JP2007183339A - Image forming apparatus - Google Patents

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JP2007183339A JP2006000580A JP2006000580A JP2007183339A JP 2007183339 A JP2007183339 A JP 2007183339A JP 2006000580 A JP2006000580 A JP 2006000580A JP 2006000580 A JP2006000580 A JP 2006000580A JP 2007183339 A JP2007183339 A JP 2007183339A
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image forming
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Norihiko Kubo
憲彦 久保
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cleanerless system image forming apparatus in which a specific abrasive is isolated from toner and the isolated abrasive only is stuck to an auxiliary charging member to rub a drum thereby removing discharge products, and consequently image deletion and filming are prevented. <P>SOLUTION: The image forming apparatus has a brush member comprising conductive fibers as an auxiliary charging means to which a voltage having the same polarity as the charging polarity of toner is applied, wherein the fibers have a fineness of 0.5-4 deniers and the brush has a density of 300-600 KF/inch<SP>2</SP>. To the toner for image formation, inorganic fine particles of which the charging polarity is reverse to that of the toner are added, the inorganic fine particles have an average primary particle diameter which is ≤1/20 of that of the toner base particles, the toner has an aggregation degree of ≥15%, the inorganic fine particles are added in an amount of ≥0.2% by mass based on the amount of the toner base particles, and a rate of isolation of the inorganic fine particles from the toner base particles is ≥15% by number. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、フルカラー画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a full-color image forming apparatus.

昨今、複写機、プリンター、Faxといった出力端末をすべてかね備えた複合機が市場で広く受け入れられるようになってきている。このようなネットワーク対応の出力端末として電子写真システムが広く受け入れられてきているが、大きな問題の一つとして本体のデューティーサイクル(DutyCycle)がある。このデューティーサイクルとはサービスマンによるメンテナンスなしで本体が正常に稼動し続ける限界枚数のことであるが、デューティーサイクルの最大の律速となっている一つに感光ドラムの寿命が挙げられている。   In recent years, multifunction devices equipped with all output terminals such as copiers, printers, and fax machines have become widely accepted in the market. An electrophotographic system has been widely accepted as such a network-compatible output terminal, but one of the major problems is the duty cycle of the main body. The duty cycle is a limit number of sheets in which the main body can continue to operate normally without maintenance by a service person. One of the maximum rate limiting factors of the duty cycle is the life of the photosensitive drum.

また、エコロジーの観点から廃棄物をなくす、すなわち消耗品を減らすこと、消耗品の寿命を延ばすこと、信頼性を上げることが我々の絶対的課題となってきている。従来のアナログの装置からデジタル化が進み、本体コストはアナログと等価もしくは、それ以下にすることも我々の絶対的課題となってきている。   From an ecological point of view, it is our absolute challenge to eliminate waste, that is, reduce consumables, extend the life of consumables, and improve reliability. Digitization has progressed from conventional analog devices, and it has become an absolute challenge to make the body cost equivalent to or less than analog.

さらに、近年では複写機ならびにプリンターでは、従来白黒機が主流であったが、オフィスにおいても原稿もしくは出力ファイルのフルカラー化が急増している。前記アナログ等価デジタル機というばかりか、本体コストならびにランニングコスト白黒等価フルカラープリンターが我々の絶対的課題となってきている。そのためには、TCO(ユーザーからみた全体の必要費用)を画期的に下げることが可能な技術が望まれている。   Further, in recent years, black-and-white machines have been the mainstream of copying machines and printers in recent years, but full color printing of manuscripts or output files is also rapidly increasing in offices. Not only the analog equivalent digital machine, but also the main body cost and the running cost black and white equivalent full color printer has become our absolute issue. For this purpose, a technology that can dramatically reduce TCO (total cost required from the user's perspective) is desired.

このような状況の中で、近年複数の感光体と、記録材を担持搬送する転写ベルトを備え、この転写ベルトに担持された記録材にそれぞれの感光体に形成された異なる色のトナー像を順次重ねて転写することによってカラー画像を得るカラー画像形成装置、タンデム方式のカラー画像形成装置が主流となってきている。   Under such circumstances, in recent years, a plurality of photoconductors and a transfer belt for carrying and transporting a recording material are provided, and toner images of different colors formed on the respective photoconductors are recorded on the recording material carried on the transfer belt. 2. Description of the Related Art Color image forming apparatuses that obtain a color image by sequentially transferring images in a superimposed manner and tandem color image forming apparatuses have become mainstream.

像担持体表面に形成したトナー像を中間転写体上に多重転写し、中間転写体上のトナー像を紙を主体とする転写材に転写する工程を繰り返す画像形成装置においては、転写の際、中間転写体に転移せず像担時体に残る残留トナーをその都度充分に除去することが必須である。   In an image forming apparatus that repeats the process of transferring multiple toner images formed on the surface of an image carrier onto an intermediate transfer member and transferring the toner image on the intermediate transfer member to a transfer material mainly composed of paper, It is essential to sufficiently remove the residual toner that does not transfer to the intermediate transfer member and remains on the image carrier.

このため、クリーニング手段としては、従来から幾多の提案がなされているが、ウレタンゴムなどの弾性材料からなるクリーニングブレードによって前記残留トナーを掻き落とすようなものが、その構成が簡単でコンパクトで低コストであり、しかもトナー除去機能もすぐれているのでひろく実用化されている。クリーニングブレードのゴム材料としては、高硬度でしかも弾性に富み、耐摩耗性、機械的強度、耐油性、耐オゾン性、に卓越しているウレタンゴムが一般的に使われている。   For this reason, many proposals have been made as cleaning means. However, a cleaning blade made of an elastic material such as urethane rubber is used to scrape off the residual toner, which is simple, compact and inexpensive. In addition, since it has an excellent toner removal function, it has been widely put to practical use. As a rubber material for the cleaning blade, urethane rubber which is high in hardness and rich in elasticity and is excellent in wear resistance, mechanical strength, oil resistance and ozone resistance is generally used.

また、昨今では、感光体の削れ寿命を延ばす観点から、システムとしてクリーニング装置を廃し、転写工程後の感光体上の転写残トナーを現像装置において「現像同時クリーニング」で感光体上から除去・回収して再利用するようにしたクリーナレスシステムが採用されている。この現像同時クリーニングは、転写後の感光体上の転写残トナーを次工程以降の現像工程時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該静電潜像の現像工程過程時にかぶり取りバイアス(現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Vback)によって、トナーで現像されるべきではない感光体面部分上(非画像部)に存在する転写残トナーを現像装置に回収する方法である。この方法によれば、カウンターブレード等のクリーニング手段が必要ないので、感光体に対して摺擦する部材が減ることになり感光体の削れ寿命は飛躍的に良化させることが可能になった。   Recently, from the viewpoint of extending the wear life of the photosensitive member, the cleaning device is eliminated as a system, and the residual transfer toner on the photosensitive member after the transfer process is removed and collected from the photosensitive member by “development simultaneous cleaning” in the developing device. A cleanerless system is adopted that can be reused. In this simultaneous development cleaning, the transfer residual toner on the photoreceptor after transfer is charged in the subsequent development process, that is, the photoreceptor is continuously charged and exposed to form an electrostatic latent image. Fog removal bias during development process (fogging potential difference Vback, which is a potential difference between the DC voltage applied to the developing device and the surface potential of the photoconductor), on the surface of the photoconductor that should not be developed with toner (non-image portion) In this method, the toner remaining in the transfer is collected by the developing device. According to this method, since no cleaning means such as a counter blade is required, the number of members that rub against the photoconductor is reduced, and the wear life of the photoconductor can be dramatically improved.

感光体としては、導電性支持体の表面上に順次積層された光導電層(光導電層を機能分離した場合も含む)および表面層を有するアモルファスシリコン系感光体及び、導電性支持体上に有機物質の感光層および保護層を設けて、該表面層にフッ素原子樹脂微粒子を含有するものが用いられ、削れにくく長寿命化には適した感光体として受け入れられている。しかしながら、アモルファスシリコン系感光体などはまだまだ高価であるため、それほど浸透していない。近年では、有機感光体の最外層の膜強度を高くすることによって耐摩耗性及び耐傷性を向上させることで高耐久な感光体を得、さらに、繰り返し使用時における残留電位の上昇等の感光体特性変化や劣化が非常に少なく、繰り返し使用時も安定した性能を発揮することができる電子写真感光体として、硬化性樹脂を表面層に含有した感光体を用いることが主流になってきている。   As a photoconductor, an amorphous silicon photoconductor having a photoconductive layer (including a case where the photoconductive layer is functionally separated) and a surface layer sequentially laminated on the surface of the conductive support, and a conductive support An organic material photosensitive layer and a protective layer are provided, and the surface layer containing fluorine atom resin fine particles is used, which is accepted as a photoconductor that is hard to be scraped and is suitable for extending the life. However, amorphous silicon photoconductors and the like are still expensive and have not penetrated so much. In recent years, by increasing the film strength of the outermost layer of the organic photoreceptor, it is possible to obtain a highly durable photoreceptor by improving wear resistance and scratch resistance, and to further increase the residual potential during repeated use. As an electrophotographic photosensitive member that has very little characteristic change and deterioration and can exhibit stable performance even after repeated use, it has become a mainstream to use a photosensitive member containing a curable resin in a surface layer.

しかしながら、特に高湿環境での使用やプロセススピードが速い機械に用いた場合、これらの耐摩耗性の高い感光体は、感光体の削れが少ないために、表面に付着した帯電生成物を、感光体の表面を削ることにより除去させることが困難であり、画像流れやブレードの損傷や鳴き、捲れなどの問題がさらに顕著に発生しやすい傾向にある。   However, especially when used in high-humidity environments or in machines with high process speeds, these highly wear-resistant photoconductors are less prone to scraping of photoconductors. It is difficult to remove by scraping the body surface, and problems such as image flow, blade damage, squealing, and drowning tend to occur more remarkably.

これらの問題に対して、トナー中に研磨作用を有する粒子を添加し、前記の如き感光体表面に付着した帯電生成物を剥ぎ取ることによって改善させることが知られている。しかしながら従来用いられていた研磨粒子は粒径が大きく、粒度分布もブロードなため感光体表面を均一に研磨するには、トナーに多量に添加する必要がある。この研磨作用を有する粒子を多量に添加すると現像特性(特に飛散や反転かぶり、研磨粒子の蓄積)への問題が発生しやすかった。   It is known that these problems can be improved by adding particles having an abrasive action to the toner and peeling off the charged product adhering to the surface of the photoreceptor as described above. However, conventionally used abrasive particles have a large particle size and a broad particle size distribution, so that it is necessary to add a large amount to the toner in order to uniformly polish the surface of the photoreceptor. When a large amount of particles having an abrasive action is added, problems with development characteristics (particularly scattering, reversal fogging, accumulation of abrasive particles) are likely to occur.

この点を改良したものとして、粒径を細かくして疎粒を少なくしたチタン酸ストロンチウムを提案し、少量の添加で優れた研磨効果がある無機微粉体を提案しているものもある(特許文献1参照)。   As an improvement of this point, strontium titanate with a small particle size and reduced looseness has been proposed, and there are also proposals of inorganic fine powders that have an excellent polishing effect with a small amount of addition (patent document) 1).

また、同様に上記の問題に対して、クリーニングブレードを有する画像形成装置の場合、クリーニングブレード直前にファーブラシを設置して感光体上の転写残トナーやクリーニングブレードで掻き取られた廃トナーを再度クリーニングブレードと感光体の当接ニップに供給することによってクリーニングブレードの損傷やビビリ、鳴き等を改善する提案等もされている(特許文献2参照)。   Similarly, in the case of an image forming apparatus having a cleaning blade, the fur brush is installed immediately before the cleaning blade to remove the transfer residual toner on the photosensitive member and the waste toner scraped off by the cleaning blade. There has also been a proposal for improving damage, chatter, squealing, and the like of the cleaning blade by supplying it to the contact nip between the cleaning blade and the photosensitive member (see Patent Document 2).

しかしながら、前記のクリーナレス方式を用いた画像形成装置に於いて、削れ量が少なく長寿命である硬化性樹脂を表面層に含有した感光体を用いた場合、クリーニングブレードによる摺擦効果が発揮されないため、感光体自身としては削れ量が低下して削れ等の影響のよる寿命は大幅に増加する。しかしながら、その反面、クリーニングブレードでの摺擦が無く、放電生成物や、外添剤やトナーの微粉等が次第に蓄積してゆき、高湿環境下で画像がぼける、所謂、画像流れ現象や、低湿環境下において顕著な融着、フィルミング現象の発生が起こり易くなってきている。   However, in the image forming apparatus using the cleanerless method, when a photoconductor containing a curable resin with a small amount of abrasion and a long life is used in the surface layer, the rubbing effect by the cleaning blade is not exhibited. For this reason, the amount of abrasion of the photosensitive member itself is reduced, and the life due to the influence of abrasion is greatly increased. However, on the other hand, there is no rubbing with the cleaning blade, discharge products, external additives, toner fine particles, etc. gradually accumulate, and the image blurs in a high humidity environment, so-called image flow phenomenon, The occurrence of remarkable fusing and filming phenomenon is likely to occur in a low humidity environment.

従って、クリーナレス方式を用いた画像形成装置においても、研磨効果のある無機微粒子を用いて、補助部材、特にブラシ部材に付着させ、そこでドラムを摺擦することで放電生成物を研磨除去し、画像流れやフィルミングを防止するという提案がなされている(特許文献3参照)。   Therefore, even in an image forming apparatus using a cleanerless method, the inorganic fine particles having a polishing effect are attached to an auxiliary member, particularly a brush member, and the discharge product is polished and removed by rubbing the drum there, Proposals have been made to prevent image flow and filming (see Patent Document 3).

特開2002-162878JP2002-162878 特開2002−318467JP2002-318467 特開平11‐237822JP-A-11-237822

先にも述べたように現像同時クリーニングは、転写後の感光体上の転写残トナーを次工程以降の現像工程時、即ち引き続き感光体を帯電し、露光して静電潜像を形成し、該静電潜像の現像工程過程時にかぶり取りバイアス(現像装置に印加する直流電圧と感光体の表面電位間の電位差であるかぶり取り電位差Vback)によって、トナーで現像されるべきではない感光体面部分上(非画像部)に存在する転写残トナーを現像装置に回収する方法である。前記のクリーナレス方式を用いた画像形成装置に於いて、転写残トナーが再度現像部に到達する前段階で、反転した転写残トナーの極性を元のトナー帯電極性に戻すためにトナーを帯電する手段が必須となり、そこで注入、もしくは放電電流を発生させることにより反転トナーを正規極性に戻してやることが必須の技術である。しかしながら、前述の提案のようにトナー帯電手段であるブラシに研磨剤を付着させる場合は、研磨剤のみならず、反転した転写残トナーまでも付着させてしまい、クリーナレスの命綱ともいえるトナー帯電部材の抵抗を上げてしまい、注入や放電電流を発生できなくなってしまい、トナーの極性を正規の極性に戻すことが困難となる。   As described above, the simultaneous development cleaning is performed after the transfer residual toner on the photosensitive member after the transfer in the subsequent development step, that is, the photosensitive member is continuously charged and exposed to form an electrostatic latent image, A portion of the photoreceptor surface that should not be developed with toner by a fog removal bias (a fog removal potential difference Vback that is a potential difference between a DC voltage applied to the developing device and the surface potential of the photoreceptor) during the development process of the electrostatic latent image. This is a method of collecting the transfer residual toner existing above (non-image portion) in the developing device. In the image forming apparatus using the cleanerless system, the toner is charged in order to return the polarity of the inverted transfer residual toner to the original toner charge polarity before the transfer residual toner reaches the developing unit again. Means are indispensable, and it is an essential technique to return the reversal toner to the normal polarity by injecting or generating a discharge current there. However, when the abrasive is attached to the brush as the toner charging means as described above, not only the abrasive but also the inverted transfer residual toner is attached, and the toner charging member can be said to be a lifeline of cleanerless. As a result, the injection and discharge current cannot be generated, and it becomes difficult to return the polarity of the toner to the normal polarity.

本発明者らは鋭意検討した結果、前記した問題点が、以下の画像形成装置を使用することで、解決でき、長寿命を維持しつつ、且つ画像流れやフィルミングなど、放電生成物の蓄積によって発生していた問題を、感光体を効果的に摺擦研磨することで防止することが可能となったことを見出した。   As a result of intensive studies, the present inventors have been able to solve the above-described problems by using the following image forming apparatus, while maintaining a long life, and accumulating discharge products such as image flow and filming. It has been found that the problem caused by the above can be prevented by effectively rubbing and polishing the photoreceptor.

(1)像担持体と該像担持体の表面を帯電する帯電手段及び、前記像担持体上に形成された形成された潜像を現像する現像手段を有し、形成されたトナー画像が転写される転写手段とを備えている画像形成装置において、前記像担持体の回転方向に対して、前記転写手段の位置する転写部よりも下流で、且つ前記帯電手段の位置する帯電部よりも上流の位置にトナーの帯電極性と同極性の電圧が印加される帯電補助手段として、導電性を有す繊維で構成されたブラシ部材を有しており、ブラシを構成する繊維の繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されており、前記トナー画像を形成するトナーは、前記トナーの帯電極性とは逆の帯電極性である無機微粒子を添加したトナーであり、該無機微粒子の平均一次粒径は該添加させるトナー母体粒子の平均一次粒径の1/20以下で、トナーの凝集度は15%以上であり、該無機微粒子のトナー母体粒子に対する添加量は0.2質量%以上で、且つトナー母体粒子に対する該無機微粒子の遊離率は15個数%以上であることを満たすことを特徴とする画像形成装置。 (1) An image bearing member, a charging unit that charges the surface of the image bearing member, and a developing unit that develops the formed latent image formed on the image bearing member, and the formed toner image is transferred In the image forming apparatus including the transfer unit, the image carrier is downstream of the transfer unit where the transfer unit is positioned and upstream of the charging unit where the charging unit is positioned, with respect to the rotation direction of the image carrier. As a charging auxiliary means for applying a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner, the brush member made of conductive fibers is used, and the fineness of the fibers constituting the brush is 0.5d. (Denier) to 4d (denier) and the density of the brush is 300 KF / inch 2 or more and 600 KF / inch 2 or less. The toner that forms the toner image is opposite to the charging polarity of the toner. Inorganic fine particles with a charged polarity The inorganic primary particles have an average primary particle size of 1/20 or less of the average primary particle size of the toner base particles to be added, and the toner has an aggregation degree of 15% or more. An image forming apparatus characterized by satisfying that the addition amount with respect to the particles is 0.2% by mass or more and the liberation rate of the inorganic fine particles with respect to the toner base particles is 15% by number or more.

(2)前記無機微粒子の平均一次粒径は30nm以上300nm以下であることを特徴とする(1)の画像形成装置。   (2) The image forming apparatus according to (1), wherein the inorganic fine particles have an average primary particle size of 30 nm to 300 nm.

(3)前記トナーの帯電極性と同極性の電圧が印加される帯電補助手段は、転写された後残留したトナーをトナーの帯電極性と同極性に帯電するトナー帯電手段で、前記トナー帯電手段で帯電されたトナーは前記現像装置で再び回収するクリーナレスシステムであることを特徴とする(1)または(2)の画像形成装置。   (3) The charging auxiliary means to which a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied is a toner charging means for charging the toner remaining after the transfer to the same polarity as the charging polarity of the toner. The image forming apparatus according to (1) or (2), wherein the charged toner is a cleanerless system in which the developing device collects the toner again.

(4)前記帯電補助手段を構成する繊維は、公定水分量が6%以下の合成繊維を用いたブラシであることを特徴とする(1)乃至(3)の画像形成装置。   (4) The image forming apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the fiber constituting the auxiliary charging means is a brush using a synthetic fiber having an official moisture content of 6% or less.

(5)前記トナーに添加する無機微粒子は、疎水化処理された微粒子であることを特徴とする(1)乃至(4)の画像形成装置。   (5) The image forming apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the inorganic fine particles added to the toner are hydrophobized fine particles.

(6)前記トナーに外添する無機微粒子は、立方体もしくは、直方体の粒子形状を有していることを特徴とする(1)乃至(5)の画像形成装置。   (6) The image forming apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the inorganic fine particles externally added to the toner have a cubic or cuboid particle shape.

(7)前記トナーに外添する無機微粒子は、ペロブスカイト型のチタン酸ストロンチウム結晶の微粒子であることを特徴とする(1)乃至(6)の画像形成装置。   (7) The image forming apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the inorganic fine particles externally added to the toner are fine particles of perovskite strontium titanate crystals.

(8)前記像担持体の表面は、温度25℃湿度50%の環境下でビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い,最大荷重6mNで押し込んだときのHU(ユニバーサル硬さ値)が150N/mm以上220N/mm以下であり、且つ弾性変形率Weが45%以上65%以下であることを特徴とする(1)乃至(7)の画像形成装置。 (8) The surface of the image carrier is subjected to a hardness test using a Vickers square pyramid diamond indenter in an environment with a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50%, and the HU (Universal Hardness Value) when pushed in with a maximum load of 6 mN. The image forming apparatus according to any one of (1) to (7), wherein the image forming apparatus is 150 N / mm 2 or more and 220 N / mm 2 or less and has an elastic deformation rate We of 45% or more and 65% or less.

本発明によれば、長寿命を実現するための手段である脱ブレードクリーニングを実現するクリーナレスシステムを採用する際に問題となり、且つ削れにくい感光体ドラムを使用する際にさらに問題となる画像流れやフィルミングの発生を特別な摺擦部材を用いる必要は無い。すなわち、本発明では、クリーナレスシステムにおける特有の必須技術であるトナー帯電補助部材であるブラシに静電的に付着しやすい極性及び、付着させるのに適正な粒径、遊離率の研磨剤を選択し、トナー帯電補助部材に付着させる。その結果、研磨効果を出せること、且つ該ブラシにトナー母体をなるべく付着させずに、研磨剤のみを選択的に付着させ、トナー帯電手段の機能は維持することを目的としている。   According to the present invention, image flow becomes a problem when a cleanerless system that realizes blade removal cleaning, which is a means for realizing a long service life, and is further problematic when using a photosensitive drum that is difficult to scrape. There is no need to use a special rubbing member for filming. That is, in the present invention, an abrasive having a polarity that easily adheres electrostatically to a brush that is a toner charging auxiliary member, which is a unique essential technology in a cleanerless system, and an appropriate particle size and free rate abrasive to be attached are selected. And adhere to the toner charging auxiliary member. As a result, an object is to provide a polishing effect, and to selectively attach only the abrasive without attaching the toner base to the brush as much as possible, and to maintain the function of the toner charging means.

