JP6335744B2 - Developing device, process cartridge, 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に用いられる現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置であって、特に、規則的に配置された凸部及び凹部を表面に有する現像担持体を備えた現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus used in an electrophotographic image forming apparatus, and particularly, a development including a developing carrier having regularly arranged convex portions and concave portions on a surface thereof. The present invention relates to an apparatus, a process cartridge, and an image forming apparatus.
画像形成装置は、電子写真画像形成方式を用いて記録材(記録媒体)に画像を形成するものである。画像形成装置としては、複写機、プリンター、ファクシミリ装置、ワードプロセッサー及びこれら等を複数備えた複合機等が少なくとも含まれる。 The image forming apparatus forms an image on a recording material (recording medium) using an electrophotographic image forming system. The image forming apparatus includes at least a copier, a printer, a facsimile machine, a word processor, and a multi-function machine including a plurality of these.
現像装置は、電子写真感光体などの像担持体上の静電像を、現像剤を用いて可視像化する為の装置である。
プロセスカートリッジは、電子写真感光体と、少なくとも、電子写真感光体に作用するプロセス手段としての現像手段とを一体的化し、画像形成装置本体に対して着脱可能としたものである。
The developing device is a device for visualizing an electrostatic image on an image carrier such as an electrophotographic photosensitive member using a developer.
In the process cartridge, an electrophotographic photosensitive member and at least a developing unit as a processing unit that acts on the electrophotographic photosensitive member are integrated, and are removable from the main body of the image forming apparatus.
電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般的に、静電潜像担持体として電子写真感光体ドラム(以下、「感光体ドラム」と称す)を有し、帯電装置によって電荷を付与することで一様に帯電した感光体ドラムの外周面を選択的に露光して静電像を形成する。画像形成装置では、現像剤担持体である現像ローラに担持された現像剤(以下、「トナー」とも称す)によって、静電像をトナー像として顕像化する。そして、画像形成装置は、感光体ドラムの外周面上に形成されたトナー像を、中間転写体を介して又は介さずに記録材に転写し、記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させて画像記録を行う。 An image forming apparatus using an electrophotographic method generally has an electrophotographic photosensitive drum (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) as an electrostatic latent image carrier, and applies a charge by a charging device. Then, the outer peripheral surface of the uniformly charged photosensitive drum is selectively exposed to form an electrostatic image. In the image forming apparatus, an electrostatic image is visualized as a toner image by a developer (hereinafter also referred to as “toner”) carried on a developing roller that is a developer carrying member. The image forming apparatus transfers the toner image formed on the outer peripheral surface of the photosensitive drum to a recording material with or without an intermediate transfer member, and heats the toner image transferred onto the recording material. By applying pressure, the toner image is fixed to the recording material and image recording is performed.
このような画像形成装置では、高精度の画像を安定的に形成するためにトナーの帯電性を向上させることが必要である。例えば、現像ローラの現像剤担持面に規則的に配置された凸部及び凹部を有する現像装置がある(例えば、特許文献1参照)。規則的に配置された凹凸形状を表面に有する現像ローラを用いることにより、トナーをムラなく転動させて良好に帯電させることを可能とした現像装置が提案されている。 In such an image forming apparatus, it is necessary to improve the chargeability of the toner in order to stably form a high-precision image. For example, there is a developing device having convex portions and concave portions regularly arranged on the developer carrying surface of the developing roller (see, for example, Patent Document 1). There has been proposed a developing device that uses a developing roller having regularly arranged uneven shapes on its surface to allow the toner to roll uniformly and be charged satisfactorily.
しかしながら、上記の如き凹凸形状を有する現像ローラは、出願人が自ら指摘するように、特に粒径の小さなトナーの搬送性に問題を有していた。そこで、トナーの搬送性を改善するために、トナー中にシリコーンオイルやフッ素オイルを直接添加したり混合したりすることで得られた現像剤がある。この現像剤を用いて、現像ローラ上に均一な凝集粒径を呈するトナーの凝集体を発生させることで、トナーの搬送性を改善すると共にトナーの飛散を防止し、トナーの帯電性の向上を試みた現像装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 However, the developing roller having the concavo-convex shape as described above has a problem in the transportability of toner having a small particle diameter, as the applicant himself points out. Therefore, there is a developer obtained by directly adding or mixing silicone oil or fluorine oil into the toner in order to improve toner transportability. Using this developer, a toner aggregate exhibiting a uniform aggregated particle size is generated on the developing roller, thereby improving toner transportability and preventing toner scattering and improving toner chargeability. An attempted developing apparatus has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
上記の特許文献2の現像装置では、現像ローラ上に配設された凹凸形状を利用して、トナーの凝集体を発生させる為、トナーの搬送性や飛散防止には有効であり、ソリッド画像やライン画像のような2値再現性が求められるプリントアウト画像の現像に適用可能であった。 In the developing device of Patent Document 2 described above, since the toner aggregates are generated by using the uneven shape provided on the developing roller, it is effective for toner transportability and scattering prevention. It was applicable to the development of a printout image that requires binary reproducibility such as a line image.
しかしながら、本発明者らが鋭意検討したところ、現像ローラ上で凝集化されたトナーを、現像バイアスに交流成分を重畳させても、元来の単独粒子の状態に戻すことが非常に困難であり、その結果、高解像度の画像再現性を犠牲にするばかりか、現像時のγ−カーブ(現像コントラスト電位に対するトナー現像量)の傾きが大きくなり過ぎてしまい、中間調の画像再現性に課題を有していることが判明した。 However, as a result of intensive studies by the present inventors, it is very difficult to return the toner aggregated on the developing roller to the original single particle state even if the AC component is superimposed on the developing bias. As a result, not only is the image reproducibility at high resolution sacrificed, but the slope of the γ-curve (toner development amount with respect to the development contrast potential) during development becomes too large, and there is a problem with halftone image reproducibility. It turned out to have.
また、トナーがシリコーンオイル等によって凝集した状態で挙動すると、現像剤担持体を均一に帯電させることが非常に困難であり、特に新たな現像剤を補給した際には、著しい非画像領域(印刷背景)のトナー汚れ(所謂、画像かぶり)も発生し、画像形成を多数回繰り返した場合、トナー供給ローラの空孔内にトナーの凝集体が発生してしまい、さらに悪化すると、画像上に縦筋状の画像欠陥を生じることが判った。 In addition, if the toner behaves in a state of being aggregated by silicone oil or the like, it is very difficult to uniformly charge the developer carrier, and particularly when a new developer is replenished, a marked non-image area (printing) When the image formation is repeated many times, toner agglomerates are formed in the pores of the toner supply roller, and further worsen, It was found that streak-like image defects occur.
ところで、上記の如き画像形成装置では、長期にわたって、安定した画像を提供することが求められている。しかしながら、本発明者等が検討したところ、シリコーンオイル等を直接添加した現像剤を長期にわたって使用し続けたり、未使用の状態で長期間放置した現像剤を画像形成に供した場合、トナー中に添加したシリコーンオイルの影響によりトナーが経時変化し、回復不可能な非画像領域のトナー汚れが発生するといった潜在的な問題を有することも知見した。 Incidentally, in the image forming apparatus as described above, it is required to provide a stable image over a long period of time. However, as a result of studies by the present inventors, when a developer directly added with silicone oil or the like is used continuously for a long period of time or a developer left unused for a long period of time is used for image formation, It has also been found that there is a potential problem that the toner changes over time due to the effect of the added silicone oil, and toner stains in non-recoverable non-image areas occur.
このように現像剤担持面に凸部と凹部が規則的に配置された現像ローラを有する現像装置において、高画質化や画像安定化の為に、適応し得るトナーも含めた包括的な検討が必要とされている。 In this way, in a developing device having a developing roller in which convex portions and concave portions are regularly arranged on the developer carrying surface, a comprehensive study including applicable toners is required for high image quality and image stabilization. is necessary.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、現像剤担持面に凸部と凹部が規則的に配置された現像ローラの優れた特性を発揮させるべく、この現像ローラに適応するトナー中へのシリコーンオイルの添加方法を改良することにより、上記の如きトナー凝集体を発生させることなくトナーの搬送性を改善すると共に、トナーの飛散の抑制やトナーの帯電性にも優れ、中間調の画像再現性向上を図った現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in order to exhibit the excellent characteristics of a developing roller in which convex portions and concave portions are regularly arranged on the developer carrying surface, the toner is adapted to the developing roller. By improving the silicone oil addition method, the toner transportability is improved without generating the toner aggregate as described above, and the toner scattering control and the toner chargeability are excellent. It is an object of the present invention to provide a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus with improved reproducibility.
また、トナーの補給時に発生するプリントアウト画像の品質低下や、画像形成を多数回繰り返した際に発生が予想される画像欠陥を未然に防止することが可能な現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。 Further, a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus capable of preventing a deterioration in quality of a printout image generated when toner is replenished and an image defect expected to occur when image formation is repeated many times. The purpose is to provide.
更には、現像装置を未使用の状態で長期間放置した際に生じるプリントアウト画像の品質劣化を改善した現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus that can improve quality deterioration of a printout image that occurs when the developing device is left unused for a long period of time.
本発明は、現像剤を収容する現像剤収容室と、回転可能に配設され、現像剤収容室に収容された現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、現像剤担持体の外周面上に供給された現像剤の層厚を規制するための現像剤規制部材とを備える現像装置である。
現像剤は、着色剤と結着樹脂とを有する着色粒子の表面に、シリコーンオイル処理無機微粉体を構成成分として含有する無機微粒子を付着及び/又は固定化したものである。
現像剤担持体の外周面には、凸部及び凹部が規則的に配置された現像剤担持面が形成されている。
凹部の表面には、微小凹部が形成されている。
微小凹部の深さは、無機微粒子の平均一次粒径の2.0倍以上30倍以下である。
The present invention relates to a developer accommodating chamber for accommodating a developer, a developer carrier that is rotatably disposed and carries the developer accommodated in the developer accommodating chamber, and an outer peripheral surface of the developer bearing member. And a developer regulating member for regulating the layer thickness of the developer supplied to the developing device.
The developer is obtained by attaching and / or fixing inorganic fine particles containing a silicone oil-treated inorganic fine powder as a constituent component on the surface of colored particles having a colorant and a binder resin.
On the outer peripheral surface of the developer carrying member, a developer carrying surface in which convex portions and concave portions are regularly arranged is formed.
A minute recess is formed on the surface of the recess.
The depth of the minute recess is 2.0 to 30 times the average primary particle size of the inorganic fine particles.
この現像装置によれば、現像剤担持体の外周面に、凸部と凹部とが規則的に配置された現像剤担持面が設けられているので、現像剤の担持量及び帯電量の変動を小さくすることができる。
また、凹部の表面に特定の深さを有する微小凹部を設けると共に、現像剤中にシリコーンオイル処理無機微粉体を存在させることにより、微小凹部にシリコンオイル処理無機微粉体を担持させて、現像剤担持面の表面にシリコーンオイル皮膜を迅速且つ継続的に形成することが可能である。その結果、現像剤担持面への現像剤等の固着や汚染を防止しつつ、現像剤に好ましい帯電性を付与することが出来る。
According to this developing device, since the developer carrying surface in which the convex portions and the concave portions are regularly arranged is provided on the outer peripheral surface of the developer carrying member, fluctuations in the carrying amount and the charging amount of the developer are reduced. Can be small.
In addition, a fine concave portion having a specific depth is provided on the surface of the concave portion, and the silicone oil-treated inorganic fine powder is caused to exist in the developer so that the silicon oil-treated inorganic fine powder is supported in the fine concave portion. It is possible to rapidly and continuously form a silicone oil film on the surface of the support surface. As a result, it is possible to impart a favorable chargeability to the developer while preventing sticking or contamination of the developer or the like on the developer carrying surface.
また、この現像装置に用いられる現像剤は、着色粒子の表面に、シリコーンオイル処理無機微粉体を構成成分として含有する無機微粒子を付着及び/又は固化しているので、シリコーンオイル処理無機微粉体を、微小凹部に継続的に供給/担持させることが可能となり、現像特性を向上させることができる。この現像剤によれば、使用条件による影響を抑制し、現像特性を長期にわたって安定させる。
また、微小凹部の深さが、無機微粒子の平均一次粒径の2.0倍以上30倍以下であるので、微小凹部にシリコーンオイル処理無機微粉体を供給/担持させ易くなる。
Further, since the developer used in this developing device has inorganic fine particles containing silicone oil-treated inorganic fine powder as a constituent component attached and / or solidified on the surface of the colored particles, the silicone oil-treated inorganic fine powder is used. , It becomes possible to continuously supply / carry in the minute recesses, and the development characteristics can be improved. According to this developer, the influence by use conditions is suppressed, and the development characteristics are stabilized over a long period of time.
In addition, since the depth of the minute recesses is 2.0 to 30 times the average primary particle size of the inorganic fine particles, it becomes easy to supply / support the silicone oil-treated inorganic fine powder in the minute recesses.
また、現像剤担持体としては、外周面に現像剤を担持する現像ローラを用いることができる。
現像剤担持面には、現像ローラの周方向及び現像ローラの回転軸方向に対して傾斜して螺旋状に連続する傾斜溝が設けられて、凸部及び凹部が規則的に配置されている構成でもよい。
As the developer carrying member, a developing roller carrying the developer on the outer peripheral surface can be used.
The developer carrying surface is provided with an inclined groove that is inclined with respect to the circumferential direction of the developing roller and the rotation axis direction of the developing roller and is spirally continuous, and the convex portions and the concave portions are regularly arranged. But you can.
現像剤担持体の外周面には、互いに交差するように形成された複数の傾斜溝によって設けられた複数の凸部及び凹部が規則的に配置された現像剤担持面が設けられていてもよい。 On the outer peripheral surface of the developer carrying member, there may be provided a developer carrying surface in which a plurality of convex portions and concave portions provided by a plurality of inclined grooves formed so as to intersect with each other are regularly arranged. .
また、現像剤は、無機微粉体を、着色粒子100質量部に対して、2質量部以上8質量部以下で付着及び/又は固定化されている。
無機微粒子中のシリコーンオイルの含有率は、1.5mg/g以上25mg/g以下であってもよい。
Further, the developer is adhered and / or immobilized with inorganic fine powder in an amount of 2 parts by mass or more and 8 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the colored particles.
The content of the silicone oil in the inorganic fine particles may be 1.5 mg / g or more and 25 mg / g or less.
無機微粒子を150℃で10分間、加熱した際に発生する低分子量アミンの発生量が、10μg/g以下でもよい。
更に、シリコーンオイル処理無機微粉体を構成成分として含有する無機微粉体から発生する低分子量シロキサン量を10μg/g以下とすることで、トナー粒子に対するケミカルアタックを防止することが可能となり、トナー粒子の可塑化に伴う固着や帯電特性の変動に起因する問題を未然に防ぐことができる。
The generation amount of the low molecular weight amine generated when the inorganic fine particles are heated at 150 ° C. for 10 minutes may be 10 μg / g or less.
Furthermore, by making the amount of low molecular weight siloxane generated from inorganic fine powder containing silicone oil-treated inorganic fine powder as a constituent component 10 μg / g or less, it becomes possible to prevent chemical attack on the toner particles. It is possible to prevent problems caused by sticking due to plasticization and fluctuations in charging characteristics.
また、現像剤は負帯電性現像剤でもよい。
シリコーンオイル処理無機微粉体は、アミノ変性シリコーン又はアミノ変性シリコーンオイルを含有するシリコーンオイルで処理されていてもよい。
The developer may be a negatively chargeable developer.
The silicone oil-treated inorganic fine powder may be treated with amino-modified silicone or silicone oil containing amino-modified silicone oil.
無機微粒子を150℃で10分間、加熱した際に発生する低分子量シロキサンの発生量が、3μg/g以下である。 The amount of low molecular weight siloxane generated when the inorganic fine particles are heated at 150 ° C. for 10 minutes is 3 μg / g or less.
現像剤中の着色粒子はワックス成分を含有し、ワックス成分は、「ASTM D3418−82」に準じて測定されたDSC曲線において、50℃以上110℃未満の領域に吸熱ピークを呈するものでもよい。 The colored particles in the developer contain a wax component, and the wax component may exhibit an endothermic peak in a region of 50 ° C. or higher and lower than 110 ° C. in a DSC curve measured according to “ASTM D3418-82”.
現像剤規制部材は、現像剤担持体の回転軸に平行な幅方向に延び且つ端部を有する弾性当接体を備え、現像剤担持体の外周面に当接するように配置されている。
現像剤担持体に対する現像剤規制部材の当接部分の表面硬度の比率は、0.20以上1.00未満でもよい。
The developer regulating member includes an elastic contact body that extends in a width direction parallel to the rotation axis of the developer carrier and has an end portion, and is disposed so as to contact the outer peripheral surface of the developer carrier.
The ratio of the surface hardness of the contact portion of the developer regulating member with respect to the developer carrying member may be 0.20 or more and less than 1.00.
また、本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像担持体と、静電像担持体の表面の静電像を現像する為の現像装置とを備え、画像形成装置に着脱可能にカートリッジ化されたプロセスカートリッジである。このプロセスカートリッジは、上記の現像装置を備えている。このプロセスカートリッジは、静電潜像担持体の表面に電荷を付与する為の帯電装置として接触型帯電器を備えていてもよい。 The process cartridge of the present invention includes an electrostatic latent image carrier and a developing device for developing an electrostatic image on the surface of the electrostatic image carrier, and is detachably mounted on the image forming apparatus. Process cartridge. This process cartridge includes the above-described developing device. This process cartridge may include a contact charger as a charging device for applying a charge to the surface of the electrostatic latent image carrier.
また、本発明の画像形成装置は、静電像担持体と、静電像担持体の表面の静電像を現像する為の現像装置とを備えた画像形成装置である。この画像形成装置は、上記の現像装置を備えている。この画像形成装置は、静電潜像担持体の表面に電荷を付与する為の帯電装置として接触型帯電器を備えていてもよい。 The image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus including an electrostatic image carrier and a developing device for developing an electrostatic image on the surface of the electrostatic image carrier. This image forming apparatus includes the above-described developing device. The image forming apparatus may include a contact charger as a charging device for applying a charge to the surface of the electrostatic latent image carrier.
また、本発明の画像形成装置は、上記のプロセスカートリッジを着脱可能に備えるものでもよい。 The image forming apparatus of the present invention may be provided with the process cartridge described above so as to be detachable.
