JP5114983B2 - Developing device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、及びこの画像形成装置に使用される現像装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a developing device used in the image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置に採用されている現像方式として、現像剤の主成分としてトナーのみを用いる一成分現像方式と、現像剤の主成分としてトナーとキャリアを用いる二成分現像方式が知られている。 As a developing method employed in an electrophotographic image forming apparatus, a one-component developing method using only toner as a main component of a developer and a two-component developing method using toner and a carrier as main components of a developer are known. ing.
一成分現像方式の現像装置は、トナーを担持して搬送するトナー担持部材と該トナー担持部材のトナー担持面に接触する摩擦荷電部材を備えている。トナー担持部材に担持されているトナーは、摩擦荷電部材の接触位置を通過する際、摩擦荷電部材と摩擦接触して薄層化されると共に所定の極性に帯電される。このように、一成分現像装置は、トナーの帯電を摩擦荷電部材との摩擦接触によって行っているため、構成が簡単・小型・安価であるという利点がある。しかし、摩擦荷電部材の接触位置で強いストレスを受けることからトナーが劣化し易く、そのためにトナーの帯電性が比較的早期に損なわれる。また、トナー担持部材と摩擦荷電部材との接触圧によって両者にトナーが付着してトナーを帯電する能力が低下し、結果的に、現像装置の寿命が比較的短くなる。 The developing device of the one-component development system includes a toner carrying member that carries and conveys toner, and a friction charging member that contacts the toner carrying surface of the toner carrying member. When the toner carried on the toner carrying member passes through the contact position of the frictional charging member, the toner is brought into frictional contact with the frictional charging member to be thinned and charged to a predetermined polarity. As described above, the one-component developing device has an advantage that the configuration is simple, small, and inexpensive because the toner is charged by frictional contact with the frictional charging member. However, since the toner is subject to strong stress at the contact position of the frictional charging member, the toner is liable to deteriorate, so that the chargeability of the toner is impaired relatively early. In addition, the contact pressure between the toner carrying member and the frictional charging member reduces the ability of the toner to adhere and charge the toner, resulting in a relatively short life of the developing device.
二成分現像方式の現像装置は、トナーとキャリアを摩擦接触させることによって両者を所定の極性に荷電するため、トナーの受けるストレスは一成分現像装置に比べて少ない。キャリアも、その表面積はトナーに比べて大きいことから、トナーが付着して汚れることも少ない。しかし、長期間の使用によりキャリアの表面に付着する汚れ(スペント)が増加し、そのためにトナーを帯電する能力が低下し、かぶりやトナー飛散の問題が生じる。二成分現像装置の長寿命化を図るために、現像装置に収容するキャリアの量を増やすことが考えられるが、これは現像装置の大型化を招く。 In the developing device of the two-component developing method, the toner and the carrier are charged to a predetermined polarity by frictional contact between the toner and the carrier, so that the toner receives less stress than the one-component developing device. Since the surface area of the carrier is larger than that of the toner, the toner is less likely to be adhered and soiled. However, dirt (spent) adhering to the surface of the carrier increases due to long-term use, and therefore, the ability to charge the toner is reduced, causing the problem of fogging and toner scattering. In order to extend the life of the two-component developing device, it is conceivable to increase the amount of carrier accommodated in the developing device, but this leads to an increase in the size of the developing device.
二成分現像装置に係わる上述の問題を解消するため、特許文献1には、キャリア又はキャリアとトナーを少しずつ現像剤に補給するとともに、帯電性能の低下した現像剤を少しずつ排出することによって、劣化したキャリアの増加を抑える現像装置が開示されている。この技術によれば、現像装置を大型化することなく、現像剤の長寿命化が可能である。しかし、排出されたキャリアを回収する機構が必要である。また、キャリアの消費量が多く、それによるコストと環境面の問題を含む。さらに、未劣化キャリアと劣化キャリアの比率が安定するまでに所定量の印刷を行う必要がある。
In order to solve the above-mentioned problem related to the two-component developing device,
特許文献2には、マトリックス樹脂中に樹脂微粒子と導電性微粉末を分散して含有した樹脂被覆層を芯材上に設けたキャリア及びそれを用いた画像形成方法が開示されている。このキャリアは、他の粒子(キャリア粒子、トナー粒子)や部材(ローラ、スクリュー)との接触によってその表面が部分的に削れた場合、新たな樹脂微粒子が表面に露出し、これがトナーと接触して該トナーを必要程度まで帯電する。しかし、樹脂被覆層の厚さは限られており、この樹脂被覆層が消費されるとキャリアが寿命に達する。
特許文献3には、キャリアと荷電粒子を表面に担持したトナーとからなる二成分現像剤及びそれを用いた現像方法が提案されている。荷電粒子は、キャリアの表面に主にトナーが付着してできる汚れ(スペント)を取り除き、キャリアの長寿命化を図るための研磨材として添加されている。また、特許文献3には、静電潜像担持体のクリーニング領域において、荷電粒子が静電潜像担持体の表面を研磨する機能を発揮することも記載されている。しかし、荷電粒子はトナーの帯電極性と逆の極性に帯電される性質を有することから、静電潜像の非画像部に付着して早期に消費されてしまうという問題がある。特に、画像部の面積が小さな画像(例えば、文字画像)を作成する場合、大量の荷電粒子が消費され、キャリアを研磨して再生する能力が十分に発揮されないという問題がある。
特許文献4には、磁気ローラと、現像ローラを備えた現像装置を有し、磁気ローラの外周面に保持されたトナーとキャリアを含む現像剤からトナーだけを選択的に現像ローラの外周面に供給し、この現像ローラの外周面に保持されたトナーを用いて感光体上の静電潜像(静電潜像画像部)を現像する画像形成装置が提案されている。特徴として、特許文献4の発明では、トナーとキャリアのいずれの表面にも保持されることなくトナーとキャリアとの間に介在し、トナーの粉砕微粉がキャリアの表面に付着してスペントが形成されることを防止する荷電粒子が現像剤に含まれている。また荷電粒子はトナーの帯電極性とは逆極性に帯電され、現像装置に初期導入された現像剤中にのみ含まれている。しかしながら、上記画像形成装置では、荷電粒子はトナーの帯電極性とは逆極性に帯電されるものであって、磁気ローラと現像ローラとの間にはトナーが選択的に移動するための電界が付与されるため、荷電粒子は現像ローラには十分に供給されない。そのため、感光体に接触させて配置されるクリーニングブレードと感光体との間隙で静止層が形成されないので、感光体のクリーニング不良が起こり、結果として、画像上に拭き残し、ブラックスポット(BS)およびフィルミング等のノイズが発生する、という新たな問題が生じていた。 Patent Document 4 has a developing device including a magnetic roller and a developing roller, and selectively selects only toner from the developer including toner and carrier held on the outer peripheral surface of the magnetic roller on the outer peripheral surface of the developing roller. There has been proposed an image forming apparatus that supplies and develops an electrostatic latent image (electrostatic latent image portion) on a photosensitive member using toner held on the outer peripheral surface of the developing roller. As a feature, the invention of Patent Document 4 is interposed between the toner and the carrier without being held on either surface of the toner and the carrier, and the pulverized fine powder of the toner adheres to the surface of the carrier to form a spent. The developer contains charged particles that prevent this. The charged particles are charged with a polarity opposite to the charged polarity of the toner and are contained only in the developer initially introduced into the developing device. However, in the image forming apparatus, the charged particles are charged with a polarity opposite to the charging polarity of the toner, and an electric field for selectively moving the toner is applied between the magnetic roller and the developing roller. Therefore, the charged particles are not sufficiently supplied to the developing roller. Therefore, a static layer is not formed in the gap between the cleaning blade and the photoconductor arranged in contact with the photoconductor, so that the photoconductor is poorly cleaned, and as a result, it is left on the image as a black spot (BS) and There has been a new problem that noise such as filming occurs.
一方、磁気ローラと現像ローラを備えた現像装置においてトナーに粒径が0.1〜1.5μmのシリカ、酸化チタン等の外添剤を添加する技術が報告されている(特許文献5)。
本発明は、キャリアのトナー帯電能力の低下を抑制しながらも、クリーニング不良を抑制し、長期的に安定して高画質画像を得ることができる現像装置および画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus that can suppress poor cleaning and suppress poor cleaning and can stably obtain a high-quality image over a long period of time. To do.
本発明は、 トナーとキャリアを含む現像剤を用いて、静電潜像担持体上の静電潜像を可視像化する現像装置であって、
トナーとキャリアを含み、上記トナーとキャリアの相互の摩擦接触によって上記トナーが第1の極性に帯電されると共に上記キャリアが上記第1の極性とは異なる第2の極性に帯電される現像剤と、
上記現像剤を収容する現像槽の開口部に配置された第1の搬送部材と、
第1の領域を介して上記第1の搬送部材に対向し、第2の領域を介して上記静電潜像担持体に対向する第2の搬送部材と、
上記第1の搬送部材と上記第2の搬送部材との間に第1の電界を形成して、上記第1の搬送部材が保持している現像剤からトナーを上記第2の搬送部材に移動・分離させる第1の電界形成手段と、
上記第2の搬送部材と上記静電潜像担持体との間に第2の電界を形成して、上記第2の搬送部材が保持している上記トナーを上記静電潜像担持体の静電潜像に移動させて上記静電潜像を可視像化する第2の電界形成手段を備えており、
上記現像剤は、上記トナーと行動を共にする平均一次粒径100〜850nmの大径粒子Aおよび上記キャリアと行動を共にする平均一次粒径100〜850nmの大径粒子Bをさらに含むことを特徴とする現像装置、ならびに上記現像装置を含む画像形成装置に関する。
The present invention is a developing device that visualizes an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier using a developer containing toner and a carrier,
A developer including a toner and a carrier, wherein the toner is charged to a first polarity by frictional contact between the toner and the carrier, and the carrier is charged to a second polarity different from the first polarity; ,
A first conveying member disposed in an opening of a developing tank that contains the developer;
A second conveying member facing the first conveying member via a first region and facing the electrostatic latent image carrier via a second region;
A first electric field is formed between the first conveying member and the second conveying member, and toner is moved from the developer held by the first conveying member to the second conveying member. First electric field forming means to be separated;
A second electric field is formed between the second transport member and the electrostatic latent image carrier, and the toner held by the second transport member is transferred to the electrostatic latent image carrier by static electricity. A second electric field forming means for making the electrostatic latent image visible by moving it to an electrostatic latent image;
The developer further includes a large particle A having an average primary particle size of 100 to 850 nm that acts together with the toner and a large particle B having an average primary particle size of 100 to 850 nm that acts together with the carrier. And an image forming apparatus including the developing device.
