JP2008129128A - Developing device, process cartridge and image forming apparatus equipped with the same and image forming method - Google Patents

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Kunihiro Oyama
邦啓 大山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing device which avoids faulty scooping of developer by a stirring conveyance means and can form a high-quality image. <P>SOLUTION: The developing device has: a partition wall 47Y which divides a housing section housing developer into two to form first and second supply sections; a first conveyance screw 43Y in the first supply section; a second conveyance screw 44Y in the second supply section; a developing roller 42Y which is disposed above and adjacently to the first conveyance screw 43Y and supplies developer conveyed by the first and second conveyance screws to a photoreceptor 11Y to develop an electrostatic latent image; and a regulation blade 45Y which is disposed above the developing roller and regulates the layer thickness of developer, wherein a layer thickness regulation member 50Y which comes in contact with developer moving along the developing roller 42Y and on the upper side of the first conveyance screw 43Y and regulates the layer thickness of developer in the first supply section is attached to the partition wall 47Y, and the cross-sectional area of blades of the first conveyance screw is made larger than that of blades of the second conveyance screw. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザーを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ又はそれらを組み合わせた複合機をはじめとする電子写真方式を用いて潜像担持体上に形成した画像を記録媒体に記録する画像形成装置に適用される現像装置、これを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置並びにこれらを用いた画像形成方法に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus for recording an image formed on a latent image carrier on a recording medium using an electrophotographic system including a copying machine using a laser, a printer, a facsimile, or a combination machine combining them. The present invention relates to a developing device to be applied, a process cartridge and an image forming apparatus including the developing device, and an image forming method using the same.

従来、像担持体上に形成された静電潜像を顕在化させる方法として、非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤を用いた二成分現像方法が広く用いられている。この現像方法に適用される二成分現像装置は、別に設けられたトナー供給部からトナーが補給される。トナーを現像装置内の攪拌手段によって攪拌し、現像剤担持体(現像ローラ)に担持させ、この現像剤を用いて像担持体の静電潜像を可視像化する。トナー供給部からのトナーは攪拌手段で十分に攪拌、搬送されながら現像ローラに担持されるが、現像剤の量が少なすぎると、現像剤面の高さが低くなり、現像ローラへの供給が不足し、攪拌搬送手段としてのスクリュピッチのムラが画像に影響を与えることがある。このような不都合を防ぐために、現像剤の量を増やし、剤面の高さを高くしようとしても、近年は、現像装置に現像剤収容スペースを設けてあらかじめ現像装置内に現像剤を収納することが主流となっているため、その量にも限界があり、剤面を十分高くするだけの現像剤量を確保するのは困難となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a two-component development method using a two-component developer composed of a nonmagnetic toner and a magnetic carrier has been widely used as a method for revealing an electrostatic latent image formed on an image carrier. In the two-component developing device applied to this developing method, toner is replenished from a toner supply unit provided separately. The toner is stirred by a stirring means in the developing device and is carried on a developer carrier (developing roller), and the electrostatic latent image on the image carrier is visualized using this developer. The toner from the toner supply unit is carried on the developing roller while being sufficiently agitated and conveyed by the agitating means. However, if the amount of the developer is too small, the height of the developer surface is lowered, and the toner is not supplied to the developing roller. Insufficient screw pitch unevenness as agitating and conveying means may affect the image. In order to prevent such inconvenience, in recent years, even if the amount of the developer is increased and the height of the surface of the developer is increased, a developer storage space is provided in the developing device and the developer is stored in advance in the developing device. However, there is a limit to the amount thereof, and it is difficult to secure an amount of developer sufficient to make the surface of the agent sufficiently high.

このような現像装置に関する従来技術として、例えば特許文献1には、現像剤容器内に補給されたトナーと現像剤(キャリア)との混合・攪拌を十分行わせて、現像剤内にトナーを均一に分配することにより濃度ムラ、トナー飛散のない画像を形成する装置を提供することを目的として開発された装置であって、補給トナーを現像剤容器内の搬送スクリュの回転方向上流側の現像剤へ案内するトナーガイドを前記現像剤容器のトナー補給口近傍に設けた現像装置が開示されている。   As a conventional technique related to such a developing device, for example, in Patent Document 1, the toner supplied in the developer container and the developer (carrier) are sufficiently mixed and agitated to uniformly distribute the toner in the developer. Is an apparatus developed for the purpose of providing an apparatus that forms an image without density unevenness and toner scattering by distributing the toner to the developer, and the developer on the upstream side in the rotation direction of the transport screw in the developer container A developing device is disclosed in which a toner guide for guiding the toner is provided in the vicinity of a toner supply port of the developer container.

特開2004−069789号公報JP 2004-069789 A

しかし、特許文献1に記載された技術は、現像剤内にトナーを供給する構成になっているので、剤面の高さ(圧力)によって、トナーの取り込み量が変化する。また現像剤担持体と搬送スクリュ部にある空間部のために剤面の高さを十分に維持できないために、スクリュピッチムラが発生しやすいという問題がある。
ところで、最近は現像装置のトルクを低減させるか、または現像剤に対するストレスを低減させるために現像ローラが汲み上げ、保持する現像剤量を少なめに設定する現像装置が多く見られる。但し、このような装置の場合、第1の攪拌手段の振れ等の影響が顕著に現れ易く、振れ等が悪い第1の攪拌手段を使用した場合は、スクリュピッチムラ等の異常画像が現れるという問題がある。特に、攪拌手段の強度の関係上、振れの影響が出やすく、撓みやすい攪拌手段中央部に振れの影響が顕著に表れる。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その課題は、現像剤攪拌搬送手段による現像剤の汲み上げ不良(ピッチムラ)をなくし、高品質の画像を形成することができる信頼性の高い現像装置を提供することにある。また、本発明の別の課題は、このような現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置並びにこれらを適用した画像形成方法を提供することにある。
However, since the technique described in Patent Document 1 is configured to supply toner into the developer, the amount of toner taken in varies depending on the height (pressure) of the agent surface. Further, since the height of the surface of the developer cannot be sufficiently maintained because of the space in the developer carrier and the conveying screw, there is a problem that screw pitch unevenness is likely to occur.
Recently, there are many developing devices in which the developing roller pumps up and holds a small amount of developer in order to reduce the torque of the developing device or reduce the stress on the developer. However, in the case of such an apparatus, the influence of the shake of the first stirring means is likely to appear remarkably, and when the first stirring means having a bad shake or the like is used, an abnormal image such as screw pitch unevenness appears. There's a problem. In particular, due to the strength of the stirring means, the influence of the shake is likely to occur, and the influence of the shake appears remarkably in the central portion of the stirring means that is easily bent.
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its problem is to eliminate poor developer pumping (pitch unevenness) by the developer agitating and conveying means and to form a high-quality image. An object of the present invention is to provide a highly reliable developing device that can be used. Another object of the present invention is to provide a process cartridge and an image forming apparatus provided with such a developing device, and an image forming method to which these are applied.

