JP7346162B2 - Developing device, process cartridge and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に関する。特に、電子写真画像形成装置および電子写真画像形成装置に使用される現像装置、プロセスカートリッジに関する。 The present invention relates to a developing device, a process cartridge, and an image forming apparatus. In particular, the present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a developing device and a process cartridge used in the electrophotographic image forming apparatus.
一般的に、現像装置は、トナーを収容する枠体と、現像ローラとを備えており、現像ローラ上に担持されるトナーの量は、現像ブレードによって規制されている。 Generally, a developing device includes a frame body that accommodates toner and a developing roller, and the amount of toner carried on the developing roller is regulated by a developing blade.
なお、現像ブレードは、現像ローラに対する現像ブレードの当接圧（単位面積の圧力）が得られやすくなるように、現像ローラに当接される一端（自由端）が略Ｌ字状に現像ローラ側とは反対側に折り曲げられて形成される構成がある。 Note that one end (free end) of the developing blade that comes into contact with the developing roller is approximately L-shaped on the developing roller side so that the contact pressure (pressure per unit area) of the developing blade against the developing roller can be easily obtained. There is a structure in which it is bent on the opposite side.
例えば、特許文献１に開示された現像ブレードでは、その自由端が所定の曲率半径で折り曲げられた後、現像ブレードの先端（自由端）が、現像ローラの表面から離れるように延びている。 For example, in the developing blade disclosed in Patent Document 1, after its free end is bent at a predetermined radius of curvature, the tip (free end) of the developing blade extends away from the surface of the developing roller.
特許文献１のような現像ブレードでは、折り曲げた部分の曲率半径を大きくした場合、現像ローラと当接可能な領域（面積）が広がり、当接圧が分散（低下）しやすい。その結果、現像ローラに対する現像ブレードからの当接圧（特に、「ピーク圧」）が確保しにくくなり、現像ローラ上のトナーが有効に規制されない場合（即ち、「規制不良」の可能性）がある。 In the developing blade as disclosed in Patent Document 1, when the radius of curvature of the bent portion is increased, the region (area) that can come into contact with the developing roller increases, and the contact pressure tends to be dispersed (reduced). As a result, it becomes difficult to secure the contact pressure (especially "peak pressure") from the developing blade against the developing roller, and the toner on the developing roller may not be effectively regulated (in other words, there is a possibility of "poor regulation"). be.
一方、折り曲げた部分の曲率半径を小さくした場合、折り曲げた部分の外周側（当接する側）が引き伸ばされ、外周側の表面（当接面）に「バリ状」の凹凸形状（亀裂）が発生する場合がある。凹凸形状となった表面にはトナーが付着されやすく、現像ローラとの摺擦によって現像ブレードに付着トナーの融着による規制不良が発生する場合もある。特に、従来に使用される現像剤では、その硬度が低いものが含まる場合もあるために、現像ブレードにトナーが付着しやすく、現像ブレードへのトナーの融着が悪化しやすい。 On the other hand, when the radius of curvature of the bent part is made smaller, the outer circumferential side (abutting side) of the bent part is stretched, and a "burr-like" uneven shape (cracks) occurs on the outer circumferential surface (abutting surface). There are cases where Toner tends to adhere to the uneven surface, and poor regulation may occur due to the toner adhering to the developing blade being fused to the developing blade due to sliding friction with the developing roller. In particular, since conventionally used developers may include those with low hardness, toner tends to adhere to the developing blade, which tends to deteriorate the fusion of the toner to the developing blade.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、現像剤担持体に対する規制部材の当接圧（ピーク圧）を確保しつつ、現像剤の規制部材への融着を軽減することが可能な現像装置、プロセスカートリッジまたは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 problems, and is capable of reducing the fusion of developer to the regulating member while ensuring the contact pressure (peak pressure) of the regulating member with respect to the developer carrier. The object of the present invention is to provide a developing device, a process cartridge, or an image forming device that can be used.
本発明の現像装置は、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を回転可能に支持する現像枠体と、
前記現像枠体に取り付けられ、前記現像剤担持体の表面に当接することによって前記現像剤担持体に担持された前記現像剤の厚みを規制する規制部材と、を有する現像装置であって、
前記規制部材は、
前記現像剤担持体の表面と当接可能な稜線を有する曲面部を備え、
前記現像剤に含まれるトナーの最大荷重２．０×１０－４Ｎの条件でのマルテンス硬度をＨＭとし、前記曲面部の曲率半径をＲｂとしたとき、
２００ＭＰａ≦ＨＭ≦１１００ＭＰａ、
０．０８ｍｍ≦Ｒｂ≦０．３ｍｍであり、
前記トナーのトナー粒子は、有機ケイ素重合体を含有する表層を有することを特徴とする。
The developing device of the present invention includes:
a developer carrier that carries a developer;
a developing frame body rotatably supporting the developer carrier;
A developing device comprising: a regulating member attached to the developing frame and regulating the thickness of the developer carried on the developer carrier by coming into contact with the surface of the developer carrier,
The regulating member is
a curved surface portion having a ridge line that can come into contact with the surface of the developer carrier;
When the Martens hardness under the condition of a maximum load of 2.0×10 −4 N of the toner contained in the developer is HM, and the radius of curvature of the curved surface portion is Rb,
200MPa≦HM≦1100MPa,
0.08mm≦Rb≦ 0.3mm ,
The toner particles of the toner are characterized in that they have a surface layer containing an organosilicon polymer .
また、本発明のプロセスカートリッジは、前記現像装置と、現像剤像を担持する像担持体と、を備える、ことを特徴とする。 Further, the process cartridge of the present invention is characterized in that it includes the developing device and an image carrier that carries a developer image.
そして、本発明の画像形成装置は、前記現像装置と、現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体から現像剤像を記録材へ転写する転写部材と、を備える、ことを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention is characterized in that it includes the developing device, an image carrier that carries a developer image, and a transfer member that transfers the developer image from the image carrier to a recording material. shall be.
本発明は、現像剤担持体に対する規制部材の当接圧（ピーク圧）を確保しつつ、現像剤の規制部材への融着を軽減することが可能である。 According to the present invention, it is possible to reduce the fusion of developer to the regulating member while ensuring the contact pressure (peak pressure) of the regulating member with respect to the developer carrier.
本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○～××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。 In the present invention, the descriptions such as "○○ or more and XX or less" or "○○ to XX" expressing a numerical range mean a numerical range that includes the lower limit and the upper limit, which are the end points, unless otherwise specified.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用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る。すなわち、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。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, with reference to drawings, the form for implementing this invention is illustratively described in detail based on an Example. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangement of the components described in this embodiment should be changed as appropriate depending on the configuration of the device to which the invention is applied and various conditions. That is, the scope of the present invention is not intended to be limited to the following embodiments.
＜画像形成装置の全体的な概略構成＞
図１を参照して、本発明の実施例に係る電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）の全体構成について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本発明が適用可能な画像形成装置としては、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリなどが挙げられ、ここではレーザプリンタに適用した場合について説明する。本実施例の画像形成装置１００は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザプリンタである。画像形成装置１００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、布など）にフルカラー画像を形成することができる。画像情報は、画像形成装置本体１００Ａ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１００Ａに通信可能に接続されたパーンナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置本体１００Ａに入力される。
<Overall schematic configuration of image forming apparatus>
Referring to FIG. 1, the overall configuration of an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter referred to as an image forming apparatus) according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an
画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。本実施例では、第１～第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。尚、本実施例では、第１～第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、総括的に説明する。
The
本実施例では、画像形成装置１００は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された４個のドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）により図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、感光ドラム１の表面を均―に帯電する帯電手段としての帯電ローラ２、画像情報に基づきレーザを照射して感光ドラム１上に静電像（静電潜像）を形成する露光手段としてのスキャナユニット（露光装置）３が配置されている。さらに、感光ドラム１の周囲には、静電像をトナー像（現像剤像）として現像する現像手段としての現像ユニット（現像装置）４、転写後の感光ドラム１の表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニング部材６が配置されている。さらに、４個の感光ドラム１に対向して、感光ドラム１上のトナー像を記録材１２に転写するための中間転写体としての中間転写ベルト５が感光ドラム１の上方に配置されている。
In this embodiment, the
なお、本実施例では、現像装置としての現像ユニット４は、現像剤として非磁性一成分現像剤のトナーを用いる。また、本実施例では、現像ユニット４は、現像剤担持体としての現像ローラを感光ドラム１に対して接触させて反転現像を行うものである。即ち、本実施例では、現像ユニット４は、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを、感光ドラム１上の露光により電荷が減衰した部分（画像部、露光部）に付着させることで静電像を現像する。 In this embodiment, the developing unit 4 as a developing device uses toner, which is a non-magnetic one-component developer, as a developer. Further, in this embodiment, the developing unit 4 performs reversal development by bringing a developing roller serving as a developer carrier into contact with the photosensitive drum 1. That is, in this embodiment, the developing unit 4 transfers toner charged to the same polarity as that of the photosensitive drum 1 (negative polarity in this embodiment) to a portion (image area) on the photosensitive drum 1 where the charge has been attenuated by exposure. , exposed areas) to develop an electrostatic image.
本実施例では、感光ドラム１と、感光ドラム１に作用するプロセス手段としての帯電ローラ２、現像ユニット４及びクリーニング部材６とは、一体化され、即ち、一体的にカートリッジ化されて、プロセスカートリッジ７を形成している。プロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体１００Ａに設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置１００に着脱可能となっている。本実施例では、各色用のプロセスカートリッジ７は、全て同一形状を有しており、各色用のプロセスカートリッジ７内には、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーが収容されている。
In this embodiment, the photosensitive drum 1, the
中間転写体としての無端状のベルトで形成された中間転写ベルト５は、全ての感光ドラム１に当接し、図示矢印Ｂ方向（反時計方向）に循環移動（回転）する。中間転写ベルト５は、複数の支持部材として、駆動ローラ５１、二次転写対向ローラ５２、従動ローラ５３に掛け渡されている。中間転写ベルト５の内周面側には、各感光ドラム１に対向するように、一次転写手段としての、４個の一次転写ローラ８が並設されている。一次転写ローラ８は、中間転写ベルト５を感光ドラム１に向けて押圧し、中間転写ベルト５と感光ドラム１とが当接する一次転写部Ｎ１を形成する。そして、一次転写ローラ８に、図示しない一次転写バイアス印加手段としての一次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。
The
また、中間転写ベルト５の外周面側において二次転写対向ローラ５２に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ９が配置されている。二次転写ローラ９は、中間転写ベルト５を介して二次転写対向ローラ５２に圧接し、中間転写ベルト５と二次転写ローラ９とが当接する二次転写部Ｎ２を形成する。そして、二次転写ローラ９に、図示しない二次転写バイアス印加手段としての二次転写バイアス電源（高圧電源）から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性のバイアスが印加される。これによって、中間転写ベルト５上のトナー像が記録材１２に転写（二次転写）される。
Further, a secondary transfer roller 9 as a secondary transfer means is arranged at a position facing the secondary
更に説明すれば、画像形成時には、先ず、感光体ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される。次いで、スキャナユニット３から発された画像情報に応じたレーザ光によって、帯電した感光体ドラム１の表面が走査露光され、感光体ドラム１上に画像情報に従った静電像が形成される。次いで、感光体ドラム１上に形成された静電像は、現像ユニット４によってトナー像として現像される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ８の作用によって中間転写ベルト５上に転写（一次転写）される。
To explain further, when forming an image, first, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the charging
