JP2006171521A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カラー画像が形成可能の装置およびその画像形成装置に用いる転写装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus capable of forming a color image and a transfer apparatus used in the image forming apparatus.
カラー画像形成の代表的方法は、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を直接転写紙に重ねながら転写させる直接転写方式と、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を中間転写体に重ねながら転写させ、しかる後に転写紙に一括して転写させる中間転写方式がある。複数の感光体を転写紙または中間転写体に対向させ並べて配置することから、タンデム方式と呼ばれ、感光体毎にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対して静電潜像の形成、現像などの電子写真プロセスを実行させ、直接転写方式では走行中の転写紙上に、中間転写方式においては走行中の中間転写体上に転写する。 Representative methods of color image formation include a direct transfer method in which toner images of different colors formed on a plurality of photoconductors are transferred while being superimposed directly on a transfer sheet, and toners of different colors formed on a plurality of photoconductors. There is an intermediate transfer method in which an image is transferred while being superimposed on an intermediate transfer member, and then transferred onto a transfer sheet at once. Since a plurality of photoconductors are arranged side by side facing the transfer paper or intermediate transfer body, this is called a tandem method, and yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) for each photoconductor. For each color, an electrophotographic process such as formation and development of an electrostatic latent image is performed, and the image is transferred onto a running transfer sheet in the direct transfer method, or onto a running intermediate transfer member in the intermediate transfer method.
これらの各方式を用いたタンデム方式のカラー画像形成装置では、直接転写方式にあっては、転写紙を支持しながら走行する無端ベルトを、中間転写方式にあっては、感光体から画像を受け取り担持する無端ベルトを採用するのが一般的である。そして4個の感光体を含む作像ユニットをベルトの一走行辺に並べて設置する。
上記タンデム方式のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像を精度よく重ねることが色ズレの発生を防止するうえで重要である。
In the tandem color image forming apparatus using each of these methods, the direct transfer method receives an endless belt that runs while supporting transfer paper, and the intermediate transfer method receives an image from a photoconductor. Generally, an endless belt to be carried is employed. Then, an image forming unit including four photoconductors is installed side by side on one running side of the belt.
In the tandem color image forming apparatus, it is important to prevent the occurrence of color misregistration by accurately superimposing the toner images of the respective colors.
特許文献1には、トナーセンサアジャストモードによる初期調整を実施し、初期調整で現像剤が所定の帯電量でない場合はトナーの入れ替えを行うモードを有することを特徴とする画像形成装置について記載されている。しかし、この方法では連続通紙中にトナーの帯電量狙いから外れてしまった場合は、修正することができない。
また、特許文献2には、色ずれ調整、現像バイアス調整などのプロセスコントロール実行時に現像装置内のトナーの入れ換えを行うことを特徴とする画像形成装置について記載されている。しかし、この場合も連続通紙中にトナーの入れ換えを行うことができないため、低画像面積の連続通紙を行うと画像の劣化が起こる可能性がある。
Patent Document 1 describes an image forming apparatus having a mode in which initial adjustment is performed in a toner sensor adjustment mode, and toner is replaced when the developer does not have a predetermined charge amount in the initial adjustment. Yes. However, in this method, if the toner charge amount is not intended during continuous paper feeding, it cannot be corrected.
本発明は上記のような不具合を解消し、零画像面積の連続通紙でも高画質画像の出力が可能な画像形成装置とこれに用いる転写装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of solving the above-described problems and capable of outputting a high-quality image even with continuous paper having a zero image area, and a transfer device used therefor.
