JP2005352359A - Developing device, image forming apparatus and process cartridge - Google Patents

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Hideki Kimura
秀樹 木村
Takeshi Imamura
剛 今村
Katsumi Masuda
克己 増田
Hideo Yoshizawa
秀男 吉沢
Kiyotaka Sakai
清敬 堺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device which suppresses unevenness in an amount of a developer passing through a gap between a developing roller and a doctor, and to provide an image forming apparatus with the developing device and a process cartridge. <P>SOLUTION: The difference between maximum and minimum values of normal magnetic flux density in a range of turn of ≥±5° from a middle position of the doctor on the basis of the center of the developing roller is set to ≥10 [mT]. Since variation in normal magnetic flux density near the doctor is thus made small, even if a central part of the doctor sags and becomes different in level from ends, the difference in magnetic field between the central part and ends of the doctor can be made small. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、現像装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジに関するものである。   The present invention relates to a developing device, an image forming apparatus, and a process cartridge.

従来、図13に示すように、現像ローラ201の表面に、磁性キャリアおよびトナーからなる2成分現像剤を担持させ、潜像担持体としての感光体210に対向する現像領域に搬送し、感光体上の静電潜像を現像する現像装置を用いるものが知られている。また、現像ローラ201の内部には、複数の磁石203を備えたマグローラ202が配置されている。これらの磁石203から現像ローラ表面に図中点線のような法線方向磁束密度分布の磁界が形成されている。そして、これらの磁石203の磁力により、表面に現像剤をブラシ状に穂立ちさせる。そして、これら磁石に対して現像ローラ201が相対移動することで、現像ローラ201表面にブラシ状に穂立ちした現像剤(以下磁気ブラシとする)が現像ローラ201の表面移動に伴って搬送される。図13に示す法線方向磁束密度分布の高いところでは、現像ローラ上の磁気ブラシは、穂立ちした状態で搬送される。一方、法線方向磁束密度分布の低いところは、現像ローラ上を穂倒れした状態で搬送される。   Conventionally, as shown in FIG. 13, a two-component developer composed of a magnetic carrier and toner is carried on the surface of a developing roller 201 and conveyed to a developing region facing a photoreceptor 210 as a latent image carrier. A device using a developing device for developing the above electrostatic latent image is known. A developing roller 201 includes a magnet roller 202 having a plurality of magnets 203. A magnetic field having a normal direction magnetic flux density distribution such as a dotted line in the figure is formed on the surface of the developing roller from these magnets 203. Then, the magnetic force of these magnets 203 causes the developer to rise on the surface in a brush shape. The developer roller 201 moves relative to these magnets, so that the developer (hereinafter referred to as a magnetic brush) spiked on the surface of the developer roller 201 is conveyed along with the surface movement of the developer roller 201. . In a region where the normal direction magnetic flux density distribution is high as shown in FIG. On the other hand, a portion having a low normal direction magnetic flux density distribution is conveyed in a state of falling over the developing roller.

また、図13の現像装置では、現像ローラ201上の現像剤汲み上げ量を所望の値になるように調整するために、現像剤量規制部材としてドクタ206を設けている。このドクタ206と現像ローラ201との隙間(以下ドクタギャップ)を現像剤が通過する際、磁気ブラシがドクタ206に穂切りされる。これにより、現像領域に搬送される現像剤の量が整えられ、安定した搬送量が確保される。   Further, in the developing device of FIG. 13, a doctor 206 is provided as a developer amount regulating member in order to adjust the developer pumping amount on the developing roller 201 to a desired value. When the developer passes through the gap between the doctor 206 and the developing roller 201 (hereinafter referred to as doctor gap), the magnetic brush is cut into the doctor 206. As a result, the amount of developer conveyed to the development area is adjusted, and a stable conveyance amount is ensured.

現像領域に搬送する現像剤を軸方向に一定にするため、ドクタギャップが軸方向に一定となるようにドクタ206が設けられている。しかし、実際は、ドクタが堰き止める現像剤の圧力によって、図14に示すようにドクタ145がたわんで変形し、端部のドクタギャップ(図中のDG1)に対し、中央部のドクタギャップ(図中のDG2)が広がってしまう。この結果、ドクタギャップの中央部を通過する現像剤の量が端部を通過する現像剤量に比べて多くなる。よって、現像領域に搬送する現像剤を軸方向に一定にすることができず、画像の濃度ムラなどを引き起こしていた。そこで、特許文献1や特許文献2には、現像ローラを停止した状態で、ドクタギャップを軸方向中央にいくに従って狭くしたものが記載されている。   In order to make the developer conveyed to the developing area constant in the axial direction, the doctor 206 is provided so that the doctor gap is constant in the axial direction. However, in reality, the doctor 145 is deflected and deformed by the developer pressure that the doctor dams up, as shown in FIG. DG2) will spread. As a result, the amount of developer passing through the center of the doctor gap is larger than the amount of developer passing through the end. Therefore, the developer conveyed to the development area cannot be made constant in the axial direction, causing image density unevenness and the like. Therefore, Patent Document 1 and Patent Document 2 describe ones in which the developing roller is stopped and the doctor gap is narrowed toward the center in the axial direction.

特開2003−122113号公報JP 2003-122113 A 特開2000−98738号公報JP 2000-98738 A

しかしながら、特許文献1や2のようにドクタの中央部がたわんだときにドクタギャップを軸方向に一定にしても、中央部と端部とで現像剤の搬送量が異なる場合があった。また、ドクタの中央部のたわみ量が僅かで、たわみによるギャップの広がりが無視できる範囲であっても、中央部と端部とで現像量が異なる場合があった。これは、たわみによりドクタ中央部と端部とで法線方向磁束密度に差が生じ、この法線方向磁束密度の差が、たわみによるギャップの広がりがほとんどなくても、ドクタギャップを通過する現像剤量に差を生じさせてしまうことがわかった。   However, even if the doctor gap is kept constant in the axial direction when the center part of the doctor is bent as in Patent Documents 1 and 2, there are cases where the transport amount of the developer differs between the center part and the end part. Further, even when the amount of deflection at the center of the doctor is slight and the spread of the gap due to the deflection is negligible, the amount of development may differ between the center and the end. This is because there is a difference in the normal magnetic flux density between the center and the end of the doctor due to the deflection, and this difference in the normal magnetic flux density allows development that passes through the doctor gap even if there is almost no gap expansion due to the deflection. It was found that a difference was caused in the dosage.

すなわち、法線方向磁束密度が高い位置においては、現像ローラ上の磁気ブラシが、穂立ちした状態でドクタギャップを通過するため、ドクタによる穂切り量が多くなり、通過する現像剤量は少なくなる。一方、法線方向磁束密度が低い位置においては、現像ローラ上の磁気ブラシは穂倒れした状態でドクタギャップを通過するため、ドクタによる穂切り量が少なくなり、通過する現像剤量は多くなる。このように、ドクタ中央部の位置における法線方向磁束密度とドクタ端部の位置における法線方向磁束密度とが異なる結果、ドクタギャップの変化が無視できる範囲にあるにもかかわらず、通過する現像剤量が軸方向で異なってしまう原因であることがわかった。   That is, at a position where the normal direction magnetic flux density is high, the magnetic brush on the developing roller passes through the doctor gap in a state of being raised, so that the amount of cutting by the doctor increases and the amount of developer passing therethrough decreases. . On the other hand, at the position where the normal direction magnetic flux density is low, the magnetic brush on the developing roller passes through the doctor gap in a fallen state, so that the amount of cutting by the doctor decreases and the amount of developer passing therethrough increases. As described above, the normal magnetic flux density at the center position of the doctor is different from the normal magnetic flux density at the position of the doctor end. As a result, the development that passes though the change in the doctor gap is in a negligible range. It was found that the amount of the agent was different in the axial direction.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像ローラとドクタとの隙間を通過する現像剤量のばらつきを抑えた現像装置、該現像装置を備えた画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a developing device that suppresses variation in the amount of developer passing through the gap between the developing roller and the doctor, and image formation including the developing device. An apparatus and a process cartridge are provided.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、磁性現像剤を収容する現像剤収容部と、複数の磁界発生手段を内包した回転可能な非磁性のスリーブからなり、該磁界発生手段により該現像剤収容部内の磁性現像剤を表面に担持させて像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像ローラと、該現像ローラと隙間を形成し、該隙間に該現像剤ローラ上の現像剤を通過させることで、該現像ローラ上の現像剤の層厚を規制するドクタとを備えた現像装置において、該現像ローラの回転軸に直交する仮想面において、該ドクタの該現像ローラ表面と最も近接し、且つ該現像ローラ回転方向最も上流側の位置と、該現像ローラの中心とを結ぶ仮想線を基準線として、該基準線から該現像ローラの中心を基準として±5°以上回転させた範囲における該現像ローラ表面の法線方向磁束密度の最大値と法線方向磁束密度の最小値との差を10[mT]以下としたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記磁界発生手段のうち、ひとつを上記ドクタと対向する位置に設け、該ドクタと対向する位置にある磁界発生手段から発生する磁束が、上記現像ローラの回転軸に直交する仮想面において、該現像ローラ表面の最大法線方向磁束密度の2つの半値点を結んだ仮想線分の中央の位置と該現像ローラの中心とを結ぶ仮想線を基準線とし、該基準線から該現像ローラの中心を基準としてとして±15°以上回転させた範囲にある該現像ローラ表面の法線方向磁束密度の最大値と法線方向磁束密度の最小値との差が5[mT]以下であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の現像装置において、上記現像ローラ表面に、長手方向に延びる複数の溝を有し、該溝の深さが0.05[mm]以上、0.15[mm]以下であることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1、2または3の現像装置において、上記現像剤として、トナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤を用い、該磁性粒子の粒径を20[μm]以上50[μm]以下としたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の現像装置において、上記磁性粒子として、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであって、該樹脂コート膜が、熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有するものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1、2、3、4または5の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、少なくともプレポリマーと、着色剤と、離型剤とからなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させて得られるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、体積平均粒径が3[μm]以上8[μm]以下で、体積平均粒径に対する個数平均粒径の比が1.00以上1.40以下のものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1、2、3、4、5、6又は7の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、形状係数SF−1が100以上180以下で、かつ、形状係数SF−2が100以上180以下であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、上記トナーは、略球形状であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10の画像形成装置において、上記現像装置が有する現像ローラの表面と上記潜像担持体の表面との間隔が最小となる現像ギャップを、0.1[mm]以上、0.4[mm]以下に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像を形成するとともに、該潜像担持体の表面からトナー像を転移させた後に残留したトナーをクリーニングする画像形成装置の本体に対して着脱自在であって、該潜像担持体の周囲に配置される装置又は部材のうち少なくとも現像装置と該潜像担持体とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の現像装置を用いることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 comprises a developer containing portion for containing a magnetic developer, and a rotatable nonmagnetic sleeve containing a plurality of magnetic field generating means. A developing roller that carries the magnetic developer in the developer accommodating portion on the surface and conveys it to a developing area facing the image carrier, and forms a gap with the developing roller, and the developer on the developer roller is formed in the gap In a developing device including a doctor that regulates the layer thickness of the developer on the developing roller, in a virtual plane perpendicular to the rotation axis of the developing roller, An imaginary line connecting the position closest to the upstream side in the rotation direction of the developing roller and the center of the developing roller is used as a reference line, and rotated from the reference line by ± 5 ° or more with respect to the center of the developing roller. In range The difference between the maximum value of the normal direction magnetic flux density on the surface of the developing roller and the minimum value of the normal direction magnetic flux density is 10 [mT] or less.
According to a second aspect of the present invention, in the developing device of the first aspect, one of the magnetic field generating means is provided at a position facing the doctor, and the magnetic flux generated from the magnetic field generating means at the position facing the doctor. However, on the virtual plane perpendicular to the rotation axis of the developing roller, the center position of the virtual line segment connecting the two half-value points of the maximum normal direction magnetic flux density on the surface of the developing roller is connected to the center of the developing roller. The maximum value of the normal direction magnetic flux density on the surface of the developing roller and the normal direction magnetic flux density in a range rotated by ± 15 ° or more from the reference line with the center of the developing roller as a reference from the reference line. The difference from the minimum value is 5 [mT] or less.
Further, the invention of claim 3 is the developing device according to claim 1 or 2, wherein the surface of the developing roller has a plurality of grooves extending in the longitudinal direction, and the depth of the grooves is 0.05 mm or more. It is 0.15 [mm] or less.
According to a fourth aspect of the present invention, in the developing device of the first, second, or third aspect, a two-component developer composed of toner and magnetic particles is used as the developer, and the particle size of the magnetic particles is 20 [μm. ] 50 [μm] or less.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the fourth aspect, wherein the magnetic particles are obtained by coating a core material of a magnetic material with a resin coat film, wherein the resin coat film comprises a thermoplastic resin and a melanin. What contains the resin component which bridge | crosslinked resin and the charge control agent is used, It is characterized by the above-mentioned.
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device of the first, second, third, fourth, or fifth aspect, the toner contained in the developer includes at least a prepolymer, a colorant, and a release agent. A composition obtained by dispersing a composition in an aqueous medium in the presence of resin fine particles and subjecting the toner composition to a polyaddition reaction is used.
The invention of claim 7 is the developing device of claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, wherein the toner contained in the developer has a volume average particle size of 3 [μm] or more and 8 [μm]. In the following, the ratio of the number average particle diameter to the volume average particle diameter is 1.00 or more and 1.40 or less.
The invention of claim 8 is the developing device of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein the toner contained in the developer has a shape factor SF-1 of 100 or more and 180 or less, In addition, a material having a shape factor SF-2 of 100 or more and 180 or less is used.
According to a ninth aspect of the present invention, in the developing device of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, or eighth aspect, the toner has a substantially spherical shape, the shape of which is a major axis r1 and a minor axis. r2 and thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the ratio of the major axis r1 to the minor axis r2 (r2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the thickness The ratio (r3 / r2) between the length r3 and the minor axis r2 is in the range of 0.7 to 1.0.
According to a tenth aspect of the present invention, the toner contained in the developer is attached to the electrostatic latent image formed on the surface of the latent image carrier by the developing device to form a toner image. In an image forming apparatus for transferring an image onto a recording material to form an image, the developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9 is used as the developing device. Is.
The invention according to claim 11 is the image forming apparatus according to claim 10, wherein the developing gap that minimizes the distance between the surface of the developing roller of the developing device and the surface of the latent image carrier is 0.1 [ mm] or more and 0.4 [mm] or less.
According to the invention of claim 12, the toner contained in the developer is attached to the electrostatic latent image formed on the surface of the latent image carrier by the developing device to form a toner image, and the toner image is finally obtained. The toner image is transferred onto a recording material to form an image, and the toner image is transferred from the surface of the latent image carrier. In a process cartridge that integrally supports at least the developing device and the latent image carrier among the devices or members arranged around the image carrier, the developing device is defined as any of claims 1, 2, 3, 4, 5, A developing device of 6, 7, 8 or 9 is used.