例えば、フルカラー画像の形成時には、上述した一次転写までのプロセスが、第１～第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて順次に行われ、中間転写ベルト５上に各色のトナー像が次に重ね合わせて一次転写される。その後、中間転写ベルト５の移動と同期が取られて記録材１２が二次転写部Ｎ２へと搬送される。中間転写ベルト５上の４色トナー像は、記録材１２を介して中間転写ベルト５に当接している二次転写ローラ９の作用によって、一括して記録材１２上に二次転写される。トナー像が転写された記録材１２は、定着手段としての定着装置１０に搬送される。定着装置１０において記録材１２に熱及び圧力を加えられることで、記録材１２にトナー像が定着される。トナー像が定着された記録材１２は、定着装置１０からさらに下流に搬送され、機外に排紙される。
For example, when forming a full-color image, the processes up to the primary transfer described above are sequentially performed in the first to fourth image forming sections SY, SM, SC, and SK, and toner images of each color are formed on the
一次転写工程後に感光ドラム１上に残留した一次転写残トナーは、クリーニング部材６によって除去、回収される。また、二次転写工程後に中間転写ベルト５上に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置１１によって清掃される。なお、画像形成装置１００は、所望の一つの画像形成部のみを用いて、又は、幾つか（全てではない）の画像形成部のみを用いて、単色又はマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
The primary transfer residual toner remaining on the photosensitive drum 1 after the primary transfer process is removed and collected by the cleaning
＜プロセスカートリッジの概略構成＞
図２を参照して、本実施例の画像形成装置１００に装着されるプロセスカートリッジ７の全体構成について説明する。本実施例では、収容しているトナーの種類（色）を除いて、各色用のプロセスカートリッジ７の構成及び動作は実質的に同一である。図２は、感光ドラム１の長手方向（回転軸線方向）に沿って見た本実施例のプロセスカートリッジ７の概略断面（主断面）図である。図２のプロセスカートリッジ７の姿勢は、画像形成装置本体に装着された状態での姿勢であり、以下でプロセスカートリッジの各部材の位置関係や方向等について記載する場合はこの姿勢における位置関係や方向等を示している。すなわち、図２における紙面の上下方向が鉛直方向に対応し、紙面の左右方向が水平方向に対応する。なお、この配置構成の設定は、画像形成装置が、通常の設置状態として、水平面に設置されることを前提とした設定である。
<Schematic configuration of process cartridge>
Referring to FIG. 2, the overall configuration of the process cartridge 7 installed in the
プロセスカートリッジ７は、感光ドラム１等を備えた感光体ユニット１３と、現像ローラ１７等を備えた現像ユニット４と、を一体化して構成される。感光体ユニット１３は、感光体ユニット１３内の各種要素を支持する枠体としてのクリーニング枠体１４を有する。クリーニング枠体１４には、感光ドラム１が図示しない軸受を介して回転可能に取り付けられている。感光ドラム１は、図示しない駆動手段（駆動源）としての駆動モータの駆動力が感光体ユニット１３に伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印Ａ方向（時計方向）に回転駆動される。本実施例にて、画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光ドラム１を用いている。
The process cartridge 7 is configured by integrating a
また、感光体ユニット１３には、感光ドラム１の周面上に接触するように、クリーニング部材６、帯電ローラ２が配置されている。クリーニング部材６によって感光ドラム１の表面から除去された転写残トナーは、クリーニング枠体１４内に落下、収容される。帯電手段である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム１に加圧接触することで従動回転する。ここで、帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム１に対して所定の直流電圧が印加されており、これにより感光ドラム１の表面には、一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。前述のスキャナユニット３からのレーザ光によって画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、感光ドラム１を露光し、露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は所定の明部電位（Ｖｌ）、未露光部位は所定の暗部電位（Ｖｄ）の静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。本実施例では、Ｖｄ＝－５００Ｖ、Ｖｌ＝－１００Ｖとしている。
Further, a cleaning
＜現像ユニット＞
現像ユニット４は、現像ローラ１７と、現像ブレード２１と、トナー供給ローラ２０と、攪拌搬送部材２２と、を備える。現像ローラ１７は、現像剤担持体として、トナー４０を担持する。現像ブレード２１は、規制部材として、現像ローラ１７上に担持されるトナー４０（の層厚）を規制する。トナー供給ローラ２０は、現像剤供給部材として、現像ローラ１７にトナー４０を供給する。攪拌搬送部材２２は、搬送部材として、トナー４０をトナー供給ローラ２０へ搬送する。現像ユニット４は、現像ローラ１７、トナー供給ローラ２０、撹拌搬送部材２２がそれぞれ回転可能に組み付けられる枠体としての現像容器１８を備える。現像容器１８は、撹拌搬送部材２２が配置されるトナー収容室１８ａと、現像ローラ１７及びトナー供給ローラ２０が配置される現像室１８ｂと、トナー収容室１８ａと現像室１８ｂとをトナー４０の移動が可能なように互いに連通する連通口１８ｃと、を有する。連通口１８ｃは、トナー収容室１８ａと現像室１８ｂとを仕切る仕切壁部１８ｄ（１８ｄ１～１８ｄ３）に設けられている。
<Developing unit>
The developing unit 4 includes a developing
仕切壁部１８ｄは、現像枠体１８（現像容器）の内部空間をトナー収容室１８ａと現像室１８ｂとに区画する。仕切壁部１８ｄは、現像枠体１８内部空間を、連通口１８ｃ上方で仕切る第１壁部１８ｄ１と、連通口１８ｃ下方で仕切る第２壁部１８ｄ２と、第２壁部１８ｄ２に連なり、トナー供給ローラ２０、現像ローラ１７の下方で仕切る第３壁部１８ｄ３と、を有する。第１壁部１８ｄ１、第２壁部１８ｄ２は、連通口１８ｃのトナー収容室１８ａから現像室１８ｂに向かう開口方向が水平方向よりも上方に向くように、鉛直方向に対して傾斜した方向に延びている。連通口１８ｃは、仕切壁部１８ｄにおけるトナー供給ローラ２０に対して現像ローラ１７とは反対側の領域において、現像室１８ｂにおけるトナー供給ローラ２０よりも上方の空間と対向するように開口している。これにより、現像室１８ｂの内部空間が上方に向かうほど水平方向に広がるとともに、トナー収容室１８ａの下方から上方に向かって攪拌搬送部材２２に汲み上げられるトナー４０を連通口１８ｃが受け入れやすいように構成される。第３壁部１８ｄ３は、第２壁部１８ｄ２の下端からトナー供給ローラ２０、現像ローラ１７の下方を略水平方向に延びている。第３壁部１８ｄ３は、第２壁部１８ｄ２とともに、連通口１８ｃを通過したトナー４０のうち、トナー供給ローラ２０や現像ローラ１７からこぼれ落ちたトナー４０を受けとめるような構成（トナー４０の貯留槽）を形成している。この第２壁部１８ｄ２、第３壁部１８ｄ３からなる構成は、長手方向（現像ローラ１７またはトナー供給ローラ２０の回転軸線に沿った方向）において現像枠体１８の一方の側面から他方の側面にわたって形成されている。
The partition wall portion 18d divides the internal space of the developing frame 18 (developing container) into a
ここで、現像室１８ｂの内部空間を、第１の空間、第２の空間、第３の空間に区分けして考える。図７において第１の空間をＳ１、第２の空間をＳ２、第３の空間をＳ３の符号でそれぞれ示している。
Here, the internal space of the developing
第１の空間とは、現像室１８ｂにおけるニップ部Ｎの上方の空間を指す。より具体的には、第１の空間とは、現像室１８ｂの内部空間のうち、ニップ部Ｎよりも上方においてトナー供給ローラ２０及び現像ローラ１７の周面と現像室１８ｂの内壁面とが互いに対向する空間領域のことである。第１の空間は、トナー供給ローラ２０及び現像ローラ１７の周面のうちニップ部Ｎよりも上方の領域と、これらに対向する現像室１８ｂの内壁面と、現像室１８ｂの長手方向両側面と、によって囲まれる。
The first space refers to the space above the nip portion N in the developing
第２の空間とは、現像室１８ｂにおいて、トナー供給ローラ２０下方の狭小部を境界として、トナー供給ローラ２０の回転下流方向に空間が拡大するよう設けられた空間を指す。
The second space refers to a space provided in the developing
ここで狭小部とは、現像室１８ｂの内部空間を区画する壁部１８ｄの第３壁部１８ｄ３と、トナー供給ローラ２０周面との対向領域において、両者の間隔が最も狭くなる部分を指す。
Here, the narrow portion refers to a portion where the distance between the third wall portion 18d3 of the wall portion 18d that partitions the internal space of the developing
具体的には、第２の空間は、トナー供給ローラ２０周面と第３壁部１８ｄ３との対向空間において狭小部を境にトナー供給ローラ２０の回転方向下流側に向かうほど、トナー供給ローラ２０周面と第３壁部１８ｄ３との間の間隔が徐々に拡大する空間領域である。第２の空間は、狭小部よりもトナー供給ローラ２０回転方向下流側において、第３壁部１８ｄ３と、これに対向するトナー供給ローラ２０及び現像ローラ１７の周面の領域と、現像ブレード２１と、現像室１８ｂの長手方向両側面と、によって囲まれる。
Specifically, in the space where the circumferential surface of the
第３の空間とは、現像室１８ｂの内部において前記狭小部を境界としてトナー供給ローラ２０の回転上流方向に空間が拡大するよう設けられた空間を指す。より具体的には、第３の空間は、トナー供給ローラ２０周面と第３壁部１８ｄ３との対向空間において狭小部を境に上記回転方向上流側に向かうほど、トナー供給ローラ２０周面と第３壁部１８ｄ３との間の間隔が徐々に拡大する空間領域である。第３の空間は、狭小部よりもトナー供給ローラ２０回転方向上流側において、第２壁部１８ｄ２及び第３壁部１８ｄ３と、これらに対向するトナー供給ローラ２０周面の領域と、現像室１８ｂの長手方向両側面と、によって囲まれる。
The third space refers to a space provided inside the developing
本実施例では、図２、図７等に示す断面において、第２の空間の方が第３の空間よりも広くなるように構成されている。 In this embodiment, the second space is configured to be wider than the third space in the cross sections shown in FIGS. 2, 7, and the like.
攪拌搬送部材２２により汲み上げられたトナー４０は、連通口１８ｃ上端（第１壁部１８ｄ１下端との境目）がトナー供給ローラ２０上端よりも上方に配置されていることで、トナー供給ローラ２０を乗り越えてニップ部Ｎの上方（第１の空間）に供給される。ニップ部Ｎの上方（第１の空間）に供給されたトナー４０は、トナー供給ローラ２０の変形によりトナー供給ローラ２０の内部（発泡層の気泡空洞内）に吸い込まれ、トナー供給ローラ２０の回転によって図の反時計方向に移動し、ニップ部Ｎの下端に到達する。また、攪拌搬送部材２２により汲み上げられ、トナー供給ローラ２０表面に供給されたトナー４０の一部は、トナー供給ローラ２０の矢印Ｅ方向の回転によってトナー収容室１８ａに一部が戻る。残りのトナー４０は、トナー供給ローラ２０下方の領域（第３の空間→第２の空間）に向かって搬送される。
The
ニップ部Ｎの下端に到達した所でトナー供給ローラ２０の変形によりトナー供給ローラ２０の内部（発泡層の気泡空洞内）からトナー４０が吐き出され、ニップ部Ｎで摺擦されながら現像ローラ１７に供給される。現像ローラ１７に付着したトナー４０は、現像ブレード２１に規制、及び帯電され、規制部を通過したトナー４０により現像ローラ１７上に均一なトナーコートが形成される。また、現像部で現像せずに残ったトナー４０もニップ部Ｎでトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７の表面が互いに逆方向に回転することで強く掻きとられる。現像ブレード２１で規制されて現像ローラ１７から脱離したトナー４０は現像ブレード２１の下方（第２の空間）に落下する。また、トナー供給ローラ２０の内部から吐き出され、現像ローラ１７に付着しなかったトナー４０は、ニップ部Ｎの下方（第２の空間）に吐き出される。
When the
以上の動作が繰り返されると、第２の空間にトナー４０が蓄積されていきトナー４０の圧密状態を形成する。圧密状態が形成されると圧密部からトナー供給ローラ２０表面、乃至は内部にトナー４０が供給されるようになる。また、圧密状態の形成により、狭小部を通り抜け、第２の空間（圧密空間）から第３の空間にトナー４０が移動する。そのトナー４０の流れの圧力により、トナー４０の一部は、連通口１８ｃ下方の第２壁部１８ｄ２の上端を乗り越え、トナー収容室１８ａへと戻される。
When the above operations are repeated, the
図７を参照して、本実施例の現像室１８ｂ内の各部材の配置構成の詳細を説明する。図７は、本実施例に係る現像装置における各部材の配置関係を説明する模式的断面図である。
With reference to FIG. 7, details of the arrangement of each member in the developing
本実施例においては、（ｉ）現像室１８ｂとトナー収容室１８ａとを隔てている連通口１８ｃの上端（第１壁部１８ｄ１における連通口１８ｃとの境目）は、トナー供給ローラ２０上端に対して上方に配置した。すなわち、図７に示すように、連通口１８ｃの上端を通る水平線ｈ１は、トナー供給ローラ２０の上端を通る水平線ｈ２よりも上方に位置している。
In this embodiment, (i) the upper end of the
（ｉｉ）ニップ部Ｎの中心（高さ方向における中央部、又はトナー供給ローラ２０と現像ローラ１７の回転中心を結ぶ線と交わる位置）は、連通口１８ｃ下端に対して上方に、ニップ部Ｎの下端は、連通口１８ｃ下端に対して上方に配置した。すなわち、図７に示すように、ニップ部Ｎの中心を通る水平線ｈ４は、連通口１８ｃの下端（第２壁部１８ｄ２の上端（第２壁部１８ｄ２における連通口１８ｃとの境目））を通る水平線ｈ６よりも上方に位置している。また、ニップ部Ｎの下端を通る水平線ｈ５は、連通口１８ｃの下端を通る水平線ｈ６よりも上方に位置している。
(ii) The center of the nip portion N (the central portion in the height direction, or the position intersecting the line connecting the rotation centers of the
（ｉｉｉ）連通口１８ｃ下端（第２壁部１８ｄ２の上端）は、現像ブレード２１と現像ローラ１７との当接位置２１ｃの現像ローラ１７回転方向上流側の端部２１ｂに対して上方に配置した。すなわち、図７に示すように、連通口１８ｃの下端（第２壁部１８ｄ２の上端）を通る水平線ｈ６は、現像ブレード２１の現像ローラ１７との当接位置２１ｃを通る水平線ｈ７よりも上方に位置している。
(iii) The lower end of the
（ｉｖ）第２の空間と第３の空間を形成する現像室１８ｂ内面のうち第３壁部１８ｄ３上面は、次のように配置した。まず、現像ブレード２１における現像ローラ１７との当接位置２１ｃよりも現像ローラ１７回転方向上流側に位置する端部２１ｂ（自由端先端）を基準とした鉛直線を引く（図７参照）。そして、その鉛直線と第２の空間に面する現像室１８ｂ内面（第３壁部１８ｄ３上面）との交点の位置を基準とし、その基準点から狭小部に対して水平方向に離れた位置から、狭小部を挟んだ第３の空間側に向かって略水平に延びる面となるように配置した。
(iv) The upper surface of the third wall portion 18d3 of the inner surface of the developing
（ｖ）連通口１８ｃの下端は、トナー供給ローラ２０の下端よりも上方に配置した。すなわち、図７に示すように、連通口１８ｃの下端（第２壁部１８ｄ２の上端）を通る水平線ｈ６は、トナー供給ローラ２０の下端を通る水平線ｈ８よりも上方に位置している。
(v) The lower end of the
以下に、（ｉ）～（ｖ）の配置構成の作用効果について説明する。 The effects of the arrangement configurations (i) to (v) will be explained below.
（ｉ）連通口１８ｃ上端とトナー供給ローラ２０上端の配置関係
前述したようにトナー供給ローラ２０への主なトナー供給は、攪拌搬送部材２２によりトナー４０が汲み上げられ、ニップ部Ｎの上方（第１の空間）に直接供給されることで行われる。本実施例では連通口１８ｃの上端がトナー供給ローラ２０の上端よりも上方に配置されているため、トナー供給ローラ２０を乗り越えてニップ部Ｎの上方（第１の空間）のトナー供給ローラ２０の吸い込み口にトナー４０を供給することができる。（トナー供給ローラ２０は、現像ローラ１７に対してカウンター方向に回転しているためニップ部Ｎの上方でトナー４０を吸い込む）。連通口１８ｃの上端がトナー供給ローラ２０の上端よりも下方に配置されている場合には、連通口１８ｃの上端がトナー供給経路を塞ぐため、攪拌搬送部材２２により直接、ニップ部Ｎの上方の空間にトナー供給することが困難となる。また、そのような場合には、トナー供給ローラ２０の側面に供給されたトナー４０は、トナー供給ローラ２０の回転によりトナー収容室１８ａ方向に戻されてしまって、トナー供給ローラ２０に対して十分なトナー供給を行うことができない場合がある。
(i) Arrangement relationship between the upper end of the
（ｉｉ）ニップ部Ｎの中心（高さ方向における中央部）と連通口１８ｃ下端の配置関係
連通口１８ｃの下端がニップ部Ｎの中心位置（高さ方向における中央部の高さ）よりも上方では、現像室１８ｂ内の第２の空間と第３の空間に収容されるトナー剤面の高さがニップ部Ｎの中心を超える。このような配置ではニップ部Ｎにトナー４０が侵入しやすくなり、現像動作後に現像ローラ１７上に残ったトナー４０に対するトナー供給ローラ２０の機械的剥ぎ取り力が弱くなって、剥ぎ取り不足に起因する「現像スジ」といった画像不良が発生しやすくなった。そのため連通口１８ｃの下端の位置は、少なくともニップ部Ｎの上端よりも下方に設けることが必要である。すなわち、図７に示すように、連通口１８ｃ下端を通る水平線ｈ６が、ニップ部Ｎ上端を通る水平線ｈ３よりも下方に位置するように構成する。さらに、連通口１８ｃの下端を、ニップ部Ｎの中心位置よりも下方に配置することで、トナー供給ローラ２０の剥ぎ取り性能を向上させることができるため望ましい。更には、連通口１８ｃの下端は、ニップ部Ｎの下端よりも下方に配置することでトナー供給ローラ２０の剥ぎ取り性能を更に向上させることができるため、より望ましい。すなわち、図７に示すように、連通口１８ｃ下端を通る水平線ｈ６が、ニップ部Ｎ下端を通る水平線ｈ５よりも下方に位置するように構成することが望ましい。
(ii) Positional relationship between the center of the nip portion N (center in the height direction) and the lower end of the
（ｉｉｉ）連通口１８ｃ下端と現像ブレード２１先端部との配置関係
連通口１８ｃの下端を、現像ブレード２１と現像ローラ１７との当接位置２１ｃの現像ローラ１７の回転方向上流側の端部２１ｂに対して、同じ位置、乃至は上方に配置する。こうすることで、現像ブレード２１で規制された余剰のトナー４０が第２の空間に絶え間なく供給される。こうすることで、第２の空間でのトナー４０の圧密度がより高まり、第２の空間からのトナー供給ローラ２０へのトナー供給と、第３の空間から連通口１８ｃ下端の壁を乗り越えてトナー収容室１８ａに戻るトナー４０の流れと、を形成することができる。本実施例の他の構成要件を満たしつつ、連通口１８ｃの下端が、現像ブレード２１における現像ローラ１７との当接位置２１ｃよりも現像ローラ１７の回転方向上流側の端部２１ｂに対して下方にある場合には、第２の空間の圧密度が高まり難かった。
(iii) Positional relationship between the lower end of the
（ｉｖ）現像ブレード２１先端部と現像容器内壁の角度の配置関係
また、第２の空間から第３の空間にトナー４０が移動するためには、トナー４０の移動を妨げないように第２の空間と第３の空間に面する現像枠体１８壁部内面（第３壁部３０ｃ上面）の角度を適切に設定することが必要である。そこで、本実施例では、上述した鉛直線（図７参照）と現像枠体１８壁部内面（第３壁部１８ｄ３上面）との交点よりも、狭小部に対して水平方向に離れた位置から現像枠体１８壁部内面が略水平となるように構成した。こうすることで、トナー供給ローラ２０から現像ローラ１７に供給され現像ブレード２１で規制された後、第２の空間に落下したトナー４０が狭小部を挟んだ第３の空間の方向に向かって移動しやすくなる。
(iv) Arrangement relationship between the angle between the tip of the developing
なお、第２の空間から第３の空間に向かってトナーがより移動しやすくなるように、第２の空間から第３の空間に向かって降下する（第３壁部１８ｄ３上面に傾斜をつける）ように構成してもよい。こうすることで、第２の空間から第３の空間へのトナー循環をより促進することができる。 Note that, in order to make it easier for the toner to move from the second space toward the third space, the toner descends from the second space toward the third space (the upper surface of the third wall portion 18d3 is sloped). It may be configured as follows. By doing so, toner circulation from the second space to the third space can be further promoted.
