JP2006047942A - Image forming apparatus, developing device, process cartridge, evaluation method of image forming apparatus and manufacturing method of image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus, developing device, process cartridge, evaluation method of image forming apparatus and manufacturing method of image forming apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus capable of maintaining a satisfactory image which does not cause density deterioration of the image and density irregularity over a long term, to provide an evaluation method of the image forming apparatus and to provide a manufacturing method of the image forming apparatus. <P>SOLUTION: Toner average charging amount (Q/d)<SB>dev</SB>in the developing device after one-hour agitation of unused developer and toner average charging amount (Q/d)<SB>drum</SB>on the latent image carrier after one-hour agitation of unused developer satisfy the relation; ¾(Q/d)<SB>dev</SB>-(Q/d)<SB>drum</SB>¾≤0.10[f×C/10μm]. Further, toner average particle size d<SB>dev</SB>in the developing device after one-hour agitation of unused developer and toner average particle size d<SB>drum</SB>on the latent image carrier after one-hour agitation of unused developer satisfy the relation; ¾d<SB>dev</SB>-d<SB>drum</SB>¾≤0.20[μm]. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像形成装置、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置の評価方法および画像形成装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus, a developing device, a process cartridge, an image forming apparatus evaluation method, and an image forming apparatus manufacturing method.

従来、トナーと磁性キャリアとを含む2成分現像剤を用いた現像装置が広く用いられている。この現像装置は、現像剤担持体上に2成分現像剤を担持して、感光体ドラム等の像担持体と対向する領域へ搬送する。そして、像担持体と現像剤担持体との間に例えば、交番電界を印加しながら、画像情報に応じて像担持体上に形成されている静電潜像を現像して顕像化している。   Conventionally, developing devices using a two-component developer containing toner and a magnetic carrier have been widely used. This developing device carries a two-component developer on a developer carrying member and conveys it to a region facing an image carrier such as a photosensitive drum. Then, for example, while applying an alternating electric field between the image carrier and the developer carrier, the electrostatic latent image formed on the image carrier is developed and visualized according to the image information. .

従来の現像装置においては、現像剤をアジテータにより機械的に攪拌して帯電させている。このため、トナーがアジテータにより機械的なストレスを受けてしまう。また、薄層規制部材によって現像剤担持体上のトナーを規制し、現像領域に搬送する現像剤量を規制している。トナーが、この薄層形成部材を通過するとき、大きな機械的ストレスを受けてしまう。   In a conventional developing device, the developer is charged mechanically with an agitator. For this reason, the toner is subjected to mechanical stress by the agitator. Further, the toner on the developer carrying member is regulated by the thin layer regulating member, and the amount of the developer conveyed to the development area is regulated. When the toner passes through the thin layer forming member, it receives a large mechanical stress.

一般的に、トナーは母体樹脂の周りに流動性を付与するため外添剤を付着させており、上記機械的ストレスにより添加剤の埋没や離脱が発生する。このような添加剤の埋没や離脱が起こると、流動性が低下しトナーの非静電的な付着力が増加する。すると、トナーが現像装置内のキャリア等に付着する等し、現像装置内のトナーの帯電分布がブロード化する。その結果、帯電量の高いトナーが選択的に感光体に付着し、比較的少ない量のトナーで感光体上の電位と平衡状態になり、画像濃度が所望の画像濃度よりも低くなるという問題点が有った。   Generally, an external additive is attached to the toner around the base resin in order to impart fluidity, and the additive is buried or detached due to the mechanical stress. When such additives are buried or detached, the fluidity is lowered and the non-electrostatic adhesion force of the toner is increased. Then, the toner adheres to a carrier or the like in the developing device, and the toner charge distribution in the developing device becomes broad. As a result, a toner with a high charge amount selectively adheres to the photoconductor, and a relatively small amount of toner is in equilibrium with the potential on the photoconductor, causing the image density to be lower than the desired image density. There was.

このような問題に対して現像能力を上げることで対処することが考えられる。現像能力を上げる手段としては、例えば、感光体に対する現像担持体の線速比を高めたり、特許文献1に記載のように、現像担持体の表面に複数の溝を形成したりすることが考えられる。前者のように感光体に対する現像担持体の線速比を高めることで、感光体が現像領域を通過する間に、現像担持体上の磁気ブラシと接触する回数を増やすことができ、感光体表面に付着させるトナー量を増やすことができる。後者の場合は、溝により現像剤が溝に保持されるため、現像剤担持体に搬送される現像剤量を増やすことができ、感光体表面に付着させるトナー量を増やすことができる。   It is conceivable to cope with such a problem by increasing the developing ability. As means for increasing the developing ability, for example, increasing the linear speed ratio of the developing carrier to the photosensitive member, or forming a plurality of grooves on the surface of the developing carrier as described in Patent Document 1. It is done. By increasing the linear velocity ratio of the developing carrier to the photosensitive member as in the former, the number of times the photosensitive member contacts the magnetic brush on the developing carrier while passing through the developing region can be increased. The amount of toner adhered to the toner can be increased. In the latter case, since the developer is held in the groove by the groove, the amount of developer conveyed to the developer carrying member can be increased, and the amount of toner adhered to the surface of the photoreceptor can be increased.

特開2003−208027号公報JP 2003-208027 A

上述のように、現像能力を上げることで、感光体表面に十分な量の現像剤を均一に供給することができるようになったが、現像性能を上げても、依然として濃度ムラ等の異常画像が発生する場合があった。   As described above, by increasing the developing ability, a sufficient amount of developer can be uniformly supplied to the surface of the photoreceptor. However, even if the developing performance is increased, abnormal images such as density unevenness still remain. May occur.

そこで、この原因を追求すべく、発明者らは初期の状態、および1時間連続攪拌を行ってトナーを劣化させた状態それぞれで、感光体上のトナーの粒径分布および帯電量分布、並びに、現像装置内のトナーの粒径分布と帯電量分布との関係を調べてみた。その結果を図5〜図8に示す。
図5、図6に示すように、初期状態において、感光体上のトナーの帯電量および粒径を示す個数分布の等高線と、現像装置内のトナーの帯電量および粒径を示す個数分布の等高線とにあまり差が見られない。しかし、図7、図8に示す一時間攪拌後の感光体上のトナーの帯電量および粒径を示す個数分布の等高線と、現像装置内のトナーの帯電量および粒径を示す個数分布の等高線とが大幅に異なることがわかる。具体的には、感光体上には、粒径の大きなトナーが多く存在していることがわかる。この感光体上の粒径の大きなトナーは、劣化して現像装置内でトナー同士が凝集し見かけ上粒径が大きくなったトナーか、もともと現像装置内に存在していた粒径の大きなトナーかは定かでないが、前者の可能性が高いと考えられる。そして、このように凝集し見かけ上粒径が大きくなったトナーは、添加剤が埋没して非静電的な付着力が強い状態となっている。感光体表面に付着している凝集したトナーは、転写時に転写ニップの圧力により感光体上に強く付着してしまい、転写バイアスを印加しても転写部材へ静電的に移動しない。その結果、画像に濃度ムラが発生してしまうと考えられる。
以上のことから、現像性能を上げて感光体表面に十分な量の現像剤を供給しても、上記のように感光体上に凝集したトナーが多く付着した状態となっていると、この凝集したトナーが転写されないので、濃度ムラ等の異常画像が発生したものと考えられる。
Therefore, in order to pursue this cause, the inventors in the initial state and the state in which the toner is deteriorated by continuous stirring for 1 hour, respectively, the toner particle size distribution and the charge amount distribution on the photoreceptor, and The relationship between the particle size distribution of the toner in the developing device and the charge amount distribution was examined. The results are shown in FIGS.
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, in the initial state, the contour lines of the number distribution indicating the charge amount and particle size of the toner on the photoconductor, and the contour lines of the number distribution indicating the charge amount and particle size of the toner in the developing device. There is not much difference. However, the contour lines of the number distribution indicating the charge amount and particle size of the toner on the photoconductor after stirring for 1 hour shown in FIGS. 7 and 8 and the contour lines of the number distribution indicating the charge amount and particle size of the toner in the developing device. It can be seen that is significantly different. Specifically, it can be seen that a large amount of toner having a large particle diameter is present on the photoreceptor. The toner having a large particle size on the photoreceptor is a toner that has deteriorated and aggregated in the developing device to increase the apparent particle size, or is a toner having a large particle size that originally existed in the developing device. Is not clear, but the former is considered likely. The toner that has aggregated and thus has an apparently large particle diameter is in a state where the additive is buried and the non-electrostatic adhesion is strong. Aggregated toner adhering to the surface of the photoconductor adheres strongly to the photoconductor due to the pressure of the transfer nip during transfer, and does not move electrostatically to the transfer member even when a transfer bias is applied. As a result, it is considered that density unevenness occurs in the image.
From the above, even if the developing performance is improved and a sufficient amount of developer is supplied to the surface of the photosensitive member, if the aggregated toner adheres on the photosensitive member as described above, Since the transferred toner is not transferred, it is considered that an abnormal image such as density unevenness has occurred.

このように、粒径の大きなトナーが感光体上に多く存在してしまうメカニズムは、明確になっていないが、以下のようなことが推考される。通常、画像形成装置は、初期状態の平均帯電量や平均粒径のトナーが感光体上に付着し易いような状態となるように設計している。よって、図5、図6に示すように、初期状態の現像装置内のトナーの帯電量分布および粒径分布と感光体上のトナーの帯電分布および粒径分布とにさほど違いはない。つまり、この画像形成装置においては、初期状態において現像装置内に存在するトナー中で最も個数の多い、帯電量が約−0.3[fc/μm]で平均粒径が5.5[μm]のトナーが感光体表面上に付着し易いよう、画像形成条件が整えられている。しかし、図7に示すように一時間攪拌後においては、トナーが劣化して、現像装置内に最も多く存在するトナーは、帯電量が約−0.2[fc/μm]で、平均粒径が5.5[μm]となっている。従って、帯電量が約−0.3[fc/μm]で、平均粒径が5.5[μm]を有する現像装置内のトナーの絶対量が初期時に比べて減少している。すると、約−0.3[fc/μm]の帯電量を有する現像装置内の粒径の大きなトナーも感光体上に付着する確率が高くなる。その結果、図8に示すように、感光体上に付着するトナーの粒径分布が現像装置内のトナーの粒径分布に比べて大きくなったと考えられる。   As described above, the mechanism by which a large amount of toner having a large particle diameter exists on the photoreceptor is not clear, but the following can be inferred. Usually, the image forming apparatus is designed so that the toner with the average charge amount and the average particle diameter in the initial state is likely to adhere to the photoreceptor. Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6, there is no significant difference between the toner charge amount distribution and particle size distribution in the developing device in the initial state and the toner charge distribution and particle size distribution on the photosensitive member. That is, in this image forming apparatus, the charge amount is about −0.3 [fc / μm] and the average particle size is 5.5 [μm], which is the largest number of toners in the developing device in the initial state. The image forming conditions are adjusted so that the toner easily adheres to the surface of the photoreceptor. However, as shown in FIG. 7, after stirring for one hour, the toner deteriorates, and the toner that exists most in the developing device has a charge amount of about −0.2 [fc / μm] and an average particle diameter. Is 5.5 [μm]. Therefore, the absolute amount of toner in the developing device having a charge amount of about −0.3 [fc / μm] and an average particle diameter of 5.5 [μm] is reduced compared to the initial time. Then, there is a high probability that toner having a large particle diameter in the developing device having a charge amount of about −0.3 [fc / μm] will also adhere to the photoreceptor. As a result, as shown in FIG. 8, it is considered that the particle size distribution of the toner adhering to the photoconductor is larger than the particle size distribution of the toner in the developing device.

また、図7、図8から、感光体表面上に付着し易いトナーの帯電量と、現像装置内の最も多く存在するトナーの帯電量(平均帯電量)に差が生じれば、生じるほど、現像装置内に感光体表面上に付着し易い帯電量を有するトナーが減少する。すると、現像装置内の帯電量の高いトナーも感光体上に付着し、十分感光体上にトナーが付着してない状態でトナーと感光体上の電位とが平衡状態になってしまう。その結果、画像濃度の低下などの不具合が発生すると考えられる。   From FIGS. 7 and 8, the difference between the charge amount of the toner that easily adheres to the surface of the photoreceptor and the charge amount (average charge amount) of the toner that exists most in the developing device increases. The amount of toner having a charge amount that easily adheres to the surface of the photoreceptor in the developing device is reduced. Then, the toner with a high charge amount in the developing device also adheres to the photoconductor, and the toner and the potential on the photoconductor are in an equilibrium state in a state where the toner is not sufficiently adhered on the photoconductor. As a result, problems such as a decrease in image density are considered to occur.

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、経時にわたり画像の濃度低下や濃度ムラのない良好な画像を維持することができる画像形成装置、画像形成装置の評価方法、画像形成装置の製造方法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 evaluate an image forming apparatus and an image forming apparatus capable of maintaining a good image free from image density reduction and density unevenness over time. And a method of manufacturing an image forming apparatus.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、トナーとキャリアとからなる現像剤を現像剤担持体に担持し該潜像担持体に対向する現像領域に搬送して該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均帯電量(Q/d)drumとが|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]の関係を満たし、かつ、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均粒径ddevと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均粒径ddrumとが、|ddev−ddrum|≦0.20[μm]の関係を満たす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の画像形成装置において、上記現像装置は、上記現像剤担持体と隙間を形成し、該隙間に該現像剤担持体上の現像剤を通過させることで、該現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材を備え、該現像剤規制部材による規制直後における上記現像剤担持体上の単位面積あたりの現像剤担持量が20[mg/cm]以上、60[mg/cm]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の画像形成装置において、上記トナーは、平均粒径が80[nm]以上、140[nm]以下の疎水性シリカ微粒子を添加した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の画像形成装置において、上記トナーは、平均粒径が50[nm]以下の疎水性シリカ微粒子が0.3[wt%]以上、1.5[wt%]以下、および平均粒径が50[nm]以下の疎水性酸化チタン微粒子が0.2[wt%]以上、1.2[wt%]以下添加されている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1、2、3または4の画像形成装置において、上記現像剤は、トナー濃度が5.0wt%以上、9.0wt%以下であり、現像剤の平均帯電量(Q/M)が15[−μC/g]以上、40[−μC/g]以下であ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の画像形成装置において、上記トナーは、重量平均粒径が5.0μm以上、8.0μm以下であり、重量平均粒径(Dw)と個数平均粒径(Dn)の比(Dw/Dn)が1.20以下であ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の画像形成装置において、現像剤として、トナーが3μm以下の粒子個数比率が5%以下のものを使用す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の画像形成装置において、現像剤に使用されるトナー及びキャリアが、常温常湿下、トナー濃度5%以下の条件下でキャリアとトナーを10分間攪拌混合したときに得られる帯電量Q600に対して、同一条件下で20秒間攪拌混合した時に得られる帯電量Q20とすると、Z(%)=(Q20/Q600)×100で計算される帯電立ち上がり比率Z(%)が70(%)以上得られるトナー及びキャリアを使用す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又は8の画像形成装置において、上記現像剤担持体の周速度Vs、像担持体の周速度Vpとの関係が、1.5≦(Vs/Vp)≦2.5の関係を満足することを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、トナーとキャリアとからなる現像剤を現像剤担持体に担持し該潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、潜像を担持する潜像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置において、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均帯電量(Q/d)drumとが|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]の関係を満たし、かつ、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均粒径ddevと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均粒径ddrumとが、|ddev−ddrum|≦0.20[μm]の関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、潜像担持体と、該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、該潜像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、該潜像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、少なくとも該潜像担持体と該現像手段とが一体的に支持されたプロセスカートリッジにおいて、該現像手段が請求項10の現像装置であることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像にトナーを供給して現像する現像装置とを備えた画像形成装置内の特性を検知して、該画像形成装置の評価を行う画像形成装置の評価方法において、該特性として、該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと潜像担持体のトナー平均帯電量(Q/d)drumと、現像装置内のトナー平均粒径ddevと、潜像担持体上のトナー平均粒径ddrumとをそれぞれ検知して、該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと潜像担持体のトナー平均帯電量(Q/d)drumとの関係が|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]を満たしているかどうかと、該トナー平均粒径ddevと潜像担持体上のトナー平均粒径ddrumとの関係が|ddev−ddrum|≦0.20[μm]を満たしているかどうかを評価することを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、画像形成装置の要求仕様を決定し、該要求仕様を満たす画像形成装置の設計条件を決定し、該設計条件に基づいて画像形成装置を製造する画像形成装置の製造方法において、該要求仕様は、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均帯電量(Q/d)drumとが|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]の関係を満たし、かつ、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均粒径ddevと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均粒径ddrumとが、|ddev−ddrum|≦0.20[μm]の関係を満たすことを特徴とするものである。
To achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a latent image carrier that carries a latent image, and a developer comprising a toner and a carrier, which is carried on the developer carrier and faces the latent image carrier. In an image forming apparatus comprising: a developing device that is transported to a developing region and develops a latent image on the latent image carrier to form a toner image; and in the developing device after stirring the unused developer for one hour Toner average charge amount (Q / d) dev and the average toner charge amount (Q / d) drum of the latent image carrier after stirring the unused developer for one hour is | (Q / d) dev − (Q / d) drum | ≦ 0.10 [f · C / 10 μm], and the average particle diameter d dev of the toner in the developing device after stirring the unused developer for one hour; and the toner average particle diameter d drum of the latent image bearing member one hour after stirring the developer unused, | d de And it is characterized in satisfying the relationship ≦ 0.20 [μm] | -d drum .
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first aspect, the developing device forms a gap with the developer carrier, and allows the developer on the developer carrier to pass through the gap. A developer regulating member that regulates the layer thickness of the developer on the developer carrying member, and a developer carrying amount per unit area on the developer carrying member immediately after regulation by the developer regulating member is 20 [Mg / cm 2 ] or more and 60 [mg / cm 2 ] or less.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the toner is added with hydrophobic silica fine particles having an average particle size of 80 nm or more and 140 nm or less. It is what.
Further, the invention according to claim 4 is the image forming apparatus according to claim 1, 2, or 3, wherein the toner contains 0.3 [wt%] or more of hydrophobic silica fine particles having an average particle size of 50 [nm] or less, Hydrophobic titanium oxide fine particles having an average particle size of 1.5 [wt%] or less and an average particle size of 50 [nm] or less are added in an amount of 0.2 [wt%] or more and 1.2 [wt%] or less. It is what.
The invention of claim 5 is the image forming apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the developer has a toner concentration of 5.0 wt% or more and 9.0 wt% or less, and the average of the developer The charge amount (Q / M) is 15 [−μC / g] or more and 40 [−μC / g] or less.
The invention of claim 6 is the image forming apparatus of claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein the toner has a weight average particle diameter of 5.0 μm or more and 8.0 μm or less. The ratio (Dw / Dn) of the diameter (Dw) to the number average particle diameter (Dn) is 1.20 or less.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, third, fourth, or sixth aspect, a developer having a toner particle number ratio of 3 μm or less and a particle number ratio of 5% or less is used. It is characterized by.
The invention of claim 8 is the image forming apparatus of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, wherein the toner and carrier used for the developer are at a normal temperature and humidity and a toner concentration of 5%. the charging amount Q 600 obtained when the carrier and toner was mixed and stirred for 10 minutes under the following conditions, when the charge amount Q 20 obtained when stirred and mixed for 20 seconds under the same conditions, Z (%) = A toner and a carrier that can obtain a charge rising ratio Z (%) calculated by (Q 20 / Q 600 ) × 100 of 70 (%) or more are used.
According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh or eighth aspect, the peripheral speed Vs of the developer carrier and the peripheral speed Vp of the image carrier are The above relationship satisfies the relationship of 1.5 ≦ (Vs / Vp) ≦ 2.5.
According to a tenth aspect of the present invention, a developer comprising a toner and a carrier is carried on a developer carrying member, conveyed to a developing region facing the latent image carrying member, and on the latent image carrying member carrying the latent image. In a developing device that develops a latent image into a toner image, an average toner charge amount (Q / d) dev in the developing device after stirring the unused developer for one hour, and the unused developer average toner charge amount of the latent image carrier after stirring one hour (Q / d) drum and is | (Q / d) dev - (Q / d) drum | ≦ 0.10 [f · C / 10μm] relationship And an average toner particle diameter d dev in the developing device after stirring the unused developer for 1 hour, and an average toner particle of the latent image carrier after stirring the unused developer for 1 hour The diameter d drum satisfies the relationship of | d dev −d drum | ≦ 0.20 [μm]. It is a sign.
The invention of claim 11 is a latent image carrier, a charging means for charging the surface of the image carrier, and an exposure means for forming a latent image by exposing the charged surface of the latent image carrier. The image forming apparatus includes a developing unit that develops a latent image on the latent image carrier and a cleaning unit that cleans the surface of the latent image carrier, and is attachable to and detachable from at least the latent image carrier. In the process cartridge in which the body and the developing means are integrally supported, the developing means is the developing device according to claim 10.
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a characteristic in an image forming apparatus comprising: a latent image carrier that carries a latent image; and a developing device that supplies toner to the latent image on the latent image carrier for development. In the evaluation method of the image forming apparatus that detects and evaluates the image forming apparatus, as the characteristics, the toner average charge amount (Q / d) dev in the developing device and the toner average charge amount of the latent image carrier ( Q / d) Drum , toner average particle diameter d dev in the developing device, and toner average particle diameter d drum on the latent image carrier are detected, respectively, and the average toner charge amount (Q / D) in the developing device is detected. the ≦ 0.10 [f · C / 10μm ] | (Q / d) drum - (Q / d) dev | d) dev and toner average charge quantity of the latent image carrier (Q / d) relationship with drum is Whether the toner average particle diameter d dev and the toner image carrier It is characterized in that it is evaluated whether or not the relationship with the mean particle diameter d drum satisfies | d dev −d drum | ≦ 0.20 [μm].
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus that determines a required specification of an image forming apparatus, determines a design condition of the image forming apparatus that satisfies the required specification, and manufactures the image forming apparatus based on the design condition. In the production method, the required specifications are the average toner charge amount (Q / d) dev in the developing device after stirring the unused developer for 1 hour, and the unused developer after stirring for 1 hour. average toner charge amount of the latent image carrier (Q / d) drum and is | (Q / d) dev - (Q / d) drum | satisfy the relationship of ≦ 0.10 [f · C / 10μm ], and, The toner average particle diameter d dev in the developing device after stirring the unused developer for one hour and the toner average particle diameter d drum of the latent image carrier after stirring the unused developer for one hour are: , | D dev −d drum | ≦ 0.20 [μm] It is a feature.