請求項1乃至11の発明によれば、ドクタの中央の位置から該現像ローラの中心を基準としてとして±5°以上回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を10[mT]以下としている。このように、ドクタ付近の法線方向磁束密度の変動を小さくしているので、ドクタの中央部がたわんで、端部と位置が異なってもドクタ中央部と端部との磁場の差を小さくすることができる。これにより、ドクタ中央部と端部との法線方向磁束密度の差による現像剤量の軸方向のばらつきを抑制することができる。その結果、画像の濃度を均一に保つことができ、良好な画像を得ることができる。   According to the first to eleventh aspects of the present invention, the difference between the maximum value and the minimum value of the normal direction magnetic flux density in a range rotated by ± 5 ° or more with respect to the center of the developing roller from the center position of the doctor is obtained. 10 [mT] or less. In this way, fluctuations in the normal direction magnetic flux density near the doctor are reduced, so even if the center of the doctor bends and the position of the end differs, the difference in magnetic field between the center and end of the doctor is reduced. can do. Thereby, the variation in the amount of developer in the axial direction due to the difference in the normal direction magnetic flux density between the center and the end of the doctor can be suppressed. As a result, the image density can be kept uniform and a good image can be obtained.

以下、本発明を適用した画像形成装置として、タンデム方式のカラーレーザプリンタ(以下「レーザプリンタ」という)の実施形態について説明する。
まず、本レーザプリンタの基本的な構成について説明する。
[全体構成]
図1は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組のプロセスカートリッジ1Y、M、C、Kを備えている。各符号の数字の後に付されたY、M、C、Kは、言うまでもなく、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示している(以下同様)。プロセスカートリッジ1Y、1M、1C、1Kの他には、光書込ユニット10、転写ユニット11、レジストローラ対19、3つの給紙カセット20、定着ユニット21などが配設されている。
Hereinafter, an embodiment of a tandem color laser printer (hereinafter referred to as “laser printer”) will be described as an image forming apparatus to which the present invention is applied.
First, the basic configuration of the laser printer will be described.
[overall structure]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser printer according to the present embodiment. This laser printer includes four sets of process cartridges 1Y, M, C, and K for forming images of respective colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). Needless to say, Y, M, C, and K appended to the numbers of the respective symbols indicate members for yellow, magenta, cyan, and black (the same applies hereinafter). In addition to the process cartridges 1Y, 1M, 1C, and 1K, an optical writing unit 10, a transfer unit 11, a registration roller pair 19, three paper feed cassettes 20, a fixing unit 21, and the like are disposed.

[光書込ユニット]
上記光書込ユニット10は、4つの光書込器を備えている。それぞれの光書込器は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
[Optical writing unit]
The optical writing unit 10 includes four optical writers. Each optical writer includes a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, and the like, and irradiates a laser beam on the surface of a photoconductor described later based on image data.

[プロセスカートリッジ]
図2は、上記プロセスカートリッジ1Y、M、C、Kのうち、イエロー用のプロセスカートリッジ1Yの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスカートリッジ1M、C、Kについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。図2において、プロセスカートリッジ1Yは、ドラム状の感光体2Y、帯電装置30Y、除電器31Y、現像装置40Y、ドラムクリーニング装置48Yなどを有している。
[Process cartridge]
FIG. 2 is an enlarged view showing a schematic configuration of the yellow process cartridge 1Y among the process cartridges 1Y, 1M, 1C, and 1K. Since the other process cartridges 1M, 1C, and 1K have the same configuration, their descriptions are omitted. In FIG. 2, the process cartridge 1Y includes a drum-shaped photoconductor 2Y, a charging device 30Y, a static eliminator 31Y, a developing device 40Y, a drum cleaning device 48Y, and the like.

上記帯電装置30Yは、交流電圧が印加される帯電ローラを感光体2Yに摺擦させることで、ドラム表面を一様帯電せしめる。帯電処理が施された感光体2Yの表面には、上記光書込ユニット10によって変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射される。すると、ドラム表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像装置40Yによって現像されてYトナー像となる。   The charging device 30Y uniformly charges the drum surface by sliding a charging roller to which an AC voltage is applied against the photoreceptor 2Y. The surface of the photoreceptor 2Y subjected to the charging process is irradiated with the laser beam modulated and deflected by the optical writing unit 10 while being scanned. Then, an electrostatic latent image is formed on the drum surface. The formed electrostatic latent image is developed by the developing device 40Y to become a Y toner image.

上記現像装置40Yは、そのケーシングの開口から一部露出させるように配設された現像ローラ42Yを有している。また、第1搬送スクリュウ43Y、第2搬送スクリュウ44Y、ドクタ45Y、トナー濃度センサ(以下、Tセンサという)46Yなども有している。   The developing device 40Y has a developing roller 42Y disposed so as to be partially exposed from the opening of the casing. Further, it also includes a first transport screw 43Y, a second transport screw 44Y, a doctor 45Y, a toner concentration sensor (hereinafter referred to as a T sensor) 46Y, and the like.

上記ケーシング内には、磁性キャリアと、マイナス帯電性のYトナーとを含む二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は上記第1搬送スクリュウ43Y、第2搬送スクリュウ44Yによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、上記現像ローラ42Yの表面に担持される。そして、上記ドクタ45Yによってその層厚が規制されてから感光体2Yに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体2Y上の静電潜像にYトナーを付着させる。この付着により、感光体2Y上にYトナー像が形成される。現像によってYトナーを消費した二成分現像剤は、現像ローラ42Yの回転に伴ってケーシング内に戻される。   A two-component developer containing a magnetic carrier and negatively chargeable Y toner is accommodated in the casing. The two-component developer is frictionally charged while being agitated and conveyed by the first conveying screw 43Y and the second conveying screw 44Y, and then carried on the surface of the developing roller 42Y. Then, after the layer thickness is regulated by the doctor 45Y, it is transported to the developing area facing the photoreceptor 2Y, where Y toner is attached to the electrostatic latent image on the photoreceptor 2Y. This adhesion forms a Y toner image on the photoreceptor 2Y. The two-component developer that has consumed Y toner by development is returned to the casing as the developing roller 42Y rotates.

上記第1搬送スクリュウ43Yと、上記第2搬送スクリュウ44Yとの間には仕切壁47Yが設けられている。この仕切壁47Yにより、現像ローラ42Yや第1搬送スクリュウ43Y等を収容する第1供給部と、第2搬送スクリュウ44Yを収容する第2供給部とがケーシング内で分かれている。第1搬送スクリュウ43Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第1供給部内の二成分現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ローラ42Yに供給する。第1搬送スクリュウ43Yによって上記第1供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁47Yに設けられた図示しない開口部を通って上記第2供給部内に進入する。第2供給部内において、第2搬送スクリュウ44Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第1供給部から送られてくる二成分現像剤を第1搬送スクリュウ43Yとは逆方向に搬送する。第2搬送スクリュウ44Yによって第2供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁47Yに設けられたもう一方の開口部(図示せず)を通って第1供給部内に戻る。   A partition wall 47Y is provided between the first transport screw 43Y and the second transport screw 44Y. The partition wall 47Y separates the first supply unit that accommodates the developing roller 42Y, the first conveyance screw 43Y, and the like and the second supply unit that accommodates the second conveyance screw 44Y in the casing. The first conveying screw 43Y is rotationally driven by a driving unit (not shown), and supplies the two-component developer in the first supply unit to the developing roller 42Y while conveying the two-component developer from the front side to the back side in the drawing. The two-component developer conveyed to the vicinity of the end of the first supply unit by the first conveyance screw 43Y enters the second supply unit through an opening (not shown) provided in the partition wall 47Y. In the second supply unit, the second transport screw 44Y is driven to rotate by a driving unit (not shown), and transports the two-component developer sent from the first supply unit in the direction opposite to that of the first transport screw 43Y. . The two-component developer transported to the vicinity of the end of the second supply unit by the second transport screw 44Y returns to the first supply unit through the other opening (not shown) provided in the partition wall 47Y. .