上記課題を解決するための手段として、本発明は以下の特徴を有している。
請求項1に記載の画像形成装置では、トナーを用いて記憶材上にトナー像を作像する行程を連続して行うことが可能な画像形成装置において、前記画像形成装置は、連続作像時に記憶材と記憶材の間にトナー消費パターンを作像してトナーを消費するモードを持つ
ことを特徴とする。
請求項2に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、2成分現像方式であって、トナー消費パターンで消費するトナーとほぼ同量のトナーを現像装置内に補給することを特徴とする。
請求項3に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、低画像面積画像出力時にのみ前記記憶材間トナー入れ換えモードを入れることを特徴とする。
請求項4に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、温湿度検出手段をもち、検出結果により記憶材間にトナー入れ換えモードをいれることを特徴とする。
請求項5に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、像担持体上のトナーと転写部材、中間転写体、転写材搬送体上のトナーを回収するクリーニング手段をもち、トナー消費パターンをいずれか、もしくは複数のクリーニング手段で回収することを特徴とする。
請求項6に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、トナー消費パターンを像担持体から転写部材、中間転写体、転写材搬送体に転写するとき、出力パターンの時に流す転写電流よりも小さい電流を流して転写することを特徴とする。
請求項7に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、平均円形度が0.90〜0.99のトナーを用いることを特徴とする。
請求項8に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、形状係数SF−1が120〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が120〜190の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする。
請求項9に記載の画像形成装置では、さらに、前記画像形成装置は、体積平均粒径と個数平均粒径との比Dv/Dnが1.05〜1.30の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする。
As means for solving the above problems, the present invention has the following features.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the process of continuously forming a toner image on a storage material using toner can be performed continuously. It has a mode in which a toner consumption pattern is formed between the storage material and the storage material to consume the toner.
The image forming apparatus according to
According to a third aspect of the present invention, the image forming apparatus further includes the inter-memory-material toner replacement mode only when outputting a low image area image.
According to a fourth aspect of the present invention, the image forming apparatus further includes a temperature / humidity detecting unit, and a toner replacement mode is inserted between the storage materials according to the detection result.
6. The image forming apparatus according to
7. The image forming apparatus according to
The image forming apparatus according to claim 7, further comprising a toner having an average circularity of 0.90 to 0.99.
9. The image forming apparatus according to
The image forming apparatus according to claim 9, wherein the image forming apparatus further uses a toner having a volume average particle diameter to number average particle diameter ratio Dv / Dn in a range of 1.05 to 1.30. It is characterized by.
低画像面積の画像を連続出力しても高画質の画像を継続して出力することができる。
現像装置内のトナーを効率的に入れ替えることができ、高画質画像を連続して出力することが可能となる。
低画像面積画像出力時でも高画質画像を連続して出力することができる。
トナーが劣化しやすい温湿度環境でもトナー入れ換えモードをいれることで、高画質画像を連続的に出力することが可能となる。
トナー消費パターンを複数のクリーニング手段に分割することで、クリーニング手段への負荷を低減し、クリーニング不良の発生を防ぐことができる。
像担持体のクリーニング手段とその他のクリーニング手段にトナー消費パターンを分割することができ、各クリーニング手段への負荷を低減できる。
Even if an image having a low image area is continuously output, a high-quality image can be continuously output.
The toner in the developing device can be replaced efficiently, and high-quality images can be output continuously.
High-quality images can be output continuously even when outputting a low image area image.
A high-quality image can be continuously output by entering the toner replacement mode even in a temperature and humidity environment where the toner is likely to deteriorate.
By dividing the toner consumption pattern into a plurality of cleaning means, it is possible to reduce the load on the cleaning means and prevent the occurrence of defective cleaning.
The toner consumption pattern can be divided into the image carrier cleaning means and the other cleaning means, and the load on each cleaning means can be reduced.