請求項1乃至13の発明によれば、未使用の現像剤を一時間攪拌して十分劣化させた状態において、|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]の関係を満たし、かつ、未使用の現像剤を一時間攪拌後の現像装置内のトナー平均粒径ddevと、未使用の現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均粒径ddrumとが、|ddev−ddrum|≦0.20[μm]の関係を満たすようにしている。このような関係を満たすように画像形成装置を設定して、経時にわたり、潜像担持体上に付着しやすいトナーの帯電量および粒径を、現像装置内で最も多く存在するトナーの帯電量および粒径としている。この結果、従来のように、潜像担持体に付着し易い帯電量および粒径を有したトナーが現像装置内に少ないため、潜像担持体に付着し易い帯電量をもった現像装置内の凝集したトナーが潜像担持体上に付着することを抑制することができる。よって、潜像担持体上に十分な量の現像剤が均一に供給されているにもかかわらず、濃度ムラが発生する不具合を抑制することができる。
また、潜像担持体上に付着しやすいトナーの帯電量を現像装置内で最も多く存在するトナーの帯電量に経時で維持することができる。このため、従来のように、潜像担持体に付着し易い帯電量を有したトナーが現像装置内に少ないため、現像装置内の潜像担持体に付着し易い帯電量よりも高いトナーが潜像担持体上に付着することが抑制される。この結果、潜像担持体上に十分にトナーが付着してない状態でトナーと潜像担持体上の電位とが平衡状態になってしまうことが抑制され、画像濃度の低下を抑制することができる。
According to the first to thirteenth aspects of the present invention, | (Q / d) dev− (Q / d) drum | ≦ 0.10 [f] in a state where the unused developer is sufficiently deteriorated by stirring for one hour. C / 10 μm], and the average toner particle diameter d dev in the developing device after stirring the unused developer for 1 hour, and the latent image carrier after stirring the unused developer for 1 hour The average particle diameter d drum of the toner satisfies the relationship | d dev −d drum | ≦ 0.20 [μm]. The image forming apparatus is set so as to satisfy such a relationship, and the charge amount and the particle diameter of the toner that easily adheres to the latent image carrier over time are set to the charge amount of the toner that exists most in the developing device and The particle size. As a result, as in the prior art, since there is a small amount of toner having a charge amount and particle size that easily adheres to the latent image carrier in the developing device, It is possible to suppress the agglomerated toner from adhering to the latent image carrier. Accordingly, it is possible to suppress a problem that density unevenness occurs even though a sufficient amount of developer is uniformly supplied onto the latent image carrier.
In addition, the charge amount of the toner that easily adheres to the latent image carrier can be maintained over time at the charge amount of the toner that exists most in the developing device. For this reason, since there is a small amount of toner having a charge amount that easily adheres to the latent image carrier in the developing device as in the prior art, a toner that is higher than the charge amount that easily adheres to the latent image carrier in the development device is latent. Adhesion on the image carrier is suppressed. As a result, it is possible to prevent the toner and the potential on the latent image carrier from being in an equilibrium state when the toner is not sufficiently adhered on the latent image carrier, and to suppress a decrease in image density. it can.

以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のフルカラープリンタ(以下、プリンタという)に適用した場合の実施形態について説明する。図1は、このプリンタの内部構成を示す概略構成図である。図1において、箱状の装置本体1内には複数個の感光体ユニット2Y、2M、2C、2Kがそれぞれ装置本体1に着脱可能に装着されている。装置本体1内の中央部には記録材担持体としての転写ベルト3が、装置本体1の対角線方向に斜めに配置されている。転写ベルト3は、その一つに回転駆動力が伝達される複数のローラに架け渡されて図中矢印A方向に回転駆動可能に設けられている。   An embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic full-color printer (hereinafter referred to as a printer) as an image forming apparatus will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the internal configuration of the printer. In FIG. 1, a plurality of photosensitive units 2Y, 2M, 2C, and 2K are detachably mounted on the apparatus body 1 in a box-shaped apparatus body 1. A transfer belt 3 serving as a recording material carrier is disposed obliquely in the diagonal direction of the apparatus main body 1 at the center in the apparatus main body 1. The transfer belt 3 is provided so as to be able to be driven to rotate in the direction of an arrow A in the drawing, spanned by a plurality of rollers to which the rotational driving force is transmitted.

感光体ユニット2Y、2M、2C、2Kは、像担持体としてのドラム状の感光体4Y、4M、4C、4Kを有し、各感光体の表面が転写ベルト3と接触するように転写ベルト3の上方に配設されている。感光体ユニット2Y、2M、2C、2Kの配列は、感光体2Yを給紙側とし、感光体ユニット2Kが定着装置9側に位置するように4Y、4M、4C、4Kの順となっている。感光体4Y、4M、4C、4Kとしては、ベルト状の感光体等を用いてもよい。   The photoconductor units 2Y, 2M, 2C, and 2K include drum-like photoconductors 4Y, 4M, 4C, and 4K as image carriers, and the transfer belt 3 so that the surface of each photoconductor is in contact with the transfer belt 3. It is arrange | positioned above. The arrangement of the photoconductor units 2Y, 2M, 2C, and 2K is in the order of 4Y, 4M, 4C, and 4K so that the photoconductor 2Y is on the paper feed side and the photoconductor unit 2K is positioned on the fixing device 9 side. . As the photoconductors 4Y, 4M, 4C, and 4K, belt-like photoconductors or the like may be used.

現像剤供給手段となる現像装置5Y、5M、5C、5Kは、感光体4Y、4M、4C、4Kとそれぞれ対向配置されている。例えば、現像装置5Yは、イエロートナー(以下Yという)とキャリアを有する2成分現像剤を、感光体4Y上の静電潜像に供給して現像するものである。現像装置5Mは、マゼンタ(以下Mという)トナーとキャリアを有する2成分現像剤を、感光体4M上の静電潜像に供給して現像するものである。現像装置5Cは、シアン(以下Cという)トナーとキャリアを有する2成分現像剤を、感光体4C上の静電潜像に供給して現像するものである。現像装置5Kは、例えばブラック(以下Kという)トナーとキャリアとを有する2成分現像剤を、感光体4K上の静電潜像に供給して現像するものである。   The developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K serving as the developer supply means are disposed to face the photoreceptors 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively. For example, the developing device 5Y supplies a two-component developer having yellow toner (hereinafter referred to as Y) and a carrier to the electrostatic latent image on the photoreceptor 4Y for development. The developing device 5M supplies a two-component developer having magenta (hereinafter referred to as M) toner and a carrier to the electrostatic latent image on the photoreceptor 4M for development. The developing device 5C supplies a two-component developer having cyan (hereinafter referred to as C) toner and a carrier to the electrostatic latent image on the photoreceptor 4C for development. The developing device 5K supplies, for example, a two-component developer having black (hereinafter referred to as K) toner and a carrier to the electrostatic latent image on the photoreceptor 4K for development.

感光体ユニット2Y、2M、2C、2Kの上方には露光手段としての書き込み装置6が配置され、感光体ユニット2Y、2M、2C、2Kの下方には両面ユニット7が配置されている。両面ユニット7の下方には、サイズの異なる転写材Pが収納可能な給紙ユニット13、14が配設されている。装置本体1の左方には反転ユニット8が配置され、装置本体1の右側には手差しトレイ15が矢印B方向に開閉可能に設けられている。転写ベルト3と反転ユニット8との間には定着装置9が配置されている。定着装置9の転写材搬送方向下流側には反転搬送路10が分岐して形成されている。反転搬送路10は、シート状の転写材Pを搬送路内に配置された排紙ローラ11によって装置上部に設けられた排紙トレイ12に案内する。   A writing device 6 as an exposure unit is disposed above the photoreceptor units 2Y, 2M, 2C, and 2K, and a duplex unit 7 is disposed below the photoreceptor units 2Y, 2M, 2C, and 2K. Below the duplex unit 7, paper feed units 13 and 14 that can accommodate transfer materials P of different sizes are disposed. A reversing unit 8 is disposed on the left side of the apparatus main body 1, and a manual feed tray 15 is provided on the right side of the apparatus main body 1 so as to be opened and closed in the direction of arrow B. A fixing device 9 is disposed between the transfer belt 3 and the reversing unit 8. A reverse conveyance path 10 is branched and formed on the downstream side of the fixing device 9 in the transfer material conveyance direction. The reverse conveyance path 10 guides the sheet-like transfer material P to a paper discharge tray 12 provided in the upper part of the apparatus by a paper discharge roller 11 disposed in the conveyance path.

感光体ユニット2Y、2M、2C、2Kは、感光体4Y、4M、4C、4K上にY、M、C、K各色のトナー像を形成するためのユニットであり、装置本体1に配置される場所を除いては同一構成となっている。ここでは、感光体ユニット2Yの構成について説明する。図2は、感光体ユニット2Yの内部構成を示す概略構成図である。感光体ユニット2Yは、図2に示すように、感光体4Yと、感光体4Yに当接する帯電ローラ16Yと、感光体4Yの表面をクリーニングするクリーニング装置17Yとから構成され、装置本体1に着脱可能に取付けられる。クリーニング装置17Yは、ブラシローラ18Y及びクリーニングブレード19Yとから構成される。   The photoreceptor units 2Y, 2M, 2C, and 2K are units for forming toner images of Y, M, C, and K colors on the photoreceptors 4Y, 4M, 4C, and 4K, and are disposed in the apparatus main body 1. The configuration is the same except for the location. Here, the configuration of the photoreceptor unit 2Y will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an internal configuration of the photoreceptor unit 2Y. As shown in FIG. 2, the photoreceptor unit 2Y includes a photoreceptor 4Y, a charging roller 16Y that contacts the photoreceptor 4Y, and a cleaning device 17Y that cleans the surface of the photoreceptor 4Y. Mounted as possible. The cleaning device 17Y includes a brush roller 18Y and a cleaning blade 19Y.

図3は、書き込み装置6の構成を示す概略構成図である。書き込み装置6では、図3に示すように同軸上に配置された2つの回転多面鏡20、21がポリゴンモータ22により回転される。回転多面鏡20、21は、図示しない2つのレーザ光源としてのレーザダイオードからのY画像データで変調されたY用レーザ光、M画像データにより変調されたM用レーザ光と、他の2つのレーザ光源としてのレーザダイオードからのC画像データにより変調されたC用レーザ光、K画像データにより変調されたK用レーザ光とを左右に振り分けて反射する。回転多面鏡20、21からのY用レーザ光及びM用レーザ光は2層のfθレンズ23を通る。このfθレンズ23からのY用レーザ光は、ミラー24で反射されて長尺WTL25を通過した後にミラー26、27を介して感光体ユニット2Yの感光体4Yに照射される。fθレンズ23からのM用レーザ光は、ミラー28で反射されて長尺WTL29を通過した後にミラー30、31を介して感光体ユニット2Mの感光体4Mに反射される。回転多面鏡20、21からのC用レーザ光及びK用レーザ光は2層のfθレンズ32を通る。このfθレンズ32からのC用レーザ光は、ミラー33で反射されて長尺WTL34を通過した後にミラー34、36を介して感光体ユニット2Cの感光体4Cに照射される。fθレンズ32からのK用レーザ光は、ミラー37で反射されて長尺WTL38を通過した後にミラー39、40を介して感光体ユニット2Kの感光体4Kに照射される。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the writing device 6. In the writing device 6, as shown in FIG. 3, two rotary polygon mirrors 20, 21 arranged coaxially are rotated by a polygon motor 22. The rotary polygon mirrors 20 and 21 include a Y laser beam modulated by Y image data from laser diodes as two laser light sources (not shown), an M laser beam modulated by M image data, and the other two lasers. The laser beam for C modulated by the C image data from the laser diode as the light source and the laser beam for K modulated by the K image data are distributed to the left and right for reflection. The Y laser light and the M laser light from the rotary polygon mirrors 20 and 21 pass through the two layers of the fθ lens 23. The Y laser light from the fθ lens 23 is reflected by the mirror 24, passes through the long WTL 25, and then irradiates the photoreceptor 4Y of the photoreceptor unit 2Y via the mirrors 26 and 27. The M laser light from the fθ lens 23 is reflected by the mirror 28, passes through the long WTL 29, and then is reflected by the photoconductor 4M of the photoconductor unit 2M via the mirrors 30 and 31. The C laser light and the K laser light from the rotary polygon mirrors 20 and 21 pass through the two layers of the fθ lens 32. The C laser light from the fθ lens 32 is reflected by the mirror 33, passes through the long WTL 34, and then irradiates the photoreceptor 4C of the photoreceptor unit 2C via the mirrors 34 and 36. The K laser light from the fθ lens 32 is reflected by the mirror 37 and passes through the long WTL 38, and then is irradiated to the photoconductor 4K of the photoconductor unit 2K through the mirrors 39 and 40.

現像装置5Y、5M、5C、5Kは、トナー色が異なる以外は同一構成になっているので、現像装置5Yの構成について説明する。図4は、現像装置5Yの内部構成を示す概略構成図である。現像装置5Yは、図4に示すように、現像剤収容部としての現像ケース53内にYトナーとキャリアを有する2成分現像剤を収容する。また、現像ケース53内には、現像ケース53の開口部53aを介して感光体4Yと対向するように配置された現像剤担持体としての現像スリーブ54と、現像剤を攪拌しながら搬送するスクリュー部材55、56とを備えている。   Since the developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K have the same configuration except for different toner colors, the configuration of the developing device 5Y will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an internal configuration of the developing device 5Y. As shown in FIG. 4, the developing device 5Y accommodates a two-component developer having Y toner and a carrier in a developing case 53 as a developer accommodating portion. Further, in the developing case 53, a developing sleeve 54 as a developer carrying member disposed so as to face the photoreceptor 4Y through an opening 53a of the developing case 53, and a screw for conveying the developer while stirring the developer. Members 55 and 56.

上記現像ケース53は、感光体4Yへの現像剤の供給側に位置する第1の空間部65と、供給口62から補給トナーの供給を受ける第2の空間部64側とに仕切り壁57によって分割されている。スクリュー部材56は空間部65に、スクリュー部材55は空間部64にそれぞれ配置され、現像ケース53に設けた図示しない軸受部材によって回転自在に支持されている。無論、現像スリーブ54も図示しない軸受部材を介して現像ケース53に回転自在に支持され、図示しない駆動手段から回転駆動力が伝達されることで回転する。また、現像ケース53には、現像剤中のトナー濃度を検知して出力するトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ63が空間部65内にその検知面が臨むように装着されている。   The developing case 53 is divided by a partition wall 57 into a first space portion 65 located on the developer supply side to the photoreceptor 4Y and a second space portion 64 side receiving supply of replenishing toner from the supply port 62. It is divided. The screw member 56 is disposed in the space portion 65, and the screw member 55 is disposed in the space portion 64, and is rotatably supported by a bearing member (not shown) provided in the developing case 53. Of course, the developing sleeve 54 is also rotatably supported by the developing case 53 via a bearing member (not shown), and rotates when a rotational driving force is transmitted from a driving means (not shown). Further, a toner concentration sensor 63 as a toner concentration detecting means for detecting and outputting the toner concentration in the developer is mounted on the developing case 53 so that the detection surface faces the space 65.

