JP2005010797A - Development method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真法による現像方法に関する。 The present invention relates to a developing method by electrophotography.
電子写真プリンタのように電子写真法を利用した画像形成装置は、潜像担持体(感光体ドラム)の表面を一様かつ均一に帯電する帯電手段、均一に帯電された感光体ドラムの表面に静電潜像を書き込むレーザ装置などの潜像形成手段、現像剤(トナー)によって静電潜像を現像する現像手段、及び現像されたトナー像を転写紙などの転写材に転写する転写手段とを備えている。 An image forming apparatus using an electrophotographic method, such as an electrophotographic printer, has a charging means for uniformly and uniformly charging the surface of a latent image carrier (photosensitive drum), and a surface of the uniformly charged photosensitive drum. A latent image forming means such as a laser device for writing an electrostatic latent image; a developing means for developing the electrostatic latent image with a developer (toner); and a transfer means for transferring the developed toner image to a transfer material such as transfer paper; It has.
このような画像形成装置の現像手段として、現像ローラ、現像ローラ用ブレード、現像剤収容手段(収容ケーシング)、及び現像剤供給手段(供給ローラ)を備えた現像装置が知られている。現像ローラは、現像装置内で回転させると、摩擦による静電気力などにより現像剤収容手段内のトナーが外周面に付着する。現像ローラ用ブレードは、回転する現像ローラの外周面に当接し、現像ローラの外周面に形成されるトナー層の層厚を調節する。すなわち、現像ローラ用ブレードは、現像ローラに付着したトナー粒子の一部を掻き落とし、トナー粒子の層厚を調節し、通過するトナーの帯電量を均一化する作用を行う。 As a developing means of such an image forming apparatus, a developing apparatus including a developing roller, a developing roller blade, a developer containing means (accommodating casing), and a developer supplying means (supplying roller) is known. When the developing roller is rotated in the developing device, the toner in the developer containing means adheres to the outer peripheral surface due to electrostatic force caused by friction. The developing roller blade contacts the outer peripheral surface of the rotating developing roller and adjusts the thickness of the toner layer formed on the outer peripheral surface of the developing roller. That is, the developing roller blade scrapes off part of the toner particles adhering to the developing roller, adjusts the layer thickness of the toner particles, and acts to uniformize the charge amount of the passing toner.
現像ローラの外周面に付着したトナーの一部は、現像ローラの表面が感光体ドラムの表面に近接することにより、潜像パターンで選択的に感光体ドラムの表面に移動し、感光体ドラムの静電潜像が現像され、感光体ドラムの表面にトナー像が形成される。このトナー像は、転写材(転写紙)に転写され、転写紙上に画像が形成される。 Part of the toner adhering to the outer peripheral surface of the developing roller selectively moves to the surface of the photosensitive drum in a latent image pattern when the surface of the developing roller comes close to the surface of the photosensitive drum, The electrostatic latent image is developed, and a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum. This toner image is transferred to a transfer material (transfer paper), and an image is formed on the transfer paper.
このような現像装置に用いられる現像ローラ用ブレードは、現像ローラの外周面に均一かつ薄層のトナーを付着させる役割が期待される。トナーが現像ローラの外周面に均一に付着しないと、感光体ドラム表面の静電潜像を現像した時に、感光体カブリが生じる。感光体カブリとは、感光体ドラムに付着すべきトナーの極性と逆極性のトナーが感光体ドラムに付着し、均一帯電が困難になり、画質の低下などの問題を引き起こす現象である。 The developing roller blade used in such a developing device is expected to play a role of depositing a uniform and thin toner on the outer peripheral surface of the developing roller. If the toner does not uniformly adhere to the outer peripheral surface of the developing roller, the photosensitive member fog is generated when the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum is developed. Photoreceptor fogging is a phenomenon in which toner having a polarity opposite to that of the toner to be adhered to the photosensitive drum adheres to the photosensitive drum, making uniform charging difficult and causing problems such as deterioration in image quality.
従来の現像ローラ用ブレードとしては、例えば、ステンレス製ブレードが知られている。ところが、このステンレス製ブレードを用いると、現像ローラ上のトナーの帯電量にバラツキが生じ易いことに加えて、トナーが摩擦熱で融着して膜を形成するフィルミング現象を生じ易い。しかも、ステンレス製ブレードは、現像ローラ上にトナーを実質的に単層で均一に形成することが困難であった。 As a conventional developing roller blade, for example, a stainless steel blade is known. However, when this stainless steel blade is used, the toner charge amount on the developing roller is likely to vary, and the filming phenomenon in which the toner is fused by frictional heat to form a film is likely to occur. Moreover, it is difficult for the stainless steel blade to form the toner substantially uniformly in a single layer on the developing roller.
現像ローラ用ブレードとして、ゴム弾性体で構成されたブレードも提案されているが、そのブレードが如何なる接触角度で接触されている時に、現像ローラの外周面に実質的に単一のトナー層を形成することができるかに関しては明らかにされていなかった。例えば、ブレード面とローラ面とが多く重なるように、接触角を略90度(ブレード先端面が現像ローラの接線に対して略90度)とした現像装置が提案されている(特許文献1)。しかし、現像ローラ上にブレードが90度に近い接触角で接触した現像装置では、トナーの帯電量にばらつきが生じ易く、しかも、現像ローラ上にトナーが実質的に単層となるように均一に付着させることが困難であった。
本発明の課題は、現像ローラ上のトナーの帯電量のばらつきを抑え、現像ローラ上にトナーが実質的に単層になるようにトナーを均一に付着させることができる現像方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a developing method capable of suppressing toner charge amount variation on a developing roller and uniformly adhering the toner so that the toner becomes a substantially single layer on the developing roller. is there.
また、本発明の課題は、流動性、画像濃度に優れ、感光体カブリが小さく、しかも耐久性が良好な現像剤を用いた現像方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a developing method using a developer that is excellent in fluidity and image density, has small photoreceptor fogging, and has good durability.
本発明者等は、現像ローラ用ブレードについて鋭意検討した結果、ブレードをゴム弾性体で構成し、そのブレードの現像ローラに対する接触角を所定範囲に設定することにより、現像ローラ上のトナーの帯電量のばらつきを抑え、現像ローラ上にトナーが実質的に単層になるようにトナーを均一に付着させることができることを見い出した。 As a result of intensive studies on the blade for the developing roller, the present inventors have configured the blade with a rubber elastic body, and by setting the contact angle of the blade to the developing roller within a predetermined range, the charge amount of the toner on the developing roller It has been found that the toner can be uniformly deposited on the developing roller so that the toner becomes substantially a single layer.
さらに、現像ローラ上に実質的に単層のトナー層を形成して現像を行う方法において、現像剤として、球形トナーに、平均粒子形が5〜20nmの無機酸化物と、平均粒子形が20nm超過、2μm以下の無機酸化物を混合外添した現像剤を用いることにより、感光体カブリが極めて小さく、印字濃度が良好で、連続印字試験後にも良好な画質を形成することができることを見いだした。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。 Further, in a method of developing by forming a substantially single toner layer on the developing roller, a spherical toner is used as a developer, an inorganic oxide having an average particle shape of 5 to 20 nm, and an average particle shape of 20 nm. It has been found that by using a developer containing an excess of 2 μm or less of inorganic oxide mixed and added externally, the photoreceptor fog is extremely small, the printing density is good, and a good image quality can be formed even after a continuous printing test. . The present invention has been completed based on these findings.
かくして、本発明によれば、潜像担持体に対向して現像ローラを配置し、現像剤収容手段に収容された現像剤を現像ローラの外周面に付着させると共に、ゴム弾性体からなる現像ローラ用ブレードを回転する現像ローラに接触させて、現像ローラの外周面に付着した現像剤層の層厚を規制し、そして、潜像担持体の潜像領域に、現像ローラの外周面に付着した現像剤を移動させて現像する現像方法において、
(1)現像ローラ上部の潜像担持体とは反対側の所定位置で、現像ローラに現像ローラ用ブレードを接触させると共に、現像ローラ用ブレードが接触する点を通過する現像ローラ外周の接線と、現像ローラ用ブレードの先端面との成す接触角を75〜85度とし、かつ、
(2)球形トナーに、平均粒子径5〜20nmの無機酸化物(a)と平均粒子径20nm超過2μm以下の無機酸化物(b)とを混合外添してなる非磁性一成分現像剤を用いて現像する
ことを特徴とする現像方法が提供される。
Thus, according to the present invention, the developing roller is disposed opposite to the latent image carrier, the developer accommodated in the developer accommodating means is attached to the outer peripheral surface of the developing roller, and the developing roller made of a rubber elastic body The blade is brought into contact with the rotating developing roller to regulate the layer thickness of the developer layer adhering to the outer peripheral surface of the developing roller, and adhered to the outer peripheral surface of the developing roller in the latent image area of the latent image carrier. In the development method of developing by moving the developer,
(1) The developing roller blade is brought into contact with the developing roller at a predetermined position on the opposite side to the latent image carrier on the developing roller, and a tangent line on the outer periphery of the developing roller passing through a point where the developing roller blade contacts with the developing roller; The contact angle formed with the tip surface of the developing roller blade is 75 to 85 degrees, and
(2) A non-magnetic one-component developer obtained by externally mixing a spherical toner with an inorganic oxide (a) having an average particle diameter of 5 to 20 nm and an inorganic oxide (b) having an average particle diameter exceeding 20 nm and not exceeding 2 μm. There is provided a developing method characterized by using and developing.