本発明を、画像形成装置である電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ(以下「レーザプリンタ」という)に適用した一つの実施形態について図1、図2で説明する。
図1は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロ−(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組のトナー像形成部1Y、1M、1C、1K(以下、各符号の添字Y、M、C、Kは、それぞれイエロ−、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す)が、転写紙100の移動方向(図中の矢印Aに沿ってベルト60が走行する方向)における上流側から順に配置されている。このトナー像形成部1Y、1M、1C、1Kはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kと、現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
One embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic direct color transfer color laser printer (hereinafter referred to as “laser printer”) as an image forming apparatus will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser printer according to the present embodiment. This laser printer has four sets of toner image forming units 1Y, 1M, 1C, 1K (hereinafter referred to as yellow) (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). , Subscripts Y, M, C, and K of the respective symbols indicate yellow, magenta, cyan, and black members, respectively, indicating the moving direction of the transfer paper 100 (along the arrow A in the figure). 60 in the traveling direction) are arranged in order from the upstream side. Each of the toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K includes
本レーザプリンタは、上記トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kのほか、光書込ユニット2、給紙カセット3,4、レジストローラ対5、転写紙100を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト60を有するベルト駆動装置としての転写ユニット6、ベルト定着方式の定着ユニット7、排紙トレイ8等を備えている。また、手差しトレイMF、トナー補給容器TCを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースSの中に備えている。
上記光書込ユニット2は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
In addition to the toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, the laser printer carries the
The
図2は、上記転写ユニット6の概略構成を示す拡大図である。この転写ユニット6で使用した転写搬送ベルト60は、体積抵抗率が109〜1011Ωcmである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はPVDF(ポリフッ化ビニリデン)である。この転写搬送ベルト60は、各トナー像形成部の感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ61〜68に掛け回されている。
これらの支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ61には、電源65aから所定電圧が印加された静電吸着ローラ80が対向するように転写搬送ベルト60の外周面に配置されている。この2つのローラ61,65の間を通過した転写紙100は転写搬送ベルト60上に静電吸着される。
ローラ63は転写搬送ベルト60を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転する。
FIG. 2 is an enlarged view showing a schematic configuration of the
Among these support rollers, the
A
各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラムに対向する位置には、転写搬送ベルト60の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材67Y、67M、67C、67Kを設けている。これらはスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源9Y、9M、9C、9Kからローラ心金に転写バイアスが印加される。この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト60に転写電荷が付与され、各転写位置において該転写搬送ベルト60と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また上記転写が行なわれる領域での転写紙と感光体の接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ68を備えている。
As a transfer electric field forming means for forming a transfer electric field at each transfer position, transfer
上記転写バイアス印加部材67Y、67M、67Cとその近傍に配置されるバックアップローラ68は、回転可能に揺動ブラケット93に一体的に保持され、回動軸94を中心として回動が可能である。この回動は、カム軸97に固定されたカム96が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。
上記入り口ローラ61と吸着ローラ80は一体的に、入り口ローラブラケット90に支持され、軸91を回動中心として、図2の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット93に設けた穴95と、入り口ローラブラケット90に固植されたピン92が係合しており、前記揺動ブラケット93の回動と連動して回動する。これらのブラケット90、93の時計方向の回動により、バイアス印加部材67Y、67M、67Cとその近傍に配置されるバックアップローラ68は感光体11Y,11M,11Cから離され、入り口ローラ61と吸着ローラ80も下方に移動する。ブラックのみの画像の形成時に、感光体11Y,11M,11Cと転写搬送ベルト60の接触を避けることが可能となっている。
The transfer
The
一方転写バイアス印加部材67Kとその隣のバックアップローラ68は出口ブラケット98に回転可能に支持され、出口ローラ62と同軸の軸99を中心として回動可能にしてある。転写ユニット6を本体に対し着脱する際に、図示していないハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体11Kから、転写バイアス印加部材67Kとその隣のバックアップローラ68を離間させるようにしてある。
駆動ローラ63に巻きつけられた転写搬送ベルト60の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置85が接触するように配置されている。このクリーニング装置85により転写搬送ベルト60上に付着したトナー等の異物が除去される。
転写搬送ベルト60の走行方向で駆動ローラ63より下流に、転写搬送ベルトの外周面を押し込む方向にローラ64を設け、駆動ローラ83への巻きつけ角を確保している。ローラ64より更に下流の転写搬送ベルト60のループ内に、押圧部材(ばね)69でベルトにテンションを与えるテンションローラ65を備えている。
On the other hand, the transfer
A
A
先に示した図1中の一点鎖線は、転写紙100の搬送経路を示している。給紙カセット3、4あるいは手差しトレイMFから給送された転写紙100は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対5が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対5により所定のタイミングで送出された転写紙100は、転写搬送ベルト60に担持され、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの感光体ドラム11Y、11M、11C、11K上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙100に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙100上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙100上にはフルカラートナー像が形成される。
トナー像転写後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
The one-dot chain line in FIG. 1 shown above indicates the conveyance path of the
The toner images developed on the toner drums 11Y, 11M, 11C, and 11K of the toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are superimposed on the
The surfaces of the
一方、フルカラートナー像が形成された転写紙100は、定着ユニット7でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドGの回動姿勢に対応して、第1の排紙方向Bまたは第2の排紙方向Cに向かう。第1の排紙方向Bから排紙トレイ8上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方第2の排紙方向Cに排出される場合には、図示していない別の後処理装置(ソータ、綴じ装置など)に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対5に搬送される。
On the other hand, the
次に、本実施形態の特徴部について説明する。
図3は像担持体、記憶材搬送体、転写部材などにトナー消費パターンを書き込んでいる図である。紙に作像するトナー像の間にトナー像消費パターンを作像し、連続通紙中でもトナーの消費(入れ換え)を行うことができる。
Next, the characteristic part of this embodiment is demonstrated.