従って、硬度が高く、高耐久な感光ドラムを使用しても、画像流れや融着、フィルミングが発生しないで、長期にわたり安定した画像形成が行え、長寿命で低ランニングコストが達成できた。   Therefore, even when a highly durable and highly durable photosensitive drum is used, image flow, fusing, and filming do not occur, stable image formation can be performed over a long period of time, and a long life and low running cost can be achieved.

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
図1は本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置100は、転写方式電子写真プロセス、接触帯電方式、反転現像方式を用いた、最大通紙サイズがA3サイズのカラーレーザープリンタである。この画像形成装置100は、画像形成装置本体(装置本体)と通信可能に接続された外部ホスト装置からの画像情報に応じて転写材、例えば、用紙、OHPシート、布などにフルカラーの画像を形成し、出力することができる。画像形成装置100は、複数個のプロセスカートリッジ8を有し、各プロセスカートリッジ8により、一旦、中間転写体91に連続的にトナー像を多重転写し、その後転写材Pに一括転写することによりフルカラープリント画像を得る4連ドラム方式(インライン)の画像形成装置である。プロセスカートリッジ8は、中間転写ベルト91の移動方向において直列にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に4個配置されている。
The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus 100 according to the present exemplary embodiment is a color laser printer using a transfer type electrophotographic process, a contact charging method, and a reversal developing method and having a maximum sheet passing size of A3 size. The image forming apparatus 100 forms a full-color image on a transfer material such as paper, an OHP sheet, or a cloth in accordance with image information from an external host device that is communicably connected to the image forming apparatus main body (apparatus main body). Can be output. The image forming apparatus 100 has a plurality of process cartridges 8, and each process cartridge 8 temporarily transfers multiple toner images to the intermediate transfer member 91 once and then transfers them onto the transfer material P at a time so that full color is obtained. This is a four-drum type (in-line) image forming apparatus for obtaining a print image. Four process cartridges 8 are arranged in the order of yellow, magenta, cyan, and black in series in the moving direction of the intermediate transfer belt 91.

本実施例では、複数の像形成手段たるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色の画像形成部PY、PM、PCは、使用する現像剤の色が異なる他は同一の構成とされるので、以下、特に区別を要しない場合は、各画像形成部の要素であることを示す符号の添え字Y、M、Cは省略し、総括的に説明する。例えば、4色フルカラー画像を形成する場合の全体動作を説明すると、画像形成装置100と通信可能に接続された外部ホスト装置からの信号に従って、色分解された画像信号が生成され、この信号に応じて、各画像形成部PY、PM、PCの各プロセスカートリッジ8Y、8M、8Cにおいて各色のトナー像の形成が行われる。黒色の画像形成部PBkにはカートリッジではない画像形成ユニット8Kがあり、画像形成が行われる。各プロセスカートリッジ8Y、8M、8Cと黒色の画像形成ユニット8Kでは、像担持体としての電子写真感光体(感光ドラム)1を帯電手段2によって帯電させ、その一様帯電面を露光手段3によって走査露光することで感光ドラム1上に静電潜像を形成する。次いで、この静電潜像に現像手段4によって現像剤であるトナーを供給することによりトナー像を形成する。各感光ドラム1に形成された各色のトナー像は、移動する中間転写体(第2の像担持体)としての中間転写ベルト91上に順次重ね合わせて転写される。そして、中間転写ベルト91上に形成されたフルカラーのトナー像は、中間転写ベルト91と2次転写手段としての2次転写ローラ10とが対向する2次転写部に搬送されてきた転写材P上に一括転写される。次いで、転写材Pは定着手段12に搬送され、ここでトナー像の定着を受けた後、機外に排出される。   In this embodiment, the image forming portions PY, PM, and PC for each color of yellow (Y), magenta (M), and cyan (C), which are a plurality of image forming means, are the same except that the color of the developer used is different. In the following description, unless there is a particular need to distinguish, subscripts Y, M, and C that indicate elements of each image forming unit will be omitted, and a general description will be given. For example, the overall operation when a four-color full-color image is formed will be described. According to a signal from an external host device that is communicably connected to the image forming apparatus 100, a color-separated image signal is generated. Thus, toner images of the respective colors are formed in the process cartridges 8Y, 8M, and 8C of the image forming units PY, PM, and PC. The black image forming portion PBk has an image forming unit 8K that is not a cartridge, and image formation is performed. In each of the process cartridges 8Y, 8M, and 8C and the black image forming unit 8K, the electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) 1 as an image carrier is charged by the charging unit 2, and the uniformly charged surface is scanned by the exposure unit 3. An electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1 by exposure. Next, a toner image is formed by supplying toner as a developer to the electrostatic latent image by the developing means 4. The toner images of the respective colors formed on the respective photosensitive drums 1 are sequentially superimposed and transferred onto an intermediate transfer belt 91 as a moving intermediate transfer member (second image carrier). The full-color toner image formed on the intermediate transfer belt 91 is transferred onto the transfer material P that has been conveyed to the secondary transfer portion where the intermediate transfer belt 91 and the secondary transfer roller 10 as the secondary transfer unit face each other. Are collectively transferred. Next, the transfer material P is conveyed to the fixing unit 12 where the toner image is fixed and then discharged outside the apparatus.

以下、図2をも参照して、画像形成装置100の各構成要素について、順次より詳しく説明する。   Hereinafter, each component of the image forming apparatus 100 will be described in more detail sequentially with reference to FIG.

画像形成装置100は、像担持体として回転ドラム型の電子写真感光体(感光ドラム)1を有する。本実施例では、感光ドラム1Y、1M、1Cは有機光導電体(OPC)ドラムであり、外径は30mm、中心支軸を中心に204mm/secのプロセススピード(周速度)をもって図中矢示の反時計方向に回転駆動される。   The image forming apparatus 100 includes a rotating drum type electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum) 1 as an image carrier. In this embodiment, the photosensitive drums 1Y, 1M, and 1C are organic photoconductor (OPC) drums, and have an outer diameter of 30 mm and a process speed (peripheral speed) of 204 mm / sec centered on the central support shaft. It is rotated counterclockwise.

ここで感光体ドラム1Y、1M、1Cについて説明する。   Here, the photosensitive drums 1Y, 1M, and 1C will be described.

本発明におけるHU(ユニバーサル硬さ値)、及び弾性変形率は、圧子に連続的に荷重をかけ、荷重下での押し込み深さを直読し連続的硬さを求められる微小硬さ測定装置フィシャースコープH100V(Fischer社製)を用いて測定した。圧子は対面角136°のビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を使用した。荷重の条件は最終荷重6mNまで段階的に(各点0.1secの保持時間で273点)測定した。   The HU (universal hardness value) and elastic deformation rate in the present invention are the microhardness measuring device Fischerscope that continuously applies a load to the indenter and directly reads the indentation depth under the load to obtain the continuous hardness. Measurement was performed using H100V (Fischer). The indenter used was a Vickers square pyramid diamond indenter with a face angle of 136 °. The load conditions were measured stepwise up to a final load of 6 mN (273 points with a holding time of 0.1 sec for each point).

出力チャートの概略を図3に示す。縦軸は荷重(mN)で横軸は押し込み深さh(μm)であり、段階的に荷重を増加させ6mNまで荷重をかけ、その後同様に段階的に荷重を減少させた結果である。   An outline of the output chart is shown in FIG. The vertical axis represents the load (mN) and the horizontal axis represents the indentation depth h (μm), which is the result of increasing the load stepwise and applying the load to 6 mN, and then decreasing the load stepwise in the same manner.

HU(ユニバーサル硬さ値:以下HUと呼ぶ)は、6mNで押し込んだ時の同荷重下での押し込み深さから下記式(1)によって規定される。
HU (universal hardness value: hereinafter referred to as HU) is defined by the following formula (1) from the indentation depth under the same load when indented at 6 mN.

弾性変形率は圧子が膜に対して行った仕事量(エネルギー)、すなわち圧子の膜に対する荷重の増減によるエネルギーの変化より求めたものであり、下記式(2)からその値は求まる。全仕事量Wt(nW)は図3中のA-B-D-Aで囲まれる面積で表され、弾性変形の仕事量Wo(nW)はC-B-D-Cで囲まれる面積で表される。
弾性変形率We=Wo/Wt ×100(%) (2)
The elastic deformation rate is obtained from the work (energy) performed by the indenter on the membrane, that is, the change in energy due to the increase or decrease of the load of the indenter on the membrane, and the value can be obtained from the following equation (2). The total work amount Wt (nW) is represented by an area surrounded by ABDA in FIG. 3, and the elastic deformation work amount Wo (nW) is represented by an area surrounded by CBDC.
Elastic deformation rate We = Wo / Wt × 100 (%) (2)

前述の如く、有機電子写真感光体に求められる性能として機械的劣化に対する耐久性の向上が挙げられる。一般的に膜の硬度は外部応力に対する変形量が小さいほど高く、電子写真感光体も当然の如く鉛筆硬度やビッカース硬度が高いものが機械的劣化に対する耐久性が向上すると考えられている。しかしながら、これらの測定により得られる硬度が高いものが必ずしも耐久性の向上を望めたわけではなく、HUと弾性変形率の値が、ある範囲の場合に感光体表面層の機械的劣化が起り難くなる。   As described above, the performance required for the organic electrophotographic photosensitive member includes improved durability against mechanical deterioration. In general, the hardness of the film is higher as the amount of deformation with respect to external stress is smaller, and it is considered that the electrophotographic photosensitive member having higher pencil hardness or Vickers hardness naturally improves durability against mechanical deterioration. However, the high hardness obtained by these measurements does not necessarily improve the durability. When the values of HU and elastic deformation ratio are within a certain range, mechanical deterioration of the surface layer of the photoconductor hardly occurs. .

すなわち、ビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い、最大荷重6mNで押し込んだ時のHUが150N/mm2以上220N/mm2以下であり、かつ、弾性変形率が45%以上65%以下である電子写真感光体を用いることによって飛躍的に向上した。また、更なる特性の向上にはHU値が160N/mm2以上200N/mm2以下であることがより好ましい。 In other words, a hardness test is performed using a Vickers square pyramid diamond indenter, the HU when pressed at a maximum load of 6 mN is 150 N / mm 2 or more and 220 N / mm 2 or less, and the elastic deformation rate is 45% or more and 65% or less. By using the electrophotographic photosensitive member, which is Also, the further improvement of properties and is more preferably HU value is 160 N / mm 2 or more 200 N / mm 2 or less.

HUと弾性変形率を切り離してとらえることはできないが例えばHUが220N/mm2を超えるものであるとき、弾性変形率が45%未満であると帯電ローラ等に挟まれた紙粉やトナーが感光体の弾性力が不足し、弾性変形率が65%より大きいと弾性変形率は高くても弾性変形量は小さくなってしまう。その結果として局部的に大きな圧力が作用し、深い傷が発生してしまう。よって、HUが高いものが必ずしも感光体として最適ではないと考えられる。 For example, when HU exceeds 220 N / mm 2 and the elastic deformation rate is less than 45%, paper dust or toner sandwiched between charging rollers or the like may be exposed to light. When the elastic force of the body is insufficient and the elastic deformation rate is larger than 65%, the elastic deformation amount becomes small even if the elastic deformation rate is high. As a result, a large pressure acts locally and deep scratches are generated. Therefore, it is considered that a material having a high HU is not necessarily optimal as a photoconductor.

また、HUが150N/mm2未満で弾性変形率が65%を超えるものの場合、たとえ弾性変形率が高くても塑性変形量も大きくなってしまい帯電ローラ等に挟まれた紙粉やトナーが擦られることで削れたり細かい傷が発生したりしてしまう。 Also, when the HU is less than 150 N / mm 2 and the elastic deformation rate exceeds 65%, even if the elastic deformation rate is high, the amount of plastic deformation increases, and the paper powder or toner sandwiched between the charging rollers or the like is rubbed. If it is done, it will be shaved or fine scratches will occur.

本発明において用いられる感光体ドラムは、少なくとも表面層が重合または架橋して硬化された化合物を含有した電子写真感光体からなる。なお、この硬化手段としては、熱、可視光や紫外線などの光、更に放射線を用いることができる。   The photosensitive drum used in the present invention is composed of an electrophotographic photosensitive member containing a compound having at least a surface layer polymerized or crosslinked and cured. As the curing means, heat, light such as visible light or ultraviolet light, and radiation can be used.

したがって、この実施形態において、感光体の表面層を形成する方法としては、表面層用として用いられる、重合または架橋により硬化可能な化合物を、融解または含有している塗布溶液を用い、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、スピンコーティングなどにより塗布した後、この塗布された化合物を硬化手段により硬化する方法が採用される。   Therefore, in this embodiment, as a method of forming the surface layer of the photoreceptor, a dip coating method using a coating solution that melts or contains a compound that can be cured by polymerization or crosslinking, which is used for the surface layer. A method in which the applied compound is cured by a curing means after being applied by spray coating, curtain coating, spin coating or the like is employed.

これらのうち、感光体を効率よく大量生産する方法としては、浸漬コーティング法がもっとも好ましく、この第1の実施形態においても浸漬コーティング法を採用することが可能である。   Of these, the dip coating method is most preferable as a method for efficiently mass-producing photoreceptors, and the dip coating method can also be adopted in the first embodiment.

また、この実施形態による感光体ドラムの構成は、外径が例えば約30mmの導電性基体上に、電荷発生物質と電荷輸送物質の双方を同一の層に含有する層構成の単層型か、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有合する電荷輸送層を、順次または逆順に積層した構成の積層型のいずれかである。さらに、感光層上に表面保護層を形成することも可能である。   In addition, the configuration of the photosensitive drum according to this embodiment is a single-layer type having a layer configuration in which both the charge generation material and the charge transport material are contained in the same layer on a conductive substrate having an outer diameter of, for example, about 30 mm. The charge generation layer containing a charge generation material and the charge transport layer containing a charge transport material are either stacked or sequentially stacked in reverse order. Furthermore, a surface protective layer can be formed on the photosensitive layer.

また、この発明の実施形態においては、少なくとも感光体の表面層が、熱や可視光、紫外線などの光、さらに放射線により重合または架橋し硬化させることができる化合物を含有していればよい。そして、好ましくは、感光体としての特性、特に残留電位などの電気的特性および耐久性の観点から、電荷発生層および電荷輸送層を順次積層した機能分離型の感光体構成、または、この機能分離型の感光体構成で積層された感光層上に、さらに表面保護層を形成した構成とするのが好ましい。   In the embodiment of the present invention, at least the surface layer of the photoreceptor only needs to contain a compound that can be polymerized or crosslinked and cured by heat, light such as visible light and ultraviolet light, and radiation. Preferably, from the viewpoints of characteristics as a photoreceptor, particularly electrical characteristics such as residual potential and durability, a function separation type photoreceptor structure in which a charge generation layer and a charge transport layer are sequentially laminated, or this function separation. It is preferable that a surface protective layer is further formed on the photosensitive layer laminated with the type photosensitive member structure.

この実施形態においては、表面層における、重合または架橋における化合物の硬化方法としては、感光体特性の劣化が少なく、残留電位の上昇が発生せず、十分な硬度を示すことができることから、好適には、放射線が用いられる。   In this embodiment, as a method for curing a compound in polymerization or cross-linking in the surface layer, there is little deterioration of the photoreceptor characteristics, no increase in residual potential occurs, and sufficient hardness can be exhibited. Radiation is used.

放射線による重合は重合開始剤を特に必要とせず、非常に高純度な3次元マトリックスの表面層を作成することができ、良好な電子写真特性を示す感光体を得ることができることから好ましい。   Polymerization by radiation does not particularly require a polymerization initiator, and can form a surface layer of a very high purity three-dimensional matrix, and is preferable because a photoreceptor showing good electrophotographic characteristics can be obtained.

この重合または架橋を発生させる際に使用する放射線としては、電子線またはガンマ線が望ましい。これらのうちの電子線を使用する場合、加速器として、スキャニング型、エレクトロンカーテン型、ブロードビーム型、パルス型およびラミナー型などのあらゆる形式を使用することが可能である。   The radiation used in generating the polymerization or crosslinking is preferably an electron beam or gamma ray. When using an electron beam of these, it is possible to use all types such as a scanning type, an electron curtain type, a broad beam type, a pulse type, and a laminar type as an accelerator.

また、電子線を照射する場合においては、この第1の実施形態による感光体における電気特性および耐久性能を発現するために、照射条件としては、加速電圧を250kV以下とするのが好ましく、150kV以下がより好ましい。また、照射線量を、10kJ/kg以上1000kJ/kg以下の範囲内にするのが好ましく、50kJ/kg以上200kJ/kg以下の範囲内とするのがより好ましい。   In the case of irradiation with an electron beam, the acceleration voltage is preferably 250 kV or less, preferably 150 kV or less, as an irradiation condition in order to develop the electrical characteristics and durability performance of the photoreceptor according to the first embodiment. Is more preferable. The irradiation dose is preferably in the range of 10 kJ / kg to 1000 kJ / kg, and more preferably in the range of 50 kJ / kg to 200 kJ / kg.

加速電圧が250kVより大きいと、感光体特性に対する電子線照射による損傷、いわゆるダメージが増加する傾向にある。また、照射線量が10kJ/kgより少ないと、硬化が不十分となりやすい。また、線量が1000kJ/kgより多い場合には感光体特性の劣化が生じやすいため、この観点から、線量は、上述の範囲内から選択するのが望ましい。   When the acceleration voltage is larger than 250 kV, damage due to electron beam irradiation on the characteristics of the photoreceptor, so-called damage tends to increase. Moreover, when the irradiation dose is less than 10 kJ / kg, curing tends to be insufficient. In addition, when the dose is higher than 1000 kJ / kg, the photoreceptor characteristics are likely to be deteriorated. From this viewpoint, it is desirable to select the dose from the above range.

さらに、表面層をより硬化させるために、電子線による重合反応時に加熱すると良い。加熱するタイミングとしては、ラジカルが存在する間に感光体が一定の温度になっていればよいため、電子線照射前、照射後、何れの段階で加熱しても良い。加熱温度は、感光体の温度が室温以上250℃以下となるように調節すればよく、より好ましくは50℃以上150℃以下である。加熱温度が250℃より高い場合には電子写真感光体の材料に劣化が生じてしまう。   Furthermore, in order to further harden the surface layer, it is good to heat at the time of the polymerization reaction by electron beam. As for the heating timing, it is sufficient that the photoconductor is at a constant temperature while radicals are present. Therefore, heating may be performed at any stage before or after electron beam irradiation. The heating temperature may be adjusted so that the temperature of the photoreceptor is from room temperature to 250 ° C., more preferably from 50 ° C. to 150 ° C. When the heating temperature is higher than 250 ° C., the material of the electrophotographic photosensitive member is deteriorated.

加熱する時間は、その温度にもよるが、おおよそ数秒から数十分程度でよい。照射及び加熱時の雰囲気は、大気中、窒素及びヘリウム等の不活性ガス中、真空中の何れの場合であっても構わない。酸素によるラジカルの影響を抑制できるという点で、不活性ガス中或いは真空中が好ましい。   Although the heating time depends on the temperature, it may be about several seconds to several tens of minutes. The atmosphere at the time of irradiation and heating may be any of air, inert gas such as nitrogen and helium, and vacuum. In an inert gas or vacuum is preferable in that the influence of radicals by oxygen can be suppressed.

また、重合または架橋により硬化可能な表面層用の化合物としては、反応性の高さ、反応速度の速さ、および硬化後に達成される硬度の高さの観点から、分子内に不飽和重合性官能基を含む化合物が好ましい。   In addition, as a compound for the surface layer that can be cured by polymerization or cross-linking, unsaturated polymerizability is included in the molecule from the viewpoint of high reactivity, high reaction rate, and high hardness achieved after curing. Compounds containing functional groups are preferred.

さらに、不飽和重合性官能基を分子内に有する化合物の中でも、特に、アクリル基、メタクリル基およびスチレン基を有する化合物が好ましい。   Further, among compounds having an unsaturated polymerizable functional group in the molecule, compounds having an acrylic group, a methacryl group and a styrene group are particularly preferable.

この第1の実施形態による不飽和重合性官能基を有する化合物とは、その構成単位の繰り返しの状態により、モノマーとオリゴマーとに大別される。モノマーとは、不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返しがなく、比較的分子量の小さいものを示す。   The compound having an unsaturated polymerizable functional group according to the first embodiment is roughly classified into a monomer and an oligomer depending on the repeating state of the structural unit. The monomer refers to a monomer having a relatively small molecular weight without repeating a structural unit having an unsaturated polymerizable functional group.

他方、オリゴマーとは、不飽和重合性官能基を有する構造単位の繰り返し数が2から20程度の重合体である。さらに、ポリマーまたはオリゴマーの末端のみに不飽和重合性官能基が結合した、いわゆるマクロマーを、この第1の実施形態による表面層用の硬化性化合物として使用することも可能である。   On the other hand, an oligomer is a polymer having about 2 to 20 repeating units of an unsaturated polymerizable functional group. Furthermore, a so-called macromer in which an unsaturated polymerizable functional group is bonded only to the terminal of the polymer or oligomer can be used as the curable compound for the surface layer according to the first embodiment.

また、この実施形態による不飽和重合性官能基を有する化合物は、表面層として必要とされる電荷輸送機能を満足させるために、電荷輸送化合物を採用することが、より好ましい。この電荷輸送化合物の中でも、正孔輸送機能を持った不飽和重合性化合物であることがさらに好ましい。   The compound having an unsaturated polymerizable functional group according to this embodiment is more preferably a charge transport compound in order to satisfy the charge transport function required for the surface layer. Among these charge transport compounds, an unsaturated polymerizable compound having a hole transport function is more preferable.

