JP2004118180A - Developing device, process cartridge and non-magnetic one-component toner - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来の非磁性一成分現像剤を使用する画像形成装置の現像装置の上記の問題点に鑑み、現像ローラ(2)上へのトナー供給量を一定に保つことができる非磁性一成分トナー及び現像装置を提供すること。
【解決手段】 電子写真画像形成装置を構成する1手段として用いられ、非磁性一成分トナーを周面に担持し、潜像担持体に接して回転し、該潜像担持体上に形成された静電潜像に該トナーを供給して現像を行なう現像ローラ、及び該現像ローラの周面に接し、該現像ローラ上の該トナーを薄層化する薄層形成部材とを少なくとも備えた現像装置であって、該現像ローラの該トナーとの摩擦力をF1、該薄層形成部材の該トナーとの摩擦力をF2とした場合、F1<F2であることを特徴とする現像装置。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-magnetic one-component developer capable of maintaining a constant toner supply amount on a developing roller (2) in view of the above-described problems of a developing device of an image forming apparatus using a conventional non-magnetic one-component developer. To provide a toner and a developing device.
A non-magnetic one-component toner is supported on a peripheral surface, rotates in contact with a latent image carrier, and is formed on the latent image carrier. A developing device including at least a developing roller that supplies the toner to the electrostatic latent image to perform development, and a thin layer forming member that contacts the peripheral surface of the developing roller and thins the toner on the developing roller. Wherein when the frictional force between the developing roller and the toner is F 1 and the frictional force between the thin layer forming member and the toner is F 2 , F 1 <F 2. apparatus.
[Selection] Fig. 2
Description
本発明は、(電子写真プロセスにおける)非磁性一成分トナーを現像剤として使用する現像装置及び画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ及び非磁性一成分トナーに関する。 The present invention relates to a developing device using a non-magnetic one-component toner (in an electrophotographic process) as a developer, a process cartridge detachable to a main body of an image forming apparatus, and a non-magnetic one-component toner.
電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ等のような電子写真プロセスが用いられる画像形成装置においては、潜像担持体(感光体ともいう)上に形成された静電潜像を現像する現像装置として、非磁性一成分現像装置(11)のプロセスカートリッジ(10)が広く使用されている。
該プロセスカートリッジ(10)が用いられた画像形成装置について、その一具体例の概略図1に基づいて説明すると、矢印(a)方向に回転する潜像担持体(1)に接して矢印(b)方向に回転する現像ローラ(2)、現像装置ケーシーグ(3)内に設置されたトナーホッパ(4)、該ホッパ(4)内に設置されたアジテータ(5)、該ホッパ(4)内に貯溜した非磁性一成分トナーを、該アジテータ(5)を回転させることによって攪拌してトナー補給部(c)に送り出し、送り出されたトナーを現像ローラ(2)に補給する補給ローラ(6)、現像ローラ(2)の周面の潜像担持体(1)に接する現像領域の上流側で現像ローラ(2)に先端部が接触し、現像ローラ上のトナーを薄層にする薄層形成部材(7)より構成されている。
非磁性一成分トナーは、補給ローラ(6)や薄層形成部材(7)によって摩擦帯電された後、現像ローラ(2)に担持されて潜像担持体に接する現像領域に搬送され、書き込み光(L)による像露光によって潜像担持体(1)上に形成された静電潜像の電位と、バイアス電圧が印加された現像ローラ(2)の電位との差によって、潜像担持体(1)上に移動して、該静電潜像が現像される。
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus using an electrophotographic process such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile, a developing device for developing an electrostatic latent image formed on a latent image carrier (also referred to as a photoconductor) A process cartridge (10) of a non-magnetic one-component developing device (11) is widely used.
An image forming apparatus using the process cartridge (10) will be described with reference to a schematic diagram of one specific example thereof. An arrow (b) comes in contact with the latent image carrier (1) rotating in the direction of the arrow (a). ), A developing roller (2) rotating in a direction, a toner hopper (4) installed in a developing device casing (3), an agitator (5) installed in the hopper (4), and a storage in the hopper (4). The supplied non-magnetic one-component toner is agitated by rotating the agitator (5) and sent to the toner replenishing section (c), and the supplied toner is supplied to the developing roller (2) by a replenishing roller (6). A thin layer forming member (which contacts the developing roller (2) at the upstream end of the developing area in contact with the latent image carrier (1) on the peripheral surface of the roller (2) to thin the toner on the developing roller ( 7).
