JPH0659564A - Toner process containing metal oxide - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To form an excellent electrophotographic image without an undesirable streak and lack on a finally developed copy by evading or minimizing such a state where a toner layer becomes defective or an empty hole is formed on a donor roll and evading an insufficient developing action on an image forming member. CONSTITUTION: This method is the method which includes such an action that toner including the mixture of resin, pigment, electrostatic charge control additives, optional surface flowing additives and conductive metallic oxide or metallic oxide is added to the donor roll arranged in the device and by which the wide electrostatic charge distribution of toner grains and a high electrostatic charge level state are evaded or minimized in the sump of the one-componet developing electrophotographic image forming device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は一般にトナーおよび現像
剤組成物に関し、さらに詳しくは本発明は、例えば、電
子写真現像ハウジング、一成分現像に関する同時係属中
の米国特許出願07/428,726 (D/89295)、および07/790,9
16(D/90548) 、および無定量一成分現像に関する米国特
許第５，０４７，８０６号（その開示は参照文として本
明細書に全て含まれる）に説明されているようなゼログ
ラフィー現像ハウジング中でのトナー帯電分布を制御す
るための方法に関する。一つの実施態様においては、本
方法は伝導性酸化物、特に酸化スズおよび酸化チタンの
ような金属酸化物を含むトナー組成物の利用を含む。本
発明の特別の実施態様では、樹脂粒子、顔料粒子、帯電
増強添加剤、および伝導性金属酸化物のような有効な表
面添加剤を含むトナーを，トナー供給源からドナーロー
ルへ添加し、そのトナーを、画像形成部材とドナーロー
ルの間にある現像ニップに移動することを含み、画像へ
のトナー粒子の誘引とそれによるドナーロール上でのト
ナー粒子の帯電分布による画像形成部材上にある潜像の
現像は好ましくは主に一つの極性を持ち、反対の極性を
持つトナー粒子により生ずる画像形成欠陥は回避あるい
は最小になる。前述の画像形成欠陥は、逆極性のトナー
粒子の大きな集塊の形成あるいは過剰な電位あるいは電
荷密度を持つ一定の極性のドナーロール上にあるトナー
粒子によって生じ得る。逆極性あるいは高すぎる電荷密
度を持つこれらの粒子はドナーロール上のトナー層に欠
陥および空孔を作り、画像結像部材上での不十分な現像
を引き起こす。このことにより最終的に現像したコピー
上に好ましくない条痕および欠落を引き起こす。FIELD OF THE INVENTION This invention relates generally to toner and developer compositions, and more particularly, the invention relates to co-pending US patent application Ser. No. 07 / 428,726 (D / 89295), and 07 / 790,9
16 (D / 90548) and in a xerographic development housing as described in US Pat. No. 5,047,806 for quantitative single component development, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. For controlling the toner charge distribution in a printer. In one embodiment, the method comprises the use of a toner composition that includes a conductive oxide, particularly a metal oxide such as tin oxide and titanium oxide. In a particular embodiment of the present invention, a toner comprising resin particles, pigment particles, a charge enhancing additive, and an effective surface additive such as a conductive metal oxide is added to the donor roll from a toner source, Transfer of toner to a developing nip between the imaging member and the donor roll, the latent toner being present on the imaging member due to the attraction of the toner particles to the image and thereby the charge distribution of the toner particles on the donor roll. Image development preferably has predominantly one polarity and imaging defects caused by toner particles of the opposite polarity are avoided or minimized. The aforementioned imaging defects can be caused by the formation of large agglomerates of opposite polarity toner particles or toner particles on a constant polarity donor roll with excessive potential or charge density. These particles of opposite polarity or too high charge density create defects and vacancies in the toner layer on the donor roll, leading to poor development on the imaging member. This causes undesired streaks and defects on the final developed copy.

【０００２】もう一つの実施態様において、本方法は現
像剤ハウジングへの導入に先立ちブレンドされる伝導性
酸化物、特に酸化スズおよび酸化チタンのような金属酸
化物を含有するトナー組成物を利用し、それにより電子
写真画像形成装置のスンプ中のトナー粒子の広い帯電分
布および高い帯電レベルを回避、あるいは最小にするこ
とを含む。特に本実施態様の方法では、プレブレンドト
ナーを作るために樹脂、顔料、帯電制御添加剤、および
金属酸化物あるいは金属酸化物の混合物を含むトナー
を、高速高せん断ミキサー中で約４，０００回転／分(r
pm）で約１０〜約６０分間ブレンドし、プレブレンドし
たトナーを画像形成装置内にあるドナーロールに加え、
そこで画像形成部材をトナー粒子で現像することを含
む。本発明は、現像剤ハウジング、好ましくは一成分現
像剤ハウジングのスンプ中のトナームーバーによるトナ
ー組成物の望ましくないあるいは過剰トナー帯電の問題
を克服する。本発明の方法は 1)ドナーロール上に単位
面積当たりより多くのトナー質量をロードし、背景欠
落、かぶりあるいは他の印刷欠陥の減少あるいは除去、
あるいはトナー粒子の間の高いあるいは不均一帯電分布
のアーチファクト診断を導き、トナースンプ中のトナー
粒子の低いが制御されたすなわち狭い分布のトナー帯電
レベル、およびより均一な帯電分布を持つより優れた均
一性が達成され； 2）トナー配合物に改良された流動特
性を与える、すなわち現像剤スンプを通じてドナーロー
ル領域へ、および現像剤ハウジングを通じてトナーディ
スペンサーからドナーロールへのトナー質量の静電的集
塊をなくすることを可能にする。In another embodiment, the method utilizes a toner composition containing a conductive oxide, particularly a metal oxide such as tin oxide and titanium oxide, which is blended prior to introduction into the developer housing. , Thereby avoiding or minimizing a wide charge distribution and high charge levels of toner particles in the sump of an electrophotographic image forming apparatus. In particular, in the method of this embodiment, a toner containing a resin, a pigment, a charge control additive, and a metal oxide or a mixture of metal oxides to make a preblended toner is rotated at about 4,000 revolutions in a high speed, high shear mixer. / Min (r
pm) for about 10 to about 60 minutes, and the preblended toner is added to the donor roll in the image forming device,
There is therefore included developing the imaging member with toner particles. The present invention overcomes the problems of unwanted or excessive toner charging of toner compositions due to toner movers during the sump of a developer housing, preferably a one component developer housing. The method of the present invention includes 1) loading more toner mass per unit area on a donor roll to reduce or eliminate background loss, fog or other print defects,
Or leads to artifact diagnosis of high or non-uniform charge distribution between toner particles, low but controlled or narrow distribution of toner particles in the toner sump, and better uniformity with more uniform charge distribution. 2) impart improved flow properties to the toner formulation, ie eliminating electrostatic agglomeration of the toner mass through the developer sump to the donor roll area and through the developer housing from the toner dispenser to the donor roll. To be able to do.