次に、この実施形態における電子写真感光体の感光層について説明する。
先ず、アルミ等の導電性支持体上にバリアー機能と接着機能とを有する下引き層を設け、その上に電荷発生層及び電荷輸送層を積層したものであり、この場合、感光層の厚みは、5μm以上30μm以下の範囲である。また、このときの感光層の膜厚とは、電荷発生層、電荷輸送層および表面保護層におけるそれぞれの膜厚を合計したものである。
Next, the photosensitive layer of the electrophotographic photoreceptor in this embodiment will be described.
First, an undercoat layer having a barrier function and an adhesive function is provided on a conductive support such as aluminum, and a charge generation layer and a charge transport layer are laminated thereon. In this case, the thickness of the photosensitive layer is It is in the range of 5 μm or more and 30 μm or less. Further, the film thickness of the photosensitive layer at this time is the sum of the film thicknesses of the charge generation layer, the charge transport layer, and the surface protective layer.

この実施形態による不飽和重合性官能基を有する正孔輸送性化合物は、上述した電荷発生層上に電荷輸送層として用いることができる。または、電荷発生層上に、電荷輸送層と結着樹脂とからなる電荷輸送層を形成した後に、表面保護層として用いることもできる。   The hole transporting compound having an unsaturated polymerizable functional group according to this embodiment can be used as a charge transport layer on the charge generation layer described above. Alternatively, a charge transport layer composed of a charge transport layer and a binder resin can be formed on the charge generation layer and then used as a surface protective layer.

いずれの場合も、表面層の形成方法は、正孔輸送性化合物を含有する溶液を塗布後、重合または硬化反応させるのが一般的である。なお、あらかじめ正孔輸送性化合物を含む溶液を反応させることにより硬化物を得た後、再度溶剤中に分散または溶解させたものなどを用いて、表面層を形成することも可能である。   In any case, the surface layer is generally formed by applying a solution containing a hole transporting compound, followed by polymerization or curing reaction. It is also possible to form a surface layer using a material obtained by previously reacting a solution containing a hole transporting compound to obtain a cured product and then again dispersing or dissolving it in a solvent.

また、上述の溶液を塗布する方法としては、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法、カーテンコーティング法、およびスピンコーティング法などが知られている。そして、効率性/生産性の観点から、溶液を塗布する方法としては、浸漬コーティング法が望ましい。なお、蒸着やプラズマ処理などの、その他公知の製膜方法を適宜選択することが可能である。   Moreover, as a method for applying the above-mentioned solution, a dip coating method, a spray coating method, a curtain coating method, a spin coating method, and the like are known. From the viewpoint of efficiency / productivity, the dip coating method is desirable as a method for applying the solution. It should be noted that other known film forming methods such as vapor deposition and plasma treatment can be appropriately selected.

また、表面層の比抵抗は、108Ωm以上1015Ωm以下の範囲にすることが望ましく、より望ましくは、1010Ωcm以上1013Ωcm以下である。 The specific resistance of the surface layer is preferably in the range of 10 8 Ωm to 10 15 Ωm, and more preferably 10 10 Ωcm to 10 13 Ωcm.

また、この実施形態においては、表面層中にフッ素原子含有樹脂粒子を含有している。このフッ素原子含有樹脂粒子としては、たとえば4フッ化エチレン樹脂、3フッ化塩化エチレン樹脂、6フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、2フッ化2塩化エチレン樹脂および、これらの共重合体の中から少なくとも1種類以上を適宜選択するのが好ましい。   Further, in this embodiment, the surface layer contains fluorine atom-containing resin particles. Examples of the fluorine atom-containing resin particles include a tetrafluoroethylene resin, a trifluoroethylene chloride resin, a hexafluoroethylenepropylene resin, a vinyl fluoride resin, a vinylidene fluoride resin, a difluoride dichloride ethylene resin, and these. It is preferable to appropriately select at least one of the copolymers.

そして、上述のフッ素原子含有樹脂粒子としては、特に、4フッ化エチレン樹脂およびフッ化ビニリデン樹脂が好ましい。なお、樹脂粒子の分子量や粒径は、適宜選択することが可能であり、必ずしも上述の分子量や粒径に限定されるものではない。   And as said fluorine atom containing resin particle, a tetrafluoroethylene resin and a vinylidene fluoride resin are especially preferable. The molecular weight and particle size of the resin particles can be appropriately selected and are not necessarily limited to the molecular weight and particle size described above.

表面層中におけるフッ素原子含有樹脂の割合は、表面層の全質量に対して、典型的には、2質量%以上40質量%以下であり、好適には、5質量%以上30質量%以下である。これは、フッ素原子含有樹脂粒子の割合が、40質量%より多いと表面層の機械的強度が低下し易くなり、3質量%より少ないと表面層の表面の離型性、表面層の耐磨耗性や耐傷性が不十分になる可能性があるためである。   The ratio of the fluorine atom-containing resin in the surface layer is typically 2% by mass to 40% by mass, and preferably 5% by mass to 30% by mass with respect to the total mass of the surface layer. is there. This is because when the proportion of the fluorine atom-containing resin particles is more than 40% by mass, the mechanical strength of the surface layer tends to be lowered, and when it is less than 3% by mass, the surface layer surface releasability and the surface layer are resistant to abrasion. This is because the wear and scratch resistance may be insufficient.

この発明の実施形態においては、上述したように表面層内にフッ素原子含有樹脂を含有させること等により、感光層表面の離型性を上げることが望ましく、この離型性を示す指標として純水に対する接触角Cを使用すると、接触角Cは、85度≦C≦130度が好ましい。接触角Cが85度未満では、感光ドラム表面の離型性が低すぎて現像工程で回収しきれず、感光ドラム表面を連れ回っているトナーや外添剤等が固着し、融着やフィルミングが発生しやすくなる。また、接触角が130度を超えるようになると、離型性が高すぎてブラシ手段等で十分な摺擦力を与えられなくなりチタン酸ストロンチウムによる研磨効果が発揮しにくくなる。   In the embodiment of the present invention, it is desirable to increase the releasability of the surface of the photosensitive layer by including a fluorine atom-containing resin in the surface layer as described above, and pure water is used as an index indicating the releasability. When the contact angle C is used, the contact angle C is preferably 85 ° ≦ C ≦ 130 °. If the contact angle C is less than 85 degrees, the releasability of the surface of the photosensitive drum is too low to be collected in the development process, and toner or external additives that are moving around the surface of the photosensitive drum are fixed, and fusion or filming occurs. Is likely to occur. On the other hand, when the contact angle exceeds 130 degrees, the releasability is so high that a sufficient rubbing force cannot be applied by the brush means or the like, and the polishing effect by strontium titanate is hardly exhibited.

なお、接触角測定は、常温常湿(23.5℃、60%)環境条件下において、協和界面科学株式会社製接触角計CX−A型を用いて行った。   In addition, the contact angle measurement was performed using a contact angle meter CX-A type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. under normal temperature and normal humidity (23.5 ° C., 60%) environmental conditions.

この発明の実施形態においては、分散性、結着性および耐候性をより向上させるために、表面層中に、ラジカル補足剤や酸化防止剤などの添加物を加えることも可能である。また、この第1の実施形態において表面保護層の膜厚は、好適には、0.2μm以上10μm以下の範囲であり、より好適には、0.5μm以上6μm以下の範囲である。   In the embodiment of the present invention, an additive such as a radical scavenger and an antioxidant can be added to the surface layer in order to further improve dispersibility, binding properties and weather resistance. In the first embodiment, the film thickness of the surface protective layer is preferably in the range of 0.2 μm to 10 μm, and more preferably in the range of 0.5 μm to 6 μm.

上記のようにして形成した感光ドラムを画像形成装置に供する場合、感光体表面の平滑性を向上させるためや、フッ素樹脂を感光体表面によりしっかりと露出させるため、表面層を粗面化することが好ましい。表面層の粗さとしてはRzjis(μm)で0.1μm以上1.5μm以下が好適である。表面層の粗さが0.1μmより小さいと、フッ素樹脂の露出が不十分になりやすい。また、表面層の粗さが1.5μmより大きくなると、表面凹部へのブラシの摺擦が不十分になる。更に好ましくは表面層の粗さは0.2μm以上0.6μm以下が望ましい。   When the photosensitive drum formed as described above is used in an image forming apparatus, the surface layer is roughened in order to improve the smoothness of the surface of the photoreceptor or to expose the fluororesin more firmly on the surface of the photoreceptor. Is preferred. The roughness of the surface layer is preferably from 0.1 μm to 1.5 μm in terms of Rzjis (μm). When the roughness of the surface layer is smaller than 0.1 μm, the exposure of the fluororesin tends to be insufficient. On the other hand, when the roughness of the surface layer is larger than 1.5 μm, the rubbing of the brush to the surface recess becomes insufficient. More preferably, the roughness of the surface layer is 0.2 μm or more and 0.6 μm or less.

感光ドラム表面を粗面化するには、#3000等の塗粒を有するラッピングテープで研磨する、又は、ガラスや有アルミナ等のビーズを用いたブラスト処理等によって行う。   In order to roughen the surface of the photosensitive drum, polishing is performed with a wrapping tape having a coating particle of # 3000 or the like, or blasting using beads such as glass or alumina.

なお、以後、本発明における表面粗さRzとは、十点平均粗さRzjisを意味し、これはJIS B0601(2001)に基づき、サーフコーダSE3400(小坂研究所)にて、測定長さ2.5mm、測定速度0.1mm/sec、カットオフ0.8mmで測定した値を示すものとする。   In the following description, the surface roughness Rz in the present invention means the ten-point average roughness Rzjis, which is based on JIS B0601 (2001) and measured at a surf coder SE3400 (Kosaka Laboratory) with a measurement length of 2. The values measured at 5 mm, a measurement speed of 0.1 mm / sec, and a cutoff of 0.8 mm shall be shown.

次に、電子写真感光体(感光体A)の製造方法について説明する。
特に本実施例においては、感光体ドラム1Y、1M、1Cとしては、以下のようにして作成したものを使用した。30φのアルミニウムシリンダーを硬度試験用と実機テスト用として用意する。導電層用の塗料を以下の手順で調整した。10%の酸化アンチモンを含有する酸化スズで被覆した導電性酸化チタン粉体50部(質量部、以下同様)、フェノール樹脂25部、メチルセロソルブ20部、メタノール5部およびシリコーンオイル(ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキレン共重合体、平均分子量3000)0.002部をφ1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で2時間分散して調整した。この塗料をシリンダー上に浸漬コーティング法で塗布し、140℃で30分乾燥して、膜厚23μmの導電層を形成した。
Next, a method for producing an electrophotographic photoreceptor (photoreceptor A) will be described.
In particular, in the present embodiment, the photosensitive drums 1Y, 1M, and 1C were prepared as follows. A 30φ aluminum cylinder is prepared for the hardness test and the actual machine test. The coating material for the conductive layer was prepared by the following procedure. 50 parts of conductive titanium oxide powder coated with tin oxide containing 10% antimony oxide (mass parts, hereinafter the same), phenol resin 25 parts, methyl cellosolve 20 parts, methanol 5 parts and silicone oil (polydimethylsiloxane poly) An oxyalkylene copolymer (average molecular weight 3000) 0.002 part was dispersed for 2 hours in a sand mill using φ1 mm glass beads. This paint was applied onto the cylinder by a dip coating method and dried at 140 ° C. for 30 minutes to form a conductive layer having a thickness of 23 μm.

次に、N−メトキシメチル化ナイロン5部をメタノール95部中に溶解し、中間層用塗料を調整した。この塗料を前記の導電層上に浸漬コーティング法によって塗布し、100℃で20分間乾燥して、0.6μmの中間層を形成した。   Next, 5 parts of N-methoxymethylated nylon was dissolved in 95 parts of methanol to prepare an intermediate layer coating material. This paint was applied onto the conductive layer by a dip coating method and dried at 100 ° C. for 20 minutes to form a 0.6 μm intermediate layer.

次に、CuKαのX線回折におけるブラック角2θ±0.2度が9.0度、14.2度、23.9度及び27.1度に強いピ−クを有するオキシチタニウムフタロシアニンを3部、ポリビニルブチラ−ル(商品名エスレックBM2、積水化学(株)製)3部及びシクロヘキサノン35部をφ1mmガラスビ−ズを用いたサンドミル装置で2時間分散して、その後に酢酸エチル60部を加えて電荷発生層用塗料を調製した。この塗料を前記の中間層の上に浸漬コーティング法で塗布して50℃で10分間乾燥し、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。   Next, 3 parts of oxytitanium phthalocyanine having a strong peak at 9.0, 14.2, 23.9, and 27.1 degrees in the black angle 2θ ± 0.2 degrees in CuKα X-ray diffraction , 3 parts of polyvinyl butyral (trade name ESREC BM2, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 35 parts of cyclohexanone were dispersed for 2 hours in a sand mill using a φ1 mm glass bead, and then 60 parts of ethyl acetate was added. Thus, a charge generation layer coating material was prepared. This paint was applied on the intermediate layer by a dip coating method and dried at 50 ° C. for 10 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 0.2 μm.

電荷発生層を形成した後、下記構造式(4)のスチリル化合物を10部
および下記構造式(5)の繰り返し単位を有するポリカーボネート樹脂10部を
(Mv≒20000)
モノクロロベンゼン50部およびジクロロメタン30部の混合溶媒中に溶解し、電荷輸送層用塗布液を調整した。この塗布液を前記の電荷発生層上に浸漬コーティングし、120℃で1時間乾燥することによって膜厚が20μmの電荷輸送層を形成した。
After forming the charge generation layer, 10 parts of a styryl compound of the following structural formula (4)
And 10 parts of a polycarbonate resin having a repeating unit of the following structural formula (5)
(Mv≈20000)
It was dissolved in a mixed solvent of 50 parts of monochlorobenzene and 30 parts of dichloromethane to prepare a charge transport layer coating solution. This coating solution was dip coated on the charge generation layer and dried at 120 ° C. for 1 hour to form a charge transport layer having a thickness of 20 μm.

次いで、構造式(3)の正孔輸送性化合物60部をモノクロロベンゼン50部およびジクロロメタン50部の混合溶媒中に溶解し保護層用塗料を調整した。この保護層用塗料には、フッ素原子含有樹脂粒子として4フッ化エチレン樹脂を保護層の全重量に対して10wt%含有させた。   Next, 60 parts of the hole transporting compound of the structural formula (3) was dissolved in a mixed solvent of 50 parts of monochlorobenzene and 50 parts of dichloromethane to prepare a protective layer coating material. This protective layer coating material contained 10 wt% of tetrafluoroethylene resin as fluorine atom-containing resin particles with respect to the total weight of the protective layer.

この塗布液を前記の電荷輸送層上にコーティングし、酸素濃度10ppmの雰囲気下で加速電圧150KV、照射線量50KGyの条件で電子線を照射した。その後引き続いて、同雰囲気下で感光体の温度が100℃になる条件で10分加熱処理をおこない、更に硬化度を上げるため、空気中で140℃になる条件下で1時間加熱処理を行い、膜厚5μmの保護層を形成し、電子写真感光体(感光体A)を得た。   This coating solution was coated on the charge transport layer and irradiated with an electron beam under the conditions of an acceleration voltage of 150 KV and an irradiation dose of 50 KGy in an atmosphere having an oxygen concentration of 10 ppm. Subsequently, a heat treatment is performed for 10 minutes under the same atmosphere at a temperature of 100 ° C., and in order to further increase the degree of curing, a heat treatment is performed for 1 hour at 140 ° C. in air. A protective layer having a thickness of 5 μm was formed to obtain an electrophotographic photosensitive member (photosensitive member A).

上記で作成したドラム表面の純水に対する接触角を求めると100度であった。接触角は協和界面科学社製のCA−X型を用いて測定した。   The contact angle of the drum surface created above with respect to pure water was 100 degrees. The contact angle was measured using a CA-X type manufactured by Kyowa Interface Science.

また、感光ドラム1Bkは、電子写真感光体用の導電性基体の上に、光受容層が設けられているものを使用した。光受容層は、導電性基体側から順に、a−Si系下部電荷注入阻止層と、a−Si:H(水素化a−Si)から成り、光導電性を有する光導電層とa−SiC系表面層とから構成されており、表面層は自由表面を有している。又、光導電層は導電性基体側から順に、第1の層領域と第2の層領域とから成り、機能分離がなされている。又、光導電層と表面層の界面を連続的に変化させて、界面反射を抑制するように界面制御を行うのが好ましい。更に、必要に応じて光導電層にハロゲン原子を添加したa−Si:(H,X)により形成しても良い。又、表面層は、a−SiN系、a−C系等、他の材料により形成しても良い。   As the photosensitive drum 1Bk, a photosensitive drum provided with a light receiving layer on a conductive substrate for an electrophotographic photosensitive member was used. The photoreceptive layer is composed of an a-Si lower charge injection blocking layer, a-Si: H (hydrogenated a-Si), and a photoconductive layer having photoconductivity and a-SiC in this order from the conductive substrate side. The surface layer has a free surface. The photoconductive layer is composed of a first layer region and a second layer region in order from the conductive substrate side, and the functions are separated. In addition, it is preferable to perform interface control so as to suppress interface reflection by continuously changing the interface between the photoconductive layer and the surface layer. Further, if necessary, the photoconductive layer may be formed of a-Si: (H, X) in which halogen atoms are added. Further, the surface layer may be formed of other materials such as a-SiN type and aC type.

本実施例では、画像形成装置100の画像形成部PY、PM、PCの各プロセスカートリッジ8Y、8M、8Cにおける帯電手段として、接触帯電器である帯電ローラ2を有する。帯電ローラ2に所定の条件の電圧を印加することで、感光ドラム1を一様に負極性に帯電させる。帯電ローラ2の長手長さは320mmであり、芯金(支持部材)2aの外回りに、下層2bと、中間層2cと、表面層2dとを下から順次に積層した3層構成とした。下層2bは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、中間層2cは帯電ローラ2全体として均一な抵抗を得るための抵抗層であり、表面層2dは感光ドラム1上にピンホールなどの欠陥があってもリークが発生するのを防止するために設けている保護層である。本実施例の帯電ロ一ラ2は、芯金2aとして直径6mmのステンレス丸棒を用い、表面層としてフッ素樹脂にカーボンを分散させており、ローラとしての外径は14mm、ローラ抵抗は10Ω以上10Ω以下とした。帯電ロ一ラ2は、芯金2aの両端部をそれぞれ軸受け部材により回転自在に保持させると共に、押圧ばねによって感光ドラム1方向に付勢して、感光ドラム1の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させている。又、帯電ローラ2は、感光ドラム1の回転に従動して回転する。そして、電圧印加手段としての電源20から、直流電圧に所定周波数の交流電圧を重畳した所定の振動電圧(帯電バイアス電圧Vdc+Vac)が、芯金2aを介して帯電ローラ2に印加され、回転する感光ドラム1の周面が所定の電位に帯電処理される。帯電ローラ2と感光ドラムの接触部が帯電部aである。本実施例では、帯電ローラ2に印加する帯電バイアス電圧は、−500Vの直流電圧と、周波数=1985Hz、ピーク間電圧Vpp=1400V、正弦波の交流電圧とを重畳した振動電圧であり、感光ドラム1の周面は−500V(暗部電位Vd)に一様に接触帯電処理される。又、帯電ローラ2に対して、帯電ローラクリーニング部材2fが設けられている。本実施例では、帯電ローラクリーニング部材2fは、可撓性を持つクリーニングフィルムである。このクリーニングフィルム2fは、帯電ローラ2の長手方向に対し平行に配置され、且つ、同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材2gに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ2と接触ニップを形成するよう配置されている。支持部材2gが、画像形成装置100の駆動モーターによりギア列を介して駆動され、長手方向に一定量の往復運動をすることで、帯電ローラ2の表面層2dがクリーニングフィルム2fで摺擦される。これにより、帯電ローラ2の表面層2dの付着汚染物(微粉トナー、外添剤など)の除去がなされる。感光ドラム1は、帯電ローラ2により所定の極性・電位に一様に帯電処理された後、画像露光手段(カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力するレーザスキャンによる走査露光系など)による画像露光Lを受ける。これにより、目的のカラー画像の各画像形成部PY、PM、PC、PBkに対応した色成分の静電潜像が形成される。
またBkの画像形成部PBkの画像形成ユニット8Kにおける帯電手段としては、コロナ帯電手段を用いている。
In this embodiment, the charging roller 2 that is a contact charger is used as a charging unit in the process cartridges 8Y, 8M, and 8C of the image forming units PY, PM, and PC of the image forming apparatus 100. By applying a voltage under a predetermined condition to the charging roller 2, the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a negative polarity. The charging roller 2 has a longitudinal length of 320 mm, and has a three-layer structure in which a lower layer 2b, an intermediate layer 2c, and a surface layer 2d are sequentially laminated from the bottom around the outer periphery of a core metal (support member) 2a. The lower layer 2b is a foamed sponge layer for reducing charging noise, the intermediate layer 2c is a resistance layer for obtaining uniform resistance as the entire charging roller 2, and the surface layer 2d is formed on the photosensitive drum 1 with pinholes or the like. This is a protective layer provided to prevent leakage even if there is a defect. In the charging roller 2 of this embodiment, a stainless steel rod having a diameter of 6 mm is used as the core 2a, carbon is dispersed in the fluororesin as the surface layer, the outer diameter as a roller is 14 mm, and the roller resistance is 10 4. Ω to 10 7 Ω. The charging roller 2 rotatably holds both ends of the cored bar 2a by bearing members and urges the cored bar 2a toward the photosensitive drum 1 by a pressing spring so that a predetermined pressing force is applied to the surface of the photosensitive drum 1. With pressure contact. The charging roller 2 rotates following the rotation of the photosensitive drum 1. Then, a predetermined vibration voltage (charging bias voltage Vdc + Vac) obtained by superimposing an alternating voltage of a predetermined frequency on a direct current voltage is applied to the charging roller 2 through the cored bar 2a from the power source 20 as a voltage applying unit, and rotates. The peripheral surface of the drum 1 is charged to a predetermined potential. A contact portion between the charging roller 2 and the photosensitive drum is a charging portion a. In this embodiment, the charging bias voltage applied to the charging roller 2 is a vibration voltage obtained by superimposing a DC voltage of −500 V, a frequency = 1985 Hz, a peak-to-peak voltage Vpp = 1400 V, and a sinusoidal AC voltage. The peripheral surface of 1 is uniformly contact-charged to −500 V (dark part potential Vd). A charging roller cleaning member 2 f is provided for the charging roller 2. In the present embodiment, the charging roller cleaning member 2f is a flexible cleaning film. This cleaning film 2f is arranged in parallel to the longitudinal direction of the charging roller 2 and fixed at one end to a support member 2g that reciprocates a certain amount in the longitudinal direction, and is charged on the surface near the free end side. It is arranged to form a contact nip with the roller 2. The support member 2g is driven through a gear train by a drive motor of the image forming apparatus 100, and reciprocates a certain amount in the longitudinal direction, whereby the surface layer 2d of the charging roller 2 is rubbed with the cleaning film 2f. . Thereby, the adhered contaminants (fine powder toner, external additives, etc.) on the surface layer 2d of the charging roller 2 are removed. The photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by a charging roller 2 and then exposed to image exposure means (color separation / imaging exposure optical system for color original image, time-series electric digital pixel signal of image information). Image exposure L by a laser scanning scanning exposure system that outputs a laser beam modulated in accordance with the above. Thereby, electrostatic latent images of color components corresponding to the respective image forming portions PY, PM, PC, and PBk of the target color image are formed.
Further, a corona charging unit is used as the charging unit in the image forming unit 8K of the Bk image forming unit PBk.