本発明によれば、現像剤の凝集体の発生を抑制して現像剤の搬送性を改善すると共に、現像剤の飛散の抑制及び現像剤の帯電性が向上され、中間調の画像再現性が向上された現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することができる。
また、本発明によれば、未使用の状態で長期間放置した際に生じるプリントアウト画像の品質劣化を改善することができる。
According to the present invention, the developer agglomeration is suppressed to improve the developer transportability, the developer scattering is suppressed and the developer charging property is improved, and the halftone image reproducibility is improved. An improved developing device, process cartridge, and image forming apparatus can be provided.
In addition, according to the present invention, it is possible to improve the quality degradation of a printout image that occurs when left unused for a long period of time.
以下、本発明に好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状及びそれらの相対配置等は、本発明が適応される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。尚、図面の説明において、同一又は同等の要素には、同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, exemplary embodiments suitable for the present invention will be described in detail. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be changed as appropriate according to the configuration of the apparatus to which the present invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope of the invention to the following embodiments. In the description of the drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本実施形態の現像ローラ、現像装置及び画像形成装置は、電子写真方式を用いて記録材(記録媒体)に画像を形成する複写機、プリンター、ファクシミリ装置、ワードプロセッサー及びこれらを複数備える複合機等に用いられるものである。 The developing roller, the developing device, and the image forming apparatus of the present embodiment are used in a copying machine, a printer, a facsimile machine, a word processor, and a multi-function machine including a plurality of these, which form an image on a recording material (recording medium) using an electrophotographic system. It is used.
まず、画像形成装置及び当該画像形成装置を用いた画像形成方法について説明する。 First, an image forming apparatus and an image forming method using the image forming apparatus will be described.
<画像形成装置及び画像形成方法について>
本実施形態に係る画像形成方法は、少なくとも、外部より帯電部材に電圧を印加し、静電潜像担持体に帯電を行う帯電工程と、帯電された静電潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程と、静電荷像を現像剤であるトナーにより現像してトナー像を静電潜像担持体上に形成する現像工程と、静電潜像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写工程と、転写材上のトナー像を加熱定着する定着工程とを有するものである。また、先に挙げた工程以外に、例えば、静電潜像担持体表面に残存したトナー等の残存物を除去するクリーニング工程等を更に備えていてもよい。
<Regarding Image Forming Apparatus and Image Forming Method>
The image forming method according to the present embodiment includes at least a charging step in which a voltage is applied to the charging member from the outside to charge the electrostatic latent image carrier, and the electrostatic latent image on the charged electrostatic latent image carrier. A latent image forming step for forming the electrostatic image, a developing step for developing the electrostatic image with toner as a developer to form a toner image on the electrostatic latent image carrier, and a toner image on the electrostatic latent image carrier. The image forming apparatus includes a transfer process for transferring to a transfer material and a fixing process for heating and fixing a toner image on the transfer material. In addition to the above-described steps, for example, a cleaning step for removing residuals such as toner remaining on the surface of the electrostatic latent image carrier may be further provided.
画像形成装置は、帯電手段、静電潜像担持体、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段及び定着手段を備える。 The image forming apparatus includes a charging unit, an electrostatic latent image carrier, an exposure unit, a developing unit, a transfer unit, a cleaning unit, and a fixing unit.
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例として、一成分現像方式を用いた画像形成装置について説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus using a one-component developing method will be described as an example of the image forming apparatus according to the present embodiment.
画像形成装置において、電子写真感光体の周囲には、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段である帯電部と、帯電された電子写真感光体を露光し画像情報に応じて静電潜像を形成する潜像形成手段である露光部と、静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像手段である現像部と、電子写真感光体の表面に形成されたトナー画像を被転写体の表面に転写する転写手段である転写部と、転写後の電子写真感光体の表面上に残存したトナーを除去するクリーニング手段であるクリーニング部とが、この順で配置されている。 In an image forming apparatus, a charging unit that is a charging unit that charges the surface of an electrophotographic photosensitive member and a charged electrophotographic photosensitive member are exposed around the electrophotographic photosensitive member, and an electrostatic latent image is exposed according to image information. A latent image forming unit that forms a toner image, a developing unit that is a developing unit that develops an electrostatic latent image with toner to form a toner image, and a toner image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member. A transfer portion that is a transfer means for transferring to the surface of the transfer body and a cleaning portion that is a cleaning means for removing the toner remaining on the surface of the electrophotographic photosensitive member after transfer are arranged in this order.
画像形成装置は、プロセスカートリッジを着脱可能に備えている。プロセスカートリッジは、静電潜像担持体と、静電潜像担持体と一体的にカートリッジ化される現像装置と、を備えている。 The image forming apparatus includes a process cartridge that is detachable. The process cartridge includes an electrostatic latent image carrier and a developing device that is integrated with the electrostatic latent image carrier.
また、被転写体に転写されたトナー画像を定着する定着手段である定着部が、転写部の被転写体の進行方向側に配置されている。 In addition, a fixing unit that is a fixing unit that fixes the toner image transferred to the transfer target is disposed on the transfer direction side of the transfer target of the transfer unit.
本実施形態に係る画像形成装置の動作について説明する。 The operation of the image forming apparatus according to this embodiment will be described.
まず、帯電部により電子写真感光体の表面が均一に帯電される(帯電工程)。次に、露光部により電子写真感光体の表面に光が照射され、光の照射された部分の帯電電荷が除去されて、画像情報に応じて静電荷像(静電潜像)が形成される(潜像形成工程)。その後、静電荷像が現像部により現像され、電子写真感光体の表面にトナー画像が形成される(現像工程)。 First, the surface of the electrophotographic photosensitive member is uniformly charged by the charging unit (charging process). Next, light is irradiated onto the surface of the electrophotographic photosensitive member by the exposure unit, and the charged charges in the irradiated portion are removed, and an electrostatic charge image (electrostatic latent image) is formed according to the image information. (Latent image forming step). Thereafter, the electrostatic charge image is developed by the developing unit, and a toner image is formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member (developing step).
例えば、電子写真感光体として有機感光体を用い、露光部としてレーザビーム光を用いたデジタル式電子写真複写機を考える。この場合、電子写真感光体の表面は、帯電部により負電荷を付与され、レーザビーム光によりドット状にデジタル潜像が形成され、レーザビーム光の当たった部分に現像部によりトナーが付与され可視像化される。 For example, consider a digital electrophotographic copying machine that uses an organic photoconductor as an electrophotographic photoconductor and uses a laser beam as an exposure unit. In this case, the surface of the electrophotographic photosensitive member is negatively charged by the charging unit, a digital latent image is formed in a dot shape by the laser beam light, and toner can be applied by the developing unit to the portion irradiated with the laser beam light. Visualized.
続いて、転写部で、用紙等の被転写体がこのトナー画像に重ねられ、被転写体の裏側からトナーとは逆極性の電荷が被転写体に与えられ、静電気力によりトナー画像が被転写体に転写される(転写工程)。転写されたトナー画像は、定着部において定着部材により熱及び圧力が加えられ、被転写体に融着されて定着される(定着工程)。 Subsequently, a transfer body such as paper is superimposed on the toner image at the transfer section, and a charge having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer body from the back side of the transfer body, and the toner image is transferred by electrostatic force. It is transferred to the body (transfer process). The transferred toner image is subjected to heat and pressure by a fixing member in a fixing unit, and is fused and fixed to a transfer target (fixing step).
他方、転写されずに電子写真感光体の表面に残存したトナーは、クリーニング部で除去される(クリーニング工程)。この帯電からクリーニングに至る一連のプロセスで、一回のサイクルが終了する。
なお、トナー画像は、中間転写体等の転写体を介して、被転写体に転写されても良い。
On the other hand, the toner remaining on the surface of the electrophotographic photosensitive member without being transferred is removed by a cleaning unit (cleaning step). One cycle is completed in a series of processes from charging to cleaning.
Note that the toner image may be transferred to a transfer target via a transfer member such as an intermediate transfer member.
以下、画像形成装置における帯電手段、静電潜像担持体、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、定着手段について説明する。 Hereinafter, a charging unit, an electrostatic latent image carrier, an exposure unit, a developing unit, a transfer unit, a cleaning unit, and a fixing unit in the image forming apparatus will be described.
[帯電手段]
帯電手段である帯電部としては、例えば、コロナ放電を利用した帯電器や導電性又は半導電性の帯電ローラ等を用いることが出来る。導電性又は半導電性の帯電ローラを用いた接触型帯電器は、電子写真感光体に対して、直流電流を印加してもよく、交流電流を重畳させて印加してもよい。このような帯電部により、電子写真感光体との接触部近傍の微小空間で放電を発生させることで、電子写真感光体表面を帯電させる。なお、導電性又は半導電性の帯電ローラは、単層構造であってもよく、多重構造であってもよい。また、帯電ローラの表面をクリーニングする機構を更に設けてもよい。
[Charging means]
As the charging unit as the charging means, for example, a charger using corona discharge, a conductive or semiconductive charging roller, or the like can be used. A contact charger using a conductive or semiconductive charging roller may apply a direct current to the electrophotographic photosensitive member, or may apply an alternating current superimposed thereon. By such a charging unit, the surface of the electrophotographic photosensitive member is charged by generating a discharge in a minute space near the contact portion with the electrophotographic photosensitive member. The conductive or semiconductive charging roller may have a single layer structure or a multiple structure. Further, a mechanism for cleaning the surface of the charging roller may be further provided.
[静電潜像担持体]
静電潜像担持体は、少なくとも潜像(静電荷像)が形成される機能を有する。静電潜像担持体としては、電子写真感光体が好適に挙げられる。電子写真感光体は、円筒状の導電性の基体外周面に、有機感光体等を含む塗膜を有する。塗膜は、基体上に、必要に応じて下引き層と、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを含む感光層とが、この順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層との積層順序は、逆であってもよい。
[Electrostatic latent image carrier]
The electrostatic latent image carrier has a function of forming at least a latent image (electrostatic charge image). As the electrostatic latent image carrier, an electrophotographic photosensitive member is preferably exemplified. An electrophotographic photoreceptor has a coating film containing an organic photoreceptor or the like on the outer peripheral surface of a cylindrical conductive substrate. The coating film is a substrate in which a subbing layer, a charge generation layer containing a charge generation material, and a photosensitive layer containing a charge transport layer containing a charge transport material are formed in this order, if necessary. It is. The order of stacking the charge generation layer and the charge transport layer may be reversed.
これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを個別の層(電荷発生層、電荷輸送層)に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を同一の層に含む単層型感光体であってもよいが、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン感光膜等の他の種類の感光層を使用してもよい。 These are laminated photoconductors in which a charge generation material and a charge transport material are contained in separate layers (charge generation layer, charge transport layer), but both the charge generation material and the charge transport material are the same. A single layer type photoreceptor included in the above layer may be used, but a laminated type photoreceptor is preferred. Further, an intermediate layer may be provided between the undercoat layer and the photosensitive layer. In addition, other types of photosensitive layers such as an amorphous silicon photosensitive film may be used in addition to the organic photoreceptor.
[露光手段]
露光手段である露光部としては、特に制限はなく、例えば、静電潜像担持体表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光源を、所望の像様に露光できる光学系機器等が挙げられる。
[Exposure means]
There are no particular limitations on the exposure unit that is the exposure means, and for example, an optical system device that can expose a light source such as a semiconductor laser beam, LED light, or liquid crystal shutter light to the surface of the electrostatic latent image carrier in a desired image-like manner. Etc.
[現像手段]
現像手段である現像部は、少なくとも、現像剤担持体と、現像剤(トナー)及び現像剤規制部材を有し、必要に応じて、現像剤担持体に現像剤を供給する為の現像剤供給部材や攪拌搬送部材とを有する。現像剤担持体は、電子写真感光体の周面上に形成された静電潜像に対して現像剤を供給するものであり、例えば、非磁性の金属や高分子材料からなる円柱状又は筒状部材である。現像剤担持体は、電子写真感光体と対向して回転可能に設置され、現像バイアスを印加する現像バイアス印加部が設けられている。
[Development means]
The developing unit, which is a developing unit, includes at least a developer carrying member, a developer (toner), and a developer regulating member. If necessary, a developer supply for supplying the developer to the developer carrying member. It has a member and a stirring conveyance member. The developer carrying member supplies the developer to the electrostatic latent image formed on the peripheral surface of the electrophotographic photosensitive member. For example, the developer carrying member is a cylinder or cylinder made of a nonmagnetic metal or a polymer material. It is a shaped member. The developer carrying member is rotatably installed so as to face the electrophotographic photosensitive member, and is provided with a developing bias applying unit that applies a developing bias.
また、現像剤担持体と電子写真感光体とが対向する位置を基準として現像剤担持体の回転方向上流側には、現像剤規制部材が設けられている。現像剤規制部材は、現像剤担持体の周面上に担持した現像剤の層厚に均す部材であって、例えば金属製のブレードから構成することができる。 Further, a developer regulating member is provided on the upstream side in the rotation direction of the developer carrier with reference to the position where the developer carrier and the electrophotographic photosensitive member face each other. The developer regulating member is a member that equalizes the layer thickness of the developer carried on the peripheral surface of the developer carrying member, and can be composed of, for example, a metal blade.
現像剤が非磁性一成分トナーである場合には、攪拌搬送部材等により搬送された現像剤が、直接及び/又は現像剤供給部材によって現像剤担持体表面に供給される。現像剤担持体と電子写真感光体との間には、所定の現像バイアスが印加され、現像剤担持体上の現像剤は、静電潜像に応じて電子写真感光体上に飛翔し、トナー像(可視像)となる。 When the developer is a non-magnetic one-component toner, the developer conveyed by the agitating / conveying member or the like is supplied directly and / or to the surface of the developer carrying member by the developer supply member. A predetermined developing bias is applied between the developer carrying member and the electrophotographic photosensitive member, and the developer on the developer carrying member flies onto the electrophotographic photosensitive member in accordance with the electrostatic latent image, and toner It becomes an image (visible image).
[転写手段]
転写手段である転写部としては、例えば、被転写体の裏側からトナーとは逆極性の電荷を被転写体に与え、静電気力によりトナー画像を被転写体に転写するもの、又は、被転写体の表面に被転写体を介して直接接触して転写する導電性又は半導電性のローラ等を用いた転写ローラ及び転写ローラ押圧装置を用いることができる。
[Transfer means]
Examples of the transfer unit that is a transfer unit include a transfer unit that applies a charge having a reverse polarity to the toner from the back side of the transfer target, and transfers the toner image to the transfer target by electrostatic force, or the transfer target. A transfer roller and a transfer roller pressing device using a conductive or semiconductive roller or the like that directly contacts and transfers to the surface of the film via a transfer medium can be used.
転写ローラには、静電潜像担持体に付与する転写電流として、直流電流を印加してもよいし、交流電流を重畳させて印加してもよい。転写ローラは、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード等により、任意に設定することができる。また、低コスト化のため、転写ローラとして単層の発泡ローラ等が好適に用いられる。 A direct current may be applied to the transfer roller as a transfer current applied to the electrostatic latent image carrier, or an alternating current may be applied in a superimposed manner. The transfer roller can be arbitrarily set according to the width of the image area to be charged, the shape of the transfer charger, the opening width, the process speed, and the like. In order to reduce the cost, a single-layer foam roller or the like is preferably used as the transfer roller.
転写方式としては、紙等の被転写体に直接転写する方式でも、中間転写体を介して被転写体に転写する方式でもよい。 As a transfer method, a method of transferring directly to a transfer medium such as paper or a method of transferring to a transfer medium via an intermediate transfer member may be used.
中間転写体としては、公知の中間転写体を用いることができる。中間転写体に用いられる材料としては、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアルキレンフタレート、PC/ポリアルキレンテレフタレート(PAT)のブレンド材料、エチレンテトラフロロエチレン共重合体(ETFE)/PC、ETFE/PAT、PC/PATのブレンド材料等が挙げられるが、機械的強度の観点から熱硬化ポリイミド樹脂を用いた中間転写ベルトが好ましい。 A known intermediate transfer member can be used as the intermediate transfer member. Materials used for the intermediate transfer member include polycarbonate resin (PC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyalkylene phthalate, PC / polyalkylene terephthalate (PAT) blend material, ethylene tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) / PC, ETFE / PAT, PC / PAT blend materials, and the like can be mentioned. From the viewpoint of mechanical strength, an intermediate transfer belt using a thermosetting polyimide resin is preferable.
[クリーニング手段]
クリーニング手段であるクリーニング部については、静電潜像担持体上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式、ブラシクリーニング方式、ローラクリーニング方式を採用したもの等、適宜選定して差し支えない。これらの中でも弾性を有するクリーニングブレードを用いることが好ましい。
[Cleaning means]
The cleaning unit, which is a cleaning unit, may be selected as appropriate as long as it cleans residual toner on the electrostatic latent image carrier, such as a blade cleaning method, a brush cleaning method, or a roller cleaning method. . Among these, it is preferable to use a cleaning blade having elasticity.
[定着手段]
定着手段(画像定着装置)である定着部としては、被転写体に転写されたトナー像を加熱、加圧あるいは加熱加圧により定着するものであり、ローラ状やベルト状の定着部材を備えるものである。
[Fixing means]
The fixing unit, which is a fixing unit (image fixing device), fixes a toner image transferred to a transfer medium by heating, pressing, or heating and pressing, and includes a roller-like or belt-like fixing member. It is.
本実施形態の画像形成装置では、画像情報に従って、記録材(例えば、記録用紙、プラスチックシート、等)に画像を形成することが可能である。画像情報は、画像形成装置に接続された画像読み取り装置、或いは画像形成装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から入力される。 In the image forming apparatus of the present embodiment, an image can be formed on a recording material (for example, recording paper, plastic sheet, etc.) in accordance with image information. The image information is input from an image reading apparatus connected to the image forming apparatus or a host device such as a personal computer connected to the image forming apparatus main body so as to be communicable.
続いて、上記のような画像形成装置の現像手段である現像装置について、より詳細に説明する。 Next, the developing device that is the developing unit of the image forming apparatus as described above will be described in more detail.