（ｖ）連通口１８ｃの下端とトナー供給ローラ２０との配置関係
また、本実施例の構成において、連通口１８ｃの下端はトナー供給ローラ２０の下端よりも上方に配置した。こうすることで第３の空間からトナー収容室１８ａに戻るトナー量を適正量に制御することができ、それにより第２の空間に適切な圧密空間を形成することができる。
(v) Positional relationship between the lower end of the
現像室１８ｂは、トナー４０を現像容器１８外部へ運び出すための開口部として現像開口が設けられており、その現像開口を塞ぐような配置で現像ローラ１７が現像容器１８に回転可能に組み付けられている。すなわち、現像容器１８に収容されたトナー４０は、回転する現像ローラ１７に担持搬送されることで現像開口を通過して現像容器１８の外部へ移動し、感光ドラム１の静電潜像の現像に供されることになる。その際、現像容器１８外部へ運び出されるトナー量は、現像ブレード２１によって規制、調整されることになる。トナー収容室１８ａは、現像室１８ｂよりも重力方向下方に位置する。現像ブレード２１が現像ローラ１７に当接する位置は、現像ローラ１７の回転中心よりも下方、かつ水平方向において現像ローラ１７の回転中心とトナー供給ローラ２０の回転中心との間に位置する。
The developing
トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７とは、各々の表面がニップ部Ｎの下端から上端に移動する方向に回転している。すなわち、トナー供給ローラ２０は図示矢印Ｅ方向（反時計方向）に、現像ローラ１７は矢印Ｄ方向（反時計方向）に回転している。トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７は所定の侵入量を持って接触している。
The
トナー供給ローラ２０と現像ローラ１７とは、ニップ部Ｎにおいて互いに同方向に周速差を持って回転しており、この動作により、トナー供給ローラ２０による現像ローラ１７へのトナー供給を行っている。その際、トナー供給ローラと現像ローラとの電位差を調整することにより、現像ローラへのトナー供給量を調整することが出来る。
The
本実施例においては、トナー供給ローラ２０が７００ｒｐｍ、現像ローラ１７が７００ｒｐｍの回転速度で駆動回転し、現像ローラ１７に対してトナー供給ローラ２０がΔ－１００Ｖとなるよう、トナー供給ローラに対してはＶ＝－４００Ｖを印加している。そうすることで、トナー供給ローラ２０から現像ローラ１７に電気的にトナーが供給しやすい状態にしている。尚、本実施例においては、現像ローラ１７、トナー供給ローラ２０は、共に外径１５ｍｍであり、トナー供給ローラ２０の現像ローラ１７への侵入量、即ち、トナー供給ローラ２０が現像ローラ１７により凹状とされるその凹み量を１．０ｍｍに設定した。
In this embodiment, the
攪拌搬送部材２２は、トナー収容室１８ａ内に収容されたトナー４０を攪拌すると共に、現像室１８ｂ内のトナー供給ローラ２０の上部に向けて図中矢印Ｇ方向にトナー４０を搬送する。本実施例において、撹拌搬送部材２２は１３０ｒｐｍの回転速度で駆動回転している。現像ローラ１７と感光ドラム１とは、対向部において各々の表面が同方向（本実施例では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する。なお、本実施例では、現像ローラ１７は、感光ドラム１に接触して配置されているが、現像ローラ１７は、感光ドラム１に対して所定間隔を開けて近接配置される構成であってもよい。
The stirring and conveying
本実施例において、現像ローラ１７として、弾性ゴム層（弾性層１７０２）を被覆したローラを用いた。弾性ゴム層は、感光ドラム１との接触状態を均一に保つ為に、その硬度はＭＤ１硬度で２０～５０［°］の硬度が好適に用いられる。硬度が２０°未満となると表面を研磨しにくくなり、所望のローラ表面形状を得ることが難しくなる。硬度が５０°より大きくなると、感光ドラム１への現像ローラ１７の当接力が高くなり、トナーが圧接により潰れやすくなる。実施例においては、ゴム硬度３８°のものを用いた。ゴム硬度は高分子計器株式会社製のＭＤ－１硬度計（押針形状：タイプＡ）により測定した。
In this example, a roller coated with an elastic rubber layer (elastic layer 1702) was used as the developing
表面粗さは中心線平均粗さＲａで０．２～２［μｍ］に設定され、必要量のトナーが表面に保持される。Ｒａが０．２未満となると所望のトナー量が得られず、濃度が薄くなる。またＲａが２より大きくなると、トナー個々に十分な帯電を与えにくく、非画像部にトナーが付着する、所謂「かぶり」が発生しやすくなる。実施例においては、Ｒａ＝１．０μｍのものを用いた。中心線平均粗さＲａは、小坂研究所社製「サーフコーダＳＥ３５００」により測定した。 The surface roughness is set to a centerline average roughness Ra of 0.2 to 2 [μm], and the required amount of toner is retained on the surface. When Ra is less than 0.2, the desired amount of toner cannot be obtained and the density becomes low. Furthermore, when Ra is greater than 2, it is difficult to sufficiently charge each toner, and so-called "fogging", in which toner adheres to non-image areas, tends to occur. In the example, one with Ra=1.0 μm was used. The center line average roughness Ra was measured using "Surfcorder SE3500" manufactured by Kosaka Institute.
本実施例においては、現像ローラ１７に印加された所定のＤＣバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナー４０が、感光ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ転移して静電潜像を顕像化する。本実施例においては、現像ローラ１７に対してＶ＝－３００Ｖを印加することにより、明部電位部との電位差ΔＶ＝２００Ｖを形成し、トナー像を形成している。
In this embodiment, in response to a predetermined DC bias applied to the developing
図３を参照して、本実施例における現像ユニット４のトナーシール構成について説明する。図３は、現像ローラ１７の回転軸方向（長手方向）の端部周辺における現像ユニット４の構成を示す模式的断面図である。現像ユニット４における、現像ブレード２１裏面、及び現像ローラ１７周面との隙間には、現像ローラ１７と摺擦する面がフェルトやパイル織物などで形成された、可撓性の端部シール部材８０を配置し、シールしている。端部シール部材８０は現像ローラ１７と現像ユニット４と現像ブレード２１の裏面（現像ローラ１７の当接面と反対の面）との隙間を埋めている。端部シール部材８０を現像ローラの周面および現像ブレードの裏面と圧接することで、長手方向にトナーが漏れるのを防止している。
Referring to FIG. 3, the toner seal structure of the developing unit 4 in this embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the developing unit 4 around the end of the developing
＜現像ブレードの構成＞
次に、本発明の特徴である現像ブレード２１（規制部材）について説明する。
<Configuration of developing blade>
Next, the developing blade 21 (regulating member), which is a feature of the present invention, will be explained.
本実施例では、図４に示すように、現像ブレード２１は、現像ローラ１７の回転に対し、カウンター方向を向くように配置されており、現像ローラ１７に担持されるトナー量を規制する部材である。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the developing
また、トナー４０は、現像ブレード２１と現像ローラ１７との摺擦により摩擦帯電されて電荷を付与されると同時に層厚規制される。
Further, the
現像ブレード２１は、長手方向と直交する短手方向（Ｄ１１）の一方の端部２１ａが現像容器１８にビス等の締結具によって固定され、他方の端部２１ｂは自由端となっている。現像ブレード２１が、現像容器１８に固定された一端２１ａから現像ローラ１７に当接する他端２１ｂへ延びる方向（Ｄ１１）は、現像ローラ１７と当接する部分（２１０２）において、現像ローラ１７の回転方向（Ｄ）とは逆方向（カウンター方向）となる。
One
本実施例においては、現像ブレード２１として短手方向の自由長が８ｍｍ、厚みが０．０７ｍｍ以上、０．１０ｍｍ以下の板バネ状の弾性を有するＳＵＳ３０４－１／２Ｈの薄板を用いている。ここで、現像ブレード２１としてはこの限りではなく、リン青銅やアルミニウム等の金属薄板でも良い。
In this embodiment, the developing
現像ブレード２１は、自由端（２１ｂ）側を現像ローラ１７表面に線圧が２０～４０［Ｎ／ｍ］となる押圧力で当接させる。現像ブレード２１は、図４に示すように、直線状に延びる直線部２１１ａを備えている。そして、直線部２１１ａの自由端側には、曲りはじめ位置Ｐ１から先端２１ｂへ向けて所定の曲率半径Ｒ（Ｒｂ）で円弧状に折り曲げられている（折り曲げ部２１０２が形成される）。
The free end (21b) side of the developing
また、図４に示すように、現像ブレード２１は、直線状に延びる直線部２１１ａから先端２１ｂまで垂直方向（Ｄ１１に直交する方向）に距離Ｈ（ブレード厚みを含む、以後高さＨ）と、曲げ角度θ［°］（方向Ｄ１１とＤ１２の間に角度）を持つ。
Further, as shown in FIG. 4, the developing
現像ブレード２１の高さＨを０．１５［ｍｍ］より低くする場合は、曲げ代を確保するために、薄板を曲げた後に先端部を切断する必要がある。そのためコストがかかり好ましくない。
When the height H of the developing
また、高さＨを０．５［ｍｍ］より高くした場合は、現像ユニット４と現像ブレード２１と現像ローラ１７周面との隙間を端部シール部材８０で埋めきれず、長手方向にトナー漏れが発生する場合がある。したがって、本実施例において、高さＨが０．１５［ｍｍ］≦Ｈ≦０．５［ｍｍ］、所定の曲率半径Ｒｂを得るために曲げ角度（方向Ｄ１１と方向Ｄ１２の間の角度）が８０≦θ≦１３０である現像ブレード２１を用いた。
Furthermore, if the height H is set higher than 0.5 mm, the gap between the developing unit 4, the developing
現像ブレード２１の曲げ部２０１２の稜線２１０１は、図３の紙面に垂直な手前から奥方向に延在し、この稜線２１０１が現像ローラ１７の表面移動方向に対して直交するように現像ローラ１７の表面に当接している。
The
現像ブレード２１に不図示のブレードバイアス電源から所定電圧を印加し、トナーコートの安定化を図っており、ブレードバイアスとしてＶ＝－５００Ｖを印加している。
A predetermined voltage is applied to the developing
＜トナー＞
＜有機ケイ素重合体を含有する表層について＞
トナー粒子が有機ケイ素重合体を含有する表層を有する場合、式（１）で表される部分構造を有することが好ましい。
Ｒ－ＳｉＯ３／２ 式（１）
（Ｒは炭素数１以上６以下の炭化水素基を示す。）
<Toner>
<About the surface layer containing organosilicon polymer>
When the toner particles have a surface layer containing an organosilicon polymer, they preferably have a partial structure represented by formula (1).
R-SiO 3/2 formula (1)
(R represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.)
式（１）の構造を有する有機ケイ素重合体において、Ｓｉ原子の４個の原子価のうち１個はＲと、残り３個はＯ原子と結合している。Ｏ原子は、原子価２個がいずれもＳｉと結合している状態、つまり、シロキサン結合（Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ）を構成する。有機ケイ素重合体としてのＳｉ原子とＯ原子を考えると、Ｓｉ原子２個でＯ原子３個を有することになるため、－ＳｉＯ３／２と表現される。この有機ケイ素重合体の－ＳｉＯ３／２構造は、多数のシロキサン結合で構成されるシリカ（ＳｉＯ２）と類似の性質を有することが考えられる。従って、従来の有機樹脂により表層形成されたトナーに比べて無機物に近い構造のため、マルテンス硬度を高くすることが可能であると考えられる。 In the organosilicon polymer having the structure of formula (1), one of the four valences of Si atoms is bonded to R, and the remaining three are bonded to O atoms. Two valences of O atoms are both bonded to Si, that is, form a siloxane bond (Si--O--Si). Considering Si atoms and O atoms as an organosilicon polymer, there are 2 Si atoms and 3 O atoms, so it is expressed as -SiO 3/2 . It is thought that the -SiO 3/2 structure of this organosilicon polymer has properties similar to those of silica (SiO 2 ) composed of a large number of siloxane bonds. Therefore, it is thought that it is possible to increase the Martens hardness because the toner has a structure closer to an inorganic material than a conventional toner whose surface layer is formed of an organic resin.
式（１）で表される部分構造において、Ｒは炭素数が１以上６以下の炭化水素基であることが好ましい。これにより帯電量が安定しやすい。特に環境安定性に優れている、炭素数が１以上５以下の脂肪族炭化水素基、又はフェニル基が好ましい。 In the partial structure represented by formula (1), R is preferably a hydrocarbon group having 1 or more and 6 or less carbon atoms. This makes it easier to stabilize the amount of charge. Particularly preferred is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms or a phenyl group, which has excellent environmental stability.
本発明において、上記Ｒは炭素数が１以上３以下の炭化水素基であることが、帯電性のさらなる向上のためにより好ましい。帯電性が良好であると、転写性が良く転写残トナーが少ないためドラム、帯電部材及び転写部材の汚染が良化する。 In the present invention, it is more preferable that R is a hydrocarbon group having 1 or more and 3 or less carbon atoms in order to further improve chargeability. When the charging property is good, the transfer property is good and there is little toner remaining after transfer, so that the drum, charging member, and transfer member are less likely to be contaminated.
炭素数が１以上３以下の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、又はビニル基が好ましく例示できる。環境安定性と保存安定性の観点から、より好ましくは、Ｒはメチル基である。 Preferred examples of the hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a vinyl group. From the viewpoint of environmental stability and storage stability, R is more preferably a methyl group.
有機ケイ素重合体の製造例としては、ゾルゲル法が好ましい。ゾルゲル法は、液体原料を出発原料に用いて加水分解及び縮合重合させ、ゾル状態を経てゲル化する方法であり、ガラス、セラミックス、有機－無機ハイブリット、ナノコンポジットを合成する方法に用いられる。この製造方法を用いれば、表層、繊維、バルク体、微粒子などの種々の形状の機能性材料を液相から低温で作製することができる。 As an example of producing the organosilicon polymer, a sol-gel method is preferable. The sol-gel method is a method in which a liquid raw material is used as a starting material and subjected to hydrolysis and condensation polymerization to form a gel through a sol state, and is used in a method for synthesizing glass, ceramics, organic-inorganic hybrids, and nanocomposites. Using this production method, functional materials in various shapes such as surface layers, fibers, bulk bodies, and fine particles can be produced from a liquid phase at low temperatures.