本実施例では露光手段として、半導体レーザを用いたレーザビームスキャナ3を用いた。レーザビームスキャナ3は、画像読み取り装置(図示せず)などのホスト装置から画像形成装置100側に送られた画像信号に対応して変調されたレーザ光を出力して、回転する感光ドラム1の一様帯電処理面をレーザ走査露光(イメージ露光)する。このレーザ走査露光により、感光ドラム1面のレーザ光Lで照射されたところの電位が低下することで、回転する感光ドラム1面には、走査露光した画像情報に対応した静電潜像が形成される。本実施例では、露光部電位Vlを−150Vとした。感光ドラム1における画像露光Lの照射位置が露光部bである。次いで、その感光ドラム1に形成された静電潜像は、現像手段としての現像器4でトナーにより現像される。本実施例において、現像器4は2成分接触現像器(2成分磁気ブラシ現像器)である。現像器4は、現像容器(現像器本体)40、内部に固定配置されたマグネットローラを有する現像剤担持体としての現像スリーブ41、現像剤規制部材としての現像剤規制ブレード42、現像容器40に収容した主に樹脂トナー粒子(トナー)と磁性キャリア粒子(キャリア)との混合物である二成分現像剤(現像剤)46、現像容器40内の底部側に配設した現像剤攪拌部材43、44などを具備する。現像スリーブ41は、その外周面の一部を外部に露呈させて現像容器40内に回転可能に配設されている。現像スリーブ41には、所定間隙を有して現像剤規制ブレード42が対向されており、現像スリーブ41の図中矢印方向の回転に伴い、現像スリーブ41上に現像剤薄層を形成する。本実施例では、現像スリーブ41は、感光ドラム1との最近接距離(S−Dgap)を350μmに保たせて感光ドラム1に近接させて対向配設した。感光ドラム1と現像スリーブ41との対向部が現像部cである。又、現像スリーブ41は現像部cにおいて感光ドラム1の進行方向とは逆方向に回転駆動される。現像スリーブ41上の現像剤薄層は、現像部cにおいて感光ドラム1の面に対して接触して、感光ドラム1を適度に摺擦する。現像スリーブ41には電圧印加手段としての電源(図示せず)から所定の現像バイアス電圧が印加される。本実施例では、現像スリーブ41に印加する現像バイアス電圧は、直流電圧(Vdc)と交流電圧(Vac)とを重畳した振動電圧である。より具体的には、−350VのVdcと、1800Vpp、周波数=2300HzのVacとを重畳した振動電圧である。このようにして、回転する現像スリーブ41上に薄層としてコーティングされ、現像部cに搬送された現像剤46中のトナーが、現像バイアス電圧による電界によって感光ドラム1に形成された静電潜像に対応して選択的に付着することで、静電潜像がトナー像として現像される。本実施例では、感光ドラム1上の露光明部にトナーが付着して静電潜像が反転現像される。現像部cを通過した現像スリーブ41上の現像剤薄層は、引き続く現像スリーブ41の回転に伴い現像容器40内の現像剤溜り部に戻される。更に、現像器4内には、現像剤攪拌部材としての撹拌スクリュー43、44が設けられている。攪拌スクリュー43、44は、現像スリーブ41の回転と同期して回転し、補給されたトナーをキャリアと攪拌・混合して、トナーに所定の帯電電荷を与える機能を有する。又、攪拌スクリュー43、44は、それぞれ長手方向において反対方向に現像剤46を搬送し、現像剤46を現像スリーブ41に供給すると共に、現像工程によりトナー濃度(現像剤中のトナーの割合)の薄くなった現像剤46をトナー補給部に搬送し、現像剤46を現像容器40内で循環させる機能を有する。現像器4のスクリュー44の上流側壁面には、現像剤46の透磁率変化を検出して現像剤46中のトナー濃度を検知するセンサー45が設けられており、現像剤46の循環方向においてセンサー45のやや下流側にトナー補給開口47が設けられている。現像動作を行った後に、現像剤46はセンサー45部に運ばれ、ここでトナー濃度が検知される。その検知結果に応じて、現像剤46中のトナー濃度を一定に維持するために、適宜、現像器4に接続された現像剤補給容器(トナー補給ユニット)5が備えるスクリュー51の回転により、トナー補給ユニット5から現像器4のトナー補給開口47を通してトナー補給が行われる。補給されたトナーは攪拌スクリュー44により搬送され、キャリアと混ざり合い、適度な帯電電荷を付与された後に、現像スリーブ41の近傍に運ばれ、現像スリーブ41上で薄層形成され現像に供される。本実施態様では、トナーとして、平均粒径5.5μmのネガ帯電トナーを用い、キャリアとしては、飽和磁化が205emu/cm、平均粒径35μmの磁性キャリアを用いた。又、トナーとキャリアを重量比6:94で混合したものを現像剤として用いた。そして、感光ドラム1上で現像に供されたトナーの帯電量は、−25μC/gである。各画像形成部PY、PM、PC、PBkの各感光ドラム1に対向するように、転写手段としての中間転写ユニット9が設けられている。中間転写ユニット9では、中間転写体(第2の像担持体)としての無端状の中間転写ベルト91が、駆動ローラ94、テンションローラ95及び2次転写対向ローラ96に所定の張力を持って掛け渡されており、図中矢印の方向に移動する。感光ドラム1上に形成されたトナー像は、感光ドラム1と中間転写ベルト91との対向部である1次転写ニップ部(転写部)dへ進入する。転写部dでは、中間転写ベルト91の裏側に、1次転写手段としての1次転写ローラ92が当接されている。1次転写ローラ92には、各画像形成部PY、PM、PC、PBkで独立に1次転写バイアス電圧を印加可能とするため、それぞれ電圧印加手段としての1次転写バイアス電源93が接続されている。中間転写ベルト91には、先ず、1色目(イエロー)の画像形成部PYで、上述の動作により感光ドラム1に形成されたイエローのトナー像を転写し、次いで同様の工程を経た各色に対応する感光ドラム1より、順次マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を各画像形成部PM、PC、PBkで多重転写する。本実施例においては、露光部(露光部電位Vl:−150V)に転移されたトナーに対する転写効率を考慮し、一次転写バイアス電圧として、1色目〜4色目まですべて+350Vの電圧を印加した。中間転写ベルト91上で形成された4色フルカラー画像は、次いで2次転写手段としての2次転写ローラ10により、転写材送給手段(図示せず)から供給され、所定のタイミングで搬送手段としての給紙ローラ12から送られてきた転写材Pに一括転写される。トナー像が転写された転写材Pは、次いで定着手段としてのローラ定着器13に搬送され、ここで熱、圧力によってトナー像が転写材Pに溶融定着される。その後、転写材Pは機外に排出されカラープリント画像が得られる。又、中間転写ベルト91上に残留する2次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーナ11が備えるクリーニング手段としてのクリーニングブレード11aによってクリーニングされ、次の作像工程に備える。中間転写ベルト91の材料としては、樹脂系、或いは金属芯体入りのゴムベルト、樹脂及びゴムからなるベルトが望ましいが、もちろんトナーの飛び散りや中抜けなどの発生が無い画像向上性を意識して、弾性層を有する中間転写ベルトを用いても良い。本実施例では、PI(ポリイミド)にカーボン分散し、体積抵抗率を10Ωcmオーダーに制御した樹脂ベルトを用いた。その厚さは80μm、長手方向320mm、全周は900mmである。又、一次転写ローラ92としては、導電性スポンジからなるものを用いた。その抵抗は10Ω以下、外径は16mm、長手長さは315mmとした。更に、各画像形成部PY、PM、PC、PBkには、トナー帯電量制御手段6と残留トナー像均一化手段7とが設けられており、それぞれ感光ドラム1に当接されている。 In this embodiment, a laser beam scanner 3 using a semiconductor laser is used as the exposure means. The laser beam scanner 3 outputs a laser beam modulated in accordance with an image signal sent from a host device such as an image reading device (not shown) to the image forming apparatus 100 side, and rotates the photosensitive drum 1. Laser scanning exposure (image exposure) is performed on the uniformly charged surface. By this laser scanning exposure, the potential of the surface of the photosensitive drum 1 irradiated with the laser light L is lowered, and an electrostatic latent image corresponding to the scanned and exposed image information is formed on the rotating photosensitive drum 1 surface. Is done. In this embodiment, the exposed portion potential Vl is set to −150V. The irradiation position of the image exposure L on the photosensitive drum 1 is the exposure part b. Next, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 is developed with toner by a developing device 4 as developing means. In this embodiment, the developing device 4 is a two-component contact developing device (two-component magnetic brush developing device). The developing device 4 includes a developing container (developing device main body) 40, a developing sleeve 41 as a developer carrying member having a magnet roller fixedly disposed therein, a developer regulating blade 42 as a developer regulating member, and a developing container 40. Two-component developer (developer) 46, which is a mixture of mainly contained resin toner particles (toner) and magnetic carrier particles (carrier), and developer agitating members 43 and 44 disposed on the bottom side in the developer container 40. Etc. The developing sleeve 41 is rotatably disposed in the developing container 40 with a part of its outer peripheral surface exposed to the outside. A developer regulating blade 42 is opposed to the developing sleeve 41 with a predetermined gap, and a thin developer layer is formed on the developing sleeve 41 as the developing sleeve 41 rotates in the direction of the arrow in the figure. In this embodiment, the developing sleeve 41 is disposed opposite to the photosensitive drum 1 while keeping the closest distance (S-Dgap) to the photosensitive drum 1 at 350 μm. A facing portion between the photosensitive drum 1 and the developing sleeve 41 is a developing portion c. The developing sleeve 41 is driven to rotate in the direction opposite to the traveling direction of the photosensitive drum 1 in the developing section c. The developer thin layer on the developing sleeve 41 comes into contact with the surface of the photosensitive drum 1 at the developing portion c and rubs the photosensitive drum 1 appropriately. A predetermined developing bias voltage is applied to the developing sleeve 41 from a power source (not shown) as voltage applying means. In this embodiment, the developing bias voltage applied to the developing sleeve 41 is an oscillating voltage obtained by superimposing a DC voltage (Vdc) and an AC voltage (Vac). More specifically, the vibration voltage is obtained by superimposing Vdc of −350 V, Vac of 1800 Vpp, and frequency = 2300 Hz. In this way, the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 1 by the toner in the developer 46 coated as a thin layer on the rotating developing sleeve 41 and conveyed to the developing section c is formed on the photosensitive drum 1 by the electric field due to the developing bias voltage. As a result, the electrostatic latent image is developed as a toner image. In this embodiment, the toner adheres to the exposed bright portion on the photosensitive drum 1 and the electrostatic latent image is reversely developed. The developer thin layer on the developing sleeve 41 that has passed through the developing portion c is returned to the developer reservoir in the developing container 40 as the developing sleeve 41 continues to rotate. Further, the developing device 4 is provided with stirring screws 43 and 44 as developer stirring members. The agitating screws 43 and 44 rotate in synchronization with the rotation of the developing sleeve 41, and have a function of agitating and mixing the supplied toner with a carrier to give the toner a predetermined charged charge. Further, the agitating screws 43 and 44 respectively convey the developer 46 in the opposite direction in the longitudinal direction, supply the developer 46 to the developing sleeve 41, and adjust the toner concentration (ratio of toner in the developer) by the developing process. The developer 46 having a reduced thickness is transported to the toner replenishing section, and the developer 46 is circulated in the developing container 40. A sensor 45 that detects a change in the magnetic permeability of the developer 46 and detects the toner concentration in the developer 46 is provided on the upstream side wall surface of the screw 44 of the developing device 4. A toner supply opening 47 is provided slightly downstream of 45. After performing the developing operation, the developer 46 is conveyed to the sensor 45, where the toner density is detected. According to the detection result, in order to keep the toner concentration in the developer 46 constant, the toner is appropriately rotated by the rotation of the screw 51 provided in the developer supply container (toner supply unit) 5 connected to the developing device 4. Toner is supplied from the supply unit 5 through the toner supply opening 47 of the developing device 4. The replenished toner is conveyed by the agitating screw 44, mixed with the carrier, given an appropriate charge, and then transported to the vicinity of the developing sleeve 41 to form a thin layer on the developing sleeve 41 for development. . In this embodiment, a negatively charged toner having an average particle diameter of 5.5 μm is used as the toner, and a magnetic carrier having a saturation magnetization of 205 emu / cm 3 and an average particle diameter of 35 μm is used as the carrier. Further, a mixture of toner and carrier at a weight ratio of 6:94 was used as a developer. The charge amount of the toner subjected to development on the photosensitive drum 1 is −25 μC / g. An intermediate transfer unit 9 as a transfer unit is provided so as to face the photosensitive drums 1 of the image forming portions PY, PM, PC, and PBk. In the intermediate transfer unit 9, an endless intermediate transfer belt 91 as an intermediate transfer member (second image carrier) is hung on the driving roller 94, the tension roller 95, and the secondary transfer counter roller 96 with a predetermined tension. It is passed and moves in the direction of the arrow in the figure. The toner image formed on the photosensitive drum 1 enters a primary transfer nip portion (transfer portion) d that is a portion where the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 91 are opposed to each other. In the transfer portion d, a primary transfer roller 92 as a primary transfer unit is in contact with the back side of the intermediate transfer belt 91. The primary transfer roller 92 is connected to a primary transfer bias power supply 93 as a voltage application unit so that the primary transfer bias voltage can be independently applied to each image forming unit PY, PM, PC, PBk. Yes. First, a yellow toner image formed on the photosensitive drum 1 by the above-described operation is transferred to the intermediate transfer belt 91 by the first color (yellow) image forming unit PY, and then corresponding to each color subjected to the same process. Magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred from the photosensitive drum 1 by the image forming units PM, PC, and PBk. In this embodiment, in consideration of the transfer efficiency with respect to the toner transferred to the exposure portion (exposure portion potential Vl: −150 V), a voltage of +350 V is applied to the first to fourth colors as the primary transfer bias voltage. The four-color full-color image formed on the intermediate transfer belt 91 is then supplied from a transfer material feeding means (not shown) by a secondary transfer roller 10 as a secondary transfer means, and as a conveying means at a predetermined timing. Are collectively transferred to the transfer material P sent from the paper feed roller 12. The transfer material P onto which the toner image has been transferred is then conveyed to a roller fixing device 13 as a fixing unit, where the toner image is fused and fixed to the transfer material P by heat and pressure. Thereafter, the transfer material P is discharged out of the apparatus to obtain a color print image. Further, the secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 91 is cleaned by a cleaning blade 11a as a cleaning unit provided in the intermediate transfer belt cleaner 11, and is prepared for the next image forming process. The material of the intermediate transfer belt 91 is preferably a resin-based or rubber belt with a metal core, or a belt made of resin and rubber. Of course, in consideration of image improvement without occurrence of toner scattering and voids, An intermediate transfer belt having an elastic layer may be used. In this example, a resin belt in which carbon was dispersed in PI (polyimide) and the volume resistivity was controlled to the order of 10 8 Ωcm was used. The thickness is 80 μm, the longitudinal direction is 320 mm, and the entire circumference is 900 mm. The primary transfer roller 92 is made of a conductive sponge. The resistance was 10 6 Ω or less, the outer diameter was 16 mm, and the longitudinal length was 315 mm. Further, each of the image forming units PY, PM, PC, and PBk is provided with a toner charge amount control unit 6 and a residual toner image equalizing unit 7 that are in contact with the photosensitive drum 1.

次にトナー帯電量制御手段6、残留トナー均一化手段7について説明する。
本発明において、トナー帯電量制御手段6、残留トナー均一化手段7は、両者とも導電性の繊維からなるブラシ部材を用いた。より具体的には、トナー帯電量制御手段6は、横長の電極板62にブラシ部61を具備させたものである。又、残留トナー均一化手段7についても同様に、電極板72にブラシ部71を具備させてなる。そして、ブラシ部61、71を感光ドラム1面に当接させ、感光ドラム1の長手方向(表面移動方向に略直交する方向)に対して略平行に、固定支持して配設している。トナー帯電量制御手段6、残留トナー均一化手段7のブラシ部61、71は、公定水分量が6%以下の繊維が好ましい。公定水分量が6%より高い吸湿度の大きい繊維の場合は、ブラシの密度を上げるために、ブラシの繊度を下げた場合に、高湿度環境下で繊維がへたって腰がなくなってしまい、せっかく研磨剤がブラシに付着しても、充分に研磨効果が出てくれず、特に高温高湿環境下において放電生成物を除去できず、画像流れを発生させてしまう。また、吸湿性が高いと高温高湿環境下において、繊維同士がトナーを取り込んで凝集し始め、前記研磨剤を充分に捕集できない状態となる。具体的にはナイロン、ポリエステルなどの合成繊維にカーボンや金属粉を含ませて抵抗値を制御したものが公定水分率4%以下と吸湿性も低く研磨効果を発揮でき、好ましい。
Next, the toner charge amount control means 6 and the residual toner equalization means 7 will be described.
In the present invention, the toner charge amount control means 6 and the residual toner equalization means 7 are both brush members made of conductive fibers. More specifically, the toner charge amount control means 6 includes a horizontally long electrode plate 62 provided with a brush portion 61. Similarly, the residual toner uniformizing means 7 is provided with a brush portion 71 on the electrode plate 72. The brush portions 61 and 71 are brought into contact with the surface of the photosensitive drum 1 and fixedly supported and arranged substantially in parallel with the longitudinal direction of the photosensitive drum 1 (direction substantially orthogonal to the surface movement direction). The brush portions 61 and 71 of the toner charge amount control means 6 and the residual toner equalization means 7 are preferably fibers having an official moisture content of 6% or less. In the case of fibers with a high moisture absorption higher than the official moisture content of 6%, if the fineness of the brush is lowered to increase the brush density, the fibers will fall back in a high humidity environment. Even if the abrasive adheres to the brush, the polishing effect is not sufficiently obtained, and the discharge product cannot be removed particularly in a high temperature and high humidity environment, thereby causing an image flow. Also, if the hygroscopic property is high, the fibers start to aggregate and aggregate in a high-temperature and high-humidity environment, and the abrasive cannot be sufficiently collected. Specifically, a synthetic fiber such as nylon or polyester in which carbon or metal powder is included and the resistance value is controlled is preferable because it has an official moisture content of 4% or less and has a low hygroscopic property and can exhibit a polishing effect.

一般的に、転写部dで記録材Pに転写されずに感光ドラム1上に残留した転写残トナーは、反転トナーや帯電量が適切でないトナーが混在している。そこで、補助均し手段(均一化手段)7により一度転写残トナーを除電し、次いで均し手段(トナー帯電量制御手段)6で再度転写残トナーを正規極性に帯電処理する。これにより、帯電ローラ2への転写残トナーの付着防止を効果的に成すと共に、現像装置4での転写残トナーの除去・回収を完全に行うことができる。そのため、転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も厳密に防止される。   In general, the untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1 without being transferred to the recording material P at the transfer portion d is mixed with reversal toner and toner with an inappropriate charge amount. Accordingly, the transfer residual toner is once neutralized by the auxiliary leveling means (uniformization means) 7, and then the transfer residual toner is again charged to the normal polarity by the leveling means (toner charge amount control means) 6. Thereby, it is possible to effectively prevent the transfer residual toner from adhering to the charging roller 2 and to completely remove and collect the transfer residual toner in the developing device 4. Therefore, generation of a ghost image of the transfer residual toner image pattern is also strictly prevented.

特に、本発明のように粒径が小さく、形状が立方体状又は直方体状のため凸部の多いチタン酸ストロンチウムを使用している場合、ドラム表面を均一かつ均等に研磨する効果があるため、これらを保持しているブラシ繊維をなるべく細く、且つ、高密度にして、多くのチタン酸ストロンチウムのみを選択的に保持して均一にドラム表面を擦ることが大切である。   In particular, when using strontium titanate with a large number of convex portions because the particle size is small and the shape is cubic or rectangular parallelepiped as in the present invention, there is an effect of polishing the drum surface uniformly and evenly. It is important to make the brush fiber holding the wire as thin and dense as possible, and selectively hold only a large amount of strontium titanate to rub the drum surface uniformly.

均し手段及び補助均し手段で使用されるブラシとしては、基布に導電性の繊維がW織りで植え込まれ、それをバイアス電源に接続された導電性基体に取り付けられている。   As a brush used in the leveling means and the auxiliary leveling means, conductive fibers are planted in a base fabric in a W-weave and attached to a conductive base connected to a bias power source.