FIG. 3 is a diagram in which a toner consumption pattern is written on an image carrier, a storage material conveyance body, a transfer member, and the like. A toner image consumption pattern is formed between toner images to be formed on paper, and toner consumption (replacement) can be performed even during continuous paper feeding.
次に図4〜6を用いてトナーが劣化するプロセスとそれによる不具合について説明する。
図4はトナーにストレスがかかる個所(トナー帯電部)の概略図である。部材150のところでトナーにストレスをかけて帯電させる。(2成分現像の場合はトナーとキャリアの摩擦、1成分はトナーと摩擦部材との摩擦で帯電する。) しかし過剰なストレスをかけると添加剤の埋没などが発生しトナーの凝集体ができる。
トナーへのストレスが過剰になる状態として以下の状態が考えられる。
Next, a process for deteriorating the toner and a defect caused by the process will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a schematic view of a portion where the toner is stressed (toner charging portion). The toner is charged at the member 150 by applying stress. (In the case of two-component development, the friction between the toner and the carrier and the one component are charged by the friction between the toner and the friction member.) However, if excessive stress is applied, the additive is buried and the toner aggregates.
The following states can be considered as a state in which the stress on the toner becomes excessive.
1) 1成分現像の場合
1成分現像では現像されないトナーは現像ローラ上を何回転もする。そのためトナー消費量の少ない画像を出しつづけると部材150を同じトナーが何度も通過することになり、ストレスが過剰になる。1成分現像でストレスが過剰になるとトナー表面の添加剤が埋没(または 遊離)する。またトナーが割れて細かな粒子になる場合もある。
1) In the case of one-component development The toner that is not developed in the one-component development rotates many times on the developing roller. For this reason, if an image with a small amount of toner consumption continues to be produced, the same toner passes through the member 150 many times, resulting in excessive stress. When the stress becomes excessive in one-component development, the additive on the toner surface is buried (or released). In some cases, the toner is broken into fine particles.
2) 2成分現像の場合
2成分現像でもトナー消費量の少ない画像を出しつづけるとトナーとキャリアのこすれる回数が増え、結果的にトナーへのストレスが過剰となる。トナーへのストレスが過剰になると1成分現像方式と同様にトナー表面の添加剤が埋没(または 遊離)したり、トナーが割れて微粉が形成されてしまう。
2) In the case of two-component development If an image with low toner consumption is continuously produced even in two-component development, the number of times the toner and the carrier are rubbed increases, resulting in excessive stress on the toner. When the stress on the toner is excessive, the additive on the toner surface is buried (or released) as in the one-component development method, or the toner is cracked and fine powder is formed.
図5はトナー表面の添加剤と添加剤が埋没(または遊離)した図である。トナーに過剰なストレスを与えると本来トナー表面についているはずの添加剤がトナーの中に埋まってしまったり(埋没)、トナーから離れてしまったり(添加剤の遊離)する。
特に近年低温定着化が進んでいるため、トナーに使われる樹脂のガラス転移温度が低下傾向にある。ガラス転移温度が低い物質はトナーの表面がやわらかい場合が多く、添加剤が埋没しやすい。
FIG. 5 is a diagram in which the additive and additive on the toner surface are buried (or released). When an excessive stress is applied to the toner, the additive that should be attached to the toner surface is buried in the toner (buried) or separated from the toner (release of the additive).
In particular, since the low-temperature fixing has progressed in recent years, the glass transition temperature of the resin used for the toner tends to decrease. A substance having a low glass transition temperature often has a soft toner surface, and the additive is easily buried.