本発明によれば、現像剤は、キャリアと行動を共にする大径粒子Bだけでなく、トナーと行動を共にする大径粒子Aを用いる。大径粒子Aはトナーと行動を共にするので、クリーニングブレードと感光体との間隙に大径粒子Aが供給されて静止層が有効に形成される。一方、大径粒子Bはキャリアと行動を共にするので、キャリアへのトナースペントを有効に防止できる。また、たとえキャリアへのトナースペントが起こったとしても当該大径粒子Bがキャリア表面に保持されてキャリアのトナー帯電を促進する。そのため、キャリアのトナー帯電能力の低下を抑制でき、長期的に安定したトナー帯電を行うことができる。それらの結果、キャリアのトナー帯電能力の低下を抑制しながらも、クリーニング不良を抑制でき、長期的に安定して高画質画像を提供できる。 According to the present invention, the developer uses not only the large particle B that acts together with the carrier but also the large particle A that acts together with the toner. Since the large-diameter particles A act together with the toner, the large-diameter particles A are supplied to the gap between the cleaning blade and the photoconductor to effectively form a stationary layer. On the other hand, since the large particle B acts together with the carrier, toner spent on the carrier can be effectively prevented. Even if toner spent on the carrier occurs, the large-diameter particles B are held on the surface of the carrier to promote toner charging of the carrier. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the toner charging ability of the carrier, and to perform stable toner charging for a long period of time. As a result, it is possible to suppress poor cleaning while suppressing a decrease in the toner charging ability of the carrier, and to provide a high-quality image stably over the long term.
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語(例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」)を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。また、以下に説明する画像形成装置及び現像装置では、同一又は類似の構成部分には同一の符号を用いている。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating a specific direction (for example, “up”, “down”, “left”, “right”, and other terms including them, “clockwise direction”, “counterclockwise” ”) Is used to facilitate understanding of the invention with reference to the drawings, and the present invention should not be construed as being limited by the meaning of these terms. Further, in the image forming apparatus and the developing apparatus described below, the same reference numerals are used for the same or similar components.
〔1.画像形成装置〕
図1は、本発明に係る電子写真式画像形成装置の画像形成に関連する部分を示す。画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。画像形成装置1は、静電潜像坦持体である感光体12を有する。実施形態において、感光体12は円筒体で構成されているが、本発明はそのような形態に限定されるものでなく、代わりに無端ベルト式の感光体も使用可能である。感光体12は、図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて矢印14方向に回転するようにしてある。感光体12の周囲には、感光体12の回転方向に沿って、帯電ステーション16、露光ステーション18、現像ステーション20、転写ステーション22、およびクリーニングステーション24が配置されている。
[1. Image forming apparatus]
FIG. 1 shows a portion related to image formation of an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus may be any of a copier, a printer, a facsimile machine, and a multi-function machine having a combination of these functions. The
帯電ステーション16は、感光体12の外周面である感光体層を所定の電位に帯電する帯電装置26を備えている。実施形態では、帯電装置26は円筒形状のローラとして表されているが、これに代えて他の形態の帯電装置(例えば、回転型又は固定型のブラシ式帯電装置、ワイヤ放電式帯電装置)も使用できる。露光ステーション18は、感光体12の近傍又は感光体12から離れた場所に配置された露光装置28から出射された画像光30が、帯電された感光体12の外周面に向けて進行するための通路32を有する。露光ステーション18を通過した感光体12の外周面には、画像光が投射されて電位の減衰した部分とほぼ帯電電位を維持する部分からなる、静電潜像が形成される。実施形態では、電位の減衰した部分が静電潜像画像部、ほぼ帯電電位を維持する部分が静電潜像非画像部である。現像ステーション20は、粉体現像剤を用いて静電潜像を可視像化する現像装置34を有する。現像装置34の詳細は後に説明する。転写ステーション22は、感光体12の外周面に形成された可視像を紙やフィルムなどのシート38に転写する転写装置36を有する。実施形態では、転写装置36は円筒形状のローラとして表されているが、他の形態の転写装置(例えば、ワイヤ放電式転写装置)も使用できる。クリーニングステーション24は、転写ステーション22でシート38に転写されることなく感光体12の外周面に残留する未転写トナーを感光体12の外周面から回収するクリーニング装置40を有する。クリーニング装置40は板状のクリーニングブレードが使用される。
The charging
このような構成を備えた画像形成装置1の画像形成時、感光体12はモータ(図示せず)の駆動に基づいて時計周り方向に回転する。このとき、帯電ステーション16を通過する感光体外周部分は、帯電装置26で所定の電位に帯電される。帯電された感光体外周部分は、露光ステーション18で画像光30が露光されて静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体12の回転と共に現像ステーション20に搬送され、そこで現像装置34によって現像剤像として可視像化される。可視像化された現像剤像は、感光体12の回転と共に転写ステーション22に搬送され、そこで転写装置36によりシート38に転写される。現像剤像が転写されたシート38は図示しない定着ステーションに搬送され、そこでシート38に現像剤像が固定される。転写ステーション22を通過した感光体外周部分はクリーニングステーション24に搬送され、そこでシート38に転写されることなく感光体12の外周面に残存する現像剤が回収される。
When the
〔2.現像装置〕
現像装置34は、第1の成分粒子である非磁性トナーと第2の成分粒子である磁性キャリアを含む2成分現像剤と以下に説明する種々の部材を収容する現像槽(ハウジング)42を備えている。図面を簡略化することで発明の理解を容易にするため、現像槽42の一部は削除してある。現像槽42は感光体12に向けて開放された一連の開口部(44、52)を備えており、この開口部44の近傍に形成された空間46にトナー搬送部材(第2の搬送部材)である現像ローラ48が設けてある。現像ローラ48は、円筒状の部材(第2の回転円筒体)であり、感光体12と平行に且つ感光体12の外周面と所定の現像ギャップ50を介して、回転可能に配置されている。
[2. Development device]
The developing
現像ローラ48は、アルミやステンレス等の金属材料からなる導電性ローラであっても、当該導電性ローラに酸化処理を施したものであっても、または当該導電性ローラ基体上に表面層を有するものであってもよい。表面層としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂およびフッ素樹脂等の樹脂コート層、ならびにシリコーンゴム、ウレタンゴム、二トリルゴム、天然ゴムおよびイソプレンゴム等のゴムコート層が挙げられる。そのような表面層の内部または最表面には導電剤が添加されていても良い。導電剤としては、電子導電剤およびイオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラックや、金属粉、金属酸化物の微粒子等が挙げられるが、これらに制限されるものではない。イオン導電剤としては、例えば、四級アンモニウム塩等のカチオン性化合物や、両性化合物、その他イオン性高分子材料が挙げられるが、これらに制限されるものではない。
The developing
現像ローラ48の背後には、開口部としての別の空間52が形成されている。空間52には、現像剤搬送部材(第1の搬送部材)である搬送ローラ54が、現像ローラ48と平行に且つ現像ローラ48の外周面と所定の供給回収ギャップ56を介して配置されている。搬送ローラ54は、回転不能に固定された磁石体58と、磁石体58の周囲を回転可能に支持された円筒スリーブ60(第1の回転円筒体)を有する。スリーブ60の上方には、現像槽42に固定され、スリーブ60の中心軸と平行に伸びる規制板62が、所定の規制ギャップ64を介して対向配置されている。
Behind the developing
磁石体58は、搬送ローラ54の内面に対向し、搬送ローラ54の中心軸方向に伸びる、複数の磁極を有する。実施形態では、複数の磁極は、規制板62の近傍にある搬送ローラ54の上部内周面部分に対向する磁極S1、供給回収ギャップ56の近傍にある搬送ローラ54の左側内周面部分に対向する磁極N1、搬送ローラ54の下部内周面部分に対向する磁極S2、搬送ローラ54の右側内周面部分に対向する、2つの隣接する同極性の磁極N2,N3を含む。
The
搬送ローラ54の背後には、現像剤撹拌室66が形成されている。撹拌室66は、搬送ローラ54の近傍に形成された前室68と搬送ローラ54から離れた後室70を有する。前室68には図面の表面から裏面に向かって現像剤を攪拌しながら搬送する前攪拌搬送部材である前スクリュー72が回転可能に配置され、後室70には図面の裏面から表面に向かって現像剤を攪拌しながら搬送する後攪拌部材搬送部材である後スクリュー74が回転可能に配置されている。図示するように、前室68と後室70は、両者の間に設けた隔壁76で分離してもよい。この場合、前室68と後室70の両端近傍にある隔壁部分は除かれて連絡通路が形成されており、前室68の下流側端部に到達した現像剤が連絡通路を介して後室70へ送り込まれ、また後室70の下流側端部に到達した現像剤が連絡通路を介して前室68に送り込まれるようにしてある。
A
このように構成された現像装置34の動作を説明する。画像形成時、図示しないモータの駆動に基づいて、現像ローラ48とスリーブ60はそれぞれ矢印78,80方向に回転する。前スクリュー72は矢印82方向に回転し、後スクリュー74は矢印84方向に回転する。これにより、現像剤撹拌室66に収容されている現像剤2は、前室68と後室70を循環搬送されながら、攪拌される。その結果、現像剤に含まれるトナーとキャリアが摩擦接触し、互いに逆の極性に帯電される。実施形態では、キャリアは正極性、トナーは負極性に帯電されるものとする。図2に示すように、キャリア4はトナー6に比べて相当大きい。そのため、正極性に帯電したキャリア4の周囲に、負極性に帯電したトナー6が、主として両者の電気的な吸引力に基づいて付着している。
The operation of the developing