【０００３】トナームーバーはトナー粒子を流動化し移
動させ；他のトナー粒子と摩擦帯電あるいは摩擦混合に
よりトナー粒子を帯電させ；理想的にはトナー組成物お
よび現像ハウジングを通じて等電位の帯電レベルを均一
に分布させる働きをもつ。例えば、約２００〜約６００
回転／分、好ましい設定点は約４００回転／分の速度で
典型的な連続あるいは延長操作の間に、トナームーバー
はスンプ中のトナー粒子を連続的に帯電している、すな
わち現像剤ハウジングに入る中性トナーは正と負の両方
に帯電し、正と負の極性の帯電トナー粒子を供給する。
ゼログラフィー現像のプロセスが進行するにしたがい、
すなわちトナーが感光体上での画像現像により消費され
るにしたがい、一つの極性あるいは符号のトナーはドナ
ー部材によりスンプから選択的に除かれ、その後に画像
形成部材上に現像される。第一の帯電極性種の連続的な
除去は、現像剤スンプ中のトナー粒子を平均的な帯電レ
ベルと帯電分布にさせ、現像の目的のために現像剤スン
プから除去されたトナー粒子の最初の極性種と反対の第
二の反対の帯電極性種と分布に漸進的に分極させる。ス
ンプ中で不正な符号すなわち反対の極性のトナー粒子の
漸進的な蓄積は現像プロセスを妨害する望ましくない効
果を作り出し、例えば現像剤スンプ中に残存する不正な
符号のトナーはトナームーバー手段に強く付着し、ボト
ルのような新鮮なトナー供給源からのトナー流動経路に
ケーキング（caking）と遮断を作り、それによって現像
剤ハウジングを通じての新鮮なトナー粒子の均一な流動
を阻害することになる。さらに、不正な符号のトナーは
ドナー部材上に付着あるいは累積し、その結果、適切な
画像の現像に必要な正しい符号のトナーの適切な量のロ
ーディングを制約することになる。この過剰に帯電した
トナー粒子の蓄積現象が作用していると、印刷されたコ
ピーシート上に種々の画像形成欠陥が見られる、例えば
ベタ黒領域の白ヌケおよび漂遊トナーの増大すなわち背
景の汚れが現れ、識別される画像品質を低下させる。一
成分現像ハウジング中のドナー部材あるいはドナーロー
ルはトナー粒子とともにロードされる、すなわちドナー
ロールの表面は、ドナーロールとハウジングの中心の下
で動作しているトナームーバーの間にかけた電圧による
反対の電気バイアスすなわち電位によって決められる一
定の極性のトナー粒子を引き受ける。トナームーバーは
トナー粒子の撹拌および流動化を促進するために穴が開
けられている。適切な符号のトナー粒子は、他のトナー
粒子および現像剤ハウジングの壁との接触を介してトナ
ー上に発現した電荷によりドナーロールに引き寄せられ
る、すなわち駆り立てられる。トナー上の電荷と感光体
上の電荷とのバランスが望ましくなっている感光体上で
の二成分現像の状況における場合のように、一定の電位
差に対して現像されるトナーの量は、図２で図解するよ
うに、現像されるトナー上の電荷に反比例する。ドナー
ロール上のトナー質量を増大するためにスンプ電荷を減
少させ、それにより感光体上の潜像をより均一に現像で
きるようになることが望ましい。Toner movers fluidize and move toner particles; charge the toner particles by tribocharging or friction mixing with other toner particles; ideally to homogenize the equipotential charge level through the toner composition and developer housing. Has the function of distributing. For example, about 200 to about 600
At a speed of revolutions / minute, the preferred set point is about 400 revolutions / minute, during a typical continuous or extended operation, the toner mover continuously charges the toner particles in the sump, ie enters the developer housing. The neutral toner charges both positively and negatively and supplies charged toner particles of positive and negative polarity.
As the xerographic development process progresses,
That is, as the toner is consumed by image development on the photoreceptor, toner of one polarity or sign is selectively removed from the sump by the donor member and subsequently developed on the image forming member. The continuous removal of the first charged polar species causes the toner particles in the developer sump to have an average charge level and charge distribution, and the first of the toner particles removed from the developer sump for development purposes. Polarize progressively into a distribution with a second oppositely charged polar species opposite the polar species. The gradual buildup of toner particles of the wrong sign or opposite polarity in the sump creates an unwanted effect that interferes with the development process, for example, the wrong sign toner remaining in the developer sump sticks strongly to the toner mover means. However, it creates a caking and blockage in the toner flow path from a fresh toner source such as a bottle, thereby impeding the uniform flow of fresh toner particles through the developer housing. In addition, the wrong sign toner deposits or accumulates on the donor member, thus limiting the proper amount of proper sign toner loading required for proper image development. When this phenomenon of accumulation of excessively charged toner particles is in operation, various image defects are observed on the printed copy sheet, for example, white spots in solid black areas and increased stray toner, that is, background stains. Appears and degrades the identified image quality. The donor member or donor roll in the one-component developer housing is loaded with toner particles, that is, the surface of the donor roll is of opposite electrical conductivity due to the voltage applied between the donor roll and the toner mover operating below the center of the housing. It accepts toner particles of constant polarity determined by the bias or potential. The toner mover is perforated to facilitate agitation and fluidization of the toner particles. Toner particles of the appropriate sign are attracted, ie, urged, to the donor roll by the charge developed on the toner through contact with other toner particles and the walls of the developer housing. The amount of toner developed for a given potential difference is shown in FIG. 2 as in the case of two component development on a photoreceptor where the balance of the charge on the toner and the charge on the photoreceptor is desired. As illustrated in FIG. 2, it is inversely proportional to the charge on the developed toner. It is desirable to reduce the sump charge to increase the toner mass on the donor roll, which allows for more uniform development of the latent image on the photoreceptor.

【０００４】多くの一成分トナー、すなわちキャリヤー
粒子、特にネガティブカラー配合剤を含まないで現像さ
れるトナーは現像剤スンプハウジング内での過剰の運動
により過大な電荷を発生しやすいという本質的な問題を
持っている。かくて、一成分現像剤スンプ中のこれらの
トナーの帯電量と分布を減少しかつ制御し、ドナーロー
ルのより有効なローディングとその結果としての現像プ
ロセスの信頼性を高める必要がある。本発明の方法は、
同時係属出願No. 07/428,726およびNo. 07/790,916(D/9
0548) 、および無定量(meterless）一成分現像に関する
米国特許第５，０４７，８０６号（その開示は参照文と
して本明細書に全て取り込まれる）に説明されているよ
うに、一成分現像装置に特に有用である。本発明の方法
は、所望の後ニップの帯電レベルを維持しつつ、現像ハ
ウジング中の前ニップ中および帯電ロッドあるいはブレ
ード領域のトナー粒子の帯電レベルと分布幅を下げるこ
とにより、移動手段からドナー手段へ一貫した量のトナ
ーを移動させることを可能にする。本発明の関連した方
法において、トナー組成物の製造の過程でブレンド時間
を延長することにより、ブレンドしたトナー組成物を電
子写真現像剤ハウジング中で使うときプレロードしたト
ナー帯電レベルを減少することが可能である。The essential problem that many one-component toners, ie toners developed without carrier particles, especially negative color formulations, are prone to excessive charge due to excessive motion within the developer sump housing. have. Thus, there is a need to reduce and control the charge and distribution of these toners in single component developer sumps to increase the effective loading of donor rolls and the resulting reliability of the development process. The method of the present invention is
Co-pending Applications No. 07 / 428,726 and No. 07 / 790,916 (D / 9
And a single-component development apparatus as described in US Pat. No. 5,047,806 for meterless one-component development, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety. Especially useful. The method of the present invention reduces the charge level and distribution width of the toner particles in the pre-nip in the developer housing and in the charge rod or blade region while maintaining the desired charge level in the post-nip, thereby reducing the charge level from the transfer means to the donor means. Allows a consistent amount of toner to be transferred to. In a related method of the present invention, it is possible to reduce the preload toner charge level when the blended toner composition is used in an electrophotographic developer housing by extending the blending time during the manufacture of the toner composition. Is.

【０００５】本発明の方法は米国特許第４，８６８，６
００号（その開示は参照文として本明細書に全て取り込
まれる）に説明されている無スカベンジ(scavengeless)
現像装置に特に有用である。トナーおよび制御トナー粉
末が本発明に述べてある。また、同時係属の米国特許出
願No．429,108(D/89017)および米国特許出願No．396,15
3(D/89018)、および１９９１年８月１日に出願された米
国特許出願No. 07/739,071(D/91104）（そこでは無スカ
ベンジ(scavengeless)電子写真画像形成装置の中の電極
のトナー汚染を回避あるいは最小にするための方法は、
前述の装置にあるドナーロールに、樹脂、顔料、帯電制
御添加剤、および金属酸化物、あるいは金属酸化物の混
合物を含むトナーを加えることを含む）に説明されたよ
うな無スカベンジ現像装置のために、実施態様におい
て、本発明の方法を選択し得る。The method of the present invention is described in US Pat. No. 4,868,6.
No scavengeless as described in No. 00, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.
It is particularly useful for developing devices. Toner and control toner powders are described in this invention. In addition, co-pending US patent application no. 429,108 (D / 89017) and US Patent Application No. 396,15
3 (D / 89018), and U.S. Patent Application No. 07 / 739,071 (D / 91104), filed August 1, 1991 (wherein toner for electrodes in a scavengeless electrophotographic imaging apparatus). Methods to avoid or minimize pollution are:
A scavenging developing device as described in (1) including adding a toner containing a resin, a pigment, a charge control additive, and a metal oxide, or a mixture of metal oxides to a donor roll in the aforementioned device). In particular, in embodiments, the method of the invention may be selected.