透磁率センサからなるTセンサ46Yは、上記第2供給部の中央付近の底壁に設けられ、その上を通過する二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Tセンサ46YはYトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、RAMを備えており、この中にTセンサ46Yからの出力電圧の目標値であるY用Vtrefを格納している。また、他の現像装置に搭載された図示しないTセンサからの出力電圧の目標値であるM用Vtref、C用Vtref、K用Vtrefのデータも格納している。Y用Vtrefは、図示しないYトナー搬送装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Tセンサ46Yからの出力電圧の値をY用Vtrefに近づけるように、図示しないYトナー搬送装置を駆動制御して第2供給部内にYトナーを補給させる。この補給により、現像装置40Y内の二成分現像剤のYトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスカートリッジの現像装置についても、同様のトナー補給制御が実施される。   The T sensor 46Y including a magnetic permeability sensor is provided on the bottom wall near the center of the second supply unit, and outputs a voltage having a value corresponding to the magnetic permeability of the two-component developer passing therethrough. Since the magnetic permeability of the two-component developer has a certain degree of correlation with the toner density, the T sensor 46Y outputs a voltage having a value corresponding to the Y toner density. This output voltage value is sent to a control unit (not shown). This control unit includes a RAM, in which Y Vtref, which is a target value of the output voltage from the T sensor 46Y, is stored. In addition, data of M Vtref, C Vtref, and K Vtref, which are target values of output voltages from a T sensor (not shown) mounted in another developing device, are also stored. The Y Vtref is used for driving control of a Y toner conveying device (not shown). Specifically, the control unit drives and controls a Y toner conveying device (not shown) so that the value of the output voltage from the T sensor 46Y is close to the Y Vtref, and replenishes Y toner into the second supply unit. By this replenishment, the Y toner concentration of the two-component developer in the developing device 40Y is maintained within a predetermined range. Similar toner replenishment control is performed for the developing devices of the other process cartridges.

Y用の感光体2Y上に形成されたYトナー像は、後述の紙搬送ベルトに搬送される転写紙上に転写される。転写後の感光体2Yの表面は、ドラムクリーニング装置48Yによって転写残トナーがクリーニングされた後、除電器31Yによって除電される。そして、帯電装置30Yによって一様帯電せしめられて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジについても同様である。各プロセスカートリッジは、プリンタ本体に対して着脱可能になっており、寿命到達時に交換される。   The Y toner image formed on the Y photoconductor 2Y is transferred onto a transfer sheet that is transported to a paper transport belt described later. The surface of the photoreceptor 2Y after the transfer is discharged by the charge eliminator 31Y after the transfer residual toner is cleaned by the drum cleaning device 48Y. Then, it is uniformly charged by the charging device 30Y and prepared for the next image formation. The same applies to other process cartridges. Each process cartridge can be attached to and detached from the printer body, and is replaced when the end of its service life is reached.

[転写ユニット]
先に示した図1において、上記転写ユニット11は、紙搬送ベルト12、駆動ローラ13、張架ローラ14、4つの転写バイアスローラ17Y、M、C、Kなどを有している。紙搬送ベルト12は、駆動ローラ13、張架ローラ14にテンション張架されながら、図示しない駆動系によって回転せしめられる駆動ローラ13によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。4つの転写バイアスローラ17Y、M、C、Kは、それぞれ図示しない電源から転写バイアスが印加される。そして、紙搬送ベルト12をその裏面から感光体2Y、M、C、Kに向けて押圧してそれぞれ転写ニップを形成する。各転写ニップには、上記転写バイアスの影響により、感光体と転写バイアスローラとの間に転写電界が形成される。Y用の感光体2Y上に形成された上述のYトナー像は、この転写電界やニップ圧の影響により、紙搬送ベルト12上に搬送される転写紙P上に転写される。このYトナー像の上には、感光体2M、C、K上に形成されたM、C、Kトナー像が順次重ね合わせて転写される。かかる重ね合わせの転写により、紙搬送ベルト12上に搬送される転写紙P上には、紙の白色と相まったフルカラートナー像が形成される。
[Transfer unit]
In FIG. 1 described above, the transfer unit 11 includes a paper conveying belt 12, a driving roller 13, a stretching roller 14, four transfer bias rollers 17Y, M, C, and K. The paper conveying belt 12 is endlessly moved counterclockwise in the figure by a driving roller 13 rotated by a driving system (not shown) while being tensioned by a driving roller 13 and a stretching roller 14. A transfer bias is applied to each of the four transfer bias rollers 17Y, 17M, 17C, and 17K from a power source (not shown). Then, the paper conveying belt 12 is pressed from the back surface toward the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K to form transfer nips. At each transfer nip, a transfer electric field is formed between the photoconductor and the transfer bias roller due to the influence of the transfer bias. The above-mentioned Y toner image formed on the Y photoconductor 2Y is transferred onto the transfer paper P that is transported onto the paper transport belt 12 due to the influence of the transfer electric field and nip pressure. On this Y toner image, the M, C, K toner images formed on the photoreceptors 2M, 2C, 2K are sequentially superimposed and transferred. By such superposition transfer, a full-color toner image combined with the white color of the paper is formed on the transfer paper P transported on the paper transport belt 12.

[給紙カセット]
上記転写ユニット11の下方には、複数枚の転写紙Pを重ねて収容する3つの給紙カセット20が多段に配設されており、それぞれのカセットは一番上の転写紙Pに給紙ローラを押し当てている。給紙ローラが所定のタイミングで回転駆動すると、一番上の転写紙Pが紙搬送路に給紙される。
[Paper cassette]
Below the transfer unit 11, three paper feed cassettes 20 for accommodating a plurality of transfer papers P in a stacked manner are arranged in multiple stages, and each cassette is provided with a paper feed roller on the top transfer paper P. Is pressed. When the paper feed roller is driven to rotate at a predetermined timing, the uppermost transfer paper P is fed to the paper transport path.

[レジストローラ対]
上記給紙カセット20から紙搬送路に給紙された転写紙Pは、レジストローラ対19のローラ間に挟まれる。レジストローラ対19は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Pを各転写ニップにてトナー像を重ね合わせ得るタイミングで送り出す。これにより、各転写ニップで転写紙Pにトナー像が重ね合わせ転写される。フルカラー画像が形成された転写紙Pは、定着ユニット21に送られる。
[Registration roller pair]
The transfer paper P fed from the paper feed cassette 20 to the paper transport path is sandwiched between the rollers of the registration roller pair 19. The registration roller pair 19 sends out the transfer paper P sandwiched between the rollers at a timing at which toner images can be superimposed at each transfer nip. As a result, the toner image is superimposed and transferred onto the transfer paper P at each transfer nip. The transfer paper P on which the full color image is formed is sent to the fixing unit 21.

[定着ユニット]
上記定着ユニット21は、内部にハロゲンランプ等の熱源を有する加熱ローラ21aと、これに圧接せしめられる加圧ローラ21bとによって定着ニップを形成している。そして、この定着ニップに転写紙Pを挟み込みながら、その表面にフルカラー画像を定着せしめる。定着ユニット21を通過した転写紙Pは、図示しない排紙ローラ対を経て機外へと排出される。
[Fixing unit]
The fixing unit 21 forms a fixing nip with a heating roller 21a having a heat source such as a halogen lamp inside and a pressure roller 21b brought into pressure contact therewith. The full color image is fixed on the surface of the transfer paper P while being sandwiched in the fixing nip. The transfer paper P that has passed through the fixing unit 21 is discharged out of the apparatus through a pair of paper discharge rollers (not shown).

次に、現像ローラについて説明する。現像ローラ42Yは、次のようにして製造される。まず、アルミニウムを熱間で押出し、円筒状に形成する。現像ローラの材料は、アルミニウムの他に真鍮、ステンレス、導電性樹脂などが使用できるが、コストや精度の面からアルミニウムがよく使用されている。
次に、内周面にV字状の凸部を形成したダイスの内周面から円筒状のアルミニウムを冷間で引き抜くことでスリーブの外周に軸方向にのびる溝が形成される。ここで、ダイスの内径をスリーブの外径より僅かに小さくして、溝の加工と同時にスリーブの振れ精度を上げる加工を行ってもよい。また、スリーブの本数は50〜100本程度としている。前記溝は、アルミニウムの熱間押出し製造時に形成することもできる。
Next, the developing roller will be described. The developing roller 42Y is manufactured as follows. First, aluminum is extruded hot to form a cylindrical shape. As a material for the developing roller, brass, stainless steel, conductive resin, etc. can be used in addition to aluminum, but aluminum is often used from the viewpoint of cost and accuracy.
Next, a groove extending in the axial direction is formed on the outer periphery of the sleeve by cold-drawing cylindrical aluminum from the inner peripheral surface of the die having V-shaped convex portions formed on the inner peripheral surface. Here, the inner diameter of the die may be slightly smaller than the outer diameter of the sleeve, and processing for increasing the deflection accuracy of the sleeve may be performed simultaneously with the processing of the groove. The number of sleeves is about 50 to 100. The groove may be formed at the time of hot extrusion production of aluminum.

図3に示すように、本実施形態の現像ローラ42Yの溝深さHは、0.05〜0.15[mm]に設定している。溝深さが0.15[mm]以上だと溝ピッチのムラが発生し、0.05[mm]と搬送力が十分でなくななってしまう。また、溝深さ偏差があると、それに起因するスリーブ一周ピッチムラが発生するため、溝深さ偏差を30%以下にしている。溝深さ偏差を30%以下に抑えることで、溝深さ偏差に起因するピッチムラを抑制した良好な画像を得ることができる。   As shown in FIG. 3, the groove depth H of the developing roller 42Y of this embodiment is set to 0.05 to 0.15 [mm]. If the groove depth is 0.15 [mm] or more, unevenness of the groove pitch occurs, and the conveying force becomes insufficient at 0.05 [mm]. Further, when there is a groove depth deviation, sleeve circumferential pitch unevenness due to the deviation occurs, so the groove depth deviation is set to 30% or less. By suppressing the groove depth deviation to 30% or less, it is possible to obtain a good image in which pitch unevenness due to the groove depth deviation is suppressed.

また、従来においては、現像ローラ表面にサンドブラスト処理を施して、現像ローラ表面を適度に荒らして、現像剤の搬送力を補助していた。しかし、サンドブラスト処理が施されたスリーブは摩耗により荒らされた突起が径時でな無くなっていき、搬送能力が径時において低下してしまう。このため、径時において現像剤汲み上げ量を確保することができない。しかし、本実施形態では、現像ローラ表面に溝を設けているので、摩耗による搬送能力が低下することがない。このため、径時に渡り安定した汲み上げ量を確保することができる。このように。径時に渡り汲み上げ量を確保することができるので、画像の濃度低下や、ザラツキ、また現像能力低下によるトナー濃度の上昇を径時に渡り抑制することができ、径時に渡り高品位な画像を提供できる現像装置とすることができる。   Conventionally, the surface of the developing roller is sandblasted to moderately roughen the surface of the developing roller to assist the developer conveying force. However, in the sleeve subjected to the sandblasting process, the protrusions roughened by the wear disappear at the time of diameter, and the conveying ability is reduced at the time of diameter. For this reason, the developer pumping amount cannot be secured at the time of diameter. However, in this embodiment, since the groove is provided on the surface of the developing roller, the conveyance capability due to wear does not deteriorate. For this reason, a stable pumping amount can be ensured over time. in this way. Since the pumping amount over time can be secured, it is possible to suppress the decrease in image density, roughness, and increase in toner density due to the decrease in developing ability over time, and provide high-quality images over time. It can be set as a developing device.