図1に戻り、帯電された現像剤2は、前スクリュー72によって前室68を搬送される過程で搬送ローラ54に供給される。前スクリュー72から搬送ローラ54に供給された現像剤2は、磁極N3の近傍で、磁極N3の磁力によって、スリーブ60の外周面に保持される。スリーブ60に保持された現像剤2は、磁石体58によって形成された磁力線に沿って磁気ブラシを構成しており、スリーブ60の回転に基づいて反時計周り方向に搬送される。規制板62の対向領域(規制領域86)で磁極S1に保持されている現像剤2は、規制板62により、規制ギャップ64を通過する量が所定量に規制される。規制ギャップ64を通過した現像剤2は、磁極N1が対向する、現像ローラ48と搬送ローラ54が対向する領域(供給回収領域)88に搬送される。後に詳細に説明するように、供給回収領域88のうち、主にスリーブ60の回転方向に関して上流側の領域(供給領域)90では、現像ローラ48とスリーブ60との間に形成された電界の存在により、キャリア4に付着しているトナー6が現像ローラ48に電気的に供給される。また、供給回収領域88のうち、主にスリーブ60の回転方向に関して下流側の領域(回収領域)92では、後に説明するように、現像に寄与することなく供給回収領域88に送り戻された現像ローラ48上のトナーが、磁極N1の磁力線に沿って形成されている磁気ブラシに掻き取られてスリーブ60に回収される。キャリア4は磁石体58の磁力によってスリーブ60の外周面に保持されており、スリーブ60から現像ローラ48に移動することはない。供給回収領域88を通過した現像剤2は、磁石体58の磁力に保持され、スリーブ60の回転と共に磁極S2の対向部を通過して磁極N2とN3の対向領域(放出領域94)に到達すると、磁極N2とN3によって形成される反発磁界によってスリーブ60の外周面から前室68に放出され、前室68を搬送されている現像剤2に混合される。
Returning to FIG. 1, the charged
供給領域90で現像ローラ48に保持されたトナー6は、現像ローラ48の回転と共に反時計周り方向に搬送され、感光体12と現像ローラ48が対向する領域(現像領域)96で、感光体12の外周面に形成されている静電潜像画像部に付着する。実施形態の画像形成装置では、感光体12の外周面は帯電装置26で負極性の所定の電位VHが付与され、露光装置28で画像光30が投射された静電潜像画像部が所定の電位VLまで減衰し、露光装置28で画像光30が投射されていない静電潜像非画像部はほぼ帯電電位VHを維持している。したがって、現像領域96では、感光体12と現像ローラ48との間に形成されている電界の作用を受けて、負極性に帯電したトナー6が静電潜像画像部に付着し、この静電潜像を現像剤像として可視像化する。
The
このようにして現像剤2からトナー6が消費されると、消費された量に見合う量のトナーが現像剤2に補給されることが好ましい。そのために、現像装置34は、現像槽42に収容されているトナーとキャリアの混合比を測定する手段を備えている。また、後室70の上方にはトナー補給部98が設けてある。トナー補給部98は、トナーを収容するための容器100を有する。容器100の底部には開口部102が形成されており、この開口部102に補給ローラ104が配置されている。補給ローラ104は図示しないモータに駆動連結されており、トナーとキャリアの混合比を測定する手段の出力に基づいてモータが駆動し、トナーが後室70に落下補給するようにしてある。
When the
〔3.電界形成手段〕
供給領域90でスリーブ60から現像ローラ48にトナー6を効率的に移動させるために、現像ローラ48とスリーブ60は電界形成装置110と電気的に接続されている。電界形成装置110は、搬送ローラと現像ローラとの間に第1の電界を形成して、搬送ローラが保持している現像剤からトナーを現像ローラに移動・分離させる第1の電界形成手段と、現像ローラと感光体との間に第2の電界を形成して、現像ローラが保持している上記を感光体の静電潜像に移動させて静電潜像を可視像化する第2の電界形成手段とからなっている。第1および第2の電界形成手段を構成する電源の具体例が図3A〜図7に示してある。
[3. Electric field forming means]
In order to efficiently move the
図3Aに示す実施形態1の電界形成装置110は、現像ローラ48に接続された第1の電源112(第2の電界形成手段に相当する)とスリーブ60に接続された第2の電源114(第1の電界形成手段に相当する)を有する。第1の電源112は、現像ローラ48とグランド116との間に接続された直流電源118を有し、トナー6の帯電極性と同一極性の第1の直流電圧VDC1(例えば、−200ボルト)を現像ローラ48に印加している。第2の電源114は、スリーブ60とグランド116との間に接続された直流電源120を有し、トナー6の帯電極性と同一極性で且つ第1の直流電圧よりも高圧の第2の直流電圧VDC2(例えば、−400ボルト)をスリーブ60に印加する。この結果、供給領域90では、現像ローラ48とスリーブ60との間に形成された直流電界の作用を受けて、負極性に帯電しているトナー6がスリーブ60から現像ローラ48に電気的に吸引される。このとき、正極性に帯電しているキャリア4は、スリーブ60から現像ローラ48に吸引されることはない。また、現像領域96では、現像ローラ48に保持されている負極性トナーが、図3Bに示すように、現像ローラ48(VDC1:−200ボルト)と静電潜像画像部(VL:−80ボルト)との電位差に基づき、静電潜像画像部に付着する。このとき、負極性トナーは、現像ローラ48(VDC1:−200ボルト)と静電潜像非画像部(VH:−600ボルト)との電位差により、静電潜像非画像部に付着することはない。
The electric
実施形態2に係る図4Aの電界形成装置122において、第1の電源124(第2の電界形成手段に相当する)は、実施形態1の電源と同様に、現像ローラ48とグランド126との間に接続された直流電源128を有し、トナー6の帯電極性と同一極性の第1の直流電圧VDC1(例えば、−200ボルト)を現像ローラ48に印加している。第2の電源130(第1の電界形成手段に相当する)は、スリーブ60とグランド126との間に直流電源132と交流電源134を有する。直流電源132は、トナー6の帯電極性と同一極性で且つ第1の直流電圧よりも高圧の第2の直流電圧VDC2(例えば、−400ボルト)をスリーブ60に印加している。図4Bに示すように、交流電源134は、スリーブ60とグランド126との間にピーク・ツー・ピーク電圧VP−Pが例えば300ボルトの交流電圧VACを印加する。その結果、供給領域90では、現像ローラ48とスリーブ60との間に形成された脈流電界の作用を受けて、負極性に帯電しているトナー6がスリーブ60から現像ローラ48に電気的に吸引される。このとき、正極性に帯電しているキャリア4は、スリーブ60の内部の固定磁石の磁力によってスリーブ60に保持され、現像ローラ48に供給されることはない。また、現像領域96では、現像ローラ48に保持されている負極性トナーは、現像ローラ48(VDC1:−200ボルト)と静電潜像画像部(VL:−80ボルト)との電位差に基づき、静電潜像画像部に付着する。
In the electric
図5Aに示す電界形成装置136において、第1の電源138(第2の電界形成手段に相当する)は、現像ローラ48とグランド140との間に直流電源142と交流電源144を有する。直流電源142は、トナー6の帯電極性と同一極性の第1の直流電圧VDC1(例えば、−200ボルト)をスリーブ60および現像ローラ48に印加する。交流電源144は、スリーブ60および現像ローラ48とグランド146との間に振幅(ピーク・ツー・ピーク電圧)VP−Pが例えば1,600ボルトの交流電圧VACを印加する。第2の電源146(第1の電界形成手段に相当する)は、現像ローラ48と交流電源144との間の端子148とスリーブ60との間に接続された直流電源150を有する。直流電源150は、所定の直流電圧VDC2を出力することができ、陽極が端子148、陰極がスリーブ60に接続されており、これにより、スリーブ60が現像ローラ48に対して負極性にバイアスされている(図5B参照)。したがって、供給領域90では、現像ローラ48とスリーブ60との間に形成された脈流電界の作用を受けて、負極性に帯電しているトナー6がスリーブ60から現像ローラ48に電気的に吸引される。また、現像領域96では、現像ローラ48上の負極性トナーが、現像ローラ48(VDC1:−200ボルト)と静電潜像画像部(VL:−80ボルト)との電位差に基づき、静電潜像画像部に付着する。
In the electric
図6に示す電界形成装置152は、図3Aに示す実施形態1の電界形成装置110において、第1の電源112と第2の電源114にそれぞれ交流電源154、156を追加したものである。交流電源154,156の出力電圧はVAC1,VAC2である。電圧VAC1,VAC2は同一であってもよいし、違ってもよい。図7に示す電界形成装置158は、図3Aに示す実施形態の電源において、第1の電源112に交流電源160を追加したものである。交流電源160の出力電圧はVACである。これらの形態の電界形成装置152,158も、電界形成装置110,122,136と同様に、現像ローラ48とスリーブ60との間に形成された脈流電界の作用を受けて、供給領域90では負極性に帯電しているトナー6をスリーブ60から現像ローラ48に供給し、現像領域96では負極性に帯電しているトナー6を現像ローラ48から静電潜像画像部(VL:−80ボルト)との電位差に基づき、静電潜像画像部に供給する。
The electric
〔4.現像剤〕
本発明において現像剤はトナーとキャリアを主成分とする2成分現像剤であって、特定の大径粒子Aおよび大径粒子Bをさらに含むものである。
[4. Developer)
In the present invention, the developer is a two-component developer mainly composed of a toner and a carrier, and further includes specific large-diameter particles A and large-diameter particles B.
〔大径粒子〕
大径粒子Aはトナーと行動を共にする粒子であって、平均一次粒径100〜850nmを有するものである。トナーと行動を共にするとは、第1の電界形成手段によって搬送ローラが保持している現像剤からトナーを現像ローラに移動・分離させるに際し、トナーと共に現像ローラに移動・分離されることを意味する。そのような大径粒子Aはその後、トナーと共に、第2の電界形成手段によって現像ローラから感光体に移動し、クリーニングブレードと感光体との間隙に供給されるので、静止層が有効に形成され、クリーニング不良を抑制できる。大径粒子Aは全ての粒子がトナーと共に行動しなければならないというわけではなく、現像剤に含まれる大径粒子Aのうち50%を越えるものがトナーと共に行動すればよい。大径粒子Aが小さすぎると、クリーニングブレードと感光体との間をすり抜けやすくなるためクリーニングの効果が不十分となり画像ノイズが発生する。一方で、大きすぎると、繰り返し画像形成を行った場合に、ブレードクリーニング時や押圧転写時に感光体に傷をつけ易くなり、そのため、クリーニングブレードにも傷がはいり、拭き残し等のクリーニング不良が発生する。
[Large particle]
The large particle A is a particle that acts together with the toner and has an average primary particle size of 100 to 850 nm. To act together with the toner means that when the toner is moved / separated from the developer held by the conveying roller to the developing roller by the first electric field forming unit, the toner is moved / separated together with the toner to the developing roller. . Such large-diameter particles A are then moved together with the toner from the developing roller to the photosensitive member by the second electric field forming unit and supplied to the gap between the cleaning blade and the photosensitive member, so that a static layer is effectively formed. , Cleaning defects can be suppressed. Not all the large-diameter particles A must act together with the toner, but more than 50% of the large-diameter particles A contained in the developer may act together with the toner. If the large-diameter particles A are too small, the cleaning blade and the photosensitive member are easily slipped through, so that the cleaning effect is insufficient and image noise occurs. On the other hand, if it is too large, it becomes easy to scratch the photoconductor during blade cleaning or press transfer when repeated image formation is performed, so that the cleaning blade is also scratched and defective cleaning such as unwiping occurs. To do.