【０００６】図１は電子写真印刷機で使用されている現
像剤ユニットを示す概略的な立体図である。さて図１を
見ると、現像剤ユニット４０が詳細に示されている。現
像剤ユニット４０はチャンバーを意味するハウジング８
４およびその中にトナー粒子の供給を貯蔵するためのプ
レロード領域８６を含む。ドナーローラーおよびポスト
ニップ領域８８およびトナームーバー９０がハウジング
８４のチャンバー８６の中にマウントされる。ドナーロ
ーラーは電荷保持表面、感光体ベルト（表示あり）、あ
るいはドラム（表示なし）９１の動きの方向に対して同
一方向あるいは反対方向に回転し得る。図１において、
ドナーローラー８８は矢印９２の方向に回転しているよ
うに描かれている。同様に、トナームーバーは感光体ベ
ルトの動きの方向に対して同一あるいは反対方向に回転
し得る。図１において、トナームーバー９０は矢印９４
の方向に回転しているように描かれている。帯電ロッド
９６はドナーローラー８８と弾力的にかみ合わされる。
帯電ロッド９６は矢印１００の方向に回転する。リーフ
スプリング９８は帯電ロッド９６を支持する。リーフス
プリングはハウジング８４のチャンバー８６の中にマウ
ントされ、末端が固定されずに帯電ロッド９６を回転可
能に支持している。帯電ロッド９６を支持しドナーロー
ラー８８と弾力的に接触させるために適当なスプリング
を用いることができ、帯電ブレードを帯電ロッドの代り
に用いることができる。リーフスプリング９８は好まし
くはシートスチールでできている。帯電ロッドあるいは
ブレード９６はドナーローラー８８に付着しているトナ
ー粒子を帯電し、ドナーローラー８８上のトナー粒子の
層の厚さを制御する。帯電ロッド９６は、陽極酸化した
アルミニウムあるいは２０重量％の分散カーボンブラッ
クを含有する２５ミクロンのフルオロカーボンエラスト
マーでコートしたアルミニウムから作りうる。フルオロ
カーボンエラストマーの一つの適切なタイプはViton G
F 材料である。このようにして、帯電ロッドは弾力性の
ある電気伝導性コーティングを持つ電気伝導性材料から
作られる。好ましくは、弾力性コーティングは約２５ミ
クロンの厚さである。弾力性のコーティングでコートし
た帯電ロッドはコートしないロッドと実質的に同様の帯
電および定量機能を示し、さらに、ドナーロール上のト
ナー層の均一性を著しく改善する。ドナーローラー８８
は好ましくはアルミニウム上にコートした約０．０５ミ
リメートルのポリテトラフルオロエチレンベースの樹脂
を持つ陽極酸化したアルミニウムから作られる。トナー
粒子を正に摩擦電気的に帯電するために適した他の材料
は、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよ
びテトラフルオロエチレンをベースとするターポリマー
フルオロカーボンエラストマー、およびフッ化ビニリデ
ン、テトラフルオロエチレンおよびプロピレンをベース
とするターポリマーフルオロカーボンエラストマーであ
る。これらの材料はトナー粒子を正に摩擦電気的に帯電
するために、コポリマー フルオロエラストマー組成物
よりも好ましい。デュポン(DuPont)コーポレーションに
より作られているバイトン(Viton) GF のようなターポ
リマーフルオロカーボンエラストマーとジメチルシロキ
サンとの反応はさらに摩擦抵抗のあるコーティングを作
り出す。コーティング硬度の最小の効果で所望の電気的
特性を達成するためにはより少ない量の充填剤が必要な
ので、アッコ(Akco)ケミカルズによって作られている K
ETJENBLACK EC(商標）、あるいはコボット(Cabot）コー
ポレーションによって作られている VULCAN XC-72(商
標）のような伝導性グレードのカーボンブラックが好ま
しい。コーティングは、浸漬、スプレー、フロー、押出
し等のような適切な技術で帯電ロッドになされる。この
コーティングはその表面に付着しているトナー粒子を帯
電するのに役立つ。FIG. 1 is a schematic three-dimensional view showing a developer unit used in an electrophotographic printing machine. Turning now to FIG. 1, the developer unit 40 is shown in detail. The developer unit 40 is a housing 8 that means a chamber.
4 and a preload area 86 for storing a supply of toner particles therein. The donor roller and post-nip area 88 and the toner mover 90 are mounted within the chamber 86 of the housing 84. The donor roller can rotate in the same or opposite direction to the direction of movement of the charge retentive surface, the photoreceptor belt (shown), or the drum (not shown) 91. In FIG.
Donor roller 88 is depicted as rotating in the direction of arrow 92. Similarly, the toner mover can rotate in the same or opposite directions relative to the direction of movement of the photoreceptor belt. In FIG. 1, the toner mover 90 is indicated by an arrow 94.
It is drawn as if rotating in the direction of. The charging rod 96 is elastically engaged with the donor roller 88.
The charging rod 96 rotates in the direction of arrow 100. The leaf spring 98 supports the charging rod 96. The leaf spring is mounted in the chamber 86 of the housing 84 and rotatably supports the charging rod 96 without fixing its end. A suitable spring can be used to support the charging rod 96 and resiliently contact the donor roller 88, and a charging blade can be used in place of the charging rod. Leaf spring 98 is preferably made of sheet steel. The charging rod or blade 96 charges the toner particles adhering to the donor roller 88 and controls the thickness of the layer of toner particles on the donor roller 88. The charging rod 96 can be made from anodized aluminum or aluminum coated with a 25 micron fluorocarbon elastomer containing 20% by weight dispersed carbon black. One suitable type of fluorocarbon elastomer is Viton G
F material. In this way, the charging rod is made from an electrically conductive material with a resilient electrically conductive coating. Preferably, the resilient coating is about 25 microns thick. A charged rod coated with a resilient coating exhibits substantially the same charging and metering function as an uncoated rod, and also significantly improves the uniformity of the toner layer on the donor roll. Donor roller 88
Is preferably made from anodized aluminum with about 0.05 millimeters of polytetrafluoroethylene based resin coated on the aluminum. Other materials suitable for positively triboelectrically charging toner particles are terpolymer fluorocarbon elastomers based on vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and tetrafluoroethylene, and vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and propylene. Is a terpolymer fluorocarbon elastomer based on. These materials are preferred over the copolymer fluoroelastomer compositions because they positively triboelectrically charge the toner particles. Reaction of a terpolymer fluorocarbon elastomer such as Viton GF made by DuPont Corporation with dimethylsiloxane produces a more friction resistant coating. Made by Akco Chemicals because smaller amounts of filler are needed to achieve the desired electrical properties with minimal effect of coating hardness.
Conductive grade carbon blacks such as ETJENBLACK EC ™, or VULCAN XC-72 ™ made by Cabot Corporation are preferred. The coating is applied to the charging rod by any suitable technique such as dipping, spraying, flow, extrusion and the like. This coating serves to charge the toner particles adhering to its surface.

【０００７】図１に示されているように、直流(DC)電源
１０２はトナームーバー９０をおおよそ―７５０ボルト
に電気的にバイアスする。直流(DC)電源１０６はドナー
ロール８８を約＋３００ボルトに電気的にバイアスす
る。このことによりトナームーバー９０とドナーローラ
ー８８の間に静電場が生じる。トナー粒子はトナームー
バー９０からドナーロール８８に誘引される。トナーム
バー９０はトナー粒子を凝集しかつ流動化する。流動化
したトナー粒子は重力の影響の下にそこにそれ自身のレ
ベルを求める。新しいトナー粒子がハウジング８４の一
端からチャンバー８６の一端に添加されると、その一端
に添加された新しいトナー粒子によって流動化されたト
ナー粒子に加えられた力が、流動化したトナー粒子をハ
ウジングの一端から他の端に動かす。トナームーバー９
０はチャンバー８６中に位置する延伸した部材である。
新しいトナー粒子は上方の端にマウントした容器（表示
されていない）からチャンバー８６の一端中に放電され
る。延伸したトナームーバーが矢印９４の方向に回転す
るにしたがい、トナー粒子が流動化される。軸の端にマ
ウントされたモーター（表示されていない）は約２００
〜約６００回転／分の範囲の角速度、好ましい設定点は
約４００回転／分で延伸した部材を回転させる。チャン
バー８６中に放電した新しい粒子によって、流動化した
トナー粒子に加えられた力は、流動化したトナー粒子
を、新しいトナー粒子が放電したチャンバーの端から反
対の端に移動させる。移動した流動化したトナー粒子は
ドナーローラー８８に誘引される。延伸した部材９０は
アルミニウムのような電気的に伝導性の材料で作られ
る。延伸した部材９０はドナーローラー８８とのギャッ
プを作るためにその間にスペースをおく。このギャップ
は好ましくは約１．０ミリメートルである。ドナーロー
ラー８８は矢印９２の方向に回転し、例えばベルトある
いはドラム、の光伝導性表面９１上に記録された静電潜
像に接触するように、それに誘引されているトナー粒子
を移動させる。ドナーローラー８８が矢印９２の方向に
回転すると、帯電ロッド９６はドナーローラー８８に弾
性的に接触するようになる。帯電ロッド９６はドナーロ
ーラー８８との接触を維持し、約２５グラム／センチメ
ートル〜約１００グラム／センチメートルの範囲の公称
ニップ力（nominal nip force ）を維持する。帯電ロッ
ド９６はスイッチ１０８に電気的に連結している。スイ
ッチ１０８は帯電ロッド９６を電源１１０あるいは電源
１１２に結びつける。電源１１０、１１２は帯電ロッド
９６をほぼ同じ大きさに、すなわち、ドナーロールに対
して約２００ボルトに電気的にバイアスする。しかしな
がら、電位の極性は反対である。電源１１０は帯電ロッ
ド９６に約２００ボルトの負の電圧をかけるが、電源１
１２は約２００ボルトの正の電圧をかける。スイッチ１
０８が電源１１０を帯電ロッド９６につなげると、ロー
ル表面に約０．４ミリグラム／cm² のトナー質量でドナ
ーロラー８８に付着しているトナー粒子層は最大で約２
０マイクロクーロン／グラムに帯電する。それに対し
て、スイッチ１０８が電源１１２を帯電ロッド９６につ
なげると、トナー粒子はドナーロールから反発される。
帯電ロッド９６が、トナームーバー９０を電気的にバイ
アスしている電位と同じ極性を持つ電位で電気的にバイ
アスされると、トナー粒子がドナーローラー８８に付着
することがわかる。しかしながら、帯電ロッド９６が、
トナームーバー９０に電気的にバイアスしている電位に
対して反対の極性を持つ電位で電気的にバイアスされて
いるときには、トナー粒子はドナーローラー８８から反
発される。延伸した部材９０はこれらのトナー粒子を連
続的に流動化する。これらの流動化したトナー粒子は延
伸した部材９０からドナーローラー８８へ誘引される。
クリーニングブレード１１４はハウジング８４のチャン
バー８６中にマウントされ、端が固定されずに帯電ロッ
ド９６に接触している。そのクリーニングブレードは帯
電ロッドに付着しているトナーを除去する。As shown in FIG. 1, a direct current (DC) power supply 102 electrically biases the toner mover 90 to approximately -750 volts. A direct current (DC) power supply 106 electrically biases the donor roll 88 to about +300 volts. This creates an electrostatic field between the toner mover 90 and the donor roller 88. Toner particles are attracted from the toner mover 90 to the donor roll 88. The toner bar 90 aggregates and fluidizes the toner particles. The fluidized toner particles seek their own level there under the influence of gravity. When new toner particles are added from one end of the housing 84 to one end of the chamber 86, the force exerted on the toner particles fluidized by the new toner particles added to that end causes the fluidized toner particles to move into the housing. Move from one end to the other. Toner mover 9
Reference numeral 0 is an elongated member located in the chamber 86.
Fresh toner particles are discharged into an end of chamber 86 from a container (not shown) mounted at the upper end. As the stretched toner mover rotates in the direction of arrow 94, the toner particles are fluidized. The motor mounted on the end of the shaft (not shown) is about 200
An angular velocity in the range of about 600 revolutions per minute, with a preferred set point rotating the stretched member at about 400 revolutions per minute. The force exerted on the fluidized toner particles by the new particles discharged into the chamber 86 causes the fluidized toner particles to move from the end of the chamber where the new toner particles are discharged to the opposite end. The fluidized toner particles that have moved are attracted to the donor roller 88. Stretched member 90 is made of an electrically conductive material such as aluminum. The stretched member 90 has a space therebetween to create a gap with the donor roller 88. This gap is preferably about 1.0 millimeter. Donor roller 88 rotates in the direction of arrow 92 and displaces the toner particles attracted thereto so as to contact the electrostatic latent image recorded on photoconductive surface 91 of, for example, a belt or drum. As the donor roller 88 rotates in the direction of arrow 92, the charging rod 96 comes into elastic contact with the donor roller 88. The charging rod 96 maintains contact with the donor roller 88 and maintains a nominal nip force in the range of about 25 grams / centimeter to about 100 grams / centimeter. The charging rod 96 is electrically connected to the switch 108. The switch 108 connects the charging rod 96 to the power supply 110 or the power supply 112. The power supplies 110, 112 electrically bias the charging rod 96 to about the same size, ie, about 200 volts with respect to the donor roll. However, the polarities of the potentials are opposite. The power supply 110 applies a negative voltage of about 200 V to the charging rod 96,
12 applies a positive voltage of about 200 volts. Switch 1
When 08 connects the power supply 110 to the charging rod 96, the toner particle layer adhering to the donor roller 88 with the toner mass of about 0.4 mg / cm ^{2 on} the roll surface is about ² at maximum.
Charge to 0 microcoulombs / gram. In contrast, when the switch 108 connects the power supply 112 to the charging rod 96, the toner particles are repelled from the donor roll.
It can be seen that the toner particles adhere to the donor roller 88 when the charging rod 96 is electrically biased at a potential having the same polarity as the potential electrically biasing the toner mover 90. However, the charging rod 96
Toner particles are repelled from the donor roller 88 when electrically biased at a potential having a polarity opposite to that of the toner mover 90. The stretched member 90 continuously fluidizes these toner particles. These fluidized toner particles are attracted from the stretched member 90 to the donor roller 88.
The cleaning blade 114 is mounted in the chamber 86 of the housing 84, and its end is not fixed and is in contact with the charging rod 96. The cleaning blade removes the toner adhering to the charging rod.