図6は添加剤の埋没とトナー像担持体感付着力を表した図である。トナーに添加剤がついている場合はトナーと像担持体が直接触れることはない。そのためトナー像担持体の非静電的な付着力は小さい。しかし添加剤が埋没(または遊離)するとトナーと像担持体が直接接触するため、トナー像担持体間の非静電的付着力が大きくなる。そのため転写性が悪くなるなどの不具合が発生する。 FIG. 6 is a diagram showing the embedding of the additive and the adhesion force of the toner image carrier. When the additive is attached to the toner, the toner and the image carrier are not in direct contact with each other. Therefore, the non-electrostatic adhesion force of the toner image carrier is small. However, when the additive is buried (or released), the toner and the image carrier are in direct contact with each other, so that the non-electrostatic adhesion between the toner image carriers is increased. As a result, problems such as poor transferability occur.
図7にトナー入れ換えモードoff、onのアルゴリズムをフローチャートで示した。連続通紙後、まず温湿度環境を検知し、その結果高湿環境と判断した場合、連続通紙中にトナー入れ替えモードがonになる。
温湿度検出結果が高湿環境ではない場合、作像時画像面積を検知する。その結果低画像面積の出力の場合、その紙の後にトナー入れ換えモードを入れる。画像面積が大きい場合はトナー入れ換えモードは入れずに連続通紙することとなる。
FIG. 7 is a flowchart showing an algorithm for the toner replacement mode off and on. After continuous paper passing, the temperature / humidity environment is first detected. As a result, when it is determined that the humidity is high, the toner replacement mode is turned on during continuous paper passing.
When the temperature / humidity detection result is not a high humidity environment, the image area at the time of image formation is detected. As a result, in the case of an output with a low image area, a toner replacement mode is inserted after the paper. When the image area is large, the toner replacement mode is not set and the paper is continuously passed.
以上の実施形態においては、転写搬送ベルト60上に感光体ドラム11Y,11M,11C,11Kが複数並べて配設されるタンデム式のプリンタにおける転写ユニット6に本発明を適用したが、本発明が適用可能なプリンタ及びベルト駆動装置はこの構成に限るものではない。
たとえば、図8のような4連タンデム中間転写システムにもトナー入れ換えモードを採用することができる。4連タンデム中間転写システムには請求項5,6で述べたようにトナー消費パターンを像担持体のクリーニング手段のみでなく、中間転写体や(2次)転写部材のクリーニング手段でも回収するようにする。このようにトナー消費パターンをいくつかのクリーニング手段に分割させることで、クリーニング手段への負荷を減らすことができる。
In the above embodiment, the present invention is applied to the
For example, the toner replacement mode can also be adopted in a quadruple tandem intermediate transfer system as shown in FIG. In the quadruple tandem intermediate transfer system, as described in
また、本発明の画像形成装置に用いられるトナーは、平均円形度が0.90〜0.99である。トナ−の平均円形度は、0.90〜0.99であることがドット再現性に優れ、転写性も良好なことから高画質を得られる。平均円形度が0.90未満でトナ−が球形から離れた形状である場合は、十分な転写性又はチリのない高品位の画像が得られにくい。トナ−の円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロ−式粒子像分析装置(FPIA−2000;シスメックス社製)を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水100〜150mLを入れ、分散剤として界面活性剤0.1〜0.5mLを加え、さらに、測定試料0.1〜9.5g程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3,000〜10,000個/μLにしてトナ−の形状及び分布を測定する。 The toner used in the image forming apparatus of the present invention has an average circularity of 0.90 to 0.99. An average circularity of the toner of 0.90 to 0.99 is excellent in dot reproducibility and good transferability, so that high image quality can be obtained. When the average circularity is less than 0.90 and the toner is separated from the spherical shape, it is difficult to obtain a high-quality image having sufficient transferability or no dust. The circularity of the toner is a value obtained by optically detecting particles and dividing by the perimeter of an equivalent circle having the same projected area. Specifically, the measurement is performed using a flow type particle image analyzer (FPIA-2000; manufactured by Sysmex Corporation). In a predetermined container, 100 to 150 mL of water from which impure solids are removed in advance is added, 0.1 to 0.5 mL of a surfactant is added as a dispersant, and about 0.1 to 9.5 g of a measurement sample is further added. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the shape and distribution of the toner are measured at a dispersion concentration of 3,000 to 10,000 pieces / μL.
また、トナ−は、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜190の範囲にある。
図9は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナ−の形状を模式的に表した図である。
形状係数SF−1は、トナ−形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナ−を2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)・・・式(1)
トナ−の形状係数SF−1が100に近い値であれば、トナ−の形状は球形に近くなり、トナ−とトナ−、あるいはトナ−と感光体との接触が点接触になるため、トナ−同士の付着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナ−と感光体との付着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、形状係数SF−1の値が180より大きくなると、不定形になるため、現像性、転写性が低下するので好ましくない。
The toner has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180, and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 190.
