JPS597098B2 - Electrostatic latent image development method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明Ｇお一成分系現像剤を用いる静電潜像現像方法に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention G relates to an electrostatic latent image developing method using a one-component developer.

一成分系現像剤即ちキャリアを含まずトナーのみで構成
された粉体の現像剤を保持体上に保持し、これを摩擦部
材により摩擦して帯電させ、静電潜像の現像に供する現
像方式が知られている。A development method in which a one-component developer, that is, a powder developer consisting only of toner without carrier, is held on a holder, and this is charged by friction by a friction member to develop an electrostatic latent image. It has been known.

第１図は、そのような現像方式の現像装置ρ１例を示し
ている。即ち、図において符号１は感光体、符号２はス
リーブ、符号３はマグネットローラー、符号４はホッパ
ー、符号５は摩擦部材をそれぞれ示している。FIG. 1 shows an example of a developing device ρ1 using such a developing method. That is, in the drawings, reference numeral 1 indicates a photoreceptor, reference numeral 2 a sleeve, reference numeral 3 a magnet roller, reference numeral 4 a hopper, and reference numeral 5 a friction member, respectively.

感光体１はドラム状に形成されて矢印方向へ回動可能で
あり、現像すべき静電潜像はその周面に形成される。The photoreceptor 1 is formed into a drum shape and is rotatable in the direction of the arrow, and an electrostatic latent image to be developed is formed on its peripheral surface.

スリーブ２は現像剤保持体であるが、非磁住体により中
空シリンダーに形成され、その長さ方向、即ち図面に垂
直な方向を感光体１の回動軸方向と平行にして、その周
面が感光体１の周面に近接するように配設されている。The sleeve 2 is a developer holder, and is formed into a hollow cylinder made of a non-magnetic material, with its length direction, that is, the direction perpendicular to the drawing, being parallel to the rotational axis direction of the photoreceptor 1, and its circumferential surface are arranged close to the circumferential surface of the photoreceptor 1.

マグネットローラー３は、その周面にそつて、最大曲率
方向へＮ極とｓ極とが交互に表れるように磁化されたロ
ーラーであり、スリーブ２の内空間に、その回動軸がス
リーブ２の長さ方向と平行になるように装設される。The magnet roller 3 is a roller that is magnetized so that north poles and south poles appear alternately along its circumferential surface in the direction of maximum curvature, and its rotation axis is located in the inner space of the sleeve 2. It is installed parallel to the length direction.

一成分現像剤であるトナーＴは、ホッパー４内に貯えら
れているが、該例においてトナーＴは、それ自体磁性を
付与されており、ホッパー４からスリーブ２上へ供給さ
れると、マグネットローラー３がスリーブ２の外周面上
近傍の空間に形成する磁場の作用によりスリーブ２の周
面上に保持され、マグネットローラー３の時計方向への
回動により、スリーブ２の周面上を反時計方向へ移動す
る。Toner T, which is a one-component developer, is stored in a hopper 4. In this example, the toner T itself has been given magnetism, and when it is supplied from the hopper 4 onto the sleeve 2, it is magnetized by a magnetic roller. 3 is held on the circumferential surface of the sleeve 2 by the action of the magnetic field formed in the space near the outer circumferential surface of the sleeve 2, and by the clockwise rotation of the magnetic roller 3, it moves counterclockwise on the circumferential surface of the sleeve 2. Move to.

摩擦部材５は、少くともトナーＴに接触する部分が、ト
ナーとの摩擦により、トナーＴを、静電潜像と逆極性に
帯電させるような材料で構成され、図面に垂直な方向へ
細長い板状に形成された弾性板であつて、長さ方向に沿
う一側縁部を図示されなぃ支持体に支持され、他方の側
縁部が、スリーブ２上に保持されたトナーＴに面積的に
接触するょうになつている。The friction member 5 is a long and narrow plate in the direction perpendicular to the drawing, and is made of a material that charges the toner T to a polarity opposite to that of the electrostatic latent image through friction with the toner, at least in the portion that contacts the toner T. It is an elastic plate formed in a shape, and one side edge along the length direction is supported by a support (not shown), and the other side edge is attached to the toner T held on the sleeve 2 in area. It is becoming easier to come into contact with people.