トナー粒子の表層に存在する有機ケイ素重合体は、具体的には、アルコキシシランに代表されるケイ素化合物の加水分解及び縮重合によって生成されることが好ましい。 Specifically, the organosilicon polymer present in the surface layer of the toner particles is preferably produced by hydrolysis and polycondensation of a silicon compound typified by alkoxysilane.
この有機ケイ素重合体を含有する表層をトナー粒子に設けることによって、環境安定性が向上し、かつ、長期使用時におけるトナーの性能低下が生じにくく、保存安定性に優れたトナーを得ることができる。 By providing a surface layer containing this organosilicon polymer on toner particles, environmental stability is improved, toner performance is less likely to deteriorate during long-term use, and a toner with excellent storage stability can be obtained. .
さらに、ゾルゲル法は、液体から出発し、その液体をゲル化することによって材料を形成しているため、様々な微細構造及び形状をつくることができる。特に、トナー粒子が水系媒体中で製造される場合には、有機ケイ素化合物のシラノール基のような親水基による親水性によってトナー粒子の表面に析出させやすくなる。上記微細構造及び形状は反応温度、反応時間、反応溶媒、ｐＨや有機金属化合物の種類及び量などによって調整することができる。 Furthermore, since the sol-gel method starts from a liquid and forms a material by gelling the liquid, it is possible to create various fine structures and shapes. Particularly, when toner particles are produced in an aqueous medium, the hydrophilic properties of hydrophilic groups such as silanol groups of organosilicon compounds facilitate precipitation on the surfaces of the toner particles. The above-mentioned fine structure and shape can be adjusted by adjusting the reaction temperature, reaction time, reaction solvent, pH, type and amount of the organometallic compound, etc.
トナー粒子の表層の有機ケイ素重合体は、下記式（Ｚ）で表される構造を有する有機ケイ素化合物の縮重合物であることが好ましい。 The organosilicon polymer in the surface layer of the toner particles is preferably a condensation product of an organosilicon compound having a structure represented by the following formula (Z).
（式（Ｚ）中、Ｒ１は、炭素数１以上６以下の炭化水素基を表し、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基を表す。） (In formula (Z), R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 2 , R 3 and R 4 are each independently a halogen atom, a hydroxy group, an acetoxy group, or (Represents an alkoxy group.)
Ｒ１の炭化水素基（好ましくはアルキル基）により疎水性を向上することができ、環境安定性に優れたトナー粒子を得ることができる。また、炭化水素基として芳香族炭化水素基であるアリール基、例えばフェニル基を用いることもできる。Ｒ１の疎水性が大きい場合、様々な環境において帯電量変動が大きくなる傾向を示すことから、環境安定性を鑑みてＲ１は炭素数１以上３以下の炭化水素基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。 Hydrophobicity can be improved by the hydrocarbon group (preferably an alkyl group) of R1 , and toner particles with excellent environmental stability can be obtained. Moreover, an aryl group which is an aromatic hydrocarbon group, such as a phenyl group, can also be used as the hydrocarbon group. When the hydrophobicity of R 1 is large, the charge amount tends to fluctuate greatly in various environments, so in view of environmental stability, R 1 is preferably a hydrocarbon group having 1 or more and 3 or less carbon atoms, More preferably, it is a methyl group.
Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基である（以下、反応基ともいう）。これらの反応基が加水分解、付加重合及び縮重合させて架橋構造を形成し、耐部材汚染及び現像耐久性に優れたトナーを得ることができる。加水分解性が室温で穏やかであり、トナー粒子の表面への析出性と被覆性の観点から、炭素数１～３のアルコキシ基であることが好ましく、メトキシ基やエトキシ基であることがより好ましい。また、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の加水分解、付加重合及び縮合重合は、反応温度、反応時間、反応溶媒及びｐＨによって制御することができる。 R 2 , R 3 and R 4 are each independently a halogen atom, a hydroxy group, an acetoxy group, or an alkoxy group (hereinafter also referred to as a reactive group). These reactive groups undergo hydrolysis, addition polymerization, and condensation polymerization to form a crosslinked structure, making it possible to obtain a toner with excellent member stain resistance and development durability. From the viewpoint of mild hydrolyzability at room temperature and precipitation and coating properties on the surface of toner particles, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a methoxy group or an ethoxy group is more preferable. . Moreover, the hydrolysis, addition polymerization, and condensation polymerization of R 2 , R 3 , and R 4 can be controlled by the reaction temperature, reaction time, reaction solvent, and pH.
本発明に用いられる有機ケイ素重合体を得るには、上記に示す式（Ｚ）中のＲ１を除く一分子中に３つの反応基（Ｒ２、Ｒ３及びＲ４）を有する有機ケイ素化合物（以下、三官能性シランともいう）を１種又は複数種を組み合わせて用いるとよい。 In order to obtain the organosilicon polymer used in the present invention, an organosilicon compound having three reactive groups (R 2 , R 3 and R 4 ) in one molecule excluding R 1 in the formula (Z) shown above is used. (hereinafter also referred to as trifunctional silane) may be used singly or in combination.
さらに、トナー粒子中の有機ケイ素重合体の含有量は０．５質量％以上１０．５質量％以下であることが好ましい。 Further, the content of the organosilicon polymer in the toner particles is preferably 0.5% by mass or more and 10.5% by mass or less.
有機ケイ素重合体の含有量が０．５質量％以上であることで、表層の表面自由エネルギーを更に小さくすることができ、流動性が向上し、部材汚染やカブリの発生を抑制することができる。１０．５質量％以下であることで、チャージアップを発生し難くすることができる。有機ケイ素重合体の含有量は有機ケイ素重合体形成に用いる有機ケイ素化合物の種類及び量、有機ケイ素重合体形成時のトナー粒子の製造方法、反応温度、反応時間、反応溶媒及びｐＨによって制御することができる。 When the content of the organosilicon polymer is 0.5% by mass or more, the surface free energy of the surface layer can be further reduced, fluidity is improved, and member contamination and fogging can be suppressed. . When the content is 10.5% by mass or less, charge-up can be made difficult to occur. The content of the organosilicon polymer should be controlled by the type and amount of the organosilicon compound used to form the organosilicon polymer, the method for producing toner particles during the formation of the organosilicon polymer, reaction temperature, reaction time, reaction solvent, and pH. I can do it.
有機ケイ素重合体を含有する表層とトナーコア粒子は、隙間なく接していることが好ましい。これにより、トナー粒子の表層よりも内部の樹脂成分や離型剤等によるブリードの発生が抑えられ、保存安定性、環境安定性及び現像耐久性に優れたトナーを得ることができる。表層には上記の有機ケイ素重合体の他に、スチレン－アクリル系共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂や各種添加剤などを含有させてもよい。 It is preferable that the surface layer containing the organosilicon polymer and the toner core particles are in contact with each other without any gaps. This suppresses the occurrence of bleeding due to resin components, release agents, etc. in the interior of the toner particles rather than in the surface layer, and it is possible to obtain a toner with excellent storage stability, environmental stability, and development durability. In addition to the above organosilicon polymer, the surface layer may contain resins such as styrene-acrylic copolymer resin, polyester resin, and urethane resin, and various additives.
トナー粒子は、結着樹脂を含有する。結着樹脂は特段限定されず、従来公知のものを用いることができる。ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂などが好ましい。 The toner particles contain a binder resin. The binder resin is not particularly limited, and conventionally known binder resins can be used. Vinyl resins, polyester resins, etc. are preferred.
＜トナー粒子の製造方法＞
トナー粒子の製造方法は公知の手段を用いることができ、混練粉砕法や湿式製造法を用いることができる。粒子径の均一化や形状制御性の観点からは湿式製造法を好ましく用いることができる。さらに、湿式製造法には懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合凝集法、乳化凝集法などを挙げることができる。
<Method for manufacturing toner particles>
Known means can be used for manufacturing the toner particles, and a kneading and pulverizing method or a wet manufacturing method can be used. From the viewpoint of particle size uniformity and shape controllability, a wet manufacturing method can be preferably used. Furthermore, wet manufacturing methods include suspension polymerization, dissolution suspension, emulsion polymerization aggregation, emulsion aggregation, and the like.
ここでは懸濁重合法について説明する。懸濁重合法においてはまず、結着樹脂を生成するための重合性単量体及び必要に応じて着色剤などのその他の添加剤をボールミル、超音波分散機のような分散機を用いてこれらを均一に溶解又は分散させた重合性単量体組成物を調製する（工程）。即ち、「重合性単量体組成物の調製工程」である。このとき、必要に応じて多官能性単量体や連鎖移動剤、また、離型剤としてのワックスや荷電制御剤、可塑剤などを適宜加えることができる。 Here, the suspension polymerization method will be explained. In the suspension polymerization method, first, polymerizable monomers for producing a binder resin and other additives such as colorants as necessary are mixed using a dispersion machine such as a ball mill or an ultrasonic dispersion machine. A polymerizable monomer composition in which the monomers are uniformly dissolved or dispersed is prepared (step). That is, it is a "preparation process of a polymerizable monomer composition". At this time, a polyfunctional monomer, a chain transfer agent, a wax as a mold release agent, a charge control agent, a plasticizer, etc. can be added as appropriate.
次に、上記重合性単量体組成物を予め用意しておいた水系媒体中に投入し、高せん断力を有する撹拌機や分散機により、重合性単量体組成物からなる液滴を所望のトナー粒子のサイズに形成する（造粒工程）。 Next, the above polymerizable monomer composition is poured into an aqueous medium prepared in advance, and a desired droplet of the polymerizable monomer composition is dispersed using a stirrer or a disperser with high shear force. (granulation process).
造粒工程における水系媒体は分散安定剤を含有していることが、トナー粒子の粒径制御、粒度分布のシャープ化、製造過程におけるトナー粒子の合一を抑制するために好ましい。 It is preferable that the aqueous medium in the granulation step contains a dispersion stabilizer in order to control the particle size of toner particles, sharpen the particle size distribution, and suppress coalescence of toner particles during the manufacturing process.
分散安定剤としては、一般的に立体障害による反発力を発現させる高分子と、静電気的な反発力で分散安定化を図る難水溶性無機化合物とに大別される。難水溶性無機化合物の微粒子は、酸やアルカリにより溶解するため、重合後に酸やアルカリで洗浄することにより溶解させて容易に除去することができるため、好適に用いられる。 Dispersion stabilizers are generally classified into polymers that exhibit repulsion due to steric hindrance and poorly water-soluble inorganic compounds that stabilize dispersion using electrostatic repulsion. Fine particles of poorly water-soluble inorganic compounds are preferably used because they are dissolved by acids or alkalis and can be dissolved and easily removed by washing with acids or alkalis after polymerization.
造粒工程の後、あるいは造粒工程を行いながら、好ましくは５０℃以上９０℃以下の温度に設定して、重合性単量体組成物に含まれる重合性単量体の重合を行い、トナー粒子分散液を得る（重合工程）。 After the granulation step or while performing the granulation step, the polymerizable monomer contained in the polymerizable monomer composition is polymerized by setting the temperature preferably to 50° C. or higher and 90° C. or lower to form the toner. Obtain a particle dispersion (polymerization step).
重合工程では容器内の温度分布が均一になる様に攪拌操作を行うことが好ましい。重合開始剤を添加する場合、任意のタイミングと所要時間で行うことができる。また、所望の分子量分布を得る目的で重合反応後半に昇温してもよく、さらに、未反応の重合性単量体、副生成物などを系外に除去するために反応後半、または反応終了後に、一部水系媒体を蒸留操作により留去してもよい。蒸留操作は常圧又は減圧下で行うことができる。 In the polymerization step, it is preferable to perform a stirring operation so that the temperature distribution within the container becomes uniform. When adding a polymerization initiator, it can be added at any desired timing and time. In addition, the temperature may be raised during the latter half of the polymerization reaction in order to obtain a desired molecular weight distribution, and the temperature may be increased during the latter half of the reaction or at the end of the reaction in order to remove unreacted polymerizable monomers, by-products, etc. from the system. Afterwards, part of the aqueous medium may be distilled off. The distillation operation can be carried out under normal pressure or reduced pressure.
トナー粒子の粒径は、高精細かつ高解像の画像を得るという観点から重量平均粒径が３．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましい。トナーの重量平均粒径は細孔電気抵抗法により測定することができる。例えば「コールター・カウンター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３」（ベックマン・コールター（株）製）用いて測定することができる。こうして得られたトナー粒子分散液は、トナー粒子と水系媒体を固液分離する濾過工程へと送られる。 The weight average particle size of the toner particles is preferably 3.0 μm or more and 10.0 μm or less from the viewpoint of obtaining a high-definition and high-resolution image. The weight average particle size of the toner can be measured by a pore electrical resistance method. For example, it can be measured using "Coulter Counter Multisizer 3" (manufactured by Beckman Coulter, Inc.). The toner particle dispersion thus obtained is sent to a filtration step for solid-liquid separation of toner particles and an aqueous medium.
得られたトナー粒子分散液からトナー粒子を得るための固液分離は、一般的な濾過方法で行うことができ、その後トナー粒子表面から除去しきれなかった異物を除去するため、リスラリーや洗浄水のかけ洗いなどによって更に洗浄を行うことが好ましい。十分な洗浄が行なわれた後に、再び固液分離してトナーケーキを得る。その後、公知の乾燥手段により乾燥され、必要であれば分級により所定外の粒径を有する粒子群を分離してトナー粒子を得る。このとき分離された所定外の粒径を有する粒子群は最終的な収率を向上させるために再利用してもよい。 Solid-liquid separation to obtain toner particles from the obtained toner particle dispersion can be performed by a general filtration method, and then reslurry or washing water is used to remove foreign substances that could not be removed from the toner particle surface. It is preferable to perform further cleaning by spraying or the like. After sufficient washing, solid-liquid separation is performed again to obtain a toner cake. Thereafter, the toner particles are dried by a known drying means, and if necessary, particles having a particle size outside a predetermined size are separated by classification to obtain toner particles. At this time, the separated particle group having an unspecified particle size may be reused to improve the final yield.
有機ケイ素重合体を有する表層を形成する場合は、水系媒体中でトナー粒子を形成する場合には水系媒体中で重合工程などを行いながら前述のように有機ケイ素化合物の加水分解液を添加して該表層を形成させることができる。重合後のトナー粒子の分散液をコア粒子分散液として用いて、有機ケイ素化合物の加水分解液を添加し、該表層を形成させてもよい。また、混練粉砕法など水系媒体以外の場合には得られたトナー粒子を水系媒体に分散してコア粒子分散液として用いて、前述のように有機ケイ素化合物の加水分解液を添加し、該表層を形成させることができる。 When forming a surface layer containing an organosilicon polymer, when toner particles are formed in an aqueous medium, a hydrolyzed solution of an organosilicon compound is added as described above while performing a polymerization process in an aqueous medium. The surface layer can be formed. A dispersion of toner particles after polymerization may be used as a core particle dispersion, and a hydrolyzed solution of an organosilicon compound may be added to form the surface layer. In addition, when using a medium other than an aqueous medium such as a kneading and pulverizing method, the obtained toner particles are dispersed in an aqueous medium and used as a core particle dispersion liquid, and a hydrolyzed liquid of an organosilicon compound is added as described above, and the surface layer is can be formed.