【０００８】延伸した部材９０には等距離に隔たった穴
の列が４つある中空ロッドあるいはチューブがある。穴
の各列はロッドの周辺に約９０度で配置している。各々
の列のそれぞれの穴は隣接の穴から隔てられている。穴
は互いに等距離にある。このようにして、チューブが
回転すると、トナー粒子はチューブの中心を通って移動
し、種々の穴から出て行き、その結果流動化される。流
動化したトナー粒子は、トナー貯蔵容器からチャンバー
中に放出された新鮮なすなわち新しいトナー粒子の先頭
により加えられた圧力によって、現像剤ハウジングのチ
ャンバーの一つの端から他の端に進む。代りとして、延
伸した部材９０は円筒形部材をマウントしたロッドでも
良い。円筒形部材は、外側に伸びた鋸刃状のパドルが多
数並んでいる。延伸した部材９０が回転すると、パドル
がトナー粒子を凝集し流動化する。トナー粒子は鋸刃状
のパドルのチップから飛び散り、それによって流動化す
る。トナー貯蔵容器（表示されていない）から放出され
た新しいトナー粒子により流動化したトナー粒子上に加
えられた圧力すなわち力は、流動化したトナー粒子をハ
ウジング８４のチャンバー８６の一端から他の一端に移
動させる。Stretched member 90 comprises a hollow rod or tube having four rows of equidistantly spaced holes. Each row of holes is placed about 90 degrees around the rod. Each hole in each row is separated from the adjacent hole. The holes are equidistant from each other. In this way, the tube
Upon rotation, the toner particles move through the center of the tube and exit the various holes, resulting in fluidization. The fluidized toner particles travel from one end of the chamber of the developer housing to the other due to the pressure exerted by the head of fresh or fresh toner particles released into the chamber from the toner storage container. Alternatively, the elongated member 90 may be a rod mounted with a cylindrical member. The cylindrical member has a large number of saw blade-shaped paddles extending outward. As the stretched member 90 rotates, the paddles aggregate and fluidize the toner particles. Toner particles fly off the tips of the sawtooth paddles and thereby fluidize. The pressure or force exerted on the fluidized toner particles by the new toner particles released from the toner reservoir (not shown) causes the fluidized toner particles to move from one end of the chamber 86 of the housing 84 to the other end. To move.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】実施態様において本明
細書に説明された利点を持つ方法を提供することが本発
明の目的である。本発明のもう一つの目的は、ブロード
な帯電分布と高い帯電レベルが性能に欠点をもたらす一
成分現像電子写真画像形成装置のスンプにおいて、トナ
ー粒子のブロードな帯電分布および高い帯電レベルを回
避あるいは最小にする方法の提供である。It is an object of the present invention to provide a method with the advantages described herein in an embodiment. Another object of the present invention is to avoid or minimize the broad charge distribution and high charge level of toner particles in the sump of a one-component developing electrophotographic image forming apparatus in which a broad charge distribution and a high charge level cause performance defects. It is the provision of a method.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のこれらおよび他
の目的は、実施態様において金属酸化物を含むトナーを
選ぶ方法によって実現される。さらに詳しくは、本発明
は、同時係属の米国特許出願No. 07/428,726および本明
細書に述べられている同時係属の特許出願（その開示は
参照文として本明細書に全て取り込まれる）に説明され
ているように、一成分現像装置のための金属酸化物を含
むトナーの利用を含む方法に関する。実施態様におい
て、本発明の方法は、樹脂粒子、顔料粒子、電荷添加粒
子および金属酸化物表面粒子、コロイドシリカのような
随意の第二の表面添加剤を含むトナーで、電荷保持表面
上に潜像静電画像を現像する方法と装置を提供すること
を含む。その装置は前述のトナー供給、ドナー構造、お
よびトナー供給すなわち貯蔵領域から保持表面と反対側
の領域にトナーを運搬するために帯電保持表面から離れ
たトナームーバーを含む。ドナー構造はカーボンブラッ
クおよびポリテトラフルオロエチレンあるいはデュポン
から入手できる TEFLON （テフロン） S（登録商標）の
混合物で随意にコートされ、あるいは好ましくはコート
されたロールである。帯電ロッドあるいはブレードは耐
久性がありしなやかな材料、例えば陽極酸化をしたアル
ミニウムで作られる。帯電ロッドあるいはブレード構造
は、例えば、適切なフェノール材料で随意にコートして
もよい。もう一つの実施態様において、本方法は現像ハ
ウジング中に導入する前にブレンドし、それによって電
子写真画像形成装置の中のトナー粒子のブロードな帯電
分布および高い帯電レベルを回避ないしは最小にする伝
導性酸化物、特に酸化スズおよび酸化チタンのような金
属酸化物を含有するトナー組成物を利用することを含
む。特に、この実施態様の方法は、樹脂、顔料、電荷添
加剤、および金属酸化物、あるいは金属酸化物の混合物
を含むトナーを約１０〜約６０分、約４，０００ rpmで
ブレンドし、プレブレンドしたトナーを作り、そのプレ
ブレンドしたトナーを画像形成装置中にあるドナーロー
ルに加え、帯電保持表面上の潜像画像を現像することを
含む。These and other objects of the present invention are accomplished by a method of selecting a toner containing a metal oxide in embodiments. More particularly, the present invention is described in co-pending U.S. patent application Ser. No. 07 / 428,726 and co-pending patent applications mentioned herein, the disclosures of which are incorporated herein by reference. As described, a method comprising the use of a metal oxide containing toner for a one-component developing device. In an embodiment, the method of the present invention is a toner comprising resin particles, pigment particles, charge-bearing particles and metal oxide surface particles, an optional second surface additive such as colloidal silica, and a latent toner on a charge-bearing surface. And providing a method and apparatus for developing an electrostatic image. The apparatus includes the toner supply, donor structure, and toner mover remote from the charge retentive surface for transporting toner from the toner supply or storage area to an area opposite the retentive surface, as described above. The donor structure is a roll optionally coated, or preferably coated, with a mixture of carbon black and polytetrafluoroethylene or TEFLON S® available from DuPont. The charging rod or blade is made of a durable and pliable material such as anodized aluminum. The charging rod or blade structure may optionally be coated, for example with a suitable phenolic material. In another embodiment, the method blends prior to introduction into the developer housing thereby avoiding or minimizing the broad charge distribution and high charge levels of toner particles in an electrophotographic imaging device. Utilizing a toner composition containing oxides, particularly metal oxides such as tin oxide and titanium oxide. In particular, the method of this embodiment comprises pre-blending a toner comprising a resin, a pigment, a charge additive, and a metal oxide, or a mixture of metal oxides, for about 10 to about 60 minutes at about 4,000 rpm. Forming a preformed toner and adding the preblended toner to a donor roll in an image forming apparatus to develop the latent image on the charge retentive surface.