本プリンタでは、図3に示すように、感光体2Yと現像ローラ42Yとの現像ギャップGを0.4mm以下に設定している。このように、ギャップGを狭小化することで、現像トナー像の粒状度を大きく改善して、高画質な画像を得ることができる。なお、現像ギャップGが0.1mmよりも小さすぎると、現像ローラ42Yにトナーが固着しやすくなってしまうので、現像ギャップG0.1mm以上が望ましい。   In this printer, as shown in FIG. 3, the developing gap G between the photosensitive member 2Y and the developing roller 42Y is set to 0.4 mm or less. Thus, by narrowing the gap G, the granularity of the developed toner image can be greatly improved, and a high-quality image can be obtained. Note that if the development gap G is too smaller than 0.1 mm, the toner is liable to adhere to the developing roller 42Y.

また、図4に示すように、本実施形態の現像ローラ42Yは、その内部に5つの磁石50a、50b、50c、50d、50eを備えたマグローラ53が配置されている。このマグローラ53のドクタ磁石50bは、ドクタ45Yと対向する位置に配置されている。このマグローラ53の各磁石から図4の実線に示すような磁束密度分布が形成されている。ドクタ45は、静止状態において、現像ギャップが軸方向で均一となるように構成されている。そして、本実施形態の現像ローラ42Yは、ドクタ45Yと最も近接するドクタ磁石50bを、ドクタ45Y付近の法線方向磁束密度分布がほぼ平坦となるように着磁させている。具体的には、ドクタ45Yと最も近接するドクタ磁石50bから発生する法線方向磁束密度のピーク値の2つの半値点B、Cを結んだ線(以下、半値幅)の中央の位置Aから、現像ローラ42Yの中心を基準として±15°の範囲における法線方向磁束密度の最大値と最小値との差が5[mT]以下となるようにドクタ磁石50bを着磁させる。なお、図4に示す点線は、従来の現像ローラの法線方向磁束密度分布を示している。   Further, as shown in FIG. 4, the developing roller 42Y of the present embodiment has a magnet roller 53 provided with five magnets 50a, 50b, 50c, 50d, and 50e. The doctor magnet 50b of the mag roller 53 is disposed at a position facing the doctor 45Y. A magnetic flux density distribution as shown by a solid line in FIG. 4 is formed from each magnet of the mag roller 53. The doctor 45 is configured such that the developing gap is uniform in the axial direction in a stationary state. The developing roller 42Y of this embodiment magnetizes the doctor magnet 50b closest to the doctor 45Y so that the normal direction magnetic flux density distribution near the doctor 45Y is substantially flat. Specifically, from a position A at the center of a line (hereinafter referred to as half width) connecting two half-value points B and C of the peak value of the normal direction magnetic flux density generated from the doctor magnet 50b closest to the doctor 45Y. The doctor magnet 50b is magnetized so that the difference between the maximum value and the minimum value of the normal direction magnetic flux density in the range of ± 15 ° with respect to the center of the developing roller 42Y is 5 [mT] or less. The dotted line shown in FIG. 4 indicates the normal direction magnetic flux density distribution of the conventional developing roller.

図5は、ドクタと対向する位置のドクタ磁石50bの磁束密度における半値幅の中央の位置と現像ローラの中心とを結ぶ線分を基準(0°)として、各角度における磁束密度を示したグラフである。図中の点線は、従来の現像ローラの磁束密度を示し、図中の実線は、本実施形態の現像ローラ45Yの磁束密度を示す。図5からわかるように、本実施形態の現像ローラ45Yは、−15°から15°までの範囲における磁束密度が5[mT]以下としているので、ピーク値付近の磁束密度をほぼ平坦になっている。一方、従来の現像ローラは、−15°から15°までの範囲における磁束密度が5[mT]以上となっており、ピーク値付近の法線方向磁束密度が増減していることがわかる。   FIG. 5 is a graph showing the magnetic flux density at each angle with reference to a line segment connecting the center position of the half-value width in the magnetic flux density of the doctor magnet 50b at the position facing the doctor and the center of the developing roller as a reference (0 °). It is. The dotted line in the figure indicates the magnetic flux density of the conventional developing roller, and the solid line in the figure indicates the magnetic flux density of the developing roller 45Y of this embodiment. As can be seen from FIG. 5, in the developing roller 45Y of this embodiment, the magnetic flux density in the range from −15 ° to 15 ° is set to 5 [mT] or less, so the magnetic flux density near the peak value is substantially flat. Yes. On the other hand, in the conventional developing roller, the magnetic flux density in the range from −15 ° to 15 ° is 5 [mT] or more, and it can be seen that the normal direction magnetic flux density near the peak value increases or decreases.

図6は、現像中の現像剤の圧力によるドクタ45Yのたわみによる変動と法線方向磁束密度との関係を示した図である。現像中の現像剤の圧力によるドクタ45Yの中央部はたわんで、図5中の点線の静的位置から実線に動的位置まで移動する。すると、従来の現像ローラにおいては、ドクタ45Yが実線まで移動すると法線方向磁束密度が低下していることがわかる(点D→点D´)。一方、本実施形態の現像ローラ42Yにおいては、ドクタが移動しても法線方向磁束密度は、ほぼ同値を示していることがわかる(点E→点E´)。従来の現像ローラのドクタギャップを通過した現像剤と本実施形態の現像ローラ42Yのドクタギャップを通過した現像剤量と比較すると、本実施形態の現像ローラ42Yは、従来の現像ローラに比べて現在剤が軸方向均一となっていた。これは、従来の現像ローラは、ドクタ端部とたんわんだ中央部とで法線方向磁束密度が異なるため、たわんだ中央部の位置における法線方向磁束密度は端部の位置における法線方向磁束密度より小さくなっている。このため、中央部付近の磁気ブラシは、端部の磁気ブラシよりも倒れてドクタギャップを通過する。よって、端部においては、ドクタ45Yによる穂切り量が多くなり、中央部においては、ドクタ45Yによる穂切り量が少なくなる。この結果、従来の現像ローラにおいては、ドクタギャップを通過した現像剤量が軸方向で不均一になってしまい、濃度ムラを生じてしまう。
一方、本実施形態の現像ローラ45Yは、ドクタ45Yの端部の位置における法線方向磁束密度とたわんだ中央部における法線方向磁束密度との差がほとんどない。このため、ドクタギャップを通過する磁気ブラシの穂立ち量を同じにすることができ、ドクタギャップを通過する現像剤の量を端部とたわんだ中央部とでほぼ同じにすることができる。よって、本実施形態の現像ローラ45Yにおいては、ドクタギャップを通過した現像剤量を軸方向均一にすることができる、高品位な画像を得ることができる。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the fluctuation due to the deflection of the doctor 45Y due to the developer pressure during development and the normal direction magnetic flux density. The central portion of the doctor 45Y is bent by the pressure of the developing agent during development, and moves from the static position indicated by the dotted line in FIG. 5 to the dynamic position indicated by the solid line. Then, in the conventional developing roller, it can be seen that when the doctor 45Y moves to the solid line, the normal direction magnetic flux density decreases (point D → point D ′). On the other hand, in the developing roller 42Y of the present embodiment, it can be seen that the normal direction magnetic flux density shows almost the same value even if the doctor moves (point E → point E ′). Compared with the developer that has passed through the doctor gap of the conventional developing roller and the amount of developer that has passed through the doctor gap of the developing roller 42Y of the present embodiment, the developing roller 42Y of the present embodiment is more current than the conventional developing roller. The agent was axially uniform. This is because, in the conventional developing roller, the normal direction magnetic flux density is different between the doctor end portion and the bent central portion, so the normal direction magnetic flux density at the bent central portion position is the normal direction at the end position. It is smaller than the magnetic flux density. For this reason, the magnetic brush in the vicinity of the center part falls more than the magnetic brush at the end part and passes through the doctor gap. Therefore, the amount of ear cutting by the doctor 45Y increases at the end portion, and the amount of ear cutting by the doctor 45Y decreases at the center portion. As a result, in the conventional developing roller, the amount of developer that has passed through the doctor gap becomes non-uniform in the axial direction, resulting in density unevenness.
On the other hand, in the developing roller 45Y of this embodiment, there is almost no difference between the normal direction magnetic flux density at the position of the end portion of the doctor 45Y and the normal direction magnetic flux density at the bent central portion. For this reason, the amount of spikes of the magnetic brush that passes through the doctor gap can be made the same, and the amount of the developer that passes through the doctor gap can be made substantially the same at the end portion and the bent central portion. Therefore, in the developing roller 45Y of this embodiment, a high-quality image can be obtained in which the amount of developer that has passed through the doctor gap can be made uniform in the axial direction.

また、図5に示すように、従来の現像ローラは、ピーク値付近の僅かの領域のみ磁束密度分布が平坦である。このため、従来の現像ローラにおいては、マグローラの取り付け誤差により、ドクタと対向する位置に磁束密度のピーク値を配置することができず、ドクタギャップに働く磁力が現像装置毎に異なってしまう場合があった。また、精度よくマグローラを取り付けたとしても、マグローラ自体のばらつきにより、ドクタと対向する位置に磁束密度のピーク値が配置されず、ドクタギャップに働く磁力が現像装置毎に異なってしまう場合もあった。その結果、ドクタギャップを通過する現像剤の量が装置ごとに異なり、現像領域に搬送される現像剤の量が装置ごとに異なってしまうことがあった。
一方、本実施形態の現像ローラの磁束密度分布には、ピーク値の平坦な領域が十分あるので、多少、マグローラの取り付け誤差やマグローラの製造誤差があっても、ドクタと対向する位置に磁束密度のピーク値を配置することができる。これにより、ドクタギャップに働く磁力が現像装置毎に異なることが抑制され、ドクタギャップを現像剤の量が装置ごとに異なることが抑制される。その結果、現像領域に搬送される現像剤の量が装置ごとに異なることが抑制される。
Further, as shown in FIG. 5, the conventional developing roller has a flat magnetic flux density distribution only in a small region near the peak value. For this reason, in the conventional developing roller, the peak value of the magnetic flux density cannot be arranged at the position facing the doctor due to the mounting error of the mag roller, and the magnetic force acting on the doctor gap may be different for each developing device. there were. Even if the mag roller is attached with high precision, the peak value of the magnetic flux density is not arranged at the position facing the doctor due to variations in the mag roller itself, and the magnetic force acting on the doctor gap may be different for each developing device. . As a result, the amount of developer passing through the doctor gap may differ from device to device, and the amount of developer conveyed to the development region may vary from device to device.
On the other hand, the magnetic flux density distribution of the developing roller of the present embodiment has a sufficiently flat region of the peak value. Therefore, even if there is a slight mag roller mounting error or a mag roller manufacturing error, the magnetic flux density at the position facing the doctor is somewhat small. Peak values can be arranged. Thereby, it is suppressed that the magnetic force which acts on a doctor gap differs for every developing apparatus, and it is suppressed that the quantity of a developer differs for every apparatus between doctor gaps. As a result, it is possible to suppress the amount of developer conveyed to the development area from being different for each apparatus.

また、本実施形態の現像ローラは、±15°回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を5[mT]としているが、±15°以上回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を5[mT]としても良い。±15°以上回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を5[mT]とすることで、ピーク値をより平坦にすることができる。また、ピーク値の平坦な領域が増えるので、現像装置毎の現像領域に搬送される現像剤の量の誤差を無くすことができる。   Further, in the developing roller of this embodiment, the difference between the maximum value and the minimum value of the normal direction magnetic flux density in the range rotated ± 15 ° is 5 [mT], but in the range rotated ± 15 ° or more. The difference between the maximum value and the minimum value of the normal direction magnetic flux density may be 5 [mT]. By setting the difference between the maximum value and the minimum value of the normal direction magnetic flux density in the range rotated by ± 15 ° or more to 5 [mT], the peak value can be made flatter. Further, since the flat area of the peak value increases, an error in the amount of the developer conveyed to the developing area for each developing device can be eliminated.