導電性繊維の繊度及び、密度としては、上述したように、研磨性を有する小粒径の研磨剤の保持及び摺擦性、及びトナー母体をなるべく保持せず、研磨剤のみを選択的に保持するという観点から選択される。導電性繊維の繊度は、一般の清掃ブラシとして使用される繊維より細かい0.55×10−7kg/m以上4.4×10−7kg/m以下(0.5デニール以上4デニール以下)が好ましく、且つブラシの密度は清掃ブラシとして使用される繊維よりも密度が高いことが好ましく、300 KF/inch2以上600KF/inch2以下(30万本/inch2以上60万本/inch2以下)であることが望ましい。導電性繊維の繊度が0.55×10−7kg/m(0.5デニール)より細かい場合は、高密度にした場合には、繊維1本1本が空間に対して密に充填された状態となり、トナーのような大きな粒径のものも保持しにくくはなるが、同様に、平均一次粒径30nm以上300nm以下の研磨剤も保持できない状態となってしまい、選択的に研磨剤のみを保持するという目的は達成できない。さらにかかる場合均しブラシとしての転写残トナーの散らし、均し効果も低下しやすくなる。また逆に導電性繊維の繊度が4.4×10−7kg/m(4デニール)より太い場合は、製造上の問題から300 KF/inch以上600KF/inch以下と高密度にすることは困難であり、密に出来たとしても、繊維1本1本は空間に対して密には充填されない。従ってかかる場合、トナーの付着を促進してしまうため、研磨効果は出なくなってしまい、且つトナー帯電手段としての機能も損失してしまう。 As described above, the fineness and density of the conductive fibers are such that, as described above, the small-abrasive abrasive having a small particle size is retained and rubbed, and the toner base is not retained as much as possible, and only the abrasive is selectively retained. Is selected from the viewpoint of The fineness of the conductive fibers is preferably 0.55 × 10 −7 kg / m or more and 4.4 × 10 −7 kg / m or less (0.5 denier or more and 4 denier or less) finer than fibers used as a general cleaning brush. density is preferably denser than fibers used as the cleaning brush, it is desirable that the 300 KF / inch 2 or more 600KF / inch 2 or less (300,000 / inch 2 or more 600,000 / inch 2 or less) . When the fineness of the conductive fiber is finer than 0.55 × 10 −7 kg / m (0.5 denier), when the density is increased, each fiber is densely packed into the space. However, it is difficult to retain a toner having a large particle size such as a toner, but similarly, it becomes impossible to retain an abrasive having an average primary particle size of 30 nm or more and 300 nm or less, and only the abrasive is selectively retained. The purpose cannot be achieved. Further, in such a case, the transfer residual toner as a leveling brush is scattered and the leveling effect tends to be reduced. In the case the fineness of the electrically conductive fibers are thicker than 4.4 × 10 -7 kg / m ( 4 denier) is reversed, difficult to the manufacturing issues 300 KF / inch 2 or more 600KF / inch 2 or less and a high density Even if it is made dense, each fiber is not densely packed into the space. Therefore, in such a case, the adhesion of the toner is promoted, so that the polishing effect is not achieved, and the function as the toner charging unit is also lost.

また、ブラシ密度については、上述したように、粒径が小さい研磨剤のみをブラシに保持して摺擦するため、通常のブラシ繊維密度より高くするのが好ましく、具体的には繊維密度としては300KF/inch以上600KF/inch以下が好ましい。300KF/inchより低いブラシ密度では、繊維1本1本は空間に対して密には充填されないので、その隙間にトナー母体が侵入し、凝集を始め、粒径の大きいトナーが感光体に優先的に接触するため、ブラシに付着した研磨剤と感光体との接触を妨げ、摺擦能力を弱めてしまう。且つ、ブラシに凝集したトナーによりブラシに抵抗を上げてしまい、トナー帯電機能を妨げてしまうことになる。逆にブラシ密度が600KF/inchより高い場合では、細い繊維を使って密度を上げる必要があり、繊維1本1本は空間に対して非常に密には充填されるが、その隙間にトナー母体のみならず研磨剤も侵入することを妨げられてしまうため、繊維に研磨剤が充分に付着せず、研磨効果を出すことができなくなる。また、毛が細すぎるため、吸水性の低い、高温高湿下でも剛性の高い合成繊維を使ったとしても、毛1本1本の腰は弱くなり、研磨効果はもとより、トナー像を均一化する効果もなくなってしまう。 Further, as described above, the brush density is preferably higher than the normal brush fiber density because only the abrasive having a small particle diameter is held on the brush and rubbed, as described above. 300KF / inch 2 or more 600KF / inch 2 or less. When the brush density is lower than 300KF / inch 2 , each fiber is not densely packed into the space, so the toner base enters the gap, starts agglomeration, and toner with a larger particle size takes precedence over the photoreceptor. Therefore, the contact between the abrasive attached to the brush and the photosensitive member is hindered, and the rubbing ability is weakened. In addition, the toner aggregated on the brush raises the resistance of the brush, thereby hindering the toner charging function. If the brush density is higher than 600KF / inch 2, on the other hand, it is necessary to increase the density with a fine fiber, but one single fiber is filled with very dense with respect to space, the toner into the gap Since the penetration of not only the base material but also the abrasive is prevented, the abrasive does not sufficiently adhere to the fibers, and the polishing effect cannot be obtained. In addition, since the hair is too thin, even if synthetic fibers with low water absorption and high rigidity under high temperature and humidity are used, the hair of each hair becomes weak and the toner image is made uniform as well as the polishing effect. The effect to do is lost.

上述のブラシ繊維の最密状態のイメージ図を図4に示す。
また、ブラシ部61、71が感光ドラム1面に対して侵入量1mmとなるように当接させ、感光ドラム1との当接ニップ部幅は5mmとした。
FIG. 4 shows an image diagram of the above-mentioned brush fibers in a close-packed state.
Further, the brush portions 61 and 71 were brought into contact with the surface of the photosensitive drum 1 so that the penetration amount was 1 mm, and the width of the contact nip portion with the photosensitive drum 1 was set to 5 mm.

図2に示すように、本実施態様では、転写部dよりも感光ドラム1の回転方向下流側且つ帯電部aよりも上流側に位置して、感光ドラム1の回転方向上流から順に、残留トナー均一化手段7、トナー帯電量制御手段6が配置され、残留トナー均一化手段7と感光ドラム1との接触部e、トナー帯電量制御手段6と感光ドラム1との接触部fが形成されている。詳しくは後述するように、残留トナー均一化手段7およびトナー帯電量制御手段6には、それぞれ電圧印加手段としての電源22、21より所定の電圧が印加される。画像形成装置100が備える電源20、21、22などの電圧印加手段は、画像形成装置本体が有する、装置動作を統括制御する制御手段としての制御回路130によって制御される。尚、本実施態様では、感光ドラム1、帯電ローラ2、帯電ローラクリーニング部材2f、現像器4、残留トナー均一化手段7、トナー帯電手段6などは、帯電ユニット枠体111、現像枠体112によって一体的にカートリッジ化されてプロセスカートリッジ8を構成する。プロセスカートリッジ8は、画像形成装置本体に設けられた装着手段110aを介して取り外し可能に装着される。又、プロセスカートリッジ8が画像形成装置本体に装着された状態で、画像形成装置本体に設けられた駆動手段(図示せず)とプロセスカートリッジ8側の駆動伝達手段が接続され、感光ドラム1、現像器4、帯電ローラ2などが駆動可能な状態となる。更に、プロセスカートリッジ8が画像形成装置本体に装着された状態で、帯電ローラ2、トナー帯電量制御手段6、残留トナー均一化手段7にバイアスを印加する電源20、21、22、現像スリーブ41にバイアスを印加する電源(図示せず)などの各種電圧印加手段は、プロセスカートリッジ8側及び画像形成装置本体側にそれぞれ設けられた接点を介して電気的に接続される。一方、トナー補給ユニット5は、現像器4及び画像形成装置本体に対して装着手段110bを介して着脱可能に装着される。   As shown in FIG. 2, in this embodiment, the residual toner is located downstream from the transfer portion d in the rotation direction of the photosensitive drum 1 and upstream from the charging portion a, and sequentially from the upstream in the rotation direction of the photosensitive drum 1. The uniformizing means 7 and the toner charge amount control means 6 are arranged, and a contact portion e between the residual toner equalization means 7 and the photosensitive drum 1 and a contact portion f between the toner charge amount control means 6 and the photosensitive drum 1 are formed. Yes. As will be described in detail later, a predetermined voltage is applied to the residual toner equalizing means 7 and the toner charge amount control means 6 from power sources 22 and 21 as voltage applying means, respectively. Voltage application means such as power supplies 20, 21, and 22 provided in the image forming apparatus 100 are controlled by a control circuit 130 that is included in the main body of the image forming apparatus and serves as a control means that controls the overall operation of the apparatus. In this embodiment, the photosensitive drum 1, the charging roller 2, the charging roller cleaning member 2 f, the developing device 4, the residual toner uniformizing means 7, the toner charging means 6, and the like are constituted by the charging unit frame body 111 and the developing frame body 112. The process cartridge 8 is formed by integrally forming a cartridge. The process cartridge 8 is detachably mounted via a mounting means 110a provided in the image forming apparatus main body. Further, in a state where the process cartridge 8 is mounted on the image forming apparatus main body, a driving means (not shown) provided on the image forming apparatus main body and a driving transmission means on the process cartridge 8 side are connected, and the photosensitive drum 1 and the developing The device 4 and the charging roller 2 are ready to be driven. Further, with the process cartridge 8 mounted in the main body of the image forming apparatus, power is applied to the charging roller 2, the toner charge amount control unit 6, and the residual toner uniformizing unit 7. Various voltage applying means such as a power source (not shown) for applying a bias are electrically connected through contacts provided on the process cartridge 8 side and the image forming apparatus main body side, respectively. On the other hand, the toner replenishing unit 5 is detachably attached to the developing device 4 and the image forming apparatus main body via the attaching means 110b.

次に、残留トナー均一化手段7、トナー帯電量制御手段6の上述摺擦機能以外の従来の作用についてより詳しく説明する。
転写工程後の感光ドラム1上には転写残トナーがある。この転写残トナーには、画像部の負極性トナー、非画像部の正極性トナー、転写工程における正極性の電圧に影響されて極性が正極性に反転してしまったトナー(反転トナー)が含まれる。
Next, conventional actions other than the above-described rubbing function of the residual toner uniformizing means 7 and the toner charge amount control means 6 will be described in more detail.
There is untransferred toner on the photosensitive drum 1 after the transfer process. This transfer residual toner includes negative polarity toner in the image area, positive polarity toner in the non-image area, and toner whose polarity has been reversed to positive polarity due to the positive voltage in the transfer process (reversal toner). It is.

本実施例では、このような正規極性、逆極性のトナーに対する、残留トナー均一化手段7のトナー回収性を高めるように残留トナー均一化手段7に印加する電圧条件を設定する。これにより、転写残トナーを残留トナー均一化手段7で回収して、基本的には帯電ローラ2と感光ドラム1との当接部(帯電部)aにトナーが送られないようにする。   In this embodiment, the voltage condition applied to the residual toner equalizing unit 7 is set so as to improve the toner recoverability of the residual toner equalizing unit 7 for such normal polarity and reverse polarity toners. As a result, the transfer residual toner is collected by the residual toner equalizing means 7 and basically the toner is not sent to the contact portion (charging portion) a between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1.

本実施態様において、残留トナー均一化手段7には、画像形成時に、直流電圧が重畳された交流電圧が電源22より印加される。   In this embodiment, an AC voltage on which a DC voltage is superimposed is applied from the power source 22 to the residual toner equalizing means 7 during image formation.

残留トナー均一化手段7に、トナーの正規極性とは逆極性の直流電圧を、上記交流電圧に重畳して印加することで、感光ドラム1上の静電潜像を除電してポジゴーストを防止する。又、トナー帯電手段6には、画像形成時に、トナーの正規極性と同極性である負極性の電圧が、電源21から印加される。これは、残留トナー像均一化手段7から僅かながらすり抜けてくるトナーが帯電ローラ2を汚すのを防止するためである。これを避けるために、本実施例においては、放電開始電圧以上である−700V以上の直流電圧を印加することにより、トナー帯電手段6を通過する転写残トナーは、十分な放電により負極性(正規極性)に帯電付与される。   By applying a DC voltage having a polarity opposite to the normal polarity of the toner to the residual toner equalizing means 7 so as to be superimposed on the AC voltage, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is neutralized to prevent a positive ghost. To do. Further, a negative voltage having the same polarity as the normal polarity of the toner is applied from the power source 21 to the toner charging unit 6 during image formation. This is to prevent the toner slightly slipping from the residual toner image uniformizing means 7 from contaminating the charging roller 2. In order to avoid this, in this embodiment, by applying a DC voltage of −700 V or higher, which is equal to or higher than the discharge start voltage, the transfer residual toner passing through the toner charging unit 6 is negatively charged (regular) due to sufficient discharge. Polarity).

その後、上述した帯電部aにおける帯電工程において、転写残トナーの上から感光体ドラム1面を帯電処理するが、転写残トナーの極性はトナー帯電手段6によって負極性に一様に揃えられているため、トナーの帯電ローラ2への付着はない。又、帯電ローラ2に印加する交流バイアスによって、転写残トナーの帯電電荷は適度に除電される。しかし、前記トナー帯電手段は、像担持体と接触しているため、今回のブラシの密度と繊度を規定しても、そこを通過する転写残トナーを少なからずトラップしてしまう。トラップされたトナーはそのまま蓄積していけば、トナー帯電能力を阻害してしまうので、帯電補助手段からのトナーの吐出しが必須となる。トナーの吐出し動作について説明すると、残留現像剤均一化制御手段7及びトナー帯電量制御手段6の吐き出し動作を略同時に行なう前動作として、帯電ローラ2に交流電圧のみを印加して感光ドラム1の電位を略0Vにならす動作を行ない、吐き出し動作を行なうときに残留現像剤均一化制御手段7及びトナー帯電量制御手段6に印加する電圧は、吐き出し動作によって略0Vの感光ドラム1面の電位が変動しない程度の電圧を印加(本実施の形態では±300V)し、吐き出した感光ドラム1面に対して、帯電ローラ2は略0Vとしている。   Thereafter, in the charging process in the charging unit a described above, the surface of the photosensitive drum 1 is charged from above the transfer residual toner. The polarity of the transfer residual toner is uniformly made negative by the toner charging unit 6. Therefore, no toner adheres to the charging roller 2. Further, the charged charge of the transfer residual toner is appropriately neutralized by the AC bias applied to the charging roller 2. However, since the toner charging means is in contact with the image carrier, even if the density and fineness of the current brush are defined, the transfer residual toner passing therethrough is trapped. If the trapped toner is accumulated as it is, the toner charging capability will be hindered, so that it is essential to discharge the toner from the charging auxiliary means. The toner discharge operation will be described. As a pre-operation in which the residual developer uniformization control unit 7 and the toner charge amount control unit 6 perform the discharge operation substantially simultaneously, only the AC voltage is applied to the charging roller 2 to The voltage applied to the residual developer equalization control means 7 and the toner charge amount control means 6 when the discharge operation is performed is performed so that the potential on the surface of the photosensitive drum 1 is approximately 0 V by the discharge operation. A voltage that does not fluctuate is applied (± 300 V in this embodiment), and the charging roller 2 is set to approximately 0 V with respect to the discharged photosensitive drum 1 surface.

ここで、吐き出し動作によって略0Vの感光ドラム1面の電位が変動しない程度の電圧としては、画像形成動作時の帯電開始電圧以下の電圧であると好ましい。   Here, the voltage at which the potential of the surface of the photosensitive drum 1 of approximately 0 V does not fluctuate due to the discharging operation is preferably a voltage equal to or lower than the charging start voltage during the image forming operation.

吐き出しトナーは、基本的に接触2成分カウンター現像を用いた現像器によって静電的及び物理的摺擦によって大部分が回収される。しかし、正規極性でも帯電量の少ないトナーや逆極性トナーに関しては完全に現像器回収が行なわれないこともある。しかし、これらは転写ニップにおいて圧接転写されることで感光ドラム上から中間転写ベルト上へ転移し、中間転写ベルトクリーナでベルト上から除去される。トナー帯電量制御手段6の吐き出し動作時には、1次転写バイアス源により転写バイアスを正規極性とは逆極性(負極性)の電圧を印加すると、正極性のトナーを転写しやすくなりさらに効果的である。
これによって、正規極性及び逆極性が混在する吐き出しトナーを帯電ローラ2に付着させずに帯電ニップ部を通過させることが可能となった。
このような条件で吐き出し動作を行なうことで、吐き出しトナーによる帯電ローラ汚染を防止でき、常に良好な画像形成を行なうことが可能となった。
Most of the discharged toner is basically recovered by electrostatic and physical rubbing by a developing device using contact two-component counter development. However, there is a case where the developer is not completely recovered for a toner having a small charge amount or a reverse polarity toner even with a normal polarity. However, these are transferred to the intermediate transfer belt from the photosensitive drum by pressure transfer at the transfer nip, and are removed from the belt by the intermediate transfer belt cleaner. During the discharging operation of the toner charge amount control means 6, if a voltage having a polarity opposite to the normal polarity (negative polarity) is applied to the transfer bias by the primary transfer bias source, the positive polarity toner is easily transferred, which is more effective. .
As a result, it is possible to allow the discharged toner having both normal polarity and reverse polarity to pass through the charging nip portion without adhering to the charging roller 2.
By performing the discharging operation under such conditions, it is possible to prevent the charging roller from being contaminated by the discharged toner and to always perform good image formation.

続いて、露光部bにおける露光工程において転写残トナー上から露光を行うが、転写残トナーの量は少ないため、影響は現れない。そして、現像部cにおける現像工程において、現像されるべきではない感光ドラム1上の未露光部(非画像部)に付着している転写残トナーは、完全に負極性に揃い、又帯電ローラ2により適度に除電されて感光ドラム1との鏡映力を減じることができている。したがって、前述した感光ドラム1の表面電位(未露光部電位:−500V)と現像バイアスのDC成分(−350V)との関係(かぶり取り電位差Vback)で、確実に現像器4内に回収される。上述のように、本実施態様においては、現像器4の現像スリーブ41は現像部cにおいて、感光ドラム1面の進行方向とは逆方法に回転され、その上に担持した現像剤層で感光ドラム1を摺擦している(接触2成分カウンター現像方式)。これは、感光ドラム1上の転写残トナーの回収に有利となる。   Subsequently, in the exposure process in the exposure part b, exposure is performed from the transfer residual toner, but since the amount of transfer residual toner is small, there is no influence. Then, in the developing process in the developing unit c, the transfer residual toner adhering to the unexposed part (non-image part) on the photosensitive drum 1 that should not be developed is completely in the negative polarity, and the charging roller 2 As a result, it is possible to reduce the mirror power with respect to the photosensitive drum 1 by appropriate neutralization. Therefore, the surface potential (unexposed portion potential: −500 V) of the photosensitive drum 1 and the DC component (−350 V) of the developing bias (fogging potential difference Vback) are reliably recovered in the developing device 4. . As described above, in the present embodiment, the developing sleeve 41 of the developing device 4 is rotated in the developing unit c in a direction opposite to the traveling direction of the surface of the photosensitive drum 1, and the developer layer carried thereon is used as the photosensitive drum. 1 is rubbed (contact two-component counter development method). This is advantageous for collecting the transfer residual toner on the photosensitive drum 1.

続いて、固定現像装置4Bk中のBk現像器400の構成について図5に基づき説明する。
固定現像装置4Bkにあっては、現像容器400が、装置の長手方向に延在する開口部を有し、その開口部に固定現像剤担持体たる現像スリーブ401が設置される。現像スリーブ401は、例えばアルミニウム、SUS等の材料からなる。又、現像スリーブ401は、開口部の図で見て左略半周面を現像容器400内に突入し、右略半周面を現像容器400外へ露出し、感光ドラム1と対向するようにして、回転自在に配設されている。現像スリーブ401と感光ドラム1との間には徹小間隙:S−Dgapが設けられ、現像スリーブ401は、感光ドラム1の回転方向Rlに対し、矢印R4a方向に回転駆動される。
Next, the configuration of the Bk developing device 400 in the fixed developing device 4Bk will be described with reference to FIG.
In the fixed developing device 4Bk, the developing container 400 has an opening extending in the longitudinal direction of the device, and a developing sleeve 401 serving as a fixed developer carrier is installed in the opening. The developing sleeve 401 is made of a material such as aluminum or SUS. Further, the developing sleeve 401 has a substantially left half circumferential surface that protrudes into the developing container 400 as seen in the drawing of the opening, and a right substantially half circumferential surface is exposed to the outside of the developing container 400 so as to face the photosensitive drum 1. It is rotatably arranged. A small gap (S-Dgap) is provided between the developing sleeve 401 and the photosensitive drum 1, and the developing sleeve 401 is rotationally driven in the direction of the arrow R4a with respect to the rotational direction Rl of the photosensitive drum 1.

又、この微小間隙:S−Dgapは、可変手段(図示せず)によって固定現像装置4aに対しBk現像器400が矢印R4cの向きに押圧されつつ可変となっている。
現像スリーブ401内には、磁界発生手段としてマグネット402が設けられており、本実施形態では、マグネット402は永久磁石からなっている。このマグネット402は、現像スリーブ401の回転に拘らず、固定的な磁界を発生できるように、現像スリーブ401内に非回転に配置されている。
The minute gap S-Dgap is variable while the Bk developer 400 is pressed in the direction of the arrow R4c against the fixed developing device 4a by a variable means (not shown).
A magnet 402 is provided as a magnetic field generating means in the developing sleeve 401. In the present embodiment, the magnet 402 is a permanent magnet. The magnet 402 is disposed non-rotatingly in the developing sleeve 401 so that a fixed magnetic field can be generated regardless of the rotation of the developing sleeve 401.

現像容器400内の現像スリーブ401の近傍には、現像剤規制部材として現像容器400の開口部に固定端を支持され対向する自由端を現像スリーブ401に近接させた板状の磁性ブレード403が設けられ、この磁性ブレード403に、マグネット402の磁極の1極が略対向するように位置されている。 In the vicinity of the developing sleeve 401 in the developing container 400, a plate-like magnetic blade 403 is provided as a developer regulating member, with a fixed end supported by the opening of the developing container 400 and an opposing free end close to the developing sleeve 401. The magnetic blade 403 is positioned so that one of the magnetic poles of the magnet 402 is substantially opposed to the magnetic blade 403.