上記課題を解決するため、本発明に係る現像装置は、現像剤を収容する現像剤収容部を2分割して第1供給部と第2供給部を形成する仕切り壁と、前記第1供給部内に設けられた第1攪拌手段と、前記第2供給部内に設けられた第2攪拌手段と、前記第1供給部の第1攪拌手段の上方に隣接するように配置され、前記第1及び第2攪拌手段によって搬送される現像剤を感光体に供給して前記感光体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の上方に配置され現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制ブレードとを有する現像装置において、前記仕切り壁に、前記第1攪拌手段の上側を前記現像剤担持体に沿って移動する現像剤に接触し、前記第1供給部内の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材を取り付け、前記第1攪拌手段のスクリュ羽根の断面積を前記第2攪拌手段のスクリュ羽根の断面積よりも大きくしたことを特徴とする。
この場合において、前記第1攪拌手段の回転軸の中央部の軸径を両端部の軸径よりも太くすることが好ましい。
また、前記第1攪拌手段の回転軸の前記軸径が太い中央部と前記軸径が細い両端部との間に、順次軸径が変化するテーパ部を設けることが好ましい。
In order to solve the above-described problems, a developing device according to the present invention includes a partition wall that divides a developer accommodating portion that accommodates a developer into two parts to form a first supply portion and a second supply portion, and an inside of the first supply portion. A first agitation unit provided in the second supply unit, a second agitation unit provided in the second supply unit, and a first agitation unit adjacent to the first supply unit of the first supply unit. (2) A developer carrying member for supplying the developer conveyed by the agitating means to the photosensitive member to develop the electrostatic latent image on the photosensitive member, and a developer carrying member disposed above the developer carrying member. And a regulating blade that regulates the layer thickness of the developer to be brought into contact with the developer that moves above the first stirring means along the developer carrier on the partition wall, 1 Install a layer thickness regulating member that regulates the layer thickness of the developer in the supply section. The cross-sectional area of the screw blade of the first stirring means, characterized in that the sectional area of the screw blades of the second agitating means.
In this case, it is preferable that the shaft diameter of the central portion of the rotation shaft of the first stirring means is larger than the shaft diameters of both end portions.
Moreover, it is preferable to provide a taper part in which an axial diameter changes one by one between the central part with a large shaft diameter of the rotating shaft of the first stirring means and both end parts with a thin shaft diameter.

本発明に係るプロセスカートリッジは、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置に適用され、前記像担持体と、少なくとも前記現像装置とを一体化し、画像形成装置本体に着脱自在に形成されたプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置は、上述した何れか1つの現像装置であることを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、前記現像装置は、上述した何れか1つの現像装置又は上記プロセスカートリッジを構成する現像装置であることを特徴とする。
The process cartridge according to the present invention includes an image carrier that carries an electrostatic latent image, a charging device that charges the image carrier, and a development region that bears a developer on the developer carrier and faces the image carrier. A developing device that develops the electrostatic latent image on the image carrier to form a toner image, and a transfer residual toner remaining on the image carrier after the developed toner image is transferred to a transfer material. In a process cartridge which is applied to an image forming apparatus having a cleaning device to be removed, and in which the image carrier and at least the developing device are integrated and detachably formed on the image forming apparatus main body, the developing device is Any one of the developing devices described above is characterized.
In addition, an image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier that carries an electrostatic latent image, a charging device that charges the image carrier, a developer carried on a developer carrier, and opposed to the image carrier. And a developing device that develops the electrostatic latent image on the image carrier and converts it into a toner image by transferring it to a developing area, and transfers the developed toner image onto a transfer material and then remains on the image carrier In the image forming apparatus having a cleaning device for removing residual toner, the developing device is any one of the developing devices described above or a developing device constituting the process cartridge.

本発明の画像形成方法は、上述した何れか1つの現像装置もしくは上述したプロセスカートリッジを備えた画像形成装置又は上記画像形成装置を用いた画像形成方法において、現像剤として、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を用いることを特徴とする。
この場合において、前記磁性粒子の粒径は、20〜50μmであることが好ましい。
また、前記磁性粒子は、磁性体からなる芯材に、熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分と帯電調整剤とを含有する樹脂コート膜を被覆したものであることが好ましい。
更に、前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーであることが好ましい。
更にまた、前記トナーは、体積平均粒径が3〜8μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあるものであってもよい。
更にまた、前記トナーは、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあるものであってもよい。
更にまた、前記トナーは、略球形状であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあるものとすることができる。
In the image forming method of the present invention, toner and magnetic particles are used as a developer in any one of the developing devices described above, the image forming device including the process cartridge described above, or the image forming method using the image forming device. It is characterized by using a two-component developer containing.
In this case, the particle size of the magnetic particles is preferably 20 to 50 μm.
The magnetic particles are preferably obtained by coating a core material made of a magnetic material with a resin coating film containing a resin component obtained by crosslinking a thermoplastic resin and a melanin resin and a charge control agent.
Further, the toner is obtained by crosslinking and / or crosslinking a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent in an organic solvent is dispersed in an aqueous medium. A toner obtained by an extension reaction is preferable.
Furthermore, the toner has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) in the range of 1.00 to 1.40. It may be in.
Furthermore, the toner may have a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.
Furthermore, the toner has a substantially spherical shape, and the shape is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), and the major axis r1 and minor axis r2. And the ratio (r3 / r2) of the thickness r3 to the minor axis r2 is in the range of 0.7 to 1.0. can do.

本発明の現像装置によれば、第1供給部内の現像剤の層厚が安定して不良画像がなくなると共に、第1搬送スクリュの回転軸が撓みにくくなり、振れが改善され、長手方向中央部の現像剤の汲み上げに対する悪影響を低減することができる。
本発明のプロセスカートリッジによれば、第1供給部内の現像剤の層厚が安定して不良画像がなくなると共に、第1搬送スクリュの回転軸が撓みにくくなり、現像剤の汲み上げに対する悪影響が低減する。また、メンテナンス性が向上し、故障時等における現状復帰が容易となる。
本発明の画像形成装置によれば、現像装置における第1供給部内の現像剤の層厚が安定し、第1搬送スクリュの回転軸が撓みにくくなるので、不良画像がなくなり、高品質の画像を安定して形成することができる。
本発明の画像形成方法によれば、現像むらをなくし、ドット再現性に優れた高品質の画像を長期間安定して形成することができる。
According to the developing device of the present invention, the layer thickness of the developer in the first supply unit is stable and the defective image is eliminated, and the rotation shaft of the first conveying screw is difficult to bend, the shake is improved, and the central portion in the longitudinal direction is improved. The adverse effect on the pumping up of the developer can be reduced.
According to the process cartridge of the present invention, the layer thickness of the developer in the first supply unit is stabilized and defective images are eliminated, and the rotation shaft of the first conveying screw is difficult to be bent, and the adverse effect on the pumping of the developer is reduced. . In addition, maintainability is improved and the current state can be easily restored in the event of a failure.
According to the image forming apparatus of the present invention, the layer thickness of the developer in the first supply unit in the developing device is stabilized, and the rotating shaft of the first conveying screw is difficult to be bent, so that a defective image is eliminated and a high-quality image is obtained. It can be formed stably.
According to the image forming method of the present invention, uneven development can be eliminated, and a high-quality image excellent in dot reproducibility can be stably formed for a long period of time.