そのような大径粒子Aはトナーの帯電極性と同一極性に帯電されるものであり、現像ローラ回転方向に関し供給領域90より下流側であって現像領域96より上流側における現像ローラ上で採取したトナー混合物における含有割合が、初期の現像剤における含有割合よりも、大きくなる粒子である。ここで含有割合とは、大径粒子Aと同様の平均一次粒径範囲内の全大径粒子に対する割合である。
Such large-diameter particles A are charged with the same polarity as the charging polarity of the toner, and are collected on the developing roller on the downstream side of the supply area 90 and on the upstream side of the developing
大径粒子Aは通常、キャリアとの摩擦接触により、トナーの帯電極性と同一極性に帯電される粒子が使用され、本発明においては鉄粉に対するブローオフ帯電量がトナーの帯電極性と同符号であって、絶対値が5〜100μC/gの範囲内であるものが使用できる。
具体的には例えば、キャリアとの摩擦接触により負極性に帯電されるトナーを用いる場合、大径粒子Aは通常、キャリアとの摩擦接触により負極性に帯電される粒子が使用され、例えば鉄粉に対するブローオフ帯電量が−5〜−100μC/gの範囲内であるものが使用できる。そのような負帯電性大径粒子Aとしては、例えば、シリカ、酸化チタン等の無機粒子、ならびに含フッ素アクリル系モノマーまたは/および含フッ素メタクリル系モノマーを含有するポリマー等のフッ素樹脂、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂等の負帯電性熱可塑性樹脂あるいは負帯電性熱硬化性樹脂で構成された有機粒子が使用できる。また樹脂粒子に含有させることによって当該粒子に負帯電性を付与し得る負荷電制御剤を樹脂粒子中に含有させたものを使用してもよい。負荷電制御剤としては、例えば、サリチル酸系またはナフトール系のクロム錯体、アルミニウム錯体、鉄錯体および亜鉛錯体等を使用できる。負荷電制御剤が含有される樹脂として、例えば、アクリル系樹脂、スチレン・アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等が使用できる。さらに粒子の表面をコートすることによって当該粒子に負帯電性を付与し得る負帯電性表面処理剤を粒子表面にコートしたものを使用してもよい。粒子としては特に制限されるものではなく、例えば、正帯電性大径粒子として使用可能な後述の無機粒子および有機粒子が使用できる。負帯電性表面処理剤としては、例えば、前記の負帯電性熱可塑性樹脂あるいは負帯電性熱硬化性樹脂、フッ素系シリコーンオイル等をそのまま、または所望により溶媒に溶解させて使用できる。
The large-diameter particles A are usually particles that are charged to the same polarity as the toner charging polarity by frictional contact with the carrier. In the present invention, the blow-off charge amount with respect to the iron powder has the same sign as the toner charging polarity. Thus, those having an absolute value within the range of 5 to 100 μC / g can be used.
Specifically, for example, when using a toner that is negatively charged by frictional contact with a carrier, the large-diameter particles A are usually particles that are negatively charged by frictional contact with the carrier. A blow-off charge amount with respect to the range of −5 to −100 μC / g can be used. Examples of such negatively chargeable large-diameter particles A include inorganic particles such as silica and titanium oxide, fluorine resins such as polymers containing fluorine-containing acrylic monomers and / or fluorine-containing methacrylic monomers, polyethylene, and the like. Organic particles composed of a negatively chargeable thermoplastic resin such as a polyolefin resin, a silicone resin, or a polyester resin or a negatively chargeable thermosetting resin can be used. Moreover, you may use what contained the negative charge control agent which can provide the negative chargeability to the said particle | grain by making it contain in the resin particle in the resin particle. As the negative charge control agent, for example, salicylic acid-based or naphthol-based chromium complexes, aluminum complexes, iron complexes, zinc complexes, and the like can be used. Examples of the resin containing the negative charge control agent include acrylic resins, styrene / acrylic resins, and silicone resins. Further, a particle surface coated with a negatively chargeable surface treating agent capable of imparting negative chargeability to the particle by coating the particle surface may be used. The particles are not particularly limited, and for example, inorganic particles and organic particles described later that can be used as positively chargeable large-diameter particles can be used. As the negatively chargeable surface treating agent, for example, the negatively chargeable thermoplastic resin, the negatively chargeable thermosetting resin, the fluorine-based silicone oil or the like can be used as it is or after being dissolved in a solvent as desired.
また例えば、キャリアとの摩擦接触により正極性に帯電されるトナーを用いる場合、大径粒子Aは通常、キャリアとの摩擦接触により正極性に帯電される粒子が使用され、例えば鉄粉に対するブローオフ帯電量が+5〜+100μC/gの範囲内であるものが使用できる。そのような正帯電性大径粒子Aとしては、例えば、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、アルミナ等の無機粒子、ならびに含窒素樹脂、アクリル樹脂等の正帯電性熱可塑性樹脂あるいは正帯電性熱硬化性樹脂で構成された有機粒子が使用できる。含窒素樹脂として、例えば、アクリル酸2−ジメチルアミノエチル、アクリル酸2−ジエチルアミノエチル、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸2−ジエチルアミノエチル、ビニルピリジン、N−ビニルカルバゾールおよびビニルイミダゾール等からなる群から選択される1種類以上の含窒素モノマーをモノマーとして含有するポリマー、ベンゾグァナミン樹脂、ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等が使用できる。また樹脂粒子に含有させることによって当該粒子に正帯電性を付与し得る正荷電制御剤を樹脂粒子中に含有させたものを使用してもよい。正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、四級アンモニウム塩等を使用できる。正荷電制御剤が含有される樹脂として、例えば、アクリル系樹脂、スチレン・アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等が使用できる。さらに粒子の表面をコートすることによって当該粒子に正帯電性を付与し得る正帯電性表面処理剤を粒子表面にコートしたものを使用してもよい。粒子としては特に制限されるものではなく、例えば、負帯電性大径粒子として使用可能な前記の無機粒子および有機粒子が使用できる。正帯電性表面処理剤としては、例えば、前記の正帯電性熱可塑性樹脂あるいは正帯電性熱硬化性樹脂、ならびにアミノ基、ニトリル基またはイソシアネート基を有する公知の表面処理剤をそのまま、または所望により溶媒に溶解させて使用できる。公知の表面処理剤として、例えば、ウレタン変性樹脂およびアクリロニトリル樹脂等の合成樹脂、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、アミノシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシランおよびN−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、ならびにアミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル等が使用できる。 For example, when using toner that is positively charged by frictional contact with the carrier, the large-diameter particles A are usually particles that are positively charged by frictional contact with the carrier. An amount in the range of +5 to +100 μC / g can be used. Examples of such positively chargeable large-diameter particles A include inorganic particles such as strontium titanate, barium titanate, calcium titanate, and alumina, and positively chargeable thermoplastic resins such as nitrogen-containing resins and acrylic resins, or positive particles. Organic particles composed of a chargeable thermosetting resin can be used. Examples of the nitrogen-containing resin include 2-dimethylaminoethyl acrylate, 2-diethylaminoethyl acrylate, 2-dimethylaminoethyl methacrylate, 2-diethylaminoethyl methacrylate, vinylpyridine, N-vinylcarbazole, and vinylimidazole. A polymer containing at least one nitrogen-containing monomer selected from the group as a monomer, a benzoguanamine resin, a nylon resin, a polyimide resin, a polyamide resin, or the like can be used. Moreover, you may use what contained the positive charge control agent which can provide the positive charging property to the said particle | grain by making it contain in the resin particle in the resin particle. As the positive charge control agent, for example, nigrosine dye, quaternary ammonium salt and the like can be used. As the resin containing the positive charge control agent, for example, an acrylic resin, a styrene / acrylic resin, a silicone resin, or the like can be used. Furthermore, what coat | covered the surface of the particle | grain with the positively chargeable surface treating agent which can provide the positive chargeability to the said particle | grain by coating the particle | grain surface may be used. The particles are not particularly limited, and for example, the inorganic particles and organic particles that can be used as negatively chargeable large-diameter particles can be used. As the positively chargeable surface treatment agent, for example, the above-mentioned positively chargeable thermoplastic resin or positively chargeable thermosetting resin and a known surface treatment agent having an amino group, a nitrile group or an isocyanate group may be used as they are or as desired. It can be used by dissolving in a solvent. Examples of known surface treating agents include synthetic resins such as urethane-modified resins and acrylonitrile resins, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, aminosilane, Silane coupling agents such as γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane and N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane In addition, silicone oils such as amino-modified silicone oils can be used.