上記構成の現像装置5Yにおいて、現像ケース53内の2成分現像剤は、スクリュー部材55、56の等速回転により、現像装置5Y内を循環しながらYトナーとキャリアが攪拌により摩擦帯電する。そして、搬送スクリュー56は現像剤の一部を現像スリーブ54に供給し、現像スリーブ54はその現像剤を磁気的に担持して搬送する。現像スリーブ54上の現像剤は、現像ケース53に配置された現像剤規制部材61により、その高さ(担持量)が規制される。感光体4Y上の静電潜像は、現像スリーブ54上のYトナーで現像されてYトナー像となる。現像ケース53内の現像剤のトナー濃度が所定の値になると、Yトナーがトナー補給口62から現像ケース53内の空間部64側に補給される。このYトナーはスクリュー部材55による攪拌で現像剤と混合され、空間部65側へ補給される。   In the developing device 5Y configured as described above, the two-component developer in the developing case 53 is frictionally charged by stirring the Y toner and the carrier while circulating in the developing device 5Y by the constant speed rotation of the screw members 55 and 56. The conveying screw 56 supplies a part of the developer to the developing sleeve 54, and the developing sleeve 54 carries and conveys the developer magnetically. The height (carrying amount) of the developer on the developing sleeve 54 is regulated by a developer regulating member 61 disposed in the developing case 53. The electrostatic latent image on the photoreceptor 4Y is developed with Y toner on the developing sleeve 54 to become a Y toner image. When the toner concentration of the developer in the developing case 53 reaches a predetermined value, Y toner is supplied from the toner supply port 62 to the space 64 side in the developing case 53. The Y toner is mixed with the developer by stirring by the screw member 55 and replenished to the space 65 side.

上記構成のプリンタにおいて、図示しない操作部により画像形成が指示されると、感光体4Y、4M、4C、4Kが図示しない駆動源により回転駆動されて図1中時計回り方向に回転する。感光体ユニット2Y、2M、2C、2Kの各帯電ローラ16Y、16M、16C、16Kは、図示しない電源から帯電バイアスが印加されて感光体4Y、4M、4C、4Kをそれぞれ一様に帯電させる。感光体4Y、4M、4C、4Kは、帯電ローラ16Y、16M、16C、16Kにより一様に帯電された後に書き込み装置6にて、Y、M、C、K各色の画像データで変調されたレーザ光により露光されて、各表面に静電潜像が形成される。これらの感光体4Y、4M、4C、4K上の静電潜像は、現像装置5Y、5M、5C、5Kにより現像されてY、M、C、K各色のトナー像となる。   In the printer having the above-described configuration, when image formation is instructed by an operation unit (not shown), the photoconductors 4Y, 4M, 4C, and 4K are driven to rotate by a drive source (not shown) and rotate clockwise in FIG. The charging rollers 16Y, 16M, 16C, and 16K of the photosensitive units 2Y, 2M, 2C, and 2K are charged with a charging bias from a power source (not shown) to uniformly charge the photosensitive bodies 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively. The photoconductors 4Y, 4M, 4C, and 4K are uniformly charged by the charging rollers 16Y, 16M, 16C, and 16K and then modulated by the writing device 6 with image data of Y, M, C, and K colors by the writing device 6. Exposure to light forms an electrostatic latent image on each surface. The electrostatic latent images on these photoreceptors 4Y, 4M, 4C, and 4K are developed by developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K to become toner images of Y, M, C, and K colors.

給紙カセット13、14のうち選択された方の給紙カセットからは、給紙ローラ45、46により1枚の転写材Pが分離されて、感光体ユニット2Yよりも給紙側に配置されたレジストローラ1へ給紙される。本実施形態では、装置本体1の右方側部に手差しトレイ15が配置され、この手差しトレイ15からも転写材Pがレジストローラ51へ給紙可能である。レジストローラ51は、各転写材Pを感光体4Y、4M、4C、4K上のトナー像と先端が一致するタイミングで転写ベルト3上へ送り出す。送り出された転写材Pは、紙吸着ローラ52によって帯電される転写ベルト3に静電的に吸着されて各転写部へと搬送される。搬送された転写材Pには、各転写部を順に通過する際に、転写ブラシ47、48、49、50により感光体4Y、4M、4C、4K上のY、M、C、K各色のトナー像が順次に重ね合わせて転写される。これにより、4色重ね合わせのフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像が形成された転写材Pは、定着装置9によりフルカラートナー像が定着される。定着後の転写材Pは、指定されたモードに応じた排出路を通って排紙トレイ12に反転排出されるか、定着装置9から直進して反転ユニット8内を通ってストレートに排紙される。   One transfer material P is separated from the selected one of the paper feed cassettes 13 and 14 by paper feed rollers 45 and 46, and is arranged closer to the paper feed side than the photosensitive unit 2Y. The paper is fed to the registration roller 1. In the present embodiment, a manual feed tray 15 is disposed on the right side portion of the apparatus main body 1, and the transfer material P can also be fed from the manual feed tray 15 to the registration rollers 51. The registration roller 51 sends each transfer material P onto the transfer belt 3 at a timing when the leading edge of the transfer material P coincides with the toner image on the photoreceptors 4Y, 4M, 4C, and 4K. The transferred transfer material P is electrostatically attracted to the transfer belt 3 charged by the paper suction roller 52 and conveyed to each transfer unit. When the transferred transfer material P passes through the transfer portions in sequence, the transfer brushes 47, 48, 49, and 50 use toners of Y, M, C, and K colors on the photoreceptors 4Y, 4M, 4C, and 4K, respectively. Images are sequentially superimposed and transferred. As a result, a full-color toner image with four colors superimposed is formed. The full color toner image is fixed on the transfer material P on which the full color toner image is formed by the fixing device 9. The fixed transfer material P is reversely discharged to the paper discharge tray 12 through a discharge path corresponding to the designated mode, or is straightly discharged from the fixing device 9 through the reversing unit 8 and discharged straight. The

以上の作像動作は、4色重ね合わせのフルカラーモードが図示しない操作部で選択された時の動作である。例えば、3色重ね合わせのフルカラーモードが操作部で選択された場合には、Kトナー像の形成が省略されてY、M、C3色のトナー像の重ね合わせによるフルカラー画像が転写材P上に形成される。また白黒画像形成モードが操作部で選択された場合には、Kトナー像の形成のみが行われて白黒画像が転写材P上に形成される。   The above-described image forming operation is an operation when the full-color mode for superimposing four colors is selected by an operation unit (not shown). For example, when the three-color superposition full-color mode is selected on the operation unit, the formation of the K toner image is omitted, and the full-color image obtained by superposing the Y, M, and C three-color toner images on the transfer material P. It is formed. When the monochrome image forming mode is selected on the operation unit, only the K toner image is formed and a monochrome image is formed on the transfer material P.

図9は、本実施形態で用いる現像装置5内部構成を示す斜視図である。供給口62から供給された補給トナーはスクリュー部材55、56の回転により、図中矢印方向に移動されながら攪拌がなされる。攪拌がなされたトナーは現像スリーブ54に担持、搬送され、感光体4表面上の潜像の現像に用いられる。
本実施形態では、図2に示すように感光体4Yと帯電ローラ16Yとクリーニング装置17Yとから構成された感光体ユニット2Yが、装置本体に対して着脱可能に取り付けられている。感光体4を備えたユニットを装置本体1に対して着脱可能とする構成としてはこれに限るものではない。現像装置も備えたプロセスカートリッジとして装置本体1から着脱可能な構成を適用しても良い。
図10は、本実施形態に適用可能なプロセスカートリッジ500の断面図である。プロセスカートリッジ500は、感光体4のまわりに帯電手段としての帯電ローラ16、現像手段としての現像装置5、クリーニング手段としてのクリーニング装置17などを備えている。プロセスカートリッジ500を備えたプリンタ装置本体1の概略構成図を図11に示す。このように感光体4のまわりの部材を一体的にプロセスカートリッジ500としてプリンタ装置本体1に対して一括して着脱可能とすることで、メンテナンス性を向上することができる。プロセスカートリッジとしては上述のプロセスカートリッジ500の構成に限らず、少なくとも現像装置5と感光体4とを一体的に結合し、プリンタ装置本体1に対して着脱可能となっていれば良い。図11では、プロセスカートリッジ500を一つだけ記載しているが、これを転写ベルト3の表面移動方向に複数個並べることにより、カラーの画像形成が可能となる。
FIG. 9 is a perspective view showing the internal configuration of the developing device 5 used in the present embodiment. The replenishment toner supplied from the supply port 62 is agitated while being moved in the direction of the arrow in the drawing by the rotation of the screw members 55 and 56. The agitated toner is carried and conveyed on the developing sleeve 54 and used for developing the latent image on the surface of the photoreceptor 4.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a photoconductor unit 2Y including a photoconductor 4Y, a charging roller 16Y, and a cleaning device 17Y is detachably attached to the apparatus main body. The configuration in which the unit including the photoconductor 4 is detachable from the apparatus main body 1 is not limited to this. A configuration that is detachable from the apparatus main body 1 may be applied as a process cartridge including a developing device.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a process cartridge 500 applicable to the present embodiment. The process cartridge 500 includes a charging roller 16 as a charging unit, a developing device 5 as a developing unit, a cleaning device 17 as a cleaning unit, and the like around the photosensitive member 4. FIG. 11 shows a schematic configuration diagram of the printer apparatus main body 1 including the process cartridge 500. As described above, the members around the photosensitive member 4 can be integrally attached to and detached from the printer apparatus main body 1 as the process cartridge 500 in an integrated manner, thereby improving the maintainability. The process cartridge is not limited to the configuration of the process cartridge 500 described above, and it is sufficient that at least the developing device 5 and the photosensitive member 4 are integrally coupled and detachable from the printer apparatus main body 1. In FIG. 11, only one process cartridge 500 is shown, but by arranging a plurality of process cartridges 500 in the direction of surface movement of the transfer belt 3, color image formation is possible.

本実施形態に係るプリンタは、現像剤および現像装置5の現像条件を以下に示す特性にすることが好ましい。そして、下記条件を満たすプリンタを開発して、装置に組み込むことが好ましい。   In the printer according to this embodiment, it is preferable that the developing conditions of the developer and the developing device 5 have the following characteristics. It is preferable to develop a printer that satisfies the following conditions and incorporate it into the apparatus.

本実施形態のプリンタは、未使用の現像剤を一時間攪拌して十分劣化させた状態において、|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]の関係を満たし、かつ、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均粒径ddevと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均粒径ddrumとが、|ddev−ddrum|≦0.20[μm]の関係を満たすことが好ましい。 In the printer of this embodiment, in a state where the unused developer is sufficiently deteriorated by stirring for 1 hour, | (Q / d) dev− (Q / d) drum | ≦ 0.10 [f · C / 10 μm ] And the average particle diameter d dev of the developing device after stirring the unused developer for 1 hour and the latent image carrier after stirring the unused developer for 1 hour. It is preferable that the toner average particle diameter d drum satisfies a relationship of | d dev −d drum | ≦ 0.20 [μm].

上記個数比率から算出される現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)dev、および現像装置内のトナー平均粒径ddevの測定方法について説明する。現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devやトナー平均粒径ddevの測定方法は、チャージスペクトル法を利用した方法や、レーザードップラー速度計を使用した方法などが知られており、いずれの測定方法も用いることができるが、ここでは、レーザードップラー速度計を使用したトナー粒子帯電量分布測定装置(Eスパートアナライザー;ホソカワミクロン株式会社製)における測定方法を示す。まず、磁石で構成されている現像剤保持台に現像装置内の現像剤を保持させる。次いで、現像剤保持台に保持した現像剤をエアーガン(窒素ガス)により、磁性キャリアとトナーとに分離して、トナー粒子のみを測定部に吸引導入する。測定部に吸引導入されたトナーは順次帯電量を計測され、トナーの帯電量分布及び同時に粒径分布を得る。尚、本実施形態における測定条件は以下の通りとした。
・窒素ガスブロー圧力:0.4kg/cm2G
・窒素ガスブロー時間:2sec
・窒素ガスブローのインターバル:2sec
・現像剤保持台の回転数:320/1500rpm
上記現像装置内のトナーの帯電量分布から、現像装置内のトナーのトナー平均帯電量(Q/d)devが得られる。また、上記現像装置内のトナーの粒径分布から、現像装置内のトナー平均粒径ddevが求められる。
A method for measuring the average toner charge amount (Q / d) dev in the developing device calculated from the number ratio and the average toner particle diameter d dev in the developing device will be described. As a method for measuring the toner average charge amount (Q / d) dev and toner average particle diameter d dev in the developing device, a method using a charge spectrum method, a method using a laser Doppler velocimeter, and the like are known. Any measuring method can be used, but here, a measuring method in a toner particle charge amount distribution measuring apparatus (E-Spart Analyzer; manufactured by Hosokawa Micron Corporation) using a laser Doppler velocimeter is shown. First, the developer in the developing device is held on a developer holding stand constituted by a magnet. Next, the developer held on the developer holding table is separated into a magnetic carrier and toner by an air gun (nitrogen gas), and only the toner particles are sucked into the measurement unit. The toner sucked into the measuring unit is sequentially measured for the charge amount, and the charge amount distribution of the toner and the particle size distribution are obtained at the same time. The measurement conditions in the present embodiment were as follows.
・ Nitrogen gas blow pressure: 0.4kg / cm2G
・ Nitrogen gas blow time: 2 sec
・ Nitrogen gas blow interval: 2 sec
・ Rotation speed of developer holder: 320/1500 rpm
From the toner charge amount distribution in the developing device, the toner average charge amount (Q / d) dev of the toner in the developing device is obtained. Further, the toner average particle diameter d dev in the developing device is obtained from the particle size distribution of the toner in the developing device.

また像担持体上のトナーの平均帯電量(Q/d)drum及び平均粒径ddrumを測定する場合にも、上記Eスパートアナライザーを使用することができる。測定手順としては、画像形成装置で像担持体上にトナーを現像している段階で、作像プロセスを停止させて、画像形成装置から像担持体を取り出す。該像担持体を専用治具に固定させて、エアーガン(窒素ガス)により、トナーを測定部に吸引導入する。測定部に吸引導入されたトナーは順次帯電量を計測され、トナーの帯電量分布及び同時に粒径分布を得る。尚、本実施形態における測定条件は以下の通りとした。
・窒素ガスブロー圧力:0.4kg/cm2G
・窒素ガスブロー時間:2sec
・窒素ガスブローのインターバル:2sec
上記現像装置内のトナーの帯電量分布から、現像装置内のトナーのトナー平均帯電量(Q/d)drumが得られる。また、上記現像装置内のトナーの粒径分布から、現像装置内のトナー平均粒径ddrumが求められる。
The E-spart analyzer can also be used when measuring the average charge amount (Q / d) drum and the average particle diameter d drum of the toner on the image carrier. As a measurement procedure, at the stage where the toner is developed on the image carrier by the image forming apparatus, the image forming process is stopped and the image carrier is taken out from the image forming apparatus. The image bearing member is fixed to a dedicated jig, and toner is sucked into the measuring unit by an air gun (nitrogen gas). The toner sucked into the measuring unit is sequentially measured for the charge amount, and the charge amount distribution of the toner and the particle size distribution are obtained at the same time. The measurement conditions in the present embodiment were as follows.
・ Nitrogen gas blow pressure: 0.4kg / cm2G
・ Nitrogen gas blow time: 2 sec
・ Nitrogen gas blow interval: 2 sec
From the toner charge amount distribution in the developing device, the toner average charge amount (Q / d) drum of the toner in the developing device is obtained. Further, the toner average particle diameter ddrum in the developing device is obtained from the particle size distribution of the toner in the developing device.

また、本実施形態に係る現像剤は、トナー濃度を5.0〜9.0(wt%)の範囲で、平均帯電量Q/Mが15〜40[−μC/g]となるものを使用することが、キャリアのトナーによる被覆率や現像剤流動性の最適化等の観点から望ましい。トナー濃度が5.0(wt%)より低い場合には、現像剤の帯電量Q/Mが高くなる方向であり、感光体上の静電潜像を現像する現像ポテンシャルをより高く設定する必要があり、感光体の寿命低下を招く恐れがある。さらに現像剤の帯電量Q/Mが40[−μC/g]を越える場合には、画像濃度が低下する可能性が高くなる。またトナー濃度が9.0(wt%)よりも高い場合には、現像剤の帯電量Q/Mが低くなる方向にある。現像剤の帯電量Q/Mが40[−μC/g]未満の場合には、トナー飛散が発生しやすくなり、トナー飛散のレベルが悪くなるにつれて、画像地肌部がトナーで汚れる所謂地肌汚れが発生して画像品質低下を招く。よって、トナー濃度を5.0〜9.0(wt%)の範囲で、平均帯電量Q/Mが15〜40[−μC/g]となる現像剤を使用することにより、小粒径キャリア、小粒径トナーを使用した現像剤であっても、長期に亘って安定した画像品質が得られるようになる。   Further, as the developer according to the present embodiment, a developer having a toner concentration in the range of 5.0 to 9.0 (wt%) and an average charge amount Q / M of 15 to 40 [−μC / g] is used. It is desirable to optimize the coverage of the carrier with the toner and the developer fluidity. When the toner concentration is lower than 5.0 (wt%), the charge amount Q / M of the developer increases, and it is necessary to set a higher development potential for developing the electrostatic latent image on the photosensitive member. There is a risk of reducing the life of the photoreceptor. Further, when the charge amount Q / M of the developer exceeds 40 [−μC / g], the possibility that the image density is lowered increases. Further, when the toner concentration is higher than 9.0 (wt%), the charge amount Q / M of the developer tends to decrease. When the charge amount Q / M of the developer is less than 40 [-μC / g], toner scattering is likely to occur, and the so-called background contamination in which the image background portion is stained with toner as the level of toner scattering deteriorates. Occurs and degrades image quality. Therefore, by using a developer having an average charge amount Q / M of 15 to 40 [−μC / g] in a toner concentration range of 5.0 to 9.0 (wt%), a small particle size carrier is used. Even with a developer using a small particle size toner, stable image quality can be obtained over a long period of time.