以下に、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタの概略構成図である。
図1において、このレーザプリンタのほぼ中央部には、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための4組のトナー像形成部1Y、1M、1C、1K(以下、各符号の添字Y、M、C、Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す)が配設されている。トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kは、転写紙100の移動方向(図中の矢印Aに沿ってベルト60が走行する方向)における上流側から順に配置されている。トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kにはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kと、現像ユニットとが設けられている。各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kは、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように、且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、配置されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, four sets of toner image forming portions 1Y for forming images of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are provided at the substantially central portion of the laser printer. 1M, 1C, and 1K (hereinafter, the subscripts Y, M, C, and K of the respective symbols indicate members for yellow, magenta, cyan, and black, respectively). The toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are sequentially arranged from the upstream side in the moving direction of the transfer paper 100 (the direction in which the belt 60 travels along the arrow A in the drawing). The toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are provided with photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K as image carriers and a developing unit, respectively. The toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are arranged so that the rotation axes of the photosensitive drums are parallel to each other and arranged at a predetermined pitch in the transfer paper moving direction.

また、このレーザプリンタには、上記トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kのほか、光書き込みユニット2、給紙カセット3、4、レジストローラ対5、転写紙100を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト60を有するベルト駆動装置としての転写ユニット6、ベルト定着方式の定着ユニット7、排紙トレイ8等が設けられている。
更に、このレーザプリンタには、手差しトレイMF、トナー補給容器TCが設けられており、図示省略した廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースS中に設けられている。図1中の一点鎖線は、転写紙100の搬送経路を示している。
光書き込みユニット2は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面にレーザー光を走査しながら照射し、静電潜像を形成する。
In addition to the toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, the laser printer carries the optical writing unit 2, the paper feed cassettes 3, 4, the resist roller pair 5, and the transfer paper 100 to carry each toner image. A transfer unit 6 as a belt driving device having a transfer conveyance belt 60 as a transfer conveyance member that conveys the transfer position so as to pass through a transfer position of the forming unit, a fixing unit 7 of a belt fixing system, a paper discharge tray 8, and the like are provided. .
Further, this laser printer is provided with a manual feed tray MF and a toner replenishing container TC, and a waste toner bottle, a duplex / reversing unit, a power supply unit, etc. (not shown) are also provided in a space S indicated by a two-dot chain line. ing. A one-dot chain line in FIG. 1 indicates a conveyance path of the transfer paper 100.
The optical writing unit 2 includes a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, and the like, and irradiates the surface of each of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K while scanning the laser beam based on the image data. An electrostatic latent image is formed.

このような構成のレーザプリンタにおいて、給紙カセット3、4又は手差しトレイMFから給送された転写紙100は、図示省略した搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対5が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対5により所定のタイミングで送出された転写紙100は、転写搬送ベルト60に担持され、各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
各トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの感光体ドラム11Y、11M、11C、11K上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙100に重ね合わされ、転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙100上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙100上にはフルカラートナー像が形成される。トナー像転写後の感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
一方、フルカラートナー像が転写された転写紙100は、後流の定着ユニット7でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドGの回動姿勢に対応して、第1の排紙方向Bまたは第2の排紙方向Cに向かう。第1の排紙方向Bから排紙トレイ8上に排出される場合、画像面が下側になる、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方、第2の排紙方向Cに排出される場合には、図示していない別の後処理装置(ソータ、綴じ装置など)に向け搬送させるとか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対5に搬送される。
In the laser printer having such a configuration, the transfer paper 100 fed from the paper feed cassettes 3 and 4 or the manual feed tray MF is transported by a transport roller while being guided by a transport guide (not shown), and a registration roller pair 5 is provided. Sent to the paused position. The transfer paper 100 delivered at a predetermined timing by the registration roller pair 5 is carried on the transfer conveyance belt 60, conveyed toward the toner image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, and passes through the transfer nips. .
The toner images developed on the toner drums 11Y, 11M, 11C, and 11K of the toner image forming portions 1Y, 1M, 1C, and 1K are superimposed on the transfer paper 100 at the transfer nips, respectively, and transferred electric fields and nip pressures. Is transferred onto the transfer paper 100 in response to the above action. By this superposition transfer, a full-color toner image is formed on the transfer paper 100. The surfaces of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K after the toner image transfer are cleaned by a cleaning device, and are further discharged to prepare for the formation of the next electrostatic latent image.
On the other hand, the transfer paper 100 on which the full color toner image has been transferred is fixed in the first paper discharge direction B corresponding to the rotational posture of the switching guide G after the full color toner image is fixed by the downstream fixing unit 7. Or, it goes in the second paper discharge direction C. When the paper is discharged from the first paper discharge direction B onto the paper discharge tray 8, it is stacked in a so-called face-down state in which the image surface is on the lower side. On the other hand, when the paper is discharged in the second paper discharge direction C, it is conveyed toward another post-processing device (not shown) (such as a sorter or a binding device) or again for double-sided printing via a switchback unit. It is conveyed to the registration roller pair 5.