【００１１】本発明のトナーおよび現像剤組成物のため
に選択され、例えば約７０重量％〜約９５重量％の種々
の有効量で存在する適当なトナー樹脂の実例には、ポリ
エステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリウレタン、
ポリオレフィン、スチレンアクリレート、スチレンメタ
クリレート、スチレンブタジエン、ビニル樹脂およびジ
カルボン酸およびジフェノールを含むジオールの高分子
エステル化生成物がある。例えば、カボット(Cabot）コ
ーポレーションから入手できる REGAL 330（登録商標）
のようなカーボンブラック、ニグロシン色素、アニリン
ブルー、フタロシアニン誘導体、マグネタイト、および
それらの混合物を含む数多くの周知の適当な顔料をトナ
ー粒子のための着色剤として選ぶことができる。顔料粒
子がMAPICO BLACK（マピコブラック)(登録商標）として
市販されているものを含むマグネタイトを含む場合に、
それらはトナー組成物の中に約１０重量％〜約７０重量
％の量、好ましくは約１０重量％〜約３０重量％の量で
存在する。代りとして、顔料粒子として、カーボンブラ
ックあるいは等価な顔料およびマグネタイトの混合物を
選ぶことができる。この混合物は、例えば、約６％〜約
７０重量％のマグネタイト、および約２％〜約１５重量
％のカーボンブラックを含む。Illustrative of suitable toner resins selected for the toner and developer compositions of the present invention and present in various effective amounts, such as from about 70% to about 95% by weight, are polyesters, polyamides, epoxies. Resin, polyurethane,
There are polymeric esterification products of polyolefins, styrene acrylates, styrene methacrylates, styrene butadienes, vinyl resins and diols including dicarboxylic acids and diphenols. For example, REGAL 330® available from Cabot Corporation.
Many well-known suitable pigments can be selected as the colorant for the toner particles, including carbon black, nigrosine dyes, aniline blue, phthalocyanine derivatives, magnetite, and mixtures thereof. Where the pigment particles include magnetite, including those marketed as MAPICO BLACK (registered trademark),
They are present in the toner composition in an amount of about 10% to about 70% by weight, preferably about 10% to about 30% by weight. Alternatively, carbon black or a mixture of equivalent pigments and magnetite can be chosen as the pigment particles. The mixture includes, for example, about 6% to about 70% by weight magnetite, and about 2% to about 15% by weight carbon black.

【００１２】例えば、約０．１〜約１０重量％、好まし
くは約０．２〜２重量％の有効量で第一の表面添加剤と
して通常存在する伝導性金属酸化物には、０．１〜０．
５ミクロンの平均粒径で２．４×10^-6(ohm-cm)^-1の典型
的な伝導性を持ち三菱化成（ミツビシ ケミカルズ）か
ら入手できるＳ−１のような酸化スズ、あるいは１０〜
３０ミクロンの平均粒径で10^-7(ohm-cm)^-1の伝導性を持
ちチオキシド(Tioxide）コーポレーションから入手でき
る酸化スズがある。本発明に適する伝導性酸化チタンに
はデグサ(Degussa）コーポレーションから入手でき、２
０〜４０ミクロンの平均粒径と１．３×10^-6(ohm-cm)^-1
の伝導度を持つP-25、T805、トリメトキシオクチルシラ
ンで処理して、P25 と同じ粒径であるが３．６×10^-4(o
hm-cm)^-1の伝導度を持つP25 等がある。約８０ミクロン
の典型的な粒径で２．７×10^-3(ohm-cm)^-1の伝導度を持
つ顔料グレードの酸化亜鉛も適している。デグサ コー
ポレーションから入手できる２０ミクロンの典型的な粒
径で２．９×10^-7(ohm-cm) ^-1の伝導度を持つアルミニウ
ム オキサイド Ｃのような酸化アルミニウムもまた適
している。一般に、１ミクロンより小さな粒径で10^-10
(ohm-cm)^-1より大きい伝導度を持つどのような金属酸化
物も本発明の実施態様において適している。顔料あるい
は着色剤としてマゼンタ、シアン、および／あるいはイ
エローの粒子、またそれらの混合物を含む着色トナー組
成物の使用もまた本発明の範囲に含まれている 例えば、約０．１〜約２０、好ましくは約０．１〜約３
重量％の種々の有効量で存在する帯電増強添加剤の実例
には、セチルピリジニウムクロリドのようなアルキルピ
リジニウムハライド、セチルピリジニウムテトラフルオ
ロボレート、第四級硫酸アンモニウム、および米国特許
第４，３３８，３９０号に説明されているスルホン酸塩
帯電制御剤；ステアリルフェネチルジメチルアンモニウ
ムトシレート、米国特許第４，３３８，３９０号参照；
ジステアリルジメチルアンモニウムメチル硫酸塩、米国
特許第４，５６０，６３５号参照；ジメチルジステアリ
ルアンモニウム硫酸水素塩、米国特許第４，９３７，１
５７号参照；ステアリルジメチル水素アンモニウムトシ
レート；カリウムテトラフェニルボレートおよび他のテ
トラフェニルボレート塩；サリチル酸およびその誘導体
の金属塩、日本国の保土ケ谷化学から入手できるBONTRO
N （ボントロン）E-84（商標）およびBONTRON E-88（商
標）、ヘキストから入手できるCOPY CHARGE NXVP 434
（商標）、および他の公知で類似の帯電増強添加剤があ
る。For example, about 0.1 to about 10% by weight, preferably
Or with the first surface additive in an effective amount of about 0.2-2% by weight.
Then, the conductive metal oxide usually present is 0.1 to 0.
2.4 × 10 with an average particle size of 5 microns^-6(ohm-cm)^-1Typical of
Mitsubishi Kasei (Mitsubishi Chemicals), which has good electrical conductivity
Tin oxide such as S-1 available from
10 with an average particle size of 30 microns^-7(ohm-cm)^-1Has conductivity
Available from Tioxide Corporation
There is tin oxide. For conductive titanium oxide suitable for the present invention
Is available from Degussa Corporation, 2
0-40 micron average particle size and 1.3 x 10^-6(ohm-cm)^-1
P-25, T805, trimethoxyoctylsila with a conductivity of
The same particle size as P25 but 3.6 × 10^-Four(o
hm-cm)^-1There is P25 etc. with conductivity of. About 80 microns
2.7 × 10 with typical particle size of^-3(ohm-cm)^-1Has conductivity of
Pigment grade zinc oxide is also suitable. Degussa
20 micron typical grain available from Poration
2.9 × 10 in diameter^-7(ohm-cm) ^-1Aluminum with conductivity of
Aluminum oxide such as Mux Oxide C is also suitable.
is doing. Generally 10 with particle size smaller than 1 micron^-Ten
(ohm-cm)^-1What metal oxide with greater conductivity
Articles are also suitable in embodiments of the invention. Pigment or
Are magenta, cyan, and / or yellow as colorants.
Colored toner set containing yellow particles, and mixtures thereof
Use of the product is also within the scope of the present invention, for example about 0.1 to about 20, preferably about 0.1 to about 3.
Examples of charge enhancing additives present in various effective amounts by weight percent
Includes an alkyl group such as cetylpyridinium chloride.
Lydinium halide, cetylpyridinium tetrafluoride
Roborate, quaternary ammonium sulfate, and US patents
Sulfonates described in 4,338,390
Charge control agent; stearylphenethyl dimethylammonium
Mutsylate, see US Pat. No. 4,338,390;
Distearyl dimethyl ammonium methyl sulfate, USA
See US Pat. No. 4,560,635; dimethyl disteary.
Ruammonium hydrogensulfate, US Pat. No. 4,937,1
No. 57; stearyl dimethyl ammonium hydrogen toshi
Rate; potassium tetraphenylborate and other te
Traphenyl borate salt; salicylic acid and its derivatives
Metal salts of BONTRO available from Hodogaya Chemical Co., Ltd. in Japan
N (Bontron) E-84 (trademark) and BONTRON E-88 (commercial
MARK), COPY CHARGE NXVP 434 available from Hoechst
(TM), and other known and similar charge-enhancing additives.
It