球形トナーは、少なくともビニル系単量体と着色剤を含有する重合性単量体組成物を懸濁重合して得られた少なくとも結着樹脂と着色剤を含み、体積平均粒径(dv)が3〜15μm、体積平均粒径(dv)と個数平均粒径(dn)の比(dv/dn)が1.00〜1.40、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を粒子の実質投影面積(Sr)で割った値(Sc/Sr)が1.00〜1.30、かつ、BET法による比表面積(A)(m2/g)と個数平均粒径(dn)(μm)と真比重(D)の積(A×dn×D)が5〜10の実質的に球形であることが好ましく、さらに、帯電量(Q)(μc/g)と比表面積(A)の比(Q/A)の絶対値が50〜150の範囲にある非磁性一成分球形トナーであることが好ましい。 The spherical toner includes at least a binder resin and a colorant obtained by suspension polymerization of a polymerizable monomer composition containing at least a vinyl monomer and a colorant, and has a volume average particle diameter (dv). 3-15 μm, ratio of volume average particle size (dv) to number average particle size (dn) (dv / dn) of 1.00-1.40, area of circle having absolute maximum length of particle as diameter (Sc) (Sc / Sr) divided by the actual projected area (Sr) of the particles is 1.00 to 1.30, and the specific surface area (A) (m 2 / g) by the BET method and the number average particle diameter (dn ) (Μm) and true specific gravity (D) are preferably substantially spherical with a product (A × dn × D) of 5 to 10, and the charge amount (Q) (μc / g) and specific surface area ( A nonmagnetic monocomponent spherical toner having an absolute value of the ratio (Q / A) of A) in the range of 50 to 150 is preferable.
本発明で使用する球形トナーは、少なくともビニル系単量体と着色剤を含有する重合性単量体組成物を懸濁重合することにより、いわゆる重合トナーとして得ることができる。前記現像剤は、非磁性一成分現像剤として用いられるものである。 The spherical toner used in the present invention can be obtained as a so-called polymerized toner by suspension polymerization of a polymerizable monomer composition containing at least a vinyl monomer and a colorant. The developer is used as a nonmagnetic one-component developer.
前記現像剤及び現像方法において、球形トナー100重量部に対する無機酸化物の混合割合は、平均粒子径5〜20nmの無機酸化物(a)が0.1〜3.0重量部であり、平均粒子径20nm超過2μm以下の無機酸化物(b)が0.1〜3.0重量部であることが好ましい。無機酸化物(a)と無機酸化物(b)との混合比(a:bの重量比)は、1:5〜5:1の範囲が好ましい。これらの無機酸化物は、いずれも疎水化処理したものが好ましい。 In the developer and the development method, the mixing ratio of the inorganic oxide to 100 parts by weight of the spherical toner is 0.1 to 3.0 parts by weight of the inorganic oxide (a) having an average particle diameter of 5 to 20 nm, and the average particle The inorganic oxide (b) having a diameter exceeding 20 nm and not more than 2 μm is preferably 0.1 to 3.0 parts by weight. The mixing ratio (a: b weight ratio) of the inorganic oxide (a) and the inorganic oxide (b) is preferably in the range of 1: 5 to 5: 1. These inorganic oxides are preferably hydrophobized.
本発明によれば、現像ローラに対する現像ローラ用ブレードの接触角を75〜85度に設定し、かつ、球形トナーに平均粒子径の異なる無機酸化物を混合外添した現像剤を用いることにより、適正な現像剤層厚(実質的に単層)を形成することが可能になり、現像剤の帯電量及び付着量が安定化し、感光体カブリ、用紙カブリ、及び画像濃度の変動などが生じ難くなる。 According to the present invention, by setting the contact angle of the developing roller blade with respect to the developing roller to 75 to 85 degrees, and using a developer in which inorganic oxides having different average particle diameters are mixed and added to the spherical toner, Appropriate developer layer thickness (substantially a single layer) can be formed, the developer charge amount and adhesion amount are stabilized, and the photoreceptor fog, paper fog, and image density fluctuation are less likely to occur. Become.
本発明は、球形トナーに、平均粒子径の異なる無機酸化物(a)及び(b)を混合外添(外部添加剤として混合)した現像剤を用いる点、及び該現像剤を、現像ローラ上に実質的に単層のトナー層を形成して現像を行う方法である点に特徴を有する。 The present invention uses a developer in which inorganic oxides (a) and (b) having different average particle diameters are mixed and externally added (mixed as an external additive) to a spherical toner, and the developer is placed on a developing roller. The method is characterized in that it is a method of developing by forming a substantially single toner layer.
現像ローラ上に実質的に単層のトナー層を形成する方法としては、ゴム弾性体からなる現像ローラ用ブレードを回転する現像ローラに接触させ、その際に、現像ローラ上部の潜像担持体とは反対側の所定位置で、現像ローラに現像ローラ用ブレードを接触させると共に、現像ローラ用ブレードが接触する点を通過する現像ローラ外周の接線と、現像ローラ用ブレードの先端面との成す接触角を75〜85度とする方法が挙げられる。ここで、接触角とは、現像ローラに現像ローラ用ブレードが接触する点を通過する現像ローラ外周の接線と、ブレードの先端面との成す角度である。 As a method of forming a substantially single toner layer on the developing roller, a developing roller blade made of a rubber elastic body is brought into contact with the rotating developing roller, and at that time, the latent image carrier above the developing roller and Is a predetermined position on the opposite side, and the developing roller blade is brought into contact with the developing roller, and the contact angle formed between the tangent to the outer periphery of the developing roller passing through the point where the developing roller blade contacts and the tip surface of the developing roller blade A method of adjusting the angle to 75 to 85 degrees. Here, the contact angle is an angle formed by a tangent line on the outer periphery of the developing roller that passes through a point where the developing roller blade contacts the developing roller and a tip surface of the blade.
画像形成装置
電子写真法を利用した画像形成装置は、一般に、潜像担持体の表面を帯電するための帯電手段、帯電された潜像担持体の表面に静電潜像を書き込むための潜像形成手段、現像剤(トナー)によって静電潜像を現像するための現像手段、及び現像されたトナー像を転写材に転写するための転写手段を備えている。
Image forming apparatus An image forming apparatus using electrophotography generally has a charging means for charging the surface of a latent image carrier, and a latent image for writing an electrostatic latent image on the surface of the charged latent image carrier. The image forming apparatus includes a forming unit, a developing unit for developing the electrostatic latent image with a developer (toner), and a transfer unit for transferring the developed toner image to a transfer material.
図1に、本発明の現像剤及び現像方法を適用するための画像形成装置の一例の断面図を示す。この画像形成装置では、潜像担持体として感光体ドラム1が矢印方向に回転自在に装着されている。感光体ドラム1は、通常、導電性支持ドラム体の外周上に光導電層を設けた構造を有している。光導電層は、例えば、有機系感光体、セレン感光体、酸化亜鉛感光体、アモルファスシリコン感光体などで構成される。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an example of an image forming apparatus for applying the developer and the developing method of the present invention. In this image forming apparatus, a
感光体ドラム1の周囲には、その周方向に沿って、帯電手段3、潜像形成手段4、現像手段5、転写手段6、及びクリーニング手段2が配置されている。帯電手段3は、感光体ドラム1の表面をプラスまたはマイナスに一様に帯電する作用を担い、例えば、コロナ放電装置、帯電ドラム、帯電ブレードなどにより構成される。潜像形成手段4は、画像信号に対応した光を、一様に帯電された感光体ドラム表面に所定のパターンで照射して、被照射部分に静電潜像を形成する(反転現像方式)か、あるいは、光が照射されない部分に静電潜像を形成する(正規現像方式)作用を行う。潜像形成手段4は、例えば、レーザ装置と光学系との組み合わせ、あるいはLEDアレイと光学系との組み合わせにより構成される。
Around the
現像手段5は、感光体ドラム1表面に形成された静電潜像に現像剤(トナー)を付着させる作用を行う。現像手段5は、通常、現像ローラ8、現像ローラ用ブレード9、現像剤10の収容手段(収容ケーシング)11、及び現像剤供給手段(供給ローラ)12を備えた現像装置である。現像ローラ8は、感光体ドラム1に対向して配置されており、通常、その一部が感光体ドラム1に接触するように近接して配置され、感光体ドラム1とは反対方向に回転させる。供給ローラ12は、現像ローラ8に接触して現像ローラ8と同じ方向に回転するようにし、現像ローラ8の外周にトナー10を供給する。
The developing
現像ローラ8は、現像装置内で回転させると、摩擦による静電気力などにより現像剤収容手段11内のトナー10が外周面に付着する。現像ローラ用ブレード9は、回転する現像ローラ8の外周面に当接し、現像ローラ8の外周面に形成されるトナー層の層厚を調節する。
When the developing
反転現像方式においては、感光体ドラム1の光照射部にのみトナーを付着させ、正規現像方式においては、光非照射部にのみトナーを付着させるように、現像ローラ8と感光体ドラム1との間にバイアス電圧が印加される。
In the reverse development method, the toner is attached only to the light irradiation portion of the
転写手段6は、現像手段5により形成された感光体ドラム1表面のトナー像を転写材(転写紙)7に転写するためのものであり、例えば、コロナ放電装置、転写ローラなどで構成される。
The transfer means 6 is for transferring the toner image on the surface of the
クリーニング手段2は、感光体ドラム1の表面に残留したトナーを清掃するためのものであり、例えば、清掃用ブレードなどにより構成される。ただし、このクリーニング手段は、現像時に同時にクリーニング作用を行う方式の場合には、必ずしも必要ではない。
The cleaning means 2 is for cleaning the toner remaining on the surface of the
<現像ローラ>
本発明で用いる現像ローラの材質は、特に限定されないが、少なくとも表面をゴム弾性体で構成したものであることが好ましい。現像ローラの表面の摩擦係数は、通常0.1〜1.2、好ましくは0.15〜0.8、より好ましくは0.2〜0.6である。
<Developing roller>
The material of the developing roller used in the present invention is not particularly limited, but it is preferable that at least the surface is made of a rubber elastic body. The friction coefficient of the surface of the developing roller is usually 0.1 to 1.2, preferably 0.15 to 0.8, and more preferably 0.2 to 0.6.