次に、図1の現像装置について詳細に説明する。
図2は、図1のトナー像形成部における現像装置を示す断面図である。
図2において、現像装置40Yには、そのケーシングの開口から一部が露出するように配設された現像剤担持体としての現像ローラ42Yが設けられている。また、ケーシング内の第1供給部には、第1搬送スクリュ43Y、第2供給部には第2搬送スクリュ44Yが設けられ、規制ブレード45Y、トナー濃度センサ(以下、Tセンサという)46Yなども設けられている。第1搬送スクリュ43Yと、第2搬送スクリュ44Yがそれぞれ設けられた領域は、仕切り壁47Yによって仕切られている。即ち、仕切り壁47Yにより、現像ローラ42Y及び第1搬送スクリュ43Yが設けられた第1供給部と、第2搬送スクリュ44Yが設けられた第2供給部とがケーシング内で仕切られている。
現像装置のケーシング内には、磁性粒子(以下、磁性キャリアともいう)、マイナス帯電性のYトナーとを含む二成分現像剤49Yが収容されている。二成分現像剤49Yは第1搬送スクリュ43Y、第2搬送スクリュ44Yによって撹拌搬送されながら摩擦帯電した後、現像ローラ42Yの表面に担持される。そして、規制ブレード45Yによってその層厚が規制されてから感光体11Yに対向する現像領域に搬送され、感光体11Y上の静電潜像にYトナーを付着させる。この付着により、感光体11Y上にYトナー像が形成される。現像によってYトナーが消費された二成分現像剤は、現像ローラ42Yの回転に伴ってケーシング内に戻される。
Next, the developing device of FIG. 1 will be described in detail.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the developing device in the toner image forming unit of FIG.
In FIG. 2, the developing device 40Y is provided with a developing roller 42Y as a developer carrying member disposed so as to be partially exposed from the opening of the casing. The first supply unit in the casing is provided with a first transfer screw 43Y, the second supply unit is provided with a second transfer screw 44Y, a regulation blade 45Y, a toner concentration sensor (hereinafter referred to as T sensor) 46Y, and the like. Is provided. The regions where the first transport screw 43Y and the second transport screw 44Y are respectively provided are partitioned by a partition wall 47Y. That is, the partition wall 47Y partitions the first supply unit provided with the developing roller 42Y and the first conveyance screw 43Y and the second supply unit provided with the second conveyance screw 44Y within the casing.
A two-component developer 49Y containing magnetic particles (hereinafter also referred to as a magnetic carrier) and negatively chargeable Y toner is accommodated in the casing of the developing device. The two-component developer 49Y is frictionally charged while being agitated and conveyed by the first conveying screw 43Y and the second conveying screw 44Y, and then carried on the surface of the developing roller 42Y. Then, after the layer thickness is regulated by the regulating blade 45Y, it is conveyed to the developing area facing the photoreceptor 11Y, and Y toner is attached to the electrostatic latent image on the photoreceptor 11Y. This adhesion forms a Y toner image on the photoreceptor 11Y. The two-component developer whose Y toner has been consumed by the development is returned into the casing as the developing roller 42Y rotates.

第1搬送スクリュ43Yは、図示省略した駆動手段によって回転駆動し、第1供給部内の二成分現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ローラ42Yに供給する。第1搬送スクリュ43Yによって第1供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切り壁47Yに設けられた図示しない開口部を通って第2供給部内に進入する。第2供給部内において、第2搬送スクリュ44Yは、図示省略した駆動手段によって回転駆動し、第1供給部から送られてくる二成分現像剤を第1搬送スクリュ43Yとは逆方向に搬送する。第2搬送スクリュ44Yによって第2供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切り壁47Yに設けられたもう一方の開口部(図示省略)を通って第1供給部内に戻る。
透磁率センサからなるTセンサ46Yは、上記第2供給部の中央付近の底壁に設けられ、その上を通過する二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Tセンサ46YはYトナー濃度に応じた値の電圧を出力する。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。制御部は、RAMを備えており、この中にTセンサ46Yからの出力電圧の目標値であるY用Vtrefが格納されている。また、他の現像装置に搭載された図示しないTセンサからの出力電圧の目標値であるM用Vtref、C用Vtref、K用Vtrefのデータも格納されている。Y用Vtrefは、図示省略したYトナー搬送装置の駆動制御に用いられる。具体的には、制御部は、Tセンサ46Yからの出力電圧の値をY用Vtrefに近づけるように、図示しないYトナー搬送装置を駆動制御して第2供給部内にYトナーを補給させる。この補給により、現像装置40Y内の二成分現像剤49YのYトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスカートリッジの現像装置についても、同様のトナー補給制御が実施される。
The first transport screw 43Y is rotationally driven by a driving unit (not shown) and supplies the two-component developer in the first supply unit to the developing roller 42Y while transporting from the front side to the back side in the drawing. The two-component developer conveyed to the vicinity of the end of the first supply unit by the first conveyance screw 43Y enters the second supply unit through an opening (not shown) provided in the partition wall 47Y. In the second supply unit, the second transport screw 44Y is rotationally driven by a driving unit (not shown), and transports the two-component developer sent from the first supply unit in a direction opposite to the first transport screw 43Y. The two-component developer conveyed to the vicinity of the end of the second supply unit by the second conveyance screw 44Y returns to the first supply unit through the other opening (not shown) provided in the partition wall 47Y.
The T sensor 46Y including a magnetic permeability sensor is provided on the bottom wall near the center of the second supply unit, and outputs a voltage having a value corresponding to the magnetic permeability of the two-component developer passing therethrough. Since the magnetic permeability of the two-component developer has a certain degree of correlation with the toner concentration, the T sensor 46Y outputs a voltage having a value corresponding to the Y toner concentration. This output voltage value is sent to a control unit (not shown). The control unit includes a RAM, in which Y Vtref that is a target value of the output voltage from the T sensor 46Y is stored. In addition, data for M voltage Vtref, C voltage Vtref, and K voltage Vtref, which are target values of output voltage from a T sensor (not shown) mounted in another developing device, are also stored. The Y Vtref is used for driving control of a Y toner conveying device (not shown). Specifically, the control unit drives and controls a Y toner conveyance device (not shown) so that the value of the output voltage from the T sensor 46Y approaches the V Vref for Y, and replenishes Y toner into the second supply unit. By this replenishment, the Y toner density of the two-component developer 49Y in the developing device 40Y is maintained within a predetermined range. Similar toner replenishment control is performed for the developing devices of the other process cartridges.