【００１３】さらに本発明の方法に選ばれるトナー組成
物に関して、性能向上添加剤、例えば一端が水酸基で終
結している少なくとも約８０％のポリマー鎖を有する完
全に飽和した炭化水素骨格で構成される直線状高分子ア
ルコールのような潤滑添加剤を加えることができる。上
記のアルコールは下記の式で表わされる。 CH₃(CH₂)_n CH₂OH 式中、n は約３０〜約３００、好ましくは約３０〜約１
００の数である。上記のアルコールは、ペトロライト(P
etrolite）コーポレーションから入手できる。本発明の
トナー組成物は、トナー樹脂粒子、顔料粒子あるいは着
色剤、および帯電添加剤を機械ブレンドおよび溶融ブレ
ンドし、続いて機械摩砕し、約１０〜約２０ミクロンの
平均直径を持つトナー粒子に分類することを含む多くの
公知の方法によって製造することができる。その後、そ
のトナーに金属酸化物を表面添加剤として公知のブレン
ド装置の中で加えることができる。より詳細には、Ligh
tnin' Labmaster ブレンダー、Lodige ブレンダー、あ
るいはHenschel ブレンダーのような装置の中で金属酸
化物をブレンディングにより加えることができる。もう
一つのブレンディング法は、トナーおよび金属酸化物を
スチール、ガラス、セラミックあるいは他の適当なビー
ズと混合し、ロールミルで混合し、その後ビーズを選り
除くことにより実行される。他の方法には、スプレー乾
燥、機械的分散、押出し、溶融分散、分散重合、および
懸濁重合のような公知の技術がある。実施態様において
本発明のトナー組成物は、約０．２〜約５重量％の量の
金属酸化物表面添加剤、約０．１〜約５重量％の量の帯
電制御添加剤、約７５〜約９９重量％の量の樹脂、およ
び約１〜約１５重量％の量の顔料を含む。潜像を有し、
トナーが誘引される感光体の例には輸送層と光発生層を
含む公知の層状光応答デバイス（米国特許第４，２６
５，９９０号；第４，５８５，８８４号；第４，５８
４，２５３号および第４，５６３，４０８号を参照、そ
れらの開示は参照文として本明細書に全て取り込まれ
る）および他の類似の層状光応答デバイスがある。光発
生層の例には、セレン、セレン合金、三方晶系セレン、
金属フタロシアニン、無金属フタロシアニン、チタニル
フタロシアニン、およびバナジルフタロシアニンがあ
り、電荷輸送層の例には米国特許第４,２６５,９９０号
に開示されているアリールアミンがある。本発明の様々
な種類をさらに明確にするために以下の例を提出する。
これらの例は説明のためのものであり、本発明の範囲を
制限するものではない。また、部および百分率は特に指
示しないかぎり重量で示している。比較例もまた示して
ある。Further with respect to the toner composition selected for the method of the present invention, it is comprised of a performance enhancing additive, eg, a fully saturated hydrocarbon backbone having at least about 80% polymer chains terminated at one end with a hydroxyl group. Lubricating additives such as linear polymeric alcohols can be added. The above alcohol is represented by the following formula. CH ₃ (CH ₂ ) _n CH ₂ OH wherein n is about 30 to about 300, preferably about 30 to about 1.
The number is 00. The above alcohol is Petrolite (P
etrolite) available from the Corporation. The toner compositions of the present invention comprise toner resin particles, pigment particles or colorants, and mechanically blended and melt blended toner additives, followed by mechanical milling, toner particles having an average diameter of from about 10 to about 20 microns. It can be produced by many known methods including classification into. The metal oxide can then be added to the toner as a surface additive in known blending equipment. More specifically, Ligh
Metal oxides can be added by blending in a device such as the tnin 'Labmaster blender, the Lodige blender, or the Henschel blender. Another blending method is carried out by mixing the toner and metal oxide with steel, glass, ceramic or other suitable beads, mixing on a roll mill and then beading off. Other methods include known techniques such as spray drying, mechanical dispersion, extrusion, melt dispersion, dispersion polymerization, and suspension polymerization. In an embodiment, the toner composition of the present invention comprises a metal oxide surface additive in an amount of about 0.2 to about 5% by weight, a charge control additive in an amount of about 0.1 to about 5% by weight, about 75 to about. Includes resin in an amount of about 99% by weight, and pigment in an amount of about 1 to about 15% by weight. Has a latent image,
Examples of toner attracted photoreceptors include known layered photoresponsive devices that include a transport layer and a photogenerating layer (US Pat. No. 4,26,26).
No. 5,990; No. 4,585,884; No. 4,58
4,253 and 4,563,408, the disclosures of which are incorporated herein by reference) and other similar layered photoresponsive devices. Examples of photogenerating layers include selenium, selenium alloys, trigonal selenium,
There are metal phthalocyanines, metal-free phthalocyanines, titanyl phthalocyanines, and vanadyl phthalocyanines, and examples of charge transport layers include the aryl amines disclosed in US Pat. No. 4,265,990. The following examples are submitted to further clarify various types of the present invention.
These examples are for illustration only and do not limit the scope of the invention. Further, parts and percentages are shown by weight unless otherwise specified. Comparative examples are also shown.

【００１４】[0014]

【表１】 表１ 例 プレロード プレロード ポストニップ ポストニップ 表面 10μmでの 標準偏差 10μmでの 標準偏差 添加剤 Q/D Q/D 比較例１ -.14 .12 -.26 .20 なし 例１ -.14 .10 -.25 .18 0.8% S-1 SnO₂ 例２ -.06 .08 -.40 .20 0.8% P-25 TiO₂ [Table 1] Table 1 Example Preload Preload Postnip Postnip Standard deviation at 10 μm Standard deviation at 10 μm Additive Q / DQ / D Comparative Example 1 -.14 .12 -.26 .20 None Example 1 -.14 .10 -.25 .18 0.8% S-1 SnO ₂ Example 2 -.06 .08 -.40 .20 0.8% P-25 TiO ₂

【００１５】現像剤ハウジングあるいはスンプ内の帯電
ロッド直前の領域である第一のプレロード位置、および
帯電ロッドの直後の領域で現像のために画像受容部材に
移動される直前の第二のポスト−ニップ位置から除かれ
また測定した帯電トナー粒子に対する一成分現像剤ハウ
ジング中のトナー組成物の帯電レベル(Q/D) 、および帯
電分布すなわち標準偏差における、本発明の金属酸化物
添加剤の影響を表１で説明した。その結果は、本発明の
金属酸化物添加剤の存在により、プレロード領域の帯電
レベルはより小さくすなわち負の値が小さくなり、帯電
分布すなわち偏差はより小さくすなわちより均一になる
ことを示している。ポスト−ニップ領域において、トナ
ー帯電レベルは一定に保たれあるいはより負になるが、
帯電分布は比較的一定に保たれる。トナースンプにおけ
る帯電レベルおよび／あるいは分布の減少により、ドナ
ーロールのより有効なローディングが可能になり、それ
により現像により多くのトナーが利用可能となる状況が
導かれる。同時に、定量帯電ニップ後のより高い帯電レ
ベルは安定でクリーンな現像をもたらす。表１に示され
た金属酸化物表面添加剤の効果を実証するために使用さ
れるトナー組成物は比較例１および実施例１と２に記載
する。A first preload position in the developer housing or area immediately before the charging rod in the sump, and a second post-nip just before being moved to the image receiving member for development in the area immediately after the charging rod. The effect of the metal oxide additive of the present invention on the charge level (Q / D) of the toner composition in the one-component developer housing relative to the charged toner particles removed from position and measured, and the charge distribution or standard deviation. I explained in 1. The results show that the presence of the metal oxide additive of the present invention results in a smaller charge level in the preload region, ie, a smaller negative value, and a smaller charge distribution, or deviation, in the preload region. In the post-nip region, the toner charge level remains constant or becomes more negative,
The charge distribution remains relatively constant. The reduction in charge level and / or distribution in the toner sump allows more efficient loading of the donor roll, which leads to the situation where more toner is available for development. At the same time, the higher charging level after the quantitative charging nip results in stable and clean development. The toner compositions used to demonstrate the effect of the metal oxide surface additives shown in Table 1 are described in Comparative Example 1 and Examples 1 and 2.

【００１６】[0016]

【表２】 表２ Labmaster II プレロード プレロード ポストニップ ポストニップ ブレンド時間 10μm での 標準偏差 10μmでの 標準偏差 （分） Q/D Q/D 3 -.08 .15 -.27 .20 15 -.05 .14 -.28 .17 60 -.00 .06 -.30 .17 [Table 2] Table 2 Labmaster II Preload Preload Postnip Postnip Standard deviation at 10 μm Standard deviation at 10 μm (min) Q / DQ / D 3 -.08 .15 -.27 .20 15 -.05 .14- .28 .17 60 -.00 .06 -.30 .17

【００１７】一成分現像剤ハウジング中への導入に先立
ち、もう一つのトナー組成物の、分で測ったブレンド時
間を増加すると、現像装置のプレロード領域から除去し
たトナー粒子の測定した帯電レベルおよび帯電分布の負
の値がより小さくなる、すなわち電荷の大きさがより小
さく、帯電分布（標準偏差）はより小さくすなわち狭く
なり；ポスト−ニップ領域ではブレンド時間の増大に対
して帯電レベルおよび帯電分布は相対的に一定に保たれ
ることを表２は示している。特に一成分現像剤ハウジン
グで操作しているとき、ドナーロール上へのトナーの有
効なローディングをもたらし、背景付着の少ないクリー
ンな現像を可能にするので、これらは現像組成物が持つ
べき望ましい性質である。表２のプレブレンド時間の効
果を実証するために使用したトナー組成物は比較例３お
よび実施例４と５に記載されている。Increasing the blending time, measured in minutes, of another toner composition prior to its introduction into the one-component developer housing, the measured charge level and charge of the toner particles removed from the preload area of the developer. The negative value of the distribution is smaller, that is, the charge magnitude is smaller, and the charge distribution (standard deviation) is smaller or narrower; the charge level and charge distribution in the post-nip region increase with the blending time. Table 2 shows that it remains relatively constant. These are desirable properties that a developing composition should possess, as they provide effective loading of toner onto the donor roll and enable clean development with low background adhesion, especially when operating in a one-component developer housing. is there. The toner compositions used to demonstrate the effect of preblend time in Table 2 are described in Comparative Example 3 and Examples 4 and 5.