ゴム弾性体表面の摩擦係数を、上記範囲とすることにより、現像ローラ表面上のトナー層を層厚規制ブレード9によって密度0.2〜0.4mg/cm2に安定して形成し易くなり、その結果、トナーを均一に摩擦帯電することができ、感光体カブリや用紙カブリを低減することができる。また、この摩擦係数の範囲とすることで、バージンの現像ローラを用いた場合でも、空運転をすることなく、正常な印字が可能になる。摩擦係数が0.1よりも小さい現像ローラでは、ローラの表面がすべり過ぎ、トナー層が均一に形成されないおそれがある。摩擦係数が1.2よりも大きいと、トナー層が厚くなりすぎ、感光体カブリ及び用紙カブリなどが増大する傾向にある。 By setting the coefficient of friction of the rubber elastic body surface within the above range, it becomes easy to stably form a toner layer on the surface of the developing roller at a density of 0.2 to 0.4 mg / cm 2 by the layer thickness regulating blade 9, As a result, the toner can be frictionally charged uniformly, and the photoreceptor fog and paper fog can be reduced. Further, by setting the friction coefficient within the range, even if a virgin developing roller is used, normal printing can be performed without idling. In the developing roller having a friction coefficient smaller than 0.1, the surface of the roller may be slipped too much and the toner layer may not be formed uniformly. When the friction coefficient is larger than 1.2, the toner layer becomes too thick, and the photosensitive member fog and the paper fog tend to increase.
現像ローラの表面を構成するゴム弾性体としては、特に限定されないが、例えば、スチレン−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、これらの2種以上のブレンド物などが挙げられる。これらの中でも、エピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴムとのブレンドゴムが好ましく用いられる。 The rubber elastic body constituting the surface of the developing roller is not particularly limited. For example, styrene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, urethane rubber, silicon rubber, A blend of two or more of these may be mentioned. Among these, a blend rubber of epichlorohydrin rubber and acrylonitrile-butadiene copolymer rubber is preferably used.
本発明で用いる現像ローラは、例えば、導電性シャフトの外周にゴム弾性体を被覆することにより製造される。導電性シャフトは、例えば、ステンレスなどの金属で構成される。導電性シャフトの外周にゴム弾性体を被覆させるには、導電性シャフトの外周に、プレス成形や押出成形などの手段でゴム弾性体を被着させて加硫すればよい。この場合、特に押出成形が、量産に適していると共に、プレス成形と異なり、割型の線が形成されないので好ましい。 The developing roller used in the present invention is manufactured, for example, by covering the outer periphery of a conductive shaft with a rubber elastic body. The conductive shaft is made of a metal such as stainless steel, for example. In order to coat the outer periphery of the conductive shaft with the rubber elastic body, the rubber elastic body may be attached to the outer periphery of the conductive shaft by means of press molding or extrusion molding and vulcanized. In this case, extrusion molding is particularly suitable for mass production, and unlike press molding, a split mold line is not formed, which is preferable.
現像ローラの表面を前記範囲内の摩擦係数とするための手段としては、現像ローラの外周面を円筒切削盤などで研磨後に、紫外線照射を行い、ゴム弾性体の不飽和部分を架橋させて、摩擦係数を調節する方法を採用することができる。紫外線照射の条件は、例えば、80W/cmの光源を用い、2〜3分間照射する条件である。現像ローラの研磨は、最初、粗目の切削やすりまたは砥石で行い、最後に細目のやすりまたは砥石で行うことが好ましい。 As a means for setting the surface of the developing roller to have a friction coefficient within the above range, after polishing the outer peripheral surface of the developing roller with a cylindrical cutting machine or the like, ultraviolet irradiation is performed to crosslink the unsaturated portion of the rubber elastic body, A method of adjusting the friction coefficient can be adopted. The conditions for ultraviolet irradiation are, for example, conditions in which a light source of 80 W / cm is used for irradiation for 2 to 3 minutes. The polishing of the developing roller is preferably performed first with a coarse cutting file or a grindstone, and finally with a fine file or grindstone.
本発明で用いる現像ローラを、導電性シャフトとゴム弾性体とで構成する場合には、ゴム弾性体の表面と導電性シャフトの表面との間の電気抵抗は、105〜108Ω(500V電圧印加時)、または体積抵抗率107〜1010Ω・cmとすることが好ましい。ゴム弾性体の抵抗が低過ぎると、現像ローラから潜像担持体(感光体ドラム)へ電流が流れるおそれがあると共に、トナーが持つ電荷が現像ローラにリークするおそれがある。ゴム弾性体の抵抗が高すぎると、表面が摩擦により帯電して、現像に悪影響を与えるおそれがある。 When the developing roller used in the present invention is composed of a conductive shaft and a rubber elastic body, the electrical resistance between the surface of the rubber elastic body and the surface of the conductive shaft is 10 5 to 10 8 Ω (500 V Preferably, the volume resistivity is 10 7 to 10 10 Ω · cm. If the resistance of the rubber elastic body is too low, current may flow from the developing roller to the latent image carrier (photosensitive drum), and the charge of the toner may leak to the developing roller. If the resistance of the rubber elastic body is too high, the surface may be charged by friction, which may adversely affect development.
本発明で用いる現像ローラの周方向及び軸方向の各表面粗さは、通常、それぞれ10μm以下である。周方向の表面粗さが10μmよりも大きいと、周方向に沿って感光体カブリや用紙カブリが生じる傾向が高くなり、また、軸方向の表面粗さが10μmよりも大きいと、軸方向に沿って感光体カブリや用紙カブリが生じる傾向が高くなる。本発明において、表面粗さとは、現像ローラ表面を指針でなぞり、その動きを記録して、該表面の凹凸形状を表面粗さ曲線として表わし、その曲線の十点平均粗さ(Rz)をいう。周方向及び軸方向での各表面粗さは、10μm以下であれば、0に限りなく近づいてもよいが、量産性と経済性を考慮すれば、6〜8μm程度が好ましい。周方向及び軸方向の各表面粗さを10μm以下にすることにより、トナー層が均一になり、感光体カブリや用紙カブリをさらに低減することができる。表面粗さを前記範囲とするためには、ゴム弾性体の外周面を円筒研削盤などで研磨すればよい。 Each surface roughness in the circumferential direction and the axial direction of the developing roller used in the present invention is usually 10 μm or less. When the surface roughness in the circumferential direction is larger than 10 μm, there is a higher tendency to cause photoconductor fog and paper fogging along the circumferential direction, and when the surface roughness in the axial direction is larger than 10 μm, it follows the axial direction. As a result, there is a higher tendency to cause photoreceptor fog and paper fog. In the present invention, the surface roughness refers to the ten-point average roughness (Rz) of the curve by tracing the developing roller surface with a pointer, recording the movement, and expressing the uneven shape of the surface as a surface roughness curve. . Each surface roughness in the circumferential direction and the axial direction may be close to 0 as long as it is 10 μm or less, but is preferably about 6 to 8 μm in view of mass productivity and economy. By setting the surface roughness in the circumferential direction and the axial direction to 10 μm or less, the toner layer becomes uniform, and the photoreceptor fog and paper fog can be further reduced. In order to make the surface roughness within the above range, the outer peripheral surface of the rubber elastic body may be polished with a cylindrical grinder or the like.
本発明において摩擦係数とは、図5に示すオイラーベルト方式の摩擦係数測定法により求められる係数である。図5に示すように、まず、測定用紙(通常、コピー用紙)53を一定の幅(たとえば約20mm)にカットする。次に、現像ローラ8(測定用ローラ)の回りに測定用紙の略中央を約90度巻回し、その一端に所定の重さの分銅54を取り付けると共に、その他端にテンションゲージ55を取り付ける。
In the present invention, the friction coefficient is a coefficient obtained by the Euler belt type friction coefficient measuring method shown in FIG. As shown in FIG. 5, first, a measurement paper (usually copy paper) 53 is cut into a certain width (for example, about 20 mm). Next, approximately 90 degrees of the measurement paper is wound around the developing roller 8 (measuring roller), a
次に、分銅54のゆれがない状態で、現像ローラ8表面の測定用紙53を一定速度(約100±20mm/分)で引っ張る。現像ローラ表面で測定用紙53が動き始めた瞬間のテンションゲージ55の目盛りを読み取る。テンションゲージ55で読み取られた測定値Fと分銅54の重さWとを、下記の数式に代入して求められた数値が、本発明での摩擦係数μsである。
Next, the
現像ローラの導電性シャフトには、バイアス電圧が印加されるように構成することが好ましい。反転現像の場合には、現像ローラの導電性シャフトには、潜像担持体の静電潜像と同じ極性の電圧が印加される。 It is preferable that a bias voltage is applied to the conductive shaft of the developing roller. In the case of reversal development, a voltage having the same polarity as that of the electrostatic latent image on the latent image carrier is applied to the conductive shaft of the developing roller.
<現像ローラ用ブレード>
本発明で好ましく用いられる現像ローラ用ブレードの形態は、現像ローラの軸方向に沿ってその外周面に接するような帯形状を成している。そのブレードの先端は、固定されておらず、現像ローラの表面に接するように構成してある。ブレードの他端は、剛性体から成るホルダーに固定され、ブレードが現像ローラに接する角度が調節可能にしてあることが好ましい。
<Development roller blade>
The developing roller blade preferably used in the present invention has a belt shape that contacts the outer peripheral surface along the axial direction of the developing roller. The tip of the blade is not fixed and is configured to contact the surface of the developing roller. It is preferable that the other end of the blade is fixed to a holder made of a rigid body so that the angle at which the blade contacts the developing roller can be adjusted.
このブレードの長さ(固定端から自由端までの長さ:自由端長l)は、特に限定されないが、好ましくは10〜12mmである。ブレードの厚みtは、好ましくは1.2〜1.5mm程度である。ブレードの幅は、現像ローラの軸方向長さに相当する長さを有する。ブレードの自由端は、緩やかな円弧を描く形状でもよいし、鋭角、直角または鈍角な角度を持つ形状を成してもよい。 The length of this blade (length from the fixed end to the free end: free end length 1) is not particularly limited, but is preferably 10 to 12 mm. The thickness t of the blade is preferably about 1.2 to 1.5 mm. The width of the blade has a length corresponding to the axial length of the developing roller. The free end of the blade may have a shape that draws a gentle arc, or may have a shape having an acute angle, a right angle, or an obtuse angle.