[現像装置の説明]
図1は、本実施形態に係る現像装置100の概略構成を示す断面図であり、上記の如き画像形成装置に搭載される。例えば、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応する現像装置100を備えた画像形成装置は、現像装置100による現像により、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する。画像形成装置は、トナー像を形成する現像ローラ110を備えた現像装置100のほかに、用紙を搬送する記録媒体搬送ユニットと、トナー像を用紙に二次転写する転写ユニットと、周面に画像が形成される静電潜像担持体である感光体ドラム30と、トナー像を用紙に付着させる定着ユニットとを備えている。
[Description of developing device]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a developing
このような画像形成装置に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置の制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラにより感光体ドラム30の表面を所定の電位に均一に帯電させる。その後、露光ユニットにより感光体ドラム30の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。一方、各現像装置100では、現像室内にあるトナーT(現像剤)をトナー供給ローラ120(現像剤供給体)により現像ローラ110に担持させる。
When an image signal of a recorded image is input to such an image forming apparatus, the control unit of the image forming apparatus uniformly charges the surface of the
そして、現像ローラ110の回転によりトナーが感光体ドラム30と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ110に担持されたトナーが感光体ドラム30の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。このような現像をマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対して行う。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム30と転写ベルトとが対向する領域で、感光体ドラム30から転写ベルトへ一次転写される。そして、トナー像は、記録媒体搬送ユニットによって搬送された用紙に二次転写される。その後、トナー像が二次転写された用紙は、定着ユニットへ搬送されて定着され、画像形成装置の外部へ排出される。
Then, when the toner is conveyed to a region facing the
ここで、現像装置100は、前述した現像ローラ110のほかに、トナー供給ローラ120、トナー収容室130(現像剤収容室)、弾性当接体142を有する現像剤規制部材、現像室150、トナー貯留部160(現像剤貯留部)、区画壁170、搬送部材135及び撹拌部材165を備えている。なお、画像形成装置には、現像装置100が、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して設けられるが、現像剤であるトナーの種類が異なることを除いて基本的な構成は同じであるため、以下、個別の説明は省略する。
Here, the developing
トナー収容室130は、トナーTを収容する室である。現像室150は、現像ローラ110によって現像を行う室であり、トナー収容室130の上方に隣接して配置されている。トナー収容室130と現像室150との間には区画壁170が設けられており、区画壁170が両室130,150を区画する。区画壁170にはその一部に開口部172が設けられており、この開口部172を介してトナー収容室130と現像室150とが繋がるようになっている。トナー収容室130、現像室150及び区画壁170は、一体に形成されている。
The
トナー収容室130には、トナーTを現像室150に搬送する搬送部材135が設けられている。搬送部材135は、回転可能な搬送部材であり、回転動作を行うことにより、区画壁170の開口部172を通じて、トナー収容室130内に収容されているトナーTを所定量、現像室150内に搬送する。
The
トナー供給ローラ120は、トナー収容室130から搬送部材135によって供給されたトナーTと、後述する規制部材140によって現像ローラ110から掻き落とされたトナーTとが撹拌部材165で撹拌混合されたトナーTを、現像ローラ110に供給するための供給部材である。トナー供給ローラ120は、現像ローラ110の周面上に当接するように現像ローラ110に対向して現像室150内に配置されている。トナー供給ローラ120は、例えばポリウレタンフォーム等の弾性部材からなり、弾性変形可能なように形成されており、弾性変形された状態で現像ローラ110に当接するようになっている。
The
トナー供給ローラ120は、例えば反時計回りに回転し、同じく反時計回りに回転する現像ローラ110との当接領域において、現像ローラ110と逆方向に移動するように構成されている。このような構成のトナー供給ローラ120の表面には、撹拌混合されたトナーTが付着されており、トナー供給ローラ120の表面が現像ローラ110の表面(図1参照)に当接することによって、トナー供給ローラ120から現像ローラ110にトナーTが供給され、現像ローラ110にトナーを担持させる。また、トナー供給ローラ120は、トナーTの供給と同時に、感光体ドラム30との現像ニップを通過して現像に使用されなかったトナーTを現像ローラ110から剥ぎ取り、トナーTが長時間現像ローラ110上に滞留することで帯電量が過上昇することを防止する機能も持ち合わせている。
The
現像ローラ110は、トナー供給ローラ120から供給されたトナーTをその表面に担持して感光体ドラム30と対向する領域までトナーTを搬送し、感光体ドラム30の周面上に形成された静電潜像にそのトナーTを移動させて、静電潜像を現像させるための部材であり、トナー供給ローラ120の周面上に当接するようにトナー供給ローラ120に対向すると共に感光体ドラム30に対向するように現像室150内に配置されている。
The developing
[現像剤担持体の構成]
本発明に係る現像剤担持体は、その表面には凸部と凹部が規則的に配置された現像剤担持面が設けられている。凹部表面には、現像剤中に存在するシリコーンオイル処理無機微粉体(以下、「オイル処理微粉体」とも称す)を担持可能な微小凹部が形成されている。これにより、従来から指摘されていた問題点に加え、上述の如き新たな問題点に対しても、包括的に高度な対応が可能となる。
[Configuration of developer carrier]
The developer carrying member according to the present invention is provided with a developer carrying surface on which a convex portion and a concave portion are regularly arranged. On the surface of the concave portion, a fine concave portion capable of supporting a silicone oil-treated inorganic fine powder (hereinafter also referred to as “oil-treated fine powder”) present in the developer is formed. As a result, in addition to the problems that have been pointed out heretofore, it is possible to comprehensively cope with new problems as described above.
現像剤担持体を現像ローラとする場合には、現像ローラの外周面に、現像ローラの周方向及び現像ローラの回転軸方向に対して傾斜する傾斜溝が設けられた現像剤担持面を有する構成が挙げられる。現像ローラは、傾斜溝が螺旋状に連続して、凸部と凹部が規則的に配置された現像剤担持面を有する。傾斜溝が形成された現像剤担持面としては螺旋溝タイプや格子溝タイプ等を挙げることができる。螺旋溝タイプでは、傾斜溝が交差しないように配置されている。格子溝タイプでは、互いに交差するように形成された第1の傾斜溝と第2の傾斜溝とが配置されている。 When the developer carrying member is a developing roller, the developing roller has a developer carrying surface provided with an inclined groove that is inclined with respect to the circumferential direction of the developing roller and the rotation axis direction of the developing roller on the outer circumferential surface of the developing roller. Is mentioned. The developing roller has a developer carrying surface in which inclined grooves are continuous in a spiral shape, and convex portions and concave portions are regularly arranged. Examples of the developer carrying surface on which the inclined grooves are formed include a spiral groove type and a lattice groove type. In the spiral groove type, the inclined grooves are arranged so as not to intersect. In the lattice groove type, a first inclined groove and a second inclined groove formed so as to cross each other are arranged.
上記の如き現像ローラは、外周面に規則的に配置された凸部と凹部を有する現像剤担持面を有すると共に、凹部にオイル処理微粉体を担持可能な微小凹部が形成されているので、現像剤担持面に担持されるトナー量を常に均一且つ最適な量に調整可能とすることができる。さらにこの現像剤中にオイル処理微粉体を存在させることにより、トナーを凝集させることなく、現像剤担持面表面にシリコーンオイル皮膜を迅速に形成することが可能となる。その結果、現像剤担持面へのトナー等の固着や汚染を防止しつつ、現像剤に好ましい帯電性を付与することが出来る。また、現像剤担持体表面に形成されたシリコーンオイル皮膜は、現像剤中のオイル処理微粉体によって継続的に形成され続けるので、長期にわたって、あらゆる使用条件での現像特性が格段に改善される。 The developing roller as described above has a developer carrying surface having a convex portion and a concave portion regularly arranged on the outer peripheral surface, and a fine concave portion capable of carrying oil-treated fine powder is formed in the concave portion. The amount of toner carried on the agent carrying surface can always be adjusted to a uniform and optimum amount. Further, the presence of the oil-treated fine powder in the developer makes it possible to rapidly form a silicone oil film on the surface of the developer carrying surface without agglomerating the toner. As a result, it is possible to impart favorable chargeability to the developer while preventing sticking or contamination of the toner or the like to the developer carrying surface. Further, since the silicone oil film formed on the surface of the developer carrying member is continuously formed by the oil-treated fine powder in the developer, the development characteristics under all use conditions are remarkably improved over a long period of time.
特に、磁気拘束力を利用するこが出来ない上に、製法的に特定の荷電制御剤を含有させることが困難であった着色粒子を非磁性一成分現像剤に適応した場合であっても、トナー粒子を適切に帯電させることが出来る。ところで、現像ローラは、磁気拘束力を利用するこが出来ない非磁性一成分現像剤を使用する際に用いても、現像剤担持面に上記の如き適切な表面形状をもたせている為、良好な画像形成が可能である。 In particular, even when the magnetic particles cannot be used, and it is difficult to contain a specific charge control agent in a manufacturing method, the colored particles are applied to a non-magnetic one-component developer. The toner particles can be appropriately charged. By the way, even when the developing roller is used when using a non-magnetic one-component developer that cannot use the magnetic binding force, the developer carrying surface has an appropriate surface shape as described above. Image formation is possible.
図2は、本発明に好ましい実施形態の一例である現像ローラ110の概略構成を示す図である。現像ローラ110の外周面には、現像ローラ110の回転軸(図示X方向)に対して角度αの傾斜角でA方向に形成された螺旋状に連続する第1傾斜溝と、同様に角度βの傾斜角でB方向に形成された螺旋状に連続する第2傾斜溝を交差させることで形成された格子溝タイプの現像剤担持面111が形成されている。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the developing
現像ローラ110の現像剤担持体面の凸部112は、長方形若しくは平行四辺形状を呈しておりC−C線に沿って断面視した際には、台形形状を呈する。
また、現像ローラ110の現像剤担持体面の凹部114には、現像剤中に存在するオイル処理微粉体を担持可能な微小凹部113が形成されている。
The
Further, in the
現像剤担持体は、外周面に配設される現像剤担持面111の形状を、使用する現像剤の形状や構成成分と関連付けることにより、現像特性を飛躍的に改善することが可能である。現像剤担持面111の凸部112と凹部114の高低差は、用いる一成分現像剤の重量平均粒径(D4)の105%以上190%以下に調整することが好ましい。これにより、現像剤担持面上に担持される現像剤は、現像剤規制部材によって、1~2層のトナー粒子層に整列される。そのため、各トナー粒子が均一な帯電付与機会を得ることが出来るので、画像カブリ等を未然に防止し、高品位な画像を得ることが可能となる。現像剤担持面の凸部112と凹部114の高低差が105%未満の場合、現像ローラ上のトナー担持量が十分に確保できないばかりか、縦スジ上の画像不良等が発生し易くなる。また、現像剤担持面111の凸部112と凹部114の高低差が190%を超える場合には、トナー粒子への均一帯電が困難となる。
The developer carrying member can drastically improve the development characteristics by associating the shape of the
一方、現像ローラ110の現像剤担持体面の凹部114に設けた微小凹部113の深さについては、無機微粒子の平均一次粒径の2.0倍以上30倍以下に調整する。微小凹部113の深さDが無機微粒子の平均一次粒径の2.0倍未満の場合、オイル処理微粉体に対する保持力が十分でなく、また、微小凹部113の深さDが無機微粒子の平均一次粒径の30倍を超える場合には、一旦保持された無機微粒子が微小凹部113から抜け出すことが出来なくなるばかりか、他の微粉成分の侵入を許し、画像不良の原因となる。
On the other hand, the depth of the
本発明において、現像剤担持体面の凹部114や微小凹部113の深さDは、以下のように定義される。すなわち、図3の(a)に示したように、凸部112表面に存在する最高点H1と、凸部112に近接する凹部114表面に存在する最低点H2を決定すると共に、凹部114表面に点在する微小凹部113の中から任意の一か所を選択する。次いで、凸部112と凹部114の最大高低差ΔH(=H1−H2)と微小凹部の深さDを計測する(図3の(b)参照)。例えば、現像剤担持体が現像ローラ110である場合、先ず、現像ローラ110の中央部及び左右担部付近の計3ケ所において、其々8ケ所の異なる凸部112を選択し、凸部112と凹部114の最大高低差ΔHと微小凹部113の深さDを計測し、それらの平均値を求め、対象となる現像ローラ110の現像剤担持面111の凸部112と凹部114の高低差及び微小凹部113の深さとする。
In the present invention, the depth D of the
上記のような現像剤担持面の形状測定には、従来公知の方法を用いることが可能であり、例えば、非接触式の表面形状測定装置や形状測定レーザマイクロスコープ等が挙げられ、得られた表面形状情報を、上記のような装置に付属する解析ツールで解析したり、CAD(コンピュータ支援設計)等を用いることによって、図面上で幾何学的に決定することができる。 For the shape measurement of the developer-carrying surface as described above, a conventionally known method can be used, and examples thereof include a non-contact type surface shape measurement device, a shape measurement laser microscope, and the like. The surface shape information can be geometrically determined on the drawing by analyzing with an analysis tool attached to the apparatus as described above, or using CAD (Computer Aided Design) or the like.
本発明に係る現像ローラは、例えば、円柱状や円筒状の銅、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金製のローラ基材の外周面(以下、「円筒面」と称す)をセンターレス研磨機により研磨した後、サンドブラスト処理等の公知の方法によって凹凸処理を施し、円筒面に均一で微細な凹凸を形成する。その後、更に、転造法やエッチング法等の公知の方法により、凹部と凸部が規則的に配置された現像剤担持面を設けると同時に、凹部表面に存在。又、サンドブラスト処理等によって形成された微小な凹凸は、現像剤担持面で規則的に表面加工した後、必要に応じて、研磨やめっき等の追加工を加えることによって製造される。 The developing roller according to the present invention uses, for example, an outer peripheral surface (hereinafter referred to as “cylindrical surface”) of a roller base material made of metal or alloy such as columnar or cylindrical copper, aluminum, and stainless steel by a centerless polishing machine. After polishing, an unevenness treatment is performed by a known method such as sandblasting to form uniform and fine unevenness on the cylindrical surface. Thereafter, a developer carrying surface in which the concave portions and the convex portions are regularly arranged is provided by a known method such as a rolling method or an etching method, and at the same time, the surface is present on the concave surface. Further, the minute unevenness formed by sandblasting or the like is manufactured by regularly processing the developer-carrying surface and then adding additional processing such as polishing or plating as necessary.
次に、本発明の現像ローラに好適な製造方法の一例を説明する。
図4は、本発明に係る現像ローラ110の製造方法の概要を示す図である。
Next, an example of a manufacturing method suitable for the developing roller of the present invention will be described.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing the developing
現像ローラ110の現像剤担持面111は、円筒形状を呈するローラ基材803の外周面に、互いに交わる2種類の溝を形成することによって設けられる。より具体的には、互いに同一方向に回転する1対のダイス801とダイス802をローラ基材803の表面に押し当てながら、所定方向に送る通し転造法によって、螺旋状に連続する第1の溝201と第2の溝202を形成することによって設けられる。
The
ダイス801の回転軸とローラ基材803の中心軸とは平行ではなく僅かに(例えば1度)傾けられる。また、ダイス802の回転軸とローラ基材803の中心軸との間も、上記とは反対方向かつ同じ大きさ(例えば−1度)に傾けられる。この様に調整することにより、ローラ基材803には、ダイス801とダイス802の回転に起因するスラスト力が作用することとなり、ダイス801とダイス802を回転させることにより、ローラ基材803が軸方向に沿って送られる。図4に示す例では、ダイス801とダイス802の回転によってローラ基材803は回転しながら図の右方向に送られる。
The rotational axis of the
ダイス801とダイス802の其々は、円筒の外周面に螺旋状の突起を有する形状となっている。ダイス801における螺旋状の突起のピッチをP1、螺旋角をθ1とする。この突起をローラ基材803に押し当てることにより、ローラ基材803の表面が塑性変形して、螺旋角θ1´を呈する螺旋状に連続する第1の溝201が溝間隔P1´で刻まれる。この時、第1の溝の螺旋角θ1´は、ダイス801の突起の螺旋角θ1と、ローラ中心軸に対するダイス801の回転軸の傾きの大きさとによって決めることが出来る。また、図4に破線で示す三角形から、90度から第1の溝201の螺旋角θ1´を引いた値が、図2に示した傾斜角αに相当していることがわかる。第1の溝201は、1条や多条の何れであってもよく、ダイスの形状によって選択可能である。
Each of the
また、ダイス802に設けられた突起の螺旋のピッチをP2、螺旋角をθ2とする。この突起をローラ基材803に押し当てることにより、螺旋角θ2´を呈する螺旋状に連続する第2の溝202が溝間隔P2´で刻まれる。また、図2に破線で示す三角形から、180度から第2の溝202の螺旋角θ2´を引いた値が、図2に示した傾斜角βに相当していることが判る。第2の溝202も、1条や多条の何れであってもよい。
In addition, the pitch of the spiral of the protrusion provided on the
このようにすることにより、ローラ基材803の外周面には格子状に交わる2種類の溝が刻まれて、この溝が現像ローラ表面の凹部114として機能する。また、溝に囲まれた多数の突起部が現像ローラ表面の凸部112として機能することとなる。各凸部の頂面は、もとのローラ基材803の表面であって、当然にこれらはいずれも単一の円筒面の一部をなしている。
By doing so, two kinds of grooves intersecting in a lattice shape are carved on the outer peripheral surface of the
ここで、第1の溝201を形成する為のダイス801と、第2の溝202を形成する為のダイス802との間で、その突起のピッチを僅かに異ならせたり(P1≠P2)、ダイスのピッチ比を非整数比としたり、更には螺旋角を僅かに異なる値に設定することで(θ1≠θ2)、凸部112の配列状態を変化させることが出来るので、現像ローラと当接する部材間での自己クリーニング性能や部品相互の摩耗状態を好ましいものとすることが出来る。
Here, the pitch of the protrusion is slightly different between the die 801 for forming the
図5は、現像ローラに非磁性一成分現像剤を適応させる際に好ましい現像剤規制部材の実施形態の一例であって弾性ブレード140を示している。弾性ブレード140は、基体143、弾性当接体142及び固定部材141を有する。固定部材141は、弾性当接体142を基体143に固定するものである。
FIG. 5 shows an
弾性当接体142は、現像ローラ110の軸方向に平行に延び且つ端部を有し、現像ローラ110の表面に設けられた現像剤担持面111に圧接させる。弾性当接体142の「突出し量」を調整することにより、現像剤担持面111上に所望量の現像剤(トナー)の薄層を形成することが出来る。
The
本発明において、現像剤規制部材の「突出し量」とは、現像剤担持体(現像ローラ110)の回転中心O110から現像剤規制部材の先端部を通過して該現像剤担持体の外周に達する延長線L110上に存在する現像剤規制部材の先端部の圧接面側との交点J1から現像剤担持体の外周面との交点までの距離Jのことである。 In the present invention, the “protruding amount” of the developer regulating member means that the developer carrying member (developing roller 110) passes from the rotation center O 110 to the outer periphery of the developer carrying member through the tip of the developer regulating member. is that from the intersection J1 between the contact face side of the distal end portion of the developer regulating member present on an extension line L 110 in the distance J to an intersection with the outer peripheral surface of the developer carrying member to reach.