また、図7に示すように、ドクタ450Y近傍の磁石の法線方向磁束密度のピーク値から大きく外れた位置にドクタ450Yが配置される場合は、上述のような厳しい条件でなくても良い。図4に示すように、ドクタ45Yを磁石50bの法線方向磁束密度のピーク値付近に配置した場合、ドクタ45Y付近の磁気ブラシは、最も穂立ちした状態であり、穂切りされる現像剤量が多い。このため、法線方向磁束密度が僅かでも低くなって、磁気ブラシが僅かに穂倒れしただけでも、ドクタによって穂切りされる現像剤量が異なってくる。よって、たわんだ中央部の位置と端部の位置とで少しでも法線方向磁束密度に差がでてしまうと、ドクタギャップを通過する現像剤量に差がでて、濃度ムラを引き起こしてしまう。このため、図4においては、厳しい条件で法線方向磁束密度を規定する必要がある。
一方、図7に示すように、磁石の法線方向磁束密度のピーク値から大きく外れた位置にドクタ450Yが配置される場合は、法線方向磁束密度が低いので、磁気ブラシが穂倒れした状態でドクタギャップを通過するため、ドクタによる穂切り量が少ない。このため、磁気ブラシの穂倒れ量が多少異なっても、ドクタによる穂切り量が大幅に変化することがない。このため、たわんだ中央部の位置と端部の位置とで多少法線方向磁束密度が異なっても、ドクタギャップを通過する現像剤量の差を許容範囲におさめることができる。具体的には、ドクタ450Yの現像ローラ表面と最も近接し、且つ該現像ローラ回転方向最も上流側の位置(ギャップ位置)から現像ローラ420Yの中心を基準として±5°の範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を10[mT]以下とする。ドクタ450Yのギャップ位置から±5°の範囲で法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を10[mT]以下とすれば、ドクタの中央部と端部とでドクタギャップを通過する現像剤量の差を許容範囲におさめることができる。
Further, as shown in FIG. 7, when the doctor 450Y is arranged at a position greatly deviating from the peak value of the normal direction magnetic flux density of the magnet in the vicinity of the doctor 450Y, the above-mentioned severe conditions may not be required. As shown in FIG. 4, when the doctor 45Y is arranged near the peak value of the magnetic flux density in the normal direction of the magnet 50b, the magnetic brush near the doctor 45Y is in the most prominent state and the amount of developer to be cut off There are many. For this reason, even if the magnetic flux density in the normal direction is low even slightly, even if the magnetic brush falls slightly, the amount of developer cut off by the doctor varies. Therefore, if there is even a slight difference in the normal direction magnetic flux density between the position of the bent central portion and the position of the end portion, the difference in the amount of developer passing through the doctor gap will cause density unevenness. . For this reason, in FIG. 4, it is necessary to define the normal direction magnetic flux density under severe conditions.
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the doctor 450Y is arranged at a position greatly deviating from the peak value of the normal direction magnetic flux density of the magnet, the normal direction magnetic flux density is low, so that the magnetic brush has fallen. Because it passes through the doctor gap, the amount of ear cutting by the doctor is small. For this reason, even if the amount of spike fall of the magnetic brush is slightly different, the amount of ear cut by the doctor does not change significantly. For this reason, even if the normal magnetic flux density is slightly different between the position of the bent central portion and the position of the end portion, the difference in the developer amount passing through the doctor gap can be kept within an allowable range. Specifically, the normal direction magnetic flux in the range of ± 5 ° with respect to the center of the developing roller 420Y from the position (gap position) closest to the developing roller surface of the doctor 450Y and the most upstream position (gap position) in the rotating direction of the developing roller. The difference between the maximum value and the minimum value of the density is 10 [mT] or less. If the difference between the maximum value and the minimum value of the normal direction magnetic flux density is 10 [mT] or less within a range of ± 5 ° from the gap position of the doctor 450Y, the doctor gap passes through the doctor gap at the center and the end of the doctor. The difference in developer amount can be kept within an allowable range.

次に、本実施形態に使用される現像剤について説明する。
二成分現像剤のキャリアとしては、弾力性と強い接着力とを有するコート膜であって、膜厚よりも大きい径を有する粒子を表面に含有したコート膜で被覆したものを用いることが望ましい。図8は、このキャリア500の説明図である。キャリア500の芯材としてフェライト501を用いている。このフェライト501の表面を、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に、帯電調整剤を含有させたコート膜502で被覆している。このコート膜502は弾力性と強い接着力を有している。さらに、コート膜502の膜厚よりも大きい径の粒子、例えばアルミナ粒子503を表面に分散している。アルミナ粒子503はコート膜502の強い接着力で保持されている。従来のキャリアは硬いコート膜を徐々に削りながら長寿命を得るという思想の基で構成されていたのに対し、図示のキャリア500はコート膜502が弾力性を有することで衝撃を吸収して膜削れを抑制する。また、膜厚よりも大きい径を有するアルミナ粒子503をキャリア501表面に分散することで、コート膜502への衝撃を阻止し、しかもスペント物のクリーニングを行なうことができる。このように、コート膜の膜削れとスペント化を抑制できるので、従来のキャリアに比べ、より長寿命化を図ることができる。これにより、長期間に渡り、トナー汲上量の安定化、すなわち品質の安定化を期待できる。
Next, the developer used in this embodiment will be described.
As the carrier for the two-component developer, it is desirable to use a coat film having elasticity and strong adhesive force and coated with a coat film containing particles having a diameter larger than the film thickness on the surface. FIG. 8 is an explanatory diagram of the carrier 500. Ferrite 501 is used as the core material of the carrier 500. The surface of the ferrite 501 is coated with a coating film 502 containing a charge adjusting agent in a resin component obtained by crosslinking a thermoplastic resin such as acrylic and a melamine resin. The coat film 502 has elasticity and strong adhesive force. Further, particles having a diameter larger than the film thickness of the coat film 502, for example, alumina particles 503 are dispersed on the surface. The alumina particles 503 are held with a strong adhesive force of the coating film 502. Whereas the conventional carrier is configured on the basis of the idea of obtaining a long life while gradually scraping off the hard coat film, the carrier 500 shown in the figure absorbs the impact by the elasticity of the coat film 502 and absorbs the impact. Suppress cutting. Further, by dispersing alumina particles 503 having a diameter larger than the film thickness on the surface of the carrier 501, it is possible to prevent the impact on the coat film 502 and to clean the spent material. As described above, since the coating film can be prevented from being scraped and spent, it is possible to achieve a longer life than conventional carriers. Accordingly, it is possible to expect stabilization of the toner pumping amount, that is, stabilization of quality over a long period of time.

更には、キャリア粒径を小さくして、よりドット再現性に優れた画像を形成することもできる。具体的には、キャリア粒径の大きさは、20μm以上、50μm以下が望ましい。キャリア粒径を従来よりも小さく、さらに粒径をこのような範囲に設定することで、作像時の磁気ブラシの太さを均一に細くすることが可能になる。よって、より緻密なトナーの受け渡しをすることができる。また、現像ローラ上の単一面積当たりにおける磁気ブラシの密度も多くなるので、感光体上の潜像に隙間無くトナーの受け渡しが可能になる。これにより、よりドット再現性に優れた画像を形成することができる。なお、キャリア粒径が50μmよりも大きすぎると、同じキャリア量で比較した場合に、キャリアの総表面積が小さくなって、トナーの保有量が少なくなる。このため、トナー濃度の低下が生じる。汲み上げ量を増やして現像能力を維持することが可能であるが、トナー固着が発生しやすくなってしまう。一方、キャリア粒径が20μmよりも小さすぎると、マグローラによる磁力保持力が小さくなってキャリア飛散を生じ、感光体へのキャリア付着が増加してしまうので、20μm以上が望ましい。   Furthermore, the carrier particle size can be reduced to form an image with more excellent dot reproducibility. Specifically, the carrier particle size is desirably 20 μm or more and 50 μm or less. By setting the carrier particle size smaller than before and further setting the particle size in such a range, it becomes possible to uniformly reduce the thickness of the magnetic brush at the time of image formation. Therefore, it is possible to deliver a more precise toner. In addition, since the density of the magnetic brush per unit area on the developing roller is increased, toner can be delivered to the latent image on the photoreceptor without any gap. Thereby, an image with more excellent dot reproducibility can be formed. If the carrier particle diameter is too larger than 50 μm, the total surface area of the carrier is reduced and the amount of toner held is reduced when compared with the same carrier amount. For this reason, the toner density is lowered. Although it is possible to increase the pumping amount to maintain the developing ability, toner sticking is likely to occur. On the other hand, if the carrier particle diameter is too smaller than 20 μm, the magnetic force holding force by the mag roller is reduced, causing carrier scattering and increasing carrier adhesion to the photosensitive member.

また、トナーについては、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。   For the toner, a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent is crosslinked and / or in an aqueous solvent. A toner obtained by an extension reaction. Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.

(ポリエステル)
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1、2−プロピレングリコール、1、3−プロピレングリコール、1、4−ブタンジオール、1、6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1、4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
(polyester)
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.

多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
The polycondensation reaction between a polyhydric alcohol (PO) and a polycarboxylic acid (PC) is carried out in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and heated to 150 to 280 ° C. while reducing the pressure as necessary. The produced water is distilled off to obtain a polyester having a hydroxyl group. The hydroxyl value of the polyester is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and furthermore, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation.
The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.

ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物(PIC)とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び/又は伸長されて得られるものである。
多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2、6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α、α、α’、α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines.
Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) ); Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; Those blocked with caprolactam or the like; and combinations of two or more of these.

多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated.
The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. . If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates.
The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.

次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4、4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4、4’−ジアミノ−3、3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of B1 to B5 blocked amino groups (B6) include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.

また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。   The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.

ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これに多価イソシアネート(PIC)を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得る。さらにこの(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
(PIC)を反応させる際、及び(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(PIC)に対して不活性なものが挙げられる。
The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyvalent carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate, dibutyltin oxide, etc., and water generated while reducing the pressure as necessary. Distill off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Subsequently, at 40-140 degreeC, this is made to react with polyvalent isocyanate (PIC), and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group is obtained. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a urea-modified polyester.
When reacting (PIC) and when reacting (A) and (B), a solvent may be used if necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to isocyanates (PIC), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).

また、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。   In addition, in the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator can be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).

ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。   The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are deteriorated.

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置100に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常20/80〜95/5、好ましくは70/30〜95/5、さらに好ましくは75/25〜95/5、特に好ましくは80/20〜93/7である。ウレア変性ポリエステルの重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点(Tg)は、通常45〜65℃、好ましくは45〜60℃である。45℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、65℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the gloss when used in the full-color image forming apparatus 100 are improved. Therefore, it is preferable to use the urea-modified polyester alone. The unmodified polyester may include a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond.
The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition.
The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, and particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 ° C, preferably 45 to 60 ° C. If it is less than 45 ° C., the heat resistance of the toner deteriorates, and if it exceeds 65 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient.
In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.

(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ま
しくは3〜10重量%である。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phi Sayred, Parachlor Ortonito Aniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmin Min BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thio Indigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red Polyazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Lid Russian nin green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.

着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。   The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of a master batch or a master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene, or a substituted product thereof, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.

(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSY VP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit) Manufactured), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo series Fee, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.

荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。   The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the developer fluidity is lowered, and the image density is lowered. Invite.

(離型剤)
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
(Release agent)
As a release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 ° C. works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. The effect on high temperature offset is exhibited without applying a release agent such as oil. Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax, and rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline, And petroleum waxes such as petrolatum. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the masterbatch and the binder resin, or may be added when dissolved and dispersed in an organic solvent.

(外添剤)
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2μmであることが好ましく、特に5×10−3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。
(External additive)
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 −3 to 2 μm, and particularly preferably 5 × 10 −3 to 0.5 μm. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m <2> / g. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 wt% of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 wt%.

無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−2μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。   Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using particles having an average particle size of 5 × 10-2 μm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even when stirring and mixing inside the developing device is performed, a fluidity-imparting agent is not detached from the toner, a good image quality that does not cause fireflies and the like is obtained, and a reduction in residual toner is further achieved. .

酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。   Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the added amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained, that is, repeated copying. Stable image quality can be obtained even if

次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。   Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.

(トナーの製造方法)
1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1、2−ジクロロエタン、1、1、2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1、2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
(Toner production method)
1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.

2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。
2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
The amount of the aqueous medium used with respect to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the toner material liquid is poorly dispersed, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.

また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N、N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohols Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.

また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トームプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.
Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tome Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).

また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。   Moreover, as the cationic surfactant, aliphatic quaternary ammonium such as aliphatic primary, secondary or secondary amic acid, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt which has a right fluoroalkyl group is used. Salt, benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-135 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Smoke), Megafac F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footage F-300 (Neos), and the like.

樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1μm、及び3μm、ポリスチレン微粒子0.5μm及び2μm、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1μm、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。   The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage existing on the surface of the toner base particles is in the range of 10 to 90%. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 μm and 3 μm, polystyrene fine particles 0.5 μm and 2 μm, poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 μm, trade names are PB-200H (manufactured by Kao), SGP (manufactured by Soken), Techno Examples include polymer SB (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), and micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.).

また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−ロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-loro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Of acid ester, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl imidazole , Nitrogen-containing compounds such as ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, Cypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.

分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。   The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, the high-speed shearing method is preferable in order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm. When a high-speed shearing disperser is used, the rotational speed is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 rpm, preferably 5000 to 20000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C.

3)乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.

4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, spindle-shaped toner base particles can be prepared by gradually raising the temperature of the entire system in a laminar stirring state, giving strong stirring in a certain temperature range, and then removing the solvent. Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.

5)上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner.
The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.
Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.

更には、トナーは特定の形状と形状の分布を有すことが重要である。トナーの形状は円形度で規定することができる。具体的には、トナーの平均円形度は、0.95以上、0.99以下が望ましい。より好ましくは、平均円形度が0.96以上、0.99以下で、円形度が0.95未満の粒子が10%以下である。実験によれば平均円形度が0.95未満、特に0.93より小さいと、球形から離れた不定形のトナーとなり、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られなくなってしまう。一方、平均円形度が0.99よりも大きいと、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体上および転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こしてしまう。画像面積率の低い画像を出力する場合、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはない。しかし、例えば、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合、さらには、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合、クリーニング不良が発生しやすい。このようなクリーニング不良を頻発するようになると、更には、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。よって、トナーの平均円形度が、0.95以上、0.99以下であれば、クリーニング不良を生じることなく、適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成することができる。   Furthermore, it is important that the toner has a specific shape and shape distribution. The shape of the toner can be defined by circularity. Specifically, the average circularity of the toner is desirably 0.95 or more and 0.99 or less. More preferably, particles having an average circularity of 0.96 or more and 0.99 or less and a circularity of less than 0.95 are 10% or less. According to experiments, when the average circularity is less than 0.95, particularly less than 0.93, the toner becomes irregularly shaped away from the sphere, and a high-quality image without satisfactory transferability and dust cannot be obtained. On the other hand, when the average circularity is larger than 0.99, in a system employing blade cleaning or the like, a cleaning failure occurs on the photosensitive member or the transfer belt, causing stains on the image. When outputting an image with a low image area ratio, there is little transfer residual toner, and there is no problem with poor cleaning. However, for example, when an image with a high image area ratio such as a color photographic image is output, or when an untransferred image remains on the photoconductor due to a paper feed failure or the like, a cleaning failure is likely to occur. . If such cleaning defects occur frequently, further, the charging roller that contacts and charges the photoreceptor is contaminated, and the original charging ability cannot be exhibited. Therefore, when the average circularity of the toner is 0.95 or more and 0.99 or less, a high-definition image having a reproducibility with an appropriate density can be formed without causing a cleaning defect.

上記トナーの形状の計測方法としては、粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値を平均円形度とする。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100(東亜医用電子株式会社製)により計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして上記フロー式粒子像分析装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
As a method for measuring the shape of the toner, an optical detection band method is suitable in which a suspension containing particles is passed through an imaging unit detection band on a flat plate, and a particle image is optically detected and analyzed by a CCD camera. It is. A value obtained by dividing the perimeter of an equivalent circle having the same projected area obtained by this method by the perimeter of the actual particle is defined as the average circularity.
The average circularity of the toner can be measured by a flow type particle image analyzer FPIA-2100 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). As a specific measuring method, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance, and further measurement is performed. Add about 0.1-0.5g of sample. The suspension in which the sample is dispersed is dispersed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the shape and distribution of the toner are measured with the above flow type particle image analyzer with a dispersion concentration of 3000 to 10,000 / μl. It is obtained by doing.

更に、トナーの形状係数SF−1及びSF−2を規定することが望ましい。図9は形状係数SF−1の説明図、図10は形状係数SF−2の説明図である。
まず、形状係数SF−1について説明する。形状係数SF−1とは、球形物質の形状の丸さの割合を示す値であり、球形物質を2次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで割って、100π/4を乗じたときの値で表される。つまり、形状係数SF−1は、次の数1に示す式で定義される。
<数1>
SF−1={(MXLNG)/AREA}×(100π/4)
Furthermore, it is desirable to define the toner shape factors SF-1 and SF-2. FIG. 9 is an explanatory diagram of the shape factor SF-1, and FIG. 10 is an explanatory diagram of the shape factor SF-2.
First, the shape factor SF-1 will be described. The shape factor SF-1 is a value indicating the ratio of the roundness of the shape of the spherical material, and the square of the maximum length MXLNG of the elliptical shape formed by projecting the spherical material on a two-dimensional plane is divided by the graphic area AREA. And expressed by a value obtained by multiplying by 100π / 4. That is, the shape factor SF-1 is defined by the following equation (1).
<Equation 1>
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4)

この形状係数SF−1の値が100の場合には、物質の形状が真球状となり、SF−1の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。   When the value of the shape factor SF-1 is 100, the shape of the substance becomes a true sphere, and the larger the value of SF-1, the more irregular the shape of the substance.

一方、形状係数SF−2は、図10に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値である。物質を2次元平面上に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで割って、100/4πを乗じたときの値で表される。つまり、形状係数SF−2は、次の数2に示す式で定義される。
<数2>
SF−2={(PERI)/AREA}×(100/4π)
On the other hand, as shown in FIG. 10, the shape factor SF-2 is a numerical value indicating the proportion of unevenness of the shape of the substance. The value is obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the substance on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4π. That is, the shape factor SF-2 is defined by the following equation (2).
<Equation 2>
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π)

このSF−2の値が100の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、SF−2の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。   When the SF-2 value is 100, there is no unevenness on the surface of the substance, and as the SF-2 value increases, the unevenness on the surface of the substance becomes more prominent.

なお、上記形状係数は、日立製作所製FE−SEM(S−800)を用い、トナー像を100回無作為にサンプリングし、その画像情報は、ニレコ社製画像解析装置(LUSEX3)に導入して解析を行い、上記数式より算出した。   The shape factor was determined by randomly sampling a toner image 100 times using an FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, Ltd., and introducing the image information into an image analyzer (LUSEX 3) manufactured by Nireco. Analysis was performed and the above formula was used for calculation.

本発明者らの検討によれば、形状係数SF−1及びSF−2がともに100に近づいて、トナーの形状が球形に限りなく近づくと、転写効率が高くなることが判った。これは、形状効果によりトナー粒子と該トナー粒子と接触するもの(トナー粒子同士、感光体等)との間では点接触することになる。この結果、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力(鏡映力)が弱まったりして、転写電界の影響を受けやすくなるためと考えられる。
実験によれば、転写性とクリーニング性との両方を満足するためには、形状係数SF−1、形状係数SF−2のいずれかも180以下であることが望ましい。
According to the study by the present inventors, it has been found that when the shape factors SF-1 and SF-2 both approach 100 and the shape of the toner approaches a spherical shape as much as possible, the transfer efficiency increases. This results in point contact between the toner particles and those that come into contact with the toner particles (toner particles, photoconductor, etc.) due to the shape effect. As a result, it is considered that the toner fluidity is increased or the attracting force (mirroring force) to the image carrier or the like is weakened so that the toner is easily influenced by the transfer electric field.
According to experiments, in order to satisfy both the transfer property and the cleaning property, it is desirable that either the shape factor SF-1 or the shape factor SF-2 is 180 or less.

更には、トナーの体積平均粒径に対する個数平均粒径の比を規定することが望ましい。具体的には、トナーの体積平均粒径(Dv)が3〜8μmであり、個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00以上、1.40以下であることが望ましい。より好ましくは、重合終了後の粒度分布として、Dv/Dnが1.10以下が望ましい。これにより、乾式トナーでは、トナーの粒度分布が狭くなるため、以下のメリットが発生する。一方、粒度分布がブロードであると粒子の着色が不均一に行なわれる。
トナー粒径面で、トナーの粒度分布が狭くなるため、画像パターンに応じた(適した)トナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像されてしまう選択現像が発生しにくくなり、常時、安定した画像を形成することができる。
また、従来トナーリサイクルシステムを搭載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされていた。しかし、本トナーでは、元々トナーの粒度分布が狭いため、上述した選択現像の作用を受けにくく、このことからも常時、安定した画像を形成することができる。
また、二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
また、一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく。これにより、現像装置の長期の使用(攪拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
ここで、上記体積平均粒径、個数平均粒径とは、コールターマルチサイザー(コールターエレクトロニクス社製)において100μmのアパーチャーチューブを用いた時、アパーチャーカレント等の設定はオートマチックで測定した際の(3万個以上のカウント値)粒子径のことである。
Furthermore, it is desirable to define the ratio of the number average particle diameter to the volume average particle diameter of the toner. Specifically, the volume average particle diameter (Dv) of the toner is 3 to 8 μm, and the ratio (Dv / Dn) to the number average particle diameter (Dn) is 1.00 or more and 1.40 or less. desirable. More preferably, Dv / Dn is desirably 1.10 or less as the particle size distribution after completion of the polymerization. As a result, the dry toner has a narrow particle size distribution of the toner, resulting in the following advantages. On the other hand, when the particle size distribution is broad, the particles are colored unevenly.
Since the toner particle size distribution becomes narrower in terms of toner particle size, it becomes difficult to generate selective development in which toner particles having a (suitable) toner particle size corresponding to the image pattern are selectively developed, and always stable. Images can be formed.
In addition, when a conventional toner recycling system is installed, a small amount of small-sized toner particles that are difficult to be transferred are recycled in a large quantity. However, since this toner originally has a narrow toner particle size distribution, it is not easily affected by the selective development described above, and a stable image can always be formed.
In addition, in a two-component developer, even if the toner balance for a long time is performed, fluctuations in the toner particle diameter in the developer are reduced, and good and stable developability can be obtained even with long-term stirring in the developing device. It is done.
Even when used as a one-component developer, even if the balance of the toner is performed, the fluctuation of the toner particle diameter is reduced, and the toner filming on the developing roller and the toner layer are made thin. There is no fusion of toner to members such as blades. As a result, good and stable developability and images can be obtained even during long-term use (stirring) of the developing device.
Here, the volume average particle diameter and the number average particle diameter are the values when the aperture current of 100 μm is used in Coulter Multisizer (manufactured by Coulter Electronics Co., Ltd.), and the setting of the aperture current etc. is (30,000) It is a particle size).