図1に示すように、現像ローラ8の周囲において、現像剤供給ローラ12との接触点から感光体ドラム1との接触点との間の位置に、現像ローラ用ブレードとして層厚規制ブレード9が配置されている。このブレード9は、例えば、導電性ゴム弾性体で構成されている。このブレード9は、図2に断面を示すように、通常、帯板形状であり、その基端部をホルダー50に保持している。ホルダー50は、導電性材料である金属などで構成される。
As shown in FIG. 1, a layer thickness regulating blade 9 as a developing roller blade is provided around the developing
現像ローラ用ブレードの圧縮永久歪は、好ましくは10%以下、より好ましくは4〜8%である。圧縮永久歪は、JIS K−6262により測定される。圧縮永久歪を10%以下にすることにより、現像ローラに圧接しているブレードに生じる永久歪が少なくなり、現像ローラに対するブレードの線圧が経時的に低下することを防止し、適正なトナー層の形成が可能になる。 The compression set of the developing roller blade is preferably 10% or less, more preferably 4 to 8%. The compression set is measured according to JIS K-6262. By setting the compression set to 10% or less, the permanent set generated in the blade in pressure contact with the developing roller is reduced, and the linear pressure of the blade against the developing roller is prevented from decreasing over time. Can be formed.
現像ローラ用ブレードの反発弾性率は、30〜50%であることが好ましい。反発弾性率は、リュプケ法(JIS K−6255)により測定する。反発弾性率を30〜50%にすると、トナー層の厚さを実質的に単一層にし易くなる。このブレード9のヤング率は、好ましくは80〜120kg/cm2、より好ましくは90〜110kg/cm2である。ブレード9のヤング率を上記範囲にすると、トナー層の厚さを実質的に単一層に近づけ易くなる。ヤング率が大きすぎる場合、現像ローラへの回転トルクが増大し、ジッター(現像ローラ駆動用のギアの歯数に応じた横縞)などの現象が生じる。 The rebound resilience of the developing roller blade is preferably 30 to 50%. The rebound resilience is measured by the Rüpke method (JIS K-6255). When the rebound resilience is 30 to 50%, the thickness of the toner layer is easily made substantially a single layer. Young's modulus of the blade 9 is preferably 80~120kg / cm 2, more preferably 90~110kg / cm 2. When the Young's modulus of the blade 9 is in the above range, the thickness of the toner layer can be made substantially close to a single layer. When the Young's modulus is too large, the rotational torque to the developing roller increases and a phenomenon such as jitter (horizontal stripes corresponding to the number of teeth of the developing roller driving gear) occurs.
ブレード9の現象ローラ8に触れる部分とブレード9を固定する導電性ホルダー50部分との間の電気抵抗は、通常、106Ω以下であり、好ましくは104〜106Ωである。この電気抵抗は、低い方が好ましいが、ゴム弾性体から成る導電性ブレードの製法上、カーボンブラックなどの導電性粒子を添加して電気抵抗を下げることから、導電性粒子の含有量が増大するとゴム弾性体の弾力性が低下し過ぎる傾向にあるため、おのずと制約がある。
The electrical resistance between the portion of the blade 9 that touches the
より詳細には、現像ローラ用ブレードには、トナーへの電荷注入を行うため、−200V〜−600Vの電圧が印加されることが好ましく、そのために該ブレードの電気抵抗は、106Ω以下であることが好ましい。現像ローラ用ブレードの電気抵抗の測定方法は、図4に示すように、ブレード9が現像ローラ8に触れる角部先端を導電板51に接触させ、ブレード9を固定するホルダー50との間の電気抵抗を絶縁抵抗計52(印加電圧500V)で測定する。
More specifically, a voltage of −200 V to −600 V is preferably applied to the developing roller blade in order to inject charge into the toner. For this reason, the electric resistance of the blade is 10 6 Ω or less. Preferably there is. As shown in FIG. 4, the measuring method of the electric resistance of the blade for the developing roller is such that the tip of the corner where the blade 9 touches the developing
現像ローラ用ブレードを構成するゴム弾性体としては、特に限定されないが、例えば、スチレン−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴム(NBR)、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴムなどが挙げられ、これらの中でもウレタンゴム、NBRなどが好ましく用いられる。 The rubber elastic body constituting the developing roller blade is not particularly limited. For example, styrene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, urethane rubber, Silicon rubber etc. are mentioned, Among these, urethane rubber, NBR, etc. are preferably used.
現像ローラ用ブレードの圧縮永久歪、反発弾性率、及びヤング率を上記範囲とするには、ブレードを構成するゴム弾性体に含まれる加硫剤の添加量などの加硫条件を選択すればよい。例えば、ブレードを構成するゴム弾性体をウレタンゴムで構成する場合には、ゴム弾性体の全体を100重量%として、加硫剤の添加量を1.0〜4.0重量%、加硫温度150〜170℃、加硫時間20〜50分間にすれば、圧縮永久歪、反発弾性率、及びヤング率を上記範囲に設定することができる。 In order to set the compression set, rebound resilience, and Young's modulus of the developing roller blade within the above ranges, vulcanization conditions such as the amount of vulcanizing agent contained in the rubber elastic body constituting the blade may be selected. . For example, when the rubber elastic body constituting the blade is made of urethane rubber, the total amount of the rubber elastic body is 100% by weight, the addition amount of the vulcanizing agent is 1.0 to 4.0% by weight, and the vulcanization temperature. If the temperature is 150 to 170 ° C. and the vulcanization time is 20 to 50 minutes, the compression set, the rebound resilience, and the Young's modulus can be set within the above ranges.
現像ローラ用ブレードの電気抵抗を106Ω以下とするには、ブレードを構成するゴム弾性体に含まれるカーボンブラックなどの導電性粒子の含有量を調節することにより行われる。例えば、ブレードを構成するゴム弾性体をウレタンゴムで構成する場合には、ゴム弾性体の全体を100重量%として、平均粒径40nmのカーボンブラックの添加量を5〜30重量%にすることで、電気抵抗を上記範囲に設定することができる。 The electric resistance of the developing roller blade is set to 10 6 Ω or less by adjusting the content of conductive particles such as carbon black contained in the rubber elastic body constituting the blade. For example, when the rubber elastic body constituting the blade is made of urethane rubber, the total amount of the rubber elastic body is 100% by weight, and the addition amount of carbon black having an average particle diameter of 40 nm is 5 to 30% by weight. The electric resistance can be set within the above range.
本発明で使用する現像装置では、現像ローラ用ブレードは、現像ローラに対する接触角が75〜85度、好ましくは77〜83度となるような角度で取り付けられる。この接触角が75度よりも小さいと、現像ローラの表面に形成されるトナー層が薄くなりすぎる傾向にあり、さらに接触角が小さくなりすぎるとブレードが現像ローラの回転によりめくり上げられるおそれがある。接触角が85度よりも大きい場合には、トナー層は厚くなりすぎ、さらに接触角が大きくなりすぎると、ブレードの腹部が現像ローラの外周面に接触することになり、トナー層が極めて厚くなる。 In the developing device used in the present invention, the blade for the developing roller is attached at an angle such that the contact angle with respect to the developing roller is 75 to 85 degrees, preferably 77 to 83 degrees. If the contact angle is less than 75 degrees, the toner layer formed on the surface of the developing roller tends to be too thin, and if the contact angle is too small, the blade may be turned up by the rotation of the developing roller. . When the contact angle is larger than 85 degrees, the toner layer becomes too thick, and when the contact angle becomes too large, the abdomen of the blade comes into contact with the outer peripheral surface of the developing roller, and the toner layer becomes extremely thick. .
具体的に、図2に示すように、ゴム弾性体で構成されたブレード9が、現像ローラ8に対し、自由端が現像ローラ8の回転方向と逆方向に曲折するように、しかも接触角θが75〜85度となるように取り付けられる。すなわち、現像ローラ上部の潜像担持体とは反対側の所定位置で、現像ローラに現像ローラ用ブレードを接触させると共に、現像ローラ用ブレードが接触する点を通過する現像ローラ外周の接線と、現像ローラ用ブレードの先端面との成す接触角を75〜85度とする。
Specifically, as shown in FIG. 2, the blade 9 made of a rubber elastic body has a free end bent with respect to the developing
接触角θは、図2に示すように、現像ローラ8にブレード9が接触する点を通過する現像ローラ外周の接線Tと、ブレード9の先端面Sとの成す角度である。なお、ブレード9の先端面がブレード腹面に対して直角以外の平面あるいは曲面である場合には、ブレード9の先端面Sとは、ブレード9の自由端に沿う曲折線Uと略垂直な面として定義される。
As shown in FIG. 2, the contact angle θ is an angle formed by a tangent line T on the outer periphery of the developing roller passing through a point where the blade 9 contacts the developing
ブレード9は、現像ローラ8に対し、線圧が0.7〜2g/mmとなるように取り付けられることが好ましい。ここで線圧fは、以下の数式で定義される。
The blade 9 is preferably attached to the developing
この数式中、tはブレードの厚みであり、δはブレードの撓み、Eはブレードのヤング率、lはブレードの自由端長(図2参照)である。 In this equation, t is the thickness of the blade, δ is the deflection of the blade, E is the Young's modulus of the blade, and l is the free end length of the blade (see FIG. 2).
反転現像方式
本発明では、前述の画像形成装置(ただし、クリーニング手段2は設けていない)を用いて、反転現像を行い、現像と同時にクリーニングを行う方式を採用することができる。
Reversal Development System In the present invention, a system in which reversal development is performed using the above-described image forming apparatus (however, the cleaning unit 2 is not provided) and cleaning is performed simultaneously with the development can be employed.