また、本実施形態に係る現像剤おいて、キャリアに対するトナーの割合は、キャリア100重量部当り、トナー2〜25重量部、好ましくは4〜15重量部の割合である。また、トナーによるキャリアの被覆率は、10〜80%、好ましくは20〜60%である。トナーによるキャリアの被覆率が50%のときのトナー帯電量は、35(−μC/g)以下、より好ましくは25(−μC/g)以下である。その下限値は、特に制約されないが、通常、15(−μC/g)程度である。なお、被覆率は以下の式で算出される。
被覆率(%)=(Wt/Wc)×(ρc/ρt)×(Dc/Dw)×(1/4)×100
上記式中、Dcはキャリアの重量平均粒径(μm)、Dwはトナーの重量平均粒径(μm)、Wtはトナーの重量(g)、Wcはキャリアの重量(g)、ρtはトナー真密度(g/cm)、ρcはキャリア真密度(g/cm)を表す。
In the developer according to the exemplary embodiment, the ratio of the toner to the carrier is 2 to 25 parts by weight, preferably 4 to 15 parts by weight, per 100 parts by weight of the carrier. Further, the coverage of the carrier with the toner is 10 to 80%, preferably 20 to 60%. When the coverage of the carrier with toner is 50%, the toner charge amount is 35 (−μC / g) or less, more preferably 25 (−μC / g) or less. The lower limit is not particularly limited, but is usually about 15 (−μC / g). The coverage is calculated by the following formula.
Coverage (%) = (Wt / Wc) × (ρc / ρt) × (Dc / Dw) × (1/4) × 100
In the above formula, Dc is the carrier weight average particle diameter (μm), Dw is the toner weight average particle diameter (μm), Wt is the toner weight (g), Wc is the carrier weight (g), and ρt is the toner true The density (g / cm 3 ) and ρc represent the true carrier density (g / cm 3 ).

重量平均粒径は、個数基準で測定された粒子の粒径分布(個数頻度と粒径との関係)に基づいて算出されたものである。この場合の重量平均粒径Dwは以下の式で表される。
Dw={1/Σ(nD)}×{Σ(nD)}
上記式中、Dは各チャネルに存在する粒子の代表粒径(μm)を示し、nは各チャネルに存在する粒子の総数を示す。チャネルとは、粒径分布図における粒径範囲を等分に分割するための長さを示すもので、本実施形態では、2μmの長さを採用した。また、各チャネルに存在する粒子の代表粒径としては、各チャネルに保存する粒子粒径の下限値を採用した。
The weight average particle size is calculated based on the particle size distribution (relationship between the number frequency and the particle size) of the particles measured on the basis of the number. The weight average particle diameter Dw in this case is represented by the following formula.
Dw = {1 / Σ (nD 3 )} × {Σ (nD 4 )}
In the above formula, D represents the representative particle size (μm) of particles present in each channel, and n represents the total number of particles present in each channel. The channel indicates a length for equally dividing the particle size range in the particle size distribution diagram, and in the present embodiment, a length of 2 μm is adopted. Further, as the representative particle size of the particles existing in each channel, the lower limit value of the particle size stored in each channel was adopted.

また、本実施形態に係る現像剤は、トナーの重量平均粒径が5.0〜8.0μmであり、トナーの重量平均粒径(Dw)と個数平均粒径(Dn)の比(Dw/Dn)が1.20以下であることが望ましい。トナーの小粒径化は解像度を上げるためには不可欠であるが、副作用として、流動性、保存性において悪化傾向にある。トナー粒径が5.0μm未満では、現像剤の流動性が極端に悪化して、現像剤中の均一なトナー濃度を確保することが困難となる。またトナー小粒径化はキャリアに対する被覆率が上昇する方向であり、被覆率が高くなり過ぎた場合には、キャリア汚染の加速化及びトナー飛散誘発が懸念される。トナー及び現像剤の流動性を向上させる手段として、トナーに添加剤を多く添加する手段は副作用が発生する為に本質的な改善は期待できない。しかし、トナーの粒径分布の均一性にすることにより、トナー小粒径化に伴う副作用が克服される。つまり、トナーの重量平均と個数平均の粒子径比率Dw/Dnが1に近いことが望ましく、1.20以下にすることにより、流動性悪化の抑制効果が得られて、小粒径トナーを使用した場合でもトナー濃度の均一化が図られる。このように、トナーの重量平均粒径が5.0〜8.0μm、かつトナーの重量平均と個数平均の粒子径比率Dw/Dnを1.20以下にすることにより、画像濃度安定性に加えて、解像度の向上も図られ、さらに高品質な画像が得られる。またトナー粒度分布における3μm以下の粒子個数比率を5%以下にすることによって、流動性、保存性における品質改善効果は顕著であり、現像装置中へのトナー補給性及びトナーの帯電立ち上がり特性において良好な水準が得られる。   The developer according to the exemplary embodiment has a toner weight average particle diameter of 5.0 to 8.0 μm, and a ratio of the toner weight average particle diameter (Dw) to the number average particle diameter (Dn) (Dw / It is desirable that Dn) is 1.20 or less. The reduction in toner particle size is indispensable for increasing the resolution, but as a side effect, fluidity and storage stability tend to deteriorate. When the toner particle size is less than 5.0 μm, the fluidity of the developer is extremely deteriorated, and it becomes difficult to ensure a uniform toner concentration in the developer. Further, the reduction in the toner particle diameter is a direction in which the coverage with respect to the carrier increases. When the coverage is excessively high, there is a concern that the carrier contamination is accelerated and the toner is scattered. As a means for improving the fluidity of the toner and the developer, a means for adding a large amount of additives to the toner cannot be expected to be essentially improved because side effects occur. However, by making the particle size distribution of the toner uniform, the side effects associated with reducing the toner particle size are overcome. In other words, the weight average and number average particle diameter ratio Dw / Dn of the toner is preferably close to 1, and by setting it to 1.20 or less, an effect of suppressing deterioration in fluidity can be obtained, and a small particle diameter toner is used. Even in this case, the toner density can be made uniform. As described above, the weight average particle diameter of the toner is 5.0 to 8.0 μm, and the weight average / number average particle diameter ratio Dw / Dn is 1.20 or less, thereby adding to the image density stability. As a result, the resolution is improved and a higher quality image can be obtained. In addition, when the particle number ratio of 3 μm or less in the toner particle size distribution is set to 5% or less, the quality improvement effect in fluidity and storage stability is remarkable, and the toner replenishment property to the developing device and the toner charge rising property are good. A good level.

トナーの粒度分布は種々の方法で測定できるが、本実施形態では小孔通過法(コールターカウンター法)を用いて行った。測定装置として、COULTERCOUNTERMODELTA2(コールター社製)を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイスを接続して、100μmのアパチャー(細孔)を使用した。測定方法として、まず電解水溶液に界面活性剤を加えた中に、トナー測定用試料を分散させる。この試料を別の1%NaCl電界液に注入して、アパチャーチューブのアパチャーの両側に電極が置かれている電解液を通して両電極間に電流を流す。このときの抵抗変化から2〜40μmの粒子の粒度分布を測定して、平均分布から個数平均粒径、重量平均粒径を求める。   The particle size distribution of the toner can be measured by various methods. In this embodiment, the toner particle size distribution is measured using a small hole passage method (Coulter counter method). As a measuring device, COULTERCOUNTERMODETA2 (manufactured by Coulter) was used, an interface for outputting number distribution and volume distribution was connected, and an aperture (pore) of 100 μm was used. As a measuring method, first, a toner measurement sample is dispersed in a surfactant added to an electrolytic aqueous solution. This sample is injected into another 1% NaCl field solution, and an electric current is passed between the electrodes through the electrolytic solution in which the electrodes are placed on both sides of the aperture tube. The particle size distribution of 2 to 40 μm particles is measured from the resistance change at this time, and the number average particle diameter and the weight average particle diameter are obtained from the average distribution.

また、本実施形態に係る現像剤は、後述するようにして求められるトナーの帯電立ち上がり比率Z(%)が70(%)以上であることが望ましい。トナーの帯電立ち上がり比率Z(%)を70(%)以上とすることにより、トナー飛散、及び地肌汚れにも大きな改善効果が認められた。トナー帯電立ち上がり特性は、補給されたトナーが如何に効率良く、均一にキャリアに付着して、均一な混合状態にするために重要な特性である。特に帯電立ち上がり特性が優れているということは、短時間でキャリアに対して静電力、ファンデアワールス力が働き、所望の帯電量が得られることであり、トナー飛散、地肌汚れの抑制も可能になる。   In addition, the developer according to the exemplary embodiment desirably has a toner charge rising ratio Z (%) obtained as described later of 70 (%) or more. By setting the toner charge rising ratio Z (%) to 70 (%) or more, a great improvement effect was observed in toner scattering and background stains. The toner charge rising characteristic is an important characteristic for how efficiently the replenished toner adheres uniformly to the carrier to form a uniform mixed state. In particular, the excellent charge rise characteristics means that the electrostatic force and van der Waals force act on the carrier in a short time and the desired charge amount can be obtained, and it is possible to suppress toner scattering and background stains. Become.

トナーの帯電立ち上がり比率Z(%)は、常温(23±3℃)常湿(50±10%)下、トナー濃度5%以下の条件下でトナーとキャリアとを10分間攪拌混合したときに得られる帯電量Q600に対して、同一条件下で20秒間攪拌混合した時に得られる帯電量Q20とすると、Z(%)=(Q20/Q600)×100で計算される。帯電量Q600、Q20の測定方法としては、以下のとおりである。常温常湿下、キャリア50gとトナー濃度5%に相当するトナーを所定の時間混合(装置名:(株)伊藤製作所製ボールミル架台S4−2型、回転数:280rpm)することにより現像剤を作成する。この現像剤3gを目開き635メッシュ(SUS316製東洋コーポレーション(株)製)をセットした測定用ゲージに入れ、60秒間ブローオフ(ブローオフ装置:東芝ケミカル(株)製TB−200、ブローガス:窒素エアー、ブロー圧力:1.5±0.1(kg/cm2))した後、飛散した粉体の電荷量Q(μC)と質量M(g)を測定し、帯電量Q/M(−μC/g)を得ることができる。 The toner charge rising ratio Z (%) is obtained when the toner and the carrier are stirred and mixed for 10 minutes under normal temperature (23 ± 3 ° C.) and normal humidity (50 ± 10%) under a toner concentration of 5% or less. When the charge amount Q 20 obtained by stirring and mixing under the same conditions for 20 seconds with respect to the charge amount Q 600 obtained is calculated as Z (%) = (Q 20 / Q 600 ) × 100. A method for measuring the charge amounts Q 600 and Q 20 is as follows. A developer is prepared by mixing 50 g of a carrier and a toner corresponding to a toner concentration of 5% under normal temperature and humidity for a predetermined time (device name: Ball mill mount S4-2, manufactured by Ito Manufacturing Co., Ltd., rotation speed: 280 rpm). To do. 3 g of this developer was placed in a measuring gauge set with a mesh of 635 mesh (manufactured by Toyo Corporation, SUS316), and blow-off for 60 seconds (blow-off device: TB-200, manufactured by Toshiba Chemical Corporation), blow gas: nitrogen air, Blow pressure: 1.5 ± 0.1 (kg / cm 2)), and then the charge amount Q (μC) and mass M (g) of the scattered powder were measured, and the charge amount Q / M (−μC / g) ) Can be obtained.

また、トナーには流動性付与剤が添加されるのが好ましい。流動性付与剤には種々のものが使用可能であるが、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50[nm]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、ファンデアワールス力を格段に向上させることができ、トナーの流動性向上が図られる。その結果、現像剤の所望の帯電レベルを得ることができ、良好な画像品質が得られ、さらに転写残トナーの低減が図られる。さらに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。よって、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、帯電立ち上がり特性の悪化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の添加量が0.3〜1.5[wt%]の範囲で、疎水性酸化チタン微粒子が0.2〜1.2[wt%]の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、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て、トナー飛散も抑制できることができた。   In addition, it is preferable that a fluidity imparting agent is added to the toner. Various fluidity imparting agents can be used, but 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 an average particle diameter of both fine particles of 50 [nm] or less, electrostatic force and van der Waals force with the toner can be remarkably improved, and toner fluidity is improved. Is planned. As a result, a desired charge level of the developer can be obtained, good image quality can be obtained, and transfer residual toner can be reduced. Further, the titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but tend to deteriorate the charge rising characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, it is considered that the influence of deterioration of charging rise characteristics becomes large. However, when the addition amount of the hydrophobic silica fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 [wt%] and the hydrophobic titanium oxide fine particles are in the range of 0.2 to 1.2 [wt%], the charge rising characteristics are large. Even if copying was repeated, stable image quality was obtained and toner scattering could be suppressed even when copying was repeated.

また、平均粒径が80〜140[nm]である大粒径の疎水性シリカを添加することにより、転写性、現像性に対して更に性能が向上する。特にトナー平均粒径が7[μm]以下のような小粒径トナーを使用した現像剤において、品質改善効果が顕著であった。即ち、粒径が大きい添加剤がトナー粒子間においてスペーサ的な作用をして、トナー転写圧縮時のトナー凝集や現像機の空攪拌時におけるトナー表面への添加剤埋没が抑制可能となる。その結果、転写不良に伴うベタ画像濃度ムラ、添加剤埋没に伴うトナー流動性低下が発生せずに、長期に亘って高品質な画像を得ることができた。   Further, by adding hydrophobic silica having a large particle diameter of 80 to 140 [nm], the performance is further improved with respect to transferability and developability. In particular, the effect of improving the quality is remarkable in a developer using a toner having a small particle diameter such that the average particle diameter of the toner is 7 [μm] or less. That is, the additive having a large particle size acts as a spacer between the toner particles, and it is possible to suppress the toner aggregation at the time of toner transfer compression and the embedding of the additive on the toner surface at the time of empty stirring of the developing machine. As a result, it was possible to obtain a high-quality image over a long period of time without causing solid image density unevenness due to transfer failure and toner fluidity deterioration due to burying of the additive.

また、本実施形態に係るキャリアの重量平均粒径Dwは25〜60[μm]、より好ましくは30〜45[μm]が望ましい。キャリアの重量平均粒径Dwが60[μm]よりも大きい場合には、感光体上の磁気的なキャリア保持力が強く、キャリア付着は起こりにくい。しかし、単位重量当たりのキャリア表面積が小さくなるため、高画像濃度を得るためにトナー濃度を高くした場合には、地汚れが急速に増大する。また、潜像のドット径が小さい場合は、ドット径のバラツキが大きくなる。一方、キャリアの重量平均粒径Dwが25μmよりも小さい場合には、キャリア粒子当たりの磁気モーメントが低下し、現像スリーブ上の磁気的なキャリア保持力が弱くなり、キャリア付着が起き易くなる。   The weight average particle diameter Dw of the carrier according to the present embodiment is preferably 25 to 60 [μm], more preferably 30 to 45 [μm]. When the weight average particle diameter Dw of the carrier is larger than 60 [μm], the magnetic carrier holding force on the photoconductor is strong and carrier adhesion hardly occurs. However, since the surface area of the carrier per unit weight is small, when the toner concentration is increased in order to obtain a high image density, the scumming increases rapidly. In addition, when the dot diameter of the latent image is small, the variation in the dot diameter increases. On the other hand, when the weight average particle diameter Dw of the carrier is smaller than 25 μm, the magnetic moment per carrier particle is lowered, the magnetic carrier holding force on the developing sleeve is weakened, and carrier adhesion is likely to occur.

さらに、キャリア粒子中、粒径が44[μm]未満である粒子の含有割合は、70[wt%]以上、好ましくは75[wt%]以上が望ましい。上記含有割合が上記範囲よりも少ない場合には、上述したキャリア付着に対する改善効果が小さい。また、粒径が62[μm]以上である粒子の含有割合は3重量%未満、好ましくは1[wt%]未満である。62[μm]以上の粒子の含有量が多いほど、ドット径のバラツキが大きくなり、ドット再現性の低下が顕在化してくる。また、粒径が22[μm]未満である粒子の含有割合は7[wt%]以下である。小粒径キャリアの場合、キャリア付着しているキャリアの大部分は、22[μm]未満の微細粒子である。本発明者らは、重量平均粒径Dwが25〜45[μm]の小粒径キャリアにおいて、22[μm]より小さい粒子の重量比率を変化させてキャリア付着を評価した。その結果、22[μm]以下の粒径を有する粒子が7[wt%]以下ならば、キャリア付着が問題ない程度に改善され、3[wt%]以下、更に1[wt%]以下とすると、更に品質改善効果が大きいことが判明した。   Furthermore, the content ratio of the particles having a particle size of less than 44 [μm] in the carrier particles is 70 [wt%] or more, preferably 75 [wt%] or more. When the said content rate is less than the said range, the improvement effect with respect to the carrier adhesion mentioned above is small. The content ratio of particles having a particle size of 62 [μm] or more is less than 3 wt%, preferably less than 1 [wt%]. The greater the content of particles of 62 [μm] or more, the greater the variation in dot diameter, and the lower the dot reproducibility becomes. The content ratio of particles having a particle size of less than 22 [μm] is 7 [wt%] or less. In the case of a small particle size carrier, most of the carrier adhering to the carrier is a fine particle of less than 22 [μm]. The present inventors evaluated carrier adhesion by changing the weight ratio of particles smaller than 22 [μm] in a small particle size carrier having a weight average particle diameter Dw of 25 to 45 [μm]. As a result, if the particles having a particle size of 22 [μm] or less are 7 [wt%] or less, the carrier adhesion is improved to the extent that there is no problem, and 3 [wt%] or less and further 1 [wt%] or less. Further, it was found that the quality improvement effect was great.

さらに、1000エルステッド(Oe)の磁場を印加したときのキャリア粒子当たりの磁気モーメントは、70[emu/g]以上、好ましくは76[emu/g]以上が望ましい。その上限値は、特に制約されないが、通常150[emu/g]程度である。磁気モーメントが70[emu/g]より小さい場合には、現像スリーブ上の磁気的なキャリア保持力が低下して、キャリア付着が発生しやすくなる。   Further, the magnetic moment per carrier particle when a magnetic field of 1000 oersted (Oe) is applied is 70 [emu / g] or more, preferably 76 [emu / g] or more. The upper limit is not particularly limited, but is usually about 150 [emu / g]. When the magnetic moment is smaller than 70 [emu / g], the magnetic carrier holding force on the developing sleeve is reduced, and carrier adhesion is likely to occur.

キャリアの磁気モーメントは、以下のようにして測定することができる。B−Hトレーサー(BHU−60/理研電子(株)製)を使用し、円筒のセルにキャリア粒子1.0gを詰めて装置にセットする。磁場を徐々に大きくし3000エルステッドまで変化させ、次に徐々に小さくして零にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくし3000エルステッドとする。更に徐々に磁場を小さくして零にした後、最初と同じ方向に磁場をかける。このようにして、B−Hカーブを図示し、その図より1000エルステッドの磁気モーメントを算出する。   The magnetic moment of the carrier can be measured as follows. Using a BH tracer (BHU-60 / manufactured by Riken Denshi Co., Ltd.), 1.0 g of carrier particles are packed in a cylindrical cell and set in an apparatus. The magnetic field is gradually increased and changed to 3000 Oersted, then gradually reduced to zero, and then the opposite magnetic field is gradually increased to 3000 Oersted. Further, after gradually reducing the magnetic field to zero, a magnetic field is applied in the same direction as the first. In this way, the BH curve is illustrated, and the magnetic moment of 1000 oersted is calculated from the figure.