また、本実施形態のトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図11は、本実施形態のトナーの形状を模式的に示す図である。図11において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、のトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)(図11(b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)(図11(c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、r1、r2、r3は、例えば以下の方法により測定することができる。即ち、トナーを平滑な測定面上に均一に分散付着させ、該トナーの粒子100個について、カラーレーザー顕微鏡「VK−8500」(キーエンス社製)により500倍に拡大して、該100個のトナー粒子の長軸r1(μm)、短軸r2(μm)、厚さr3(μm)を測定し、それらの算術平均値から求めることができる。
Further, the shape of the toner of the present embodiment is a substantially spherical shape, and can be expressed by the following shape rule.
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating the shape of the toner of the present embodiment. In FIG. 11, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the toner has a ratio of the major axis to the minor axis. (R2 / r1) (see FIG. 11B) is 0.5 to 1.0, and the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) (see FIG. 11C) is 0.7 to 1. It is preferably in the range of 0. When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
In addition, r1, r2, r3 can be measured by the following method, for example. That is, the toner is uniformly dispersed and adhered on a smooth measurement surface, and 100 particles of the toner are magnified 500 times by a color laser microscope “VK-8500” (manufactured by Keyence Corporation). The major axis r1 (μm), the minor axis r2 (μm), and the thickness r3 (μm) of the particles can be measured and obtained from their arithmetic average values.

なお、本実施形態では本発明をタンデム型のカラープリンタに適用した例について説明したが、図12に示すように、4組の現像器からなるリボルバ型現像装置600を備えたカラープリンタに適用できることはもちろんである。このカラープリンタのリボルバ型現像装置600を構成する各現像器が互いに異なる色のトナーを有している。そして、リボルバ型現像装置600を回動させることにより、各現像器の現像ローラ601a〜601dを、所定の現像ギャップGで感光体2と対向する現像位置に順次移動させる。これにより、感光体2上に各色のトナー像を形成することができる。   In this embodiment, an example in which the present invention is applied to a tandem type color printer has been described. However, as shown in FIG. 12, the present invention can be applied to a color printer including a revolver type developing device 600 including four sets of developing units. Of course. The developing units constituting the revolver type developing device 600 of this color printer have different color toners. Then, by rotating the revolver type developing device 600, the developing rollers 601a to 601d of each developing device are sequentially moved to a developing position facing the photoreceptor 2 with a predetermined developing gap G. Thereby, a toner image of each color can be formed on the photoreceptor 2.

(1)
以上、本実施形態の現像装置によれば、ドクタ付近の法線方向磁束密度の変動を小さくしているので、ドクタの中央部がたわんでも、ドクタギャップを通過する端部と中央部との現像剤の量の差を小さくすることができる。これにより、法線方向磁束密度の変動によるドクタギャップを通過する現像剤量の軸方向のばらつきを抑制することができ、画像の濃度ムラを抑制することができる。
(2)
また、本実施形態の現像装置によれば、ドクタと対向する位置の磁石の法線方向磁束密度における半値幅の中央の位置と現像ローラの中心とを結ぶ線分を基準(0°)として、それぞれ15°以上回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値の差を5[mT]としている。これにより、ピーク値付近の法線方向磁束密度をほぼ平坦にすることができる。その結果、ドクタの中央部がたわんで端部と位置が異なっても、端部と中央部との法線方向磁束密度をほぼ同じにすることができる。よって、ドクタギャップを通過する現像剤量を端部と中央部とでほぼ同じにできる。
また、、ピーク値の平坦な領域が十分あるので、マグローラの取り付け誤差や、マグローラ自体の製造誤差があっても、容易にドクタと対向する位置に法線方向磁束密度のピーク値がくるように配置することができる。これにより、現像装置ごとの現像領域に搬送される現像剤の量のばらつきが抑制される。
(3)
また、現像剤担持体の表面の長手方向に延びた複数の溝の深さが0.05mm以上、0.15mm以下とし、さらに溝深さ偏差を30%以下とすることで、ピッチムラの発生を防止しつつ、現像剤搬送性能を維持することができる。
(4)
また、本実施形態では、現像剤として、トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用い、その磁性キャリアの粒径を20[μm]以上50[μm]以下とした。これにより、作像時の現像剤穂(キャリアチェーン)の太さを均一に細くすることができ、より緻密なトナーの受け渡しをすることが可能となる。また、現像ローラ42上の単一面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、感光体2上の潜像に隙間無くトナーの受け渡しが可能になる。これにより、よりドット再現性に優れた画像を形成することができる。なお、キャリア粒径が20[μm]よりも小さすぎると、感光体2へのキャリア付着が増加してしまうので、20[μm]以上が望ましい。
(5)
また、本実施形態では、磁性キャリアとして、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであって、該樹脂コート膜が、熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有するものを用いた。従来のキャリアは硬いコート膜を徐々に削りながら長寿命を得るように構成されていたのに対し、このキャリアはコート膜が弾力性を有することで衝撃を吸収して膜削れを抑制する。よって、従来のキャリアに比べ、より長寿命化を図ることができる。これにより、長期間に渡り、トナー汲上量の安定化、すなわち品質の安定化を期待できる。
(6)
また、本実施形態では、トナーとして、少なくともプレポリマーと、着色剤と、離型剤とからなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させて得られるものを用いた。これにより、シャープな粒径分布や帯電分布が得られ、トナー特性の均一化が図れる。
(7)
また、本実施形態では、トナーとして、その体積平均粒径(Dv)に対する個数平均粒径(Dn)の比(Dv/Dn)が1.00以上1.40以下のものを用いた。実験によれば、Dv/Dnがこの範囲にあると、トナーの粒度分布が狭くなるため、画像パターンに応じた(適した)トナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像されてしまう選択現像の発生がなかった。また、現像装置における長期の撹拌でも、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなかった。これらのことにより、常時、安定した画像を形成することができた。
(8)
また、本実施形態では、トナーとして、形状係数SF−1が100以上180以下、かつ、形状係数SF−2が100以上180以下であるものを用いた。実験によれば、形状係数SF−1が180以下で、形状係数SF−2が180以下であれば、ともに100に近づくほど転写効率が高くなることが判った。
(9)
また、本実施形態では、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲としている。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
(10)
また、本実施形態の画像形成装置は、潜像担持体である感光体2Y、2M、2C、2Kの表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に記録材である転写紙上に転移させて画像を形成するプリンタであり、その現像装置として上述した現像装置を用いる。この現像装置を用いることにより、画像濃度ムラが緩和された良好な画像を得ることができる。
(11)
また、現像ギャップGを0.1[mm]〜0.4[mm]とすることで、画像の粒状度が良好で、高画質な画像を得ることができる。また、現像ローラ42にトナーが固着することもない。
(12)
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、感光体2Y、2M、2C、2Kの表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に転写紙上に転移させて画像を形成するとともに、感光体表面からトナー像を転移させた後に残留したトナーをクリーニングするプリンタの本体に対して着脱自在であって、感光体2Y、2M、2C、2Kの周囲に配置される装置又は部材のうち少なくとも現像装置と感光体2Y、2M、2C、2Kとを一体に支持したものであり、その現像装置として上述した現像装置を用いる。この現像装置を用いることにより、画像濃度ムラが緩和された良好な画像を得ることができる。更に、感光体と現像装置とを含む作像手段の保守及び交換が容易になる。
(1)
As described above, according to the developing device of the present embodiment, fluctuations in the normal direction magnetic flux density in the vicinity of the doctor are reduced. Therefore, even if the central portion of the doctor is bent, the development between the end portion passing through the doctor gap and the central portion is performed. The difference in the amount of the agent can be reduced. Thereby, the variation in the axial direction of the developer amount passing through the doctor gap due to the fluctuation of the normal direction magnetic flux density can be suppressed, and the density unevenness of the image can be suppressed.
(2)
Further, according to the developing device of the present embodiment, the line segment connecting the center position of the half-value width in the normal direction magnetic flux density of the magnet at the position facing the doctor and the center of the developing roller as a reference (0 °), The difference between the maximum value and the minimum value of the normal direction magnetic flux density in the range rotated by 15 ° or more is 5 [mT]. Thereby, the normal direction magnetic flux density near the peak value can be made substantially flat. As a result, even if the center part of the doctor is bent and the position is different from the end part, the normal direction magnetic flux density of the end part and the center part can be made substantially the same. Therefore, the amount of developer passing through the doctor gap can be made substantially the same at the end and the center.
In addition, since there is enough flat area of the peak value, even if there is a mounting error of the mag roller or a manufacturing error of the mag roller itself, the peak value of the normal direction magnetic flux density easily comes to the position facing the doctor. Can be arranged. Thereby, the variation in the amount of the developer conveyed to the developing area for each developing device is suppressed.
(3)
Further, the depth of the plurality of grooves extending in the longitudinal direction of the surface of the developer carrying member is set to 0.05 mm or more and 0.15 mm or less, and the groove depth deviation is set to 30% or less, thereby generating pitch unevenness. The developer conveying performance can be maintained while preventing the above.
(4)
In this embodiment, a two-component developer composed of a toner and a magnetic carrier is used as the developer, and the particle size of the magnetic carrier is set to 20 [μm] or more and 50 [μm] or less. As a result, the thickness of the developer spike (carrier chain) at the time of image formation can be uniformly thinned, and more precise toner can be delivered. Further, since the density of developer spikes per unit area on the developing roller 42 is increased, toner can be delivered to the latent image on the photoreceptor 2 without any gap. Thereby, an image with more excellent dot reproducibility can be formed. Note that if the carrier particle size is too smaller than 20 [μm], the carrier adhesion to the photosensitive member 2 increases, so 20 μm or more is desirable.
(5)
Further, in the present embodiment, as the magnetic carrier, a magnetic core material is coated with a resin coat film, and the resin coat film includes a resin component obtained by crosslinking a thermoplastic resin and a melanin resin, The thing containing a regulator was used. The conventional carrier is configured to obtain a long life while gradually scraping a hard coat film, whereas this carrier absorbs an impact and suppresses the film scraping because the coat film has elasticity. Therefore, the lifetime can be further extended as compared with the conventional carrier. Accordingly, it is possible to expect stabilization of the toner pumping amount, that is, stabilization of quality over a long period of time.
(6)
In this embodiment, as a toner, a toner composition comprising at least a prepolymer, a colorant, and a release agent is dispersed in an aqueous medium in the presence of resin fine particles, and the toner composition is polyadded. What was obtained by making it react was used. As a result, a sharp particle size distribution and charge distribution can be obtained, and the toner characteristics can be made uniform.
(7)
In this embodiment, the toner used has a ratio (Dv / Dn) of the number average particle diameter (Dn) to the volume average particle diameter (Dv) of 1.00 to 1.40. According to experiments, when Dv / Dn is within this range, the toner particle size distribution becomes narrow, and therefore, selective development in which toner particles having a (suitable) toner particle size corresponding to the image pattern are selectively developed. There was no outbreak. Further, even with long-term agitation in the developing device, there was no filming of toner on the developing roller and no toner fusion to a member such as a blade for thinning the toner. By these things, the stable image was always able to be formed.
(8)
In this embodiment, toner having a shape factor SF-1 of 100 to 180 and a shape factor SF-2 of 100 to 180 is used. According to experiments, it has been found that when the shape factor SF-1 is 180 or less and the shape factor SF-2 is 180 or less, the transfer efficiency increases as the value approaches 100.
(9)
In this embodiment, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the ratio of the major axis to the minor axis ( r2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is in the range of 0.7 to 1.0. When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
(10)
In the image forming apparatus of the present embodiment, the toner contained in the developer is attached to the electrostatic latent images formed on the surfaces of the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K, which are latent image carriers, by the developing device. The image is formed into a toner image, and the toner image is finally transferred onto a transfer sheet as a recording material to form an image. The developing device described above is used as the developing device. By using this developing device, it is possible to obtain a good image with reduced image density unevenness.
(11)
Further, by setting the development gap G to 0.1 [mm] to 0.4 [mm], it is possible to obtain an image with good image granularity and high quality. Further, the toner does not adhere to the developing roller 42.
(12)
Further, the process cartridge according to the present embodiment forms a toner image by attaching toner contained in a developer to the electrostatic latent images formed on the surfaces of the photoreceptors 2Y, 2M, 2C, and 2K using a developing device. The toner image is finally transferred onto a transfer sheet to form an image, and the toner image is transferred from the surface of the photoconductor to be removed from the main body of the printer for cleaning the remaining toner. Among the devices or members arranged around 2M, 2C, and 2K, at least the developing device and the photosensitive members 2Y, 2M, 2C, and 2K are integrally supported, and the above-described developing device is used as the developing device. . By using this developing device, it is possible to obtain a good image with reduced image density unevenness. Furthermore, maintenance and replacement of the image forming means including the photosensitive member and the developing device are facilitated.