次に、本実施形態における特徴部分について詳細に説明する。
図3は、本実施形態の特徴部分である現像装置の具体的構成を示す断面図である。
図3において、本実施形態に係る画像形成装置に適用される現像装置には、第1搬送スクリュ43Yの上側で現像ローラ42Yに沿って移動していく現像剤に接触する位置に、第1供給室内の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材50Yが設けられている。層厚規制部材50Yは、例えば仕切り壁47Yに固定されている。
層厚規制部材50Yがない状態(例えば図2)では、図4(a)、(b)に示したように、現像剤の剤面の高さが搬送スクリュピッチで凹凸になり、大きく波打つことになる。図4(a)は、従来技術における第1搬送スクリュ43Yの回転軸に沿った断面図、図4(b)は、回転軸に直角な断面図である。図4において、第1供給部内の現像剤の層厚は、スクリュピッチの影響を受け、上下に波打っている。このため、現像ローラ上に担持され移動する現像剤の量が、第1搬送スクリュ43Yのスクリュのある部分とない部分の影響を受け、現像ローラ上の現像剤層厚にムラが生じる。
本実施形態装置は、図3に示したように、現像剤の層厚規制部材50Yを設けたことにより、図5(a)、(b)に示したように、剤面自体が上昇するのでスクリュの影響を受けにくくなる。また、仮にスクリュの影響を受けたとしても、層厚規制部材50Yの現像ローラ42Yとの最近接部50aY(図3参照)において、現像剤担持体に担持されている現像剤と層厚規制部材50Yとが接触するように構成されているので、現像剤層厚のムラ(スクリュピッチムラ)を層厚規制形状50Yでならすことができる。図5(a)は、本実施形態における第1搬送スクリュ43Yの回転軸に沿った断面図、図5(b)は、回転軸に直角な断面図である。図5において、第1供給部内の現像剤の層高は、従来技術の層厚に比べて高くなっており、スクリュピッチの影響を受けることは殆どない。
層厚規制部材50Yは、現像ケースの仕切り壁47Yに、例えば両面テープで取り付けられている。従って現像剤の量によって規制部材の現像剤担持体との最近接部のGAPを最適化する形状を任意に選ぶことができる。
Next, the characteristic part in this embodiment is demonstrated in detail.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the developing device which is a characteristic part of the present embodiment.
In FIG. 3, the developing device applied to the image forming apparatus according to the present embodiment has a first supply at a position in contact with the developer moving along the developing roller 42 </ b> Y above the first conveying screw 43 </ b> Y. A layer thickness regulating member 50Y that regulates the layer thickness of the developer in the room is provided. The layer thickness regulating member 50Y is fixed to the partition wall 47Y, for example.
In a state where the layer thickness regulating member 50Y is not present (for example, FIG. 2), as shown in FIGS. 4A and 4B, the height of the developer surface becomes uneven at the conveying screw pitch, and is greatly waved. become. FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the rotation axis of the first conveying screw 43Y in the prior art, and FIG. 4B is a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis. In FIG. 4, the layer thickness of the developer in the first supply unit is affected by the screw pitch and undulates up and down. For this reason, the amount of the developer carried and moved on the developing roller is affected by the portion where the screw of the first conveying screw 43Y is present and the portion where the screw is not present, and unevenness occurs in the thickness of the developer layer on the developing roller.
As shown in FIGS. 3A and 3B, the apparatus according to the present embodiment is provided with the developer layer thickness regulating member 50Y. As shown in FIGS. Less affected by screw. Even if it is affected by the screw, the developer carried on the developer carrier and the layer thickness regulating member at the closest portion 50aY (see FIG. 3) with the developing roller 42Y of the layer thickness regulating member 50Y. Since it is configured so as to be in contact with 50Y, the developer layer thickness unevenness (screw pitch unevenness) can be leveled with the layer thickness regulating shape 50Y. FIG. 5A is a cross-sectional view taken along the rotation axis of the first transport screw 43Y in the present embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis. In FIG. 5, the layer height of the developer in the first supply unit is higher than the layer thickness of the prior art, and is hardly affected by the screw pitch.
The layer thickness regulating member 50Y is attached to the partition wall 47Y of the developing case with double-sided tape, for example. Therefore, a shape that optimizes the GAP at the closest portion with the developer carrier of the regulating member can be arbitrarily selected depending on the amount of the developer.

図6は、図3の攪拌手段としての搬送スクリュ43Y、44Yの構成を示す説明図である。以下、図6を用いて、本実施例装置の特徴部分を、図7に示した従来技術と比較しつつ説明する。
図7は、従来技術における第1搬送スクリュ43Y及び第2搬送スクリュ44Yを示す説明図である。
図7において、従来技術は、第1搬送スクリュ43Yと第2搬送スクリュ44Yにおける回転軸の軸径、スクリュ断面積、スクリュピッチがほぼ同じであるため、体積もほぼ等しく、また現像剤の搬送速度もほぼ等しいものであった。
これに対して本実施形態(図6)では、第1搬送スクリュ43Yのスクリュ羽根の厚さを第2搬送スクリュ44Yのスクリュ羽根の厚さよりも厚くしている。換言すれば、本実施形態では、第1搬送スクリュ43Yのスクリュの断面形状を第2搬送スクリュ44Yのスクリュの断面形状よりも大きくしている。層厚規制部材50Yを設けることによって第1供給部内の現像剤は最近接部50aY(図3参照)を通過するようになるので、この付近の剤圧が上がる。剤圧が上がると第1搬送スクリュ43Yの長手方向中央部が撓みやすくなり、その状態で回転すると剤面の凹凸が大きくなる。第1搬送スクリュ43Yの撓みを防止するためにはスクリュの強度アップが必要となる。第1搬送スクリュ43Yのスクリュ断面積を大きくすることにより、第1搬送スクリュ43Yの強度が上がるので、軸が撓みにくくなって振れが改善され、現像剤の汲み上げに対する悪影響も低減される。
一方、第2搬送スクリュ44Yには第1搬送スクリュ43Yほどの強度は必要なく、また剤面が凹凸になったとしても画像には何ら悪影響を及ぼさないため、スクリュ断面積を増やす必要はない。なお、第2搬送スクリュ44Yのスクリュ断面積を増すことは過剰品質となり部品コストが上がる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the configuration of the conveying screws 43Y and 44Y as the stirring means in FIG. Hereinafter, the characteristic part of the apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. 6 in comparison with the prior art shown in FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a first transport screw 43Y and a second transport screw 44Y in the prior art.
In FIG. 7, in the prior art, the shaft diameters, screw cross-sectional areas, and screw pitches of the first transport screw 43Y and the second transport screw 44Y are substantially the same, so the volumes are substantially equal, and the developer transport speed is the same. Were almost equal.
On the other hand, in the present embodiment (FIG. 6), the thickness of the screw blades of the first transport screw 43Y is thicker than the thickness of the screw blades of the second transport screw 44Y. In other words, in the present embodiment, the cross-sectional shape of the screw of the first transport screw 43Y is made larger than the cross-sectional shape of the screw of the second transport screw 44Y. By providing the layer thickness regulating member 50Y, the developer in the first supply unit passes through the closest portion 50aY (see FIG. 3), so that the agent pressure in the vicinity increases. When the agent pressure increases, the central portion in the longitudinal direction of the first conveying screw 43Y becomes easy to bend, and if the agent pressure rotates, the unevenness of the agent surface increases. In order to prevent the bending of the first conveying screw 43Y, it is necessary to increase the strength of the screw. By increasing the screw cross-sectional area of the first conveying screw 43Y, the strength of the first conveying screw 43Y is increased, so that the shaft is difficult to bend and the runout is improved, and the adverse effect on the pumping of the developer is reduced.
On the other hand, the second conveying screw 44Y does not need to be as strong as the first conveying screw 43Y, and even if the surface of the agent becomes uneven, there is no adverse effect on the image, so there is no need to increase the screw cross-sectional area. It should be noted that increasing the screw cross-sectional area of the second conveying screw 44Y results in excessive quality and increases the part cost.