The non-magnetic one-component toner is triboelectrically charged by the replenishing roller (6) and the thin layer forming member (7), and then is carried by the developing roller (2) and is conveyed to a developing area in contact with the latent image carrier, and the writing light (L), the potential difference between the potential of the electrostatic latent image formed on the latent image carrier (1) and the potential of the developing roller (2) to which the bias voltage has been applied, and the latent image carrier ( 1) Moving up, the electrostatic latent image is developed.
しかし、現像ローラ(2)上への薄層形成が変動し過剰にトナーが供給されると、未帯電トナーが発生し、潜像担持体(1)上の電荷のない部分にもトナーが移転しやすく、これにより地汚れが発生することがしばしばあった。
その解決策として、薄層形成部材の上流側で現像ローラに摺接する摩擦帯電部材を設けることが提案されているが、構造が複雑になる欠点がある(例えば、特許文献1参照)。 さらに、薄層形成部材の表面をRz1〜3μmとすることが提案されているが、薄層形成部材へのフィルミング及び白スジが発生しやすい不具合がある(例えば特許文献2参照)。
However, if the formation of the thin layer on the developing roller (2) fluctuates and toner is excessively supplied, uncharged toner is generated, and the toner is transferred to a portion of the latent image carrier (1) where there is no charge. This often caused soiling.
As a solution to this, it has been proposed to provide a frictional charging member that is in sliding contact with the developing roller on the upstream side of the thin layer forming member, but there is a drawback that the structure becomes complicated (for example, see Patent Document 1). Further, it has been proposed that the surface of the thin layer forming member be Rz1 to 3 μm, but there is a problem that filming and white streaks easily occur on the thin layer forming member (for example, see Patent Document 2).
本発明の課題は、従来の非磁性一成分トナーを使用する画像形成装置における現像装置が有する上記の問題点に鑑み、現像ローラ(2)上への非磁性一成分トナーの供給量を一定に保つことができる現像装置とプロセスカートリッジおよびそれらに用いられる非磁性一成分トナーを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of a developing device in a conventional image forming apparatus using a non-magnetic one-component toner, an object of the present invention is to keep the supply amount of the non-magnetic one-component toner on the developing roller (2) constant. An object of the present invention is to provide a developing device and a process cartridge which can be maintained and a non-magnetic one-component toner used for the same.
すなわち、上記課題は、本発明の(1)「電子写真画像形成装置を構成する1手段として用いられ、非磁性一成分トナーを周面に担持し、潜像担持体に接して回転し、該潜像担持体上に形成された静電潜像に該トナーを供給して現像を行なう現像ローラ、及び該現像ローラの周面に接し、該現像ローラ上の該トナーを薄層化する薄層形成部材とを少なくとも備えた現像装置であって、該現像ローラの該トナーとの摩擦力をF1、該薄層形成部材の該トナーとの摩擦力をF2とした場合、F1<F2であることを特徴とする現像装置」、(2)「現像ローラとトナーとの摩擦力F1、薄層形成部材とトナーとの摩擦力F2の差「F2−F1」が0.50〜2.00(N)であることを特徴とする前記第(1)項に記載の現像装置」、(3)「現像ローラとトナーとの摩擦力F1、薄層形成部材とトナーとの摩擦力F2の関係のF1<F2を、5%画像面積の画像チャートを5000枚ランニング出力した後にも保つことを特徴とする前記第(1)項または第(2)項に記載の現像装置」、(4)「5%画像面積の画像チャートを5000枚ランニング出力した後の現像ローラとトナーとの摩擦力F1、薄層形成部材とトナーとの摩擦力F2の差「F2−F1」が0.50〜2.00(N)であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(3)項の何れかに記載の現像装置」、(5)「該薄層形成部材がローラ状であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項の何れかに記載の現像装置」、(6)「薄層形成ローラが一定の周速で回転することを特徴とする前記第(5)項に記載の現像装置」、(7)「該薄層形成ローラの回転がA4サイズ1000枚プリントに対し1回転以下であることを特徴とする前記第(6)項に記載の現像装置」、(8)「該薄層形成部材の少なくとも該現像ローラに接触する部分近傍の表面粗さRzが1μm以下の弾性材料で構成されていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(7)項の何れかに記載の現像装置」により解決される。 That is, the above-mentioned problem is solved by (1) the present invention which is used as one means constituting an electrophotographic image forming apparatus, which carries a non-magnetic one-component toner on a peripheral surface, rotates in contact with a latent image carrier, and A developing roller that supplies the toner to the electrostatic latent image formed on the latent image carrier to develop the electrostatic latent image, and a thin layer that contacts the peripheral surface of the developing roller and reduces the thickness of the toner on the developing roller A developing member provided with at least a forming member, wherein F 1 <F when the frictional force of the developing roller with the toner is F 1 and the frictional force of the thin layer forming member with the toner is F 2. a developing device which is a 2 ', (2) "developing roller and the frictional force F 1 between the toner, the difference" F 2 -F 1 of frictional force F 2 between the thin layer forming member and the toner "0 .50 to 2.00 (N), wherein the developing device according to the above (1), 3) "frictional force F 1 between the developing roller and the toner, the F 1 <F 2 relationship frictional force F 2 between the thin layer forming member and the toner, an image chart of 5% image area after outputting 5000 sheets running And (4) "the developing roller and the toner after the running output of 5000 image charts having a 5% image area". (4) The developing device according to the above (1) or (2), wherein the frictional force F 1, the difference in frictional force F 2 between the thin layer forming member and the toner "F 2 -F 1" is characterized by a 0.50 to 2.00 (N) first (1) (5) The developing device according to any one of the above items (1) to (3), wherein the thin layer forming member has a roller shape. (6) The developing device described above, wherein the thin layer forming roller rotates at a constant peripheral speed. (7) The developing device according to the above (5), wherein the rotation of the thin layer forming roller is one rotation or less per 1,000 A4 size prints. (8) wherein said thin layer forming member is made of an elastic material having a surface roughness Rz of 1 μm or less at least in the vicinity of a portion in contact with said developing roller. The developing device according to any one of the items (7) to (7) ".