1000エルステッドの磁場を印加したときに、磁気モーメントが76[emu/g]以上となるキャリアの芯材粒子としては、例えば、鉄、コバルト等の強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Li系フェライト、Mn−Zn系フェライト、Cu−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、Ba系フェライト、Mn−Mg−Sr系フェライト、Mn系フェライト等が挙げられる。フェライトとは一般に次式で表される焼結体である。
(MO)x(NO)y(Fe)z
但し、x+y+z=100mol%であって、M、Nはそれぞれ、Ni、Cu、Zn、Li、Mg、Mn、Sr、Ca等であり、2価の金属酸化物と3価の鉄酸化物との完全混合物から構成されている。
Examples of the carrier core material particles having a magnetic moment of 76 [emu / g] or more when a magnetic field of 1000 oersted is applied include, for example, ferromagnetic materials such as iron and cobalt, magnetite, hematite, Li-based ferrite, Mn -Zn ferrite, Cu-Zn ferrite, Ni-Zn ferrite, Ba ferrite, Mn-Mg-Sr ferrite, Mn ferrite and the like. Ferrite is a sintered body generally represented by the following formula.
(MO) x (NO) y (Fe 2 O 3 ) z
However, x + y + z = 100 mol%, and M and N are Ni, Cu, Zn, Li, Mg, Mn, Sr, Ca, etc., respectively, and the divalent metal oxide and the trivalent iron oxide Consists of a complete mixture.

現像装置の特性は、現像剤規制部材による規制直後における現像スリーブ上の単位面積あたりの現像剤担持量を20〜60[mg/cm]にすることが好ましい。担持量が20[mg/cm]より少ない場合には、現像スリーブと感光体との間に印加する電界をより大きくする必要があり、キャリア付着に対して不利である。また現像剤担持量が60[mg/cm]よりも多い場合には、現像剤規制部材よりも現像スリーブの現像剤搬送方向下流側において剤落ちが発生しやすくなる。さらに感光体と現像スリーブとの空間において、現像剤の充填密度が高くなる方向であり、この空間での現像剤の流動性が低下する傾向にある。この流動性低下に伴い、感光体上の静電潜像に対してのトナー供給が円滑に行われなくなり、画像濃度低下や濃度ムラが発生しやすくなる。 As for the characteristics of the developing device, it is preferable that the developer carrying amount per unit area on the developing sleeve immediately after regulation by the developer regulating member is 20 to 60 [mg / cm 2 ]. When the carrying amount is less than 20 [mg / cm 2 ], it is necessary to increase the electric field applied between the developing sleeve and the photoconductor, which is disadvantageous for carrier adhesion. Further, when the developer carrying amount is more than 60 [mg / cm 2 ], the dropping of the agent is more likely to occur on the downstream side in the developer conveying direction of the developing sleeve than the developer regulating member. Further, in the space between the photosensitive member and the developing sleeve, the developer filling density tends to increase, and the fluidity of the developer in this space tends to decrease. Along with this decrease in fluidity, toner supply to the electrostatic latent image on the photoreceptor is not smoothly performed, and image density reduction and density unevenness are likely to occur.

また、現像装置においては、現像スリーブの周速度をVs、感光体の周速度Vpとした場合、Vs/Vpを1.5から2.5の範囲になるように調整することが望ましい。これにより高品質な画像を得ることが可能となる。Vs/Vpが1.5よりも低い場合には、静電潜像を通過する現像剤の通過時間が短くなるために、現像能力が低下してしまい、高面積を有する画像を出力した場合、画像濃度低下が顕著となってくる。またVs/Vpが2.5よりも高い場合、即ち現像剤と静電潜像との接触時間を長くする方向は異常画像が発生することが知られている。ここでいう異常画像とは、ベタ画像部後端の画像濃度低下、画像抜け、特にハーフトーン画像の後端部で顕著にみられる画像抜けや、ベタ画像とハーフトーン画像境界部での画像濃度変化を意味する。これらは何れも潜像電位の異なる場所や潜像電位が不連続に急激に変化する画像濃度の境界部に現れる。現像ニップを現像剤が通過する過程で現像剤中のトナーが移動することや、そもそも誘導体としての静電容量を持つ現像剤層が異なる不連続な現像電界を通過するときの過渡現象に起因するものと考えられている。   In the developing device, when the peripheral speed of the developing sleeve is Vs and the peripheral speed Vp of the photosensitive member, it is desirable to adjust Vs / Vp to be in the range of 1.5 to 2.5. This makes it possible to obtain a high quality image. When Vs / Vp is lower than 1.5, the developer passing time through the electrostatic latent image is shortened, so that the developing ability is reduced and an image having a large area is output. The decrease in image density becomes remarkable. Further, it is known that when Vs / Vp is higher than 2.5, that is, an abnormal image is generated in a direction in which the contact time between the developer and the electrostatic latent image is increased. The abnormal image referred to here is a decrease in image density at the rear end of the solid image portion, image omission, particularly image omission that is noticeable at the rear end of the halftone image, and image density at the boundary between the solid image and the halftone image. It means change. All of these appear at locations where the latent image potentials are different and at the boundary portions of the image density where the latent image potentials change rapidly and discontinuously. This is due to the phenomenon that the toner in the developer moves in the process of passing the developer through the development nip, and the transient phenomenon when the developer layer having a capacitance as a derivative passes through different discontinuous development electric fields. It is considered a thing.

以下、本実施形態で使用されるキャリア及びトナーの材料について説明する。まず、本実施形態で使用されるキャリアは、磁性を有する芯材粒子と、その表面を被覆する樹脂層とからなる。この樹脂層を形成するための樹脂としては、キャリアの製造に従来用いられている公知のものを用いることができる。例えば、キャリアの樹脂層には、下記の化1式で表される繰り返し単位を含むシリコーン樹脂を好ましく用いることができる。

Figure 2006047942
Hereinafter, the carrier and toner materials used in this embodiment will be described. First, the carrier used in the present embodiment is composed of magnetic core particles and a resin layer covering the surface. As the resin for forming this resin layer, a known resin conventionally used in the production of carriers can be used. For example, a silicone resin containing a repeating unit represented by the following chemical formula 1 can be preferably used for the resin layer of the carrier.
Figure 2006047942

キャリアの樹脂層に用いられるストレートシリコーン樹脂としては、KR271、KR272、KR282、KR252、KR255、KR152(信越化学工業社製)、SR2400、SR2406(東レダウコーニングシリコーン社製)等が挙げられる。また、キャリアの樹脂層には、変性シリコーン樹脂も用いることができる。このようなものとしては、エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、ウレタン変性シリコーン、ポリエステル変性シリコーン、アルキッド変性シリコーン等が挙げられる。上記変性シリコーン樹脂の具体例としては、エポキシ変性物:ES−1001N、アクリル変性シリコーン:KR−5208、ポリエステル変性物:KR−5203、アルキッド変性物:KR−206、ウレタン変性物:KR−305(以上、信越化学工業社製)、エポキシ変性物:SR2115、アルキッド変性物:SR2110(東レダウコーニングシリコーン社製)等が挙げられる。   Examples of the straight silicone resin used for the resin layer of the carrier include KR271, KR272, KR282, KR252, KR255, KR152 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), SR2400, SR2406 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone). A modified silicone resin can also be used for the resin layer of the carrier. Examples of such materials include epoxy-modified silicone, acrylic-modified silicone, phenol-modified silicone, urethane-modified silicone, polyester-modified silicone, and alkyd-modified silicone. Specific examples of the modified silicone resin include epoxy modified product: ES-1001N, acrylic modified silicone: KR-5208, polyester modified product: KR-5203, alkyd modified product: KR-206, urethane modified product: KR-305 ( As mentioned above, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), epoxy modified product: SR2115, alkyd modified product: SR2110 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) and the like.

上記シリコーン樹脂には、アミノシランカップリング剤を適量(0.001〜30重量%)含有させることができるが、このようなものとしては以下のようなものが挙げられる。
N(CHSi(OCH:MW179.3
N(CHSi(OC:MW221.4
NCHCHCHSi(CH(OC):MW161.3
NCHCHCHSi(CH)(OC:MW191.3
NCHCHNHCHSi(OCH:MW194.3
NCHCHNHCHCHCHSi(CH)(OCH:MW206.4
NCHCHNHCHCHCHSi(OCH:MW224.4
(CHNCHCHCHSi(CH)(OC:MW219.4
(CNCSi(OCH:MW291.6
The silicone resin can contain an appropriate amount (0.001 to 30% by weight) of an aminosilane coupling agent. Examples of such a silicone resin include the following.
H 2 N (CH 2) 3 Si (OCH 3) 3: MW179.3
H 2 N (CH 2) 3 Si (OC 2 H 5) 3: MW221.4
H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 Si (CH 3) 2 (OC 2 H 5): MW161.3
H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 Si (CH 3) (OC 2 H 5) 2: MW191.3
H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 2 Si (OCH 3) 3: MW194.3
H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 CH 2 Si (CH 3) (OCH 3) 2: MW206.4
H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3: MW224.4
(CH 3) 2 NCH 2 CH 2 CH 2 Si (CH 3) (OC 2 H 5) 2: MW219.4
(C 4 H 9) 2 NC 3 H 6 Si (OCH 3) 3: MW291.6

更に、本実施形態で使用されるキャリアの樹脂層には、以下に示すものを単独又は上記シリコーン樹脂と混合して使用することも可能である。ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。   Furthermore, as the resin layer of the carrier used in this embodiment, the following can be used alone or mixed with the silicone resin. Polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, Styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer) Polymer, styrene-phenyl acrylate copolymer, etc.) styrene-methacrylic acid ester copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene -Phenyl methacrylate copolymer, etc.) Styrene resins such as len-α-chloroacrylic acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, epoxy resin, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, ionomer resin, polyurethane resin, ketone resin, ethylene -Ethyl acrylate copolymer, xylene resin, polyamide resin, phenol resin, polycarbonate resin, melamine resin and the like.

キャリアの芯材粒子表面に樹脂層を形成するための方法としては、スプレードライ法、浸漬法、或いはパウダーコーティング法等公知の方法が使用できる。特に流動床型コーティング装置を用いる方法は、均一な塗付膜を形成するのに有効である。   As a method for forming the resin layer on the surface of the core particles of the carrier, a known method such as a spray drying method, a dipping method, or a powder coating method can be used. In particular, a method using a fluidized bed type coating apparatus is effective for forming a uniform coated film.

キャリア芯材粒子表面上に形成する樹脂層の厚みは、通常0.02〜1μm、好ましくは0.03〜0.8μmである。樹脂層の厚みはきわめて小さいことから、樹脂層を被覆した芯材粒子からなるキャリアとキャリア芯材粒子の粒度分布は実質的に同じである。   The thickness of the resin layer formed on the surface of the carrier core particles is usually 0.02 to 1 μm, preferably 0.03 to 0.8 μm. Since the thickness of the resin layer is extremely small, the particle size distribution of the carrier made of core material particles covering the resin layer and the carrier core material particles is substantially the same.

また必要に応じてキャリアの抵抗率を調整する場合もあり、芯材粒子上の被覆樹脂の抵抗調整、膜厚の制御によって可能である。キャリア抵抗調整のために、導電性微粉末を被覆樹脂層に添加して使用することも可能である。上記導電性微粉末としては、導電性ZnO、Al等の金属又は金属酸化物粉、種々の方法で調製されたSnO2又は種々の元素をドープしたSnO、TiB、ZnB、MoB等のホウ化物、炭化ケイ素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ(パラ−フェニレンスルフィド)ポリピロール、ポリエチレン等の導電性高分子、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。これらの導電性微粉末は、コーティングに使用する溶媒、或いは被覆用樹脂溶液に投入した後、ボールミル、ビーズミル等メディアを使用した分散機、或いは高速回転する羽根を備えた攪拌機を使用することによって均一に分散することが出来る。 Further, the resistivity of the carrier may be adjusted as necessary, and this is possible by adjusting the resistance of the coating resin on the core material particles and controlling the film thickness. In order to adjust the carrier resistance, it is also possible to add conductive fine powder to the coating resin layer. Examples of the conductive fine powder, conductive ZnO, metal or metal oxide powder such as Al, of SnO2 or various prepared in various ways elements doped SnO 2, TiB 2, ZnB 2 , MoB 2 , etc. Examples thereof include boride, silicon carbide, polyacetylene, polyparaphenylene, poly (para-phenylene sulfide) polypyrrole, conductive polymers such as polyethylene, carbon black such as furnace black, acetylene black, and channel black. These conductive fine powders are made uniform by using a dispersing machine using a medium such as a ball mill or a bead mill, or a stirrer equipped with a blade rotating at high speed after being put into a solvent used for coating or a resin solution for coating. Can be dispersed.

次に、本実施形態で使用されるトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤と帯電制御剤とから構成される。このトナーは、重合法、造粒法等の各種のトナー製法によって作成された不定形または球形のトナーであることができる。また、磁性トナー及び非磁性トナーのいずれも使用可能である。   Next, the toner used in this embodiment is composed of at least a binder resin, a colorant, a release agent, and a charge control agent. This toner can be an amorphous or spherical toner prepared by various toner production methods such as a polymerization method and a granulation method. Either magnetic toner or non-magnetic toner can be used.

ここで使用されるトナーの結着樹脂としては従来からトナー用結着樹脂として使用されてきたものは全てが適用される。具体的にはポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン/p−クロロスチレン共重合体、スチレン/プロピレン共重合体、スチレン/ビニルトルエン共重合体、スチレン/ビニルナフタレン共重合体、スチレン/アクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリル酸エチル共重合体、スチレン/アクリル酸ブチル共重合体、スチレン/アクリル酸オクチル共重合体、スチレン/メタクリル酸メチル共重合体、スチレン/メタクリル酸エチル共重合体、スチレン/メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン/α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン/ビニルメチルケトン共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、スチレン/アクリロニトリル/インデン共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルブチルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、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等が挙げられ、これらは単独で或いは2種以上を混合して使用される。   As the toner binder resin used here, all those conventionally used as toner binder resins are applied. Specifically, homopolymers of styrene such as polystyrene, polychlorostyrene, and polyvinyltoluene, and substituted products thereof; styrene / p-chlorostyrene copolymer, styrene / propylene copolymer, styrene / vinyltoluene copolymer, styrene / Vinyl naphthalene copolymer, styrene / methyl acrylate copolymer, styrene / ethyl acrylate copolymer, styrene / butyl acrylate copolymer, styrene / octyl acrylate copolymer, styrene / methyl methacrylate copolymer Styrene / ethyl methacrylate copolymer, styrene / butyl methacrylate copolymer, styrene / α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene / acrylonitrile copolymer, styrene / vinyl ethyl ether copolymer, styrene / Vinyl methyl ketone copolymer, styrene / Styrene copolymer such as styrene / butadiene copolymer, styrene / isoprene copolymer, styrene / acrylonitrile / indene copolymer, styrene / maleic acid copolymer, styrene / maleic acid ester copolymer; polymethyl methacrylate, Polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, polyvinyl butyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic Base petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax and the like, and these may be used alone or in admixture of two or more.

ここで使用されるトナーの着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な染顔料が使用できて、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料の全てが適用される。具体的には、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローGローダミン6Cレーキ、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、マラカイトグリーン、マラカイトグリーンヘキサレート、ローズベンガル、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系染顔料、トリスアゾ系染顔料等が挙げられる。これらの着色剤の使用量は、結着樹脂に対して、通常1〜30wt%、好ましくは3〜20wt%である。   As the colorant of the toner used here, dyes and pigments capable of obtaining yellow, magenta, cyan, and black toners can be used, and pigments and dyes conventionally used as toner colorants can be used. All apply. Specifically, nigrosine dye, aniline blue, calco oil blue, dupont oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G rhodamine 6C lake, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, malachite green, malachite Examples thereof include green hexalate, rose bengal, monoazo dye / pigment, disazo dye / pigment, and trisazo dye / pigment. The amount of these colorants to be used is generally 1-30 wt%, preferably 3-20 wt%, relative to the binder resin.

ここで使用されるトナーの帯電制御剤としては、正の帯電制御剤及び負の帯電制御剤、いずれのものも使用可能であるが、カラートナーの場合、色調を損なうことのない透明色から白色のものを使用するのが好ましい。例えば正極性のものとしては4級アンモニウム塩類、イミダゾール金属錯体や塩類等が用いられ、負極性のものとしては、サリチル酸錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等等が挙げられる。   As the toner charge control agent used here, either a positive charge control agent or a negative charge control agent can be used. In the case of a color toner, a transparent to white color that does not impair the color tone is used. Are preferably used. For example, quaternary ammonium salts, imidazole metal complexes, salts, and the like are used as positive polarity, and salicylic acid complexes, salts, organic boron salts, calixarene compounds, and the like are listed as negative polarity.

また、ここで使用されるトナーにおいては、離型性を持たせるために、低分子量のポリエチレン、ポリプロピレン等の合成ワックス類の他、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油等の植物系ワックス類;みつろう、ラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス類;モンタンワックス、オゾケライト等の鉱物系ワックス類;硬化ヒマシ油、ヒドロキシステアリン酸、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステル等の油脂系ワックス類を含有することができ、これらは単独で或いは2種以上混合して使用される。   In addition, in the toner used here, in order to provide releasability, in addition to synthetic waxes such as low molecular weight polyethylene and polypropylene, candelilla wax, carnauba wax, rice wax, wax, jojoba oil Plant waxes such as beeswax; animal waxes such as beeswax, lanolin and whale wax; mineral waxes such as montan wax and ozokerite; fat waxes such as hydrogenated castor oil, hydroxystearic acid, fatty acid amide, phenol fatty acid ester These may be used alone or in combination of two or more.