撹拌部材404により現像スリーブ401上に担持された磁性トナー405は、その後現像スリーブ401の回転に伴い、磁性ブレード403の現像スリーブ401との対向部に搬送される。そして、磁性ブレード403と現像スリーブ401との間隙に形成された磁気的な規制:S−Bgapにより層厚を規制されて、現像スリーブ401上に薄層に形成された後、規制部:S−Bgapを抜け出して感光ドラム1と微小間隙:S−Dgapをもって対向した現像領域へと搬送される。現像領域において現像スリーブ401と感光ドラム1との間に、バイアス印加手段(図示せず)が、現像バイアス電圧として直流に交流を重畳した交番電圧を印加することにより、現像スリーブ401上のトナー405が感光ドラム1上の静電潜像に対向して転移、付着して、静電潜像をトナー像として可視化、現像する。 The magnetic toner 405 carried on the developing sleeve 401 by the stirring member 404 is then conveyed to a portion of the magnetic blade 403 facing the developing sleeve 401 as the developing sleeve 401 rotates. Then, the magnetic regulation formed in the gap between the magnetic blade 403 and the developing sleeve 401: the layer thickness is regulated by S-Bgap, and after the thin layer is formed on the developing sleeve 401, the regulating part: S- The toner is discharged from the Bgap and conveyed to the developing area facing the photosensitive drum 1 with a small gap: S-Dgap. In the developing area, a bias applying unit (not shown) applies an alternating voltage in which an alternating current is superimposed on a direct current as a developing bias voltage between the developing sleeve 401 and the photosensitive drum 1. Transfers and adheres to the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 to visualize and develop the electrostatic latent image as a toner image.

続いて、本実施形態でのBk現像器400による現像について説明する。   Next, development by the Bk developing device 400 in this embodiment will be described.

先ず、感光ドラム1の表面が、一次帯電器2によりドラム表面電位vd=+400Vに一様に帯電される。次いで、感光ドラム1の表面が、波長680μmの半導体レーザにより600dpiでPWMによる露光Lを受け、感光ドラム1上に静電潜像が形成される。この時のレーザパワーは静電潜像がV1=+50Vになるように設定されている。   First, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged by the primary charger 2 to the drum surface potential vd = + 400V. Next, the surface of the photosensitive drum 1 is exposed to PWM exposure L at 600 dpi by a semiconductor laser having a wavelength of 680 μm, and an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1. The laser power at this time is set so that the electrostatic latent image becomes V1 = + 50V.

続いて、S−Bgap:250μm、S−Dgap:250μmとしたBk現像器400により現像を行いトナー像として可視化する。上述の従来例では正現像によるカラー画像形成について説明したが、本実施形態では反転現像を採用する場合について説明する。   Subsequently, development is performed by the Bk developing device 400 with S-Bgap: 250 μm and S-Dgap: 250 μm, and visualized as a toner image. In the above-described conventional example, the color image formation by the normal development has been described, but in this embodiment, the case where the reverse development is adopted will be described.

本実施形態で用いる現像剤はネガ磁性一成分トナーであり、現像バイアス電圧Vdcは+200Vの直流電圧に2700Hz、1500Vpp、50%Dutyの交流電圧を重畳し、ジャンピング現像を実現している。これは、反転現像におけるBk現像コントラストVcont(=Vd−Vdc)=200V、カブリ取りバイアスVback(=Vdc−Vl)=+150Vに設定しているためである。   The developer used in this embodiment is a negative magnetic one-component toner, and the development bias voltage Vdc superimposes an AC voltage of 2700 Hz, 1500 Vpp, and 50% Duty on a DC voltage of +200 V to realize jumping development. This is because the Bk development contrast Vcont (= Vd−Vdc) = 200 V and the fog removal bias Vback (= Vdc−Vl) = + 150 V in the reversal development are set.

次に、本実施例の黒色画像形成部Pbkに用いているクリーニング装置7Bkについて図6を用いて説明する。クリーニング装置7Bkは、クリーニング容器109aと、このクリーニング容器109aに保持され、感光ドラム1の表面に当接しているクリーニングブレード109bと、このクリーニングブレード109bの上流側(感光ドラム1の回転方向に対して上流側)に感光ドラム1に対して所定の隙間をもって配設された磁気ロールとしてのマグネットローラ109cと、規制ローラ109dと、スクリュー109eとを備えたものである。なお、マグネットローラ109cよりも感光ドラム1の回転方向上流側には、クリーナ前露光装置108が配設されており、さらにクリーナ前露光装置108の上流側には、分離爪113が配設されている。   Next, the cleaning device 7Bk used in the black image forming portion Pbk of this embodiment will be described with reference to FIG. The cleaning device 7Bk includes a cleaning container 109a, a cleaning blade 109b held by the cleaning container 109a and in contact with the surface of the photosensitive drum 1, and an upstream side of the cleaning blade 109b (relative to the rotational direction of the photosensitive drum 1). A magnet roller 109c as a magnetic roll, a regulating roller 109d, and a screw 109e are provided on the upstream side) with a predetermined gap with respect to the photosensitive drum 1. A cleaner pre-exposure device 108 is disposed upstream of the magnet roller 109c in the rotation direction of the photosensitive drum 1, and a separation claw 113 is disposed upstream of the cleaner pre-exposure device 108. Yes.

そして、クリーニングブレード109bは厚み3mmのウレタンゴムで構成されており、マグネットローラ109cは各磁束密度が1000ガウスの8極の磁極を有する直径18mmのローラで構成されている。   The cleaning blade 109b is made of urethane rubber having a thickness of 3 mm, and the magnet roller 109c is made of an 18 mm diameter roller having eight magnetic poles each having a magnetic flux density of 1000 gauss.

感光ドラム1は、図示矢印R1方向に所定速度で回転駆動され、前記前露光装置2によってその表面が除電された後、一次帯電器2Bkによって表面が一様に帯電される。そして、感光ドラム1の表面に画像露光光Lが照射されると、感光ドラム1の表面には画像に対応する静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置5によって現像されてトナー像として顕画化される。   The photosensitive drum 1 is rotationally driven at a predetermined speed in the direction of the arrow R1 shown in the drawing. After the surface of the photosensitive drum 1 is neutralized by the pre-exposure device 2, the surface is uniformly charged by the primary charger 2Bk. When the image exposure light L is irradiated on the surface of the photosensitive drum 1, an electrostatic latent image corresponding to the image is formed on the surface of the photosensitive drum 1. The electrostatic latent image is developed by the developing device 5 and visualized as a toner image.

ところで、上記感光ドラム1は、直径108mm、厚さ約5mmのアルミニウムシリンダ上にグロー放電などによって厚さ30μmのアモルファスシリコン感光層が形成されている。そして、この感光ドラム1の内部には約80Wの面状発熱体ヒータ114が一周分配置され、アルミニウムシリンダの温度が42℃になるように電力制御されている。   By the way, the photosensitive drum 1 has an amorphous silicon photosensitive layer having a thickness of 30 μm formed by glow discharge on an aluminum cylinder having a diameter of 108 mm and a thickness of about 5 mm. Then, a sheet heating element heater 114 of about 80 W is arranged in the inside of the photosensitive drum 1 and the power is controlled so that the temperature of the aluminum cylinder becomes 42 ° C.

次に、クリーニング装置7bkの構成についてさらに説明する。
図6を用いてさらに詳しく、クリーニング装置9を説明する。クリーニングブレード109bは、ウレタンを主体とした弾性ブレードで硬度70°(Hs)、反発弾性率41(%)(40℃での反発弾性率63%)で、300%モジュラスが200(kg/cm2)(いずれもJIS規格による)のもので、当接角度24°、当接圧l0(g/cm)にてエッジ部Aが感光ドラム1に対向して配設されている。マグネットローラ109cは感光ドラム1の回転方向に対して順方向で相対速度10%の周速にて回転している。マグネットローラ9cは感光ドラム1に対して1.0mmの隙間をあけて配設されている。規制ローラ109dはマグネットローラ109cに対して1.8mmの隙間をあけて配設されており、マグネットローラ109cと相対速度l0%で順方向に回転している。
Next, the configuration of the cleaning device 7bk will be further described.
The cleaning device 9 will be described in more detail with reference to FIG. The cleaning blade 109b is an elastic blade mainly composed of urethane, has a hardness of 70 ° (Hs), a rebound resilience of 41 (%) (a rebound resilience of 63% at 40 ° C.), and a 300% modulus of 200 (kg / cm 2). ) (Both according to JIS standards), the edge portion A is disposed opposite the photosensitive drum 1 at a contact angle of 24 ° and a contact pressure of 10 (g / cm). The magnet roller 109c rotates in the forward direction with respect to the rotation direction of the photosensitive drum 1 at a peripheral speed of 10% relative speed. The magnet roller 9c is disposed with a gap of 1.0 mm with respect to the photosensitive drum 1. The regulating roller 109d is disposed with a gap of 1.8 mm with respect to the magnet roller 109c, and rotates in the forward direction at a relative speed of 10% with the magnet roller 109c.

以下、本実施例で用いた現像剤および、添加した無機微粒子について説明する。
現像容器4a内の二成分現像剤(現像剤)4eは主に非磁性トナーと磁性キャリアとの混合物であり、現像剤攪拌部材4fにより攪拌される。
この実施形態による画像形成装置に用いられる現像剤は、重合法や粉砕法により生成される非磁性トナーと、磁性キャリアとの混合物である2成分現像剤である。
Hereinafter, the developer used in this embodiment and the added inorganic fine particles will be described.
The two-component developer (developer) 4e in the developing container 4a is mainly a mixture of a non-magnetic toner and a magnetic carrier, and is stirred by the developer stirring member 4f.
The developer used in the image forming apparatus according to this embodiment is a two-component developer that is a mixture of a non-magnetic toner produced by a polymerization method or a pulverization method and a magnetic carrier.

また、この現像剤のT/D比(重量Wt%)は8%である。また、磁性キャリアとしては、(4π)-1×106A/m(1kOe)の磁気中における磁化の強さが、4π×10-2Wb/m2(100emu/cm3)であり、磁性キャリアの抵抗は約1013Ωcm、粒径(体積平均粒径:レーザ回折式粒度分布測定装置HEROS(日本電子製)を用いて、0.5μm以上350μm以下の範囲を32対数分割して測定し、体積50%メジアン径をもって体積平均粒径とする)は約40μmである。 The developer has a T / D ratio (weight Wt%) of 8%. As the magnetic carrier, the magnetization intensity in the magnetism of (4π) −1 × 10 6 A / m ( 1 kOe) is 4π × 10 −2 Wb / m 2 (100 emu / cm 3 ). Resistance is about 10 13 Ωcm, particle size (volume average particle size: measured using laser diffraction particle size distribution measuring device HEROS (manufactured by JEOL Ltd.) in a range of 0.5 μm to 350 μm divided into 32 logarithms. The volume average particle diameter with a 50% median diameter is about 40 μm.

また、この実施形態による画像形成装置に用いたトナーは、平均1次粒径が4μm以上9μm以下の範囲にあることが好ましい。平均1次粒径が4μmより小さいトナーであれば、100nm程度の研磨剤との粒径のブラシへの付着レベルの差別化が難しくなり、ブラシに対して選択的に研磨剤のみを付着させるということが困難である。また、平均1次粒径が9μmより大きいトナーであれば、高画質を実現するための高解像なドットを形成するのが困難となる。   The toner used in the image forming apparatus according to this embodiment preferably has an average primary particle size in the range of 4 μm to 9 μm. If the toner has an average primary particle size of less than 4 μm, it becomes difficult to differentiate the level of adhesion to a brush having a particle size of about 100 nm with an abrasive, and only the abrasive is selectively attached to the brush. Is difficult. In addition, if the average primary particle size is larger than 9 μm, it is difficult to form high-resolution dots for realizing high image quality.

トナーの重量平均粒径は、コールターマルチサイザーII(コールター社製)を用い測定した。コールターマルチサイザーIIに個数分布,体積分布を出力するインターフェース(日科機製)及びPC9801パーソナルコンピューター(NEC製)を接続し、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。例えば、ISOTON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液100ml以上150ml以下中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1ml以上5ml以下加え、更に測定試料を2mg以上20mg以下加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1分間から3分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザーによりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、2μm以上のトナーの体積、個数を測定して体積分布と個数分布を算出した。それから本発明に係る体積分布から求めた重量基準(各チャンネルの代表値をチャンネル毎の代表値とする)の重量平均粒径を求めた。   The weight average particle diameter of the toner was measured using Coulter Multisizer II (manufactured by Coulter). An interface (manufactured by Nikka) and a PC9801 personal computer (manufactured by NEC) are connected to Coulter Multisizer II, and a 1% NaCl aqueous solution is prepared using first-grade sodium chloride. For example, ISOTON R-II (manufactured by Coulter Scientific Japan) can be used. As a measuring method, a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added in an amount of 0.1 to 5 ml as a dispersant in 100 to 150 ml of the electrolytic aqueous solution, and further 2 to 20 mg of a measurement sample is added. The electrolyte in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser, and the volume and number of toners of 2 μm or more are measured using the 100 μm aperture as an aperture with the Coulter Multisizer. Volume distribution and number distribution were calculated. Then, the weight-average particle diameter based on the weight based on the volume distribution according to the present invention (representing the representative value of each channel as the representative value for each channel) was obtained.

本発明の画像形成装置に用いたトナーは、粉砕法等によって製造された後球形化されたトナーであり、その円形度は0.96である。   The toner used in the image forming apparatus of the present invention is a toner that has been made spherical after being manufactured by a pulverization method or the like, and has a circularity of 0.96.

<トナー平均円形度の測定>
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス社製)を用いて測定を行い、下式を用いて算出する。
<Measurement of average toner circularity>
The average circularity of the toner is measured using a flow type particle image measuring device “FPIA-2100 type” (manufactured by Sysmex Corporation), and is calculated using the following equation.

ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。測定は、512×512の画像処理解像度(0.3μm×0.3μmの画素)で画像処理した時の粒子像の周囲長を用いる。   Here, the “particle projected area” is the area of the binarized toner particle image, and the “peripheral length of the particle projected image” is the length of the contour line obtained by connecting the edge points of the toner particle image. Define. The measurement uses the perimeter of the particle image when image processing is performed at an image processing resolution of 512 × 512 (pixels of 0.3 μm × 0.3 μm).

本発明における円形度はトナー粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形の場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。   In the present invention, the circularity is an index indicating the degree of unevenness of the toner particles, and is 1.000 when the toner particles are completely spherical. The more complicated the surface shape, the smaller the circularity.

また、円形度頻度分布の平均値を意味する平均円形度CAVE.は、粒度分布の分割点iでの円形度(中心値)をci、測定粒子数をmとすると、次式から算出される。
The average circularity C AVE. Which means the average value of the circularity frequency distribution is calculated from the following equation, where ci is the circularity (center value) at the dividing point i of the particle size distribution and m is the number of measured particles. The

なお、本発明で用いている測定装置である「FPIA−2100」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度及び円形度標準偏差の算出に当たって、得られた円形度によって、粒子を円形度0.4以上1.0以下を0.01ごとに等分割したクラスに分け、その分割点の中心値と測定粒子数を用いて平均円形度及び円形度標準偏差の算出を行う。   In addition, “FPIA-2100”, which is a measuring apparatus used in the present invention, calculates the circularity of each particle, and then calculates the average circularity and the circularity standard deviation. The degree of 0.4 or more and 1.0 or less is divided into equal classes every 0.01, and the average circularity and circularity standard deviation are calculated using the center value of the division points and the number of measured particles.

具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水10mlを用意し、その中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を加えた後、更に測定試料を0.02g加え、均一に分散させる。分散させる手段としては、超音波分散機「Tetora150型」(日科機バイオス社製)を用い、2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が40℃以上とならない様に適宜冷却する。また、円形度のバラツキを抑えるため、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100の機内温度が26℃以上27℃以下になるよう装置の設置環境を23℃±0.5℃にコントロールし、一定時間おきに、好ましくは2時間おきに2μmラテックス粒子を用いて自動焦点調整を行う。   As a specific measuring method, 10 ml of ion-exchanged water from which impure solids have been removed in advance is prepared in a container, and a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant therein, followed by further measurement. Add 0.02 g of sample and disperse uniformly. As a means for dispersion, an ultrasonic disperser “Tetora 150 type” (manufactured by Nikka Ki Bios Co., Ltd.) is used, and dispersion treatment is performed for 2 minutes to obtain a dispersion for measurement. In that case, it cools suitably so that the temperature of this dispersion may not be 40 degreeC or more. In order to suppress variation in circularity, the installation environment of the apparatus is controlled at 23 ° C. ± 0.5 ° C. for a certain period of time so that the in-machine temperature of the flow type particle image analyzer FPIA-2100 is 26 ° C. or higher and 27 ° C. or lower. In other words, the autofocus is preferably performed every 2 hours using 2 μm latex particles.

トナー粒子の円形度測定には、前記フロー式粒子像測定装置を用い、測定時のトナー粒子濃度が3000個/μl以上1万個/μl以下となる様に該分散液濃度を再調整し、トナー粒子を1000個以上計測する。計測後、このデータを用いて、円相当径2μm未満のデータをカットして、トナー粒子の平均円形度を求める。   To measure the circularity of the toner particles, the flow type particle image measuring apparatus is used, and the dispersion concentration is readjusted so that the toner particle concentration at the time of measurement is 3000 / μl or more and 10,000 / μl or less, 1000 or more toner particles are measured. After the measurement, using this data, data having an equivalent circle diameter of less than 2 μm is cut to determine the average circularity of the toner particles.

本実施例においてトナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。   In this embodiment, the toner is triboelectrically charged to the negative polarity by rubbing with the magnetic carrier.

なお、本発明の実施形態においては、高弾性高硬度な表面保護層を有する感光体を安定的に使用するために、チタン酸ストロンチウムを使用している。本発明のように、トナー帯電手段を用いて、高弾性有機材料で形成された表面層を有し、クリーナレスシステムで使用する場合、トナー帯電手段自身がある程度摺擦性を有し、トナーや外添剤を捕捉して感光ドラム表面を擦るため、外添剤としては適度な硬度を有するものが好ましく、モース硬度的にもチタン酸ストロンチウムが好適であり、更には以下のようなものが好ましい。   In the embodiment of the present invention, strontium titanate is used in order to stably use a photoconductor having a surface protection layer with high elasticity and hardness. As in the present invention, the toner charging means has a surface layer formed of a highly elastic organic material, and when used in a cleanerless system, the toner charging means itself has a certain degree of friction, In order to capture the external additive and rub the surface of the photosensitive drum, it is preferable that the external additive has an appropriate hardness, strontium titanate is preferable also in terms of Mohs hardness, and the following are preferable. .

一次粒子の平均粒径が30nm以上300nm以下で、ペロブスカイト型結晶で、粒子形状が概略立方体又は直方体であるものが50個数%以上含有している無機微粉体であるチタン酸ストロンチウムが好適で、トナー樹脂100質量部に対して0.2質量%以上、更に好ましくは、0.5質量%から1.0質量%外添されている。   Strontium titanate, which is an inorganic fine powder containing 50% by number or more of perovskite crystals having an average primary particle size of 30 nm to 300 nm and having a substantially cubic or cuboid particle shape, is preferred. It is 0.2 mass% or more with respect to 100 mass parts of resin, More preferably, 0.5 mass%-1.0 mass% are externally added.

また、トナー母体粒子に対する該無機微粒子の遊離率は15個数%以上であることが望ましく、遊離率が15個数%以下であると、含まれるチタン酸ストロンチウムほとんどがトナー母体の表面に付着し、ドラム上を移動し、ブラシと付着することになり、充分な摺擦効果が出なくなってしまう。研磨効果を充分に出すには、ブラシに対して、チタン酸ストロンチウム単独で付着することが重要である。   Further, the release rate of the inorganic fine particles with respect to the toner base particles is preferably 15% by number or more. When the release rate is 15% by number or less, most of the strontium titanate contained adheres to the surface of the toner base, and the drum It will move up and adhere to the brush, and a sufficient rubbing effect will not be achieved. In order to obtain a sufficient polishing effect, it is important that strontium titanate alone adheres to the brush.

しかし、遊離率が15個数%以上であっても、外添量が0.2質量%より少ないと、上記チタン酸ストロンチウムを外添した目的である感光ドラム表面に対する研磨性が十分に発揮されず、また逆に、外添量が1.0質量%より多いとトナー表面での被覆率が上がりすぎて、現像性や定着性に影響を及ぼすためである。   However, even if the liberation ratio is 15% by number or more, if the amount of external addition is less than 0.2% by mass, the polishing performance on the surface of the photosensitive drum, which is the purpose of external addition of the above strontium titanate, cannot be exhibited sufficiently. On the other hand, if the amount of the external additive is more than 1.0% by mass, the coverage on the toner surface is excessively increased and affects the developability and fixability.

なお、該チタン酸ストロンチウムのトナー全質量に対する含有率T(Wt%)の測定方法は、蛍光X線測定で行った。具体的には、理学電機工業(株)製 RIX3000を使用し、トナーの未外添品と、トナー樹脂100質量部に対してチタン酸ストロンチウムを1質量部外添したトナーの2つのストロンチウムのネット強度を測定して、この両者から検量線を作成して各測定サンプルの強度比をもって含有率T(Wt%)とした。   The measurement method of the content T (Wt%) of the strontium titanate with respect to the total mass of the toner was performed by fluorescent X-ray measurement. Specifically, RIX3000 manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd. is used, and two strontium nets of toner, which are not externally added to the toner, and toner in which 1 part by weight of strontium titanate is externally added to 100 parts by weight of the toner resin. The strength was measured, a calibration curve was created from both, and the strength ratio of each measurement sample was taken as the content rate T (Wt%).

外添剤の遊離率は、トナー粒子に含まれる炭素原子と潤滑性化合物に含まれる原子(例えば、フッ素樹脂ならフッ素原子、ステアリン酸亜鉛なら亜鉛原子)との個数の和に対する、トナー粒子に含まれない潤滑性化合物に含まれる原子の個数の比によって表される。上記遊離率は、「Japan Hardcopy97」論文集の65乃至68ページに記載の原理で測定することができる。具体的には、トナー粒子を一個ずつプラズマへ導入し、得られる発光スペクトルからトナー粒子中の元素、トナー粒子数及びトナー粒子の粒径を知ることができ、この発光スペクトルから上記遊離率を測定することができる。   The liberation rate of the external additive is included in the toner particles with respect to the sum of the number of carbon atoms contained in the toner particles and atoms contained in the lubricating compound (for example, fluorine atoms for fluororesin and zinc atoms for zinc stearate). It is represented by the ratio of the number of atoms contained in the non-lubricating compound. The liberation rate can be measured according to the principle described on pages 65 to 68 of the “Japan Hardcopy97” paper collection. Specifically, each toner particle is introduced into the plasma one by one, and the element in the toner particle, the number of toner particles, and the particle size of the toner particle can be known from the obtained emission spectrum, and the above-mentioned release rate is measured from this emission spectrum. can do.