また、上記課題は、本発明の(9)「潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像しトナー像を形成する現像装置とを備えたプロセスカートリッジであって、該現像装置として、前記第(1)項乃至第(8)項の何れかに記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ」により解決される。 Further, an object of the present invention is to provide a process cartridge comprising (9) a latent image carrier and a developing device for developing a latent image on the latent image carrier to form a toner image. According to another aspect of the present invention, there is provided a process cartridge including the developing device according to any one of the above items (1) to (8).
また、上記課題は、本発明の(10)「少なくとも樹脂と着色剤とからなり、該樹脂がポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂もしくはその共重合体のいずれか一を主成分とすることを特徴とする前記第(1)項乃至第(8)項の何れかに記載の現像装置、または前記第(9)項に記載のプロセスカートリッジに用いられる非磁性一成分トナー」、(11)「表面に外添剤が固着され、該外添剤の該トナー表面被覆率が80%以上140%以下であることを特徴とする前記第(10)項に記載の非磁性一成分トナー」、(12)「該外添剤が少なくとも2種の混合であることを特徴とする前記第(11)項に記載の非磁性一成分トナー」、(13)「少なくとも一種の該外添剤の粒径が40nm以上100nm以下であることを特徴とする前記第(11)項または第(12)項に記載の非磁性一成分トナー」により解決される。 The object of the present invention is to provide (10) the present invention which comprises "at least a resin and a colorant, wherein the resin is mainly composed of any one of a polystyrene resin, a polyester resin, a polyolefin resin or a copolymer thereof. A non-magnetic one-component toner used in the developing device according to any one of the above items (1) to (8) or the process cartridge according to the item (9) ”, (11) The non-magnetic one-component toner according to item (10), wherein the external additive is fixed on the surface, and the toner surface coverage of the external additive is 80% or more and 140% or less. (12) “the non-magnetic one-component toner according to the above (11), wherein the external additive is a mixture of at least two types”, (13) “the at least one type of the external additive Particle size is 40nm or more and 100nm or less It is solved by the second (11) section or the (12) non-magnetic one-component toner according to claim ', characterized in that it.
また、上記課題は、本発明の(14)「前記第(1)項乃至第(8)項の何れかに記載の現像装置、または前記第(9)項に記載のプロセスカートリッジが搭載されたことを特徴とする電子写真画像形成装置」により解決される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to any one of the first to eighth aspects or the process cartridge according to the first aspect. An electrophotographic image forming apparatus characterized by the above feature ".
本発明の現像装置は、上記の課題を解決するため、現像ローラとトナーとの表面摩擦力F1、薄層形成部材とトナーとの表面摩擦力F2の関係がF1<F2であることを特徴とする。 A developing device of the present invention is to solve the above problems, the surface frictional force F 1 between the developing roller and the toner, the relationship between the surface frictional force F 2 between the thin layer forming member and the toner is F 1 <F 2 It is characterized by the following.
また、該現像ローラとトナーとの摩擦力F1と、薄層形成部材とトナーとの摩擦力F2との差「F2−F1」が0.50〜2.00(N)である場合には、特に弱帯電トナーの発生を防ぐのに有効である。 Further, the frictional force F 1 between the developing roller and the toner, the difference between the friction force F 2 between the thin layer forming member and the toner "F 2 -F 1" is a 0.50 to 2.00 (N) In this case, it is particularly effective to prevent generation of weakly charged toner.