＜マルテンス硬度の測定方法＞
硬度とは、物体の表面又は表面近傍の機械的性質の一つであり、異物によって変形や傷を与えられようとするときの、物体の変形しにくさ、物体の傷つきにくさであり、様々な測定方法や定義が存在する。例えば測定方法は測定領域の広さによって使い分けられ、測定領域が１０μｍ以上の場合にはビッカース法、１０μｍ以下の場合にはナノインデンテーション法、１μｍ以下の場合にはＡＦＭなどと使い分けられることが多い。定義としては、例えば押し込み硬さとしてはブリネル硬度やビッカース硬度、引っ掻き硬さとしてはマルテンス硬度、反発硬さとしてはショア硬度などが使い分けられている。
<Measurement method of Martens hardness>
Hardness is one of the mechanical properties of the surface or near the surface of an object, and is the resistance of an object to deformation or damage when it is deformed or damaged by a foreign object. There are various measurement methods and definitions. For example, measurement methods are often used depending on the width of the measurement area, such as the Vickers method when the measurement area is 10μm or more, the nanoindentation method when it is 10μm or less, and AFM when it is 1μm or less. . Definitions include, for example, Brinell hardness and Vickers hardness for indentation hardness, Martens hardness for scratch hardness, and Shore hardness for rebound hardness.
トナーの測定においては、一般的な粒径は３μｍ～１０μｍであるから、ナノインデンテーション法が好ましく用いられる測定方法である。発明者らの検討によると本発明の効果を発現するための硬度の規定として、引っ掻き硬さを表すマルテンス硬度が適当であった。これは、トナーが現像機内で金属や外添剤などの硬い物質に引っ掻かれることに対する強さを表し得るのが引っ掻き硬さであるためと考えている。 When measuring toner, the nanoindentation method is a preferred measurement method because the typical particle size is 3 μm to 10 μm. According to studies conducted by the inventors, Martens hardness, which represents scratch hardness, is appropriate as a definition of hardness for achieving the effects of the present invention. This is believed to be because the scratch hardness can represent the resistance of the toner to being scratched by hard substances such as metals and external additives inside the developing machine.
ナノインデンテーション法にてトナーのマルテンス硬度を測定する方法は市販のＩＳＯ１４５７７－１に準拠した装置にて、ＩＳＯ１４５７７－１に規定された押込み試験の手順に従って、得られた荷重－変位曲線から算出することができる。本発明においては、前記ＩＳＯ規格に準拠した装置として、超微小押し込み硬さ試験機「ＥＮＴ－１１００ｂ」（株式会社エリオニクス製）を用いた。測定方法は、装置に付属の「ＥＮＴ１１００操作マニュアル」に記載されているが、具体的な測定方法は以下の通りである。 The method of measuring the Martens hardness of toner using the nanoindentation method is to use a commercially available ISO 14577-1 compliant device and calculate it from the obtained load-displacement curve according to the indentation test procedure specified in ISO 14577-1. be able to. In the present invention, an ultra-micro indentation hardness tester "ENT-1100b" (manufactured by Elionix Co., Ltd.) was used as a device compliant with the ISO standard. The measurement method is described in the "ENT1100 Operation Manual" attached to the device, and the specific measurement method is as follows.
測定環境は、付属の温度調節装置にてシールドケース内を３０．０℃に保った。雰囲気温度を一定に保つことは熱膨張やドリフトなどによる測定データのバラつき低減に有効である。設定温度は、トナーが摩擦される現像機近辺の温度を想定した３０．０℃の条件とした。試料台は装置に付属の標準試料台を用い、トナーを塗布した後にトナーが分散するように微弱なエアーを吹き付け、その試料台を装置にセットして１時間以上保持してから測定を行った。 The measurement environment was maintained at 30.0°C inside the shield case using the attached temperature controller. Keeping the ambient temperature constant is effective in reducing variations in measurement data due to thermal expansion, drift, etc. The set temperature was set at 30.0° C., assuming the temperature near the developing machine where the toner is rubbed. We used the standard sample stand that comes with the device, and after applying the toner, we blown a weak air stream to disperse the toner, and then we set the sample stand in the device and held it there for over an hour before taking measurements. .
圧子には装置に付属の先端が２０μｍ四方の平面である平圧子（チタン製圧子、先端はダイヤモンド製）を用いて測定した。トナーの様に小径かつ球形の物体、外添剤が付着している物体、表面に凹凸が存在する物体においては、尖った圧子を用いると測定精度に大きな影響を与えるため平圧子を用いる。試験の最大荷重は２．０×１０－４Ｎに設定して行った。この試験荷重に設定することで、現像部においてトナー１粒が受けるストレスに相当する条件で、トナーの表層を破壊せずに硬度を測定することが可能である。本発明においては、耐摩擦性が重要であるから表層を破壊せずに維持したまま硬さを測ることが重要である。 The measurement was carried out using a flat indenter (titanium indenter, tip made of diamond) with a flat tip of 20 μm square, which is attached to the device. For small-diameter, spherical objects such as toner, objects to which external additives are attached, and objects with uneven surfaces, a flat indenter is used because the use of a sharp indenter has a large effect on measurement accuracy. The maximum load of the test was set at 2.0×10 −4 N. By setting this test load, it is possible to measure the hardness without destroying the surface layer of the toner under conditions equivalent to the stress that one toner particle receives in the developing section. In the present invention, since abrasion resistance is important, it is important to measure the hardness while maintaining the surface layer without destroying it.
測定対象の粒子としては、装置付属の顕微鏡による測定用画面（視野サイズ：横幅１６０μｍ、縦幅１２０μｍ）にトナーが単独で存在しているものを選択した。ただし、変位量の誤差を極力無くすため、粒子径（Ｄ）が個数平均粒径（Ｄ１）の±０．５μｍの範囲にあるもの（Ｄ１－０．５μｍ≦Ｄ≦Ｄ１＋０．５μｍ）を選択した。なお、測定対象粒子の粒径測定は装置付属のソフトを用いてトナーの長径と短径を測定し、［（長径＋短径）／２］をもって粒子径Ｄ（μｍ）とした。また、個数平均粒径は「コールター・カウンター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３（ベックマン・コールター株式会社製）により後述する方法にて測定した。 As the particles to be measured, particles in which toner was present alone on a measurement screen (field size: 160 μm in width and 120 μm in height) using a microscope attached to the apparatus were selected. However, in order to eliminate errors in displacement as much as possible, particles whose diameter (D) was within the range of ±0.5 μm of the number average particle diameter (D1) (D1-0.5 μm≦D≦D1+0.5 μm) were selected. . The particle diameter of the particles to be measured was measured by measuring the major axis and minor axis of the toner using software attached to the apparatus, and the particle diameter D (μm) was defined as [(major axis + minor axis)/2]. In addition, the number average particle diameter was measured using a Coulter Counter Multisizer 3 (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) according to the method described below.
測定に際しては、粒子径Ｄ（μｍ）が上記条件を満たす任意のトナー１００粒を選んで測定を行った。測定の際に入力する条件は以下の通りである。
試験モード ：負荷－除荷試験
試験荷重 ：２０．０００ｍｇｆ（＝２．０×１０－４Ｎ）
分割数：１０００ｓｔｅｐ
ステップインターバル：１０ｍｓｅｃ
解析メニュー「データ解析（ＩＳＯ）」を選択して測定を行うと、測定後に装置付属ソフトでマルテンス硬度が解析され、出力される。トナー１００粒について上記測定を行って、その相加平均値を本発明におけるマルテンス硬度とした。
In the measurement, 100 toner particles having a particle diameter D (μm) satisfying the above conditions were selected and measured. The conditions to be input during measurement are as follows.
Test mode: Load-unload test Test load: 20.000 mgf (=2.0 x 10 -4 N)
Number of divisions: 1000 steps
Step interval: 10msec
When the analysis menu "Data analysis (ISO)" is selected and measurement is performed, the Martens hardness is analyzed using the software attached to the device after the measurement and is output. The above measurements were performed on 100 toner particles, and the arithmetic average value thereof was defined as the Martens hardness in the present invention.
トナーの最大荷重２．０×１０－４Ｎの条件で測定したときのマルテンス硬度を２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下に調整することにより、従来のトナーよりも現像部におけるトナーの耐摩耗性を大幅に向上させることが可能となった。それにより、高速高画質化のためのプロセス設計の自由度を上げることが可能となった。 By adjusting the Martens hardness to 200 MPa or more and 1100 MPa or less when measured under the condition of a maximum load of 2.0 × 10 -4 N, the wear resistance of the toner in the developing area is significantly improved compared to conventional toners. It became possible. This has made it possible to increase the degree of freedom in process design for high-speed, high-quality images.
つまり、規制ブレードニップ幅増、現像ローラ回転速度増、キャリア混合撹拌速度増など選択の幅が広がる。その結果、部材削れ起因による「現像スジ」を抑制しつつ、帯電量を維持することができた。したがって、濃度ムラの発生を抑制できた。 In other words, the range of options is widened, such as increasing the width of the regulating blade nip, increasing the rotation speed of the developing roller, and increasing the carrier mixing and agitation speed. As a result, it was possible to maintain the amount of charge while suppressing "development streaks" caused by material abrasion. Therefore, it was possible to suppress the occurrence of density unevenness.
当該マルテンス硬度が２００ＭＰａよりも低い場合には、帯電付与部材としての現像ブレードとのシェアに耐えられず、トナーの帯電量が低下し、電位ムラ起因の濃度ムラとボタ落ちが発生した。当該マルテンス硬度の好ましい値は２５０ＭＰａ以上であり、より好ましい値は３００ＭＰａ以上である。 When the Martens hardness is lower than 200 MPa, the toner cannot withstand the shear of the developing blade as a charge imparting member, the amount of charge of the toner decreases, and density unevenness and drop-off due to potential unevenness occur. A preferable value of the Martens hardness is 250 MPa or more, and a more preferable value is 300 MPa or more.
一方、当該マルテンス硬度が１１００ＭＰａよりも高い場合、現像ブレードや現像ローラを傷つけてしまい、「現像スジ」が発生した。当該マルテンス硬度の好ましい値は１０００ＭＰａ以下であり、より好ましい値は９００ＭＰａ以下である。 On the other hand, when the Martens hardness was higher than 1100 MPa, the developing blade and the developing roller were damaged, and "developing streaks" were generated. A preferable value of the Martens hardness is 1000 MPa or less, and a more preferable value is 900 MPa or less.
最大荷重２．０×１０－４Ｎの条件で測定する時のマルテンス硬度を２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下に調整するための手段は特に限定されない。ただし、当該硬度は一般的なトナーに用いられている有機樹脂の硬さに比べて大幅に硬いため、硬度を上げるために通常行われている手段では達成が困難である。例えば、ガラス転移温度の高い樹脂設計にする手段、樹脂分子量を上げる手段、熱硬化する手段、表層にフィラーを添加する手段などでは達成が難しい。 The means for adjusting the Martens hardness to 200 MPa or more and 1100 MPa or less when measured under the condition of a maximum load of 2.0×10 −4 N is not particularly limited. However, since this hardness is significantly higher than that of organic resins used in general toners, it is difficult to achieve this by the means normally used to increase hardness. For example, this is difficult to achieve by designing a resin with a high glass transition temperature, increasing the resin molecular weight, thermosetting, adding filler to the surface layer, etc.
一般的なトナーに用いられている有機樹脂のマルテンス硬度は、最大荷重２．０×１０－４Ｎの条件で測定すると５０ＭＰａ～８０ＭＰａ程度である。さらに樹脂設計や分子量を上げるなどして硬度を上げた場合でも１２０ＭＰａ以下程度である。さらに、磁性体やケイ素化合物といったフィラーを表層近傍に充填して熱硬化させた場合でも、せいぜい１８５ＭＰａ程度であり、本発明のトナーは一般的なトナーに比べて大幅に硬い。 The Martens hardness of organic resins used in general toners is approximately 50 MPa to 80 MPa when measured under a maximum load of 2.0×10 −4 N. Furthermore, even if the hardness is increased by increasing the resin design or molecular weight, the hardness is about 120 MPa or less. Further, even when a filler such as a magnetic material or a silicon compound is filled near the surface layer and thermally cured, the toner of the present invention is significantly harder than a general toner, with a strength of about 185 MPa at most.
＜硬度の制御方法＞
上記特定の硬度範囲に調整するための１つの手段として、例えば、適切な硬度を持つ無機物などの物質でトナーの表層を形成させ、更にその化学構造やマクロ構造を適切な硬度を持つ様に制御する方法が挙げられる。
<Hardness control method>
One way to adjust the hardness to the above specific range is to form the surface layer of the toner with a substance such as an inorganic material that has an appropriate hardness, and then control its chemical structure and macrostructure to have an appropriate hardness. One method is to do so.
具体的な例示として、上記特定の硬度を持ち得る物質としては有機ケイ素重合体が挙げられ、材料の選択として有機ケイ素重合体のケイ素原子に直接結合している炭素原子の数や炭素鎖長などによって硬度を調整することが可能である。 As a specific example, an organosilicon polymer can be mentioned as a substance that can have the above-mentioned specific hardness, and the selection of the material depends on the number of carbon atoms directly bonded to the silicon atoms of the organosilicon polymer, the carbon chain length, etc. It is possible to adjust the hardness by
トナー粒子が、有機ケイ素重合体を含有する表層を有する。該有機ケイ素重合体のケイ素原子に直接結合している炭素原子の数が、ケイ素原子１個当たり、平均１個以上３個以下（好ましくは１個以上２個以下、より好ましくは１個）であると、上記特定の硬度に調整しやすいため好ましい。 The toner particles have a surface layer containing an organosilicon polymer. The number of carbon atoms directly bonded to the silicon atoms of the organosilicon polymer is on average 1 to 3 (preferably 1 to 2, more preferably 1) per silicon atom. If it exists, it is preferable because the hardness can be easily adjusted to the specific hardness.
化学構造によりマルテンス硬度を調整する手段としては表層物質の架橋や重合度などの化学構造の調整などにより可能である。マクロ構造によりマルテンス硬度を調整する手段としては、表層の凸凹形状や凸間を繋ぐネットワーク構造の調整などにより可能である。これらの調整は有機ケイ素重合体を表層として用いる場合には、有機ケイ素重合体を前処理する際のｐＨ、濃度、温度、時間などで調整可能である。また、トナーのコア粒子に有機ケイ素重合体を表層付けするタイミングや形態、濃度、反応温度などによって調整可能である。 The Martens hardness can be adjusted by adjusting the chemical structure, such as crosslinking of the surface material and the degree of polymerization. The Martens hardness can be adjusted by adjusting the macrostructure by adjusting the uneven shape of the surface layer or the network structure connecting the protrusions. When an organosilicon polymer is used as the surface layer, these adjustments can be made by adjusting the pH, concentration, temperature, time, etc. during pretreatment of the organosilicon polymer. Further, it can be adjusted by adjusting the timing, form, concentration, reaction temperature, etc. of applying the organosilicon polymer to the surface layer of the core particles of the toner.