【００１８】[0018]

【実施例】【Example】

【比較例１】 ベーストナー−酸化スズあるいはチタンのない表面添加
剤 ２％のPV FAST BLUE（商標）顔料、０．５％のカリウム
テトラフェニルボレート帯電制御添加剤、および９７．
５％のPLIOTONE（登録商標）スチレンブタジエン 89/11
樹脂を含むベーストナーを、０．５％のAEROSIL R812
（登録商標）ヒュームドシリカ、米国特許第４，９３
７，１５７号（その開示は参照文として本明細書に全て
含まれる）に開示されている方法にしたがって、１０％
のジメチルジステアリルアンモニウムメチル硫酸塩(DDA
MS）で処理した７ナノメートルの平均粒径および３００
m²/グラムの表面積を持ち、デグサ(Degussa）製の疎水
性 AEROSIL（登録商標）とブレンドした。ブレンディン
グはLightnin' Labmaster IIブレンダー中で１５分間実
行した。同時係属の米国特許出願No. 07/790,916 (D/90
548)（その開示は参照文として本明細書に全て含まれ
る）に説明されている画像形成装置のドナーロール上で
前記の処理の結果できるトナーの帯電レベルを、前記の
トナーを（図１に示してある）プレロード位置８６か
ら、電荷を変えずにデバイスの壁上にトナーを捕捉でき
るフィルターデバイス中に減圧することにより測定し
た。このトナーはその帯電レベルおよび分布を測定する
ために帯電スペクトロメーター中に吹き入れた。D = 10
マイクロメートルで測定した平均粒子電荷の直径に対す
る比(Q/D）は-0.14 フェムトクーロン／ミクロン(fc/
μ) であった。10ミクロンにおける（電荷／直径）分布
の標準偏差は0.12 fc/μであった。最大のローディング
効率のためにできるだけ小さな平均および標準偏差の両
方を有することが望ましい。帯電ロッドおよびドナーロ
ールにより作られる定量／帯電ニップを通過させた後、
１０ミクロンにおける平均Q/Dは-0.26 fc /μに、Q/D
の標準偏差は0.20fc/μになった。平均帯電の標準偏差
に対する比が大きいことが望ましい、なぜなら、この比
が増大するにしたがい望ましくない間違った符号のトナ
ーの量が減少するからである。Comparative Example 1 Base Toner-Tin Oxide or Titanium Free Surface Additive 2% PV FAST BLUE ™ pigment, 0.5% potassium tetraphenylborate charge control additive, and 97.
5% PLIOTONE® Styrene Butadiene 89/11
Base toner containing resin, 0.5% AEROSIL R812
(Registered trademark) fumed silica, US Pat. No. 4,93
10% according to the method disclosed in US Pat. No. 7,157, the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety.
Dimethyl distearyl ammonium methylsulfate (DDA
MS) treated with 7 nm average particle size and 300
It had a surface area of m ² / gram and was blended with the hydrophobic AEROSIL® from Degussa. Blending was performed for 15 minutes in a Lightnin 'Labmaster II blender. Co-pending US Patent Application No. 07 / 790,916 (D / 90
548) (the disclosure of which is incorporated herein by reference in its entirety), the charge level of the toner resulting from the above treatment on the donor roll of the image forming apparatus described in Measured from a preload position 86 (as shown) by depressurizing into a filter device that can trap toner on the walls of the device without changing charge. The toner was blown into a charging spectrometer to measure its charge level and distribution. D = 10
The ratio of average particle charge to diameter (Q / D) measured in micrometers is -0.14 femtocoulomb / micron (fc /
μ). The standard deviation of the (charge / diameter) distribution at 10 microns was 0.12 fc / μ. It is desirable to have both the mean and standard deviation as small as possible for maximum loading efficiency. After passing through the metering / charging nip created by the charging rod and donor roll,
Average Q / D at 10 micron is -0.26 fc / μ, Q / D
Has a standard deviation of 0.20 fc / μ. A large ratio of average charge to standard deviation is desirable because as this ratio increases, the amount of undesired wrong sign toner decreases.

【００１９】[0019]

【実施例１】比較例１のベーストナーを同様に処理した
シリカとともに、Labmaster 中で１５分間再びブレンド
した。ただしさらに、三菱化成から入手した S-1 酸化
スズの０．８％を混合物に加えた。その結果得られるト
ナーは、比較例１で述べた方法で測定したとき、１０ミ
クロンにおいて-0.14 fc/ μの平均プレ−ニップ電荷お
よび 0.10 fc/ μの標準偏差を持っていた。このことは
より小さな標準偏差（より狭い分布）を持つことにおい
て比較例１より改良されていることを示す。平均ポスト
−ニップ帯電レベルは-0.25 fc/ μであり、標準偏差は
0.18 fc/μであった。これは品質において、比較例３の
ポスト−ニップ分布に匹敵する。Example 1 The base toner of Comparative Example 1 was reblended for 15 minutes in a Labmaster with similarly treated silica. However, in addition, 0.8% of S-1 tin oxide obtained from Mitsubishi Kasei was added to the mixture. The resulting toner had an average pre-nip charge of -0.14 fc / μ at 10 microns and a standard deviation of 0.10 fc / μ when measured by the method described in Comparative Example 1. This indicates an improvement over Comparative Example 1 in having a smaller standard deviation (narrower distribution). The average post-nip charge level is -0.25 fc / μ and the standard deviation is
It was 0.18 fc / μ. This is comparable in quality to the post-nip distribution of Comparative Example 3.

【００２０】[0020]

【実施例２】比較例１のベーストナーを同様に処理した
シリカとともに、Labmaster 中で１５分間再びブレンド
した。ただしさらに、デグサコーポレーションから入手
したP-25 二酸化チタンの０．８％を混合物に同時に加
えた。その結果得られるトナーは、比較例１で述べた方
法で測定したとき、１０ミクロンにおいて-0.06 fc/ μ
の平均プレ−ニップ電荷および 0.08 fc/ μの標準偏差
を持っていた。このことはさらに小さな平均帯電レベル
と標準偏差の両方を持つことにおいて比較例１より相当
に改良されていることを示す。平均ポスト−ニップ帯電
レベルは-0.40 fc/ μであり、標準偏差は0.20 fc/μで
あった。これは品質において、比較例１のポスト−ニッ
プ帯電分布の改良を示し、標準偏差は同じであるが平均
（帯電レベル）が上昇し、結果として比が大きくなる。Example 2 The base toner of Comparative Example 1 was reblended for 15 minutes in a Labmaster with similarly treated silica. However, in addition, 0.8% of P-25 titanium dioxide obtained from Degussa Corporation was simultaneously added to the mixture. The resulting toner had a particle size of -0.06 fc / μ at 10 microns when measured by the method described in Comparative Example 1.
Had an average pre-nip charge of 0.08 fc / μ and a standard deviation of 0.08 fc / μ. This indicates a significant improvement over Comparative Example 1 in having both smaller average charge levels and standard deviations. The average post-nip charge level was -0.40 fc / μ and the standard deviation was 0.20 fc / μ. This shows an improvement in the post-nip charge distribution of Comparative Example 1 in terms of quality, with the same standard deviation but higher mean (charge level), resulting in a larger ratio.