本発明における現像ローラとトナーとの摩擦力F1及び薄層形成部材とトナーとの摩擦力F2の測定は、概略が図3に示されるように、新東科学(株)社製、型番:HEIDON−14Sの表面性測定機を用いて、次のようにして行なわれる。
トナーを縦150mm横30mmの基板上に単層になるよう接着剤あるいは粘着剤にて固定化して、サンプルを作成する。該サンプル上に、摩擦体となる現像ローラもしくは薄層形成簿材を配置し、該現像ローラもしくは薄層形成簿材に500g/cmの線圧がかかるように荷重を調整し、速度150mm/minで平行に30mm移動させ、その移動時の平均摩擦力を測定する。
Measurement of the frictional force F 2 of the frictional force F 1 and the thin layer forming member and the toner between the developing roller and the toner of the present invention, as shown schematically in FIG. 3, manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd., model number : Using a surface property measuring device of HEIDON-14S as follows.
A sample is prepared by fixing the toner to a single layer on a substrate having a length of 150 mm and a width of 30 mm with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive. On the sample, a developing roller or a thin layer forming material as a friction body is arranged, and a load is adjusted so that a linear pressure of 500 g / cm is applied to the developing roller or the thin layer forming material, and the speed is 150 mm / min. And move it by 30 mm in parallel, and measure the average frictional force during the movement.
本発明における摩擦力は、物質同士の摩擦係数、接触面積、表面粗さ等様々な因子により変化するものと考えられ、前記測定方法によって測定される摩擦力は、これらの因子の他に、さらに外添剤の「ころがり」を考慮に入れなければならないと思われる。
すなわち、本発明に用いられる摩擦力測定方法では、トナー母体を固定し「ころがり」の影響を受けないサンプルとしているが、添加剤を固定しているわけではないために、実際には添加剤の存在状態によって添加剤の表面摩擦力、ころがり摩擦力が混在している摩擦力となっていると考えられる。
トナー母体に固着されていない添加剤は、ある程度ころがりベアリングのような効果を発揮し、その結果、摩擦力が回転力へと変換されて、実測値は小さくなる。
トナー母体に添加剤が埋没等によって固着されると、そのころがり摩擦はなくなり、ほぼ接触面の表面摩擦力となると考えられる。
The friction force in the present invention is considered to be changed by various factors such as friction coefficient between materials, contact area, surface roughness, and the friction force measured by the measuring method is, in addition to these factors, further. It seems that the "rolling" of the external additive must be taken into account.
That is, in the frictional force measurement method used in the present invention, the toner base is fixed and the sample is not affected by “rolling”. However, since the additive is not fixed, the additive is actually used. It is considered that the frictional force is a mixture of the surface frictional force and the rolling frictional force of the additive depending on the presence state.
Additives that are not fixed to the toner matrix exhibit an effect like a rolling bearing to some extent, and as a result, the frictional force is converted into rotational force, and the measured value is reduced.
When the additive is fixed to the toner base by burial or the like, it is considered that the rolling friction disappears and the frictional force becomes almost the surface frictional force of the contact surface.
したがって、本発明における摩擦力の大きさは、摩擦の対象である現像ローラと薄層形成部材それぞれの表面を構成する材料が弾性率及びトナー表面の外添剤の存在状態に大きく影響を受ける。
表面を構成する材料の弾性率が高い材料とトナー表面との圧密状態での摩擦力は外添剤がトナー表面に固定されていない場合、ころがりの影響が大きくなり摩擦力は低くなる。また、弾性率の低い材料では外添剤のころがりが緩和され摩擦力は大きくなる。
トナー表面に外添剤が存在しうる初期状態において表面摩擦力F1、薄層形成部材とトナーとの表面摩擦力F2の関係がF1<F2である場合、5000枚後にその関係を維持できる条件は埋没していない外添剤がトナー表面に存在しているかどうかによる。外添剤が埋没しない条件は、特に、外添剤粒径50nm未満の場合、母剤弾性率にもよる。
Therefore, the magnitude of the frictional force in the present invention is greatly affected by the elasticity of the material constituting the surfaces of the developing roller and the thin layer forming member, which are the objects of friction, and the state of the external additive on the toner surface.
When the external additive is not fixed to the toner surface, the frictional force between the material having a high elastic modulus of the material constituting the surface and the toner surface is greatly affected by the rolling when the external additive is not fixed to the toner surface, and the frictional force is reduced. Further, in the case of a material having a low elastic modulus, the rolling of the external additive is eased and the frictional force is increased.