また、弾性当接体142の当接部分は、多数回の画像形成を繰り返しながら減耗するように設定することにより、自己クリーニングを行うことが可能となるので、例えば、弾性当接体142に、現像ローラ110に対する表面硬度比が0.20以上1.00未満のリン青銅又はステンレス等によって形成された板状部材が好ましく選択される。
In addition, since the contact portion of the
これにより、トナーのフィルミング等を防止できるので、トナー粒子の帯電状態に維持だけではなく、トナー粒子の担持状態をも最良の状態に維持することが出来る。その結果、例えば、縦縞状の画像濃度ムラの発生を抑制し、画像濃度、印刷背景の相当する非画像領域のトナー汚れ、細線再現性及び色味等の悪化/変動等を最小限に留めることを可能とした優れた現像装置を提供することが出来る。 Thus, filming of the toner can be prevented, so that not only the charged state of the toner particles but also the supported state of the toner particles can be maintained in the best state. As a result, for example, the occurrence of uneven image density in the form of vertical stripes is suppressed, and deterioration / fluctuation in image density, non-image area corresponding to the printed background, toner stains, fine line reproducibility, color tone, etc. are minimized. Therefore, it is possible to provide an excellent developing device that makes it possible.
尚、上記の現像装置を、外部からの変形応力の影響を受け易いプロセス・カートリッジ方式の画像形成装置に用いた場合、その効果は非常に大きく発現する。 When the above developing device is used in a process cartridge type image forming apparatus which is easily affected by external deformation stress, the effect is very significant.
次いで、本発明の現像装置に用いられる現像剤について説明する。 Next, the developer used in the developing device of the present invention will be described.
<現像剤について>
本実施形態の現像剤は、少なくとも、着色剤と結着樹脂からなる着色粒子の表面に、少なくとも、現像剤担持体の外周面に設けられた現像剤担持面の凹部表面に設けた微小凹部の内部に担持可能なシリコーンオイル処理無機微粉体を構成成分として含有する無機微粒子を付着及び/又は固定化したものである。現像剤は、トナー(以下、「トナー粒子」ともいう)のみで構成される一成分現像剤や、トナーと磁性キャリアを混合してなる二成分現像剤であってもよい。特に、本実施形態の現像ローラは、現像ローラ上での帯電付与性や搬送性の面で不利である非磁性一成分現像剤に対して非常に有効である。
現像剤は、例えば無機微粒子を、着色粒子100質量部に対して、2質量部以上8質量部以下で付着及び/又は固定化したものである。無機微粒子中のシリコーンオイルの含有率は、1.5mg/g以上25mg/g以下である。
<About developer>
The developer according to the present embodiment has at least the surface of the colored particle composed of the colorant and the binder resin, and at least the minute concave portion provided on the concave surface of the developer carrying surface provided on the outer peripheral surface of the developer carrier. Inorganic fine particles containing a silicone oil-treated inorganic fine powder that can be supported therein as a constituent component are adhered and / or fixed. The developer may be a one-component developer composed only of toner (hereinafter also referred to as “toner particles”) or a two-component developer obtained by mixing toner and a magnetic carrier. In particular, the developing roller of this embodiment is very effective for a non-magnetic one-component developer that is disadvantageous in terms of charge imparting property and transportability on the developing roller.
The developer is obtained by, for example, attaching and / or fixing inorganic fine particles in an amount of 2 parts by mass or more and 8 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the colored particles. The content rate of the silicone oil in the inorganic fine particles is 1.5 mg / g or more and 25 mg / g or less.
[着色粒子]
本実施形態の着色粒子は、結着樹脂中に均一に着色剤を分散させた粒子であって、高品位な画像形成に供する為に重量平均粒径が7μm以下の微小粒径を呈する着色粒子が好ましく適応される。このような着色粒子は、所謂、粉砕法や重合法といった従来公知の方法によって製造することが出来、特に、着色粒子を一成分現像剤に適応する場合には、着色粒子の粒子径や形状を制御し、本実施形態の現像装置に好ましく適用することが出来る。
[Colored particles]
The colored particles of the present embodiment are particles in which a colorant is uniformly dispersed in a binder resin, and are colored particles having a fine particle diameter of 7 μm or less in order to provide high-quality image formation. Is preferably applied. Such colored particles can be produced by a conventionally known method such as a so-called pulverization method or a polymerization method. In particular, when the colored particles are applied to a one-component developer, the particle size and shape of the colored particles are changed. It can be preferably applied to the developing device of this embodiment.
一般に、上記の如き方法により一成分現像剤を調製した場合、得られた一成分現像剤の重量平均粒径が着色粒子の重量平均粒径より大きくなることはない。従って、着色粒子は、現像剤として適応される現像装置の現像剤担持体の表面形状を勘案し、現像剤担持体の凸部と凹部の高低差が、着色粒子の重量平均粒径の105%以上190%以下の範囲に収まるように製造することが好ましい。 Generally, when a one-component developer is prepared by the method as described above, the weight-average particle size of the obtained one-component developer does not become larger than the weight-average particle size of the colored particles. Accordingly, the colored particles take into account the surface shape of the developer carrying member of the developing device adapted as a developer, and the difference in height between the convex and concave portions of the developer carrying member is 105% of the weight average particle diameter of the colored particles. It is preferable to manufacture so that it may fall in the range of 190% or less.
ところで、着色粒子中には、重量平均粒径よりも細かい着色粒子の微粉が存在し、特に一成分現像剤に用いた場合には、現像剤の帯電性に悪影響を与えたり、現像剤担持体表面を汚染したり、場合によっては固着物を発生させる等の原因になることが知られている。 By the way, in the colored particles, fine particles of colored particles finer than the weight average particle diameter are present, and particularly when used in a one-component developer, the chargeability of the developer is adversely affected, or the developer carrying member. It is known that the surface is contaminated, and in some cases, a sticking matter is generated.
本実施形態の現像剤担持体は、凹部表面に存在する微小凹部にシリコーンオイル処理微粉体を担持しながらシリコーンオイル皮膜を形成するので、これらの現象を大幅に減じることが出来るが、着色粒子の個数基準の粒径頻度分布における3μm以下の着色粒子の微粉を20個数%以下に抑制することによって、現像剤担持体面上のトナー粒子が現像に好ましい整列状態になる為、高品位の画像を安定して再現することが可能となる。 The developer-carrying member of this embodiment forms a silicone oil film while supporting the silicone oil-treated fine powder in the minute recesses existing on the recess surface, so that these phenomena can be greatly reduced. By controlling the fine powder of colored particles of 3 μm or less in the number-based particle size frequency distribution to 20% by number or less, the toner particles on the surface of the developer carrying member are in an alignment state suitable for development, so that a high-quality image is stabilized. And can be reproduced.
ここで、非磁性一成分現像剤の重量平均粒径について説明する。一成分系現像剤の重量平均粒径(D4)や個数基準の粒径頻度分布における3μm以下のトナーの粒子数は、例えば、精密粒度分布測定装置「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)を用い、該測定装置の操作説明書に従い、ベックマン・コールター社のインターネットのホームページに記載されている「トナー粒子径分布の測定方法(http://www.beckmancoulter.co.jp/product/product03/toner/04.html)」等を参考にして測定することが出来る。 Here, the weight average particle diameter of the nonmagnetic one-component developer will be described. The weight average particle size (D4) of a one-component developer and the number of toner particles having a particle size of 3 μm or less in the number-based particle size frequency distribution are, for example, a precision particle size distribution measuring device “Multisizer 3” (manufactured by Beckman Coulter) In accordance with the operation manual of the measurement apparatus, “Toner particle size distribution measurement method (http://www.beckmancounter.co.jp/product/product03/ Toner / 04.html) "and the like.
具体的な測定方法としては、懸濁液作成用ビーカーに電解液「アイソトンII-pc」(ベックマン・コールター社製)100mlを用意し、ここに分散剤としての界面活性剤(好ましくはLAS;直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩)0.1gを加えた後、測定試料(トナー粒子又はトナー)5mgを加え、トナー懸濁液とする。次いで、該トナー懸濁液中の測定試料の分散性を高める為に、超音波バス等を用いて外部からの超音波照射処理を2分間行い、測定サンプルを調製する。アパーチャーチューブには50μmの開口径を有するものを用い、測定試料の体積及び個数を、チャンネル毎に測定して、測定試料の体積分布と個数分布を算出する。算出された分布から測定試料の重量平均粒径(D4)と個数基準の粒径頻度分布における3μm以下の微粉の粒子数を求める。 As a specific measurement method, 100 ml of an electrolytic solution “Isoton II-pc” (manufactured by Beckman Coulter) is prepared in a beaker for producing a suspension, and a surfactant (preferably LAS; After adding 0.1 g of a chain alkylbenzene sulfonate), 5 mg of a measurement sample (toner particles or toner) is added to obtain a toner suspension. Next, in order to enhance the dispersibility of the measurement sample in the toner suspension, an ultrasonic irradiation process from the outside is performed for 2 minutes using an ultrasonic bath or the like to prepare a measurement sample. An aperture tube having an opening diameter of 50 μm is used, and the volume and number of the measurement sample are measured for each channel to calculate the volume distribution and number distribution of the measurement sample. From the calculated distribution, the weight average particle size (D4) of the measurement sample and the number of fine powder particles of 3 μm or less in the number-based particle size frequency distribution are obtained.
着色粒子に含有される結着樹脂としては、具体的には、スチレン−(メタ)アクリル共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体が挙げられる。また、乳化凝集法や懸濁重合法といったケミカル法によりトナー粒子を得る方法においては、結着樹脂を形成するための単量体が用いられる。具体的には、スチレン;o−(m−,p−)メチルスチレン 、m−(p−)エチルスチレンなどのスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸メチル、( メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、( メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルなどの(メタ )アクリル酸エステル系単量体;ブタジエン、イソプレン、シクロヘキセン、(メタ)アクリロニトリル、アクリル酸アミドなどのエン系単量体が好ましく用いられる。これらは 、単独で、又は一般的にはポリマーハンドブック第2版 III−P139〜192(John Wiley&Sons社製)に記載の理論ガラス転移温度(Tg)が40〜75℃を示すように単量体を適宜混合して用いられる。理論ガラス転移温度(Tg)が40℃未満の場合にはトナーの保存安定性や耐久安定性の面から問題が生じやすく、一方75℃を超える場合はトナーの定着点の上昇をもたらす。 Specific examples of the binder resin contained in the colored particles include styrene- (meth) acrylic copolymers, polyester resins, epoxy resins, and styrene-butadiene copolymers. In a method for obtaining toner particles by a chemical method such as an emulsion aggregation method or a suspension polymerization method, a monomer for forming a binder resin is used. Specifically, styrene; styrene monomers such as o- (m-, p-) methylstyrene and m- (p-) ethylstyrene; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, ( Meth) propyl acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid ester monomers such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate; ene monomers such as butadiene, isoprene, cyclohexene, (meth) acrylonitrile, and acrylamide Is preferably used. These monomers are used alone or in general so that the theoretical glass transition temperature (Tg) described in Polymer Handbook 2nd edition III-P139-192 (manufactured by John Wiley & Sons) is 40-75 ° C. It is used by mixing appropriately. When the theoretical glass transition temperature (Tg) is less than 40 ° C., problems are likely to occur from the viewpoint of storage stability and durability stability of the toner, while when it exceeds 75 ° C., the fixing point of the toner is increased.
更に、トナー粒子の機械的強度を高めるために結着樹脂の合成時に架橋剤を用いてもよい。
乾式トナーに用いられる架橋剤のうち2官能の架橋剤として、ジビニルベンゼン、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレ ート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート、及び上記のジアクリレートをジメタクリレートに代えたものが挙げられる。
Furthermore, a crosslinking agent may be used during the synthesis of the binder resin in order to increase the mechanical strength of the toner particles.
Among the crosslinking agents used in dry toners, difunctional linking agents such as divinylbenzene, bis (4-acryloxypolyethoxyphenyl) propane, ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, and 1,4-butane are used. Diol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 200, # 400, # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, polypropylene glycol diacrylate, polyester diacrylate, and The thing which replaced acrylate with dimethacrylate is mentioned.
多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及びそのメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシ、ポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート及びトリアリルトリメリテートが挙げられる。 Polyfunctional crosslinkers include pentaerythritol triacrylate, trimethylol ethane triacrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol methane tetraacrylate, oligoester acrylate and its methacrylate, 2,2-bis (4-methacryloxy, polyethoxy Phenyl) propane, diallyl phthalate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate and triallyl trimellitate.
これらの架橋剤は、結着樹脂を構成する重合性単量体100質量部に対して0.01〜10質量部、好ましくは0.1〜5質量部が使用される。 These crosslinking agents are used in an amount of 0.01 to 10 parts by mass, preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer constituting the binder resin.
結着樹脂としてスチレンアクリル樹脂を用いる場合には、係る樹脂が耐湿性に優れることから、帯電安定性に優れる結着樹脂を製造することが可能となる。また、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いる場合には、得られる画像の透明性に優れ、カラー画像に適した結着樹脂を製造することが出来る。 When a styrene acrylic resin is used as the binder resin, since the resin has excellent moisture resistance, it is possible to produce a binder resin having excellent charge stability. When a polyester resin is used as the binder resin, it is possible to produce a binder resin that is excellent in transparency of the obtained image and suitable for a color image.
一方、着色粒子に含有される着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、マグネタイト、チタンブラック、クロムイエロー、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン6G、カルコオイルブルー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、マラカイトグリーンレーキ、キノリンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド184、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ソルベント・イエロー162、C.I.ピグメント・ブルー5:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の染料および顔料を、単独あるいは混合して使用可能である。 On the other hand, colorants contained in the colored particles include carbon black, lamp black, magnetite, titanium black, chrome yellow, ultramarine, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine 6G, calco oil blue, quinacridone. Benzidine Yellow, Rose Bengal, Malachite Green Lake, Quinoline Yellow, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 184, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Solvent Yellow 162, C.I. I. Pigment blue 5: 1, C.I. I. Dye and pigment such as CI Pigment Blue 15: 3 can be used alone or in combination.
更に、着色粒子には、公知のワックスを用いることが出来、具体的には、パラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、キャデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等が使用可能である。これらの離型剤の中でも、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、エステルワックス等を使用することが好ましく、差走査熱量測定(DSC)で測定される最大吸熱ピーク温度が50℃以上110℃未満の領域に吸熱ピークを呈するものが、現像ローラ表面へのトナー固着の防止の観点から特に好ましく用いられる。 Furthermore, known waxes can be used for the colored particles, specifically, paraffin wax, microwax, microcrystalline wax, cadilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax, polyethylene wax, polypropylene wax. Oxidized polyethylene wax, oxidized polypropylene wax and the like can be used. Among these release agents, polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, ester wax and the like are preferably used, and the maximum endothermic peak temperature measured by differential scanning calorimetry (DSC) is 50 ° C. or higher and lower than 110 ° C. Those exhibiting an endothermic peak in this region are particularly preferably used from the viewpoint of preventing toner sticking to the surface of the developing roller.
ワックスの最大吸熱ピークは、「ASTM D3418−82」に準じて、例えば、「DSC−50」(島津製作所社製)により測定される。標準物質にはイリジウムを用い、測定に際しては、アルミニウム製のサンプルセルを用い、室温〜180℃の測定領域を昇温速度10℃/minで昇温した時に得られるDSC曲線から最大吸熱ピークのピーク温度を求めることが出来る。尚、ワックスのみを測定する場合には、測定時と同一条件で昇温−降温を行って前履歴を取り除いた後に測定を開始する。また、トナー中に含まれた状態のワックスを測定する場合には、前履歴を取り除く操作を行わず、そのままの状態で測定を行う。 The maximum endothermic peak of the wax is measured by, for example, “DSC-50” (manufactured by Shimadzu Corporation) according to “ASTM D3418-82”. Iridium is used as a standard substance, and an aluminum sample cell is used for measurement, and the peak of the maximum endothermic peak is obtained from the DSC curve obtained when the temperature of the measurement region from room temperature to 180 ° C. is increased at a rate of temperature increase of 10 ° C./min. The temperature can be determined. In the case of measuring only the wax, the measurement is started after the temperature is raised and lowered under the same conditions as in the measurement to remove the previous history. Further, when measuring the wax contained in the toner, the measurement is performed as it is without performing the operation of removing the previous history.
一般に、上記の如き着色粒子を一成分現像剤に適応する場合、サリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸などのカルボン酸の金属化合物;スルホン酸又はカルボン酸基を側鎖に持つ高分子型化合物;ホウ素化合物;尿素化合物;ケイ素化合物 ;カリークスアレーン等のネガ系荷電制御剤や、四級アンモニウム塩;該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物等のポジ系荷電制御剤を添加することにより、帯電速度や帯電量を調製することが出来る反面、現像剤と接触する部材表面への付着汚染に起因する画像不良等を生じるばかりか、荷電制御剤を含有する着色粒子をケミカル法で製造する場合には、荷電制御剤が水中に溶出したり、重合に悪影響を及ぼしたりするといった新たな問題も生じていた。 In general, when the colored particles as described above are applied to a one-component developer, a metal compound of a carboxylic acid such as salicylic acid, naphthoic acid or dicarboxylic acid; a polymer compound having a sulfonic acid or carboxylic acid group in the side chain; boron Compound; urea compound; silicon compound; negative charge control agent such as calixarene and quaternary ammonium salt; polymer compound having the quaternary ammonium salt in the side chain; guanidine compound; positive charge such as imidazole compound By adding a control agent, the charging speed and charge amount can be adjusted, but on the other hand, not only does it cause image defects due to adhesion contamination on the surface of the member that contacts the developer, but it also contains a charge control agent. When particles are produced by the chemical method, new problems such as the elution of the charge control agent in water and the adverse effect on the polymerization may occur. I was close.