FIG. 9 is a diagram schematically showing the shape of the toner for explaining the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2.
The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape, and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) (1)
When the shape factor SF-1 of the toner is close to 100, the shape of the toner is close to a sphere, and the contact between the toner and the toner or the contact between the toner and the photosensitive member becomes a point contact. -Adhesive force between each other becomes weak, and hence the fluidity becomes high. Also, the adhesive force between the toner and the photosensitive member becomes weak, and the transfer rate becomes high. On the other hand, if the value of the shape factor SF-1 is greater than 180, the shape factor SF-1 becomes indefinite, which is not preferable because developability and transferability deteriorate.
形状係数SF−2は、トナ−の形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナ−を2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100/4πを乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π)・・・式(2)
SF−2の値が100に近いほどトナ−表面の凹凸は少なく滑らかになる。クリ−ニング性の向上のためには、表面に適度に凹凸を有することがよいが、形状係数SF−2が190より大きくなると、凹凸が顕著になるため、画像上にトナ−が散るなどして画像品位を低下させるので好ましくない。
なお、形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナ−の写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the uneven shape of the toner, and is represented by the following formula (2). This is a value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4π.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π) (2)
The closer the value of SF-2 is to 100, the smoother the unevenness of the toner surface. In order to improve the cleaning property, it is preferable that the surface has moderate unevenness. However, when the shape factor SF-2 is larger than 190, the unevenness becomes conspicuous so that the toner is scattered on the image. This is not preferable because the image quality is lowered.
Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.) and introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco). Analyzed and calculated.
また、トナ−は、体積平均粒径が3.0〜8.0μmで、体積平均粒径Dvと個数平均粒径Dnとの比Dv/Dnが1.05〜1.30の範囲にある。このような粒径及び粒径分布を有するトナ−とすることにより、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れ、とりわけフルカラ−画像形成装置に用いた場合に画像の優れた光沢性が得られる。一般的には、トナ−の粒径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリ−ニング性に対しては不利である。また、上記の範囲よりも体積平均粒径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナ−が融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させ、一成分現像剤として用いた場合には、現像ロ−ラへのトナ−のフィルミングや、トナ−を薄層化する為のブレ−ド等の部材へのトナ−の融着を発生させやすくなる。逆に、トナ−の体積平均粒径が上記の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナ−の収支が行われた場合にトナ−の粒径の変動が大きくなる場合が多い。
また、Dv/Dnが1.30を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。トナ−の平均粒径及び粒度分布は、コ−ルタ−カウンタ−TA−II、コ−ルタ−マルチサイザ−II(いずれもコ−ルタ−社製)を用いて測定することができる。本発明においてはコ−ルタ−カウンタ−TA−II型を用い個数分布、体積分布を出力するインタ−フェイス(日科技研製)及びPC9801パ−ソナルコンピュ−タ−(NEC製)に接続し、測定した。
The toner has a volume average particle size of 3.0 to 8.0 μm and a ratio Dv / Dn of the volume average particle size Dv to the number average particle size Dn of 1.05 to 1.30. By using a toner having such a particle size and particle size distribution, it is excellent in all of heat-resistant storage stability, low-temperature fixability, and hot offset resistance, and particularly when used in a full color image forming apparatus. High glossiness is obtained. In general, it is said that the smaller the toner particle size, the more advantageous it is to obtain a high-resolution and high-quality image, but conversely with respect to transferability and cleaning properties. Is disadvantageous. Further, when the volume average particle size is smaller than the above range, in the two-component developer, the toner is fused to the surface of the magnetic carrier in the developing device for a long period of time, and the charging ability of the magnetic carrier is lowered. When used as a developer, toner filming on the developing roller and toner fusion to a member such as a blade for thinning the toner are likely to occur. On the contrary, when the volume average particle size of the toner is larger than the above range, it becomes difficult to obtain a high-resolution and high-quality image, and the balance of the toner in the developer is performed. In many cases, the variation in the particle size of the toner becomes large.