大径粒子Bはキャリアと行動を共にする粒子であって、平均一次粒径100〜850nmを有するものである。キャリアと行動を共にするとは、第1の電界形成手段によって搬送ローラが保持している現像剤からトナーを現像ローラに移動・分離させるに際し、キャリアと共に搬送ローラ側に残ることを意味する。そのため大径粒子Bはキャリアへのトナースペントを有効に防止でき、たとえキャリアへのトナースペントが起こったとしても当該大径粒子Bがキャリア表面に保持されてキャリアのトナー帯電を促進する。その結果、キャリアのトナー帯電能力の低下を抑制でき、長期的に安定したトナー帯電を行うことができる。大径粒子Bは全ての粒子がキャリアと共に行動しなければならないというわけではなく、現像剤に含まれる大径粒子Bのうち50%を越えるものがキャリアと共に行動すればよい。大径粒子Bが小さすぎると、トナーから離脱しにくく、キャリアへ付着する大径粒子Bの量が少ないため、キャリアのトナー帯電能力低下を十分に抑制できない。一方で、大きすぎると、大径粒子がキャリアに付着しにくく、キャリアのトナー帯電能力低下を抑制する効果が十分に得られない。 The large particle B is a particle that acts together with a carrier and has an average primary particle size of 100 to 850 nm. Cooperating with the carrier means that when the toner is moved / separated from the developer held by the conveying roller to the developing roller by the first electric field forming unit, the toner remains with the carrier on the conveying roller side. Therefore, the large particle B can effectively prevent toner spent on the carrier, and even if toner spent on the carrier occurs, the large particle B is held on the carrier surface and promotes toner charging of the carrier. As a result, it is possible to suppress a decrease in the toner charging ability of the carrier and to perform stable toner charging for a long period of time. Not all the large-sized particles B must act with the carrier, but more than 50% of the large-sized particles B contained in the developer may act with the carrier. If the large particle B is too small, it is difficult to detach from the toner, and the amount of the large particle B adhering to the carrier is small, so that a decrease in the toner charging ability of the carrier cannot be sufficiently suppressed. On the other hand, if it is too large, the large-diameter particles are difficult to adhere to the carrier, and the effect of suppressing a decrease in the toner charging ability of the carrier cannot be obtained sufficiently.
そのような大径粒子Bはトナーの帯電極性とは逆極性に帯電されるものであり、現像ローラ回転方向に関し供給領域90より下流側であって現像領域96より上流側における現像ローラ上で採取したトナー混合物における含有割合が、初期の現像剤における含有割合よりも、小さくなる粒子である。ここで含有割合とは、大径粒子Bと同様の平均一次粒径範囲内の全大径粒子に対する割合である。
Such large-diameter particles B are charged with a polarity opposite to the charging polarity of the toner, and are collected on the developing roller on the downstream side of the supply region 90 and on the upstream side of the developing
大径粒子Bは通常、キャリアとの摩擦接触により、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電される粒子が使用され、本発明においては鉄粉に対するブローオフ帯電量がトナーの帯電極性と逆符号であって、絶対値が5〜100μC/gの範囲内であるものが使用できる。
具体的には例えば、キャリアとの摩擦接触により負極性に帯電されるトナーを用いる場合、大径粒子Bは通常、キャリアとの摩擦接触により正極性に帯電される粒子が使用され、例えば鉄粉に対するブローオフ帯電量が+5〜+100μC/gの範囲内であるものが使用できる。そのような正帯電性大径粒子Bとしては、正帯電性大径粒子Aとして例示した同様の粒子が使用できる。
The large-diameter particles B are usually particles that are charged to the opposite polarity to the charging polarity of the toner by frictional contact with the carrier. In the present invention, the blow-off charge amount with respect to the iron powder is opposite to the charging polarity of the toner. And what has an absolute value within the range of 5-100microC / g can be used.
Specifically, for example, when using a toner that is negatively charged by frictional contact with a carrier, the large particle B is usually a particle that is positively charged by frictional contact with the carrier. Those having a blow-off charge amount with respect to the range of +5 to +100 μC / g can be used. As such positively chargeable large diameter particles B, the same particles exemplified as the positively chargeable large diameter particles A can be used.
また例えば、キャリアとの摩擦接触により正極性に帯電されるトナーを用いる場合、大径粒子Bは通常、キャリアとの摩擦接触により負極性に帯電される粒子が使用され、例えば鉄粉に対するブローオフ帯電量が−5〜−100μC/gの範囲内であるものが使用できる。そのような負帯電性大径粒子Bとしては、負帯電性大径粒子Aとして例示した同様の粒子が使用できる。 In addition, for example, when using toner that is charged to positive polarity by frictional contact with a carrier, the large particle B is usually particles that are negatively charged by frictional contact with the carrier, for example, blow-off charging to iron powder. Those having an amount in the range of -5 to -100 μC / g can be used. As such negatively chargeable large diameter particles B, the same particles exemplified as the negatively chargeable large diameter particles A can be used.
大径粒子Aおよび大径粒子Bの含有量はそれぞれ、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、それらの合計含有量はトナーに対して1〜5重量%、特に1〜4重量%であることが好ましい。大径粒子Aおよび大径粒子Bの含有比率(A:B)は通常、4:6〜6:4である。 The contents of the large particle A and the large particle B are not particularly limited as long as the object of the present invention is achieved, and the total content thereof is 1 to 5% by weight, particularly 1 to 4% by weight based on the toner. % Is preferred. The content ratio (A: B) of the large particle A and the large particle B is usually from 4: 6 to 6: 4.
図2を参照して具体的に説明すると、本発明の画像形成装置及び現像装置に使用される現像剤2は、トナー6とキャリア4の他に、トナーと行動を共にする大径粒子A(7)およびキャリアと行動を共にする大径粒子B(8)を含む。実施の形態において、大径粒子A(7)および大径粒子B(8)は、トナー6の外周面に保持されており、トナー補給部98からトナー6と共に補給される。
Specifically, with reference to FIG. 2, the
画像形成時、大径粒子A(7)および大径粒子B(8)はトナー6やキャリア4とともに、現像槽42の中を搬送された後、スリーブ60に保持されて規制領域86、供給回収領域88、放出領域94を移動する。この搬送過程で、トナー6の表面に保持されている大径粒子B(8)は、供給回収領域88の電界中に置かれると、トナー6に作用する電気的な力とは逆の方向の電気的な力を受けてトナー6の外周面から離脱する。離脱した大径粒子B(8)は、該分離した大径粒子B(8)とキャリア4との間に作用するストレスによってキャリア4の外周面に保持される又は打ち込まれる。キャリア4の外周面の一部又は全体がスペントで覆われている場合、大径粒子B(8)はスペントに打ち込まれる。キャリア4の外周面に保持され又は打ち込まれた大径粒子B(8)は、トナー6との摩擦接触によりトナー6と逆の極性に帯電する。実施形態では、トナー6は負極性に帯電されるため、大径粒子B(8)は正極性に帯電される。その結果、大径粒子B(8)が打ち込まれたキャリア4は、たとえその外周面の少なくとも一部がスペントに被覆されていても、スペントの無い状態と同様の荷電性を維持し、トナー6を所定の極性に帯電する。
At the time of image formation, the large-diameter particles A (7) and the large-diameter particles B (8) are transported through the developing
上述のように、大径粒子B(8)は、トナー6と逆の極性に帯電される。そのため、供給回収領域88では、現像ローラ48とスリーブ60の間に形成される電界に基づいてトナー6はスリーブ60から現像ローラ48に移動する。また、トナー6から分離した大径粒子B(8)は、供給領域90でトナー6が奪われることによって比較的キャリアリッチとなっている現像剤のキャリア表面に素早く保持されて、トナー6と共に現像ローラ48に供給されることがない、または現像ローラ6に供給されるとしてもその量は極めて僅かである。
As described above, the large-diameter particle B (8) is charged with a polarity opposite to that of the
一方、トナー6の表面に保持されている大径粒子A(7)は、供給回収領域88の電界中に置かれると、トナー6に作用する電気的な力と同方向の電気的な力を受けて、トナー6と共にスリーブ60から現像ローラ48に移動する。その後、大径粒子A(7)はトナー6と共に現像ローラ48に保持されて現像領域96まで搬送されると、現像領域96では、感光体12と現像ローラ48との間に形成されている電界の作用を受けて、負極性に帯電したトナー6と共に静電潜像画像部に付着し、静電潜像が可視像化される。このとき、大径粒子A(7)は感光体に達するので、クリーニングブレードと感光体との間隙に供給されて、静止層が有効に形成される。
On the other hand, when the large-diameter particle A (7) held on the surface of the
なお、実施形態では、トナー6とキャリア4との摩擦接触によりトナー6は負極性、キャリア4は正極性に帯電される。また、大径粒子A(7)は負極性に帯電し、大径粒子B(8)は正極性に帯電する。本発明に用いるトナー、キャリア、大径粒子A(7)および大径粒子B(8)の帯電性は、そのような組み合わせに限るものでない。具体的に、トナー6とキャリア4との摩擦接触によりトナー6は正極性、キャリア4は負極性に帯電され、大径粒子A(7)は正極性、大径粒子B(8)は負極性に帯電する組み合わせも考えられる。
In the embodiment, the
〔5.具体的な材料〕
トナー、キャリア、および現像剤に含まれる他の粒子の具体的な材料を説明する。
[5. Specific materials)
Specific materials of other particles contained in the toner, carrier, and developer will be described.
〔トナー〕
トナーには、画像形成装置で従来から一般に使用されている公知のトナーを使用できる。トナー粒径は、例えば約3〜15μmである。バインダー樹脂中に着色剤を含有させたトナー、荷電制御剤や離型剤を含有するトナー、表面に添加剤を保持するトナーも使用できる。
〔toner〕
As the toner, a known toner that has been conventionally used in an image forming apparatus can be used. The toner particle size is, for example, about 3 to 15 μm. A toner containing a colorant in a binder resin, a toner containing a charge control agent or a release agent, and a toner holding an additive on the surface can also be used.
トナーは、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法等の公知の方法で製造できる。 The toner can be produced by a known method such as a pulverization method, an emulsion polymerization method, or a suspension polymerization method.
〔バインダー樹脂〕
トナーに使用されるバインダー樹脂は、限定的ではないが、例えば、スチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体、例えばスチレン・アクリル系樹脂)、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、またはそれらの樹脂を任意に混ぜ合わせたものである。バインダー樹脂は、軟化温度が約80〜160℃の範囲、ガラス転移点が約50〜75℃の範囲であることが好ましい。
[Binder resin]
The binder resin used in the toner is not limited, but for example, styrene resin (monopolymer or copolymer containing styrene or styrene-substituted product, such as styrene / acrylic resin), polyester resin, epoxy resin , Vinyl chloride resin, phenol resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyurethane resin, silicone resin, or any mixture of these resins. The binder resin preferably has a softening temperature in the range of about 80 to 160 ° C and a glass transition point in the range of about 50 to 75 ° C.