しかしながら、本実施形態の現像装置では、着色粒子中に荷電制御剤を用いずとも、現像剤担持体の表面形状と一成分現像剤の粒度分布を制御することにより、現像に好ましい状態とすることが出来るので、上記の如き問題を未然に防ぐことができる。 However, in the developing device of the present embodiment, even if a charge control agent is not used in the colored particles, the surface shape of the developer carrying member and the particle size distribution of the one-component developer are controlled so as to be in a preferable state for development. Therefore, the above problems can be prevented in advance.
[シリコーンオイル処理無機微粉体]
シリコーンオイル処理無機微粉体は、無機微粒子の構成成分として単独或いは他の無機微粉体と共に乾式混合されることで着色粒子に付着及び/又は固定化されて現像剤に調製された後、現像剤担持面の凹部表面に供給され、凹部表面に設けた微小凹部への担持と脱離を繰り返しながら、現像剤担持体面にシリコーンオイル皮膜を形成し、現像に好ましい状態を作り出すことが可能となる。
[Silicone oil-treated inorganic fine powder]
Silicone oil-treated inorganic fine powder is prepared as a developer by adhering and / or fixing to colored particles by dry mixing alone or with other inorganic fine powder as a constituent of inorganic fine particles. A silicone oil film is formed on the surface of the developer carrying member while being supplied to the concave surface of the surface and repeatedly being carried and detached from the minute concave portions provided on the concave surface, so that a favorable state for development can be created.
シリコーンオイル処理無機微粉体は、無機微粉体表面をシリコーンオイルで処理したものであって、無機微粉体としては、金属酸化物微粉末であることが好ましく、Si、Al、Tiの酸化物やそれら等の複合化合物から好ましく選択される。また、表面をシリル化剤等により予め疎水化しておくことにより、シリコーンオイルによる処理を均一に施すことが出来、現像剤に好ましい特性をもたらすことが出来る。 The silicone oil-treated inorganic fine powder is obtained by treating the surface of the inorganic fine powder with silicone oil, and the inorganic fine powder is preferably a metal oxide fine powder, such as oxides of Si, Al, Ti and the like. Are preferably selected from complex compounds such as Further, by hydrophobizing the surface with a silylating agent or the like in advance, the treatment with silicone oil can be performed uniformly, and favorable characteristics can be provided to the developer.
無機微粉体は、シリコーンオイルで処理される表面を十分に有する必要があることから、BET比表面積が28~300m2/gを呈するものが好ましく用いられ、特に40〜100m2/gを呈するものが現像剤に好ましい粉体特性を付与することが出来るので好ましく用いられる。 Since the inorganic fine powder needs to have a sufficient surface to be treated with silicone oil, a BET specific surface area of 28 to 300 m 2 / g is preferably used, particularly 40 to 100 m 2 / g. Is preferably used because it can impart preferable powder properties to the developer.
シリコーンオイルとしては、一般式(1)で表せるものが好ましい。
(ここで、Rは炭素数1〜3のアルキル基を表わし、R’はアルキル、ハロゲン変性アルキル、フェニル、変性フェニル等のシリコーンオイル変性基を表わし、R”は炭素数1〜3のアルキル基又はアルコキシ基を表わし、m、nは整数を表わす。)
As a silicone oil, what can be represented by General formula (1) is preferable.
(Here, R represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, R ′ represents a silicone oil-modified group such as alkyl, halogen-modified alkyl, phenyl, and modified phenyl, and R ″ represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Alternatively, it represents an alkoxy group, and m and n represent integers.)
シリコーンオイル処理無機微粉体に用いられるシリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、ビニル基含有シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が挙げられる。 Examples of the silicone oil used in the silicone oil-treated inorganic fine powder include dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, vinyl group-containing silicone oil, alkyl-modified silicone oil, α-methylstyrene-modified silicone oil, Examples include chlorophenyl silicone oil and fluorine-modified silicone oil.
特に、負帯電性一成分現像剤中に用いる場合、シリコーンオイル処理無機微粉体は、窒素原子を含有するシリコーンオイルで処理されたものを用いることが好ましく、窒素原子を有するシリコーンオイルによるシリコーンオイル皮膜が現像剤担持面に形成され、現像剤に好ましい負帯電性を付与することが可能となる。このような窒素原子を有するシリコーンオイルとしては、例えば、少なくとも下記式で表わされる部分構造を有したアミノ変性シリコーンオイルを単独又は他のシリコーンオイルと混合して使用することが出来る。尚、これ等の部分構造はシリコーンオイル末端に有していてもよい。 In particular, when used in a negatively chargeable one-component developer, it is preferable to use a silicone oil-treated inorganic fine powder that has been treated with a silicone oil containing nitrogen atoms. Is formed on the developer carrying surface, and it becomes possible to impart preferable negative chargeability to the developer. As such a silicone oil having a nitrogen atom, for example, an amino-modified silicone oil having at least a partial structure represented by the following formula can be used alone or mixed with another silicone oil. In addition, you may have these partial structures in the silicone oil terminal.
(式中、R1は水素、アルキル基、アリール基又はアルコキシ基を示し、R2はアルキレン基又はフェニレン基を示し、R3,R4は水素、アルキル基、又はアリール基を示し、R5は含窒素複素環をその構造に有する化合物を示す。但し、上記アルキル基、アリール基、アルキレン基、フェニレン基はアミンを含有していても良いし、また帯電性を損ねない範囲で、ハロゲン等の置換基を有していても良い。)
(Wherein R 1 represents hydrogen, an alkyl group, an aryl group, or an alkoxy group, R 2 represents an alkylene group or a phenylene group, R 3 and R 4 represent hydrogen, an alkyl group, or an aryl group, and R 5 represents A compound having a nitrogen-containing heterocyclic ring in its structure, provided that the above alkyl group, aryl group, alkylene group, and phenylene group may contain an amine, and within a range not impairing the chargeability, such as halogen. (It may have a substituent.)
アミノ変性シリコーンオイルにおけるアミン当量(g/mol)は、300以上10000以下が好ましい。アミン当量が300未満の場合には、微粒子に均一コートされ難く、また疎水性が低い。またアミン当量が10000を超える場合には、帯電性が低くなり、微粒子凝集体もネガ帯電性となって画像濃度低下を引き起こす場合がある。より好ましくは、アミン当量が300以上8000以下である。 The amine equivalent (g / mol) in the amino-modified silicone oil is preferably from 300 to 10,000. When the amine equivalent is less than 300, it is difficult to uniformly coat the fine particles and the hydrophobicity is low. On the other hand, when the amine equivalent exceeds 10,000, the chargeability becomes low, and the fine particle aggregates may also become negatively chargeable and cause a decrease in image density. More preferably, the amine equivalent is 300 or more and 8000 or less.
シリコーンオイル処理無機微粉体は、公知の方法により調製することが可能であり、例えば、無機微粉体とシリコーンオイルとを乾式混合機で直接混合して調製する方法や、乾式混合機に投入した無機微粉体に対し、予め適当な溶剤に希釈しておいたシリコーンオイルを噴霧しながら撹拌混合した後、溶剤を加熱除去して調製する方法が挙げられる。 Silicone oil-treated inorganic fine powder can be prepared by a known method, for example, a method in which inorganic fine powder and silicone oil are directly mixed in a dry mixer, or an inorganic charged in a dry mixer. A method of preparing a fine powder by stirring and mixing silicone oil that has been diluted in a suitable solvent in advance and then removing the solvent by heating.
無機微粉体を処理する為に用いられるシリコーンオイルの粘度は、25℃における動粘度が30〜500mm2/sの範囲にあるものが好ましく用いられる。動粘度が30mm2/s未満の場合、シリコーンオイルから発生する揮発成分が多く、現像剤に対して後述するような悪影響を及ぼす。又、500mm2/sを超える場合には、現像剤担持面へのシリコーンオイル皮膜の成膜性に問題を生じる。 The viscosity of the silicone oil used for treating the inorganic fine powder is preferably such that the kinematic viscosity at 25 ° C. is in the range of 30 to 500 mm 2 / s. When the kinematic viscosity is less than 30 mm 2 / s, there are many volatile components generated from the silicone oil, which adversely affects the developer as described later. On the other hand, if it exceeds 500 mm 2 / s, there is a problem in the film formability of the silicone oil film on the developer carrying surface.
無機微粉体に対するシリコーンオイルの処理量としては、被処理物である無機微粉体の比表面積等との関係があるので一概に限定することは出来ないが、無機微粉体100質量部に対して、シリコーンオイルは1〜30質量部の範囲で用いられる。1質量部未満だと処理効果が発現せず、30質量部を超えると現像剤の流動性が著しく低下し、帯電性や現像性に悪影響を生じる。現像剤担持体表面に上記の如き機能を付与し、現像剤に好ましい現像特性や粉体特性を付与するには3〜10質量部の範囲で処理することが好ましい。 The amount of silicone oil to be treated with respect to the inorganic fine powder cannot be generally limited because of the relationship with the specific surface area of the inorganic fine powder that is the object to be treated, but with respect to 100 parts by mass of the inorganic fine powder, Silicone oil is used in the range of 1 to 30 parts by mass. When the amount is less than 1 part by mass, the processing effect does not appear. When the amount exceeds 30 parts by mass, the flowability of the developer is remarkably lowered, and the chargeability and developability are adversely affected. In order to impart the functions as described above to the surface of the developer carrying member and to impart preferable development characteristics and powder characteristics to the developer, the treatment is preferably performed in the range of 3 to 10 parts by mass.
ところで、上記の如きシリコーンオイル処理無機微粉体に用いられるシリコーンオイルは、上記一般式で示される様に、様々な重合度を呈するシリコーンと低分子量シロキサンの混合物である。 By the way, the silicone oil used for the silicone oil-treated inorganic fine powder as described above is a mixture of silicone and low molecular weight siloxane having various degrees of polymerization, as shown by the above general formula.
本発明者等が鋭意検討したところ、シリコーンオイル中に存在する低分子量シロキサンは、現像剤の経時劣化を引き起こす可能性があることを知見した。特に、現像装置は、オイル処理微粉体によって、現像剤担持面の表面にオイル皮膜を形成するので、画像形成を長期にわたって休止している場合に経時劣化が進行し易い。その結果、非画像領域(印刷背景)にトナー汚れが発生したり、現像剤担持面へのトナー粒子の固着が誘発される。 As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that low molecular weight siloxane present in silicone oil may cause deterioration of the developer over time. In particular, since the developing device forms an oil film on the surface of the developer carrying surface with the oil-treated fine powder, deterioration with time tends to proceed when image formation is suspended for a long period of time. As a result, toner contamination occurs in the non-image area (printing background) or toner particles are fixed to the developer carrying surface.
上記の如き経時劣化の現象は、(1)粉砕法で製造した着色粒子を使用した場合、(2)着色粒子中に融点の低い極性ワックスを含有させた場合、(3)現像剤や現像装置を高温雰囲気下に放置した場合、等により一層顕在化するが、現像剤中の低分子量シロキサンの存在量を抑制することにより未然に防止することが出来る。 The phenomenon of deterioration with time is as follows: (1) when colored particles produced by a pulverization method are used; (2) when a polar wax having a low melting point is contained in the colored particles; and (3) developer or developing device. Is left to stand in a high-temperature atmosphere, but it becomes more obvious due to the fact that it can be prevented beforehand by suppressing the amount of low molecular weight siloxane in the developer.
上記の如き経時変化の発生予測の指標として、現像装置に適応される現像剤中の無機微粒子を150℃で10分間、加熱しした際に発生する低分子量シロキサンの発生量を用いており、発生量を20μg/g以下にすることにより放置劣化を防止することが可能であり、より好ましくは10μg/g以下、更に好ましくは5μg/g以下である。 As an index for predicting the occurrence of changes over time as described above, the amount of low molecular weight siloxane generated when inorganic fine particles in a developer adapted for a developing device are heated at 150 ° C. for 10 minutes is used. By making the amount 20 μg / g or less, it is possible to prevent neglected deterioration, more preferably 10 μg / g or less, still more preferably 5 μg / g or less.
経時変化の発生予測の指標として用いられる「低分子量シロキサン」とは、重合度が2〜10のオルガノポリシロキサンであって、「低分子量シロキサンの発生量」とは、現像剤に用いられる無機微粒子を150℃で10分間、加熱した際に発生する上記オルガノポリシロキサンの発生量の総和を無機微粉体の質量で除した値を意味する。 “Low molecular weight siloxane” used as an index for predicting the occurrence of changes over time is an organopolysiloxane having a polymerization degree of 2 to 10, and “low molecular weight siloxane generation amount” is an inorganic fine particle used in a developer. Is a value obtained by dividing the total amount of the organopolysiloxane generated when heated at 150 ° C. for 10 minutes by the mass of the inorganic fine powder.
上記低分子量シロキサンとしては、例えば、鎖状メチルシロキサン2量体〜同10量体や環状メチルシロキサン3量体〜同10量体が挙げられ、各成分の発生量の定量には、ガスクロマトグラフ-質量分析計(GC−MS)が用いられ、トルエンを標準物質とした時の相対値(トルエン換算値)として求められる。 Examples of the low molecular weight siloxane include linear methyl siloxane dimer to 10 mer and cyclic methyl siloxane trimer to 10 mer, and gas chromatograph is used for quantifying the amount of each component generated. A mass spectrometer (GC-MS) is used, and it is determined as a relative value (toluene conversion value) when toluene is used as a standard substance.
具体的には、先ず、測定対象となる無機微粒子を精秤後、150℃で10分間加熱し、発生した揮発成分を捕集する。次いで、捕集した揮発成分を熱分解GC−MSに導入し、揮発成分の定性分析を行い、上記低分子量シロキサンに該当する成分を選別し、その検出量をトルエン換算値として求めた後に合算し、これを無機微粉体の質量で除した値を低分子量シロキサンの発生量とし、経時劣化防止の指標として用いる。尚、無機微粒子の入手が困難な場合には、同様にして捕集した現像剤からの揮発成分の内、上記低分子量シロキサンに該当する成分を選別/定量し、これを別の分析手法により決定した無機微粒子の質量で除した値を低分子量シロキサンの発生量とすることも出来る。 Specifically, first, the fine inorganic particles to be measured are precisely weighed and then heated at 150 ° C. for 10 minutes to collect the generated volatile components. Next, the collected volatile components are introduced into pyrolysis GC-MS, qualitative analysis of the volatile components is performed, components corresponding to the low molecular weight siloxane are selected, and the detected amount is obtained as a toluene equivalent value and then added. The value obtained by dividing this by the mass of the inorganic fine powder is used as the amount of low molecular weight siloxane generated, and is used as an index for preventing deterioration over time. If it is difficult to obtain inorganic fine particles, the components corresponding to the low molecular weight siloxane are selected / quantified from the volatile components from the developer collected in the same manner, and this is determined by another analytical method. The value divided by the mass of the inorganic fine particles can also be used as the amount of low molecular weight siloxane generated.
ところで、アミノ変性シリコーンオイルを用いた場合には、上記の低分子量シロキサンに加え、シリコーンオイルをアミノ変性する際に用いた原料や反応副生成物に由来する低分子量アミンも同様の経時劣化の原因となり得る。 By the way, when amino-modified silicone oil is used, in addition to the above low-molecular weight siloxane, the low-molecular weight amine derived from the raw materials and reaction by-products used when the silicone oil is amino-modified is also a cause of the same deterioration over time. Can be.
上記「低分子量アミンの発生量」も、上記低分子量シロキサンの発生量の測定と同時にGC−MSで行うことが出来、現像剤に用いられる無機微粒子を150℃で10分間、加熱した際に発生した揮発成分の内、環状オルガノシロキサン10量体よりも溶出時間が短い範囲に検出される低分子量アミン成分の検出量のトルエン換算値の総和を求め、無機微粒子の質量で除した値を「低分子量アミンの発生量」とし、経時劣化防止の第2の指標として用いることが出来る。 The above-mentioned “low molecular weight amine generation amount” can also be performed by GC-MS simultaneously with the measurement of the low molecular weight siloxane generation amount, and is generated when inorganic fine particles used in the developer are heated at 150 ° C. for 10 minutes. Among the volatile components, the sum of the toluene conversion values of the detected amounts of the low molecular weight amine components detected in a range where the elution time is shorter than that of the cyclic organosiloxane decamer is obtained, and the value obtained by dividing by the mass of the inorganic fine particles is “low”. It can be used as a second index for preventing deterioration with time.
この時、低分子量アミンの発生量は、10μg/g以下にすることにより放置劣化を防止することが可能であり、より好ましくは5μg/g以下、更に好ましくは3μg/g以下である。尚、上記低分子量アミンの発生量は、上記低分子シロキサンの発生量と同様に、現像剤の揮発成分を利用して求めることも可能である。 At this time, the generation amount of the low molecular weight amine can be prevented from being deteriorated by setting it to 10 μg / g or less, more preferably 5 μg / g or less, and further preferably 3 μg / g or less. The amount of the low molecular weight amine generated can be determined by utilizing the volatile component of the developer, similarly to the amount of the low molecular siloxane generated.
無機微粒子に含有される低分子量シロキサン及び低分子量アミンは、公知の方法によって減じることが出来、例えば、予めシリコーンオイルを加熱精製しておく方法や、溶剤に希釈しておいたシリコーンオイルを噴霧しながら無機微粉体に処理を施した後、加熱撹拌しながら、溶剤と共に除去する方法等を挙げることが出来る。 The low molecular weight siloxane and low molecular weight amine contained in the inorganic fine particles can be reduced by a known method, for example, a method in which silicone oil is heated and purified in advance, or a silicone oil diluted in a solvent is sprayed. For example, after the inorganic fine powder is treated, it can be removed together with the solvent while heating and stirring.