When the relationship between the surface frictional force F1 and the surface frictional force F2 between the thin layer forming member and the toner in the initial state in which the external additive can exist on the toner surface is F1 <F2, the condition for maintaining the relationship after 5000 sheets is as follows. It depends on whether an external additive not embedded exists on the toner surface. The condition under which the external additive is not buried depends on the elastic modulus of the base material, particularly when the particle size of the external additive is less than 50 nm.
本発明のトナーは、定着樹脂及び着色剤を主成分とするトナー母体と外添剤とからなるものである。
本発明のトナーにおいて、添加混合される外添剤(流動性付与部剤)としては、例えばポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウム、炭化珪素等の研磨剤、あるいは例えばカーボンブラック、酸化スズ等の導電性付与剤、あるいは低分子量ポリオレフィン、ワックス等の定着助剤、あるいは例えばコロイダルシリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン等を挙げることができる。
外添剤の添加量としては、トナーに対し0.1重量%〜10重量%、好ましくは0.2重量%〜5重量%である。
外添剤による表面被覆率は、トナー母体の表面積と外添剤個々の投影面積の総和の比によって、次のように表わされる。
The toner of the present invention comprises a toner base mainly composed of a fixing resin and a colorant, and an external additive.
In the toner of the present invention, as an external additive (fluidity imparting agent) to be added and mixed, for example, a lubricant such as polytetrafluoroethylene-based fluororesin, zinc stearate or an abrasive such as cerium oxide or silicon carbide, or For example, a conductivity-imparting agent such as carbon black and tin oxide, a fixing aid such as low-molecular-weight polyolefin and wax, and, for example, colloidal silica, aluminum oxide, and titanium oxide can be used.
The addition amount of the external additive is from 0.1% by weight to 10% by weight, preferably from 0.2% by weight to 5% by weight, based on the toner.
The surface coverage by the external additive is expressed as follows by the ratio of the surface area of the toner base to the total projected area of each external additive.
本発明の非磁性一成分トナーのおける外添剤表面被覆率は、80%〜140%が好ましい。
外添剤表面被覆率が80%以下では、薄層形成時における外添剤への応力が分散しにくくなりトナー母体への埋没が起こりやすくなる。また、140%以上となると、外添剤がトナー母体から浮遊し現像ローラへの付着等による帯電不良を発生しやすくなる場合がある。
本発明者等の調査によると、従来の非磁性1成分トナーの中に、この外添剤被覆率が100%を超えるものはなく、従がってF2とF1の差はそれほど大きくならず、両者は近い値を示すものと考えられる。
The surface coverage of the external additive in the non-magnetic one-component toner of the present invention is preferably 80% to 140%.
If the external additive surface coverage is 80% or less, stress on the external additive during the formation of a thin layer is difficult to disperse, and the toner is easily buried in the mother toner. On the other hand, if the ratio is 140% or more, the external additive may float from the toner matrix and may easily cause poor charging due to adhesion to the developing roller.
According to a study by the present inventors, in a conventional non-magnetic one-component toner, if the external additive coating ratio not in excess of 100 percent, the difference between F 2 and F 1 I slave is so big However, it is considered that both show close values.
本発明のトナーにおいては、外添剤の粒径が40nm以上100nm以下であるが好ましく、外添剤を複数種用いる場合にも少なくともその一種の粒径が40nm以上100nm以下であるが好ましい。
40nm以下の外添剤は、トナー母体に埋没しやすく、100nm以上の外添剤はトナーの流動性を著しく低下させるものとなる。
In the toner of the present invention, the particle size of the external additive is preferably 40 nm or more and 100 nm or less. Even when a plurality of external additives are used, it is preferable that the particle size of at least one of the external additives is 40 nm or more and 100 nm or less.
An external additive having a thickness of 40 nm or less is easily buried in the toner matrix, and an external additive having a thickness of 100 nm or more significantly lowers the fluidity of the toner.
本発明で用いられる定着樹脂としては、これまでトナー用結着樹脂として通常使用されているものが適用できる。
具体的には、ポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン/p−クロロスチレン共重合体、スチレン/プロピレン共重合体、スチレン/ビニルトルエン共重合体、スチレン/ビニルナフタリン共重合体、スチレン/アクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリル酸エチル共重合体、スチレン/アクリル酸ブチル共重合体、スチレン/アクリル酸オクチル共重合体、スチレン/メタクリル酸メチル共重合体、スチレン/メタクリル酸エチル共重合体、スチレン/メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン/α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン/ビニルメチルケトン共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、スチレン/アクリロニトリル/インデン共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルブチルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。
As the fixing resin used in the present invention, those conventionally used as binder resins for toner can be applied.