さらに、ここで使用されるトナーには、上記の離型剤の他に必要に応じてトナーの熱特性、電気特性、物理特性を調整する目的で、各種の可塑剤(フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等)、抵抗調整剤(酸化錫、酸化鉛、酸化アンチモン等)等の助剤を添加することも可能である。更に本発明のトナーには、必要に応じて上記の離型剤、助剤等以外の流動性付与剤を混合することもできる。その流動性付与剤としては、例えばシリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子、フッ化マグネシウム微粒子、炭化ケイ素微粒子、炭化ホウ素微粒子、炭化チタン微粒子、炭化ジルコニウム微粒子、窒化ホウ素微粒子、窒化チタン微粒子、窒化ジルコニウム微粒子、マグネタイト微粒子、二硫化モリブデン微粒子、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸マグネシウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子、フッ素系樹脂微粒子、アクリル系樹脂微粒子等が挙げられ、これらは単独で或いは2種以上使用することが可能である。なお、流動性付与剤としては、一次粒子の粒径が0.1μmより小さく、表面をシランカップリング剤やシリコンオイル等で疎水化処理し、疎水化度40以上のものが好ましい。   Further, the toner used here includes various plasticizers (dibutyl phthalate, phthalic acid) for the purpose of adjusting the thermal properties, electrical properties, and physical properties of the toner as necessary in addition to the above-mentioned release agent. It is also possible to add auxiliaries such as dioctyl) and resistance adjusting agents (tin oxide, lead oxide, antimony oxide, etc.). Furthermore, the toner of the present invention may be mixed with a fluidity-imparting agent other than the above-mentioned mold release agent and auxiliary agent, if necessary. Examples of the fluidity-imparting agent include silica fine particles, titanium oxide fine particles, aluminum oxide fine particles, magnesium fluoride fine particles, silicon carbide fine particles, boron carbide fine particles, titanium carbide fine particles, zirconium carbide fine particles, boron nitride fine particles, titanium nitride fine particles, nitriding. Zirconium fine particles, magnetite fine particles, molybdenum disulfide fine particles, aluminum stearate fine particles, magnesium stearate fine particles, zinc stearate fine particles, fluorine-based resin fine particles, acrylic resin fine particles, and the like may be used, and these may be used alone or in combination of two or more. It is possible. As the fluidity-imparting agent, those having a primary particle size of less than 0.1 μm, a surface hydrophobized with a silane coupling agent, silicon oil or the like, and a hydrophobization degree of 40 or more are preferable.

ここで使用されるトナーの製造方法としては公知の方法が用いられる。例えば結着樹脂、着色剤及び顔料、帯電制御剤さらに必要に応じて離型剤等を適当な比率でヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機を使用して十分に混合する。その後、スクリュー型押出し式連続混練機、2本ロールミル、3本ロールミル、加圧加熱ニーダーを用いて溶融混練を行う。またカラートナーの場合、顔料の分散性を向上させる目的で結着樹脂の一部と顔料を予め溶融混練して得られるマスターバッチ顔料を着色剤として使用することが一般的である。上記方法で得られた混練物を冷却固化させた後にハンマーミル等の粉砕機を用いて粗粉砕をする。さらに、粗粉砕物をジェットミル粉砕機で粉砕処理した後に気流式分級機等に連結されたローター粉砕機等を用いて表面処理を行う。例えば衝突式粉砕機としてはハンマーミル、ボールミル、チューブミル、振動ミル等を挙げることができる。圧縮空気及び衝突板を主構成要素として具備してなるジェット式粉砕機としてはIタイプ及びIDSタイプ衝突式粉砕機(日本ニューマチック工業社製)を好ましく使用できる。またローター粉砕機としてはロールミル、ピンミル、流動層式ジェットミル等を例示できる。特に外壁としての固定容器とこの固定容器と中心軸を同一にする回転片とを主構成要素として具備してなるローター式粉砕機としてはターボミル(ターボ工業社製)、クリプトロン(川崎重工業社製)、ファインミル(日本ニューマチック工業社製)等が使用できる。連結された分級機には気流式分級機としてはディスパージョンセパレータ(DS)式分級機(日本ニューマチック工業社製)、多分割式分級機(エルボージェット;日鉄鉱業社製)等が使用できる。さらに気流式分級機、機械式分級機を用いて微粉分級を行い、微細粒子を得ることができる。   A known method is used as a method for producing the toner used here. For example, a binder resin, a colorant and a pigment, a charge control agent, and if necessary, a release agent and the like are sufficiently mixed using a mixing machine such as a Henschel mixer and a ball mill at an appropriate ratio. Thereafter, melt kneading is performed using a screw-type extrusion continuous kneader, a two-roll mill, a three-roll mill, and a pressure and heating kneader. In the case of a color toner, a masterbatch pigment obtained by previously melt-kneading a part of the binder resin and the pigment for the purpose of improving the dispersibility of the pigment is generally used as the colorant. The kneaded product obtained by the above method is cooled and solidified, and then coarsely pulverized using a pulverizer such as a hammer mill. Further, the coarsely pulverized product is pulverized with a jet mill pulverizer and then subjected to surface treatment using a rotor pulverizer connected to an airflow classifier or the like. For example, a hammer mill, a ball mill, a tube mill, a vibration mill, etc. can be mentioned as a collision type pulverizer. As a jet type pulverizer comprising compressed air and a collision plate as main components, I type and IDS type collision pulverizers (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.) can be preferably used. Examples of the rotor pulverizer include a roll mill, a pin mill, and a fluidized bed jet mill. In particular, as a rotor type pulverizer comprising a fixed container as an outer wall and a rotating piece having the same central axis as that of the fixed container, turbo mills (manufactured by Turbo Industry Co., Ltd.), kryptron (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.) ), Fine mill (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.) and the like can be used. For the connected classifier, a dispersion separator (DS) classifier (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.), a multi-part classifier (Elbow Jet; manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.), etc. can be used as the air classifier. . Furthermore, fine powder classification can be performed using an airflow classifier or a mechanical classifier to obtain fine particles.

さらに上記方法で得られた微細粒子に流動性付与剤の添加混合を行う場合には、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、ボールミル等の公知の設備が使用可能である。また懸濁重合法、非水分散重合法により、モノマーと着色剤、流動性付与剤から直接トナーを製造する方法であってもよい。   Furthermore, when adding and mixing a fluidity-imparting agent to the fine particles obtained by the above method, known equipment such as a Henschel mixer, a super mixer, and a ball mill can be used. Alternatively, a toner may be directly produced from a monomer, a colorant and a fluidity imparting agent by a suspension polymerization method or a non-aqueous dispersion polymerization method.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、ここでの部は重量基準である。また、各実施例及び比較例におけるキャリア及びトナーの主な特性は最後の方の表8にまとめ、評価の結果は表9にまとめている。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Here, the part is based on weight. The main characteristics of the carrier and toner in each example and comparative example are summarized in Table 8 at the end, and the evaluation results are summarized in Table 9.

〔実施例1〕
*トナーの製造例
(マスターバッチ顔料成分)
顔料 キナクリドン系マゼンタ顔料(C。I。PigmentRed122) 50部
結着樹脂 エポキシ樹脂 50部
水 30部
上記原材料をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロール表面温度130℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、マスターバッチ顔料(1)を得た。次に、このマスターバッチ顔料(1)を用いて、以下の方法によりトナーを作成した。
[Example 1]
* Example of toner production (master batch pigment component)
Pigment Quinacridone-based magenta pigment (C.I. PigmentRed122) 50 parts Binder resin Epoxy resin 50 parts Water 30 parts The above raw materials were mixed in a Henschel mixer to obtain a mixture in which pigment aggregates were soaked with water. This was kneaded for 45 minutes with two rolls set at a roll surface temperature of 130 ° C. to obtain a master batch pigment (1). Next, using this master batch pigment (1), a toner was prepared by the following method.

(トナー成分)
結着樹脂 エポキシ樹脂(R−304、三井化学社製) 100部
着色剤 マスターバッチ顔料(1) 13部
帯電制御剤 サリチル酸亜鉛塩(ボントロンE84、オリエント化学社製) 2部
(Toner component)
Binder resin Epoxy resin (R-304, manufactured by Mitsui Chemicals) 100 parts Colorant Master batch pigment (1) 13 parts Charge control agent Zinc salicylate (Bontron E84, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) 2 parts

上記組成の混合物を2軸混練機にて溶融混練し、この混練物を粉砕部に平板型衝突板を具備したジェットミル粉砕機で平均粒径12μmになるように微粉砕した。さらにこの微細粒子をDSタイプ気流式分級機に連結したターボミルを使用して表面処理を行い、平均粒径11.5μmの微細粒子を得た。さらに微粉分級して、重量平均粒径が12.1μm、3μm以下の粒子個数比率が0%の微細粒子を得た。この微細粒子20kgに対して平均粒径0.3μmの疎水性シリカ微粒子100g、平均粒径0.3μmの疎水性酸化チタン微粒子100gを添加及び攪拌混合を行って、マゼンタ電子写真用トナーAを得た。   The mixture having the above composition was melt-kneaded with a twin-screw kneader, and the kneaded product was finely pulverized so as to have an average particle diameter of 12 μm with a jet mill pulverizer equipped with a flat impingement plate at the pulverization part. Furthermore, surface treatment was performed using a turbo mill in which the fine particles were connected to a DS type airflow classifier to obtain fine particles having an average particle diameter of 11.5 μm. Furthermore, fine powder classification was performed to obtain fine particles having a weight average particle diameter of 12.1 μm and a particle number ratio of 3 μm or less of 0%. To 20 kg of the fine particles, 100 g of hydrophobic silica fine particles having an average particle diameter of 0.3 μm and 100 g of hydrophobic titanium oxide fine particles having an average particle diameter of 0.3 μm are added and mixed by stirring to obtain a magenta electrophotographic toner A. It was.

*キャリアAの製造例
シリコーン樹脂(SR2411.トーレダウコーニングシリコーン社製)を希釈して、シリコーン樹脂溶液(固形分:5%)を用意した。そして、流動床型コーティング装置を用いて、キャリア芯材粒子(1)の各粒子表面上に、上記シリコーン樹脂溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.53μm、真比重5.0g/cmのキャリアを得た。膜厚の調整はコート液量により行った。
* Production Example of Carrier A A silicone resin solution (solid content: 5%) was prepared by diluting a silicone resin (SR2411, manufactured by Toledo Corning Silicone). Then, using a fluidized bed type coating apparatus, the silicone resin solution is applied at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C. on each particle surface of the carrier core material particles (1), and further 240 ° C. And a carrier having a film thickness of 0.53 μm and a true specific gravity of 5.0 g / cm 3 was obtained. The film thickness was adjusted depending on the amount of the coating solution.

上記方法で得られたカラートナー及びキャリアを用いてトナー濃度(TC)4.5wt%の現像剤を作成し、リコー社製IPSiOcolor8100機を以下に示す現像条件に改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力Vtが3.00Vになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で、画像面積20%の画像を出力した。そして、通紙枚数20K枚に対するトナー濃度推移、現像剤および像担持体の帯電量分布、粒径分布、画像品質について評価を実施した。

Figure 2006047942
A developer having a toner concentration (TC) of 4.5 wt% was prepared using the color toner and carrier obtained by the above method, and quality evaluation was performed by modifying the Ricoh IPSiOcolor 8100 machine to the following development conditions. As an initial setting of the developer, the toner density sensor output Vt is adjusted to 3.00 V and set as a reference value. An image with an image area of 20% was output while maintaining this reference value. The toner density transition, developer and image carrier charge amount distribution, particle size distribution, and image quality were evaluated for 20K sheets.
Figure 2006047942

〔実施例2〕
上記現像条件を下表のように変更した以外は、実施例1と同一トナーおよびキャリアを用いて実施例1と同様に画像出力及び評価を実施した。

Figure 2006047942
[Example 2]
Image output and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 using the same toner and carrier as in Example 1 except that the development conditions were changed as shown in the table below.
Figure 2006047942

〔実施例3〕
上記現像条件を下表のように変更した以外は、実施例1と同一トナーおよびキャリアを用いて実施例1と同様に画像出力及び評価を実施した。

Figure 2006047942
Example 3
Image output and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 using the same toner and carrier as in Example 1 except that the development conditions were changed as shown in the table below.
Figure 2006047942

〔実施例4〕
上記実施例1におけるトナーで重量平均粒径8.4μm、3μm以下粒子個数比率を2%に調製した以外は、実施例1と同一方法でマゼンタ電子写真用トナーBを得た。このトナーと上記実施例3の現像条件を用いて、実施例1と同様な画出力及び評価を実施した。
Example 4
A magenta electrophotographic toner B was obtained in the same manner as in Example 1 except that the weight average particle size of 8.4 μm and 3 μm or less of the toner in Example 1 was adjusted to 2%. Using this toner and the development conditions of Example 3 above, image output and evaluation similar to Example 1 were carried out.

〔実施例5〕
上記実施例1におけるトナーで重量平均粒径5.1μm、3μm以下粒子個数比率を15%に調製した以外は実施例1と同一方法でマゼンタ電子写真用トナーCを得た。このトナーと上記実施例3の現像条件を用いて、実施例1と同様に画像出力及び評価を実施した。
Example 5
A magenta electrophotographic toner C was obtained in the same manner as in Example 1 except that the weight average particle diameter of 5.1 μm and 3 μm or less of the toner in Example 1 was adjusted to 15%. Using this toner and the development conditions of Example 3 above, image output and evaluation were performed as in Example 1.

〔実施例6〕
*重合トナーの製造例
イオン交換水710gに、0.1M−NaPO水溶液450gを投入し、60℃に加温した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpmにて攪拌した。これに1.0M−CaCl水溶液68gを徐々に添加し、Ca(POを含む水系媒体を得た。
Example 6
* Production Example of Polymerized Toner 710 g of ion-exchanged water was charged with 450 g of a 0.1 M Na 3 PO 4 aqueous solution, heated to 60 ° C., and then 12000 rpm using a TK homomixer (manufactured by Special Machine Industries). Was stirred. To this, 68 g of 1.0 M CaCl 2 aqueous solution was gradually added to obtain an aqueous medium containing Ca 3 (PO 4 ) 2 .

(トナー成分)
スチレン 170g
n−ブチルアクリレート 30g
キナクリドン系マゼンタ顔料 10g
ジ−t−ブチルサリチル酸金属化合物 2g
ポリエステル樹脂 10g
上記処方を60℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2、2‘−アゾビス(2、4−ジメチルバレロニトリル)10gを溶解し、重合性単量体組成物を調整した。そして、上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、60℃、N雰囲気下において、TK式ホモミキサーにて10000rpmで20分間攪拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、80℃に昇温し、10時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で一部水系媒体を留去して冷却し、塩酸を加えリン酸カルシウムを溶解させた後、濾過、水洗、乾燥をして、重量平均粒径が7μm、3μm以下粒子個数比率が1%の着色懸濁粒子を得た。この微細粒子20kgに対して平均粒径0.3μmの疎水性シリカ微粒子100g、平均粒径0.3μmの疎水性チタン微粒子100gを添加及び攪拌混合を行って、マゼンタ電子写真用トナーDを得た。このトナーと実施例3の現像条件を用いて、実施例1と同様に画像出力及び評価を実施した。
(Toner component)
170g of styrene
30g of n-butyl acrylate
Quinacridone magenta pigment 10g
Di-t-butylsalicylic acid metal compound 2g
Polyester resin 10g
The above formulation was heated to 60 ° C., and uniformly dissolved and dispersed at 12000 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo). In this, 10 g of polymerization initiators 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) were dissolved to prepare a polymerizable monomer composition. Then, the polymerizable monomer composition is put into the aqueous medium and stirred at 10,000 rpm for 20 minutes with a TK homomixer in an N 2 atmosphere at 60 ° C. to prepare the polymerizable monomer composition. Grained. Then, while stirring with a paddle stirring blade, the temperature was raised to 80 ° C. and reacted for 10 hours. After completion of the polymerization reaction, a part of the aqueous medium is distilled off under reduced pressure and cooled, and after adding hydrochloric acid to dissolve calcium phosphate, filtration, washing and drying are performed, and the weight average particle size is 7 μm, 3 μm or less. Colored suspended particles with a ratio of 1% were obtained. To 20 kg of the fine particles, 100 g of hydrophobic silica fine particles having an average particle size of 0.3 μm and 100 g of hydrophobic titanium fine particles having an average particle size of 0.3 μm were added and stirred to obtain a magenta electrophotographic toner D. . Using this toner and the development conditions of Example 3, image output and evaluation were carried out in the same manner as in Example 1.

〔実施例7〕
上記実施例6におけるトナーにおいて、トナーDから以下に示すトナーEに変更した以外は、実施例3と同一現像条件を用いて、実施例1と同様に画像出力及び評価を行った。
*トナーの製造例
上記微細粒子20kgに対して平均粒径30nmの疎水性シリカ微粒子100g、平均粒径30nmの疎水性チタン微粒子100g、及び平均粒径100nmの疎水性シリカ微粒子100gを添加及び攪拌混合を行う以外は、実施例6と同一方法で、マゼンタ電子写真用トナーEを得た。
Example 7
Image output and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the toner in Example 6 was changed from toner D to toner E shown below, using the same development conditions as in Example 3.
* Example of toner production 100 g of hydrophobic silica fine particles with an average particle size of 30 nm, 100 g of hydrophobic titanium fine particles with an average particle size of 30 nm, and 100 g of hydrophobic silica fine particles with an average particle size of 100 nm are added to 20 kg of the above fine particles and mixed with stirring. Except that, magenta electrophotographic toner E was obtained in the same manner as in Example 6.

〔実施例8〕
上記実施例6におけるトナー及びキャリアCを用いて、トナー濃度(TC)7.0wt%の現像剤を作成し、リコー社製IPSiOcolor8100機を改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力Vtが2.50Vになるように調製を行い、基準値とする。その他の現像条件は実施例1と同一である。この基準値を維持する状態で、画像面積20%の画像を出力した。そして、通紙枚数20K枚に対するトナー濃度推移、現像剤および像担持体の帯電量分布、粒径分布、画像品質について評価を実施した。
Example 8
Using the toner and carrier C in Example 6 above, a developer having a toner concentration (TC) of 7.0 wt% was prepared, and quality evaluation was performed by modifying a Ricoh IPSiOcolor 8100 machine. As an initial setting of the developer, the toner density sensor output Vt is adjusted to 2.50 V and set as a reference value. Other development conditions are the same as those in Example 1. An image with an image area of 20% was output while maintaining this reference value. The toner density transition, developer and image carrier charge amount distribution, particle size distribution, and image quality were evaluated for 20K sheets.

〔実施例9〕
上記実施例9におけるトナー、キャリアを用い、同一の現像条件で画像面積1%の画像を出力した。そして、通紙枚数20K枚に対するトナー濃度推移、現像剤および像担持体の帯電量分布、粒径分布、画像品質について評価を実施した。
Example 9
Using the toner and carrier in Example 9, an image with an image area of 1% was output under the same development conditions. The toner density transition, developer and image carrier charge amount distribution, particle size distribution, and image quality were evaluated for 20K sheets.