するとトナーＴは、スリーブ２上を移動しつつ、摩擦部
材５と摩擦することにより帯電し、その後現像部即ちス
リーブ２と感光体１との近接部へ到ると、感光体１上に
形成され、感光体１の矢印方向への回動により現像部を
通過する静電潜像と電気的に作用し合い、これを現像し
て可視像化する。Then, the toner T is charged by friction with the friction member 5 while moving on the sleeve 2, and is then formed on the photoreceptor 1 when it reaches the developing section, that is, the vicinity of the sleeve 2 and the photoreceptor 1. By rotating the photoreceptor 1 in the direction of the arrow, it interacts electrically with the electrostatic latent image passing through the developing section, and develops it into a visible image.

このような現像方式において問題となるのは、高湿時に
、トナーＴの帯電効率が低下し、現像能力が低下するこ
とである。これは、以下にのべる磁註を有さない、一成
分系現像剤用トナーにも共通した欠点である。このよう
な欠点は、高温時に空気中の水分が、トナーに吸着され
ることに起因する。A problem with such a developing system is that the charging efficiency of the toner T decreases and the developing ability decreases when the humidity is high. This is a drawback common to toners for one-component developers that do not have magnetic annotations, which will be described below. Such a drawback is caused by the fact that moisture in the air is adsorbed by the toner at high temperatures.

また、一般に、一成分系現像剤トナーにおいてはトナー
同志が付着し合つて小塊化する所謂凝集が生じやすく、
この凝集により、可視像における解澹力の低下や画像の
乱れなどの問題が生ずる。Additionally, in general, one-component developer toner tends to cause so-called agglomeration, in which toners adhere to each other and form small clumps.
This aggregation causes problems such as a decrease in resolving power in visible images and image disturbances.

また、トナーＴのように磁性を付与されている場合、こ
のような磁性の付与は、トナー粒子中に鉄粉を含有させ
ることにより行なうのであるが、第２図に示すように、
トナー粒子中で鉄粉Ｆが重なり合い、つらなつた状態に
なりやすく、トナーの電気抵抗が低下して、帯電させた
電荷が散逸しやすい。これは、鉄粉Ｆの、トナー中にお
ける分散性が十分でないことに起因する。さらに、摩擦
．部材の圧力によりトナーが、摩擦部材に、物理的に、
あるいは熱触着的に固着し、帯電不全や、保持体上のト
ナー層のかくらんが発生するという２問題がある。Furthermore, when toner T is imparted with magnetism, such magnetism is imparted by incorporating iron powder into the toner particles, as shown in Fig. 2.
In the toner particles, the iron powder F tends to overlap and form a dangling state, which lowers the electrical resistance of the toner and tends to cause the charged electric charge to dissipate. This is due to insufficient dispersibility of the iron powder F in the toner. Furthermore, friction. Due to the pressure of the member, the toner is physically pushed against the friction member.
Alternatively, the toner adheres to the toner due to thermal contact, resulting in insufficient charging and obscuring of the toner layer on the holder.

このトナー固着の問題は、ホツパ一のトナー供給部にお
いても生じうる。第３図は、一成分系現像剤を用いる他
の現像装置例を示している。繁雑をさけるため混同のお
それのないものについては、第１図におけると同一の符
号を付し、それらの機材についての説明は省略する。第
３図に示す装置にもちいられる一成分現像剤を構成する
トナーＴ１は、磁性を有しておらず、保持体であるゴム
ローラー２１の周面に所謂表面エネルギーにより付着し
て保持され、ゴムローラー２１の矢印方向への回動によ
り現像部へ搬送されつつ摩擦部材５により摩擦されて帯
電する。This problem of toner sticking may also occur in the toner supply section of the hopper. FIG. 3 shows another example of a developing device using a one-component developer. To avoid confusion, the same reference numerals as in FIG. 1 are given to items that are unlikely to be confused with each other, and descriptions of those items will be omitted. The toner T1 constituting the one-component developer used in the apparatus shown in FIG. As the roller 21 rotates in the direction of the arrow, it is transported to the developing section and is rubbed by the friction member 5 and charged.