本実施形態の画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、現像装置として、図3の現像装置を用いたものであり、このような本実施形態によれば、第1搬送スクリュ43Yの上側で現像ローラ42Y上を移動していく現像剤に接触する位置に第1供給部内の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材50Yを設けると共に、第1搬送スクリュ43Yの搬送部、即ちスクリュ羽根の断面積を第2搬送スクリュ44Yの搬送部であるスクリュ羽根の断面積よりも大きくしたことにより、第1供給部内の現像剤の層厚が安定して不良画像がなくなるうえ、第1搬送スクリュの撓みがなくなり、振れが改善され、長手方向中央部の現像剤の汲み上げに対する悪影響が低減する。
また、本実施形態によれば、攪拌手段としての搬送スクリュによる現像剤の汲み上げ不良(ピッチムラ)を規制部材でならす効果および規制部材で現像剤の攪拌が強固になる効果により、現像ピッチムラ画像の発生しない信頼性の高い装置となる。
The image forming apparatus according to the present embodiment includes an image carrier that carries an electrostatic latent image, a charging device that charges the image carrier, and a developer that carries the developer on the developer carrier and faces the image carrier. A developing device that transports the toner image to a region and develops the latent image on the image carrier to form a toner image, and removes transfer residual toner remaining on the image carrier after the developed toner image is transferred to a transfer material In the image forming apparatus having the cleaning device, the developing device shown in FIG. 3 is used as the developing device. According to this embodiment, the developing roller 42Y is placed on the upper side of the first conveying screw 43Y. A layer thickness regulating member 50Y that regulates the layer thickness of the developer in the first supply unit is provided at a position in contact with the moving developer, and the cross-sectional area of the conveyance unit of the first conveyance screw 43Y, that is, the screw blade is set to the first. 2 of transport screw 44Y By making it larger than the cross-sectional area of the screw blade that is the feeding part, the layer thickness of the developer in the first supply part is stabilized and the defective image is eliminated, the deflection of the first conveying screw is eliminated, and the vibration is improved, The adverse effect on the pumping up of the developer in the center in the longitudinal direction is reduced.
In addition, according to the present embodiment, the development pitch unevenness image is generated by the effect of smoothing the developer pumping failure (pitch unevenness) by the conveying screw as the stirring means by the regulating member and the effect of strengthening the developer stirring by the regulating member. It will be a highly reliable device.

本実施形態において、現像装置40を、感光体11と一体化してプロセスカートリッジを形成することが好ましい。プロセスカートリッジは、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置に適用され、前記像担持体と、前記現像装置とを含み、これに必要に応じて前記帯電装置及び/又は前記クリーニング装置を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したものである。なお、このプロセスカートリッジには、現像装置として、図3の現像装置を適用する。
図8は、プロセスカートリッジの概略構成を示す模式図である。
図8において、このプロセスカートリッジは、帯電手段105、現像手段106、感光体107、クリーニング手段108とから主として成り立っている。
図3の現像装置を用いたプロセスカートリッジを備えた画像形成装置において、感光体は所定の周速度で回転駆動する。感光体は回転過程において、帯電手段によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、その後、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、これによって、感光体の周面に静電潜像が順次形成される。形成された静電潜像は、現像手段によりトナー現像され、現像されたトナー像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期して給送された転写材に、転写手段により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物(コピー)として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリーニング手段によって転写残トナーが除去され、清浄面化され、更に、除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
In the present embodiment, the developing device 40 is preferably integrated with the photoconductor 11 to form a process cartridge. The process cartridge includes an image carrier that carries an electrostatic latent image, a charging device that charges the image carrier, and a developer that is carried on the developer carrier and conveyed to a development area that faces the image carrier. A developing device that develops a latent image on the image carrier into a toner image, and a cleaning device that removes transfer residual toner remaining on the image carrier after the developed toner image is transferred to a transfer material. The image forming apparatus includes the image carrier and the developing device, and supports the charging device and / or the cleaning device integrally as necessary, and is detachable from the image forming apparatus main body. Formed. Note that the developing device of FIG. 3 is applied to the process cartridge as a developing device.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the process cartridge.
In FIG. 8, this process cartridge mainly comprises a charging unit 105, a developing unit 106, a photoconductor 107, and a cleaning unit 108.
In the image forming apparatus provided with the process cartridge using the developing device of FIG. 3, the photosensitive member is rotationally driven at a predetermined peripheral speed. In the rotation process, the photosensitive member is charged uniformly with positive or negative predetermined potential on its peripheral surface by the charging means, and then receives image exposure light from image exposure means such as slit exposure and laser beam scanning exposure, thereby Then, electrostatic latent images are sequentially formed on the peripheral surface of the photoreceptor. The formed electrostatic latent image is developed with toner by the developing unit, and the developed toner image is fed from the paper feeding unit between the photosensitive member and the transferring unit in synchronization with the rotation of the photosensitive member. Then, the images are sequentially transferred by the transfer means. The transfer material that has received the image transfer is separated from the surface of the photosensitive member, introduced into the image fixing means, and fixed, and printed out as a copy (copy). The surface of the photoconductor after the image transfer is cleaned by removing the transfer residual toner by a cleaning means, and after being discharged, it is repeatedly used for image formation.

図3の現像装置を適用したプロセスカートリッジを備えた画像形成装置によれば、上述した実施形態と同様、現像ローラの上方に前記現像ローラ上の現像剤量を規制する規制部材を有し、前記現像剤を攪拌しながら搬送する第1の攪拌手段と、前記第1の攪拌手段に対して現像剤担持体の反対側に設けられた第2の攪拌手段と、前記第1及び第2攪拌手段の間に仕切壁を有する現像装置において、前記第1の攪拌手段の上側で現像剤担持体上を移動していく現像剤に接触する位置に現像剤層厚規制部材50が前記仕切壁47に取り付けられていると共に、第1搬送スクリュの回転軸が補強されているので(図6参照)ので、攪拌手段補強効果により軸が撓まなくなり、振れが改善され、長手方向中央部の現像剤の汲み上げに対する悪影響が低減され、また、これと同時に搬送攪拌手段による現像剤の汲み上げ不良(ピッチムラ)を規制部材でならす効果および規制部で現像剤の攪拌が強固になることにより現像ピッチムラ画像の発生しない信頼性の高い画像形成装置となる。また、このような効果に加え、メンテナンス性が向上し、例えば、感光体又は現像装置が故障もしくは寿命に至った場合であっても、カートリッジ全体を例えば新品と交換することによって容易に現状復帰させることができる。 According to the image forming apparatus including the process cartridge to which the developing device of FIG. 3 is applied, similarly to the above-described embodiment, the image forming apparatus has a regulating member that regulates the amount of developer on the developing roller above the developing roller, A first agitating means for conveying the developer while agitating; a second agitating means provided on the opposite side of the developer carrier relative to the first agitating means; and the first and second agitating means. In the developing device having a partition wall therebetween, the developer layer thickness regulating member 50 is placed on the partition wall 47 at a position in contact with the developer moving on the developer carrier above the first stirring means. Since the rotation shaft of the first conveying screw is reinforced (see FIG. 6), the shaft does not bend due to the stirrer reinforcing effect, the run-out is improved, and the developer at the central portion in the longitudinal direction is improved. Low adverse effect on pumping At the same time, the effect of smoothing the developer pumping failure (pitch unevenness) by the conveying and stirring means by the restricting member and the developer agitating at the restricting portion becomes strong, and the development pitch unevenness image does not occur and the image is highly reliable. It becomes a forming device. Further, in addition to such effects, the maintainability is improved. For example, even when the photoconductor or the developing device is out of order or has reached the end of its life, the entire state can be easily restored by replacing the entire cartridge with a new one, for example. be able to.