【００２１】[0021]

【比較例２】５％のHOSTAPERM PINK（商標）マゼンタ顔
料、１％のカリウムテトラフェニルボレート帯電制御添
加剤、および９４％のPLIOTONE（登録商標）樹脂を含む
ベーストナーを、０．５％のAEROSIL R812（登録商標）
ヒュームドシリカ、米国特許第４，９３７，１５７号に
開示されている方法にしたがって、１０％のジメチルジ
ステアリルアンモニウムメチル硫酸塩(DDAMS）で処理し
た７ナノメートルの平均粒径および３００ m²/グラムの
表面積を持ち、デグサ(Degussa）製の疎水性 AEROSIL
（登録商標）とブレンドした。ブレンディングはLightn
in' Labmaster IIブレンダー中で１５分間実行した。そ
の結果得られるトナーは、比較例１で述べた方法で測定
したとき、１０ミクロンにおいて-0.15 fc/ μの平均プ
レ−ニップ電荷および 0.09 fc/ μの標準偏差を持って
いた。平均ポスト−ニップ帯電レベルは-0.25 fc/ μで
あり、標準偏差は0.20 fc/μであった。Comparative Example 2 A base toner containing 5% HOSTAPERM PINK ™ magenta pigment, 1% potassium tetraphenylborate charge control additive, and 94% PLIOTONE® resin, 0.5% AEROSIL. R812 (registered trademark)
Fumed silica, treated with 10% dimethyl distearyl ammonium methyl sulphate (DDAMS) according to the method disclosed in US Pat. No. 4,937,157, has an average particle size of 7 nanometers and 300 m ² / Hydrophobic AEROSIL with a surface area of gram and made by Degussa
(Registered trademark). Blending is Lightn
Run for 15 minutes in the in'Labmaster II blender. The resulting toner had an average pre-nip charge of -0.15 fc / μ and a standard deviation of 0.09 fc / μ at 10 microns as measured by the method described in Comparative Example 1. The average post-nip charge level was -0.25 fc / μ and the standard deviation was 0.20 fc / μ.

【００２２】[0022]

【実施例３】比較例３のベーストナーを同様に処理した
シリカとともに、Labmaster 中で１５分間再びブレンド
した。ただしさらに、デグサ コーポレーションから入
手した P-25 二酸化チタンの０．８％を混合物に同時に
加えた。その結果得られるトナーは、比較例１で述べた
方法で測定したとき、１０ミクロンにおいて-0.09 fc/
μの平均プレ−ニップ電荷および 0.08 fc/ μの標準偏
差を持っていた。このことはさらに小さな平均帯電レベ
ルを持つことにおいて比較例２より相当に改良されてい
ることを示す。平均ポスト−ニップ帯電レベルは-0.26
fc/ μであり、標準偏差は0.18 fc/μであった。これは
品質において、比較例３のポスト−ニップ分布に匹敵す
る。Example 3 The base toner of Comparative Example 3 was reblended with a similarly treated silica in a Labmaster for 15 minutes. However, in addition, 0.8% of P-25 titanium dioxide obtained from Degussa Corporation was simultaneously added to the mixture. The resulting toner had a particle size of -0.09 fc / at 10 microns when measured by the method described in Comparative Example 1.
It had an average pre-nip charge of μ and a standard deviation of 0.08 fc / μ. This shows a considerable improvement over Comparative Example 2 in having a smaller average charge level. Average post-nip charge level is -0.26
fc / μ, and the standard deviation was 0.18 fc / μ. This is comparable in quality to the post-nip distribution of Comparative Example 3.

【００２３】[0023]

【比較例３】１０％のREGAL 330(登録商標）カーボンブ
ラック、１％のカリウムテトラフェニルボレート帯電制
御添加剤、および８９％のスチレンブタジエン樹脂を含
むベーストナーを、０．５％のAEROSIL R812（登録商
標）ヒュームドシリカ、米国特許第４，９３７，１５７
号に開示されている方法にしたがって、１０％のジメチ
ルジステアリルアンモニウムメチル硫酸塩(DDAMS）で処
理した７ナノメートルの平均粒径および３００ m²/グラ
ムの表面積を持ち、デグサ(Degussa）製の疎水性AEROSI
L（登録商標）とブレンドした。ブレンディングはLight
nin' LabmasterII ブレンダー中で３分間実行した。そ
の結果得られるトナーは、比較例１で述べた方法で測定
したとき、１０ミクロンにおいて-0.08 fc/ μの平均プ
レ−ニップ電荷および 0.15 fc/ μの標準偏差を持って
いた。平均ポスト−ニップ帯電レベルは-0.27 fc/ μで
あり、標準偏差は0.20 fc/μであった。Comparative Example 3 A base toner containing 10% REGAL 330® carbon black, 1% potassium tetraphenylborate charge control additive, and 89% styrene butadiene resin was added to 0.5% AEROSIL R812 ( Registered trademark) fumed silica, U.S. Pat. No. 4,937,157
Manufactured by Degussa, having an average particle size of 7 nanometers and a surface area of 300 m ² / gram, treated with 10% dimethyl distearyl ammonium methylsulfate (DDAMS) according to the method disclosed in US Pat. Hydrophobic AEROSI
Blended with L®. Blending is Light
Run for 3 minutes in nin 'Labmaster II blender. The resulting toner had an average pre-nip charge of -0.08 fc / μ at 10 microns and a standard deviation of 0.15 fc / μ as measured by the method described in Comparative Example 1. The average post-nip charge level was -0.27 fc / μ and the standard deviation was 0.20 fc / μ.

【００２４】[0024]

【実施例４】比較例２のベーストナーを同様に処理した
シリカとともに、Labmaster 中で３分間でなく１５分
間、再びブレンドした。その結果得られるトナーは、比
較例１で述べた方法で測定したとき、１０ミクロンにお
いて-0.05 fc/ μの平均プレ−ニップ電荷および 0.14
fc/ μの標準偏差を持っていた。このことはさらに小さ
な平均帯電レベルを持つことにおいて比較例３より相当
に改良されていることを示す。平均ポスト−ニップ帯電
レベルは-0.28 fc/ μであり、標準偏差は0.17 fc/μで
あった。これは品質において、比較例３のポスト−ニッ
プ分布に匹敵する。Example 4 The base toner of Comparative Example 2 was reblended with similarly treated silica in the Labmaster for 15 minutes instead of 3 minutes. The resulting toner had an average pre-nip charge of -0.05 fc / μ at 10 microns and 0.14 when measured by the method described in Comparative Example 1.
It had a standard deviation of fc / μ. This shows a considerable improvement over Comparative Example 3 in having an even lower average charge level. The average post-nip charge level was -0.28 fc / μ and the standard deviation was 0.17 fc / μ. This is comparable in quality to the post-nip distribution of Comparative Example 3.

【００２５】[0025]

【実施例５】比較例２のベーストナーを同様に処理した
シリカとともに、Labmaster 中で３分間でなく６０分
間、再びブレンドした。その結果得られるトナーは、比
較例１で述べた方法で測定したとき、１０ミクロンにお
いて-0.0 fc/μの平均プレ−ニップ電荷および 0.06 fc
/ μの標準偏差を持っていた。このことはさらに小さな
平均帯電レベルを持つことにおいて比較例３より相当に
改良されていることを示す。平均ポスト−ニップ帯電レ
ベルは-0.30 fc/ μであり、標準偏差は0.17 fc/μであ
った。これは品質において、比較例３のポスト−ニップ
分布に匹敵する。Example 5 The base toner of Comparative Example 2 was reblended with similarly treated silica in the Labmaster for 60 minutes instead of 3 minutes. The resulting toner had an average pre-nip charge of -0.0 fc / μ at 10 microns and 0.06 fc as measured by the method described in Comparative Example 1.
had a standard deviation of / μ. This shows a considerable improvement over Comparative Example 3 in having an even lower average charge level. The average post-nip charge level was -0.30 fc / μ and the standard deviation was 0.17 fc / μ. This is comparable in quality to the post-nip distribution of Comparative Example 3.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】図１は、電子写真印刷機で使用されている現像
剤ユニットを示す概略的な立体図である。FIG. 1 is a schematic three-dimensional view showing a developer unit used in an electrophotographic printing machine.

【図２】図２は、プレロードトナー帯電レベルに対する
ドナートナー質量／面積の依存性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the dependence of donor toner mass / area on preloaded toner charge level.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

４０ 現像剤ユニット ８４ ハウジング ８６ プレロード領域 ８８ ドナーローラー ９０ トナームーバー ９１ ドラム ９２ ドナーローラーの回転方向を示す矢印 ９４ ドナームーバーの回転方向を示す矢印 ９６ 帯電ロッド ９８ リーフスプリング １０２ 直流電源 １０６ 直流電源 １０８ スイッチ １１０ 電源 １１２ 電源 １１４ クリーニングブレード 40 developer unit 84 housing 86 preload area 88 donor roller 90 toner mover 91 drum 92 arrow indicating the rotation direction of the donor roller 94 arrow indicating the rotation direction of the donor mover 96 charging rod 98 leaf spring 102 DC power supply 106 DC power supply 108 switch 110 Power supply 112 Power supply 114 Cleaning blade

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド ジェイ コーチ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ウェヴスター エヴァーワイルド ヴィ ユー 1081 (72)発明者 ジョン エフ ナップ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート ラムバス ループ 38 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Ronald J. Coach New York, USA 14580 Webster Everwild View 1081 (72) Inventor John Effnap, New York 14450 Fairport Rambus Loop 38

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 装置内にあるドナーロールに、樹脂、顔
料、帯電制御添加剤、随意の表面流動添加剤、および伝
導性金属酸化物、あるいは金属酸化物の混合物を含むト
ナーを加えることを含む、一成分現像電子写真画像形成
装置のスンプにおけるトナー粒子の広い帯電分布および
高い帯電レベルを回避あるいは最小にする方法。1. A method comprising adding a toner containing a resin, a pigment, a charge control additive, an optional surface flow additive, and a conductive metal oxide, or a mixture of metal oxides to a donor roll in the apparatus. A method for avoiding or minimizing a wide charge distribution and a high charge level of toner particles in a sump of a one-component developing electrophotographic image forming apparatus.