このような装置においてはトナーＴ１の流動性が可視像
の画質に大きな影響を与える。すなわち、このような装
置においては、第１図に示す装置におけるマグネツトロ
ーラ一３の磁気力に相当する力、即ち、ホツパ一４中の
トナーＴ１をゴムローラー２１の表面へ引きよせる力が
存在しないため、ゴムローラー２１へのトナーＴ１の補
給は、もつぱらトナーＴ１の流動性に依存する。しかる
にゴムローラー２１上のトナーＴ１は、静電潜像を可視
像化する際に感光体１の表面へ転着して、ゴムローラー
２１の表面から失なわれるから、トナーＴ１の流動性が
十分でなく、ゴムローラー２１のトナーＴ１を失なつた
表面部分へのトナー補給が十分でないと、上記表面部分
は、現像部において、現像能力を十分に発揮しえないか
らである。In such an apparatus, the fluidity of the toner T1 has a large effect on the quality of the visible image. That is, in such an apparatus, there exists a force corresponding to the magnetic force of the magnet roller 13 in the apparatus shown in FIG. Therefore, replenishment of the toner T1 to the rubber roller 21 depends entirely on the fluidity of the toner T1. However, when the electrostatic latent image is visualized, the toner T1 on the rubber roller 21 is transferred to the surface of the photoreceptor 1 and is lost from the surface of the rubber roller 21, so that the fluidity of the toner T1 is reduced. This is because if the toner is not sufficiently replenished to the surface portion of the rubber roller 21 that has lost the toner T1, the surface portion will not be able to fully exhibit its developing ability in the developing section.

本発明の目的は、上記の不都合を解消した静電潜像現像
方法を提供することである。An object of the present invention is to provide an electrostatic latent image developing method that eliminates the above-mentioned disadvantages.

以下、本発明を説明する。The present invention will be explained below.

本発明の特徴とするところ＆ζ疎水性シリカを含有成分
として混入したトナーを一成分系現像剤として用いる点
に存する。The present invention is characterized by the use of a toner containing hydrophobic silica as a one-component developer.

即ち本発明の実施に用いるトナーを製造するのに、樹脂
、着色剤、疎水性シリカ、もしくはこれらに鉄粉を混合
して高温で混練し、十分に混練したのち冷却し樹脂の硬
化を待つて粉細し、さらに５乃至２５ミクロン程度の径
の微粒子にすりつぶすのであるが、このようにして製造
されたトナーは、その表面部に疎水性シリカが露出して
おり、従つてトナー自体に疎水性が付与され、高湿時に
も、トナーの水分吸着がないので、高湿下においても十
分に摩擦帯電させることができる。That is, to produce the toner used in the present invention, resin, colorant, hydrophobic silica, or iron powder is mixed with these and kneaded at high temperature, and after thorough kneading, the mixture is cooled and the resin is allowed to harden. The toner produced in this way has hydrophobic silica exposed on its surface, and therefore the toner itself has hydrophobic properties. Since the toner does not adsorb moisture even under high humidity conditions, sufficient triboelectric charging can be achieved even under high humidity conditions.

また、トナー表面に露出した疎水性シリカの物性により
トナー同志が非常にすべりやすくなるため、一成分系現
像剤に十分な流動性が付与されるばかりでなく、トナー
の凝集をも防止することができる。In addition, the physical properties of hydrophobic silica exposed on the toner surface make the toner particles very slippery, which not only provides sufficient fluidity to the one-component developer but also prevents toner agglomeration. can.

また、トナーに磁性を付与するため鉄粉を混入する場合
に疎水性シリカが鉄粉に対してすぐれた分散剤として作
用するため、鉄粉Ｆは、第４図に示すように、トナーＴ
Ｏ中で一様に分散し、従つて高電気抵抗のトナーを作る
ことができる。In addition, when iron powder is mixed in to impart magnetism to the toner, hydrophobic silica acts as an excellent dispersant for the iron powder.
It is possible to make toners that are uniformly dispersed in O and thus have high electrical resistance.