本発明において特に好ましいのは以下の方法である。まず、結着樹脂を含むトナーのコア粒子を製造して水系媒体に分散し、コア粒子分散液を得る。この時の濃度はコア粒子分散液総量に対し、コア粒子の固形分が１０質量％以上４０質量％以下となる濃度で分散することが好ましい。そして、該コア粒子分散液の温度は３５℃以上に調整しておくことが好ましい。また、該コア粒子分散液のｐＨは有機ケイ素化合物の縮合が進みにくいｐＨに調整することが好ましい。有機ケイ素重合体の縮合が進みにくいｐＨは物質によって異なるため、最も反応が進みにくいｐＨを中心として、±０．５以内が好ましい。 Particularly preferred in the present invention is the following method. First, toner core particles containing a binder resin are produced and dispersed in an aqueous medium to obtain a core particle dispersion. The concentration at this time is preferably such that the solid content of the core particles is 10% by mass or more and 40% by mass or less based on the total amount of the core particle dispersion. The temperature of the core particle dispersion liquid is preferably adjusted to 35° C. or higher. Further, the pH of the core particle dispersion is preferably adjusted to a pH at which condensation of the organosilicon compound does not proceed easily. Since the pH at which condensation of the organosilicon polymer is difficult to proceed varies depending on the substance, it is preferably within ±0.5 around the pH at which the reaction is least likely to proceed.
一方、有機ケイ素化合物は加水分解処理を行ったものを用いることが好ましい。例えば、有機ケイ素化合物の前処理として別容器で加水分解しておく。加水分解の仕込み濃度は有機ケイ素化合物の量を１００質量部とした場合、イオン交換水やＲＯ水などイオン分を除去した水４０質量部以上５００質量部以下が好ましく、より好ましくは水１００質量部以上４００質量部以下である。加水分解の条件としては、好ましくはｐＨが２～７、温度が１５～８０℃、時間が３０～６００分である。 On the other hand, it is preferable to use a hydrolyzed organosilicon compound. For example, as a pretreatment for organosilicon compounds, they are hydrolyzed in a separate container. When the amount of organosilicon compound is 100 parts by mass, the concentration for hydrolysis is preferably 40 parts by mass or more and 500 parts by mass or less of water from which ions have been removed, such as ion-exchanged water or RO water, and more preferably 100 parts by mass of water. The amount is 400 parts by mass or less. The conditions for hydrolysis are preferably a pH of 2 to 7, a temperature of 15 to 80°C, and a time of 30 to 600 minutes.
得られた加水分解液とコア粒子分散液とを混合して縮合に適したｐＨ（好ましくは６～１２、又は１～３、より好ましくは８～１２）に調整することで、有機ケイ素化合物を縮合させながらトナーのコア粒子表面に表層付けすることができる。縮合と表層付けは３５℃以上で６０分間以上取ることが好ましい。また、縮合に適したｐＨに調整する前に３５℃以上で保持する時間を調整することで表面のマクロ構造を調整可能であるが、特定のマルテンス硬度を得やすくするため、３分以上１２０分以下が好ましい。 By mixing the obtained hydrolysis liquid and the core particle dispersion and adjusting the pH to a value suitable for condensation (preferably 6 to 12, or 1 to 3, more preferably 8 to 12), the organosilicon compound can be dissolved. A surface layer can be applied to the surface of the toner core particles while condensing. It is preferable that the condensation and surface layering be carried out at 35° C. or higher for 60 minutes or longer. In addition, the surface macrostructure can be adjusted by adjusting the holding time at 35°C or higher before adjusting the pH to the appropriate pH for condensation, but in order to make it easier to obtain a specific Martens hardness, The following are preferred.
以上のような手段によって反応残基を減らすことができ、表層に凹凸を形成させることができ、更に凸間にネットワーク構造を形成させることができるため、上記特定のマルテンス硬度のトナーを得られやすい。有機ケイ素重合体を含有する表層を用いる場合には、有機ケイ素重合体の固着率が９０％以上１００％以下であることが好ましい。より好ましくは、９５％以上１００％以下である。有機ケイ素重合体の固着率の測定方法は後述する。 By the above-mentioned means, it is possible to reduce the number of reactive residues, form unevenness on the surface layer, and further form a network structure between the convexities, so that it is easy to obtain a toner having the above-mentioned specific Martens hardness. . When using a surface layer containing an organosilicon polymer, it is preferable that the adhesion rate of the organosilicon polymer is 90% or more and 100% or less. More preferably, it is 95% or more and 100% or less. A method for measuring the adhesion rate of the organosilicon polymer will be described later.
＜有機ケイ素重合体の固着率の測定方法＞
イオン交換水１００ｍＬにスクロース（キシダ化学製）１６０ｇを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製した。遠心分離用チューブ（容量５０ｍｌ）に上記ショ糖濃厚液を３１ｇと、コンタミノンＮ（非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるｐＨ７の精密測定器洗浄用中性洗剤の１０質量％水溶液、和光純薬工業社製）を６ｍＬ入れ分散液を作った。この分散液にトナー１．０ｇを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐした。
<Method for measuring the fixation rate of organosilicon polymer>
160 g of sucrose (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to 100 mL of ion-exchanged water and dissolved in a hot water bath to prepare a sucrose concentrate. Add 31 g of the above sucrose concentrate to a centrifugation tube (capacity 50 ml) and add 10 g of Contaminon N (a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments with a pH of 7 consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder). A dispersion liquid was prepared by adding 6 mL of a mass% aqueous solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). 1.0 g of toner was added to this dispersion, and the toner clumps were loosened using a spatula or the like.
遠心分離用チューブをシェイカーにて３５０ｓｐｍ（ｓｔｒｏｋｅｓ ｐｅｒ ｍｉｎ）、２０分間振とうした。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ（容量５０ｍＬ）に入れ替えて、遠心分離機（Ｈ－９Ｒ 株式会社コクサン製）にて３５００ｒｐｍ、３０分間の条件で分離した。トナーと水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナーをスパチュラ等で採取した。採取したトナーを含む水溶液を減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で１時間以上乾燥した。乾燥品をスパチュラで解砕し、蛍光Ｘ線でケイ素の量を測定した。水洗後のトナーと初期のトナーの測定対象の元素量比から固着率（％）を計算した。 The centrifugation tube was shaken in a shaker at 350 spm (strokes per min) for 20 minutes. After shaking, the solution was transferred to a swing rotor glass tube (volume 50 mL) and separated using a centrifuge (H-9R manufactured by Kokusan Co., Ltd.) at 3500 rpm for 30 minutes. It was visually confirmed that the toner and the aqueous solution were sufficiently separated, and the toner separated into the uppermost layer was collected with a spatula or the like. The aqueous solution containing the collected toner was filtered using a vacuum filter, and then dried in a drier for over 1 hour. The dried product was crushed with a spatula, and the amount of silicon was measured using fluorescent X-rays. The adhesion rate (%) was calculated from the ratio of the amount of elements to be measured in the toner after washing with water and the initial toner.
各元素の蛍光Ｘ線の測定は、ＪＩＳ Ｋ ０１１９－１９６９に準ずるが、具体的には以下の通りである。 The measurement of fluorescent X-rays of each element is in accordance with JIS K 0119-1969, and specifically as follows.
測定装置としては、波長分散型蛍光Ｘ線分析装置「Ａｘｉｏｓ」（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ＳｕｐｅｒＱ ｖｅｒ．４．０Ｆ」（ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製）を用いた。なお、Ｘ線管球のアノードとしてはＲｈを用い、測定雰囲気は真空、測定径（コリメーターマスク径）は１０ｍｍ、測定時間１０秒とした。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ（ＰＣ）、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ（ＳＣ）で検出した。 The measurement equipment is a wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometer "Axios" (manufactured by PANalytical) and the attached dedicated software "SuperQ ver. 4.0F" (manufactured by PANalytical) for setting measurement conditions and analyzing measurement data. ) was used. Note that Rh was used as the anode of the X-ray tube, the measurement atmosphere was vacuum, the measurement diameter (collimator mask diameter) was 10 mm, and the measurement time was 10 seconds. Further, when measuring light elements, detection was performed using a proportional counter (PC), and when measuring heavy elements, detection was performed using a scintillation counter (SC).
測定サンプルとしては、専用のプレス用アルミリング直径１０ｍｍの中に水洗後のトナーと初期のトナーを約１ｇ入れて平らにならす。そして、錠剤成型圧縮機「ＢＲＥ－３２」（前川試験機製作所社製）を用いて、２０ＭＰａで６０秒間加圧し、厚さ約２ｍｍに成型したペレットを用いた。 As a measurement sample, approximately 1 g of washed toner and initial toner were placed in a special press aluminum ring with a diameter of 10 mm and flattened. Then, using a tablet molding and compressing machine "BRE-32" (manufactured by Maekawa Test Instruments Seisakusho Co., Ltd.), the pellets were pressurized at 20 MPa for 60 seconds and molded to a thickness of about 2 mm.
上記条件で測定を行い、得られたＸ線のピーク位置をもとに元素を同定し、単位時間あたりのＸ線光子の数である計数率（単位：ｃｐｓ）からその濃度を算出した。 Measurements were performed under the above conditions, and the element was identified based on the peak position of the obtained X-rays, and its concentration was calculated from the counting rate (unit: cps), which is the number of X-ray photons per unit time.
トナー中の定量方法としては、例えばケイ素量はトナー粒子１００質量部に対して、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）微粉末を０．５質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合した。同様にして、シリカ微粉末を２．０質量部、５．０質量部となるようにトナー粒子とそれぞれ混合し、これらを検量線用の試料とした。 To determine the amount of silicon in the toner, for example, 0.5 parts by mass of silica (SiO 2 ) fine powder is added to 100 parts by mass of toner particles, and the mixture is thoroughly mixed using a coffee grinder. did. Similarly, silica fine powder was mixed with toner particles in amounts of 2.0 parts by mass and 5.0 parts by mass, respectively, and these were used as samples for a calibration curve.
それぞれの試料について、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにして検量線用の試料のペレットを作製し、ＰＥＴを分光結晶に用いた際に回折角（２θ）＝１０９．０８°に観測されるＳｉ－Ｋα線の計数率（単位：ｃｐｓ）を測定した。この際、Ｘ線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、２４ｋＶ、１００ｍＡとした。得られたＸ線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のＳｉＯ２添加量を横軸として、一次関数の検量線を得た。 For each sample, a sample pellet for the calibration curve was prepared as described above using a tablet molding and compressing machine, and when PET was used as a spectroscopic crystal, a diffraction angle (2θ) of 109.08° was observed. The counting rate (unit: cps) of Si-Kα rays was measured. At this time, the accelerating voltage and current value of the X-ray generator were 24 kV and 100 mA, respectively. A linear function calibration curve was obtained with the obtained X-ray count rate as the vertical axis and the amount of SiO 2 added in each calibration curve sample as the horizontal axis.
次に、分析対象のトナーを、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにしてペレットとし、そのＳｉ－Ｋα線の計数率を測定した。そして、上記の検量線からトナー中の有機ケイ素重合体の含有量を求めた。上記方法により算出した初期のトナーの元素量に対して、水洗後のトナーの元素量の比率を求め固着率（％）とした。 Next, the toner to be analyzed was made into pellets using a tablet forming and compressing machine as described above, and the count rate of the Si-Kα rays was measured. Then, the content of the organosilicon polymer in the toner was determined from the above calibration curve. The ratio of the elemental amount of the toner after washing with water to the initial elemental amount of the toner calculated by the above method was determined and defined as the fixation rate (%).
＜トナー＞
本実施例に用いたトナー４０の模式図を図５に示す。本実施例では、母粒子４０ａに有機ケイ素重合体を含有する表層４０ｂを有するトナー粒子を用いている。
<Toner>
FIG. 5 shows a schematic diagram of the
以下、各材料の「部」は特に断りがない場合、全て質量基準である。 Hereinafter, all "parts" of each material are based on mass unless otherwise specified.
（水系媒体１の調製工程）
反応容器中のイオン交換水１０００．０部に、リン酸ナトリウム（ラサ工業社製・１２水和物）１４．０部を投入し、窒素パージしながら６５℃で１．０時間保温した。
(Preparation process of aqueous medium 1)
14.0 parts of sodium phosphate (dodecahydrate, manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd.) was added to 1000.0 parts of ion-exchanged water in a reaction vessel, and the mixture was kept at 65° C. for 1.0 hour while purging with nitrogen.
Ｔ．Ｋ．ホモミクサー（特殊機化工業株式会社製）を用いて、１２０００ｒｐｍにて攪拌しながら、イオン交換水１０．０部に９．２部の塩化カルシウム（２水和物）を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。さらに、水系媒体に１０質量％塩酸を投入し、ｐＨを５．０に調整し、水系媒体１を得た。 T. K. Using a homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), a calcium chloride aqueous solution prepared by dissolving 9.2 parts of calcium chloride (dihydrate) in 10.0 parts of ion-exchanged water was added all at once while stirring at 12,000 rpm. to prepare an aqueous medium containing a dispersion stabilizer. Furthermore, 10% by mass hydrochloric acid was added to the aqueous medium to adjust the pH to 5.0 to obtain aqueous medium 1.
（表層用有機ケイ素化合物の加水分解工程）
撹拌機、温度計を備えた反応容器に、イオン交換水６０．０部を秤量し、１０質量％の塩酸を用いてｐＨを３．０に調整した。これを撹拌しながら加熱し、温度を７０℃にした。その後、表層用有機ケイ素化合物であるメチルトリエトキシシラン４０．０部を添加して２時間以上撹拌して加水分解を行った。加水分解の終点は目視にて油水が分離せず１層になったことで確認を行い、冷却して表層用有機ケイ素化合物の加水分解液を得た。
(Hydrolysis process of organosilicon compound for surface layer)
60.0 parts of ion-exchanged water was weighed into a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, and the pH was adjusted to 3.0 using 10% by mass hydrochloric acid. This was heated with stirring to bring the temperature to 70°C. Thereafter, 40.0 parts of methyltriethoxysilane, which is an organosilicon compound for the surface layer, was added, and the mixture was stirred for more than 2 hours to perform hydrolysis. The end point of the hydrolysis was visually confirmed when the oil and water did not separate and became a single layer, and was cooled to obtain a hydrolyzed solution of the organosilicon compound for the surface layer.
（重合性単量体組成物の調製工程）
・スチレン ：６０．０部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３ ：６．５部
前記材料をアトライタ（三井三池化工機株式会社製）に投入し、さらに直径１．７ｍｍのジルコニア粒子を用いて、２２０ｒｐｍで５．０時間分散させて、顔料分散液を調製した。前記顔料分散液に下記材料を加えた。
・スチレン ：２０．０部
・ｎ－ブチルアクリレート ：２０．０部
・架橋剤（ジビニルベンゼン） ：０．３部
・飽和ポリエステル樹脂 ：５．０部
（プロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡ（２モル付加物）とテレフタル酸との重縮合物（モル比１０：１２）、ガラス転移温度Ｔｇ＝６８℃、重量平均分子量Ｍｗ＝１００００、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ＝５．１２）
・フィッシャートロプシュワックス（融点７８℃） ：７．０部
これを６５℃に保温し、Ｔ．Ｋ．ホモミクサー（特殊機化工業株式会社製）を用いて、５００ｒｐｍにて均一に溶解、分散し、重合性単量体組成物を調製した。
(Preparation process of polymerizable monomer composition)
・Styrene: 60.0 parts ・C. I. Pigment Blue 15:3: 6.5 parts The above materials were put into an attritor (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.), and further dispersed using zirconia particles with a diameter of 1.7 mm at 220 rpm for 5.0 hours to form a pigment. A dispersion was prepared. The following materials were added to the pigment dispersion.