Specifically, a homopolymer of styrene such as polystyrene, polychlorostyrene, and polyvinyl toluene and a substituted product thereof; styrene / p-chlorostyrene copolymer, styrene / propylene copolymer, styrene / vinyltoluene copolymer, Styrene / vinyl naphthalene copolymer, styrene / methyl acrylate copolymer, styrene / ethyl acrylate copolymer, styrene / butyl acrylate copolymer, styrene / octyl acrylate copolymer, styrene / methyl methacrylate copolymer Polymer, styrene / ethyl methacrylate copolymer, styrene / butyl methacrylate copolymer, styrene / α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene / acrylonitrile copolymer, styrene / vinyl methyl ether copolymer, styrene / Vinyl methyl ketone copolymer, Styrene-based copolymers such as len / butadiene copolymer, styrene / isoprene copolymer, styrene / acrylonitrile / indene copolymer, styrene / maleic acid copolymer, styrene / maleic ester copolymer; polymethyl methacrylate , Polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, polyvinyl butyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin and the like.
本発明のトナー中には、離型剤を含有させることもできる。
使用される離型剤としては、従来使用されてきたものを適用でき、低分子量のポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成ワックス類の他、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ロウ、ホホバ油などの植物系ワックス類;ミツロウ、ラノリン、鯨ロウ等の動物系ワックス類;モンタンワックス、オゾケライトなどの鉱物系ワックス類;硬化ヒマシ油、ヒドロキシステアリン酸、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系ワックス類などが挙げられる。
The toner of the present invention may contain a release agent.
As the release agent used, those conventionally used can be applied, and in addition to synthetic waxes such as low molecular weight polyethylene and polypropylene, candelilla wax, carnauba wax, rice wax, wood wax, jojoba oil, etc. Vegetable waxes; animal waxes such as beeswax, lanolin, and spermaceti; mineral waxes such as montan wax and ozokerite; oily waxes such as hydrogenated castor oil, hydroxystearic acid, fatty acid amides, and phenol fatty acid esters. And the like.
また、本発明のトナーに使用される着色剤としては、従来から使用されてきた顔料、染料が適用される。
具体的には、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ローダミン6Cレーキ、キナクリドン、ベンジジンイエロー、マラカイトグリーン、ハンザイエローG,マラカイトグリーンヘキサレート、オイルブラック、アゾオイルブラック、ローズベンガル、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系染顔料、トリスアゾ系染顔料などが挙げられる。
Further, as the coloring agent used in the toner of the present invention, conventionally used pigments and dyes are applied.
Specifically, ultramarine, nigrosine dye, aniline blue, calco oil blue, Dupont oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, rhodamine 6C lake, quinacridone, benzidine yellow, malachite green, hansa yellow G, malachite Examples include green hexalate, oil black, azo oil black, rose bengal, monoazo dyes and pigments, disazo dyes and pigments, and trisazo dyes and pigments.
なお、本発明のトナーにおいては、極性を制御するために、帯電制御剤を配合することが効果的である。この場合の帯電制御剤の例としては、ニグロシン、4級アンモニウム塩、含金属アゾ染料、サリチル酸の錯化合物などがある。 In the toner of the present invention, it is effective to add a charge control agent to control the polarity. Examples of the charge control agent in this case include nigrosine, quaternary ammonium salts, metal-containing azo dyes, and complex compounds of salicylic acid.
本発明の現像装置を構成する薄層形成部材は、ローラ状の形態であり一定の周速で回転するのが好ましい。これにより薄層形成部材へのフィルミングを防止し摩擦力の変動が緩和される。
薄層形成部材の少なくとも現像ローラに接触する部分近傍は、平滑度が高いものが好ましく、表面粗さRzは1μm以下であることが好ましい。該接触する近傍部の表面粗さが大きいとトナーの流れが一部遮断され白スジの原因となりうる。
また、本発明の薄膜形成部材の表面を構成する材料は弾性材料である。
現像ローラと薄層形成部材との圧密状態にした場合に、薄層形成部材に歪が形成され、それがギャップとなって、トナーが通過し、またその歪があそびとって、トナーの流れを均一化し白スジを防ぐ効果をもたらすことができ、薄層形成部材が弾性材料であると、特に有効である。
The thin layer forming member constituting the developing device of the present invention is preferably in the form of a roller and rotates at a constant peripheral speed. As a result, filming on the thin layer forming member is prevented, and fluctuation in frictional force is reduced.
At least the vicinity of the portion of the thin layer forming member that contacts the developing roller preferably has high smoothness, and the surface roughness Rz is preferably 1 μm or less. If the surface roughness in the vicinity of the contact is large, the flow of the toner is partially blocked, which may cause white stripes.