オイル処理無機微粉体の個数平均粒子径を16~80nmとするにより、現像剤に適度な流動性を付与しつつ、現像剤担持体表面に存在する微小凹部に担持することが出来る。シリコーンオイル処理無機微粉体の個数平均粒子径が16nm未満となると、混在する着色粒子表面に容易に埋没してしまい添加効果が短期間で消失する。又、80nmを超える場合には、現像剤担持面の微小凹部の開口径や深さが大きくなる為、他の問題を生じ易くなる。更に、オイル処理無機微粉体の個数平均粒子径を20~40nmとすると、現像剤としての能力と現像剤担持体表面の維持を高度に両立させることが出来るので、一層好ましいものとなる。 By setting the number average particle diameter of the oil-treated inorganic fine powder to 16 to 80 nm, the developer can be supported on the minute recesses existing on the surface of the developer carrier while imparting appropriate fluidity. When the number average particle diameter of the silicone oil-treated inorganic fine powder is less than 16 nm, the additive effect is lost in a short period of time because it is easily buried in the surface of the mixed colored particles. On the other hand, when the thickness exceeds 80 nm, the opening diameter and depth of the minute recesses on the developer carrying surface are increased, so that other problems are likely to occur. Further, when the number average particle diameter of the oil-treated inorganic fine powder is 20 to 40 nm, the ability as a developer and the maintenance of the surface of the developer carrying member can be made highly compatible, which is more preferable.
シリコーンオイル処理無機微粉体と共に構成成分として用いられる他の無機微粉体としては、特に制限されることはなく、従来公知の無機微粉体を用いることが可能であり、例えば、シリカ微粉体やチタニア微粉体等の表面をシリル化剤等により処理した疎水性無機微粉体が挙げられる。 The other inorganic fine powder used as a constituent component together with the silicone oil-treated inorganic fine powder is not particularly limited, and conventionally known inorganic fine powder can be used. For example, silica fine powder and titania fine powder can be used. Hydrophobic inorganic fine powder obtained by treating the surface of a body with a silylating agent or the like.
上記の如き疎水性無機微粉体の個数平均粒子径が7~200nmの場合には、現像剤に好ましい帯電性と流動特性を付与することが可能であり、個数平均粒子径が40~200nmの場合には、共存するシリコーンオイル処理無機微粉体が着色粒子の表面に埋没することを防止し、上記の如き効果を持続させることが可能であり、現像装置の形状や画像形成速度に応じて、種々選択することが出来る。又、予めシリコーンオイルで表面処理されたチタン酸ストロンチウムをシリコーンオイル処理無機微粉体と共に用いることも可能であり、特に、個数平均粒子径が100~500nmで、立方晶を呈するチタン酸ストロンチウムは、現像剤担持体面の凹凸形状に対するクリーニング効果が高い為、好ましく用いられる。 When the number average particle size of the hydrophobic inorganic fine powder as described above is 7 to 200 nm, it is possible to impart preferable charging properties and flow characteristics to the developer, and when the number average particle size is 40 to 200 nm. Can prevent the coexisting silicone oil-treated inorganic fine powder from being embedded in the surface of the colored particles, and can maintain the effects as described above, depending on the shape of the developing device and the image forming speed. You can choose. It is also possible to use strontium titanate surface-treated with silicone oil in advance together with silicone oil-treated inorganic fine powder. In particular, strontium titanate having a number average particle diameter of 100 to 500 nm and exhibiting a cubic crystal is developed. Since the cleaning effect with respect to the uneven shape on the surface of the agent carrier is high, it is preferably used.
無機微粒子の個数平均粒子径は、例えば、測定対象とする無機微粉体の拡大写真を撮影した後、該拡大写真中の測定対象物の画像の輪郭が明瞭になるように画像コントラストを調整し、個数平均粒径の測定用画像を得る。その後、該測定用画像を適宜拡大等した上で、50個以上の無機微粉体を無作為に選択し、その一次粒子の長径をノギスや定規を用いて計測し、個数平均粒径を算出することが出来る。 The number average particle diameter of the inorganic fine particles is, for example, after taking an enlarged photograph of the inorganic fine powder to be measured, adjusting the image contrast so that the outline of the image of the measuring object in the enlarged photograph is clear, An image for measurement of the number average particle diameter is obtained. Then, after appropriately enlarging the measurement image, 50 or more inorganic fine powders are randomly selected, the major axis of the primary particles is measured using a caliper or a ruler, and the number average particle size is calculated. I can do it.
具体的な一例としては、現像剤中の無機微粉体の電子顕微鏡写真を撮影し、その写真を「ニコレ社製画像処理解析装置ルーゼックスIID」により画像処理解析し、各粒子の投影面積に対する円相当径を算出し、その算術平均値をもって平均一次粒径とする。その際、フレーム面積に対する粒子の面積率は2%を超えないようにし、100〜150個の粒子の画像処理を行う。 As a specific example, an electron micrograph of the inorganic fine powder in the developer is taken, and the photograph is subjected to image processing analysis by “Nicore image processing analyzer Luzex IID”, corresponding to a circle corresponding to the projected area of each particle. The diameter is calculated, and the arithmetic average value is taken as the average primary particle diameter. At that time, the area ratio of the particles to the frame area does not exceed 2%, and image processing of 100 to 150 particles is performed.
<着色粒子表面への付着及び/又は固定化方法について>
シリコーンオイル処理無機微粉体を、着色粒子表面に付着及び/又は固定化させる方法としては、従来公知の方法を適用することが可能であるが、上記の如き機能を効率的に発現させる為には、乾式混合装置を用いた多段階混合が好ましい。例えば、着色粒子に、無機微粒子の構成成分であるシリコーンオイル処理無機微粉体とその他の疎水性無機微粒子を付着及び/又は固定化させる場合、先ず、その他の疎水性無機微粒子を乾式混合し、次いで、シリコーンオイル処理無機微粉体を乾式混合して現像剤を調製することによって、シリコーンオイル処理無機微粉体の微小凹部に対する挙動が最適化される。
<About adhesion to colored particle surface and / or immobilization method>
As a method for adhering and / or immobilizing the silicone oil-treated inorganic fine powder to the surface of the colored particles, a conventionally known method can be applied. However, in order to efficiently express the functions as described above, Multistage mixing using a dry mixing apparatus is preferred. For example, when adhering and / or immobilizing silicone oil-treated inorganic fine powder, which is a component of inorganic fine particles, and other hydrophobic inorganic fine particles to colored particles, first, the other hydrophobic inorganic fine particles are dry-mixed, and then By preparing a developer by dry-mixing the silicone oil-treated inorganic fine powder, the behavior of the silicone oil-treated inorganic fine powder with respect to the minute recesses is optimized.
本実施形態の現像装置によれば、現像剤担持体の表面に、複数の凸部と凹部が規則的に配置された現像剤担持面を設けることにより、現像剤の担持量と帯電量の変動を最小化出来る。 According to the developing device of this embodiment, by providing a developer carrying surface on which a plurality of convex portions and concave portions are regularly arranged on the surface of the developer carrying member, the amount of developer carried and the amount of charge are changed. Can be minimized.
また、凹部表面に特定の深さを有する微小凹部を設けると共に、現像剤中にシリコーンオイル処理無機微粉体を存在させることにより、現像剤担持面表面にシリコーンオイル皮膜を迅速且つ継続的に形成することが可能となり、その結果、前記現像剤担持面への現像剤等の固着や汚染を防止しつつ、現像剤に好ましい帯電性を付与することが出来るので、長期にわたって、あらゆる使用条件での現像特性が格段に改善される。 In addition, a minute recess having a specific depth is provided on the surface of the recess, and a silicone oil-treated inorganic fine powder is present in the developer, so that a silicone oil film is rapidly and continuously formed on the surface of the developer carrying surface. As a result, it is possible to impart a favorable chargeability to the developer while preventing sticking or contamination of the developer or the like on the developer carrying surface. The characteristics are remarkably improved.
更に、シリコーンオイル処理無機微粉体中の低分子量シロキサン量を20μg/g以下とすることで、トナー粒子に対するケミカルアタックを防止することが可能となり、トナー粒子の可塑化に伴う固着や帯電特性の変動に起因する問題を未然に防ぐことが出来る。 Further, by setting the amount of low molecular weight siloxane in the silicone oil-treated inorganic fine powder to 20 μg / g or less, it becomes possible to prevent chemical attack on the toner particles, and fluctuations in fixation and charging characteristics accompanying plasticization of the toner particles. It is possible to prevent problems caused by.
現像装置によれば、トナーの搬送不良を改善することができる。現像装置によれば、フィルミングを解決することができる。現像剤担持面上の現像剤の帯電状態を良好なものとすることができる。現像装置によれば、シリコーンオイル処理無機微粉体に用いられるシリコーンオイルの組成などを精密にコントロールすることにより、現像ローラの性能を最大限に引き出すことができる。その結果、高品位なプリント画像を長期間にわたり安定して提供することが可能である。 According to the developing device, it is possible to improve toner conveyance failure. According to the developing device, filming can be solved. The charged state of the developer on the developer carrying surface can be made favorable. According to the developing device, the performance of the developing roller can be maximized by precisely controlling the composition of the silicone oil used in the silicone oil-treated inorganic fine powder. As a result, it is possible to provide a high-quality print image stably over a long period of time.
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.
<現像剤担持体の製造例>
[現像ローラの製造例1]
直径16mmの炭素鋼鋼管からなる円柱状のローラ基材の外周面(以下「円筒面」と称す)をセンターレス研磨機により研磨した後、サンドブラスト処理(研磨材;ホワイトアランダム#60)を施し、円筒面を均一に微小な凹凸を形成した。次いで、交差する2本の溝(図2の矢印A、Bで示される方向の溝)を形成するために、それぞれの溝に対応する凸条が形成されている第1及び第2のダイスを具備した転造装置にローラ基材を設置した。そして、それぞれのダイスとローラ基材とを一定速度で回転させながら、ローラ基材を送り出しつつ、ダイスを押圧し、第1及び第2の溝をローラ基材に転造した。
<Example of production of developer carrier>
[Development Roller Production Example 1]
After polishing the outer peripheral surface (hereinafter referred to as “cylindrical surface”) of a cylindrical roller base material made of a carbon steel pipe having a diameter of 16 mm with a centerless polishing machine, sand blasting (abrasive material; white alundum # 60) is applied. The cylindrical surface was uniformly formed with fine irregularities. Next, in order to form two intersecting grooves (grooves in the directions indicated by arrows A and B in FIG. 2), first and second dies on which ridges corresponding to the respective grooves are formed are used. The roller base material was installed in the provided rolling apparatus. Then, while rotating each die and the roller base material at a constant speed, the die was pressed while feeding the roller base material, and the first and second grooves were rolled into the roller base material.
その結果、円筒面には、規則的に配置された複数の凸部及び前記凸部を取り囲む凹部をその表面に有し、前記凸部の表面が互いに同一の円筒面の一部を成した転造ローラを得た。この時、サンドブラスト処理によって形成された微小な凹凸は、転造時の押圧によって変形したが、前記凹部表面に、微小凹部として残った。 As a result, the cylindrical surface has a plurality of regularly arranged convex portions and concave portions surrounding the convex portions on the surface, and the surfaces of the convex portions are part of the same cylindrical surface. Got a building roller. At this time, the minute irregularities formed by the sandblasting process were deformed by pressing during rolling, but remained as minute depressions on the concave surface.
得られた転造ローラを加温した脱脂液に浸漬して脱脂処理を行った後、Ni-Pめっき浴に浸漬し、円筒面に無電解めっきを施し、これを洗浄、乾燥して、図2に示す表面構造を呈する現像剤担持面を有する「現像ローラ−1」を製造した。 The obtained rolling roller is immersed in a heated degreasing solution and degreased, and then immersed in a Ni-P plating bath, subjected to electroless plating on the cylindrical surface, washed and dried. “Developing roller-1” having a developer carrying surface having the surface structure shown in FIG.
得られた「現像ローラ−1」の表面形状を計測したところ、凸部と凹部の高低差は9μmで、微小凹部の深さは97nmであった。 When the surface shape of the obtained “developing roller-1” was measured, the height difference between the convex portion and the concave portion was 9 μm, and the depth of the minute concave portion was 97 nm.
[現像ローラの製造例2〜4]
サンドブラスト処理時の加工圧力、ノズル径及び研磨材の粒径を変更する以外は、「現像ローラの製造例1」と同様にして、微小凹部の深さが異なる現像ローラである「現像ローラ−2〜4」を製造した。
[Production Examples 2 to 4 of developing roller]
Except for changing the processing pressure, the nozzle diameter, and the abrasive particle size during the sandblasting process, the “developing roller-2” is a developing roller having a different depth of the minute concave portion in the same manner as “developing roller manufacturing example 1”. ˜4 ”was produced.
[現像ローラの製造例5]
第1と第2のダイスを交換し、其々のダイスが形成する傾斜溝が互いに交差しないように調整し、其々の傾斜溝が同方向に形成されるようにする以外は、「現像ローラの製造例1」と同様にして、螺旋状に連続する傾斜溝によって設けられた凸部と凹部を有する「現像ローラ−5」を製造した。
[Development roller production example 5]
“Developing roller” except that the first and second dies are exchanged and adjusted so that the inclined grooves formed by the respective dies do not intersect each other, and the inclined grooves are formed in the same direction. In the same manner as in “Production Example 1”, “Developing Roller-5” having a convex portion and a concave portion provided by spirally extending inclined grooves was produced.
[比較用現像ローラの製造例1及び2]
サンドブラスト処理時の加工圧力、ノズル径及び研磨材の粒径を変更する以外は、前記「現像ローラの製造例1」と同様にして、微小凹部の深さが異なる現像ローラである「比較用現像ローラ−1及び2」を製造した。
「現像ローラの製造例1~5」及び「比較用現像ローラの製造例1及び2」で得られた「現像ローラ−1〜5」及び「比較用現像ローラ−1及び2」の内容を、以下の表1にまとめて示す。
“Comparative development” is a developing roller having different depths of micro-recesses in the same manner as in “Development roller production example 1” except that the processing pressure, the nozzle diameter, and the abrasive particle diameter during sandblasting are changed. Rollers-1 and 2 "were produced.
The contents of “Developing
<シリコーンオイル処理無機微粉体の製造例>
[シリコーンオイル処理無機微粉体の製造例1]
乾式法で製造されたシリカ微粉末母体(比表面積50m2/g)100質量部を撹拌機に投入し、撹拌しながら、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン(以下、γ−APSと略す)2質量部、ヘキサメチルジシラザン(以下、HMDSと略す)2質量部及びヘキサン5質量部からなる混合溶液を噴霧し、混合処理を行った後、撹拌を継続しながら、120℃迄昇温し、溶剤を除去して乾燥させ、シラン(水素化ケイ素)処理物とした。
<Example of production of silicone oil-treated inorganic fine powder>
[Production Example 1 of Silicone Oil-treated Inorganic Fine Powder]
100 parts by mass of a silica fine powder matrix (specific surface area 50 m 2 / g) produced by a dry method is put into a stirrer, and 2 masses of γ-aminopropyltriethoxysilane (hereinafter abbreviated as γ-APS) while stirring. After spraying a mixed solution consisting of 2 parts by weight of hexamethyldisilazane (hereinafter abbreviated as HMDS) and 5 parts by weight of hexane, the mixture was treated and heated to 120 ° C. while stirring was continued. Was removed and dried to obtain a silane (silicon hydride) treated product.
次いで、アミノ変性シリコーンオイル(アミン当量=1,900g/mol、25℃における粘度=250mm2/S)25質量%を含有するジメチルシリコーンオイル(25℃における粘度=3,000mm2/S)4質量部をヘキサン10質量部に希釈した混合溶液を前記シラン処理物100質量部に撹拌しながら噴霧し、混合処理を行った後、撹拌を継続しながら、120℃迄昇温し、溶剤を除去して乾燥させ、シリコーンオイル処理物とした。 Then, amino-modified silicone oil (amine equivalent = 1,900 g / mol, 25 viscosity at ℃ = 250mm 2 / S) 25 wt% (viscosity = 3,000 mm 2 / S at 25 ° C.) dimethyl silicone oil containing 4 mass A mixed solution diluted with 10 parts by mass of hexane is sprayed on 100 parts by mass of the silane-treated product with stirring, and after mixing, the temperature is raised to 120 ° C. while stirring is continued to remove the solvent. And dried to obtain a silicone oil treated product.
更に、得られたシリコーンオイル処理物を120℃の熱風中で6時間流動させて硬化処理を施した後、解砕処理をして「シリコーンオイル処理無機微粉体−1」を得た。 Furthermore, the obtained silicone oil-treated product was flowed in hot air at 120 ° C. for 6 hours for curing treatment, and then crushed to obtain “silicone oil-treated inorganic fine powder-1”.
得られた「シリコーンオイル処理無機微粉体−1」を150℃で10分間、加熱した際に発生した揮発成分を捕集し、熱分解GC−MSを用いて分析を行ったところ、図6(a)に示すクロマトグラムを得た。前記クロマトグラムを定性分析したところ、経時変化の発生予測の指標として用いられる低分子量シロキサン(重合度が2~10のオルガノポリシロキサン)に該当する成分として、ピークP1〜P8が選別され、環状オルガノシロキサン10量体よりも溶出時間が短い範囲に低分子量アミン成分は検出されなかった。 Volatile components generated when the obtained “silicone oil-treated inorganic fine powder-1” was heated at 150 ° C. for 10 minutes were collected and analyzed using pyrolysis GC-MS. The chromatogram shown in a) was obtained. When the chromatogram was qualitatively analyzed, peaks P1 to P8 were selected as components corresponding to low molecular weight siloxane (organopolysiloxane having a polymerization degree of 2 to 10) used as an index for predicting the occurrence of change over time, and cyclic organo No low molecular weight amine component was detected in a range where the elution time was shorter than that of the siloxane decamer.
前記ピークP1〜P8の成分の定性結果と、トルエン換算による定量結果は、図6(b)の通りで、「シリコーンオイル処理無機微粉体−1」から検出された低分子量シロキサン成分の発生量は11.2μg/gで、低分子量アミン成分の発生量は0μg/gであった。 The qualitative results of the components of the peaks P1 to P8 and the quantitative results in terms of toluene are as shown in FIG. 6B, and the amount of low molecular weight siloxane components detected from “silicone oil-treated inorganic fine powder-1” is The amount of low molecular weight amine component generated was 11.2 μg / g and 0 μg / g.
上記「シリコーンオイル処理無機微粉体−1」の内容を、以下の表2にまとめて示す。 The contents of the “silicone oil-treated inorganic fine powder-1” are summarized in Table 2 below.
[シリコーンオイル処理無機微粉体の製造例2〜9]
用いるシリカ微粉末母体、γ−APS量、HMDS量、シリコーンオイルの内容及び硬化処理の条件を変更する以外は、前記「シリコーンオイル処理無機微粉体の製造例1」と同様にして、「シリコーンオイル処理無機微粉体−2〜9」を得た。
[Production Examples 2 to 9 of inorganic fine powder treated with silicone oil]
Except for changing the silica fine powder matrix to be used, the amount of γ-APS, the amount of HMDS, the content of the silicone oil, and the conditions for the curing treatment, Treated inorganic fine powder -2 to 9 "were obtained.