・Styrene: 20.0 parts ・n-butyl acrylate: 20.0 parts ・Crosslinking agent (divinylbenzene): 0.3 parts ・Saturated polyester resin: 5.0 parts (propylene oxide modified bisphenol A (2 mole adduct) and terephthalic acid (molar ratio 10:12), glass transition temperature Tg = 68°C, weight average molecular weight Mw = 10000, molecular weight distribution Mw / Mn = 5.12)
- Fischer-Tropsch wax (melting point 78°C): 7.0 parts This was kept warm at 65°C, and T. K. Using a homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), the mixture was uniformly dissolved and dispersed at 500 rpm to prepare a polymerizable monomer composition.
（造粒工程）
水系媒体１の温度を７０℃、Ｔ．Ｋ．ホモミクサーの回転数を１２０００ｒｐｍに保ちながら、水系媒体１中に重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるｔ－ブチルパーオキシピバレート９．０部を添加した。そのまま該撹拌装置にて１２０００ｒｐｍを維持しつつ１０分間造粒した。
(granulation process)
The temperature of the aqueous medium 1 was set at 70°C. K. While maintaining the rotational speed of the homomixer at 12,000 rpm, the polymerizable monomer composition was charged into aqueous medium 1, and 9.0 parts of t-butyl peroxypivalate as a polymerization initiator was added. The mixture was granulated for 10 minutes using the stirring device while maintaining the speed at 12,000 rpm.
（重合工程）
造粒工程の後、攪拌機をプロペラ撹拌羽根に換え１５０ｒｐｍで攪拌しながら７０℃を保持して５．０時間重合を行い、８５℃に昇温して２．０時間加熱することで重合反応を行ってコア粒子を得た。スラリーの温度を５５℃に冷却してｐＨを測定したところ、ｐＨ＝５．０だった。５５℃で撹拌を継続したまま、表層用有機ケイ素化合物の加水分解液を２０．０部添加してトナー粒子の表層形成を開始した。そのまま３０分保持した後に、水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーを縮合完結用にｐＨ＝９．０に調整して更に３００分保持し、表層を形成させた。
(Polymerization process)
After the granulation process, the stirrer was replaced with a propeller stirring blade, and while stirring at 150 rpm, polymerization was carried out by maintaining the temperature at 70 °C for 5.0 hours, and the polymerization reaction was carried out by increasing the temperature to 85 °C and heating for 2.0 hours. and obtained core particles. When the temperature of the slurry was cooled to 55° C. and the pH was measured, the pH was 5.0. While stirring was continued at 55° C., 20.0 parts of a hydrolyzed solution of an organosilicon compound for surface layer was added to start forming a surface layer of toner particles. After holding the slurry as it was for 30 minutes, the slurry was adjusted to pH=9.0 to complete condensation using an aqueous sodium hydroxide solution, and was held for an additional 300 minutes to form a surface layer.
（洗浄、乾燥工程）
重合工程終了後、トナー粒子のスラリーを冷却し、トナー粒子のスラリーに塩酸を加えｐＨ＝１．５以下に調整して１時間撹拌放置してから加圧ろ過器で固液分離し、トナーケーキを得た。これをイオン交換水でリスラリーして再び分散液とした後に、前述のろ過器で固液分離した。リスラリーと固液分離とを、ろ液の電気伝導度が５．０μＳ／ｃｍ以下となるまで繰り返した後に、最終的に固液分離してトナーケーキを得た。
(Washing, drying process)
After the polymerization process is completed, the toner particle slurry is cooled, hydrochloric acid is added to the toner particle slurry to adjust the pH to 1.5 or less, and the mixture is stirred for 1 hour and separated into solid and liquid using a pressure filter to form a toner cake. I got it. This was reslurried with ion-exchanged water to form a dispersion liquid again, and then solid-liquid separation was performed using the aforementioned filter. After repeating the reslurry and solid-liquid separation until the electrical conductivity of the filtrate became 5.0 μS/cm or less, solid-liquid separation was finally performed to obtain a toner cake.
得られたトナーケーキは気流乾燥機フラッシュジェットドライヤー（セイシン企業製）にて乾燥を行い、更にコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて微粗粉をカットしてトナー粒子１を得た。乾燥の条件は吹き込み温度９０℃、乾燥機出口温度４０℃、トナーケーキの供給速度はトナーケーキの含水率に応じて出口温度が４０℃から外れない速度に調整した。 The obtained toner cake was dried using a flash jet dryer (manufactured by Seishin Enterprises), and fine and coarse powder was cut using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect to obtain toner particles 1. The drying conditions were a blowing temperature of 90.degree. C., a dryer outlet temperature of 40.degree. C., and a supply rate of the toner cake so that the outlet temperature did not deviate from 40.degree. C. in accordance with the moisture content of the toner cake.
本実施例においては、得られたトナー粒子１を外添せずにそのままトナーａとして用いた。さらに、（重合工程）における加水分解液を添加する時の条件、及び添加後の保持時間を表１のように変えトナーｂ～ｄを作製した。なお、スラリーのｐＨ調整は塩酸及び水酸化ナトリウム水溶液で行った。 In this example, the obtained toner particles 1 were used as toner a without being externally added. Further, toners b to d were prepared by changing the conditions when adding the hydrolyzate (in the polymerization step) and the holding time after addition as shown in Table 1. Note that the pH of the slurry was adjusted using hydrochloric acid and an aqueous sodium hydroxide solution.
トナーｅは、（表層用有機ケイ素化合物の加水分解工程）は行わなかった。代わりに、表層用有機ケイ素化合物のメチルトリエトキシシラン１５部をモノマーのまま（重合性単量体組成物の調製工程）で添加した。（重合工程）では７０℃に冷却してｐＨ測定を行った後、加水分解液の添加を行わなかった。７０℃で撹拌を継続したまま、水酸化ナトリウム水溶液を用いてスラリーを縮合完結用にｐＨ＝９．０に調整して更に３００分保持して表層を形成させた。それ以外はトナーａと同様の方法でトナーを作製した。 Toner e was not subjected to (hydrolysis step of organosilicon compound for surface layer). Instead, 15 parts of methyltriethoxysilane, an organosilicon compound for the surface layer, was added as a monomer (in the step of preparing a polymerizable monomer composition). (Polymerization step) After cooling to 70° C. and measuring pH, no hydrolyzate was added. While stirring at 70° C., the slurry was adjusted to pH 9.0 using an aqueous sodium hydroxide solution to complete condensation and held for an additional 300 minutes to form a surface layer. Other than that, a toner was produced in the same manner as toner a.
本実施例においては、外添せずそのままトナーａ～ｅを用いたが、外添剤を用いてもよい。 In this example, toners a to e were used without any external additives, but external additives may also be used.
粒径とマルテンス硬度、固着率の測定は、発明を実施するための形態で述べた方法により測定を行った。以下、表２にトナーａ～ｅのマルテンス硬度と固着率を示す。 The particle size, Martens hardness, and adhesion rate were measured by the method described in the detailed description. Table 2 below shows the Martens hardness and fixation rate of toners a to e.
＜実験内容１＞
本実施例の構成において、以下の実験を行った。
<Experiment content 1>
In the configuration of this example, the following experiment was conducted.
曲率半径Ｒ［ｍｍ］が異なる現像ブレード２１を複数作製（表３）した。また、曲げ部分（２１０２）の外周側曲面（２１０２Ａ）の曲率半径Ｒ［ｍｍ］ と高さＨ［ｍｍ］（図４を参照）、十点平均粗さＲｚを形状測定マイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製 ＶＫ－Ｘ２００）で測定した。
A plurality of developing
図６（ａ）はブレードｂの曲げ部分（２１０２）を形状測定マイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製 ＶＫ－Ｘ２００）で測定する際の、測定角度を示した図である。現像ブレード２１の曲げ部（２１０２）を斜め４５°から測定した。
FIG. 6(a) is a diagram showing measurement angles when measuring the bent portion (2102) of blade b with a shape measuring microscope (VK-X200 manufactured by KEYENCE). The bent portion (2102) of the developing
図６（ｂ）は、ブレードｂの曲げ部分を形状測定マイクロスコープ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製 ＶＫ－Ｘ２００）で測定した、曲げ部分（２１０２）の外周側曲面（２１０２Ａ）の曲率半径Ｒ［ｍｍ］（Ｒｂ）の検出結果を示す図である。 FIG. 6(b) shows the radius of curvature R [mm] (Rb ) is a diagram showing the detection results.
表３に示した現像ブレード２１の曲げ部分の外周側曲面の曲率半径Ｒ［ｍｍ］と高さＨ［ｍｍ］、十点平均粗さＲｚは、全て図６で示した観察角度で測定を行った。
The radius of curvature R [mm], height H [mm], and ten-point average roughness Rz of the outer peripheral curved surface of the bent portion of the developing
表３に示すように、曲げ部分２１０２の外周側曲面（２１０２Ａ）の曲率半径Ｒ［ｍｍ］（Ｒｂ）が小さいほど、Ｒｚが増加することが分かる。つまり、曲率半径Ｒ［ｍｍ］が小さいほど凸部が高くなり、凸部でトナーが滞留しやすくなるので、凸部にトナーが融着しやすくなる。
As shown in Table 3, it can be seen that the smaller the radius of curvature R [mm] (Rb) of the outer peripheral side curved surface (2102A) of the
表２に示したトナーａ～ｅと、表３に示したブレードａ～ｄを用いて、「現像スジ」、「ボタ落ち」を評価した。 Using toners a to e shown in Table 2 and blades a to d shown in Table 3, "development streaks" and "dropping" were evaluated.
評価条件は、常温常湿（２５℃／５０％）の環境下において１晩放置し、十分に環境になじませた後、実験用画像を記録材に形成する画像形成を、１００００枚の記録材に対して間欠的に行った（耐久テスト）後に、上記の評価を行った。本実施例では、実験用画像として、画像印字率５％の横線を用いた。 The evaluation conditions were to leave the recording material overnight at room temperature and humidity (25°C/50%), and then to fully acclimatize it to the environment. The above evaluation was performed after intermittent testing (durability test). In this example, a horizontal line with an image coverage rate of 5% was used as the experimental image.
評価方法に関しては、以下に詳しく述べる。 The evaluation method will be described in detail below.
＜現像スジの評価＞
ＬＥＴＴＥＲサイズのＸＥＲＯＸ Ｖｉｔａｌｉｔｙ用紙（ＸＥＲＯＸ社製、７５ｇ／ｍ２）にハーフトーン（トナーの載り量：０．２ｍｇ／ｃｍ２）の画像をプリントアウトし、現像スジを以下の通りＡ、Ｂ、Ｃランク付けした。なお、Ａ、Ｂランクでは、画質に影響がないことも確認された。具体的には、
Ａ： 現像ローラ上にも、画像上にも排紙方向の縦スジは見られなかった。
Ｂ： 現像ローラの両端には、周方向の軽微の細いスジ、また、画像上には、排紙方向の軽微な縦スジが見られたが、画質に影響するような顕著なものではなかった。
Ｃ： 現像ローラ上および画像上には、画質に影響する複数のスジが見られた。
<Evaluation of development streaks>
Print out a halftone image (toner coverage: 0.2 mg/cm 2 ) on LETTER size XEROX Vitality paper (manufactured by XEROX, 75 g/m 2 ), and mark development streaks A, B, and C as shown below. Ranked. It was also confirmed that the A and B ranks had no effect on image quality. in particular,
A: No vertical streaks in the paper ejection direction were observed on the developing roller or on the image.
B: There were slight thin stripes in the circumferential direction on both ends of the developing roller, and slight vertical stripes in the paper ejection direction on the image, but they were not significant enough to affect the image quality. .
C: A plurality of streaks were observed on the developing roller and on the image, which affected the image quality.
＜ボタ落ちの評価＞
耐久テストを実施し終了した画像形成装置を分解し、トナーの「ボタ落ち」（剥離状態）があるか無いかを調査し、合格「○」と不合格「×」として評価を行った。
<Evaluation of drop-off>
After completing the durability test, the image forming apparatus was disassembled, and the presence or absence of toner "drop-off" (peeling condition) was investigated, and evaluation was made as pass "○" and fail "x".
この評価におけるトナーの「ボタ落ち」の現象とは、現像ローラのトナー規制部より下流部において、トナーが現像ローラ上に保持されずに現像ローラの重力下方向にトナーが落下している状態である。トナーの「ボタ落ち」が発生した状態で画像形成を継続すると、画像形成本体内や記録紙への汚染に繋がりやすく、画像品質の低下を生じさせる場合がある。 The phenomenon of toner "dropping" in this evaluation refers to a state in which toner is not held on the developing roller downstream of the toner regulating part of the developing roller and falls under the gravity of the developing roller. be. If image formation is continued in a state where toner "drop-off" occurs, it is likely to lead to contamination within the image forming body or to the recording paper, which may cause a decrease in image quality.
＜実験結果１＞
以下、本実施例の「現像スジ」、「ボタ落ち」の評価結果を表４に示す。
<Experiment results 1>
Table 4 below shows the evaluation results of "development streaks" and "bottle drop" of this example.
本実施例の構成において、最大荷重２．０×１０－４Ｎの条件で測定した時のマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下のトナーを用いることで、曲げブレードを使用することができる。即ち、曲げブレードを用いた場合でも、トナーの硬度が高いことから、ブレード曲げ部の凸になった部分でトナーが繰り返し摺擦されてもブレードにトナーが融着しない。 In the configuration of this embodiment, a bending blade can be used by using a toner having a Martens hardness of 200 MPa or more and 1100 MPa or less when measured under a maximum load of 2.0×10 −4 N. That is, even when a bent blade is used, since the toner has high hardness, the toner will not be fused to the blade even if the toner is repeatedly rubbed on the convex portion of the bent portion of the blade.
また、現像ブレードと現像ローラとの当接部の曲率半径Ｒ［ｍｍ］がＲ≦０．３である現像ブレードを用いることで、ピーク圧が確保できトナーを規制しつつ、ボタ落ちを抑制できた。なお、Ｒ＜０．０８の場合では、現像ブレードの曲げ部の曲率半径が小さすぎるため、加工時に割れやく作製が困難である。 In addition, by using a developing blade in which the radius of curvature R [mm] of the contact portion between the developing blade and the developing roller is R≦0.3, peak pressure can be ensured, toner can be regulated, and droplets can be suppressed. Ta. Note that in the case of R<0.08, the radius of curvature of the bent portion of the developing blade is too small, making it difficult to manufacture because it tends to break during processing.
表４から理解できるように、トナーａ～ｃを用いて、ブレードａ～ｃを用いた場合、トナー融着が起因する「現像スジ」を抑制しつつ、現像ローラに対する「ピーク圧」を確保することができ、「ボタ落ち」を抑制することができた。 As can be understood from Table 4, when toners a to c are used and blades a to c are used, "peak pressure" to the developing roller is secured while suppressing "development streaks" caused by toner fusion. This made it possible to suppress "bottle dropping".
なお、トナーｄを用いた場合では、マルテンス硬度が１２００Ｍｐａと硬すぎたため、現像ブレードや現像ローラの表面を傷つけやすくなり、現像ローラ上のトナー層が正常に形成されず、「現像スジ」が発生した。 In addition, when Toner d was used, the Martens hardness was too hard at 1200 Mpa, so the surface of the developing blade and developing roller was easily damaged, the toner layer on the developing roller was not formed properly, and "developing streaks" occurred. did.
一方、トナーｅを用いた場合では、マルテンス硬度が１８５Ｍｐａと柔らかいため、ブレード曲げ部の凸になった部分にトナーが付着し、繰り返し摺擦されることで融着が発生した。トナーが融着した部分では、現像ローラの表面にトナー層が形成されないため、同様に「現像スジ」が発生した。 On the other hand, in the case of using toner e, since the Martens hardness was 185 MPa and the toner was soft, the toner adhered to the convex portion of the bent portion of the blade, and fusion occurred due to repeated rubbing. In the areas where the toner was fused, a toner layer was not formed on the surface of the developing roller, so "development streaks" also occurred.