〔実施例10〕
上記実施例9におけるトナー及びキャリアCを用いて、トナー濃度(TC)10.0wt%の現像剤を作成して、リコー社製IPSiOcolor8100機を改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力Vtが2.00Vになるように調製を行い、基準値とする。その他の現像条件は実施例1と同一である。この基準値を維持する状態で、画像面積20%の画像を出力した。そして、通紙枚数20K枚に対するトナー濃度推移、現像剤および像担持体の帯電量分布、粒径分布、画像品質について評価を実施した。
Example 10
Using the toner and carrier C in Example 9 above, a developer having a toner concentration (TC) of 10.0 wt% was prepared, and quality evaluation was performed by modifying a Ricoh IPSiOcolor 8100 machine. As an initial setting of the developer, the toner density sensor output Vt is adjusted to 2.00 V and set as a reference value. Other development conditions are the same as those in Example 1. An image with an image area of 20% was output while maintaining this reference value. The toner density transition, developer and image carrier charge amount distribution, particle size distribution, and image quality were evaluated for 20K sheets.

〔実施例11〕
上記実施例6におけるトナーにおいて、トナーDから以下に示すトナーFに変更した以外は、実施例3と同一現像条件を用いて、実施例1と同様に画像出力及び評価を実施した。
*トナーの製造例
上記微細粒子20kgに対して平均粒径30nmの疎水性チタン微粒子100g、及び平均粒径100nmの疎水性シリカ微粒子100gを添加及び攪拌混合を行う以外は、実施例6と同一方法で、マゼンタ電子写真用トナーFを得た。
Example 11
Image output and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the toner in Example 6 was changed from toner D to toner F shown below, using the same development conditions as in Example 3.
* Production example of toner The same method as in Example 6 except that 100 g of hydrophobic titanium fine particles having an average particle size of 30 nm and 100 g of hydrophobic silica fine particles having an average particle size of 100 nm are added and stirred and mixed with respect to 20 kg of the fine particles. Thus, a magenta electrophotographic toner F was obtained.

〔実施例12〕
実施例9におけるトナー及びキャリアCを用いて、トナー濃度7.0%の現像剤を作成して、リコー社製IPSiOcolor8100機を表4に示す現像条件に改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力Vtが3.00Vになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で、画像面積20%の画像を出力した。そして、通紙枚数20K枚に対するトナー濃度推移、現像剤および像担持体の帯電量分布、粒径分布、画像品質について評価を実施した。

Figure 2006047942
Example 12
A developer having a toner concentration of 7.0% was prepared using the toner and carrier C in Example 9, and the quality was evaluated by modifying the Ricoh IPSiOcolor 8100 machine to the development conditions shown in Table 4. As an initial setting of the developer, the toner density sensor output Vt is adjusted to 3.00 V and set as a reference value. An image with an image area of 20% was output while maintaining this reference value. The toner density transition, developer and image carrier charge amount distribution, particle size distribution, and image quality were evaluated for 20K sheets.
Figure 2006047942

〔実施例13〕
実施例9におけるトナー及びキャリアCを用いて、トナー濃度7.0%の現像剤を作成して、リコー社製IPSiOcolor8100機を表5に示す現像条件に改造して品質評価を行った。現像剤の初期設定として、トナー濃度センサ出力が3.00Vになるように調製を行い、基準値とする。この基準値を維持する状態で、画像面積20%の画像を出力した。そして、通紙枚数20K枚に対するトナー濃度推移、現像剤および像担持体の帯電量分布、粒径分布、画像品質について評価を実施した。

Figure 2006047942
Example 13
A developer with a toner concentration of 7.0% was prepared using the toner and carrier C in Example 9, and the quality was evaluated by modifying the Ricoh IPSiOcolor 8100 machine to the development conditions shown in Table 5. As an initial setting of the developer, the toner density sensor output is adjusted to 3.00 V and set as a reference value. An image with an image area of 20% was output while maintaining this reference value. The toner density transition, developer and image carrier charge amount distribution, particle size distribution, and image quality were evaluated for 20K sheets.
Figure 2006047942

〔比較例1〕
上記実施例1におけるキャリアにおいて、キャリアAから以下に示すキャリアBに変更した以外は、実施例1と同一トナーを用いて、実施例1と同様に画像出力及び評価を実施した。
*キャリアBの製造例
シリコーン樹脂(SR2411 トーレダウコーニングシリコーン社製)を希釈して、シリコーン樹脂溶液(固形分:5%)を得た。
流動床型コーティング装置を用いて、平均粒径が60μmキャリア芯材粒子(MnMgSr系フェライト、1KOeの磁気モーメント77emu/g)5Kgの各粒子表面上に、上記のシリコーン樹脂溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.53 μm、真比重5.0g/cm3のキャリアBを得た。膜厚の調整はコート液量により行なった。
[Comparative Example 1]
Image output and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the carrier in Example 1 was changed from Carrier A to Carrier B shown below, using the same toner as in Example 1.
* Production Example of Carrier B A silicone resin (SR2411 manufactured by Toledo Corning Silicone) was diluted to obtain a silicone resin solution (solid content: 5%).
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned silicone resin solution is placed on the surface of each particle having an average particle diameter of 60 μm carrier core particles (MnMgSr ferrite, 1 KOe magnetic moment 77 emu / g) at 5 ° C. in an atmosphere of 100 ° C. Then, the coating was applied at a rate of about 40 g / min and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain Carrier B having a film thickness of 0.53 μm and a true specific gravity of 5.0 g / cm 3. The film thickness was adjusted according to the amount of the coating solution.

〔比較例2〕
上記実施例1のトナーにおいて、トナーAから以下に示すトナーGに変更した以外は、実施例3と同一現像条件を用いて、実施例1と同様に画像出力及び評価を実施した。
*トナーの製造例
上記実施例1の混練物を用いて、粉砕部に平板型衝突板を具備したジェットミル粉砕機で平均粒径12μmになるように微粉砕し、さらにDSタイプ気流式分級機に連結したターボミルを使用して表面処理を行ない平均粒径11.5μmとした。さらに微粉分級して、重量平均粒径が11.8μm、3μm以下の粒子個数比率が20%の微細粒子を得た。該微細粒子20kgに対して平均粒径30nmの疎水性シリカ微粒子100g、平均粒径30nmの疎水性酸化チタン微粒子100gを添加及び攪拌混合を行って、マゼンタ電子写真用トナーGを得た。
[Comparative Example 2]
Image output and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the toner of Example 1 was changed from toner A to toner G shown below, using the same development conditions as in Example 3.
* Example of Toner Production Using the kneaded material of Example 1 above, finely pulverized to a mean particle size of 12 μm with a jet mill pulverizer equipped with a flat impingement plate in the pulverizing section, and further a DS type airflow classifier Surface treatment was carried out using a turbo mill connected to No. 1 and the average particle size was 11.5 μm. Further, fine powder classification was performed to obtain fine particles having a weight average particle diameter of 11.8 μm and a particle number ratio of 3 μm or less of 20%. To 20 kg of the fine particles, 100 g of hydrophobic silica fine particles having an average particle diameter of 30 nm and 100 g of hydrophobic titanium oxide fine particles having an average particle diameter of 30 nm were added and stirred to obtain a magenta electrophotographic toner G.

〔比較例3〕
上記現像条件を下表のように変更した以外は、実施例7と同一トナーおよびキャリアを用いて実施例1と同様に画像出力及び評価を実施した。

Figure 2006047942
[Comparative Example 3]
Image output and evaluation were carried out in the same manner as in Example 1 using the same toner and carrier as in Example 7 except that the development conditions were changed as shown in the table below.
Figure 2006047942

〔比較例4〕
上記現像条件を下表のように変更した以外は、実施例7と同一トナーおよびキャリアを用いて実施例1と同様に画像出力及び評価を実施した。

Figure 2006047942
[Comparative Example 4]
Image output and evaluation were carried out in the same manner as in Example 1 using the same toner and carrier as in Example 7 except that the development conditions were changed as shown in the table below.
Figure 2006047942

〔比較例5〕
上記実施例6のトナーにおいて、トナーDから以下に示すトナーHに変更した以外は、実施例3と同一現像条件を用いて、実施例1と同様に画像出力及び評価を実施した。
*トナーの製造例
上記微細粒子20kgに対して平均粒径30nmの疎水性シリカ微粒子50g、平均粒径30nmの疎水性チタン微粒子50g、及び平均粒径100nmの疎水性シリカ微粒子50gを添加及び攪拌混合を行う以外は、実施例6と同一方法で、マゼンタ電子写真用トナーHを得た。
[Comparative Example 5]
Image output and evaluation were carried out in the same manner as in Example 1 except that the toner in Example 6 was changed from toner D to toner H shown below, using the same development conditions as in Example 3.
* Example of toner production 50 g of hydrophobic silica fine particles having an average particle diameter of 30 nm, 50 g of hydrophobic titanium fine particles having an average particle diameter of 30 nm, and 50 g of hydrophobic silica fine particles having an average particle diameter of 100 nm are added to 20 kg of the fine particles described above and mixed with stirring. Except that, magenta electrophotographic toner H was obtained in the same manner as in Example 6.

[比較例6]
比較例5のトナー、実施例3の現像条件を用いて、画像面積1%の画像を出力した。通紙枚数20K枚に対するトナー濃度推移、現像剤および像担持体の帯電量分布、粒径分布、画像品質について評価を実施した。
[Comparative Example 6]
Using the toner of Comparative Example 5 and the development conditions of Example 3, an image having an image area of 1% was output. The toner density transition, developer and image carrier charge amount distribution, particle size distribution, and image quality were evaluated for 20K sheets.

Figure 2006047942
Figure 2006047942
Figure 2006047942
Figure 2006047942

なお、画像濃度は、主走査方向290mm×副走査方向30mmのベタ部のL部(画像左側)からR部(画像右側)まで10mmずつシフトさせ、計29箇所 をX−rite938分光濃度計で測定し、LMR部の平均値である。そして、初期からの画像濃度変動が±0.120の範囲を許容レベルとする。   The image density was shifted by 10 mm from the L part (left side of the image) to the R part (right side of the image) of the solid part of 290 mm in the main scanning direction × 30 mm in the sub-scanning direction, and a total of 29 points were measured with the X-rite 938 spectral densitometer. The average value of the LMR portion. A range where the image density fluctuation from the initial stage is ± 0.120 is set as an allowable level.

また、画像濃度ムラは、主走査方向290mm×副走査方向30mmのベタ部のL部(画像左側)からR部(画像右側)まで10mmずつシフトさせ、計29箇所をX−rite938分光濃度計で測定して、各測定箇所の画像濃度における最大と最小の差の値である。そして、各測定箇所の画像濃度における最大と最小の差が、0.050の範囲を許容レベルとする。   Further, the image density unevenness is shifted by 10 mm from the L part (left side of the image) to the R part (right side of the image) of the solid part of 290 mm in the main scanning direction × 30 mm in the sub-scanning direction. It is the value of the difference between the maximum and the minimum in the image density at each measurement location. Then, the range where the maximum and minimum difference in image density at each measurement point is 0.050 is regarded as an allowable level.

トナー濃度安定性については、以下のように評価した。上記のように一連の評価は画像出力前にトナー濃度センサの基準値設定を行い、トナー濃度センサがこの基準値になるように制御して画像出力を行った。よって初期からのトナー濃度の変動幅が小さいほど、安定性に優れていると判断できる。初期からのトナー濃度変動のおいて±0.30wt%を許容レベルとする。   The toner density stability was evaluated as follows. As described above, in the series of evaluations, the reference value of the toner density sensor was set before outputting the image, and the image was output by controlling the toner density sensor to be the reference value. Therefore, it can be determined that the smaller the fluctuation range of the toner density from the initial stage, the better the stability. ± 0.30 wt% is set as an allowable level in the toner density fluctuation from the initial stage.

表9からわかるように、実施例1〜13は、20K枚における|(Q/d)dev−(Q/d)drum|が0.1[f・C/10μm]以下で、|ddev−ddrum|が0.2[μm]以下となっている。実施例1〜13を見ると、画像濃度変動が±0.120以下であり、濃度ムラが±0.050の範囲に入っており、経時にわたり良好な画像が維持できていることがわかる。 As can be seen from Table 9, in Examples 1 to 13, | (Q / d) dev− (Q / d) drum | in 20K sheets is 0.1 [f · C / 10 μm] or less, and | ddev− d drum | is 0.2 [μm] or less. From Examples 1 to 13, it can be seen that the image density variation is ± 0.120 or less and the density unevenness is in the range of ± 0.050, and that a good image can be maintained over time.

一方、比較例1〜5を見ると少なくとも一方が、20K枚における|(Q/d)dev−(Q/d)drum|が0.1[f・C/10μm]越えているか、20K枚における|ddev−ddrum|が0.2[μm]を越えている。比較例1〜5は、濃度ムラ、または画像濃度が許容範囲を越えており、良好な画像が維持できていないことがわかる。 On the other hand, when looking at Comparative Examples 1 to 5, at least one of | (Q / d) dev− (Q / d) drum | at 20K sheets exceeds 0.1 [f · C / 10 μm], or at 20K sheets | D dev −d drum | exceeds 0.2 [μm]. In Comparative Examples 1 to 5, it can be seen that the density unevenness or the image density exceeds the allowable range, and a good image cannot be maintained.

このことから、感光体表面上にトナーの平均帯電量(Q/d)drumと、現像装置内のトナーの平均帯電量(Q/d)devとの差を0.1[f・C/10μm]以下に抑え、感光体表面上にトナーの平均粒径ddrumと現像装置内のトナーの平均粒径ddevとの差を0.2[μm]以下に抑えることができれば、画像濃度低下や濃度ムラを抑えることができることがわかる。また、|(Q/d)dev−(Q/d)drum|が0.1[f・C/10μm]以下、かつ、|ddev−ddrum|が0.2[μm]以下であるかどうか調べれば、画像形成形成装置が良好な画像を形成することができるかどうかを判定できることがわかる。 Therefore, the average charge of the toner on the photosensitive member surface (Q / d) drum and an average charge amount of the toner in the developing device (Q / d) 0.1 The difference between the dev [f · C / 10μm If the difference between the average particle diameter d drum of the toner on the surface of the photosensitive member and the average particle diameter d dev of the toner in the developing device can be suppressed to 0.2 [μm] or less, the image density can be reduced. It can be seen that density unevenness can be suppressed. Moreover, | (Q / d) dev - (Q / d) drum | is 0.1 [f · C / 10μm] or less and, | or is 0.2 [[mu] m] or less | d dev -d drum By examining whether or not, it can be determined whether or not the image forming apparatus can form a good image.

