS604954A (en) * | 1983-06-23 | 1985-01-11 | Canon Inc | Development method |
| JP2542983Y2 (en) * | 1993-04-06 | 1997-07-30 | 星野楽器株式会社 | Drum pitch comparison device |
-
1979
- 1979-07-09 JP JP54087112A patent/JPS5834829B2/en not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090231U (en) * | 1983-11-29 | 1985-06-20 | 富士通株式会社 | Paper sheet feeding device |
| JPS60228339A (en) * | 1984-04-25 | 1985-11-13 | Yamada Kikai Kogyo Kk | Thin material supply device |
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|---|---|
| JPS5511298A (en) | 1980-01-26 |
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