また、ブレードｅを用いた場合では、曲率半径Ｒが大きいため、現像ローラとの当接部の面積が広がり圧力が分散し、現像ローラに対するピーク圧が確保できにくくなる。したがって、現像ローラ上のトナーを規制できず、ボタ落ちが発生した。 Furthermore, in the case of using the blade e, since the radius of curvature R is large, the area of the contact portion with the developing roller is expanded, and the pressure is dispersed, making it difficult to secure the peak pressure against the developing roller. Therefore, the toner on the developing roller could not be regulated, and droplets occurred.
以上の様々の実験結果を重なり、且つ本発明の発明者らの鋭意な研究により、現像剤担持体に対する規制部材の当接圧（ピーク圧）を確保しつつ、現像剤の規制ブレードへの融着を軽減することが可能な構成を導いた。 Based on the results of the various experiments described above, and through intensive research by the inventors of the present invention, we have found that while ensuring the contact pressure (peak pressure) of the regulating member against the developer carrier, the melting of the developer to the regulating blade has been achieved. We have developed a configuration that can reduce wear and tear.
即ち、最大荷重２．０×１０－４Ｎの条件で測定した時のマルテンス硬度が、２００ＭＰａ以上１１００ＭＰａ以下であるトナーを用いて、現像ブレードと現像ローラとの当接部の曲率半径Ｒ［ｍｍ］が０．０８≦Ｒ≦０．３である。このような構成によれば、現像ローラに対するピーク圧を確保し、ボタ落ちを抑制しつつ、トナー融着を回避することができる。 That is, using a toner whose Martens hardness is 200 MPa or more and 1100 MPa or less when measured under the condition of a maximum load of 2.0 × 10 -4 N, the radius of curvature R [mm] of the contact portion between the developing blade and the developing roller is ] is 0.08≦R≦0.3. According to such a configuration, it is possible to ensure the peak pressure to the developing roller, suppress droplets, and avoid toner fusion.
（その他）
前述した実施例では、現像ブレードの自由端を「曲げ加工」という加工方法により、当接部に所定の曲率半径を形成することができる。なお、当接部を所定の曲率半径となるように形成するには、「曲げ加工」以外の加工方法を用いてもよい。
(others)
In the above-described embodiment, a predetermined radius of curvature can be formed at the abutting portion by a processing method called "bending" on the free end of the developing blade. Note that in order to form the abutting portion to have a predetermined radius of curvature, a processing method other than "bending" may be used.
例えば、現像ブレードの自由端を少しずつ研磨し加工する「研磨加工」方法が挙げられる。なお、「曲げ加工」は、「研磨加工」に比べ、製造コストの面では有利であり、望ましい。 For example, there is a "polishing" method in which the free end of the developing blade is polished little by little. Note that "bending" is advantageous and desirable in terms of manufacturing cost compared to "polishing".
本実施例の構成を以下のように纏めることができる。 The configuration of this embodiment can be summarized as follows.
即ち、本実施例の現像装置は、現像剤を担持する現像剤担持体（１７）と、現像剤担持体を回転可能に支持する現像枠体（１８）と、規制部材（２１）と、を有する。規制部材は、現像枠体に取り付けられ、現像剤担持体の表面に当接することによって現像剤担持体に担持された現像剤（４０）の厚みを規制する。また、規制部材は、現像剤担持体の表面と当接可能な稜線（２１０１）を有する曲面部（２１０２）を備える。 That is, the developing device of this embodiment includes a developer carrier (17) that carries developer, a developer frame (18) that rotatably supports the developer carrier, and a regulating member (21). have The regulating member is attached to the developing frame, and regulates the thickness of the developer (40) carried on the developer carrier by coming into contact with the surface of the developer carrier. Further, the regulating member includes a curved surface portion (2102) having a ridgeline (2101) that can come into contact with the surface of the developer carrier.
現像剤に含まれるトナーの最大荷重２．０×１０－４Ｎの条件でのマルテンス硬度をＨＭとし、曲面部の曲率半径をＲｂとし、現像剤担持体の表面の曲率半径をＲｄとしたとき、２００ＭＰａ≦ＨＭ≦１１００ＭＰａ、０．０８ｍｍ≦Ｒｂ≦０．３ｍｍである。 When the Martens hardness under the conditions of the maximum load of toner contained in the developer is 2.0 × 10 -4 N is HM, the radius of curvature of the curved portion is Rb, and the radius of curvature of the surface of the developer carrier is Rd. , 200MPa≦HM≦1100MPa, and 0.08mm≦Rb≦0.3mm.
また、本実施例のプロセスカートリッジ（７）は、現像装置（４）と、現像剤像を担持する像担持体（１）と、を備えることができる。 Furthermore, the process cartridge (7) of this embodiment can include a developing device (4) and an image carrier (1) that carries a developer image.
また、本実施例の画像形成装置（１００）は、現像装置（４）と、現像剤像を担持する像担持体（１）と、像担持体から現像剤像を記録材へ転写する転写部材（９）と、を備えることができる。 The image forming apparatus (100) of this embodiment also includes a developing device (4), an image carrier (1) that carries a developer image, and a transfer member that transfers the developer image from the image carrier to a recording material. (9).
また、本実施例では、規制部材（２１）は、第１の部分（２１０３）と、第２の部分（２１０４）を有することができる。具体的に、現像剤担持体の回転軸（１７０１）方向から見たとき、第１の部分の一端（２１０３Ａ）が現像枠体（１８）に固定され、現像枠体側から現像剤担持体側へ向かう第１方向（Ｄ１１）に延びている。第２の部分の一端（２１０４Ａ）が第１の部分の他端（２１０３Ｂ）に接続され、第１方向と交差する第２方向（Ｄ１２）に延びている。曲面部（２１０２）は、第１の部分（２１０３）と第２の部分（２１０４）が接続される箇所に形成されていることが望ましい。 Further, in this embodiment, the regulating member (21) can have a first portion (2103) and a second portion (2104). Specifically, when viewed from the direction of the rotation axis (1701) of the developer carrier, one end (2103A) of the first portion is fixed to the developer frame (18) and extends from the developer frame side to the developer carrier side. It extends in the first direction (D11). One end (2104A) of the second portion is connected to the other end (2103B) of the first portion, and extends in a second direction (D12) intersecting the first direction. The curved surface portion (2102) is preferably formed at a location where the first portion (2103) and the second portion (2104) are connected.
また、本実施例では、第２の部分を、第１の部分の他端を折り曲げることによって形成してもよく、曲面部（２１０２）は折り曲げる箇所に形成されていることが望ましい。 Furthermore, in this embodiment, the second portion may be formed by bending the other end of the first portion, and it is desirable that the curved portion (2102) be formed at the bending portion.
また、本実施例では、現像剤担持体の回転軸方向から見たとき、第１の部分における曲げ始める位置（Ｐ１）から、第２の部分の他端（２１０４Ｂ）までの、第１方向と直交する方向における距離をＨとすることができる。このとき、０．１５ｍｍ≦Ｈ≦０．５ｍｍであることが好ましい。 In addition, in this embodiment, when viewed from the rotational axis direction of the developer carrier, the first direction and The distance in the orthogonal direction can be taken as H. At this time, it is preferable that 0.15 mm≦H≦0.5 mm.
また、本実施例では、現像剤担持体の回転軸方向から見たとき、第１方向（Ｄ１１）と第２方向（Ｄ１２）の間の角度をθとしたとき、８０°≦θ≦１３０°であることが好ましい。 Further, in this embodiment, when viewed from the direction of the rotation axis of the developer carrier, and when the angle between the first direction (D11) and the second direction (D12) is θ, 80°≦θ≦130° It is preferable that
また、本実施例では、規制部材における曲面部の十点平均粗さをＲｚとしたとき、０μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍであることが好ましい。 Further, in this example, when the ten-point average roughness of the curved surface portion of the regulating member is Rz, it is preferable that 0 μm≦Rz≦11 μm.
また、本実施例では、現像剤担持体は、表面に弾性を有する弾性層（１７０２）を備えることができる。なお、弾性層のＭＤ－１硬度が、２０°以上、６０°以下であり、且つ、弾性層の表面粗さの中心線平均粗さＲａが、０．２以上、２以下であることが好ましい。 Further, in this embodiment, the developer carrier can include an elastic layer (1702) having elasticity on the surface. In addition, it is preferable that the MD-1 hardness of the elastic layer is 20° or more and 60° or less, and the center line average roughness Ra of the surface roughness of the elastic layer is 0.2 or more and 2 or less. .
また、本実施例では、規制部材は、金属部材から構成されることが好ましい。 Further, in this embodiment, it is preferable that the regulating member is made of a metal member.
また、本実施例では、現像剤は、非磁性の一成分現像剤であってもよい。 Further, in this embodiment, the developer may be a non-magnetic one-component developer.
また、本実施例では、曲面部の曲率半径Ｒｂと、現像剤担持体の表面の曲率半径Ｒｄは、
Ｒｄ＞Ｒｂであることが好ましい。
Furthermore, in this embodiment, the radius of curvature Rb of the curved surface portion and the radius of curvature Rd of the surface of the developer carrier are as follows:
It is preferable that Rd>Rb.
また、本実施例では、トナーのトナー粒子は、有機ケイ素重合体を含有する表層を有することができる。 Also, in this example, the toner particles of the toner can have a surface layer containing an organosilicon polymer.
また、本実施例では、有機ケイ素重合体は、Ｒ－ＳｉＯ３／２（式（１））で表される構造を有することができる。なお、Ｒは炭素数１以上６以下の炭化水素基を示す。 Furthermore, in this example, the organosilicon polymer can have a structure represented by R-SiO 3/2 (Formula (1)). Note that R represents a hydrocarbon group having 1 or more and 6 or less carbon atoms.
また、本実施例では、現像装置は、画像を形成する画像形成装置の装置本体に着脱可能である。 Further, in this embodiment, the developing device is removably attached to the main body of the image forming apparatus that forms images.
１ 感光体ドラム（像担持体）
４ 現像ユニット（現像装置）
７ プロセスカートリッジ
１７ 現像ローラ（現像剤担持体）
１８ 現像枠体
２１ 現像ブレード（規制部材）
２１０１ 稜線
２１０２ 曲面部
Ｒｂ，Ｒｄ 曲率半径
ＨＭ マルテンス硬度
４０ トナー（現像剤）
１００ 画像形成装置
1 Photosensitive drum (image carrier)
4 Developing unit (developing device)
7
18 Developing
2101
100 Image forming device
Claims (14)
前記現像剤担持体を回転可能に支持する現像枠体と、
前記現像枠体に取り付けられ、前記現像剤担持体の表面に当接することによって前記現像剤担持体に担持された前記現像剤の厚みを規制する規制部材と、を有する現像装置であって、
前記規制部材は、
前記現像剤担持体の表面と当接可能な稜線を有する曲面部を備え、
前記現像剤に含まれるトナーの最大荷重２．０×１０－４Ｎの条件でのマルテンス硬度をＨＭとし、前記曲面部の曲率半径をＲｂとしたとき、
２００ＭＰａ≦ＨＭ≦１１００ＭＰａ、
０．０８ｍｍ≦Ｒｂ≦０．３ｍｍであり、
前記トナーのトナー粒子は、有機ケイ素重合体を含有する表層を有することを特徴とする現像装置。 a developer carrier that carries a developer;
a developing frame body rotatably supporting the developer carrier;
A developing device comprising: a regulating member attached to the developing frame and regulating the thickness of the developer carried on the developer carrier by coming into contact with the surface of the developer carrier,
The regulating member is
a curved surface portion having a ridge line that can come into contact with the surface of the developer carrier;
When the Martens hardness under the condition of a maximum load of 2.0×10 −4 N of the toner contained in the developer is HM, and the radius of curvature of the curved surface portion is Rb,
200MPa≦HM≦1100MPa,
0.08mm≦Rb≦ 0.3mm ,
A developing device , wherein the toner particles of the toner have a surface layer containing an organosilicon polymer .
前記現像剤担持体の回転軸方向から見たとき、一端が前記現像枠体に固定され、前記現像枠体の側から前記現像剤担持体の側へ向かう第１方向に延びる第１の部分と、
一端が前記第１の部分の他端に接続され、前記第１方向と交差する第２方向に延びる第２の部分と、を有し、
前記曲面部は、前記第１の部分と前記第２の部分が接続される箇所に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。 The regulating member is
a first portion having one end fixed to the developing frame and extending in a first direction from the developing frame side toward the developer carrying body when viewed from the rotation axis direction of the developer carrying body; ,
a second portion having one end connected to the other end of the first portion and extending in a second direction intersecting the first direction;
2. The developing device according to claim 1, wherein the curved surface portion is formed at a location where the first portion and the second portion are connected.
前記曲面部は、前記折り曲げる箇所に形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の現像装置。 The second portion is formed by bending the other end of the first portion,
3. The developing device according to claim 2, wherein the curved surface portion is formed at the bending portion.
０．１５ｍｍ≦Ｈ≦０．５ｍｍである、ことを特徴とする請求項３に記載の現像装置。 When viewed from the rotational axis direction of the developer carrier, the distance from the bending start position of the first portion to the other end of the second portion in the direction orthogonal to the first direction is defined as H. When,
4. The developing device according to claim 3, wherein 0.15 mm≦H≦0.5 mm.
８０°≦θ≦１３０°である、ことを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の現像装置。 When viewed from the rotational axis direction of the developer carrier, when the angle between the first direction and the second direction is θ,
5. The developing device according to claim 2, wherein 80°≦θ≦130°.
０μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍである、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の現像装置。 When the ten-point average roughness of the curved surface portion of the regulating member is Rz,
6. The developing device according to claim 1, wherein 0 μm≦Rz≦11 μm.
前記弾性層のＭＤ－１硬度が、２０°以上、６０°以下であり、且つ、
前記弾性層の表面粗さの中心線平均粗さＲａが、０．２以上、２以下である、ことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。 The developer carrier includes an elastic layer having elasticity on the surface,
The MD-1 hardness of the elastic layer is 20° or more and 60° or less, and
7. The developing device according to claim 6, wherein the center line average roughness Ra of the surface roughness of the elastic layer is 0.2 or more and 2 or less.
前記曲面部の曲率半径Ｒｂと、前記現像剤担持体の表面の曲率半径Ｒｄは、
Ｒｄ＞Ｒｂである、ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の現像装置。 When the radius of curvature of the surface of the developer carrier is Rd,
The radius of curvature Rb of the curved surface portion and the radius of curvature Rd of the surface of the developer carrier are:
10. The developing device according to claim 1, wherein Rd>Rb.
Ｒ－ＳｉＯ３／２ 式（１）
（Ｒは炭素数１以上６以下の炭化水素基を示す。） 11. The developing device according to claim 1, wherein the organosilicon polymer has a structure represented by formula (1).
R-SiO 3/2 formula (1)
(R represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.)
現像剤像を担持する像担持体と、
を備える、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 The developing device according to any one of claims 1 to 12 ,
an image carrier that carries a developer image;
A process cartridge comprising:
現像剤像を担持する像担持体と、
前記像担持体から現像剤像を記録材へ転写する転写部材と、
を備える、ことを特徴とする画像形成装置。 The developing device according to any one of claims 1 to 12 ,
an image carrier that carries a developer image;
a transfer member that transfers the developer image from the image carrier to a recording material;
An image forming apparatus comprising:
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