〔着色剤〕
着色剤は、公知の材料、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができる。着色剤の添加量は、一般に、バインダー樹脂100重量部に対して、2〜20重量部であることが好ましい。
[Colorant]
For the colorant, a known material such as carbon black, aniline black, activated carbon, magnetite, benzine yellow, permanent yellow, naphthol yellow, phthalocyanine blue, first sky blue, ultramarine blue, rose bengal, lake red, etc. should be used. Can do. In general, the addition amount of the colorant is preferably 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
〔荷電制御剤〕
荷電制御剤は、従来から荷電制御剤として知られている材料が使用できる。具体的に、正極性に帯電するトナーには、例えばニグロシン系染料、4級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂が荷電制御剤として使用できる。負極性に帯電するトナーには、Cr、Co、Al、Fe等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物が荷電制御剤として使用できる。荷電制御剤は、バインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の割合で用いることが好ましい。
[Charge control agent]
As the charge control agent, materials conventionally known as charge control agents can be used. Specifically, for the positively charged toner, for example, nigrosine dyes, quaternary ammonium salt compounds, triphenylmethane compounds, imidazole compounds, and polyamine resins can be used as charge control agents. For the negatively charged toner, metal-containing azo dyes such as Cr, Co, Al, and Fe, salicylic acid metal compounds, alkyl salicylic acid metal compounds, and curixarene compounds can be used as charge control agents. The charge control agent is preferably used at a ratio of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
離型剤は、従来から離型剤として使用されている公知のものを使用できる。離型剤の材料には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス、又はそれらを適宜組み合わせた混合物が用いられる。離型剤は、バインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の割合で用いることが好ましい。 As the release agent, a known release agent conventionally used as a release agent can be used. As the material for the release agent, for example, polyethylene, polypropylene, carnauba wax, sazol wax, or a mixture of them as appropriate is used. The release agent is preferably used at a ratio of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
〔その他の添加剤〕
その他、現像剤の流動化を促進する流動化剤を添加してもよい。流動化剤には、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子が使用できる。特にシランカップリング剤、チタンカップリング剤、およびシリコーンオイル等で疎水化した材料を用いるのが好ましい。流動化剤は、トナー100重量部に対して、0.1〜5重量部の割合で添加させることが好ましい。これら添加剤の個数平均一次粒径は9〜100nm、特に9〜100nm未満であることが好ましい。
[Other additives]
In addition, a fluidizing agent that promotes fluidization of the developer may be added. As the fluidizing agent, for example, inorganic fine particles such as silica, titanium oxide, and aluminum oxide, and resin fine particles such as acrylic resin, styrene resin, silicone resin, and fluorine resin can be used. In particular, it is preferable to use a material hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, silicone oil, or the like. The fluidizing agent is preferably added at a ratio of 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner. The number average primary particle size of these additives is preferably 9 to 100 nm, particularly preferably 9 to less than 100 nm.
〔キャリア〕
キャリアは、従来から一般に使用されている公知のキャリアを使用できる。バインダー型キャリアやコート型キャリアのいずれを用いてもよい。キャリア粒径は、限定的ではないが、約15〜100μmが好ましい。
[Carrier]
As the carrier, a known carrier that has been generally used can be used. Either a binder type carrier or a coat type carrier may be used. The carrier particle size is not limited, but is preferably about 15 to 100 μm.
バインダー型キャリアは、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散させたものであり、表面に正極性または負極性に帯電する微粒子又はコーティング層を有するものが使用できる。バインダー型キャリアの極性等の帯電特性は、バインダー樹脂の材質、帯電性微粒子、表面コーティング層の種類によって制御できる。 The binder type carrier is obtained by dispersing magnetic fine particles in a binder resin, and those having fine particles or a coating layer charged positively or negatively on the surface can be used. The charging characteristics such as the polarity of the binder type carrier can be controlled by the material of the binder resin, the chargeable fine particles, and the type of the surface coating layer.
バインダー型キャリアに用いられるバインダー樹脂としては、ポリスチレン系樹脂に代表されるビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂、フェノール樹脂やシリコーン樹脂等の硬化性樹脂が例示される。 Binder resins used in binder-type carriers include thermoplastic resins such as vinyl resins, polyester resins, nylon resins, polyolefin resins such as polystyrene resins, and curable resins such as phenol resins and silicone resins. Illustrated.
バインダー型キャリアの磁性体微粒子としては、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属(Mn、Ni、Mg、Cu等)を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を用いることができる。キャリアの形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合には、鉄系の強磁性微粒子を用いることが好ましい。化学的な安定性を考慮すると、マグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトの強磁性微粒子を用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を適宜選択することにより、所望の磁化を有する磁性樹脂キャリアを得ることができる。磁性体微粒子は磁性樹脂キャリア中に50〜90重量%の量で添加することが適当である。 Magnetic fine particles of the binder type carrier include spinel ferrite such as magnetite and gamma iron oxide, and magnets such as spinel ferrite and barium ferrite containing one or more metals other than iron (Mn, Ni, Mg, Cu, etc.). Plumbite type ferrite, iron or alloy particles having an oxide layer on the surface can be used. The shape of the carrier may be granular, spherical, or needle-shaped. In particular, when high magnetization is required, it is preferable to use iron-based ferromagnetic fine particles. In consideration of chemical stability, it is preferable to use ferromagnetic fine particles of magnetoplumbite type ferrite such as spinel ferrite and barium ferrite containing magnetite and gamma iron oxide. A magnetic resin carrier having a desired magnetization can be obtained by appropriately selecting the type and content of the ferromagnetic fine particles. The magnetic fine particles are suitably added in an amount of 50 to 90% by weight in the magnetic resin carrier.
バインダー型キャリアの表面コート材としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられる。これらの樹脂をキャリア表面にコートし硬化させてコート層を形成することにより、キャリアの電荷付与能力を向上できる。 Silicone resin, acrylic resin, epoxy resin, fluorine resin, etc. are used as the surface coating material for the binder type carrier. The charge imparting ability of the carrier can be improved by coating and curing these resins on the carrier surface to form a coat layer.
バインダー型キャリアの表面への帯電性微粒子あるいは導電性微粒子の固着は、例えば、磁性樹脂キャリアと微粒子とを均一混合し、磁性樹脂キャリアの表面にこれら微粒子を付着させた後、機械的・熱的な衝撃力を与えることにより微粒子を磁性樹脂キャリア中に打ち込むことで行われる。この場合、微粒子は、磁性樹脂キャリア中に完全に埋設されるのではなく、その一部が磁性樹脂キャリア表面から突出するように固定される。帯電性微粒子には、有機、無機の絶縁性材料が用いられる。具体的に、有機系の絶縁性材料としては、ポリスチレン、スチレン系共重合物、アクリル樹脂、各種アクリル共重合物、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂およびこれらの架橋物などの有機絶縁性微粒子がある。電荷付与能力および帯電極性は、帯電性微粒子の素材、重合触媒、表面処理等に調整できる。無機系の絶縁性材料としては、シリカ、二酸化チタン等の負極性に帯電する無機微粒子や、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等の正極性に帯電する無機微粒子が用いられる。 For example, the charging fine particles or the conductive fine particles can be fixed to the surface of the binder type carrier by, for example, mixing the magnetic resin carrier and the fine particles uniformly and adhering the fine particles to the surface of the magnetic resin carrier. This is done by driving fine particles into the magnetic resin carrier by applying a strong impact force. In this case, the fine particles are not completely embedded in the magnetic resin carrier, but are fixed so that a part thereof protrudes from the surface of the magnetic resin carrier. Organic and inorganic insulating materials are used for the chargeable fine particles. Specifically, organic insulating materials include polystyrene, styrene-based copolymers, acrylic resins, various acrylic copolymers, nylon, polyethylene, polypropylene, fluororesin, and cross-linked products thereof such as organic insulating fine particles. is there. The charge imparting ability and the charge polarity can be adjusted to the material of the chargeable fine particles, the polymerization catalyst, the surface treatment and the like. As the inorganic insulating material, negatively charged inorganic fine particles such as silica and titanium dioxide, and positively charged inorganic fine particles such as strontium titanate and alumina are used.
コート型キャリアは、磁性体からなるキャリアコア粒子を樹脂で被覆したキャリアであり、バインダー型キャリア同様に、キャリア表面に正極性または負極性に帯電する帯電性微粒子を固着することができる。コート型キャリアの極性等の帯電特性は、表面コーティング層の種類や帯電性微粒子の選択により調整できる。コーティング樹脂は、バインダー型キャリアのバインダー樹脂と同様の樹脂が使用可能である。 The coat type carrier is a carrier in which carrier core particles made of a magnetic material are coated with a resin, and like the binder type carrier, chargeable fine particles that are charged positively or negatively can be fixed to the surface of the carrier. The charging characteristics such as the polarity of the coated carrier can be adjusted by selecting the type of the surface coating layer and the electrifying fine particles. As the coating resin, the same resin as the binder resin of the binder type carrier can be used.
トナーとキャリアの混合比は所望のトナー帯電量が得られるよう調整されれば良く、トナー比はトナーとキャリアとの合計量に対して3〜50重量%、好ましくは6〜30重量%が好ましい。 The mixing ratio of the toner and the carrier may be adjusted so as to obtain a desired toner charge amount, and the toner ratio is preferably 3 to 50% by weight, preferably 6 to 30% by weight based on the total amount of the toner and the carrier. .
トナー、キャリア、大径粒子Aおよび大径粒子Bの組合せによるトナー、大径粒子Aおよび大径粒子Bの帯電極性は、それらを混合攪拌し現像剤とした後、現像剤からトナー、大径粒子Aまたは大径粒子Bを分離する為の電界の方向から容易に知ることができる。 The charging polarity of the toner, carrier, toner by the combination of the large particle A and the large particle B, the large particle A and the large particle B is determined by mixing and stirring them into a developer. It can be easily known from the direction of the electric field for separating the particles A or the large-diameter particles B.
(キャリアA)
磁性体からなるキャリアコア粒子にシリコーン樹脂コートがなされてなるコート型キャリアであって、平均粒径約33μmのコニカミノルタビジネステクノロジーズ社製bizhub C350用キャリアをキャリアAとして用いた。
(Carrier A)
A carrier for a bizhub C350 manufactured by Konica Minolta Business Technologies, Inc., which is a coat type carrier in which a carrier core particle made of a magnetic material is coated with a silicone resin and having an average particle diameter of about 33 μm, was used.