反転現像を行うためには、図1に示す帯電手段3により、感光体ドラム1の表面を、図3(A)に示すように、例えば、VC=−500V程度に一様に帯電させる。次に、図1に示す潜像形成手段4により所定のパターンで光を照射し、帯電された感光体ドラム1の表面の帯電を部分的に解除し、所定のパターンで静電潜像を形成する。静電潜像が形成される領域の電位は、例えば、ゼロVに近い電圧である。
In order to perform reversal development, the surface of the
図1に示す現像手段5により、感光体ドラム1の表面の静電潜像を現像する。現像手段5の現像ローラ8の表面には、現像ローラ用ブレード9の作用により層厚が規制されて、実質的に球形トナー10の単層が形成されている。図3(B)に示すように、現像ローラ8の表面電位VDが例えば−200Vとなるように、現像ローラ8と感光体ドラム1との間にはバイアス電圧が印加してある。このため、現像ローラ8の周面に付着しているマイナスに帯電されたトナー10aは、光照射部である静電潜像のパターンで、感光体ドラム1の表面に移動し、感光体ドラム1の表面には、図3(C)に示すように、静電潜像のパターンでトナー像が形成される。
The electrostatic latent image on the surface of the
図3(B)に示すように、感光体ドラム1の静電潜像以外の領域に付着しているマイナスの残留トナー10bは、感光体ドラムの表面電位と現像ローラ8の表面電位に基づく電界により、現像ローラ8側に移動する。その結果、現像と同時に、感光体ドラム1の表面のクリーニングを行うことができる。したがって、この反転現像方式では、図1に示すクリーニング手段2が不要となる。
As shown in FIG. 3B, the negative residual toner 10b adhering to a region other than the electrostatic latent image on the
現像同時クリーニングを行うための条件としては、感光体ドラム1の表面の帯電電位をVCとし、現像ローラ8の表面の電位をVDとした場合に、VC−VDの絶対値が50V以上であればよい。図1に示すブレード9の先端の電位をVBLとし、供給ローラ12の表面電位をVSとした場合には、VD≧VBL≧VSであることが好ましい。トナー10の帯電極性及び感光体ドラム1の表面電位の極性が正である場合には、VC−VDの絶対値が50V以上であり、VDの絶対値≦VBLの絶対値≦VSの絶対値の関係にあればよい。この関係は、正規現像における現像同時クリーニングの場合にも同様である。
The condition for carrying out the simultaneous development cleaning is that when the charging potential of the surface of the
現像剤
本発明では、現像剤として、球形トナーに、平均粒子径が5〜20nmの無機酸化物(a)と、平均粒子径が20nm超過2μm以下の無機酸化物(b)とを混合外添してなる非磁性一成分現像剤を用いる。
Developer In the present invention, as a developer, an inorganic oxide (a) having an average particle diameter of 5 to 20 nm and an inorganic oxide (b) having an average particle diameter exceeding 20 nm and not more than 2 μm are externally added to a spherical toner. A non-magnetic one-component developer is used.
<球形トナー>
球形トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含み、体積平均粒径(dv)が3〜15μm、好ましくは5〜10μm、体積平均粒径(dv)と個数平均粒径(dn)の比(dv/dn)が1.00〜1.40、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を粒子の実質投影面積(Sr)で割った値(Sc/Sr)が1.00〜1.30、かつ、BET法による比表面積(A)(m2/g)、個数平均粒径(dn)(μm)、及び真比重(D)の積(A×dn×D)が5〜10の実質的に球形であることが好ましく、さらに、帯電量(Q)(μc/g)と比表面積(A)の比(Q/A)の絶対値が50〜150の範囲にある非磁性一成分球形トナーであることが好ましい。
<Spherical toner>
The spherical toner contains at least a binder resin and a colorant, and has a volume average particle diameter (dv) of 3 to 15 μm, preferably 5 to 10 μm, and a ratio of the volume average particle diameter (dv) to the number average particle diameter (dn) ( (dv / dn) is 1.00 to 1.40, and the value (Sc / Sr) obtained by dividing the area (Sc) of the circle having the diameter of the absolute maximum length of the particle by the actual projected area (Sr) of the particle is 1.00. To 1.30, and the product (A × dn × D) of the specific surface area (A) (m 2 / g), number average particle diameter (dn) (μm), and true specific gravity (D) by the BET method is 5 Is preferably substantially spherical, and the absolute value of the ratio (Q / A) of the charge amount (Q) (μc / g) to the specific surface area (A) is in the range of 50 to 150. A magnetic one-component spherical toner is preferable.
球形トナーの物性の測定方法及び測定装置は、次のとおりである。
(1)Sc/Srは、画像処理解析装置により、下記の条件で測定し、解析した値である。
画像処理解析装置:ルーゼックスIID〔(株)ニコレ製〕
フレーム面積に対する粒子の面積率:Max 2%
トータル処理粒子数:1000個
Sc/Sr値は、1000個の個数平均値で示す。
The method and apparatus for measuring the physical properties of the spherical toner are as follows.
(1) Sc / Sr is a value measured and analyzed by the image processing analyzer under the following conditions.
Image processing analyzer: Luzex IID [Nikole Co., Ltd.]
Particle area ratio to frame area: Max 2%
Total number of processed particles: 1000 Sc / Sr value is represented by an average number of 1000 particles.
(2)BET法による比表面積(A)は、島津製作所製の比表面積自動測定装置2200型を用いて測定した値である。 (2) The specific surface area (A) according to the BET method is a value measured using a specific surface area automatic measuring apparatus 2200 manufactured by Shimadzu Corporation.
(3)体積平均粒径(dv)及び個数平均粒径(dn)は、コールターカウンター〔モデルTA−II型、(株)日科機製〕により測定した値である。 (3) The volume average particle diameter (dv) and the number average particle diameter (dn) are values measured by a Coulter counter [model TA-II type, manufactured by Nikkiki Co., Ltd.].
(4)真比重(D)は、ベックマン比重計により測定した値である。 (4) True specific gravity (D) is a value measured by a Beckman hydrometer.
(5)帯電量(Q)(μc/g)は、キャリアTEFV150/250に濃度5%となるようにトナーを配合し、150rpm回転で30分間攪拌した後に、ブローオフ法で測定した値である。帯電量(Q)及び比(Q/A)は、正帯電または負帯電にかかわらず、絶対値で表す。 (5) The charge amount (Q) (μc / g) is a value measured by a blow-off method after a toner is blended with the carrier TEFV150 / 250 so as to have a concentration of 5% and stirred at 150 rpm for 30 minutes. The charge amount (Q) and the ratio (Q / A) are expressed as absolute values regardless of positive charge or negative charge.
球形トナーは、ビニル系単量体と着色剤を含む重合性単量体組成物を懸濁重合法により重合させて得ることができる。具体的な懸濁重合法としては、例えば、ビニル系単量体、着色剤、ラジカル重合開始剤、所望により各種添加剤などを含む混合物をボールミル等で均一に分散させて均一混合液(重合性単量体組成物)を調製し、次いで、この均一混合液を高剪断撹拌により水中に微細化分散させて微細な液滴を造粒し、しかる後、通常30〜200℃の温度に昇温して懸濁重合する方法が挙げられる。 The spherical toner can be obtained by polymerizing a polymerizable monomer composition containing a vinyl monomer and a colorant by a suspension polymerization method. As a specific suspension polymerization method, for example, a mixture containing a vinyl monomer, a colorant, a radical polymerization initiator, and various additives as required is uniformly dispersed with a ball mill or the like to obtain a uniform mixed solution (polymerizability). Monomer composition) is prepared, and then the homogeneous mixed solution is finely dispersed in water by high shear stirring to granulate fine droplets, and then heated to a temperature of usually 30 to 200 ° C. And suspension polymerization.
ビニル系単量体としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル;アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタアクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸もしくはメタクリル酸の誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィン;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル;ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン等の含窒素ビニル化合物等が挙げられる。これらのビニル系単量体は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of vinyl monomers include aromatic vinyl such as styrene, vinyl toluene, and α-methylstyrene; acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, acrylic acid 2 -Derivatives of acrylic acid or methacrylic acid such as ethylhexyl, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, acrylonitrile, acrylamide; olefins such as ethylene, propylene, butylene; Vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride and vinyl fluoride; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl ethyl ether; vinyl methyl keto , Vinyl ketones such as methyl isopropenyl ketone; 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, nitrogen-containing vinyl compounds such as N- vinyl pyrrolidone. These vinyl monomers can be used alone or in combination of two or more.
これらのビニル系単量体とともに、任意の架橋剤を用いることができる。架橋剤としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン及びその誘導体等の芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート等のジエチレン性不飽和カルボン酸エステル;N,N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル等のジビニル化合物、及び3個以上のビニル基を有する化合物を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。 An arbitrary cross-linking agent can be used together with these vinyl monomers. Examples of the crosslinking agent include aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene, divinylnaphthalene and derivatives thereof; diethylenically unsaturated carboxylic acid esters such as ethylene glycol dimethacrylate and diethylene glycol dimethacrylate; N, N-divinylaniline and divinyl ether And a compound having 3 or more vinyl groups. These crosslinking agents can be used alone or in combination of two or more.
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、クリスタルバイオレット、ローダミンB、マラカイトグリーン、リグロシン、銅フタルシアニン、アゾ染料等の顔料、染料を挙げることができる。これらの着色剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。 Examples of the colorant include carbon black, aniline black, crystal violet, rhodamine B, malachite green, ligrosin, copper phthalocyanine, azo dye, and other pigments and dyes. These colorants can be used alone or in combination of two or more.
さらに、ニグロシン染料、モノアゾ染料、含金属染料、亜鉛ヘキサデシルサクシネート、ナフトエ酸のアルキルエステルまたはアルキルアミド、ニトロフミン酸、N,N′−テトラメチルジアミンベンゾフェノン、N,N′−テトラメチルベンジシン、トリアジン、サリチル酸金属錯体等のこの分野で帯電制御剤と呼ばれる極性の強い物質を1種または2種以上含有させてもよい。帯電制御剤の種類を選択することによっても、トナーの帯電極性を正(+)または負(−)に調整することができる。 Further, nigrosine dye, monoazo dye, metal-containing dye, zinc hexadecyl succinate, alkyl ester or alkyl amide of naphthoic acid, nitrohumic acid, N, N′-tetramethyldiamine benzophenone, N, N′-tetramethylbenzidine, You may contain 1 type, or 2 or more types of strong polar substances called a charge control agent in this field | area, such as a triazine and a salicylic acid metal complex. The charge polarity of the toner can also be adjusted to positive (+) or negative (−) by selecting the type of charge control agent.