(1)
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、トナーが劣化した状態においても|(Q/d)dev−(Q/d)drum|が0.1[f・C/10μm]以下で、かつ|ddev−ddrum|が0.2[μm]以下を満たした画像形成装置であれば、経時にわたり画像濃度の低下や画像濃度ムラのない良好な画像を維持することができる。
(2)
また、現像剤規制部材による規制直後における現像剤担持体上の単位面積あたりの現像剤の担持量は20〜60[mg/cm]とすることで、現像剤担持体と像担持体間に印加させる電界を大きくする必要がなく、現像剤規制部材よりも現像剤担持体の現像剤搬送方向下流側において剤落ちの発生を抑制することができる。さらに、像担持体と現像剤担持体との空間における流動性の低下が抑制され、像担持体上の静電潜像に対してのトナー供給が円滑に行われなくなるのを抑制することができる。その結果、画像濃度低下や濃度ムラの発生を抑制することができる。
(3)
また、トナーに平均粒径が80〜140[nm]である大粒径の疎水性シリカを添加することにより、転写性、現像性に対して更に性能が向上する。
(4)
また、トナーに平均粒径が50[nm]以下の疎水性シリカ微粒子および平均粒径が50[nm]以下の疎水性酸化チタン微粒子を0.2[wt%]以上、1.2[wt%]以下添加している。疎水性シリカ微粒子および疎水性酸化チタン微粒子の平均粒径を50[nm]以下とすることで、トナーとの静電力、ファンデアワールス力を格段に向上させることができ、トナーの流動性を向上させることができる。その結果、現像剤の所望の帯電レベルを得ることができ、良好な画像品質が得られ、さらに転写残トナーの低減を図ることができる。また、疎水性シリカ微粒子の添加量が0.3〜1.5[wt%]の範囲で、疎水性酸化チタン微粒子が0.2〜1.2[wt%]の範囲とすることで、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、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て、トナー飛散を抑制することができる。
(5)
トナー濃度を5.0〜9.0[wt%]の範囲で、平均帯電量Q/Mが15〜40[−μC/g]となる現像剤を使用している。これにより、トナー飛散や画像濃度の低下が抑制され、小粒径キャリア、小粒径トナーを使用した現像剤であっても、長期に亘って安定した画像品質が得られるようになる。
(6)
トナーの重量平均粒径が5.0〜8.0[μm]、かつトナーの重量平均と個数平均の粒子径比率Dw/Dnを1.20以下にすることにより、画像濃度安定性に加えて、解像度の向上も図られ、さらに高品質な画像を得ることができる。
(7)
またトナー粒度分布における3[μm]以下の粒子個数比率を5%以下にすることによって、流動性、保存性における品質を改善することができ、現像装置中へのトナー補給性及びトナーの帯電立ち上がり特性において良好な水準を得ることができる。
(8)
また、トナーの帯電立ち上がり比率Z(%)を70(%)以上としている。トナーの帯電立ち上がり比率Z(%)を70(%)以上とすることにより、トナー飛散、及び地肌汚れを大きく改善することができる。
(9)
また、本実施形態の画像形成装置は、現像スリーブの周速度をVs、感光体の周速度Vpとした場合、Vs/Vpを1.5から2.5の範囲になるように調整している。Vs/Vpが1.5よりも低い場合には、静電潜像を通過する現像剤の通過時間が短くなるため、現像能力が低下してしまい、高面積を有する画像を出力した場合、画像濃度低下が顕著となってくる。またVs/Vpが2.5よりも高い場合、即ち現像剤と静電潜像との接触時間を長くすると異常画像が発生する。よって、Vs/Vpを1.5から2.5の範囲に調整することで、高品位な画像を得ることができる。
(10)
また、本実施形態の現像装置によれば、トナーが劣化した状態においても|(Q/d)dev−(Q/d)drum|が0.1[f・C/10μm]以下で、かつ|ddev−ddrum|が0.2[μm]以下を満たすことで、経時にわたり画像濃度の低下や画像濃度ムラのない良好な画像を維持することができる。
(11)
また、本実施形態の現像装置は、少なくとも感光体とともに一体的に支持されプロセスカートリッジを構成している。これにより現像装置などの感光体周囲の部材を感光体とともに、プリンタ装置本体に対して一括して着脱可能となり、メンテナンス性を向上することができる。
(12)
また、本実施形態の画像形成装置の判定方法によれば、該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと感光体のトナー平均帯電量(Q/d)drumと、現像装置内のトナー平均粒径ddevと、感光体上のトナー平均粒径ddrumとをそれぞれ検知して、該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと感光体のトナー平均帯電量(Q/d)drumとの関係が|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]の関係を満たしているかどうかと、該トナー平均粒径ddevと感光体上のトナー平均粒径ddrumとの関係が|ddev−ddrum|≦0.20[μm]を満たしているかどうかを検知することで、この画像形成装置が画像濃度ムラや画像濃度低下を引き起こす危険があるかどうかを判定することができる。この判定方法を用いれば、画像形成装置の画像形成条件を上記条件を満たすように変更すれば、経時にわたり濃度ムラや画像濃度低下のない画像形成装置とすることが可能となる。
(13)
また、本実施形態の画像形成装置の製造方法によれば、未使用の現像剤を一時間攪拌して十分劣化させた状態において、|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]の関係を満たし、かつ、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均粒径ddevと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均粒径ddrumとが、|ddev−ddrum|≦0.20[μm]の関係を満たす要求仕様を満足する設計条件を決定してこの設計条件に基づいて画像形成装置を製造している。これにより、経時にわたり、画像濃度ムラや画像濃度低下の発生が抑制された画像形成装置を製造することができる。
(1)
As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, | (Q / d) dev− (Q / d) drum | is 0.1 [f · C / 10 μm] or less even when the toner is deteriorated. If the image forming apparatus satisfies | d dev −d drum | of 0.2 μm or less, it is possible to maintain a good image with no decrease in image density or uneven image density over time.
(2)
Further, the developer carrying amount per unit area on the developer carrying member immediately after regulation by the developer regulating member is set to 20 to 60 [mg / cm 2 ], so that between the developer carrying member and the image carrying member. It is not necessary to increase the electric field to be applied, and the occurrence of agent dropping can be suppressed on the downstream side of the developer carrying member in the developer transport direction relative to the developer regulating member. Further, a decrease in fluidity in the space between the image carrier and the developer carrier is suppressed, and it is possible to suppress the smooth supply of toner to the electrostatic latent image on the image carrier. . As a result, it is possible to suppress image density reduction and density unevenness.
(3)
Further, by adding hydrophobic silica having a large particle diameter of 80 to 140 [nm] to the toner, performance is further improved with respect to transferability and developability.
(4)
Further, hydrophobic silica fine particles having an average particle diameter of 50 [nm] or less and hydrophobic titanium oxide fine particles having an average particle diameter of 50 [nm] or less are contained in the toner in an amount of 0.2 [wt%] to 1.2 [wt%]. The following are added. By making the average particle size of hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles 50 nm or less, electrostatic force and van der Waals force with toner can be remarkably improved, and toner fluidity is improved. Can be made. As a result, a desired charge level of the developer can be obtained, good image quality can be obtained, and transfer residual toner can be further reduced. Further, the amount of hydrophobic silica fine particles added is in the range of 0.3 to 1.5 [wt%] and the amount of hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.2 to 1.2 [wt%]. The rising characteristics are not significantly impaired, and even if copying is repeated, stable image quality can be obtained and toner scattering can be suppressed.
(5)
A developer having an average charge amount Q / M of 15 to 40 [-μC / g] in a toner concentration range of 5.0 to 9.0 [wt%] is used. As a result, toner scattering and a decrease in image density are suppressed, and a stable image quality can be obtained over a long period even with a developer using a small particle carrier and a small particle toner.
(6)
In addition to image density stability, the weight average particle diameter of the toner is 5.0 to 8.0 [μm], and the weight average / number average particle diameter ratio Dw / Dn is 1.20 or less. Also, the resolution can be improved and a higher quality image can be obtained.
(7)
In addition, by setting the number ratio of particles of 3 [μm] or less in the toner particle size distribution to 5% or less, the quality in fluidity and storage stability can be improved, toner replenishment into the developing device and toner charge rising. Good levels of properties can be obtained.
(8)
Further, the charge rising ratio Z (%) of the toner is set to 70 (%) or more. By setting the toner charge rising ratio Z (%) to 70 (%) or more, toner scattering and background contamination can be greatly improved.
(9)
Further, in the image forming apparatus of the present embodiment, when the peripheral speed of the developing sleeve is Vs and the peripheral speed Vp of the photosensitive member, Vs / Vp is adjusted to be in the range of 1.5 to 2.5. . When Vs / Vp is lower than 1.5, the developer passing time through the electrostatic latent image is shortened, so that the developing ability is reduced and an image having a large area is output. The decrease in density becomes remarkable. If Vs / Vp is higher than 2.5, that is, if the contact time between the developer and the electrostatic latent image is increased, an abnormal image is generated. Therefore, a high-quality image can be obtained by adjusting Vs / Vp within the range of 1.5 to 2.5.
(10)
Further, according to the developing device of the present embodiment, | (Q / d) dev− (Q / d) drum | is 0.1 [f · C / 10 μm] or less and | When d dev −d drum | satisfies 0.2 [μm] or less, it is possible to maintain a good image with no decrease in image density or uneven image density over time.
(11)
In addition, the developing device of the present embodiment is integrally supported together with at least the photosensitive member to constitute a process cartridge. As a result, members around the photoconductor such as a developing device can be attached to and detached from the printer device body together with the photoconductor, thereby improving maintainability.
(12)
Further, according to the determination method of the image forming apparatus of the present embodiment, the average toner charge amount (Q / d) dev in the developing device, the average toner charge amount (Q / d) drum of the photosensitive member, and the developing device internal The average toner particle diameter d dev and the average toner particle diameter d drum on the photoconductor are detected, respectively, and the average toner charge amount (Q / d) dev in the developing device and the average toner charge amount of the photoconductor ( Q / d) relationship with the drum is | (Q / d) dev - (Q / d) drum | ≦ 0.10 and whether it meets the [f · C / 10μm] relationship, the toner average particle size d By detecting whether or not the relationship between dev and the average particle diameter d drum of the toner on the photoconductor satisfies | d dev −d drum | ≦ 0.20 [μm], the image forming apparatus Risk of reducing image density It can be determined whether or not the. By using this determination method, if the image forming conditions of the image forming apparatus are changed so as to satisfy the above conditions, it is possible to obtain an image forming apparatus that does not have density unevenness or image density decrease over time.
(13)
Further, according to the method of manufacturing the image forming apparatus of the present embodiment, in a state where the unused developer is sufficiently deteriorated by stirring for 1 hour, | (Q / d) dev− (Q / d) drum | ≦≦ The toner average particle diameter d dev in the developing apparatus after stirring the unused developer for one hour, which satisfies the relationship of 0.10 [f · C / 10 μm], and the unused developer Design conditions satisfying the required specifications satisfying the relationship of | d dev −d drum | ≦ 0.20 [μm] with the toner average particle diameter d drum of the latent image carrier after the time stirring are determined. The image forming apparatus is manufactured based on the above. Thereby, it is possible to manufacture an image forming apparatus in which occurrence of image density unevenness and image density reduction is suppressed over time.

本実施形態に係るプリンタの内部構成を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram illustrating an internal configuration of a printer according to an embodiment. 感光体ユニットの内部構成を示す概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an internal configuration of a photoreceptor unit. 書き込み装置の構成を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the structure of a writing device. 現像装置の内部構成を示す概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an internal configuration of a developing device. 初期状態における現像装置内のトナーの帯電分布と粒径分布とを示した図。FIG. 6 is a diagram illustrating a charge distribution and a particle size distribution of toner in the developing device in an initial state. 初期状態における感光体上に付着したトナーの帯電分布と粒径分布とを示した図。FIG. 4 is a diagram illustrating a charge distribution and a particle size distribution of toner attached on a photoreceptor in an initial state. 未使用のトナーを一時間攪拌した後の現像装置内のトナーの帯電分布と粒径分布とを示した図。The figure which showed the charge distribution and particle size distribution of the toner in a developing device after stirring unused toner for 1 hour. 未使用のトナーを一時間攪拌した後の感光体上に付着したトナーの帯電分布と粒径分布とを示した図。FIG. 6 is a diagram showing a charge distribution and a particle size distribution of toner adhered on a photoreceptor after stirring unused toner for one hour. 現像装置の内部構成を示す斜視図。The perspective view which shows the internal structure of a developing device. プロセスカートリッジの内部構成を示す概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an internal configuration of a process cartridge. プロセスカートリッジを備えた画像形成装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus provided with a process cartridge.

符号の説明Explanation of symbols

1 装置本体
2 感光体ユニット
3 転写ベルト
4 感光体
5 現像装置
6 書き込み装置
7 両面ユニット
8 反転ユニット
9 定着装置
500 プロセスカートリッジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Device main body 2 Photoconductor unit 3 Transfer belt 4 Photoconductor 5 Developing device 6 Writing device 7 Duplex unit 8 Reversing unit 9 Fixing device 500 Process cartridge

Claims (13)

潜像を担持する潜像担持体と、トナーとキャリアとからなる現像剤を現像剤担持体に担持し該潜像担持体に対向する現像領域に搬送して該潜像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均帯電量(Q/d)drumとが
|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]
の関係を満たし、
かつ、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均粒径ddevと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均粒径ddrumとが、
|ddev−ddrum|≦0.20[μm]の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
A latent image carrier that carries a latent image, and a developer composed of toner and carrier is carried on the developer carrier and conveyed to a development area that faces the latent image carrier, and the latent image on the latent image carrier. In an image forming apparatus equipped with a developing device that develops toner into a toner image, an average toner charge amount (Q / d) dev in the developing device after stirring the unused developer for one hour, and unused average toner charge amount of the latent image carrier after stirring one hour the developer of (Q / d) drum and is | (Q / d) dev - (Q / d) drum | ≦ 0.10 [f · C / 10μm]
Satisfy the relationship
In addition, the toner average particle diameter d dev in the developing device after stirring the unused developer for one hour, and the toner average particle diameter d drum of the latent image carrier after stirring the unused developer for one hour are used. And
An image forming apparatus satisfying a relationship of | d dev −d drum | ≦ 0.20 [μm].
請求項1の画像形成装置において、上記現像装置は、上記現像剤担持体と隙間を形成し、該隙間に該現像剤担持体上の現像剤を通過させることで、該現像剤担持体上の現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材を備え、該現像剤規制部材による規制直後における上記現像剤担持体上の単位面積あたりの現像剤担持量が20[mg/cm]以上、60[mg/cm]以下であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device forms a gap with the developer carrying member, and allows the developer on the developer carrying member to pass through the gap, whereby the developer carrying member is placed on the developer carrying member. A developer regulating member that regulates the layer thickness of the developer, and a developer carrying amount per unit area on the developer carrying member immediately after regulation by the developer regulating member is 20 [mg / cm 2 ] or more, 60 [Mg / cm 2 ] or less. 請求項1または2の画像形成装置において、
上記トナーは、平均粒径が80[nm]以上、140[nm]以下の疎水性シリカ微粒子を添加したことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
An image forming apparatus, wherein the toner is added with hydrophobic silica fine particles having an average particle diameter of 80 [nm] or more and 140 [nm] or less.
請求項1、2または3の画像形成装置において、
上記トナーは、平均粒径が50[nm]以下の疎水性シリカ微粒子が0.3[wt%]以上、1.5[wt%]以下、および平均粒径が50[nm]以下の疎水性酸化チタン微粒子が0.2[wt%]以上、1.2[wt%]以下添加されていることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, 2 or 3.
In the toner, hydrophobic silica fine particles having an average particle size of 50 [nm] or less are 0.3 [wt%] or more and 1.5 [wt%] or less, and the average particle size is 50 [nm] or less. An image forming apparatus, wherein titanium oxide fine particles are added in an amount of 0.2 [wt%] or more and 1.2 [wt%] or less.
請求項1、2、3または4の画像形成装置において、
上記現像剤は、トナー濃度が5.0wt%以上、9.0wt%以下であり、現像剤の平均帯電量(Q/M)が15[−μC/g]以上、40[−μC/g]以下であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, or 4.
The developer has a toner concentration of 5.0 wt% or more and 9.0 wt% or less, and the average charge amount (Q / M) of the developer is 15 [−μC / g] or more and 40 [−μC / g]. An image forming apparatus comprising:
請求項1、2、3、4または5の画像形成装置において、
上記トナーは、重量平均粒径が5.0μm以上、8.0μm以下であり、重量平均粒径(Dw)と個数平均粒径(Dn)の比(Dw/Dn)が1.20以下であることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
The toner has a weight average particle diameter of 5.0 μm or more and 8.0 μm or less, and a ratio (Dw / Dn) of the weight average particle diameter (Dw) to the number average particle diameter (Dn) is 1.20 or less. An image forming apparatus.
請求項1、2、3、4、5又は6の画像形成装置において、
現像剤として、トナーが3μm以下の粒子個数比率が5%以下のものを使用することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
An image forming apparatus comprising: a developer having a toner particle size ratio of 3 μm or less and a particle number ratio of 5% or less.
請求項1、2、3、4、5、6又は7の画像形成装置において、
現像剤に使用されるトナー及びキャリアが、常温常湿下、トナー濃度5%以下の条件下でキャリアとトナーを10分間攪拌混合したときに得られる帯電量Q600に対して、同一条件下で20秒間攪拌混合した時に得られる帯電量Q20とすると、
Z(%)=(Q20/Q600)×100
で計算される帯電立ち上がり比率Z(%)が70(%)以上得られるトナー及びキャリアを使用することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
The toner and carrier used in the developer are the same as the charge amount Q 600 obtained when the carrier and the toner are stirred and mixed for 10 minutes under normal temperature and normal humidity and a toner concentration of 5% or less. If the charge amount Q 20 obtained when stirring and mixing for 20 seconds,
Z (%) = (Q 20 / Q 600 ) × 100
An image forming apparatus using a toner and a carrier that can obtain a charge rising ratio Z (%) calculated by (1) of 70 (%) or more.
請求項1、2、3、4、5、6、7又は8の画像形成装置において、
上記現像剤担持体の周速度Vs、像担持体の周速度Vpとの関係が、1.5≦(Vs/Vp)≦2.5の関係を満足することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
An image forming apparatus, wherein the relationship between the peripheral speed Vs of the developer carrier and the peripheral speed Vp of the image carrier satisfies a relationship of 1.5 ≦ (Vs / Vp) ≦ 2.5.
トナーとキャリアとからなる現像剤を現像剤担持体に担持し該潜像担持体に対向する現像領域に搬送し、潜像を担持する潜像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置において、
未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均帯電量(Q/d)drumとが
|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]
の関係を満たし、
かつ、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均粒径ddevと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均粒径ddrumとが、
|ddev−ddrum|≦0.20[μm]の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
A developer comprising a toner and a carrier is carried on a developer carrying member, conveyed to a developing area facing the latent image carrying member, and the latent image on the latent image carrying member carrying the latent image is developed to form a toner image. In the developing device
Average toner charge amount (Q / d) dev in the developing device after stirring the unused developer for one hour, and average toner charge amount of the latent image carrier after stirring the unused developer for one hour (Q / d) drum is | (Q / d) dev− (Q / d) drum | ≦ 0.10 [f · C / 10 μm]
Satisfy the relationship
In addition, the toner average particle diameter d dev in the developing device after stirring the unused developer for one hour, and the toner average particle diameter d drum of the latent image carrier after stirring the unused developer for one hour are used. And
A developing device satisfying a relationship of | d dev −d drum | ≦ 0.20 [μm].
潜像担持体と、
該像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
該潜像担持体の帯電された表面を露光して潜像を形成する露光手段と、
該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、
該潜像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置の本体に対して着脱可能であり、
少なくとも該潜像担持体と該現像手段とが一体的に支持されたプロセスカートリッジにおいて、
該現像手段が請求項10の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
A latent image carrier;
Charging means for charging the surface of the image carrier;
Exposure means for exposing the charged surface of the latent image carrier to form a latent image;
Developing means for developing a latent image on the latent image carrier;
Detachable from the main body of the image forming apparatus having a cleaning means for cleaning the surface of the latent image carrier,
In a process cartridge in which at least the latent image carrier and the developing unit are integrally supported,
11. A process cartridge according to claim 10, wherein the developing means is the developing device according to claim 10.
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像にトナーを供給して現像する現像装置とを備えた画像形成装置内の特性を検知して、該画像形成装置の評価を行う画像形成装置の評価方法において、
該特性として、該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと潜像担持体のトナー平均帯電量(Q/d)drumと、現像装置内のトナー平均粒径ddevと、潜像担持体上のトナー平均粒径ddrumとをそれぞれ検知して、該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと潜像担持体のトナー平均帯電量(Q/d)drumとの関係が
|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]
を満たしているかどうかと、
該トナー平均粒径ddevと潜像担持体上のトナー平均粒径ddrumとの関係が
|ddev−ddrum|≦0.20[μm]
を満たしているかどうかを評価することを特徴とする画像形成装置の評価方法。
Detecting characteristics in the image forming apparatus comprising a latent image carrier that carries a latent image and a developing device that supplies toner to the latent image on the latent image carrier and develops the same. In the evaluation method of the image forming apparatus for performing the evaluation,
The characteristics include an average toner charge amount (Q / d) dev in the developing device, an average toner charge amount (Q / d) drum of the latent image carrier, an average toner particle diameter d dev in the developing device, The average toner particle size d drum on the image carrier is detected, and the average toner charge amount (Q / d) dev in the developing device and the average toner charge amount (Q / d) drum of the latent image carrier The relationship of | (Q / d) dev− (Q / d) drum | ≦ 0.10 [f · C / 10 μm]
Whether or not
The relationship between the toner average particle diameter d dev and the toner average particle diameter d drum on the latent image carrier is | d dev −d drum | ≦ 0.20 [μm].
An evaluation method for an image forming apparatus, characterized by evaluating whether or not
画像形成装置の要求仕様を決定し、該要求仕様を満たす画像形成装置の設計条件を決定し、該設計条件に基づいて画像形成装置を製造する画像形成装置の製造方法において、該要求仕様は、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均帯電量(Q/d)devと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均帯電量(Q/d)drumとが
|(Q/d)dev−(Q/d)drum|≦0.10[f・C/10μm]
の関係を満たし、
かつ、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の該現像装置内のトナー平均粒径ddevと、未使用の該現像剤を一時間攪拌後の潜像担持体のトナー平均粒径ddrumとが、
|ddev−ddrum|≦0.20[μm]の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置の製造方法。
In a manufacturing method of an image forming apparatus for determining a required specification of an image forming apparatus, determining a design condition of the image forming apparatus that satisfies the required specification, and manufacturing the image forming apparatus based on the design condition, the required specification is: Average toner charge amount (Q / d) dev in the developing device after stirring the unused developer for one hour, and average toner charge amount of the latent image carrier after stirring the unused developer for one hour (Q / d) drum is | (Q / d) dev− (Q / d) drum | ≦ 0.10 [f · C / 10 μm]
Satisfy the relationship
In addition, the toner average particle diameter d dev in the developing device after stirring the unused developer for one hour, and the toner average particle diameter d drum of the latent image carrier after stirring the unused developer for one hour are used. And
| D dev −d drum | ≦ 0.20 [μm] is satisfied.
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