実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a main part of the image forming apparatus according to the embodiment. 実施形態に係る画像形成装置のY用のプロセスカートリッジを示す拡大構成図。FIG. 3 is an enlarged configuration diagram illustrating a process cartridge for Y of the image forming apparatus according to the embodiment. 実施形態に係る画像形成装置における感光体と現像ロールとを拡大して示す拡大構成図。FIG. 3 is an enlarged configuration diagram illustrating an enlarged photoconductor and a developing roll in the image forming apparatus according to the embodiment. 現像ローラの要部説明図。Explanatory drawing of the principal part of a developing roller. 法線方向磁束密度分布を示す図である。It is a figure which shows normal direction magnetic flux density distribution. 法線方向磁束密度分布とドクタの変動とを示す図。The figure which shows the normal direction magnetic flux density distribution and the fluctuation | variation of a doctor. ドクタ磁石がドクタと対向しない位置に配置した現像装置を示す図。The figure which shows the image development apparatus arrange | positioned in the position where a doctor magnet does not oppose a doctor. キャリアの模式図。Schematic diagram of the carrier. 形状係数SF−1の説明図。Explanatory drawing of shape factor SF-1. 形状係数SF−2の説明図。Explanatory drawing of shape factor SF-2. トナーの形状を模式的に示す図。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a toner shape. リボルバ型現像装置を備えたカラープリンタの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a color printer including a revolver type developing device. 従来の現像ローラの要部説明図。Explanatory drawing of the principal part of the conventional developing roller. ドクタがたわんだ状態を説明する概略図。Schematic explaining the state which the doctor bent.

符号の説明Explanation of symbols

1Y,M,C,K プロセスカートリッジ
2Y,M,C,K 感光体(像担持体)
40Y 現像装置
42Y 現像ローラ(現像剤担持体、回転体)
45Y ドクタ
500 キャリア
600 リボルバ型現像装置
1Y, M, C, K Process cartridge 2Y, M, C, K Photosensitive member (image carrier)
40Y developing device 42Y developing roller (developer carrier, rotating body)
45Y Doctor 500 Carrier 600 Revolver type developing device

Claims (12)

磁性現像剤を収容する現像剤収容部と、複数の磁界発生手段を内包した回転可能な非磁性のスリーブからなり、該磁界発生手段により該現像剤収容部内の磁性現像剤を表面に担持させて像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像ローラと、該現像ローラと隙間を形成し、該隙間に該現像剤ローラ上の現像剤を通過させることで、該現像ローラ上の現像剤の層厚を規制するドクタとを備えた現像装置において、
該現像ローラの回転軸に直交する仮想面において、該ドクタの該現像ローラ表面と最も近接し、且つ該現像ローラ回転方向最も上流側の位置と、該現像ローラの中心とを結ぶ仮想線を基準線として、該基準線から該現像ローラの中心を基準として±5°以上回転させた範囲における該現像ローラ表面の法線方向磁束密度の最大値と法線方向磁束密度の最小値との差を10[mT]以下としたことを特徴とする現像装置。
It comprises a developer accommodating portion for accommodating a magnetic developer and a rotatable nonmagnetic sleeve containing a plurality of magnetic field generating means. The magnetic developer in the developer accommodating portion is carried on the surface by the magnetic field generating means. A developing roller that conveys to a developing area facing the image carrier, and a developer layer on the developing roller by forming a gap with the developing roller and allowing the developer on the developer roller to pass through the gap. In a developing device including a doctor for regulating the thickness,
A virtual line that is closest to the surface of the developing roller of the doctor on the virtual plane orthogonal to the rotation axis of the developing roller and connects the center of the developing roller with the position upstream of the developing roller in the rotation direction is used as a reference. The difference between the maximum value of the normal magnetic flux density on the surface of the developing roller and the minimum value of the normal magnetic flux density in a range rotated by ± 5 ° or more from the reference line with respect to the center of the developing roller as a line. A developing device characterized by being 10 [mT] or less.
請求項1の現像装置において、上記磁界発生手段のうち、ひとつを上記ドクタと対向する位置に設け、該ドクタと対向する位置にある磁界発生手段から発生する磁束が、上記現像ローラの回転軸に直交する仮想面において、該現像ローラ表面の最大法線方向磁束密度の2つの半値点を結んだ仮想線分の中央の位置と該現像ローラの中心とを結ぶ仮想線を基準線とし、該基準線から該現像ローラの中心を基準としてとして±15°以上回転させた範囲にある該現像ローラ表面の法線方向磁束密度の最大値と法線方向磁束密度の最小値との差が5[mT]以下であることを特徴とする現像装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein one of the magnetic field generating means is provided at a position facing the doctor, and a magnetic flux generated from the magnetic field generating means at a position facing the doctor is applied to the rotation shaft of the developing roller. A virtual line connecting the center position of the imaginary line segment connecting the two half-value points of the maximum normal direction magnetic flux density on the surface of the developing roller on the orthogonal virtual plane is used as a reference line, and the reference line The difference between the maximum value of the normal magnetic flux density on the surface of the developing roller and the minimum value of the normal magnetic flux density in the range rotated by ± 15 ° or more with respect to the center of the developing roller from the line is 5 [mT A developing device characterized by the following. 請求項1または2の現像装置において、上記現像ローラ表面に、長手方向に延びる複数の溝を有し、該溝の深さが0.05[mm]以上、0.15[mm]以下であることを特徴とする現像装置。   3. The developing device according to claim 1, wherein the surface of the developing roller has a plurality of grooves extending in a longitudinal direction, and the depth of the grooves is 0.05 [mm] or more and 0.15 [mm] or less. A developing device. 請求項1、2または3の現像装置において、上記現像剤として、トナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤を用い、該磁性粒子の粒径を20[μm]以上50[μm]以下としたことを特徴とする現像装置。   4. The developing device according to claim 1, wherein a two-component developer composed of toner and magnetic particles is used as the developer, and the particle size of the magnetic particles is set to 20 [μm] or more and 50 [μm] or less. A developing device. 請求項4の現像装置において、上記磁性粒子として、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであって、該樹脂コート膜が、熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有するものを用いることを特徴とする現像装置。   5. The developing device according to claim 4, wherein the magnetic particles include a magnetic core material coated with a resin coat film, and the resin coat film includes a resin component obtained by crosslinking a thermoplastic resin and a melanin resin. And a developing device containing a charge control agent. 請求項1、2、3、4または5の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、少なくともプレポリマーと、着色剤と、離型剤とからなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させて得られるものを用いることを特徴とする現像装置。   6. The developing device according to claim 1, wherein a toner composition comprising at least a prepolymer, a colorant, and a release agent is used as a toner contained in the developer in an aqueous medium. A developing device characterized by using a product obtained by dispersing in the presence of fine particles and subjecting the toner composition to a polyaddition reaction. 請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、体積平均粒径が3[μm]以上8[μm]以下で、体積平均粒径に対する個数平均粒径の比が1.00以上1.40以下のものを用いることを特徴とする現像装置。   7. The developing device according to claim 1, wherein the toner contained in the developer has a volume average particle diameter of 3 [μm] or more and 8 [μm] or less, and the number relative to the volume average particle diameter. A developing device having an average particle size ratio of 1.00 to 1.40. 請求項1、2、3、4、5、6又は7の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、形状係数SF−1が100以上180以下で、かつ、形状係数SF−2が100以上180以下であるものを用いることを特徴とする現像装置。   8. The developing device according to claim 1, wherein the toner contained in the developer has a shape factor SF-1 of 100 or more and 180 or less and a shape factor SF-2 of 100. A developing device characterized in that a developing device having 180 or less is used. 請求項1、2、3、4、5、6、7または8の現像装置において、上記トナーは、略球形状であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることを特徴とする現像装置。   5. The developing device according to claim 1, wherein the toner has a substantially spherical shape, and the shape is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 ( However, r1 ≧ r2 ≧ r3.) The ratio of the major axis r1 to the minor axis r2 (r2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio of the thickness r3 to the minor axis r2. (R3 / r2) is in the range of 0.7 to 1.0. 潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。   The toner contained in the developer is attached to the electrostatic latent image formed on the surface of the latent image carrier by a developing device to form a toner image, and the toner image is finally transferred onto a recording material to form an image. 10. An image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is the developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9. 請求項10の画像形成装置において、上記現像装置が有する現像ローラの表面と上記潜像担持体の表面との間隔が最小となる現像ギャップを、0.1[mm]以上、0.4[mm]以下に設定したことを特徴とする画像形成装置。   11. The image forming apparatus according to claim 10, wherein a development gap that minimizes a gap between the surface of the developing roller included in the developing device and the surface of the latent image carrier is 0.1 [mm] or more and 0.4 [mm]. An image forming apparatus having the following settings. 潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像を形成するとともに、該潜像担持体の表面からトナー像を転移させた後に残留したトナーをクリーニングする画像形成装置の本体に対して着脱自在であって、該潜像担持体の周囲に配置される装置又は部材のうち少なくとも現像装置と該潜像担持体とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。   The toner contained in the developer is attached to the electrostatic latent image formed on the surface of the latent image carrier by a developing device to form a toner image, and the toner image is finally transferred onto a recording material to form an image. It is detachable from the main body of the image forming apparatus for forming and cleaning the toner remaining after transferring the toner image from the surface of the latent image carrier, and is disposed around the latent image carrier. In the process cartridge that integrally supports at least the developing device and the latent image carrier among the devices or members, the developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9 A process cartridge using an apparatus.
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JP2013171121A (en) * 2012-02-20 2013-09-02 Ricoh Co Ltd Developing device, and image forming apparatus
JP2013195556A (en) * 2012-03-16 2013-09-30 Ricoh Co Ltd Developing device, image forming apparatus, and process cartridge

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