(大径粒子x1)
個数平均粒径350nmのチタン酸ストロンチウム粒子にフッ素系シリコーンオイルを、チタン酸ストロンチウム粒子に対して0.2重量%で表面処理し、大径粒子x1を得た。この大径粒子のブローオフ帯電量は−5μc/gであった。
(Large particle x1)
A fluorinated silicone oil was surface-treated with 0.2 wt% of strontium titanate particles having a number average particle size of 350 nm to obtain large-diameter particles x1. The large particles had a blow-off charge amount of -5 μc / g.
(大径粒子x2〜x5)
個数平均粒径50、100、850、1000nmのチタン酸ストロンチウム粒子を用いたこと以外、大径粒子x1の製造方法と同様の方法により、それぞれ大径粒子x2〜x5を得た。これらの大径粒子のブローオフ帯電量は−5μc/gであった。
(Large diameter particles x2 to x5)
Large-sized particles x2 to x5 were obtained in the same manner as the large-sized particle x1 except that strontium titanate particles having a number average particle size of 50, 100, 850, and 1000 nm were used. The blow-off charge amount of these large diameter particles was −5 μc / g.
(大径粒子x6)
個数平均粒径350nmのチタン酸ストロンチウム粒子にフッ素系シリコーンオイルを、チタン酸ストロンチウム粒子に対して1重量%で表面処理し、大径粒子x6を得た。この大径粒子のブローオフ帯電量は−99μc/gであった。
(Large particle x6)
A fluorinated silicone oil was surface-treated with 1 wt% of strontium titanate particles having a number average particle diameter of 350 nm to obtain large-diameter particles x6. The large particles had a blow-off charge amount of −99 μc / g.
(大径粒子y1)
個数平均粒径350nmのチタン酸ストロンチウム粒子に表面処理をおこなわないで、そのまま大径粒子y1として用いた。この大径粒子のブローオフ帯電量は+5μc/gであった。
(Large particle y1)
The strontium titanate particles having a number average particle diameter of 350 nm were used as the large particle y1 without being subjected to surface treatment. The large particles had a blow-off charge amount of +5 μc / g.
(大径粒子y2〜y5)
個数平均粒径50、100、850、1000nmのチタン酸ストロンチウム粒子に表面処理をおこなわないで、そのままそれぞれ大径粒子y2〜y5として用いた。これらの大径粒子のブローオフ帯電量は+5μc/gであった。
(Large diameter particles y2 to y5)
The strontium titanate particles having a number average particle size of 50, 100, 850 and 1000 nm were used as large particles y2 to y5 without any surface treatment. The blow-off charge amount of these large diameter particles was +5 μc / g.
(大径粒子y6)
個数平均粒径350nmのチタン酸ストロンチウム粒子にN−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシランをチタン酸ストロンチウム粒子に対して1重量%で表面処理し、大径粒子y6を得た。この大径粒子のブローオフ帯電量は+98μc/gであった。
(Large particle y6)
The strontium titanate particles having a number average particle diameter of 350 nm were surface-treated with 1% by weight of N- (2-aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane based on the strontium titanate particles to obtain large-diameter particles y6. The large particles have a blow-off charge amount of +98 μc / g.
(ブローオフ帯電量の測定方法)
ブローオフ帯電量の測定は、ブローオフ粉体帯電量測定装置(東芝ケミカル社製)を用い、鉄粉キャリア(Z−150/250)(パウダーテック社製)に対してサンプルを濃度0.2wt%で混合したものを、ターブラーミキサーで1分間混合した際の値で示してある。装置条件はSUS400mesh、ブロー圧力1kgf/cm2、60秒値である。
(Measurement method of blow-off charge)
The blow-off charge amount is measured by using a blow-off powder charge amount measuring device (manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.) with a concentration of 0.2 wt% of the sample with respect to the iron powder carrier (Z-150 / 250) (manufactured by Powder Tech). The mixed product is shown as a value when mixed for 1 minute with a tumbler mixer. The apparatus conditions are SUS400 mesh, blow
(トナー粒子)
トナー粒子はコニカミノルタビジネステクノロジーズ社製bizhub C350用トナー粒子を用いた。
(Toner particles)
As toner particles, toner particles for bizhub C350 manufactured by Konica Minolta Business Technologies, Inc. were used.
(実施例1)
湿式造粒法により作成された体積平均粒径約6.5μmのトナー粒子100重量部に対し、第1の疎水性シリカ0.2重量部、第2の疎水性シリカ0.5重量部、疎水性酸化チタン0.5重量部、大径粒子x1を2重量部、および大径粒子y1を2重量部を、ヘンシェルミキサ(三井金属鉱山社製)を用いて40m/sの速度で3分間表面処理を行って外添処理し、負帯電性トナーを得た。
Example 1
For 100 parts by weight of toner particles having a volume average particle diameter of about 6.5 μm prepared by the wet granulation method, 0.2 part by weight of the first hydrophobic silica, 0.5 part by weight of the second hydrophobic silica, Surface of 0.5 parts by weight of titanium oxide, 2 parts by weight of large-diameter particles x1, and 2 parts by weight of large-diameter particles y1 at a speed of 40 m / s for 3 minutes using a Henschel mixer (Mitsui Metal Mining Co., Ltd.) After the treatment, external addition treatment was performed to obtain a negatively chargeable toner.
ここで用いた第1の疎水性シリカは、個数平均一次粒径16nmのシリカ(#130:日本アエロジル社製)を疎水化剤であるヘキサメチルジシラザン(HMDS)により表面処理を施したものである。
第2の疎水性シリカは、個数平均一次粒径20nmのシリカ(#90:日本アエロジル社製)をHMDSにより表面処理したものである。
疎水性酸化チタンは、個数平均一次粒径30nmのアナターゼ型酸化チタンを水系湿式中で疎水化剤であるイソブチルトリメトキシシランにより表面処理をしたものである。
The first hydrophobic silica used here is a silica (# 130: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) having a number average primary particle size of 16 nm and surface-treated with hexamethyldisilazane (HMDS) as a hydrophobizing agent. is there.
The second hydrophobic silica is obtained by surface-treating silica having a number average primary particle size of 20 nm (# 90: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) with HMDS.
Hydrophobic titanium oxide is obtained by surface-treating anatase-type titanium oxide having a number average primary particle size of 30 nm with isobutyltrimethoxysilane as a hydrophobizing agent in an aqueous wet process.
(評価)
上記負帯電性トナーとキャリアAを重量混合比(トナー/キャリア)8/92で混合して得られた現像剤を、図1に示す形態の現像装置を組み込んだ画像形成装置(bizhub C350;コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に搭載した。この画像形成装置を用いて、画像面積率5%のオリジナル画像を10万枚プリントした。トナーは、現像剤のトナー濃度検出結果に基づいて補給するよう制御している。
(Evaluation)
An image forming apparatus (bizhub C350; Konica) in which a developer obtained by mixing the negatively chargeable toner and carrier A at a weight mixing ratio (toner / carrier) of 8/92 is incorporated with a developing device of the form shown in FIG. Installed in Minolta Business Technologies). Using this image forming apparatus, 100,000 original images with an image area ratio of 5% were printed. The toner is controlled to be replenished based on the toner density detection result of the developer.
現像条件は以下の通りである。電界形成装置は、図7に示す形態を採用し、搬送ローラに直流電圧VDC2:−500ボルトを印加し、現像ローラには、直流電圧VDC1:−300ボルトと交流電圧を印加した。交流電圧は、周波数:2kHz、振幅VP−P:1,500ボルト、マイナスデューティ比(トナー回収デューティ比):40%、プラスデューティ比(トナー供給デューティ比):60%の矩形波であった。現像ギャップ50は0.3mmに設定し、供給回収ギャップ56は0.6mmに設定し、搬送ローラの現像剤搬送量は50mg/cm2となるように規制部を設定した。感光体の帯電電位(非画像部)は−550ボルト、感光体に形成された静電潜像像(画像部)の電位は−60ボルトであった。
Development conditions are as follows. The electric field forming apparatus employs the form shown in FIG. 7, and a DC voltage V DC2 of −500 volts is applied to the conveying roller, and an AC voltage of DC voltage V DC1 of −300 volts is applied to the developing roller. AC voltage frequency: 2 kHz, the amplitude V P-P: 1,500 volts, minus the duty ratio (toner collecting duty ratio): 40%, plus a duty ratio (toner supply duty ratio): was 60% of the rectangular wave . The
・帯電性
帯電性は、現像ローラ上のトナーの帯電量をブローオフ粉体帯電量測定装置(東芝ケミカル社製)により測定し、初期に対する10万枚プリント後の帯電量低下率(Rc)によって評価した。
○;Rcは5%未満であった;
△;Rcは5%以上、10%未満であったが、実用上問題なかった;
×;Rcは10%以上であった。
-Charging property Charging property is measured by measuring the charge amount of toner on the developing roller with a blow-off powder charge amount measuring device (manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.) and evaluating the charge amount reduction rate (Rc) after printing 100,000 sheets with respect to the initial stage. did.
○; Rc was less than 5%;
Δ: Rc was 5% or more and less than 10%, but there was no practical problem;
X: Rc was 10% or more.
・クリーニング性
クリーニング性は、10万枚プリント後の画像および感光体表面について、クリーニングに起因する画像ノイズ(クリーニング不良による拭き残し、BS、フィルミング)に基づいて評価した。
○;感光体表面には拭き残し、フィルミングおよびBSの発生がなかった;
△:拭き残し、フィルミングおよびBSの発生が感光体表面にある;
×:拭き残し、フィルミングおよびBSの発生が感光体表面にあり、画像上でも確認できた。
-Cleaning property The cleaning property was evaluated on the image after printing 100,000 sheets and the surface of the photoreceptor on the basis of image noise caused by cleaning (uncleaned due to defective cleaning, BS, filming).
○: The surface of the photoreceptor was not wiped, and no filming and BS were generated;
Δ: left unwiped, filming and occurrence of BS on the photoreceptor surface;
×: Unwiped, filming and occurrence of BS were present on the surface of the photoreceptor, and could be confirmed on the image.