[比較用無機微粉体の製造例]
用いるγ−APS量やHMDS量を増量する以外は、前記「シリコーンオイル処理無機微粉体の製造例1」と同様にしてシラン処理物を得た後、シリコーンオイルを混合しないまま、100℃の熱風中で3時間流動させて硬化処理を施した後、解砕処理をして「比較用無機微粉体」を得た。
[Production example of comparative inorganic fine powder]
Except for increasing the amount of γ-APS and the amount of HMDS used, a silane-treated product was obtained in the same manner as in “Production Example 1 of Silicone Oil-treated Inorganic Fine Powder”, and then hot air at 100 ° C. without mixing the silicone oil. The mixture was allowed to flow for 3 hours to cure, and then crushed to obtain a “comparative inorganic fine powder”.
前記「シリコーンオイル処理無機微粉体の製造例2~9」及び「比較用無機微粉体の製造例」で得られた「シリコーンオイル処理無機微粉体−2~9」及び「比較用無機微粉体」の内容を、以下の表2にまとめて示す。 “Silicone oil-treated inorganic fine powder-2 to 9” and “Comparative inorganic fine powder” obtained in “Manufacturing examples 2 to 9 of silicone oil-treated inorganic fine powder” and “Manufacturing example of comparative inorganic fine powder” Are summarized in Table 2 below.
分析結果の一例として、「シリコーンオイル処理無機微粉体−7」を150℃で10分間、加熱した際に発生した揮発成分のクロマトグラムを図7(a)に示す。
低分子量シロキサン成分に該当する成分として、ピークP3、P6、P8及びP10〜14が選別され、同様に、低分子量アミン成分に該当する成分として、ピークP1、P2、P4、P5、P7及びP9が選別された。
As an example of the analysis results, FIG. 7A shows a chromatogram of volatile components generated when “silicone oil-treated inorganic fine powder-7” is heated at 150 ° C. for 10 minutes.
Peaks P3, P6, P8 and P10-14 are selected as components corresponding to the low molecular weight siloxane component, and similarly, peaks P1, P2, P4, P5, P7 and P9 are selected as components corresponding to the low molecular weight amine component. Selected.
前記ピークP1〜P16の成分の定性結果と、トルエン換算による定量結果は、図7(b)の通りで、「シリコーンオイル処理無機微粉体−7」から検出された低分子量シロキサン成分の発生量は26.1μg/gで、低分子量アミン成分の発生量は21.9μg/gであった。 The qualitative results of the components of the peaks P1 to P16 and the quantitative results in terms of toluene are as shown in FIG. 7B, and the amount of low molecular weight siloxane components detected from “silicone oil-treated inorganic fine powder-7” is The generation amount of the low molecular weight amine component was 21.9 μg / g at 26.1 μg / g.
〈現像剤の製造例〉
[トナー粒子の製造例1]
下記成分を乾式混合した後、二軸混練機で混練した。
・ポリエステル樹脂(Mw=4万、Tg=60℃) 100質量部
・カーボンブラック(平均粒径=35nm) 5質量部
・エステルワックス(DSCの最大吸熱ピークのピーク温度=70℃) 5質量部
<Manufacturing example of developer>
[Production Example 1 of Toner Particles]
The following components were dry mixed and then kneaded with a biaxial kneader.
Polyester resin (Mw = 40,000, Tg = 60 ° C.) 100 parts by mass Carbon black (average particle size = 35 nm) 5 parts by mass Ester wax (DSC maximum endothermic peak peak temperature = 70 ° C.) 5 parts by mass
得られた混練物を冷却し、大凡1mm以下に粗粉砕した後、更に機械式粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕物を分級して、荷電制御剤を含有しない「トナー粒子−1」を得た。 The obtained kneaded product is cooled, coarsely pulverized to approximately 1 mm or less, and then finely pulverized using a mechanical pulverizer. The obtained finely pulverized product is classified to contain no charge control agent “toner particles” -1 "was obtained.
[トナー粒子の製造例2]
混練時に、サリチル酸誘導体のアルミニウム化合物(オリエント化学工業社製)1質量部を追加した以外は、前記「トナー粒子の製造例1」と同様にして、荷電制御剤を含有する「トナー粒子−2」を得た。
[Production Example 2 of Toner Particles]
“Toner Particles-2” containing a charge control agent in the same manner as in “Toner Particle Production Example 1” except that 1 part by mass of an aluminum compound of salicylic acid derivative (manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) was added during kneading. Got.
上記の製造例で得られたトナー粒子−1及び2は、何れも重量平均粒径(D4)が6.7μmで、個数基準の粒径頻度分布における3μm以下の現像剤の粒子数が10個数%となるように製造した。 The toner particles -1 and 2 obtained in the above production examples each have a weight average particle diameter (D4) of 6.7 μm and 10 developer particles having a particle size frequency distribution of 3 μm or less in a number-based particle size frequency distribution. % Was produced.
[一成分現像剤の製造例1]
下記の成分を乾式混合装置中に投入して、低回転速度で予備混合を行った後、更に高回転速度で4分間の乾式混合を行った。
・前記トナー粒子−1 100質量部
・疎水化処理シリカ微粒子(平均一次粒子径=100nm) 1.5質量部
・疎水化処理チタニア微粒子(平均一次粒子径=20nm) 1.0質量部
更に、下記の成分を追加投入し、高回転速度で4分間の乾式混合を行った。
・前記シリコーンオイル処理無機微粉体−1 0.4質量部
・HMDS処理シリカ微粒子(平均一次粒子径=15nm) 1.0質量部
[Production Example 1 of single component developer]
The following components were put into a dry mixing apparatus, premixed at a low rotational speed, and then further subjected to dry mixing for 4 minutes at a high rotational speed.
-Toner particle-1 100 parts by mass-Hydrophobized silica fine particles (average primary particle size = 100 nm) 1.5 parts by mass-Hydrophobized titanium dioxide fine particles (average primary particle size = 20 nm) 1.0 part by mass The components were added and dry mixing was performed for 4 minutes at a high rotational speed.
-0.4 part by mass of the silicone oil-treated inorganic fine powder-1-HMDS-treated silica fine particles (average primary particle size = 15 nm) 1.0 part by mass
乾式混合の後、篩掛けにより粗大粒子を除去し、ブラック色の「一成分現像剤−1」を得た。 After dry mixing, coarse particles were removed by sieving to obtain a black one-component developer-1.
得られた「一成分現像剤−1」を電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM)で観察したところ、着色粒子である「トナー粒子−1」の表面には、乾式混合された上記無機微粒子が付着及び/又は固定化されており、無機微粒子の総量は、「トナー粒子−1」(100質量部)に対して、3.9質量部であった。 When the obtained “one-component developer-1” was observed with a field emission scanning electron microscope (FE-SEM), the above-mentioned inorganic fine particles were dry-mixed on the surface of the “toner particles-1” which are colored particles. Was adhered and / or fixed, and the total amount of the inorganic fine particles was 3.9 parts by mass with respect to “toner particle-1” (100 parts by mass).
又、前記無機微粒子は、シリコーンオイルを3.9mg/g含有しており、150℃で10分間、加熱した際に発生する低分子量シロキサンの発生量は1.1μg/gで、低分子量アミン成分の発生量は0μg/gであった。 The inorganic fine particles contain 3.9 mg / g of silicone oil, and the amount of low molecular weight siloxane generated when heated at 150 ° C. for 10 minutes is 1.1 μg / g. The generation amount of was 0 μg / g.
上記「一成分現像剤−1」の内容を、以下の表3にまとめて示す。 The contents of the “one-component developer-1” are summarized in Table 3 below.
[一成分現像剤の製造例2〜6及び8〜10]
前記シリコーンオイル処理無機微粉体−1に代えて、前記シリコーンオイル処理無機微粉体−2〜6若しくはシリコーンオイル処理無機微粉体−8~10を用いた以外は、前記「一成分現像剤の製造例1」と同様にして、「一成分現像剤−2〜6」及び「一成分現像剤−8〜10」を得た。
[Production Examples 2 to 6 and 8 to 10 of one-component developer]
Instead of the silicone oil-treated inorganic fine powder-1, the “silicone oil-treated inorganic fine powder-2 to 6” or the “silicone oil-treated inorganic fine powder—8 to 10” was used, except that “Manufacturing Example of One-Component Developer” was used. In the same manner as “1”, “one-component developer-2 to 6” and “one-component developer-8 to 10” were obtained.
[一成分現像剤の製造例7]
前記トナー粒子−1とシリコーンオイル処理無機微粉体−1に代えて、前記トナー粒子−2とシリコーンオイル処理無機微粉体−6を用いる以外は、前記「一成分現像剤の製造例1」と同様にして、「一成分現像剤−7」を得た。
[Production Example 7 for one-component developer]
The same as “Production Example 1 of one-component developer” except that the toner particles-2 and the silicone oil-treated inorganic fine powder-6 are used in place of the toner particles-1 and the silicone oil-treated inorganic fine powder-1. In this way, “One-Component Developer-7” was obtained.
[比較用一成分現像剤の製造例1]
前記シリコーンオイル処理無機微粉体−1に代えて、前記比較用無機微粉体を用いた以外は、前記「一成分現像剤の製造例1」と同様にして、「比較用一成分現像剤−1」を得た。
[Production Example 1 for Comparative One-Component Developer]
“Comparative one-component developer-1” in the same manner as in “Production Example 1 for one-component developer”, except that the comparative inorganic fine powder was used instead of the silicone oil-treated inorganic fine powder-1. "
[比較用一成分現像剤の製造例2]
前記シリコーンオイル処理無機微粉体−1の代わりに、ジメチルシリコーンオイル(KF−96−200CS、信越化学工業社製)0.5質量部を用いた以外は、前記「一成分現像剤の製造例1」と同様にして、「比較用一成分現像剤−2」を得た。
前記「一成分現像剤の製造例1〜10」及び「比較用一成分現像剤の製造例1及び2」で得られた「一成分現像剤−1〜10」及び「比較用一成分現像剤−1及び2」の内容を、以下の表3にまとめて示す。
[Production Example 2 for Comparative One-Component Developer]
“Manufacturing example 1 of single component developer” except that 0.5 parts by mass of dimethyl silicone oil (KF-96-200CS, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used instead of the silicone oil-treated inorganic fine powder-1. In the same manner as above, “Comparative one-component developer-2” was obtained.
"One-Component Developer-1 to 10" and "Comparative One-Component Developer" obtained in "Manufacturing Examples 1 to 10 for One-Component Developer" and "Manufacturing Examples 1 and 2 for Comparative One-Component Developer" The contents of “−1 and 2” are summarized in Table 3 below.
尚、上記の製造例で得られた一成分現像剤と比較用一成分現像剤は、何れも重量平均粒径(D4)が6.7μmで、個数基準の粒径頻度分布における3μm以下の現像剤の粒子数が10個数%であり、乾式混合前の状態を維持していた。 The one-component developer and the comparative one-component developer obtained in the above production examples both have a weight average particle diameter (D4) of 6.7 μm and a development of 3 μm or less in the number-based particle size frequency distribution. The number of particles of the agent was 10%, and the state before dry mixing was maintained.
<実施例1>
画像形成装置として、A4サイズ紙対応のモノクロレーザープリンタであるML−3310ND(SAMSUNG ELECTRONICS社製)の現像器ユニットを非磁性一成分トナーに対応した非接触現像ユニットに交換し、33枚/分(A4サイズ紙を縦向きに出力)の画像出力速度で画像形成が可能であるように改造/調整したものを用いた。前記画像形成装置は、静電像担持体であるOPCドラム、接触型帯電器である帯電ローラ及び現像装置を脱着可能にカートリッジ化したプロセスカートリッジを用いる構成をとっており、前記プロセスカートリッジの現像装置部分を非磁性一成分トナーに対応した非接触現像装置に交換し、33枚/分(A4サイズ紙を縦向きに出力)の画像出力速度で画像形成が可能であるように改造/調整したものを用いた。
<Example 1>
As an image forming apparatus, the developer unit of ML-3310ND (manufactured by SAMSUNG ELECTRONICS), which is a monochrome laser printer compatible with A4 size paper, is replaced with a non-contact developing unit corresponding to non-magnetic one-component toner, and 33 sheets / minute ( A4 size paper was used that was modified / adjusted so that image formation was possible at an image output speed of (vertically output A4 size paper). The image forming apparatus uses an OPC drum that is an electrostatic image carrier, a charging roller that is a contact-type charger, and a process cartridge in which a developing device is detachably mounted, and the developing device for the process cartridge The part was replaced with a non-contact developing device compatible with non-magnetic one-component toner, and modified / adjusted so that image formation was possible at an image output speed of 33 sheets / minute (A4 size paper was output vertically) Was used.
前記画像形成装置の非接触現像ユニットには、「現像ローラの製造例1」で得られた「現像ローラ−1」を使用し、現像剤規制部材の弾性当接体には、ステンレス鋼の薄板(板厚=90μm)を用いた。 As the non-contact developing unit of the image forming apparatus, the “developing roller-1” obtained in “Developing roller production example 1” is used, and the elastic contact member of the developer regulating member is a stainless steel thin plate. (Plate thickness = 90 μm) was used.
前記非接触現像ユニットには、前記「一成分現像剤の製造例1」で得られた「一成分現像剤−1」を150g投入し、前記現像剤規制部材の弾性当接体の突き出し量を増減することで、現像ローラ上に担持されるトナー量が0.30〜0.35mg/cm2の範囲を満足するように調整して用いた。 In the non-contact developing unit, 150 g of “one-component developer-1” obtained in “Manufacturing Example 1 of one-component developer” is added, and the protruding amount of the elastic contact member of the developer-regulating member is set. The amount of toner carried on the developing roller was adjusted so as to satisfy the range of 0.30 to 0.35 mg / cm 2 by increasing or decreasing.
転写材には、富士ゼロックス社製フルカラー複写機用紙C2(70g/cm2、A4サイズ)を用い、得られた画像の画質評価と画像形成装置とのマッチング性評価を実施した。 As a transfer material, Fuji Xerox Co., Ltd. full-color copier paper C2 (70 g / cm 2, A4 size) was used, and image quality evaluation of the obtained image and matching evaluation with an image forming apparatus were performed.
更に、別途準備した前記一成分現像剤−1をポリカップ中に150g量り取り、これをポリカップごとポリ袋内に収め、密封した状態で50℃に設定したオーブン中に一週間放置し、現像剤の経時変化を加速させた。この放置現像剤も同様に評価した。 Further, 150 g of the separately prepared one-component developer-1 was weighed in a polycup, and the polycup was placed in a polybag together with the polycup, and left in an oven set at 50 ° C. for one week. The change with time was accelerated. This standing developer was also evaluated in the same manner.
以下に、評価テストの評価項目及び評価基準を示す。 The evaluation items and evaluation criteria of the evaluation test are shown below.
[画質評価]
[1.画像濃度]
常温常湿(23℃/55%Rh)、低温低湿(15℃/10%Rh)及び、高温高湿(32℃/80%Rh)の各試験環境において、現像剤を補給しながら、5,000枚分プリントアウト試験を実施し、その際、一辺5mmの正方形のソリッドパッチを四隅付近と中央部分に有する画像を100枚間隔でプリントアウトし、得られた画像のソリッドパッチの反射濃度を分光光度計スペクトロアイ(グレタグマクベス社製)で計測で計測後、平均値を算出し、以下の基準に従って評価した。
A:1.30以上 (非常に良好である)
B:1.15以上1.30未満 (良好である)
C:1.00以上1.15未満 (本発明において許容レベルである)
D:1.00未満 (本発明において不可レベルである)
[Image quality evaluation]
[1. Image density]
In each test environment of normal temperature and normal humidity (23 ° C./55% Rh), low temperature and low humidity (15 ° C./10% Rh), and high temperature and high humidity (32 ° C./80% Rh), A printout test was performed for 000 sheets. At that time, images having a solid patch of 5 mm on each side in the vicinity of the four corners and in the center were printed out at intervals of 100 sheets, and the reflection density of the solid patch of the obtained image was measured. After measurement with a photometer Spectroeye (manufactured by Gretag Macbeth), an average value was calculated and evaluated according to the following criteria.
A: 1.30 or more (very good)
B: 1.15 or more and less than 1.30 (good)
C: 1.00 or more and less than 1.15 (Acceptable level in the present invention)
D: Less than 1.00 (impossible level in the present invention)
[2.小ポイント文字画像の再現性]
四隅付近と中央部分に5ポイントの文字画像をプリントし、得られた文字画像の再現性を、以下の基準に従い評価した。
A:細線の線幅の変動量が10%未満 (非常に良好である)
B:細線の線幅の変動量が10%以上15%未満 (良好である)
C:細線の変化が15%以上であり、目視でも確認に出来る
(本発明において許容レベルである)
D:細線同士の接触や細線自身の断裂が目視でも容易に確認出来る
(本発明において不可レベルである)
[2. Reproducibility of small point character images]
A five-point character image was printed near and at the four corners, and the reproducibility of the obtained character image was evaluated according to the following criteria.
A: Fluctuation amount of thin line width is less than 10% (very good)
B: The fluctuation amount of the line width of the thin line is 10% or more and less than 15% (good)
C: The change of the fine line is 15% or more and can be confirmed visually.
(Acceptable level in the present invention)
D: Contact between thin wires and tearing of the thin wires themselves can be easily confirmed visually.
(Unusable level in the present invention)
[3.非画像領域(印刷背景)のトナー汚れ]
低温低湿(15℃/10%Rh)において、白画像形成時、現像工程後から転写工程に移行する間に感光体ドラム上に存在する現像剤をメンディングテープ(住友3M社製)の粘着面に移し取り、それを紙上に貼ったものの反射濃度を分光光度計スペクトロアイ(グレタグマクベス社製)で計測し、得られた反射濃度からメンディングテープをそのまま紙上に貼った時の反射濃度(ブランク)を差し引いた数値を求め、以下の基準に従って評価した。数値が小さい程、非画像領域のトナー汚れが抑制されていることを示す。
A:0.03未満 (非常に良好である)
B:0.03以上0.07未満 (良好である)
C:0.07以上1.00未満 (本発明において許容レベルである)
D:1.00以上 (本発明において不可レベルである)
[3. Non-image area (print background) toner stains]
At low temperature and low humidity (15 ° C / 10% Rh), when white images are formed, the developer present on the photosensitive drum during the transition from the development process to the transfer process is removed from the adhesive surface of the mending tape (manufactured by Sumitomo 3M). , Measured with a spectrophotometer Spectroeye (Gretag Macbeth), and the reflection density when the mending tape was directly applied to the paper (blank) ) Was subtracted and evaluated according to the following criteria. A smaller numerical value indicates that toner contamination in the non-image area is suppressed.