次に、上記実施形態の変形例について説明する。
図9は、上記実施形態の変形例における第1搬送スクリュ43Y、及び第2搬送スクリュ44Yの構成を示す図である。
図9において、第1搬送スクリュ43Yの回転軸中央部は、両端部の小径部432Yの軸径よりも太い、大径部431Yとなっている。
この実施形態によれば、第1搬送スクリュ43Yの回転軸の中央部の軸径を両端部の軸径よりも太くしたので、スクリュ軸における最も弱い長手方向中央部が補強され、これによって、軸の撓みがなくなり、振れが改善され、現像剤の汲み上げに対する悪影響も低減する。また、現像剤の層厚規制部材50Yを設けることによって、現像剤が最近接部50aYを通過するようになってこの付近の剤圧が上がるが、第1搬送スクリュ43Yの長手方向中央部が撓むことはなく、剤面の凹凸変化を抑制することができる。
Next, a modification of the above embodiment will be described.
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the first transport screw 43Y and the second transport screw 44Y in a modification of the embodiment.
In FIG. 9, the central part of the rotation shaft of the first conveying screw 43Y is a large diameter part 431Y that is thicker than the shaft diameter of the small diameter part 432Y at both ends.
According to this embodiment, since the shaft diameter of the central portion of the rotation shaft of the first conveying screw 43Y is made thicker than the shaft diameters of both end portions, the weakest longitudinal center portion of the screw shaft is reinforced, thereby Is eliminated, the run-out is improved, and the adverse effect on developer pumping is reduced. In addition, by providing the developer layer thickness regulating member 50Y, the developer passes through the closest portion 50aY and the pressure in the vicinity thereof increases, but the central portion in the longitudinal direction of the first conveying screw 43Y is bent. Therefore, the unevenness of the surface of the agent can be suppressed.

次に、本発明のもう一つの変形例について説明する。
図10は、もう一つの変形例における第1搬送スクリュ43Y、第2搬送スクリュ44Yの構成を示す図である。
図10において、第1搬送スクリュ43Yには、中央部の大径部431Yと、両端部の小径部432Yとの間に、それぞれ軸径が順次変化するテーパ部433Yが設けられている。
この実施形態によれば、第1搬送スクリュ43Yの軸径の太い部分と細い部分の段差部がなくなるので、段差部で滞り易い現像剤の流れがスムーズになり、異常画像の発生を抑制する効果がより向上する。
Next, another modification of the present invention will be described.
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the first transport screw 43Y and the second transport screw 44Y in another modification.
In FIG. 10, the first conveying screw 43Y is provided with a tapered portion 433Y having a shaft diameter that sequentially changes between a large-diameter portion 431Y at the center and a small-diameter portion 432Y at both ends.
According to this embodiment, since there is no step portion between the thick shaft portion and the thin portion of the first conveying screw 43Y, the flow of the developer that tends to stagnate at the step portion becomes smooth, and the effect of suppressing the occurrence of abnormal images is achieved. Will be improved.

次に、本発明に係る現像装置を備えた画像形成装置を用いた画像形成方法の実施形態について説明する。
本実施形態に係る画像形成方法は、例えば上記本発明に係る現像装置又はプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を用いた画像形成方法であって、現像剤としてトナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤を用いる。このとき、磁性粒子(キャリア粒子)の粒径は、従来よりも小さく、20μm以上、50μm以下とする。
キャリア粒子の粒径を小さくしたことにより、よりドット再現性に優れた画像を形成することができる。また、作像時の現像剤穂(キャリアチェーン)の太さを均一に細くすることができ、より緻密なトナーの受け渡しをすることができる。更に、現像ローラ(現像スリーブ)上の単一面積当たりにおける現像剤穂の密度が多くなるので、感光体上の潜像に隙間無くトナーの受け渡しが可能になる。これにより、よりドット再現性に優れた画像を形成することができるだけでなく、現像ムラが減少する。
キャリア粒径が50μmよりも大きいと、同じキャリア量で比較した場合に、キャリアの総表面積が小さくなってトナーの保有量が少なくなる。このため、トナー濃度の低下が生じ易くなる。この場合、汲み上げ量を増やして現像能力を維持することも可能であるが、トナー固着が発生しやすくなるという問題がある。一方、キャリア粒径が20μmよりも小さいと、マグローラによる磁力保持力が小さくなってキャリア飛散を生じ、感光体へのキャリア付着が増加する。なお、ドット再現性が高くなり、高画質になると現像ムラ等の再現性も高くなる虞がある。
Next, an embodiment of an image forming method using the image forming apparatus provided with the developing device according to the present invention will be described.
The image forming method according to the present embodiment is an image forming method using, for example, the developing device or the process cartridge according to the present invention, and includes two-component development including toner and magnetic particles as a developer. Use the agent. At this time, the particle size of the magnetic particles (carrier particles) is smaller than the conventional one, and is 20 μm or more and 50 μm or less.
By reducing the particle size of the carrier particles, it is possible to form an image with more excellent dot reproducibility. Further, the thickness of the developer spike (carrier chain) at the time of image formation can be uniformly reduced, and more precise toner can be delivered. Further, since the density of developer spikes per unit area on the developing roller (developing sleeve) is increased, toner can be delivered to the latent image on the photoreceptor without a gap. As a result, it is possible not only to form an image with more excellent dot reproducibility but also to reduce development unevenness.
When the carrier particle diameter is larger than 50 μm, the total surface area of the carrier is reduced and the toner holding amount is reduced when compared with the same carrier amount. For this reason, the toner density is likely to decrease. In this case, it is possible to maintain the developing ability by increasing the pumping amount, but there is a problem that toner sticking easily occurs. On the other hand, if the carrier particle size is smaller than 20 μm, the magnetic force holding force by the mag roller is reduced, causing carrier scattering and increasing carrier adhesion to the photoreceptor. Note that dot reproducibility becomes high, and if the image quality becomes high, reproducibility such as development unevenness may be high.