・大径粒子割合
耐刷5万枚直後、および10万枚直後において、現像剤に含まれる大径粒子Aは50%を越える割合で、トナーと共に行動し、現像ローラ48に移動・分離されていた。一方、大径粒子Bは50%を越える割合で、キャリアと共に行動していた。
大径粒子Aが50%を越える割合で、トナーと共に行動したことは、以下の測定により明らかであった。初期の現像剤に含まれるトナー粒子に対する大径粒子A(x1)の割合Xa(重量%)を算出した。現像ローラ回転方向に関し供給領域90より下流側であって現像領域96より上流側における現像ローラ上のトナー混合物を採取し、トナー粒子に対する大径粒子A(x1)の割合Xb(重量%)を測定した。Xb/Xaが0.5を越えていることを確認した。
大径粒子Bが50%を越える割合で、キャリアと共に行動したことは、以下の測定により明らかであった。初期の現像剤に含まれるトナー粒子に対する大径粒子B(y1)の割合Ya(重量%)を算出した。現像ローラ回転方向に関し供給領域90より下流側であって現像領域96より上流側における現像ローラ上のトナー混合物を採取し、トナー粒子に対する大径粒子B(y1)の割合Yb(重量%)を測定した。1−Yb/Yaが0.5を越えていることを確認した。
大径粒子A、Bの割合Xb、Ybは、大径粒子A、Bそれぞれについて以下の方法を実施することにより求めることができる。大径粒子を溶媒に溶かし、その濃度と吸光度との関係を示す検量線を作成する。トナーも同じ様に溶媒に溶かしその濃度と吸光度との関係を示す検量線を作成する。サンプリングしたトナーを溶解させ、その溶液の吸光度を測定し、前記検量線から大径粒子の含有割合を導き出す。吸光度の測定には一般的な吸光光度計を用いることができる。
Large particle ratio Immediately after printing 50,000 sheets and 100,000 sheets, large particle A contained in the developer acts with toner at a ratio exceeding 50% and is moved and separated by the developing
It was clear from the following measurements that the large-diameter particles A acted with the toner in a proportion exceeding 50%. The ratio Xa (% by weight) of the large particle A (x1) to the toner particles contained in the initial developer was calculated. The toner mixture on the developing roller is sampled downstream from the supply area 90 and upstream from the developing
It was clear from the following measurements that the large particles B acted with the carrier in a proportion exceeding 50%. The ratio Ya (% by weight) of the large-diameter particles B (y1) to the toner particles contained in the initial developer was calculated. The toner mixture on the developing roller on the downstream side of the supply area 90 and the upstream side of the developing
The ratios Xb and Yb of the large diameter particles A and B can be obtained by carrying out the following method for the large diameter particles A and B, respectively. A large standard particle is dissolved in a solvent, and a calibration curve showing the relationship between the concentration and the absorbance is prepared. Similarly, the toner is dissolved in a solvent and a calibration curve showing the relationship between the concentration and the absorbance is prepared. The sampled toner is dissolved, the absorbance of the solution is measured, and the content ratio of large-diameter particles is derived from the calibration curve. A general absorptiometer can be used for measuring the absorbance.
現像ローラ上で採取されたトナー混合物における大径粒子Aの含有割合[Xb/(Xb+Yb)]は、初期の現像剤における大径粒子Aの含有割合[Xa/(Xa+Ya)]より大きくなっていた。
現像ローラ上で採取されたトナー混合物における大径粒子Bの含有割合[Yb/(Xb+Yb)]は、初期の現像剤における大径粒子Bの含有割合[Ya/(Xa+Ya)]より小さくなっていた。
The content ratio [Xb / (Xb + Yb)] of the large particle A in the toner mixture collected on the developing roller was larger than the content ratio [Xa / (Xa + Ya)] of the large particle A in the initial developer. .
The content ratio [Yb / (Xb + Yb)] of the large particle B in the toner mixture collected on the developing roller was smaller than the content ratio [Ya / (Xa + Ya)] of the large particle B in the initial developer. .
(実施例2〜10/比較例1〜5)
表に記載の大径粒子を、表に記載の添加量で用いたこと以外、実施例1と同様の方法により、トナーの製造および評価を行った。
実施例2〜10では、耐刷5万枚直後、および10万枚直後において、現像剤に含まれる大径粒子Aは50%を越える割合で、トナーと共に行動し、現像ローラ48に移動・分離されていた。一方、大径粒子Bは50%を越える割合で、キャリアと共に行動していた。また実施例2〜10では、現像ローラ上で採取されたトナー混合物における大径粒子Aの含有割合[Xb/(Xb+Yb)]は、初期の現像剤における大径粒子Aの含有割合[Xa/(Xa+Ya)]より大きくなっていた。現像ローラ上で採取されたトナー混合物における大径粒子Bの含有割合[Yb/(Xb+Yb)]は、初期の現像剤における大径粒子Bの含有割合[Ya/(Xa+Ya)]より小さくなっていた。
(Examples 2 to 10 / Comparative Examples 1 to 5)
A toner was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the large-diameter particles shown in the table were used in the addition amount shown in the table.
In Examples 2 to 10, immediately after printing 50,000 sheets and immediately after 100,000 sheets, the large-diameter particles A contained in the developer act together with the toner in a ratio exceeding 50% and move / separate to the developing
1:画像形成装置、2:現像剤、4:キャリア、6:トナー、7:大径粒子A、8:大径粒子B、10:スペント、12:感光体、16:帯電ステーション、18:露光ステーション、20:現像ステーション、22:転写ステーション、24:クリーニングステーション、26:帯電装置、28:露光装置、30:画像光、32:通路、34:現像装置、36:転写装置、38:シート、40:クリーニング装置、42:現像槽(ハウジング)、44:開口部、46:第2の空間、48:現像ローラ、50:現像ギャップ、52:開口部(第2の空間)、54:搬送ローラ、56:供給回収ギャップ、58:磁石体、60:スリーブ、62:規制板、64:規制ギャップ、66:現像剤攪拌室、68:前室、70:後室、72:前スクリュー、74:後スクリュー、76:隔壁、86:規制領域、88:供給回収領域、90:供給領域、92:回収領域、94:放出領域、96:現像領域、98:トナー補給部、100:容器、102:開口部、104:補給ローラ、110:電界形成装置、112:第1の電源、114:第2の電源、116:グランド、118:直流電源、120:直流電源、122:電界形成装置、124:第1の電源、126:グランド、128:直流電源、130:第2の電源、132:直流電源、134:交流電源、136:電界形成装置、138:第1の電源、140:グランド、142:直流電源、144:交流電源、146:第2の電源、148:端子、150:直流電源、152:電界形成装置、154:交流電源、156:交流電源、158:電界形成装置、160:交流電源。 1: image forming apparatus, 2: developer, 4: carrier, 6: toner, 7: large particle A, 8: large particle B, 10: spent, 12: photoconductor, 16: charging station, 18: exposure Station: 20: Development station, 22: Transfer station, 24: Cleaning station, 26: Charging device, 28: Exposure device, 30: Image light, 32: Path, 34: Development device, 36: Transfer device, 38: Sheet, 40: cleaning device, 42: developing tank (housing), 44: opening, 46: second space, 48: developing roller, 50: developing gap, 52: opening (second space), 54: transport roller , 56: supply / recovery gap, 58: magnet body, 60: sleeve, 62: restriction plate, 64: restriction gap, 66: developer stirring chamber, 68: front chamber, 70: rear chamber, 72: front screw 74: Rear screw, 76: Partition, 86: Restriction area, 88: Supply / recovery area, 90: Supply area, 92: Collection area, 94: Release area, 96: Development area, 98: Toner replenishing section, 100: Container , 102: opening, 104: supply roller, 110: electric field forming device, 112: first power supply, 114: second power supply, 116: ground, 118: DC power supply, 120: DC power supply, 122: electric field forming device , 124: first power supply, 126: ground, 128: DC power supply, 130: second power supply, 132: DC power supply, 134: AC power supply, 136: electric field forming device, 138: first power supply, 140: ground 142: DC power supply, 144: AC power supply, 146: second power supply, 148: terminal, 150: DC power supply, 152: electric field forming device, 154: AC power supply, 156: AC power supply, 15 : Electric field forming apparatus, 160: AC power source.
Claims (2)
トナーとキャリアを含み、上記キャリアが磁性体を含有し、上記トナーとキャリアの相互の摩擦接触によって上記トナーが第1の極性に帯電されると共に上記キャリアが上記第1の極性とは異なる第2の極性に帯電される現像剤と、
上記現像剤を収容する現像槽の開口部に配置され、磁石体を内蔵する第1の搬送部材と、
第1の領域を介して上記第1の搬送部材に対向し、第2の領域を介して上記静電潜像担持体に対向する第2の搬送部材と、
上記第1の搬送部材と上記第2の搬送部材との間に第1の電界を形成して、上記第1の搬送部材が保持している現像剤からトナーを上記第2の搬送部材に移動・分離させる第1の電界形成手段と、
上記第2の搬送部材と上記静電潜像担持体との間に第2の電界を形成して、上記第2の搬送部材が保持している上記トナーを上記静電潜像担持体の静電潜像に移動させて上記静電潜像を可視像化する第2の電界形成手段を備えており、
上記現像剤は、帯電極性がトナーの帯電極性と同一極性であって、上記トナーと行動を共にする平均一次粒径100〜850nmの大径粒子Aおよび帯電極性がトナーの帯電極性と逆極性であって、上記キャリアと行動を共にする平均一次粒径100〜850nmの大径粒子Bをさらに含むことを特徴とする現像装置。 A developing device that visualizes an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier using a developer including toner and a carrier,
A toner and a carrier, wherein the carrier contains a magnetic material, and the toner is charged to a first polarity by frictional contact between the toner and the carrier, and the carrier is different from the first polarity. A developer charged to a polarity of
A first conveying member disposed in an opening of a developing tank containing the developer and containing a magnet body ;
A second conveying member facing the first conveying member via a first region and facing the electrostatic latent image carrier via a second region;
A first electric field is formed between the first conveying member and the second conveying member, and toner is moved from the developer held by the first conveying member to the second conveying member. First electric field forming means to be separated;
A second electric field is formed between the second transport member and the electrostatic latent image carrier, and the toner held by the second transport member is transferred to the electrostatic latent image carrier by static electricity. A second electric field forming means for making the electrostatic latent image visible by moving it to an electrostatic latent image;
The developer has the same charging polarity as the charging polarity of the toner, the large-diameter particle A having an average primary particle size of 100 to 850 nm that acts together with the toner, and the charging polarity is opposite to the charging polarity of the toner. there are, developing device, further comprising the larger particles B having an average primary particle size 100~850nm which act together with the carrier.
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