上記の測定方法によれば、潤滑性化合物の遊離率は、トナー粒子に含まれる結着樹脂の構成元素である炭素原子の発光と、潤滑性化合物の原子の発光から下記式(iii)により求められる。
(iii)外添剤の遊離率(個数%)=(外添剤に含まれる原子のみの発光回数)×100/((炭素原子と同時に発光した外添剤に含まれる原子の発光回数)+(外添剤に含まれる原子の発光回数))
According to the above measurement method, the liberation rate of the lubricating compound is determined by the following formula (iii) from the emission of carbon atoms, which are constituent elements of the binder resin contained in the toner particles, and the emission of atoms of the lubricating compound. It is done.
(Iii) Free rate of external additive (number%) = (Number of light emission of only atoms contained in external additive) × 100 / (Number of light emission of atoms contained in external additive that emitted light simultaneously with carbon atom) + (Number of light emission of atoms in external additive)

上記式において「同時に発光した」とは、潤滑性を有する化合物に含まれる原子の発光であって炭素原子の発光から2.6msec以内の発光をいい、それ以降の潤滑性を有する化合物に含まれる原子の発光は潤滑性を有する化合物に含まれる原子のみの発光とする。又、炭素原子と外添剤に含まれる原子が同時発光するということはトナー粒子と同期していることを意味し、外添剤に含まれる原子のみの発光は、外添剤がトナー粒子から遊離していることを意味する。遊離率の測定方法は発光スペクトルを利用した、パーティクルアナライザー(PT1000:横河電機(株)製)を使用し測定を行った。   In the above formula, “simultaneously emitted” means emission of atoms contained in a compound having lubricity and emission within 2.6 msec from emission of a carbon atom, and is included in a compound having lubricity after that. The emission of atoms is the emission of only atoms contained in the compound having lubricity. Further, simultaneous emission of carbon atoms and atoms contained in the external additive means synchronization with the toner particles, and light emission of only the atoms contained in the external additive means that the external additive is removed from the toner particles. It means that it is free. The liberation rate was measured using a particle analyzer (PT1000: manufactured by Yokogawa Electric Corporation) using an emission spectrum.

具体的な測定方法は以下の通りである。先ず、0.1%酸素含有のヘリウムガスを用い、温度23℃で湿度60%の環境で測定を行い、トナーサンプルを同環境下で1晩放置して、調湿する。測定に際しては、チャンネル1で炭素原子(測定波長247.860nm、Kファクターは推奨値を使用)、チャンネル2で外添剤に含まれる原子を測定し、一回のスキャンで炭素原子の発光回数が1,000回以上1,400回以下となるようにサンプリングを行い、炭素原子の発光回数が総数で10,000回以上となるまでスキャンを繰り返し、発光回数を積算する。この時、炭素原子の発光回数を縦軸に、炭素原子の三乗根電圧を横軸にとった分布において、該分布が極大を一つ有し、更に、谷が存在しない分布となるようにサンプリングして測定を行う。そしてこのデータを元に全原子のノイズカットレベルを1.50Vとし、上記計算式(iii)を用い、外添剤の遊離率を算出する。   The specific measurement method is as follows. First, using helium gas containing 0.1% oxygen, measurement is performed in an environment with a temperature of 23 ° C. and a humidity of 60%, and the toner sample is left in the same environment overnight to adjust the humidity. In the measurement, carbon atoms are measured in channel 1 (measurement wavelength 247.860 nm, K factor is the recommended value), and atoms contained in the external additive are measured in channel 2, and the number of emission of carbon atoms in one scan is measured. Sampling is performed so as to be 1,000 times or more and 1,400 times or less, and scanning is repeated until the total number of light emission of carbon atoms becomes 10,000 or more, and the number of light emission is integrated. At this time, in the distribution in which the number of light emission of the carbon atom is on the vertical axis and the cube root voltage of the carbon atom is on the horizontal axis, the distribution has one maximum and further has a valley-free distribution. Sampling and measuring. Based on this data, the noise cut level of all atoms is set to 1.50 V, and the liberation rate of the external additive is calculated using the above formula (iii).

本例における外添剤の遊離率とは、トナー母体以外に含まれる外添剤すべての遊離率の積算値と定義する。本例では外添剤としてチタン酸ストロンチウム(一次粒子の平均粒径100nm)このときには、Sr元素について遊離率を算出し、これらを積算した値が外添剤トータルの遊離率である。   The liberation rate of the external additive in this example is defined as an integrated value of the liberation rates of all the external additives contained other than the toner base. In this example, strontium titanate as an external additive (average particle size of primary particles: 100 nm) At this time, the liberation rate is calculated for the Sr element, and the value obtained by integrating these is the liberation rate of the total external additive.

また、トナー凝集度は、15以上が望ましい。トナーの凝集度が低すぎると、トナー粒子が単独で存在し、凝集塊をつくる確率が減り、ブラシに研磨剤のみならず、トナー母体粒子も付着しやすくなる。トナーの凝集度の測定法はホソカワミクロン株式会社製のパウダーテスタとデジタル振動計(デジバイブロMODEL 1332)を用いる。   The toner aggregation degree is desirably 15 or more. When the degree of aggregation of the toner is too low, the toner particles exist alone and the probability of forming an aggregate is reduced, and not only the abrasive but also the toner base particles are likely to adhere to the brush. As a method for measuring the degree of toner aggregation, a powder tester and a digital vibrometer (Digivibro MODEL 1332) manufactured by Hosokawa Micron Corporation are used.

測定法としては、振動台に目開き38μmの篩い、目開き75μmの篩い、目開き150μmの篩いを重ねてセットする。このセットした一番上の目開き150μmの篩いの上に正確に秤量した試料5gを加え、振動台のデジタル振動計の変位値を0.500±0.015mmに調整し、約15秒間振動を加える。その後、目開き150μmの篩いの残試料の質量をag、目開き75μmの篩いの残試料の質量をbg、目開き38μmの篩いの残試料の質量をcgとして、下式に基づき、凝集度を得る。
凝集度(%)=((a+b)×0.6+c×0.2)/5
As a measuring method, a sieve having an opening of 38 μm, a sieve having an opening of 75 μm, and a sieve having an opening of 150 μm are set on a vibration table. Add 5 g of accurately weighed sample on the set top sieve of 150 μm, adjust the displacement value of the digital vibration meter of the shaking table to 0.500 ± 0.015 mm, and vibrate for about 15 seconds. Add. Then, the mass of the residual sample of the sieve having an opening of 150 μm is ag, the mass of the residual sample of the sieve having an opening of 75 μm is bg, and the mass of the remaining sample of the sieve having an opening of 38 μm is cg. obtain.
Aggregation degree (%) = ((a + b) × 0.6 + c × 0.2) / 5

本発明において使用されるペロブスカイト型結晶の無機微粉体は一次粒子の平均粒径が30nm以上300nm以下でなければならず、100nm以上180nm以下であるものが更に好ましい。
平均粒径が30nm未満では当該粒子の研磨効果が不十分であり、一方、300nm以上では、研磨効果が強すぎるためにドラムに傷が発生したりする問題が生じる。
なお、本発明における無機微粉体の粒径については、電子顕微鏡にて5万倍の倍率で撮影した写真から100個の粒径を測定して求めた。
The inorganic fine powder of the perovskite crystal used in the present invention should have an average primary particle size of 30 nm to 300 nm, more preferably 100 nm to 180 nm.
If the average particle size is less than 30 nm, the polishing effect of the particles is insufficient. On the other hand, if the average particle size is 300 nm or more, the polishing effect is too strong, causing a problem that the drum is scratched.
In addition, about the particle size of the inorganic fine powder in this invention, it measured by measuring 100 particle size from the photograph image | photographed with the magnification of 50,000 times with the electron microscope.

また、本発明に記載した研磨剤は疎水化処理されたものが好ましく、ナイロンなどの吸湿性の低い繊維のブラシを使用する際には、疎水化処理された無機微粒子の方が、多く、強く繊維に付着することが知られている。したがって、トナー母体を付着させずに、研磨剤のみを付着させるという本発明の効果をより助長することになる。   Further, the abrasive described in the present invention is preferably hydrophobized, and when using a fiber brush with low hygroscopicity such as nylon, the hydrophobized inorganic fine particles are more and stronger. It is known to adhere to fibers. Therefore, the effect of the present invention of adhering only the abrasive without adhering the toner base is further promoted.

なお、概略立方体、直方体である無機微粉体の粒径は、微粉体の形状の中で最も長い長辺の長さ(T1)と最も短い短辺の長さ(S1)としたとき、以下の式を持って無機微粉体の粒径とした。
無機微粉体の粒径=(T1+S1)/2
In addition, when the particle diameter of the inorganic fine powder that is approximately cubic or rectangular parallelepiped is the longest length (T1) and the shortest short side (S1) in the shape of the fine powder, The particle size of the inorganic fine powder was calculated using the formula.
Particle size of inorganic fine powder = (T1 + S1) / 2

また本発明の無機微粉体中の、粒子形状が概略立方体または直方体であるものの含有率を50個数%以上含有することで更に効率的に帯電生成物の除去が行えるため好ましい。   Further, it is preferable that the inorganic fine powder of the present invention contains 50% by number or more of the particles whose shape is approximately cubic or rectangular parallelepiped because the charged product can be more efficiently removed.

該無機微粉体の概略立方体、直方体(サイコロ、キュービック状の形状)形状は、図7に電子顕微鏡にて5万倍の倍率で撮影した写真を示すような形状を示す。   The schematic cubic and cuboid (dice, cubic shape) shape of the inorganic fine powder is a shape as shown in FIG. 7 showing a photograph taken with an electron microscope at a magnification of 50,000 times.

また現像性を良好なものにし、バイアス印加されたブラシ部材への応答性を良好するには、本発明の表面処理をしたペロブスカイト型結晶の無機微粉体の帯電極性がトナーと逆極性であることが好ましい。   In addition, in order to improve the developability and the responsiveness to a brush member to which a bias is applied, the charged polarity of the inorganic fine powder of the perovskite crystal subjected to the surface treatment of the present invention is opposite to that of the toner. Is preferred.

トナーの帯電極性と反対であれば、無機微粉体はトナーと同極性に帯電しているトナー帯電量制御手段6に付着しやすく、反転していない通常の転写残トナーは付着しづらいので、トナー帯電量制御手段であるブラシに無機微粉体のみを選択的に付着させることが可能となり、感光体の研磨能力を発揮できる。また、1次転写手段にかけられるバイアスはトナーの帯電極性とは逆の極性なので、トナーは転写されやすいが、添加した無機微粉体がトナーと逆極性であれば、1次転写部では転写されにくく、無機微粉体をリッチに含んだ転写残トナーを生成し、ブラシに多くの無機微粉体を付着させることが可能になる。   If it is opposite to the charging polarity of the toner, the inorganic fine powder is likely to adhere to the toner charge amount control means 6 that is charged to the same polarity as the toner, and the normal non-reversed transfer residual toner is difficult to adhere. Only the inorganic fine powder can be selectively adhered to the brush as the charge amount control means, and the polishing ability of the photoreceptor can be exhibited. In addition, the bias applied to the primary transfer means is the opposite polarity to the charging polarity of the toner, so the toner is easily transferred, but if the added inorganic fine powder has the opposite polarity to the toner, it is difficult to transfer at the primary transfer portion. Thus, it is possible to generate a transfer residual toner richly containing inorganic fine powder and to attach a lot of inorganic fine powder to the brush.

なお帯電量の測定方法については以下の通りである。
温度23℃,相対湿度50%環境下、キャリアとしてDSP138(同和鉄粉工業社製)を用い、キャリア9.9gに測定する試料0.1gを加えた混合物を50ml容量のポリエチレン製の瓶に入れ100回震盪する。次いで図8に示すような、底に目開き32μmの金属メッシュのスクリーン173のある金属製の測定容器172に前記混合物を約0.5gを入れ、金属製のフタ174をする。この時の測定容器172全体の質量を秤りW1gとする。次に吸引機171(測定容器172と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口177から吸引し風量調節弁176を調節して真空計175の圧力を250mmAqとする。この状態で2分間吸引を行ない現像剤を吸引除去する。この時の電位計179の電位をV(ボルト)とする。ここで178はコンデンサーであり容量をC(μF)とする。また吸引後の測定機全体の質量を秤りW2(g)とする。この現像剤の摩擦帯電量(mC/kg)は、下式の如く計算される。
摩擦帯電量=CV/(W1−W2)
The method for measuring the charge amount is as follows.
Using DSP 138 (manufactured by Dowa Iron Industries Co., Ltd.) as a carrier under an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%, a mixture obtained by adding 0.1 g of the sample to be measured to 9.9 g of the carrier is put into a 50 ml capacity polyethylene bottle. Shake 100 times. Next, as shown in FIG. 8, about 0.5 g of the mixture is put in a metal measuring container 172 having a metal mesh screen 173 having a mesh opening of 32 μm at the bottom, and a metal lid 174 is formed. At this time, the mass of the entire measurement container 172 is weighed and is defined as W1 g. Next, in the suction machine 171 (at least a part in contact with the measurement container 172 is suctioned), the pressure of the vacuum gauge 175 is set to 250 mmAq by suction from the suction port 177 and adjusting the air volume control valve 176. In this state, suction is performed for 2 minutes to remove the developer by suction. The potential of the electrometer 179 at this time is set to V (volt). Here, 178 is a capacitor, and the capacity is C (μF). Moreover, the mass of the whole measuring machine after suction is weighed and is defined as W2 (g). The triboelectric charge amount (mC / kg) of the developer is calculated as follows:
Frictional charge amount = CV / (W1-W2)

さらに、以下に、研磨剤であるチタン酸ストロンチウムのブラシへの付着量とトナー母体のブラシへの付着量と画像流れの関係について説明する。   Further, the relationship between the adhesion amount of strontium titanate, which is an abrasive, to the brush, the adhesion amount of the toner base to the brush, and the image flow will be described below.

前述してきたように、フィルミングや画像流れなどを防止するために、感光体表面を効果的に摺擦するためには、トナーをなるべくトナー帯電手段であるブラシには付着させないで、且つ研磨剤であるチタン酸ストロンチウムを付着させることが重要である。したがって、研磨剤であるチタン酸ストロンチウムをなるべくトナー母体から遊離させ、単独で挙動させ、且つなるべく多く添加する必要がある。また、トナー母体と、チタン酸ストロンチウム等の研磨剤との1次平均粒径を差別化し、且つブラシの繊度と密度を最適化することで、トナー母体をなるべく付着させずにチタン酸ストロンチウムなどの研磨剤のみを選択的にブラシに付着させ、研磨効果を出すことが可能となる。   As described above, in order to effectively rub the surface of the photoreceptor in order to prevent filming and image flow, the toner should not be attached to the brush as the toner charging means as much as possible, and the abrasive. It is important to deposit strontium titanate. Therefore, it is necessary to release strontium titanate, which is an abrasive, from the toner base as much as possible, to behave alone, and to add as much as possible. In addition, by differentiating the primary average particle size between the toner base and an abrasive such as strontium titanate and optimizing the fineness and density of the brush, the toner base can be adhered to the strontium titanate as much as possible. Only the abrasive is selectively attached to the brush, and the polishing effect can be obtained.

また、図7に示すように今回使用するペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウムは形状が立方体、もしくは直方体の形状をしており、クリーニングブレードを有さないクリーニングレスシステムにおいても、ブラシなどに効果的に付着させれば従来の不定形のものに比べて非常に高い研磨能力が得られる。ブラシへのトナー付着個数と研磨剤の付着個数の比を、ブラシ密度を横軸にとり、それぞれトナーと研磨剤の平均粒径を振った場合、トナー母体粒子に対する研磨剤の遊離率を振った場合、トナー母体に対する研磨剤の添加量を振った場合、トナーの凝集度を振った場合について、それぞれ図9、図10、図11および図12に示した。   Further, as shown in FIG. 7, the strontium titanate of the perovskite crystal used this time has a cubic or rectangular parallelepiped shape, which is effective for a brush or the like even in a cleaningless system having no cleaning blade. If it is made to adhere, a very high polishing ability can be obtained as compared with a conventional amorphous one. When the ratio of the number of adhered toner to the brush and the number of adhered abrasive is plotted on the horizontal axis, the average particle size of the toner and the abrasive is varied, and the release rate of the abrasive with respect to the toner base particles is varied. FIGS. 9, 10, 11, and 12 show the cases where the amount of the abrasive added to the toner base is varied and the degree of aggregation of the toner is varied.

実施例中には選択的に研磨剤がブラシへ付着しているかどうかを示すバロメータとして、トナー母体粒子と研磨剤粒子の付着個数の比を付着量比Fとして示している。付着量比Fは次式で示され、Fは大きければ大きいほど研磨効果が高いことになる。F=(研磨剤のブラシへの付着個数)/(トナー母体粒子の付着個数)   In the examples, the ratio of the number of adhered toner base particles and abrasive particles is shown as an adhesion amount ratio F as a barometer indicating whether or not the abrasive is selectively attached to the brush. The adhesion amount ratio F is expressed by the following equation, and the larger F is, the higher the polishing effect is. F = (Number of adhered abrasives to the brush) / (Number of adhered toner base particles)

図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が110nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.5質量%添加したものであり、その遊離率は40個数%で、トナーの凝集度は45%のものを使用した。   Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.5% by mass of a strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 110 nm as an abrasive added to the toner mass is added to the toner. The rate was 40% by number and the toner cohesion degree was 45%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率4%のナイロンであり、ブラシの繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush used for the toner charging means is a conductively treated nylon with an official moisture content of 4%, the brush fineness is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the brush density is 300KF / inch 2 What was comprised above and below 600KF / inch 2 was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表1−1に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 1-1 shows the results of the evaluation where “0” indicates that no image flow occurred, “Δ” indicates a slight occurrence, and “×” indicates a clear occurrence.

トナー母体粒径と研磨剤の粒径が差別化され、且つ充分な量の研磨剤が添加され且つ、研磨剤が遊離して存在したため、ブラシへは研磨剤を選択的に付着させることができ、付着比Fは画像流れに充分効果がある300を越えたので、摺擦効果が出て、画像流れを抑止することができた。   Since the toner base particle size and the abrasive particle size are differentiated, and a sufficient amount of abrasive is added and the abrasive is free, the abrasive can be selectively attached to the brush. The adhesion ratio F exceeded 300, which has a sufficient effect on the image flow, so that a rubbing effect was produced and the image flow could be suppressed.

図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が250nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.5質量%添加したものであり、その遊離率は35個数%で、トナーの凝集度は45%のものを使用した。   Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.5% by mass of a strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 250 nm as a polishing agent added to the toner mass is added. The ratio was 35% by number, and the toner aggregation degree was 45%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率4%のナイロンであり、ブラシの繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush used for the toner charging means is a conductively treated nylon with an official moisture content of 4%, the brush fineness is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the brush density is 300KF / inch 2 What was comprised above and below 600KF / inch 2 was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表2−1に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 2-1 shows the results of the evaluation where “0” indicates that no image flow occurred, “Δ” indicates a slight occurrence, and “×” indicates a clear occurrence.

トナー母体粒径と研磨剤の粒径が差別化され、且つ充分な量の研磨剤が添加され且つ、研磨剤が遊離して存在したため、ブラシへは研磨剤を選択的に付着させることができ、付着比Fは画像流れに充分効果がある300を越えたので、充分な摺擦効果が出て、画像流れを抑止することができた。   Since the toner base particle size and the abrasive particle size are differentiated, and a sufficient amount of abrasive is added and the abrasive is free, the abrasive can be selectively attached to the brush. The adhesion ratio F exceeded 300, which has a sufficient effect on the image flow, so that a sufficient rubbing effect was obtained and the image flow could be suppressed.

[比較例1]
図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が600nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.5質量%添加したものであり、その遊離率は30個数%で、トナーの凝集度は45%のものを使用した。
[Comparative Example 1]
Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.5% by mass of the strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 600 nm as a polishing agent added to the toner mass is added to the toner. The ratio was 30% by number and the toner cohesion degree was 45%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率4%のナイロンであり、ブラシの繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush used for the toner charging means is a conductively treated nylon with an official moisture content of 4%, the brush fineness is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the brush density is 300KF / inch 2 What was comprised above and below 600KF / inch 2 was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表1−2に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 1-2 shows the results of the evaluation when the image was not generated as ◯, when the image occurred slightly as Δ, and when it occurred clearly as ×.

研磨剤の粒子が大きくなり過ぎたことにより、高密度なブラシにはトナー母体粒子とともに研磨剤が付着できなくなり、研磨剤が遊離して存在していても、付着比Fは画像流れに充分効果がある300を越えなかったので、充分な研磨効果が出せず、画像流れが発生してしまった。   Due to the excessively large abrasive particles, the high-density brush cannot adhere to the toner base particles together with the toner base particles, and the adhesion ratio F is sufficiently effective for the image flow even if the abrasive is separated. Since there was no over 300, sufficient polishing effect could not be achieved, and image spill occurred.

図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が110nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.2質量%添加したものであり、その遊離率は40個数%で、トナーの凝集度は45%のものを使用した。   Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.2% by mass of a strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 110 nm as an abrasive added to the toner mass is added to the toner. The rate was 40% by number and the toner cohesion degree was 45%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率4%のナイロンであり、ブラシの繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush used for the toner charging means is a conductively treated nylon with an official moisture content of 4%, the brush fineness is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the brush density is 300KF / inch 2 What was comprised above and below 600KF / inch 2 was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表3−1に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 3-1 shows the results of evaluations where “0” indicates that no image flow has occurred, “Δ” indicates that it has occurred somewhat, and “×” indicates that it has clearly occurred.

トナー母体粒径と研磨剤の粒径が差別化され、且つやや少なくはあったが、充分な量の研磨剤が添加され且つ、研磨剤が遊離して存在したため、ブラシへは研磨剤を選択的に付着させることができ、付着比Fは画像流れに充分効果が300を越えたので、充分な摺擦効果が出て、画像流れを抑止することができた。   The toner base particle size and the abrasive particle size were differentiated, and there was a little, but a sufficient amount of abrasive was added and the abrasive was free, so the abrasive was selected for the brush Since the adhesion ratio F sufficiently exceeded 300 in the image flow, a sufficient rubbing effect was obtained and the image flow could be suppressed.