球形トナーには、帯電性、導電性、流動性、あるいは感光体ドラムまたは定着ローラへの付着性を制御するための添加剤を内添もしくは外添させることができる。このような添加剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、各種ワックス、シリコーンオイル等の離型剤、カーボンブラック、炭酸カルシウム等の無機微粉末等が挙げられる。 The spherical toner can be internally or externally added with an additive for controlling chargeability, conductivity, fluidity, or adhesion to the photosensitive drum or the fixing roller. Examples of such additives include mold release agents such as low molecular weight polypropylene, low molecular weight polyethylene, various waxes, and silicone oil, and inorganic fine powders such as carbon black and calcium carbonate.
<無機酸化物>
本発明では、球形トナーに混合外添する無機酸化物として、例えば、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等を用いることができる。これらの無機酸化物は、疎水化処理したものであることが好ましい。また、これらの無機酸化物の中でも、疎水化処理した二酸化ケイ素が特に好ましい。
<Inorganic oxide>
In the present invention, for example, silicon dioxide, aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, barium titanate, strontium titanate or the like can be used as the inorganic oxide to be externally added to the spherical toner. These inorganic oxides are preferably hydrophobized. Of these inorganic oxides, hydrophobized silicon dioxide is particularly preferred.
無機酸化物としては、平均粒子径が5〜20nm、好ましくは7〜18nmの第一の無機酸化物(a)と、平均粒子径が20nm超過2μm以下、好ましくは30nm〜1μmの第二の無機酸化物(b)とを併用する。無機酸化物の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡で無機酸化物粒子100個(n=100個)について測定した粒子径の値の平均値である。 As the inorganic oxide, a first inorganic oxide (a) having an average particle diameter of 5 to 20 nm, preferably 7 to 18 nm, and a second inorganic oxide having an average particle diameter of more than 20 nm and not more than 2 μm, preferably 30 nm to 1 μm. The oxide (b) is used in combination. The average particle diameter of the inorganic oxide is an average value of particle diameter values measured for 100 inorganic oxide particles (n = 100 particles) with a transmission electron microscope.
球形トナー100重量部に対する第一無機酸化物(a)の混合割合は、通常0.1〜3.0重量部、好ましくは0.2〜2.0重量部であり、第二無機酸化物(b)の混合割合は、通常0.1〜3.0重量部、好ましくは0.2〜2.0重量部である。第一無機酸化物(a)と第二無機酸化物(b)との重量比(a:b)は、通常1:5〜5:1、好ましくは3:10〜10:3である。 The mixing ratio of the first inorganic oxide (a) to 100 parts by weight of the spherical toner is usually 0.1 to 3.0 parts by weight, preferably 0.2 to 2.0 parts by weight. The mixing ratio of b) is usually 0.1 to 3.0 parts by weight, preferably 0.2 to 2.0 parts by weight. The weight ratio (a: b) of the first inorganic oxide (a) to the second inorganic oxide (b) is usually 1: 5 to 5: 1, preferably 3:10 to 10: 3.
本発明では、現像ローラ上に実質的に単層の現像剤層を形成して現像を行う方法において、現像剤として、前記球形トナーに、平均粒子径の異なる無機酸化物(a)及び(b)を混合外添した現像剤を用いることにより、初期及び連続印字試験後にも、(1)現像ローラ上に実質的に単層の現像剤層を容易に形成することができ、現像剤層が多層になったり、あるいは単層に形成できるものの、付着量が少なくなるのを防ぐことができる、(2)流動性を良好に保持することができる、(3)画像濃度を良好な水準に保持することができる、(4)感光体ドラム及び用紙カブリを防ぐことができる、(5)クリーナーレス方式でも、良好な画質の印字ができる、等の優れた効果を奏することができる。 In the present invention, in the method of developing by forming a substantially single developer layer on the developing roller, the spherical toner is used as the developer and the inorganic oxides (a) and (b )), A substantially single developer layer can be easily formed on the developing roller even after the initial and continuous printing tests. Although it can be multi-layered or formed as a single layer, it can prevent the adhesion amount from decreasing, (2) it can maintain good fluidity, and (3) it can maintain image density at a good level. It is possible to achieve excellent effects such as (4) prevention of the photosensitive drum and paper fogging, and (5) printing with good image quality even with the cleaner-less method.
第一無機酸化物(a)を混合しない場合や混合割合が過小の場合は、現像ローラ用ブレードを現像ローラに対して接触角が75〜85度となるように取り付けた現像装置を用いても、現像ローラ上に形成される現像剤層が少なく、画像濃度が低下し、カブリも生じる。第一無機酸化物(a)の混合割合が過大であると、適正な現像剤の流動性を確保することが困難になる。第一無機酸化物(a)の平均粒子径が過小であると、帯電量分布がブロードになり、感光体及び用紙カブリを生じるおそれがある。 When the first inorganic oxide (a) is not mixed or the mixing ratio is too small, a developing device in which the developing roller blade is attached to the developing roller so that the contact angle is 75 to 85 degrees may be used. The developer layer formed on the developing roller is small, the image density is lowered, and fogging occurs. If the mixing ratio of the first inorganic oxide (a) is excessive, it becomes difficult to ensure proper fluidity of the developer. If the average particle size of the first inorganic oxide (a) is too small, the charge amount distribution becomes broad, and there is a possibility that a photoreceptor and paper fogging occur.
第二無機酸化物(b)を混合しない場合や混合割合が過小の場合は、現像ローラ用ブレードを現像ローラに対して接触角が75〜85度となるように取り付けた現像装置を用いても、連続印字後の流動性、画像濃度が低下し、カブリを生じやすくなる。第二無機酸化物(b)の混合割合が過大であると、流動性の低下により、画質が低下するおそれが生じる。第二無機酸化物(b)の平均粒子径が過大であると、クリーニング不良により、感光体ドラム上に該無機酸化物のフィルミングが生じやすくなる。 When the second inorganic oxide (b) is not mixed or when the mixing ratio is too small, a developing device in which the developing roller blade is attached to the developing roller so that the contact angle is 75 to 85 degrees may be used. The fluidity and image density after continuous printing are lowered, and fogging tends to occur. If the mixing ratio of the second inorganic oxide (b) is excessive, the image quality may be deteriorated due to a decrease in fluidity. If the average particle size of the second inorganic oxide (b) is excessive, filming of the inorganic oxide tends to occur on the photosensitive drum due to poor cleaning.
球形トナーに第一無機酸化物(a)と第二無機酸化物(b)とを混合外添した現像剤を用いることにより、現像ローラ用ブレードを現像ローラに対して接触角が75〜85度となるように取り付けた現像装置に適用した場合、現像ローラ上に実質的に単層の現像剤層を形成させることができ、流動性と画像濃度に優れ、カブリのない良好な画質を得ることができ、しかも連続印字試験後であっても、これらの特性を高度に保持することが可能となる。また、第一無機酸化物(a)と第二無機酸化物(b)の重量比(a:b)を1:5〜5:1の範囲にすることにより、画質の劣化を防ぐことができる。 By using a developer in which the first inorganic oxide (a) and the second inorganic oxide (b) are mixed and added to the spherical toner, the contact angle of the developing roller blade with respect to the developing roller is 75 to 85 degrees. When it is applied to a developing device attached so that a substantially single-layer developer layer can be formed on the developing roller, excellent fluidity and image density, and good image quality without fogging can be obtained. In addition, even after the continuous printing test, these characteristics can be maintained at a high level. Further, by setting the weight ratio (a: b) of the first inorganic oxide (a) to the second inorganic oxide (b) in the range of 1: 5 to 5: 1, it is possible to prevent deterioration of image quality. .
作用
本発明では、現像ローラ用ブレードを現像ローラに対して接触角が75〜85度となるように取り付けた現像装置を用いた現像方法により、現像ローラ上に現像剤の実質的な単層を形成させるようにすると共に、現像剤についても、球形トナーに平均粒子径の異なる2種の無機酸化物を混合外添した現像剤を用いることにより、現像剤の流動性が良好で、現像ローラ上に確実に現像剤の単層を形成することができ、現像剤の帯電量及び付着量が安定化し、画像濃度に優れ、カブリのない高画質の画像を形成することができる。しかも、本発明によれば、長期運転後(連続印字後)にも、流動性や画像濃度に優れ、高画質を保持することができる現像方法が提供される。
In the present invention, a substantially single layer of developer is formed on the developing roller by the developing method using the developing device in which the developing roller blade is attached to the developing roller so that the contact angle is 75 to 85 degrees. As for the developer, by using a developer in which two types of inorganic oxides having different average particle diameters are mixed and added to the spherical toner, the developer has good fluidity, and on the developing roller. Thus, a single layer of the developer can be reliably formed, the charge amount and the adhesion amount of the developer can be stabilized, and an image with high image density and no fog can be formed. Moreover, the present invention provides a developing method that is excellent in fluidity and image density and can maintain high image quality even after long-term operation (after continuous printing).
本発明によれば、特定の現像剤を用い、前述の好ましい現像ローラと現像ローラ用ブレードを組み合わせた現像装置を用いることにより、現像ローラ周囲の現像剤層が実質的に単層(現像ローラ表面の現像剤の充填密度が0.2〜0.4mg/cm2)になり、安定した画像を得ることができる。また、バージンの現像ローラを用いた場合でも、空運転をすることなく、正常な印字が可能になる。 According to the present invention, the developer layer around the developing roller is substantially a single layer (developing roller surface) by using a developing device that uses a specific developer and combines the above-described preferred developing roller and developing blade. Developer density of 0.2 to 0.4 mg / cm 2 ), and a stable image can be obtained. Even when a virgin developing roller is used, normal printing can be performed without idling.
以下、本発明について、実施例及び比較例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例のみに限定されない。以下の実施例及び比較例において、部及び%は、特に断わりのない限り、重量基準である。物性の測定法は、次のとおりである。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited only to these Examples. In the following examples and comparative examples, parts and% are based on weight unless otherwise specified. The physical properties are measured as follows.
(1)感光体カブリ
感光体ドラム上のカブリの部分の現像剤をメンディングテープで紙に転写し、白色度計(日本電色製)で測定した反射率の値を、メンディングテープだけを紙に貼った時の反射率を白色度計で測定した値から引いた値を比較することで行った。この値が大きいほど感光体カブリが多い。
(1) Photosensitive fog The developer in the fogged part on the photosensitive drum is transferred onto paper with a mending tape, and the reflectance measured with a whiteness meter (Nippon Denshoku) This was done by comparing the value obtained by subtracting the reflectance when pasted on paper from the value measured with a whiteness meter. The larger this value, the more photosensitive member fog.