On the other hand, if Dv / Dn exceeds 1.30, the charge amount distribution becomes wide and the resolving power decreases, which is not preferable. The average particle size and particle size distribution of the toner can be measured using a Coulter Counter TA-II and a Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). In the present invention, a counter-counter type TA-II is used, connected to an interface (manufactured by Nikka Giken) and PC9801 personal computer (manufactured by NEC) that outputs number distribution and volume distribution, and measurement is performed. did.
1Y、1M、1C、1K トナー像形成部
2 光書込みユニット
3、4 給紙カセット
5 レジストローラ対
6 転写ユニット
7 定着ユニット
8 排紙トレイ
9 転写バイアス電源
11Y、11M、11C、11K 感光体ドラム
60 転写搬送ベルト
61〜68 支持ローラ
80 静電吸着ローラ
80a 電源
90 入り口ローラブラケット
91 軸
92 ピン
93 揺動ブラケット
94 回動軸
95 穴
96 カム
97 カム軸
98 出口ブラケット
99 軸
100 転写紙
A ベルト走行方向
B 第1の排紙方向
C 第2の排紙方向
S スペース
MF 手差しトレイ
G 切換ガイド
1Y, 1M, 1C, 1K toner image forming unit
2
5
7 Fixing
9 Transfer
61-68 support rollers
80 Electrostatic adsorption roller
80a power supply
90 Entrance roller bracket
91 axes
92 pins
93 Swing bracket
94 Rotating shaft
95 holes
96 cams
97 Camshaft
98 outlet bracket
99 axes
100 Transfer paper A Belt running direction
B First paper discharge direction
C Second paper discharge direction S Space
MF bypass tray
G switching guide
Claims (9)
前記画像形成装置は、連続作像時に記憶材と記憶材の間にトナー消費パターンを作像してトナーを消費するモードを持つ
ことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus capable of continuously performing a process of forming a toner image on a storage material using toner,
The image forming apparatus has a mode in which a toner consumption pattern is formed between a storage material and a storage material during continuous image formation to consume the toner.
前記画像形成装置は、2成分現像方式であって、
トナー消費パターンで消費するトナーとほぼ同量のトナーを現像装置内に補給する
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The image forming apparatus is a two-component developing system,
An image forming apparatus comprising: a developing device that replenishes substantially the same amount of toner as consumed in a toner consumption pattern.
前記画像形成装置は、低画像面積画像出力時にのみ前記記憶材間トナー入れ換えモードを入れる
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein
The image forming apparatus is characterized in that the inter-memory-material toner replacement mode is set only when a low image area image is output.
前記画像形成装置は、温湿度検出手段をもち、検出結果により記憶材間にトナー入れ換えモードをいれる
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The image forming apparatus includes a temperature / humidity detecting unit, and a toner replacement mode is set between storage materials according to a detection result.
前記画像形成装置は、像担持体上のトナーと転写部材、中間転写体、転写材搬送体上のトナーを回収するクリーニング手段をもち、トナー消費パターンをいずれか、もしくは複数のクリーニング手段で回収する
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus includes a cleaning unit that collects toner on an image carrier and toner on a transfer member, an intermediate transfer member, and a transfer material transport member, and collects a toner consumption pattern by one or a plurality of cleaning units. An image forming apparatus.
前記画像形成装置は、トナー消費パターンを像担持体から転写部材、中間転写体、転写材搬送体に転写するとき、出力パターンの時に流す転写電流よりも小さい電流を流して転写する
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5.
The image forming apparatus is characterized in that when transferring a toner consumption pattern from an image carrier to a transfer member, an intermediate transfer body, and a transfer material transport body, a current smaller than a transfer current that flows at the time of an output pattern is transferred. Image forming apparatus.
前記画像形成装置は、平均円形度が0.90〜0.99のトナーを用いる
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus uses toner having an average circularity of 0.90 to 0.99.
前記画像形成装置は、形状係数SF−1が120〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が120〜190の範囲にあるトナーを用いる
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus uses toner having a shape factor SF-1 in the range of 120 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 120 to 190.
前記画像形成装置は、体積平均粒径と個数平均粒径との比Dv/Dnが1.05〜1.30の範囲にあるトナーを用いる
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus uses a toner having a ratio Dv / Dn of a volume average particle diameter to a number average particle diameter in a range of 1.05 to 1.30.
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