[比較例2]
図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が110nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.1質量%添加したものであり、その遊離率は50個数%で、トナーの凝集度は45%のものを使用した。
[Comparative Example 2]
Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.1% by mass of strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 110 nm as a polishing agent added to the toner mass is added in an amount of 0.1% by mass. The ratio was 50% by number and the toner cohesion degree was 45%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率4%のナイロンであり、ブラシの繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush used for the toner charging means is a conductively treated nylon with an official moisture content of 4%, the brush fineness is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the brush density is 300KF / inch 2 What was comprised above and below 600KF / inch 2 was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表2−2に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 2-2 shows the results of the evaluation when the image was not generated as ◯, when the image occurred slightly as Δ, and when it occurred clearly as ×.

トナー粒子に対する研磨剤の添加量が極端に少なかったことにより、ブラシには充分な研磨剤が供給されず、トナー母体粒子とともに研磨剤が付着できなくなり、研磨剤が遊離して存在していても、付着比Fは画像流れに充分効果がある300を越えなかったので、充分な研磨効果が出せず、画像流れが発生してしまった。   Due to the extremely small amount of abrasive added to the toner particles, sufficient abrasive is not supplied to the brush, so that the abrasive cannot adhere together with the toner base particles, and the abrasive is present even if it is present. The adhesion ratio F did not exceed 300, which has a sufficient effect on image flow, so that a sufficient polishing effect could not be obtained and image flow occurred.

図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が110nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.5質量%添加したものであり、その遊離率は15個数%で、トナーの凝集度は45%のものを使用した。   Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.5% by mass of a strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 110 nm as an abrasive added to the toner mass is added to the toner. The rate was 15% by number and the toner cohesion degree was 45%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率4%のナイロンであり、ブラシの繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush used for the toner charging means is a conductively treated nylon with an official moisture content of 4%, the brush fineness is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the brush density is 300KF / inch 2 What was comprised above and below 600KF / inch 2 was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表4−1に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 4-1 shows the results of the evaluation where “0” indicates that no image flow occurred, “Δ” indicates that some image flow occurred, and “×” indicates clear image generation.

トナー母体粒径と研磨剤の粒径が差別化され、且つ充分な量の研磨剤が添加され且つ、研磨剤が15%以上遊離して存在したため、ブラシへは研磨剤を選択的に付着させることができ、付着比Fは画像流れに充分効果がある300を越えたので、充分な摺擦効果が出て、画像流れを抑止することができた。   The toner base particle size and the abrasive particle size are differentiated, and a sufficient amount of abrasive is added, and the abrasive is separated by 15% or more, so that the abrasive is selectively attached to the brush. Since the adhesion ratio F exceeded 300, which has a sufficient effect on the image flow, a sufficient rubbing effect was obtained and the image flow could be suppressed.

[比較例3]
図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が110nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.5質量%添加したものであり、その遊離率は8個数%で、トナーの凝集度は45%のものを使用した。
[Comparative Example 3]
Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.5% by mass of a strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 110 nm as an abrasive added to the toner mass is added to the toner. The ratio was 8% by number and the toner cohesion degree was 45%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率4%のナイロンであり、ブラシの繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush used for the toner charging means is a conductively treated nylon with an official moisture content of 4%, the brush fineness is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the brush density is 300KF / inch 2 What was comprised above and below 600KF / inch 2 was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表3−2に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 3-2 shows the results of the evaluation when the image did not occur was evaluated as ◯, when the image occurred somewhat as Δ, and when it occurred clearly as ×.

トナー粒子に対する研磨剤の遊離率が8%と極端に少なかったことにより、ブラシには充分な研磨剤が供給されず、トナー母体粒子とともに研磨剤が付着できなくなり、研磨剤が遊離して存在していても、付着比Fは画像流れに充分効果がある300を越えなかったので、充分な研磨効果が出せず、画像流れが発生してしまった。   Since the release rate of the abrasive with respect to the toner particles is extremely small at 8%, sufficient abrasive is not supplied to the brush, so that the abrasive cannot adhere together with the toner base particles, and the abrasive is present free. Even in this case, the adhesion ratio F did not exceed 300, which has a sufficient effect on the image flow, so that a sufficient polishing effect could not be obtained and an image flow occurred.

図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が110nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.5質量%添加したものであり、その遊離率は40個数%で、トナーの凝集度は20%のものを使用した。   Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.5% by mass of a strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 110 nm as a polishing agent added to the toner mass is added. The ratio was 40% by number and the toner cohesion degree was 20%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率4%のナイロンであり、ブラシの繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush used for the toner charging means is a conductively treated nylon with an official moisture content of 4%, the brush fineness is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the brush density is 300KF / inch 2 What was comprised above and below 600KF / inch 2 was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表5−1に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 5-1 shows the results of evaluations where ◯ indicates that no image flow has occurred, Δ indicates that it has occurred somewhat, and X indicates that it has clearly occurred.

トナー母体粒径と研磨剤の粒径が差別化され、且つ充分な量の研磨剤が添加され且つ、研磨剤が充分遊離して存在したため、ブラシへは研磨剤を選択的に付着させることができ、付着比Fは画像流れに充分効果がある300を越えたので、充分な摺擦効果が出て、画像流れを抑止することができた。   Since the toner base particle size and the abrasive particle size are differentiated, and a sufficient amount of the abrasive is added and the abrasive is sufficiently separated, the abrasive can be selectively attached to the brush. Since the adhesion ratio F exceeded 300, which has a sufficient effect on the image flow, a sufficient rubbing effect was obtained and the image flow could be suppressed.

[比較例4]
図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が110nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.5質量%添加したものであり、その遊離率は40個数%で、トナーの凝集度は10%のものを使用した。
[Comparative Example 4]
Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.5% by mass of a strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 110 nm as an abrasive added to the toner mass is added to the toner. The rate was 40% by number and the toner cohesion degree was 10%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率4%のナイロンであり、ブラシの繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush used for the toner charging means is a conductively treated nylon with an official moisture content of 4%, the brush fineness is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the brush density is 300KF / inch 2 What was comprised above and below 600KF / inch 2 was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表4−2に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 4-2 shows the results of the evaluation where “0” indicates that no image flow occurred, “Δ” indicates a slight occurrence, and “×” indicates that it occurred clearly.

トナー粒子に対する研磨剤の遊離率も多く、ブラシには充分な研磨剤が供給されたが、研磨剤とともにトナー粒子も凝集せず流動性がかなり高い状態で存在していたため、トナー粒子で邪魔されて、付着比Fは画像流れに充分効果がある300を越えなかったので、充分な研磨効果が出せず、画像流れが発生してしまった。   The abrasive has a high release rate with respect to the toner particles, and a sufficient amount of abrasive was supplied to the brush. However, the toner particles did not aggregate together with the abrasive and the fluidity was quite high. Therefore, the adhesion ratio F did not exceed 300, which is sufficiently effective for image flow, so that a sufficient polishing effect could not be obtained and image flow occurred.

[比較例5]
図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が110nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.5質量%添加したものであり、その遊離率は40個数%で、トナーの凝集度は45%のものを使用した。
[Comparative Example 5]
Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.5% by mass of a strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 110 nm as an abrasive added to the toner mass is added to the toner. The rate was 40% by number and the toner cohesion degree was 45%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率11%のレーヨンであり、ブラシの繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush used for the toner charging means is a rayon having an official moisture content of 11% that has been subjected to conductive treatment, the fineness of the brush is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the density of the brush is 300 KF / inch 2 What was comprised above and below 600KF / inch 2 was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表5−2に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 5-2 shows the results of the evaluation when the image was not generated as ◯, when the image occurred slightly as Δ, and when it occurred clearly as ×.

トナー粒子に対する研磨剤の遊離率も多く、ブラシには充分な研磨剤が供給されたが、研磨剤も保持されたが、ブラシを構成する繊維が吸湿性の高いレーヨンであったため、付着比Fは画像流れに充分効果がある300を越えていたが、H/H環境下のような高温高湿な場所においては、繊維がへたってしまい、充分な研磨効果が出せず、画像流れが発生してしまった。   The release rate of the abrasive with respect to the toner particles is also large, and a sufficient amount of abrasive was supplied to the brush. However, the abrasive was also retained, but the fiber constituting the brush was a highly hygroscopic rayon. However, in high-temperature and high-humidity places such as in H / H environments, the fibers may sag and do not produce a sufficient polishing effect, resulting in image flow. I have.

[比較例6]
図1に示した画像形成装置を使用して、感光体ドラムとしては、前述に記載の感光体Aを使用し、トナーとしては、トナーの平均1次粒径が5.5μm、平均円形度が0.96の二成分非磁性トナーに対して、研磨剤として平均1次粒径が110nmの立方体形状の疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムをトナー質量に対して、0.5質量%添加したものであり、その遊離率は40個数%で、トナーの凝集度は45%のものを使用した。
[Comparative Example 6]
Using the image forming apparatus shown in FIG. 1, the photosensitive drum A described above is used as the photosensitive drum, and the toner has an average primary particle diameter of 5.5 μm and an average circularity of 0.96. In addition to the two-component non-magnetic toner, 0.5% by mass of a strontium titanate having a cubic shape with an average primary particle size of 110 nm as an abrasive added to the toner mass is added to the toner. The rate was 40% by number and the toner cohesion degree was 45%.

トナー帯電手段に使用するブラシの材質は導電処理した公定水分率4%のナイロンであり、ブラシの繊度は1d(デニール)以上6d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は50KF/inch2以上200KF/inch2以下で構成されているものを使用した。 The material of the brush for use in toner charging means is a moisture regain of 4% of nylon and conductive treatment, the fineness of the brush is less than 1d (denier) or more 6d (denier), and the density of the brush 50KF / inch 2 or more The one composed of 200KF / inch 2 or less was used.

上記画像形成装置において、HH環境(30℃/80%)で、A4サイズ、5%Dutyの画像を連続10000枚流した後に、3晩放置して画像流れの評価をした。画像流れが発生しなかったものは〇、多少発生したものを△、はっきりと発生したものは×として評価した結果を表6−2に示す。   In the above image forming apparatus, 10,000 sheets of A4 size, 5% Duty images were continuously flowed in an HH environment (30 ° C./80%), and then left for 3 nights to evaluate image flow. Table 6-2 shows the results of the evaluation when the image did not occur was evaluated as ◯, when the image occurred somewhat as Δ, and when it occurred clearly as ×.

トナー粒子に対する研磨剤の遊離率も多く、ブラシには充分な研磨剤が供給されたが、研磨剤も保持されたが、ブラシを構成する繊維の密度が低かったため、研磨剤のみならずトナー粒子もブラシに保持してしまい、付着比Fは画像流れに充分効果がある300を越えなかったので、充分な研磨効果が出せず、画像流れが発生してしまった。   Abrasion rate of the abrasive with respect to the toner particles is large, and a sufficient amount of abrasive was supplied to the brush, but the abrasive was also retained, but because the density of the fibers constituting the brush was low, not only the abrasive but also the toner particles Since the adhesion ratio F did not exceed 300, which was sufficiently effective for image flow, a sufficient polishing effect could not be obtained and image flow occurred.

本実施例1乃至6に記載の4連ドラム方式のカラー電子写真複写装置の概略図である。1 is a schematic view of a four-drum type color electrophotographic copying apparatus described in Examples 1 to 6. FIG. 本実施例1乃至6に記載のクリ−ニングレスシステムを有する画像形成部の感光ドラム周りの構成を示す断面概略図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration around a photosensitive drum of an image forming unit having the cleaningless system according to any of Embodiments 1 to 6. フィッシャースコープH100V(Fischer社製)の出力チャートの概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the output chart of Fischer scope H100V (made by Fischer). トナー帯電手段ブラシ繊維の疎密状態の断面を示すイメージ図である。It is an image figure which shows the cross section of the density state of a toner charging means brush fiber. Bk現像器の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a Bk developing device. 本実施例1乃至6に記載のクリーニング装置を有する画像形成部の感光ドラム周りの構成を示す断面概略図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration around a photosensitive drum of an image forming unit including the cleaning device according to any of Embodiments 1 to 6. 本発明で研磨剤として用いた立方体、もしくは直方体の形状を有するペロブスカイト型結晶のチタン酸ストロンチウムのSEM写真である。It is the SEM photograph of the strontium titanate of the perovskite type crystal | crystallization which has the shape of the cube used as an abrasive | polishing agent in this invention, or a rectangular parallelepiped. 本発明におけるトナー粒子の帯電量の測定に用いた装置の概略図である。It is the schematic of the apparatus used for the measurement of the charge amount of the toner particle in this invention. トナー帯電手段のブラシの密度を振った場合のブラシへのトナーの付着個数と研磨剤の付着個数の比と平均粒トナー母体粒子の粒径と研磨剤の粒径の比との関係を示した図である。The relationship between the ratio of the number of adhering toner to the brush and the number of adhering abrasive to the brush and the ratio of the average particle size of the toner base particle to the particle size of the abrasive when the density of the brush of the toner charging means is varied was shown. FIG. トナー帯電手段のブラシの密度を振った場合のブラシへのトナーの付着個数と研磨剤の付着個数の比とトナー粒子からの研磨剤の遊離率との関係を示した図である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the ratio of the number of adhered toner to the brush and the number of adhered abrasive and the release rate of the abrasive from the toner particles when the density of the brush of the toner charging unit is varied. トナー帯電手段のブラシの密度を振った場合のブラシへのトナーの付着個数と研磨剤の付着個数の比とトナー粒子への研磨剤の添加量との関係を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a ratio of the number of toners attached to a brush and a number of abrasives attached to the brush when the density of the brush of the toner charging unit is varied, and the amount of the abrasive added to the toner particles. トナー帯電手段のブラシの密度を振った場合のブラシへのトナーの付着個数と研磨剤の付着個数の比とトナーの凝集度との関係を示した図である。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the ratio of the number of adhered toner to the brush and the number of adhered abrasive and the degree of toner aggregation when the density of the brush of the toner charging unit is varied.

符号の説明Explanation of symbols

100 画像形成装置
1 電子写真感光体(感光ドラム)
2 帯電手段(帯電ローラ)
2a 芯金(支持部材)
2b 下層(発泡スポンジ層)
2c 中間層(抵抗層)
2d 表面層(保護層)
2f 帯電ローラクリーニング部材
2g 支持部材
3 露光手段(レーザービームスキャナ)
4 現像手段
4a 現像容器
4e 二成分現像剤
4f 現像剤撹拌部材
4Bk 固定現像装置
5 現像剤補給容器(トナー補給ユニット)
6 トナー帯電手段(トナー帯電量制御手段)
7 残留トナー均一化手段
8 プロセスカートリッジ
9a、9b、9c、9d 1次転写バイアス源
10 2次転写ローラ
12 給紙ローラ
11 中間転写ベルトクリーナ
11a クリーニングブレード
13 定着手段(ローラ定着器)
20、21、22 電源(電圧印加手段)
40 現像容器
41 現像スリーブ
42 現像剤規制ブレード
43,44 現像剤撹拌部材(撹拌スクリュー)
45 センサー
46 二成分現像剤
47 トナー補給開口
51 スクリュー
61、71 ブラシ部
62、72 電極板
91 中間転写体
92 1次転写ローラ
93 1次転写バイアス電源
94 駆動ローラ
95 テンションローラ
96 2次転写対向ローラ
108 クリーナ前露光装置
109a クリーニング容器
109b クリーニングブレード
109c マグネットローラ
109d 規制ローラ
110a、110b 装着手段
111 帯電ユニット枠体
112 現像枠体
113 分離爪
114 面状発熱体ヒータ
130 制御回路
171 吸引機
172 帯電量測定容器
173 スクリーン
174 金属製フタ
175 真空計
176 風量調節弁
177 吸引口
178 コンデンサー
179 電位計
400 Bk現像器
401 現像スリーブ(固定現像剤担持体)
402 マグネット
403 磁性ブレード
404 撹拌部材
405 磁性トナー
a 帯電部(当接部)
b 露光部
d 転写部
e 接触部
P 転写材
PY、PM、PC、PBk 画像形成部
100 Image forming apparatus 1 Electrophotographic photosensitive member (photosensitive drum)
2 Charging means (charging roller)
2a Core (support member)
2b Lower layer (foamed sponge layer)
2c Intermediate layer (resistance layer)
2d surface layer (protective layer)
2f Charging roller cleaning member 2g Support member 3 Exposure means (laser beam scanner)
4 developing means 4a developing container 4e two-component developer 4f developer stirring member 4Bk fixed developing device 5 developer supply container (toner supply unit)
6 Toner charging means (toner charge amount control means)
7 residual toner equalizing means 8 process cartridge 9a, 9b, 9c, 9d primary transfer bias source 10 secondary transfer roller 12 paper feed roller 11 intermediate transfer belt cleaner 11a cleaning blade 13 fixing means (roller fixing device)
20, 21, 22 Power supply (voltage application means)
40 Developing container 41 Developing sleeve 42 Developer regulating blade 43, 44 Developer stirring member (stirring screw)
45 Sensor 46 Two-component developer 47 Toner replenishment opening 51 Screw 61, 71 Brush part 62, 72 Electrode plate 91 Intermediate transfer member 92 Primary transfer roller 93 Primary transfer bias power supply 94 Drive roller 95 Tension roller 96 Secondary transfer counter roller 108 Pre-cleaner exposure device 109a Cleaning container 109b Cleaning blade 109c Magnet roller 109d Restriction rollers 110a and 110b Mounting means 111 Charging unit frame body 112 Development frame body 113 Separation claw 114 Planar heating element heater 130 Control circuit 171 Suction machine 172 Charge amount measurement Container 173 Screen 174 Metal lid 175 Vacuum gauge 176 Air volume control valve 177 Suction port 178 Condenser 179 Electrometer 400 Bk developer 401 Developer sleeve (fixed developer carrier)
402 Magnet 403 Magnetic blade 404 Stirring member 405 Magnetic toner a Charging part (contact part)
b Exposure unit d Transfer unit e Contact unit P Transfer material PY, PM, PC, PBk Image forming unit

Claims (8)

像担持体と該像担持体の表面を帯電する帯電手段及び、前記像担持体上に形成された潜像を現像する現像手段を有し、形成されたトナー画像が転写される転写手段とを備えている画像形成装置において、
前記像担持体の回転方向に対して、前記転写手段の位置する転写部よりも下流で、且つ前記帯電手段の位置する帯電部よりも上流の位置にトナーの帯電極性と同極性の電圧が印加される帯電補助手段として、導電性を有する繊維で構成されたブラシ部材を有しており、ブラシを構成する繊維の繊度は0.5d(デニール)以上4d(デニール)以下であり、且つブラシの密度は300KF/inch2以上600KF/inch2以下で構成されており、
前記トナー画像を形成するトナーは、前記トナーの帯電極性とは逆の帯電極性である無機微粒子を添加したトナーであり、
該無機微粒子の平均一次粒径は該添加させるトナー母体粒子の平均一次粒径の1/20以下で、トナーの凝集度が15%以上であり、該無機微粒子のトナー母体粒子に対する添加量は0.2質量%以上で、且つトナー母体粒子に対する該無機微粒子の遊離率は15個数%以上であることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier, a charging unit that charges the surface of the image carrier, and a developing unit that develops the latent image formed on the image carrier, and a transfer unit to which the formed toner image is transferred. In the image forming apparatus provided,
A voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied to a position downstream of the transfer portion where the transfer means is located and upstream of the charging portion where the charging means is located with respect to the rotation direction of the image carrier. The charging auxiliary means includes a brush member made of conductive fibers, and the fineness of the fibers constituting the brush is not less than 0.5d (denier) and not more than 4d (denier), and the density of the brush is composed of 300KF / inch 2 or more 600KF / inch 2 or less,
The toner forming the toner image is a toner to which inorganic fine particles having a charging polarity opposite to the charging polarity of the toner are added,
The average primary particle size of the inorganic fine particles is 1/20 or less of the average primary particle size of the toner base particles to be added, the degree of aggregation of the toner is 15% or more, and the addition amount of the inorganic fine particles to the toner base particles is 0.2. An image forming apparatus, wherein the inorganic fine particles have a liberation ratio of 15% by number or more with respect to toner base particles.
前記無機微粒子の平均一次粒径は30nm以上300nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein an average primary particle size of the inorganic fine particles is 30 nm or more and 300 nm or less. 前記トナーの帯電極性と同極性の電圧が印加される帯電補助手段は、転写された後残留したトナーをトナーの帯電極性と同極性に帯電するトナー帯電手段であり、前記トナー帯電手段で帯電されたトナーは前記現像装置で再び回収されるクリーナレスシステムであることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。   The auxiliary charging means to which a voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner is applied is a toner charging means for charging the toner remaining after the transfer to the same polarity as the charging polarity of the toner, and is charged by the toner charging means. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner is a cleanerless system in which the toner is collected again by the developing device. 前記帯電補助手段を構成する繊維は、公定水分量(温度20℃湿度65%環境下での吸湿率)が6%以下の合成繊維を用いたブラシであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。   The fiber constituting the charging auxiliary means is a brush using a synthetic fiber having an official moisture amount (moisture absorption rate in an environment where the temperature is 20 ° C and the humidity is 65%) of 6% or less. The image forming apparatus according to any one of the above. 前記トナーに添加する無機微粒子は、疎水化処理された微粒子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。   5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the inorganic fine particles added to the toner are hydrophobized fine particles. 前記トナーに外添する無機微粒子は、立方体もしくは、直方体の粒子形状を有していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。   6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the inorganic fine particles added externally to the toner have a cubic or rectangular parallelepiped particle shape. 前記トナーに外添する無機微粒子は、ペロブスカイト型のチタン酸ストロンチウム結晶の微粒子であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成装置。   7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the inorganic fine particles externally added to the toner are perovskite-type strontium titanate crystal fine particles. 前記像担持体の表面は、温度25℃湿度50%の環境下でビッカース四角錐ダイヤモンド圧子を用いて硬度試験を行い,最大荷重6mNで押し込んだときのHU(ユニバーサル硬さ値)が150N/mm以上220N/mm以下であり、且つ弾性変形率Weが45%以上65%以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成装置。 The surface of the image carrier is subjected to a hardness test using a Vickers square pyramid diamond indenter in an environment of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50%, and a HU (universal hardness value) when pressed at a maximum load of 6 mN is 150 N / mm. 2 or more 220 N / mm 2 or less, and an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7 elastic deformation rate We are equal to or less than 65% more than 45%.
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