ただし、符号Ｔ。は、本発明による、疎水性シリカを混
入された磁性を有する一成分系現像剤用トナーである。
また、表面に疎水性シリカカｌ出したトナーは非常に摩
擦帯電が容易であるので、トナーの他の構成成分である
樹脂や着色剤の選択の自由度が増す。However, the code T. is a magnetic one-component developer toner mixed with hydrophobic silica according to the present invention.
Further, since the toner having hydrophobic silica on its surface is very easily triboelectrically charged, the degree of freedom in selecting the resin and coloring agent, which are other constituent components of the toner, is increased.

さらに、摩擦部材やホツパ一に固着したトナーをトナー
表面に露出した疎水性シリカが研摩して除去するので、
トナー固着による帯電不全やトナー層のかくらんを有効
に防止できる。以下に実験例を示す。Furthermore, the hydrophobic silica exposed on the toner surface polishes and removes toner stuck to the friction member and hopper.
Charging failure and obscuring of the toner layer due to toner sticking can be effectively prevented. An experimental example is shown below.

実験例 樹脂としてオリゴスチレンを１００ｙ１着色剤としてカ
ーポンプラツク１０ｙ１磁性付与剤として鉄粉７０ｙ、
疎水性シリカとしてアエロジルＲ一９７２（商品名：日
本アエロジル社製）１０７を一対の熱ロールを有する混
練機中で１２０℃の温度で３時間混練したのち、鉄板土
に薄く引きのばして冷却し、ついでハンマーミルにより
粉砕し、さらにジニットミルで微粉砕して、５乃至２５
μの粒度分布を有するトナーを得、これを一成分系現像
剤として、第１図に示すごとき装置に用い現像バイアス
電圧を印加して現像を行つたところ、高湿下においても
、摩擦帯電効率は低下せず良好に現像がなされることを
確認した。Experimental example: 100y of oligostyrene as the resin, 10y of carpon plaque as the colorant, 70y of iron powder as the magnetization agent,
Aerosil R-972 (trade name: manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) 107 as hydrophobic silica was kneaded at a temperature of 120°C for 3 hours in a kneader with a pair of heat rolls, and then thinly spread on iron plate clay and cooled. Next, it is ground with a hammer mill and further finely ground with a dinit mill to give a powder of 5 to 25
When a toner with a particle size distribution of . It was confirmed that development was carried out satisfactorily without any decrease in image quality.

また、鉄粉を混入せずに上記と同様にして製造したトナ
ーは十分な流動性を示すことが、このトナーを第３図に
示す如き装置に用いることにより確認された。Furthermore, it was confirmed by using this toner in an apparatus as shown in FIG. 3 that a toner produced in the same manner as above without mixing iron powder exhibited sufficient fluidity.

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

第１図は、一成分系現像剤を用いる現像装置の１例を説
明図的に示す正面図、第２図は、従来知られている、磁
性を有する一成分系現像剤用トナー中の鉄粉の分散状態
を説明するための図、第３図は、一成分系現像剤を用い
る現像装置の他の例を説明図菌舷示す正面図、第４図は
、本発明の実施に用いる、磁性を有する一成分系現像斉
埋トナー中の鉄粉の分散状態を説明するための図である
。FIG. 1 is a front view schematically showing an example of a developing device using a one-component developer, and FIG. 2 is a diagram showing the iron contained in a conventionally known magnetic toner for a one-component developer. FIG. 3 is a diagram for explaining the dispersion state of powder, FIG. 3 is an explanatory diagram of another example of a developing device using a one-component developer, and FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the dispersion state of iron powder in a magnetic one-component simultaneous development toner.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 疎水性シリカを含有成分として有するトナーのみで
構成される一成分系現像剤を、保持体上に保持し、摩擦
部材により摩擦して帯電させたのち、静電潜像の現像に
供することを特徴とする、静電潜像現像方法。1. A one-component developer composed only of toner containing hydrophobic silica as a component is held on a holding body, charged by friction with a friction member, and then used for developing an electrostatic latent image. Characteristic electrostatic latent image development method.