The material constituting the surface of the thin film forming member of the present invention is an elastic material.
When the developing roller and the thin layer forming member are brought into a compact state, a distortion is formed in the thin layer forming member, which becomes a gap, the toner passes, and the distortion flows, and the flow of the toner flows. The effect of uniformizing and preventing white stripes can be brought about, and it is particularly effective when the thin layer forming member is made of an elastic material.
以上行なった詳細且つ具体的な説明によって明らかなように、本発明によれば、非磁性一成分現像装置におけるトナー供給量を一定に保ち、安定した薄層形成が可能となり、その結果地汚れを防止することができるものである。 As is apparent from the detailed and specific explanations made above, according to the present invention, the toner supply amount in the non-magnetic one-component developing device is kept constant, and a stable thin layer can be formed. It can be prevented.
以下に本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、部は重量部を表わす。
図2は、先に説明した図1の現像装置(11)及び現像装置本体における着脱可能なプロセスカートリッジ(10)の薄層形成部材(7)を、第3の発明である薄層形成ローラを適用した現像装置及び及び現像装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジの1例である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Parts represent parts by weight.
FIG. 2 shows the thin layer forming member (7) of the detachable process cartridge (10) in the developing device (11) and the developing device main body of FIG. 1 is an example of a developing device to which the present invention is applied and a process cartridge detachable from a developing device main body.
実施例1
定着樹脂:芳香族ポリエステル樹脂 90部
(Tg=61℃)
着色剤:カーボンブラック 7部
帯電制御剤:2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸3、4− ジクロロフェニルマレイミドアクリル酸ブチルエステル 3部
上記組成の混合物を溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。得られた微粉砕品を分級して平均粒径7μmのトナー母体を得た。
更に、このトナー母体100部に対して、
疎水性シリカ 2.4部
(ヘキスト社製HDK−2000:粒径約20nm)
酸化チタン 0.6部
(テイカ社製SMT−150AI:粒径約20nm)
を添加混合してトナーを得た。
このトナーの外添剤被覆率は133%であった。
Example 1
Fixing resin: 90 parts of aromatic polyester resin (Tg = 61 ° C)
Colorant:
Further, for 100 parts of the toner base,
2.4 parts of hydrophobic silica (HDK-2000 manufactured by Hoechst: particle size of about 20 nm)
0.6 parts titanium oxide (SMT-150AI manufactured by Teica: particle size: about 20 nm)
Was added and mixed to obtain a toner.
The external additive coverage of this toner was 133%.
実施例2
実施例1のトナー母体に対して、
疎水性シリカ 1.2部
(ヘキスト社製HDK−2000:粒径約20nm)
酸化チタン 0.6部
(テイカ社製SMT−150A:粒径約20nmI)
を添加混合してトナーを得た。
このトナーの外添剤被覆率は80%であった。
Example 2
With respect to the toner matrix of Example 1,
1.2 parts of hydrophobic silica (HDK-2000 manufactured by Hoechst: particle size of about 20 nm)
0.6 parts of titanium oxide (SMT-150A manufactured by Teica Co., Ltd .: particle size of about 20 nmI)
Was added and mixed to obtain a toner.
The external additive coverage of this toner was 80%.
実施例3
実施例1のトナー母体に対して、
疎水性シリカ 1.2部
(ヘキスト社製HDK−2000:粒径約20nm)
酸化チタン 0.6部
(テイカ社製SMT−150AI:粒径約20nm)
表面処理二酸化ケイ素 1.0部
(日本アエロジル社製RX50:粒径約60nm)
を添加混合してトナーを得た。
このトナーの外添剤被覆率は94%であった。
Example 3
With respect to the toner matrix of Example 1,
1.2 parts of hydrophobic silica (HDK-2000 manufactured by Hoechst: particle size of about 20 nm)
0.6 parts titanium oxide (SMT-150AI manufactured by Teica: particle size: about 20 nm)
1.0 part of surface-treated silicon dioxide (RX50 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .: particle size of about 60 nm)
Was added and mixed to obtain a toner.
The external additive coverage of this toner was 94%.
実施例4
実施例1のトナー母体に対して、
疎水性シリカ 1.2部
(ヘキスト社製HDK−2000:粒径約20nm)
酸化チタン 0.6部
(テイカ社製SMT−150AI:粒径約20nm)
表面処理二酸化ケイ素 0.5部
(日本アエロジル社製RX50:粒径約60nm)
を添加混合してトナーを得た。
このトナーの外添剤被覆率は87%であった。
Example 4
With respect to the toner matrix of Example 1,
1.2 parts of hydrophobic silica (HDK-2000 manufactured by Hoechst: particle size of about 20 nm)
0.6 parts titanium oxide (SMT-150AI manufactured by Teica: particle size: about 20 nm)
0.5 parts of surface-treated silicon dioxide (RX50 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .: particle size of about 60 nm)
Was added and mixed to obtain a toner.