(2)画像濃度
マクベス濃度計を用い、黒ベタ部を測定することにより行った。
(2) Image density Using a Macbeth densitometer, the image density was measured by measuring the black solid part.
(3)流動性
パウダーテスター〔ホソカワミクロン(株)製〕を用い、目開き149、74及び44μmの各ふるいをそれぞれ上、中、下段に重ね、上段の目開き149μmのふるい上に4gの現像剤(トナー)を載せ、振巾0.2mmで15秒間振動を与える。振動停止後、以下の操作により凝集度を求める。
(149μm目開きふるい上トナー重量/4g)×100 (1)
(74μm目開きふるい上トナー重量/4g)×100×(3/5) (2)
(44μm目開きふるい上トナー重量/4g)×100×(1/5) (3)
上記3つの計算値の合計をもって凝集度(%)とし、下記の式により流動性を求める。流動性(%)=100−凝集度(%)
(3) Fluidity Using a powder tester (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), sieves with openings 149, 74, and 44 μm are stacked on the upper, middle, and lower stages, respectively, and 4 g of developer is placed on the sieve with an upper stage opening of 149 μm. (Toner) is placed, and vibration is applied for 15 seconds with an amplitude of 0.2 mm. After the vibration is stopped, the aggregation degree is obtained by the following operation.
(Weight of toner on 149 μm aperture sieve / 4 g) × 100 (1)
(Toner weight on 74 μm aperture sieve / 4 g) × 100 × (3/5) (2)
(Toner weight on 44 μm aperture sieve / 4 g) × 100 × (1/5) (3)
The total of the above three calculated values is used as the degree of aggregation (%), and the fluidity is obtained by the following formula. Fluidity (%) = 100-cohesion degree (%)
[実施例1]
<画像形成装置>
直径10mmのステンレス製シャフトの外周に、エピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴムとのブレンドゴムで構成されたゴム弾性体を、押出成形により、厚さ3.9mmで形成した。その後、ゴム弾性体の外周面を円筒切削盤で研磨することにより、その外周面の表面粗さを軸方向及び周方向で各4μmとした。次に、そのゴム弾性体を回転させながら、その表面に紫外線を80W/cmのランプを用いて、2分間の条件で照射した。その結果、ゴム弾性体の表面の摩擦係数は、0.6となった。
[Example 1]
<Image forming apparatus>
A rubber elastic body composed of a blend rubber of epichlorohydrin rubber and acrylonitrile-butadiene copolymer rubber was formed on the outer periphery of a stainless steel shaft having a diameter of 10 mm to a thickness of 3.9 mm by extrusion molding. Thereafter, the outer peripheral surface of the rubber elastic body was polished with a cylindrical cutting machine, so that the surface roughness of the outer peripheral surface was 4 μm in the axial direction and the circumferential direction. Next, while rotating the rubber elastic body, the surface was irradiated with ultraviolet rays under a condition of 2 minutes using a lamp of 80 W / cm. As a result, the friction coefficient of the surface of the rubber elastic body was 0.6.
このようにして得られた現像ローラ8を、図1に示すように、感光体ドラム1に接触幅が約2mmとなるように接触させて配置した。感光体ドラム1として、外径30mmの有機系感光体ドラムを用いた。帯電手段3としては、感光体ドラム1の表面電位がVC=−600V程度で一様になるようなコロナ放電装置を用いた。静電潜像形成手段4としては、レーザ装置と光学系とを組み合わせた装置を用いた。供給ローラ12としては、外径13mmのウレタンゴム製のスポンジローラを用いた。この供給ローラ12は、現像ローラ8に接触幅が約2mmとなるように接触させた。
The developing
現像ローラ用ブレードである層厚規制ブレード9としては、ウレタン製のゴム弾性体で構成され、その圧縮永久歪が6%で、ヤング率が85kg/cm2、反発弾性率が30%の10mm×222mm×1.2mmの平板状ブレードを用いた。このブレードの電気抵抗は、図4に示す測定方法により測定したところ、5×105Ωであった。このブレード9を、図2に示すように、現像ローラ8に対する接触角θが80度となるように、現像ローラ8の外周に接触させて取り付けた。その際の現像ローラ8に対する線圧Fは、約1.66g/mmであり、撓み量δは4.54mmであった。
The layer thickness regulating blade 9 which is a developing roller blade is composed of a rubber elastic body made of urethane, and has a compression set of 6%, a Young's modulus of 85 kg / cm 2 and a rebound resilience of 30%. A flat blade of 222 mm × 1.2 mm was used. The electrical resistance of this blade was 5 × 10 5 Ω when measured by the measuring method shown in FIG. As shown in FIG. 2, the blade 9 was attached in contact with the outer periphery of the developing
本実施例では、反転現像法により清掃と同時に現像を行う方式を採用し、現像ローラ8の表面電位VDが−200Vとなるように、現像ローラ8と感光ドラム1との間にバイアス電圧を印加した。層厚規制ブレード9の先端の電位がVBL=−220Vとなるようにバイアス電圧を印加し、供給ローラ12の表面電位VS=−600Vとなるように、バイアス電圧を印加した。本実施例では、現像同時クリーニング(クリーナーレス)方式を採用しているため、図1に示すクリーニング手段2は不要となる。感光体ドラム1を周速40mm/秒で矢印方向に回転し、現像ローラ8を周速100mm/秒で矢印方向に回転し、供給ローラ12を周速50mm/秒で矢印方向に回転し、転写紙7に10回転写した。
In this embodiment, a method of developing simultaneously with cleaning by a reversal development method is adopted, and a bias voltage is applied between the developing
<現像剤>
現像手段5の内部に収容される球形トナー10としては、次に示す製法により得られたトナーを用いた。
<Developer>
As the
スチレン90部、ステアリルメタクリレート10部、低分子量ポリプロピレン4部、カーボンブラック(商品名ブラックパール130)7部、クロム系染料(商品名ボントロンS−34)0.5部、及び2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2部をボールミル分散して均一混合液を得た。 90 parts of styrene, 10 parts of stearyl methacrylate, 4 parts of low molecular weight polypropylene, 7 parts of carbon black (trade name Black Pearl 130), 0.5 part of chromium-based dye (trade name Bontron S-34), and 2,2'-azobis 2 parts of (2,4-dimethylvaleronitrile) was ball milled to obtain a uniform mixed solution.
次に、上記混合液を、リン酸カルシウム4.5部を微細に分散した純水400部中に添加し、水分散液を得た。この水分散液をpH9以上の条件下でローターステーター型ホモミキサーより高剪断撹拌を行って、上記混合液を水中に微細化して分散させた。この水分散液を撹拌翼の付いた反応器に入れて、65℃で4時間、撹拌下に重合を行った。 Next, the above mixed solution was added to 400 parts of pure water in which 4.5 parts of calcium phosphate was finely dispersed to obtain an aqueous dispersion. The aqueous dispersion was subjected to high shear stirring from a rotor-stator type homomixer under a pH of 9 or more, and the mixture was finely dispersed in water. This aqueous dispersion was put into a reactor equipped with a stirring blade, and polymerization was carried out at 65 ° C. for 4 hours with stirring.
このようにして得られた重合体を含む分散液を酸洗浄、水洗浄を充分に行った後、分離、乾燥してトナー材料(重合トナー)を得た。得られた重合トナーは、実質的に球形の粒子であった。すなわち、該重合トナーは、体積平均粒径(dv)が6.5μmであり、体積平均粒径(dv)と個数平均粒径(dv)の比(dv/dn)が1.18であり、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積(Sc)を粒子の実質投影面積(Sr)で割った値(Sc/Sr)が1.07であり、かつ、BET法による比表面積(A)(m2/g)と個数平均粒径(dn)(μm)と真比重(D)の積(A×dn×D)が5.6の球形トナーであった。帯電量(Q)(μC/g)と比表面積(A)の比(Q/A)の絶対値は、120であった。 The dispersion liquid containing the polymer thus obtained was sufficiently washed with acid and water, and then separated and dried to obtain a toner material (polymerized toner). The resulting polymerized toner was substantially spherical particles. That is, the polymerized toner has a volume average particle diameter (dv) of 6.5 μm and a ratio (dv / dn) of the volume average particle diameter (dv) to the number average particle diameter (dv) of 1.18. A value (Sc / Sr) obtained by dividing the area (Sc) of a circle having the diameter of the absolute maximum length of the particle by the actual projected area (Sr) of the particle is 1.07, and the specific surface area (A) by the BET method The product was a spherical toner having a product (A × dn × D) of 5.6 (m 2 / g), number average particle diameter (dn) (μm) and true specific gravity (D). The absolute value of the ratio (Q / A) of the charge amount (Q) (μC / g) to the specific surface area (A) was 120.
非磁性一成分現像剤は、上記重合トナー100部に、疎水性シリカ「AEROSIL RX−170」(日本アエロジル社製、平均粒子径15nm)を1.0重量部、疎水性シリカ「AEROSIL RX−50」(日本アエロジル社製、平均粒子径40nm)を1.0重量部添加し、混合して、調製した。 The non-magnetic one-component developer is prepared by adding 1.0 part by weight of hydrophobic silica “AEROSIL RX-170” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average particle size of 15 nm) to 100 parts of the above polymerized toner, and hydrophobic silica “AEROSIL RX-50”. 1.0 parts by weight (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., average particle size 40 nm) was added and mixed to prepare.
<結果>
前記画像装置と現像剤を用いて、画像形成実験を行った。感光体カブリについて観察した結果、感光体カブリに関して定量化した数値は、0.5%であり、小さいことが確認された。画像濃度(印字濃度)について観察した結果、定量化した数値は、1.41であり適切な範囲であった。1万枚連続印字試験を行ったところ、感光体カブリは1.4%、画像濃度は1.40と良好な画質を維持していることが確かめられた。また、現像剤の流動性は良好であり、1万枚連続印字後も高度の流動性を保持していた。
<Result>
An image forming experiment was performed using the image device and the developer. As a result of observing the photoreceptor fog, the numerical value quantified with respect to the photoreceptor fog was 0.5%, which was confirmed to be small. As a result of observing the image density (print density), the quantified numerical value was 1.41, which was an appropriate range. When a continuous printing test for 10,000 sheets was performed, it was confirmed that the image quality was maintained at 1.4% and the image density was 1.40. Further, the developer had good fluidity and maintained high fluidity even after continuous printing of 10,000 sheets.