A: Less than 0.03 (very good)
B: 0.03 or more and less than 0.07 (good)
C: 0.07 or more and less than 1.00 (Acceptable level in the present invention)
D: 1.00 or more (this is an unacceptable level in the present invention)
[画像形成装置とのマッチング性評価]
[1.帯電量分布]
プリントアウト試験終了後、現像ローラの現像剤担持面上に担持されたトナー粒子の一部を回収し、「ホソカワミクロン社製イースパートアナライザーEST−3」を用いての帯電良分布を計測し、q/dがプラス値を呈する成分(正帯電成分)の存在量を評価した。存在量が少ない程、良好な帯電付与がなされていることを示す。
A:10個数%未満 (非常に良好である)
B:10個数%以上20個数%未満 (良好である)
C:20個数%以上30個数%未満 (本発明において許容レベルである)
D:30個数%以上 (本発明において不可レベルである)
[Evaluation of matching with image forming apparatus]
[1. Charge distribution]
After completion of the printout test, a part of the toner particles carried on the developer carrying surface of the developing roller is collected, and a good charge distribution is measured using “Espart Analyzer EST-3 manufactured by Hosokawa Micron Corporation”. The abundance of a component (positively charged component) having a positive value for / d was evaluated. The smaller the amount, the better the charging.
A: Less than 10% by number (very good)
B: 10 number% or more and less than 20 number% (good)
C: 20% by number or more and less than 30% by number (this is an acceptable level in the present invention)
D: 30% or more
[2.現像剤担持面の状態]
全試験終了後、トナーを消費しない状態で現像ローラを4時間回転させて、現像剤担持面に強制的に圧力を加えた際の現像剤担持面の状態を顕微鏡下で観察し、以下の基準に従って評価した。
A:未発生 (非常に良好である)
B:トナー粒子の固着部分が、凸部頂面を除く現像剤担持面の10面積%未満
(良好である)
C:トナー粒子の固着部分が、凸部頂面を除く現像剤担持面の30面積%未満
(本発明において許容レベルである)
D:トナー粒子の固着部分が、凸部頂面を除く現像剤担持面の30面積%を超える
(本発明において不可レベルである)
[2. State of developer carrying surface]
After the completion of all tests, the developing roller was rotated for 4 hours without consuming toner, and the state of the developer carrying surface when the pressure was forcibly applied to the developer carrying surface was observed under a microscope. Evaluated according to.
A: Not generated (very good)
B: The toner particle fixing portion is less than 10% by area of the developer carrying surface excluding the convex top surface.
(Good)
C: The toner particle fixing portion is less than 30% by area of the developer carrying surface excluding the convex top surface
(Acceptable level in the present invention)
D: The toner particle fixing portion exceeds 30 area% of the developer carrying surface excluding the top surface of the convex portion.
(Unusable level in the present invention)
上記に従って、評価テストを行ったところ、現像ローラ−1の表面には、凸部と凹部が規則的に配置された現像剤担持面が設けられているので現像剤の担持量と帯電量の変動が最小化されると共に、前記凹部表面に設けた微小凹部の深さDを、シリコーンオイル処理無機微粉体を構成成分として含有する無機微粉体の平均一次粒径dの5.7倍とすることで、前記シリコーンオイル処理無機微粉体を前記微小凹部に継続的に供給/担持させることが可能となり、現像剤担持面表面にシリコーンオイル皮膜を迅速且つ継続的に形成することが可能となった。 When an evaluation test was performed in accordance with the above, the surface of the developing roller-1 is provided with a developer carrying surface in which convex portions and concave portions are regularly arranged. And the depth D of the minute recesses provided on the recess surface is 5.7 times the average primary particle size d of the inorganic fine powder containing the silicone oil-treated inorganic fine powder as a constituent component. Thus, the silicone oil-treated inorganic fine powder can be continuously supplied / supported in the minute recesses, and a silicone oil film can be rapidly and continuously formed on the surface of the developer-supporting surface.
これにより、前記現像剤担持面への現像剤等の固着や汚染を未然に防止すると共に、アミノ変性シリコーンオイルを含有させることで、現像剤に好ましい負帯電性を付与することが可能となった。その結果、長期にわたって、あらゆる使用条件での現像特性が格段に改善され、非常に良好な画質を呈するプリントアウト画像を得ることが出来た。
又、シリコーンオイル処理無機微粉体中のシリコーンオイルに起因する低分子量シロキサン成分と低分子量アミン成分の揮発量を所定量以下とすることにより、着色粒子に対するケミカルアタックを防止することが可能となり、トナー粒子の可塑化に伴う固着や帯電特性の変動に起因する現像剤の経時劣化を未然に防ぐことが出来た。
As a result, it is possible to prevent the developer and the like from sticking to the developer carrying surface and to prevent contamination, and by adding an amino-modified silicone oil, it is possible to impart a preferable negative chargeability to the developer. . As a result, over the long term, the development characteristics under all use conditions were remarkably improved, and a printout image exhibiting very good image quality could be obtained.
Further, by setting the volatilization amount of the low molecular weight siloxane component and the low molecular weight amine component due to the silicone oil in the silicone oil-treated inorganic fine powder to a predetermined amount or less, chemical attack on the colored particles can be prevented, and the toner It was possible to prevent the deterioration of the developer over time due to the fixation due to the plasticization of the particles and the fluctuation of the charging characteristics.
実施例1の検討内容と評価結果の詳細を、以下の表4と表5にまとめて示す。 Details of examination contents and evaluation results of Example 1 are summarized in Tables 4 and 5 below.
<実施例2〜10>
「現像ローラ−1」と「一成分現像剤−1」に代え、前記「現像ローラの製造例2〜5」で得られた「現像ローラ−2〜5」と、前記「一成分現像剤の製造例2〜10」で得られた「一成分現像剤−2〜10」を用いる以外は、「実施例1」と同様に評価テストを実施した。
<Examples 2 to 10>
Instead of “developing roller-1” and “one-component developer-1”, “developing roller-2-5” obtained in “Development Roller Production Examples 2-5” and “single-component developer” An evaluation test was performed in the same manner as in "Example 1" except that "One-component developer-2 to 10" obtained in Production Examples 2 to 10 was used.
実施例2〜10の検討内容と評価結果の詳細を、以下の表4と表5にまとめて示す。 The details of the examination contents and evaluation results of Examples 2 to 10 are summarized in Tables 4 and 5 below.
〈比較例1〉
「現像ローラ−1」を前記「現像ローラの製造例2」で得られた「現像ローラ−2」し、前記「比較用一成分現像剤の製造例1」で得られた「比較用一成分現像剤−1」を用いる以外は、「実施例1」と同様に評価テストを実施した。
<Comparative example 1>
“Development roller-1” is “Development roller-2” obtained in “Development roller production example 2”, and “Comparative one-component developer production example 1” is obtained. An evaluation test was performed in the same manner as in “Example 1” except that “Developer-1” was used.
その結果、無機微粒子中にシリコーンオイル処理無機微粉体を含有しない為、現像剤担持体表面にトナー粒子の固着を招いたり、現像剤の帯電量分布に問題を生じた。その結果、得られたプリントアウト画像の画質は許容出来ない不可レベルとなるばかりか、接触帯電ローラの表面に現像剤が付着し、画像上に、帯電不良に起因する縦筋状の画像欠陥を誘発した。 As a result, the inorganic fine particles do not contain the silicone oil-treated inorganic fine powder, so that the toner particles are fixed on the surface of the developer carrying member, and the charge amount distribution of the developer is problematic. As a result, the image quality of the obtained printout image is not unacceptably unacceptable, and the developer adheres to the surface of the contact charging roller, causing vertical streak-like image defects due to poor charging on the image. Triggered.
<比較例2>
「現像ローラ−1」を前記「比較用現像ローラの製造例1」で得られた「比較用現像ローラ−1」に交換し、前記「比較用一成分現像剤の製造例9」で得られた「比較用一成分現像剤−9」を用いる以外は、「実施例1」と同様に評価テストを実施した。この時、「現像ローラ−1」の現像剤担持面の凹部表面に設けた微小凹部の深さDが、シリコーンオイル処理無機微粉体を構成成分として含有する無機微粉体の平均一次粒径dの45倍であった。
<Comparative example 2>
“Development roller-1” was replaced with “Comparison development roller-1” obtained in “Comparative development roller production example 1”, and obtained in “Comparative one-component developer production example 9”. The evaluation test was conducted in the same manner as in “Example 1” except that “Comparative one-component developer-9” was used. At this time, the depth D of the minute concave portion provided on the concave surface of the developer carrying surface of the “developing roller-1” is the average primary particle diameter d of the inorganic fine powder containing the silicone oil-treated inorganic fine powder as a constituent component. It was 45 times.
その結果、前記微小凹部中に保持されたシリコーンオイル処理無機微粉体やその他の微粉成分が抜け出すことが出来なくなり、現像剤担持面表面へのシリコーンオイル皮膜形成が阻害され、プリントアウト画像の画質や画像形成装置とのマッチング性に問題を生じた。 As a result, the silicone oil-treated inorganic fine powder and other fine powder components retained in the minute recesses cannot escape, and the formation of a silicone oil film on the surface of the developer-carrying surface is hindered. There was a problem in matching with the image forming apparatus.
<比較例3>
「現像ローラ−1」を前記「比較用現像ローラの製造例1」で得られた「比較用現像ローラ−1」に交換し、前記「一成分現像剤の製造例9」で得られた「一成分現像剤−9」を用いる以外は、「実施例1」と同様に評価テストを実施した。この時、「現像ローラ−1」の現像剤担持面の凹部表面に設けた微小凹部の深さDが、シリコーンオイル処理無機微粉体を構成成分として含有する無機微粉体の平均一次粒径dの1.9倍であった。
<Comparative Example 3>
The “developing roller-1” was replaced with the “comparative developing roller-1” obtained in the “comparative developing roller production example 1”, and the “single component developer production example 9” was obtained. An evaluation test was performed in the same manner as in “Example 1” except that “one-component developer-9” was used. At this time, the depth D of the minute concave portion provided on the concave surface of the developer carrying surface of the “developing roller-1” is the average primary particle diameter d of the inorganic fine powder containing the silicone oil-treated inorganic fine powder as a constituent component. It was 1.9 times.
その結果、前記微小凹部中へのシリコーンオイル処理無機微粉体の保持が困難となり、現像剤担持面表面へのシリコーンオイル皮膜形成が不足し、プリントアウト画像の画質や画像形成装置とのマッチング性に問題を生じた。 As a result, it becomes difficult to hold the silicone oil-treated inorganic fine powder in the minute recesses, the silicone oil film formation on the surface of the developer carrying surface is insufficient, and the image quality of the printout image and the matching with the image forming apparatus are reduced. Caused a problem.
<比較例4>
「現像ローラ−1」を前記「現像ローラの製造例2」で得られた「現像ローラ−2」し、前記「比較用一成分現像剤の製造例2」で得られた「比較用一成分現像剤−2」を用いる以外は、「実施例1」と同様に評価テストを実施した。
<Comparative Example 4>
“Development roller-1” is “Development roller-2” obtained in “Development roller production example 2”, and “Comparison one-component developer production example 2” is obtained. An evaluation test was conducted in the same manner as in “Example 1” except that “Developer-2” was used.
その結果、画像濃度は許容出来るレベルであったものの、シリコーンオイルの直接添加によって流動性を失った現像剤が、現像剤担持面上で更に凝集化した為、小ポイント文字画像の再現性や非画像領域のトナー汚れに問題を生じた。 As a result, although the image density was at an acceptable level, the developer that lost fluidity due to the direct addition of silicone oil was further agglomerated on the developer carrying surface. There was a problem with toner smearing in the image area.
このような状態で、現像装置内に新たな現像剤を補給しながら画像形成を多数回繰り返したところ、接触帯電ローラの表面に現像剤が付着し、画像上に、帯電不良に起因する縦筋状の画像欠陥を誘発した。 In this state, when image formation was repeated many times while supplying a new developer to the developing device, the developer adhered to the surface of the contact charging roller, and vertical streaks due to poor charging were observed on the image. Induced image defects.
更に、45℃下で一週間放置した「比較用一成分現像剤−2」を評価したところ、現像剤の著しい劣化が認められた。上記の如き問題が加速されただけでなく、現像剤担持体面への著しい固着を生じた為、検討を中止した。 Further, when “Comparative one-component developer-2” which was allowed to stand at 45 ° C. for one week was evaluated, the developer was significantly deteriorated. Not only was the above problem accelerated, but also significant sticking to the developer carrier surface occurred, so the study was stopped.
比較例1〜4での検討内容と評価結果の詳細を、以下の表4と表5にまとめて示す。 Details of the examination contents and evaluation results in Comparative Examples 1 to 4 are summarized in Tables 4 and 5 below.
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications as described below are possible without departing from the gist of the present invention.
例えば、現像剤は負帯電性現像剤と、正帯電性現像剤とを有し、正帯電性現像剤は、窒素原子を有するシリコーンオイルを含有するシリコーンオイル処理無機微粉体を備えるものでもよい。 For example, the developer may include a negatively chargeable developer and a positively chargeable developer, and the positively chargeable developer may include a silicone oil-treated inorganic fine powder containing a silicone oil having a nitrogen atom.
また、上記実施形態では、静電潜像担持体の表面に電荷を付与する為の帯電装置として接触型帯電器を備える構成としているが、帯電装置は接触型帯電器に限定されず、その他の帯電装置を備える構成でもよい。 In the above embodiment, the charging device is provided with a contact charger as a charging device for applying a charge to the surface of the electrostatic latent image carrier. However, the charging device is not limited to the contact charger, A configuration including a charging device may also be used.
100…現像装置、110…現像剤担持体(現像ローラ)、112…凸部、113…微小凹部、114…凹部、120…現像剤供給体(トナー供給ローラ)、130…現像剤収容室(トナー収容室)、140…現像剤規制部材(弾性ブレード)、150…現像室、160…現像剤貯留部、170…区画壁。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
回転可能に配設され、前記現像剤収容室に収容された現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の外周面上に供給された前記現像剤の層厚を規制するための現像剤規制部材とを備える現像装置であって、
前記現像剤は、着色剤と結着樹脂とを有する着色粒子の表面に、シリコーンオイル処理無機微粉体を構成成分として含有する無機微粒子を付着及び/又は固定化したものであり、
前記現像剤担持体の前記外周面には、凸部及び凹部が規則的に配置された現像剤担持面が形成されていると共に、
前記凹部の表面には、微小凹部が形成され、
前記微小凹部の深さは、前記無機微粒子の平均一次粒径の2.0倍以上30倍以下であることを特徴とする現像装置。 A developer storage chamber for storing the developer;
A developer carrying member that is rotatably arranged and carries the developer contained in the developer containing chamber;
A developer regulating member for regulating the layer thickness of the developer supplied on the outer peripheral surface of the developer carrying member,
The developer is obtained by adhering and / or fixing inorganic fine particles containing silicone oil-treated inorganic fine powder as a constituent component on the surface of colored particles having a colorant and a binder resin.
On the outer peripheral surface of the developer carrier, a developer carrying surface in which convex portions and concave portions are regularly arranged is formed,
A minute recess is formed on the surface of the recess,
The developing device according to claim 1, wherein the depth of the minute recess is 2.0 to 30 times the average primary particle size of the inorganic fine particles.
前記無機微粒子中のシリコーンオイルの含有率は、1.5mg/g以上25mg/g以下であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の現像装置。 The developer is formed by adhering and / or immobilizing the inorganic fine particles at 2 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colored particles.
The developing device according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the silicone oil in the inorganic fine particles is 1.5 mg / g or more and 25 mg / g or less.
前記シリコーンオイル処理無機微粉体は、アミノ変性シリコーンオイル又はアミノ変性シリコーンオイルを含有するシリコーンオイルで処理されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の現像装置。 The developer is a negatively chargeable developer,
6. The developing device according to claim 1, wherein the silicone oil-treated inorganic fine powder is treated with amino-modified silicone oil or silicone oil containing amino-modified silicone oil.
前記ワックス成分は、「ASTM−D3418−82」に準じて測定されたDSC曲線において、50℃以上110℃未満の領域に、少なくとも一つの吸熱ピークを呈することを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の現像装置。 The colored particles in the developer contain a wax component;
The wax component exhibits at least one endothermic peak in a region of 50 ° C. or higher and lower than 110 ° C. in a DSC curve measured according to “ASTM-D3418-82”. The developing device according to any one of the above.
前記現像剤担持体に対する前記現像剤規制部材の当接部分の表面硬度の比率は、0.20以上1.00未満であることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の現像装置。 The developer regulating member includes an elastic contact body that extends in a width direction parallel to the rotation axis of the developer carrier and has an end portion, and is disposed so as to contact the outer peripheral surface of the developer carrier. ,
The ratio of the surface hardness of the contact portion of the developer regulating member with respect to the developer carrying member is 0.20 or more and less than 1.00, according to any one of claims 1 to 8. Development device.
前記静電像担持体の表面の静電像を現像する為の現像装置とを備え、
画像形成装置に着脱可能にカートリッジ化されたプロセスカートリッジであって、
前記現像装置が、請求項1〜9の何れか一項に記載の現像装置であるプロセスカートリッジ。 An electrostatic image carrier;
A developing device for developing an electrostatic image on the surface of the electrostatic image carrier,
A process cartridge that is detachably attached to an image forming apparatus,
A process cartridge, wherein the developing device is the developing device according to claim 1.
前記静電像担持体の表面の静電像を現像する為の現像装置とを備えた画像形成装置であって、
前記現像装置が、請求項1〜9の何れか一項に記載の現像装置である画像形成装置。 An electrostatic image carrier;
An image forming apparatus comprising a developing device for developing an electrostatic image on the surface of the electrostatic image bearing member,
An image forming apparatus, wherein the developing device is the developing device according to claim 1.
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