The external additive coverage of this toner was 87%.
実施例5
実施例3のトナーを現像装置内に補給し5%画像面積の画像チャートを5000枚ランニング出力した後、トナーホッパー内に残ったトナーを取り出した。
このときトナーをSEMにて観察すると20nmの外添剤はすべてトナー母体に埋没していたが、60nmの外添剤は埋没していなかった。
Example 5
After the toner of Example 3 was supplied into the developing device and 5000 sheets of the image chart having a 5% image area were output for 5000 sheets, the toner remaining in the toner hopper was taken out.
At this time, when the toner was observed with a SEM, the external additives of 20 nm were all buried in the toner matrix, but the external additives of 60 nm were not buried.
比較例1
実施例1のトナーを現像装置内に補給し、5%画像面積の画像チャートを5000枚ランニング出力した後、トナーホッパー内に残ったトナーを取り出した。
このときトナーをSEMにて観察すると外添剤はすべてトナー母体に埋没していた。
Comparative Example 1
The toner of Example 1 was replenished into the developing device, and after 5000 sheets of the image chart with a 5% image area were output for running, the toner remaining in the toner hopper was taken out.
At this time, when the toner was observed with an SEM, all the external additives were buried in the toner matrix.
比較例2
実施例1のトナーを現像装置内に補給し、60分間現像装置の空回しを行なった後トナーを取り出した。
このときトナーをSEMにて観察すると外添剤はすべてトナー母体に埋没していた。
Comparative Example 2
The toner of Example 1 was replenished into the developing device, and after idling the developing device for 60 minutes, the toner was taken out.
At this time, when the toner was observed with an SEM, all the external additives were buried in the toner matrix.
比較例3
実施例1のトナー母体に対して、
疎水性シリカ 0.6部
(ヘキスト社製HDK−2000:粒径約20nm)
酸化チタン 0.3部
(テイカ社製SMT−150AI:粒径約20nm)
を添加混合してトナーを得た。
このトナーの外添剤被覆率は40%であった。
Comparative Example 3
With respect to the toner matrix of Example 1,
0.6 parts of hydrophobic silica (HDK-2000 manufactured by Hoechst: particle size: about 20 nm)
0.3 parts titanium oxide (SMT-150AI manufactured by Teica: particle size: about 20 nm)
Was added and mixed to obtain a toner.
The external additive coverage of this toner was 40%.
実施例1〜5、比較例1〜3のトナーと現像ローラの摩擦力F1、薄層形成ローラとの摩擦力F2、その差「F2−F1」、と現像装置内に該トナーを供給し現像を行なったときの現像ローラ単位面積あたりのトナー量、地汚れの有無の評価結果を書き、表1にまとめた。 In Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, the frictional force F 1 between the toner and the developing roller, the frictional force F 2 between the thin layer forming roller, and the difference “F 2 −F 1 ”, and the toner in the developing device. And the results of evaluation of the amount of toner per unit area of the developing roller and the presence / absence of background contamination when the toner is supplied and developed are shown in Table 1.
1 感光体
2 現像ローラ
3 現像装置ケーシング
4 トナーホッパ
5 アジテータ
6 補給ローラ
7 薄層形成部材
8 転写チャージャ
9 薄層形成ローラ
10 プロセスカートリッジ
11 現像装置
a 感光体の回転する方向
b 現像ローラの回転する方向
c トナー補給部
L 書き込み光
REFERENCE SIGNS
Claims (14)
An electrophotographic image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1 or the process cartridge according to claim 9.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003303549A JP2004118180A (en) | 2002-09-05 | 2003-08-27 | Developing device, process cartridge and non-magnetic one-component toner |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002259638 | 2002-09-05 | ||
| JP2003303549A JP2004118180A (en) | 2002-09-05 | 2003-08-27 | Developing device, process cartridge and non-magnetic one-component toner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=32301462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2003303549A Pending JP2004118180A (en) | 2002-09-05 | 2003-08-27 | Developing device, process cartridge and non-magnetic one-component toner |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005106598A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
| JP2014044315A (en) * | 2012-08-27 | 2014-03-13 | Fuji Xerox Co Ltd | Developing method, developing device and image forming assembly using the same, and image forming apparatus |
-
2003
- 2003-08-27 JP JP2003303549A patent/JP2004118180A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005106598A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
| US7396626B2 (en) | 2004-04-28 | 2008-07-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
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