[実施例2]
実施例1において、現像剤として、重合トナー100部に対して、疎水性シリカ「AEROSIL RX−170」0.3重量部と、疎水性シリカ「AEROSIL RX−50」0.3重量部を添加し、混合して非磁性一成分現像剤としたものを用いたこと以外は、実施例1と同様に画像形成実験を行ったところ、感光体カブリを定量化した数値は、0.4%であり、小さいことが確認でき、画像濃度も良好であった。1万枚連続印字試験を行ったところ、感光体カブリは2.3%、画像濃度は1.39と、良好な画質を維持していることが確かめられた。また、現像剤の流動性も良好であり、1万枚連続印字後も高度の流動性を保持していた。
[Example 2]
In Example 1, as a developer, 0.3 part by weight of hydrophobic silica “AEROSIL RX-170” and 0.3 part by weight of hydrophobic silica “AEROSIL RX-50” are added to 100 parts of polymerized toner. Except for using a non-magnetic one-component developer by mixing, an image formation experiment was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, the quantified value of the photoreceptor fog was 0.4%. The image density was also good. When a continuous printing test was conducted for 10,000 sheets, it was confirmed that the photosensitive member fog was 2.3% and the image density was 1.39, maintaining good image quality. Further, the developer has good fluidity and maintained high fluidity even after continuous printing of 10,000 sheets.
[実施例3]
実施例1において、現像剤として、重合トナー100部に対して、疎水性シリカ「AEROSIL RX−170」1.0重量部と、疎水性シリカ「AEROSIL RX−50」0.3重量部を添加し、混合して非磁性一成分現像剤としたものを用いたこと以外は、実施例1と同様に画像形成実験を行ったところ、感光体カブリを定量化した数値は、0.4%であり、小さいことが確認でき、画像濃度も良好であった。1万枚連続印字試験を行ったところ、感光体カブリは1.8%、画像濃度は1.40と、良好な画質を維持していることが確かめられた。また、現像剤の流動性も良好であり、1万枚連続印字後も高度の流動性を保持していた。
[Example 3]
In Example 1, as a developer, 1.0 part by weight of hydrophobic silica “AEROSIL RX-170” and 0.3 part by weight of hydrophobic silica “AEROSIL RX-50” are added to 100 parts of polymerized toner. Except for using a non-magnetic one-component developer by mixing, an image formation experiment was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, the quantified value of the photoreceptor fog was 0.4%. The image density was also good. When a continuous printing test was conducted for 10,000 sheets, it was confirmed that the photosensitive member fog was 1.8% and the image density was 1.40, maintaining good image quality. Further, the developer has good fluidity and maintained high fluidity even after continuous printing of 10,000 sheets.
[実施例4]
実施例1において、現像剤として、重合トナー100部に対して、疎水性シリカ「AEROSIL RX−170」0.3重量部と、疎水性シリカ「AEROSIL RX−50」1.0重量部を添加し、混合して非磁性一成分現像剤としたものを用いたこと以外は、実施例1と同様に画像形成実験を行ったところ、感光体カブリを定量化した数値は、0.5%であり、小さいことが確認でき、画像濃度も良好であった。1万枚連続印字試験を行ったところ、感光体カブリは1.3%、画像濃度は1.39と、良好な画質を維持していることが確かめられた。また、現像剤の流動性も良好であり、1万枚連続印字後も高度の流動性を保持していた。
[Example 4]
In Example 1, 0.3 parts by weight of hydrophobic silica “AEROSIL RX-170” and 1.0 part by weight of hydrophobic silica “AEROSIL RX-50” are added to 100 parts of polymerized toner as a developer. Except for using a non-magnetic one-component developer by mixing, an image formation experiment was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, the quantified value of the photoreceptor fog was 0.5%. The image density was also good. When a continuous printing test was conducted for 10,000 sheets, it was confirmed that the photosensitive member fog was 1.3% and the image density was 1.39, maintaining good image quality. Further, the developer has good fluidity and maintained high fluidity even after continuous printing of 10,000 sheets.
[比較例1]
実施例1において、現像剤として、重合トナー100部に対して、疎水性シリカ「AEROSIL RX−170」1.0重量部のみを添加し、混合して非磁性一成分現像剤としたものを用いたこと以外は、実施例1と同様に画像形成実験を行ったところ、感光体カブリを定量化した数値は、0.6%で、画像濃度1.42と初期印字は良好であったが、1万枚連続印字試験を行ったところ、感光体カブリは15.3%に急増し、画像濃度は1.23と低下し、良好な画質を維持することができなかった。また、現像剤の流動性も、1万枚連続印字後には低下した。
[Comparative Example 1]
In Example 1, as a developer, only 1.0 part by weight of hydrophobic silica “AEROSIL RX-170” is added to 100 parts of polymerized toner and mixed to obtain a nonmagnetic one-component developer. Except that, the image formation experiment was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, the numerical value obtained by quantifying the photoreceptor fog was 0.6%, and the initial printing was good with an image density of 1.42. When the 10,000 sheets continuous printing test was conducted, the photoreceptor fog increased rapidly to 15.3%, the image density decreased to 1.23, and good image quality could not be maintained. Further, the flowability of the developer also decreased after continuous printing of 10,000 sheets.
[比較例2]
実施例1において、現像剤として、重合トナー100部に対して、疎水性シリカ「AEROSIL RX−50」1.0重量部のみを添加し、混合して非磁性一成分現像剤としたものを用いたこと以外は、実施例1と同様に画像形成実験を行ったところ、現像ローラ上に形成される現像剤の量が少なく、画像濃度が1.28と低くなり、使用に耐えなかった。
[Comparative Example 2]
In Example 1, as a developer, only 1.0 part by weight of hydrophobic silica “AEROSIL RX-50” is added to 100 parts of polymerized toner and mixed to obtain a nonmagnetic one-component developer. Except for this, an image forming experiment was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, the amount of developer formed on the developing roller was small, the image density was as low as 1.28, and it was not durable.
[比較例3]
実施例1において、画像形成装置として、層厚規制ブレード9の現像ロール8に対する接触角θが88度になるよう取り付けたものを用いたこと以外は、実施例1と同様に画像形成実験を行った結果、現像ローラ上に形成される現像剤層が2層以上の多層となり、感光体カブリが増加し、使用に耐えなかった。
[Comparative Example 3]
In Example 1, an image forming experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the image forming apparatus was used so that the contact angle θ of the layer thickness regulating blade 9 with respect to the developing
[比較例4]
実施例1において、画像形成装置として、層厚規制ブレード9の現像ロール8に対する接触角θが70度になるよう取り付けたものを用いたこと以外は、実施例1と同様に画像形成実験を行った結果、現像ローラ上に形成される現像剤の量が少なく、画像濃度が低くなり、使用に耐えなかった。
[Comparative Example 4]
In Example 1, an image forming experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the image forming apparatus was used so that the contact angle θ of the layer thickness regulating blade 9 with respect to the developing
これらの結果を一括して表1に示す。 These results are collectively shown in Table 1.
本発明の現像方法は、電子写真法による静電荷像の現像に利用することができる。 The developing method of the present invention can be used for developing an electrostatic image by electrophotography.
1:潜像担持体(感光体ドラム)、2:クリーニング手段、
3:帯電手段、4:潜像形成手段、5:現像手段、
6:転写手段、7:転写材(転写紙)、8:現像ローラ、
9:現像ローラ用ブレード(層厚規制ブレード)、
10:現像剤(トナー)、12:現像剤供給ローラ、
50:ホルダー、51:導電板、52:絶縁抵抗計、
53:測定用紙、54:分銅、55:テンションゲージ。
1: latent image carrier (photosensitive drum), 2: cleaning means,
3: charging means, 4: latent image forming means, 5: developing means,
6: transfer means, 7: transfer material (transfer paper), 8: developing roller,
9: Blade for developing roller (layer thickness regulating blade),
10: developer (toner), 12: developer supply roller,
50: Holder, 51: Conductive plate, 52: Insulation resistance meter,
53: Measuring paper, 54: Weight, 55: Tension gauge.
Claims (1)
(1)現像ローラ上部の潜像担持体とは反対側の所定位置で、現像ローラに現像ローラ用ブレードを接触させると共に、現像ローラ用ブレードが接触する点を通過する現像ローラ外周の接線と、現像ローラ用ブレードの先端面との成す接触角を75〜85度とし、かつ、
(2)球形トナーに、平均粒子径5〜20nmの無機酸化物(a)と平均粒子径20nm超過2μm以下の無機酸化物(b)とを混合外添してなる非磁性一成分現像剤を用いて現像する
ことを特徴とする現像方法。 A developing roller is arranged opposite to the latent image carrier, and the developer contained in the developer containing means is attached to the outer peripheral surface of the developing roller, and the developing roller blade made of a rubber elastic body is rotated on the developing roller. The thickness of the developer layer adhering to the outer peripheral surface of the developing roller is regulated by contacting, and the developer adhering to the outer peripheral surface of the developing roller is moved to the latent image area of the latent image carrier for development. In the development method,
(1) The developing roller blade is brought into contact with the developing roller at a predetermined position on the opposite side to the latent image carrier on the developing roller, and a tangent line on the outer periphery of the developing roller passing through a point where the developing roller blade contacts with the developing roller; The contact angle formed with the tip surface of the developing roller blade is 75 to 85 degrees, and
(2) A non-magnetic one-component developer obtained by externally mixing a spherical toner with an inorganic oxide (a) having an average particle diameter of 5 to 20 nm and an inorganic oxide (b) having an average particle diameter exceeding 20 nm and not exceeding 2 μm. A development method characterized by using and developing.
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- 2004-08-09 JP JP2004232316A patent/JP2005010797A/en active Pending
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