磁性粒子は、例えば磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆した磁性粒子であって、前記樹脂コート膜が、熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有するものであることが好ましい。
具体的には、磁性粒子として、弾力性と強い接着力とを有するコート膜であって、膜厚よりも大きい径を有する粒子を表面に含有したコート膜で被覆したものを用いることが好ましい。
図11は、本実施形態で適用する磁性粒子(以下、キャリアともいう)の一例を示す断面図である。図11において、このキャリア500の芯材として、フェライト501が適用されている。フェライト501の表面は、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に、帯電調整剤を含有させたコート膜502で被覆されている。コート膜502は弾力性と強い接着力を備えている。コート膜502の表面には、例えばコート膜502の膜厚よりも大きい径の粒子、例えばアルミナ粒子503が分散されている。アルミナ粒子503はコート膜502の強い接着力で保持されている。
このような磁性粒子を適用することにより、長期間に渡り、現像剤汲上量の安定化、すなわち画像品質の安定化を達成することができる。
即ち、従来のキャリアは硬いコート膜を徐々に削りながら長寿命を得るという思想の下で構成されていたのに対し、本実施形態のキャリア500は、コート膜502が弾力性を有することによって衝撃を吸収して膜削れを抑制することができる。また、例えば膜厚よりも大きい径を有するアルミナ粒子503をキャリア501表面に分散することによって、コート膜502への衝撃を阻止し、しかもスペント物のクリーニングを行うことができる。このように、コート膜の膜削れとスペント化を抑制できるので、従来のキャリアに比べ、より長寿命化を図ることができる。また、これにより、長期間に渡り、現像剤汲上量の安定化、すなわち品質の安定化を期待できる。更に、長寿命化することにより、ユーザーメンテナンスの低減はもちろんのこと、製造するメーカーにとってはコスト的にも有意義である。
The magnetic particles are, for example, magnetic particles in which a core material of a magnetic material is coated with a resin coat film, and the resin coat film contains a resin component obtained by crosslinking a thermoplastic resin and a melanin resin, and a charge control agent. It is preferable that
Specifically, it is preferable to use as the magnetic particles a coating film having elasticity and strong adhesive force, and coated with a coating film containing particles having a diameter larger than the film thickness on the surface.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of magnetic particles (hereinafter also referred to as carriers) applied in the present embodiment. In FIG. 11, ferrite 501 is applied as a core material of the carrier 500. The surface of the ferrite 501 is covered with a coat film 502 containing a charge adjusting agent in a resin component obtained by crosslinking a thermoplastic resin such as acrylic and a melamine resin. The coat film 502 has elasticity and strong adhesive force. For example, particles having a diameter larger than the film thickness of the coat film 502, for example, alumina particles 503 are dispersed on the surface of the coat film 502. The alumina particles 503 are held with a strong adhesive force of the coating film 502.
By applying such magnetic particles, it is possible to achieve stabilization of the developer pumping amount, that is, stabilization of image quality, over a long period of time.
That is, the conventional carrier is configured based on the idea of obtaining a long life while gradually scraping off the hard coat film, whereas the carrier 500 of the present embodiment has an impact due to the elasticity of the coat film 502. It is possible to suppress film scraping. Further, for example, by dispersing alumina particles 503 having a diameter larger than the film thickness on the surface of the carrier 501, the impact on the coating film 502 can be prevented and the spent material can be cleaned. As described above, since the coating film can be prevented from being scraped and spent, it is possible to achieve a longer life than conventional carriers. In addition, this makes it possible to expect the developer pumping amount to be stabilized, that is, to stabilize the quality over a long period of time. In addition, by extending the service life, not only the user maintenance is reduced, but also the manufacturing manufacturer is meaningful in terms of cost.

本実施形態に適用するトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーであることが好ましい。
以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
(ポリエステル)
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、DIO単独、またはDIOと少量のTOとの混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、DIC単独、およびDICと少量のTCとの混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。
The toner applied to the exemplary embodiment is obtained by crosslinking a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent in an aqueous medium. And / or a toner obtained by an extension reaction.
Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.
(polyester)
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO), and DIO alone or a mixture of DIO and a small amount of TO is preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC), and DIC alone or a mixture of DIC and a small amount of TC is preferable. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).

多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物(PIC)とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び/又は伸長されて得られるものである。
The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
The polycondensation reaction between a polyhydric alcohol (PO) and a polycarboxylic acid (PC) is carried out in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and heated to 150 to 280 ° C. while reducing the pressure as necessary. The produced water is distilled off to obtain a polyester having a hydroxyl group. The hydroxyl value of the polyester is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and furthermore, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation.
The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.
In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines.

多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。
Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; Those blocked with caprolactam or the like; and combinations of two or more of these.
The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated.
The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. . If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates.

イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of the compound (B6) obtained by blocking the amino group of B1 to B5 include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.

アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これに多価イソシアネート(PIC)を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得る。さらにこの(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
PICを反応させる際、及び(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(PIC)に対して不活性なものが挙げられる。
また、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyvalent carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate, dibutyltin oxide, etc., and water generated while reducing the pressure as necessary. Distill off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Subsequently, at 40-140 degreeC, this is made to react with polyvalent isocyanate (PIC), and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group is obtained. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a urea-modified polyester.
When reacting PIC and when reacting (A) and (B), a solvent may be used as necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to isocyanates (PIC), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).
In addition, in the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator can be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).

ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置100に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常20/80〜95/5、好ましくは70/30〜95/5、さらに好ましくは75/25〜95/5、特に好ましくは80/20〜93/7である。ウレア変性ポリエステルの重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点(Tg)は、通常45〜65℃、好ましくは45〜60℃である。45℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、65℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are deteriorated.
By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the gloss when used in the full-color image forming apparatus 100 are improved. Therefore, it is preferable to use the urea-modified polyester alone. The unmodified polyester may include a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond.
The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition.
The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, and particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 ° C, preferably 45 to 60 ° C. If it is less than 45 ° C., the heat resistance of the toner deteriorates, and if it exceeds 65 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient.
In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.

(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独または混合して使用できる。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phi Sayred, Parachlor Ortonito Aniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmin Min BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thio Indigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red Polyazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, Pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalo Cyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.

(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSY VP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit) Manufactured), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo series Fee, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.
The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the developer fluidity is lowered, and the image density is lowered. Invite.

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

(外添剤)
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2μmであることが好ましく、特に5×10−3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−2μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
(External additive)
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 −3 to 2 μm, and particularly preferably 5 × 10 −3 to 0.5 μm. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m <2> / g. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 wt% of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 wt%.
Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using particles having an average particle diameter of 5 × 10-2 μm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even when stirring and mixing inside the developing device is performed, a fluidity-imparting agent is not detached from the toner, a good image quality that does not cause fireflies and the like is obtained, and the residual toner is further reduced. .
Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the added amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained, that is, repeated copying. Stable image quality can be obtained even if
Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.

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

2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, pyridinium salt, alkylisoquinolinium salt, benzethonium chloride, fatty acid amide derivative, polyhydric alcohol Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.

商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。
Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).
Moreover, as the cationic surfactant, aliphatic quaternary ammonium such as aliphatic primary, secondary or secondary amic acid, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt which has a right fluoroalkyl group is used. Salt, benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-135 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Smoke), Megafac F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footage F-300 (Neos), and the like.

樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1μm、及び3μm、ポリスチレン微粒子0.5μm及び2μm、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1μm、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。
The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage existing on the surface of the toner base particles is in the range of 10 to 90%. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 μm and 3 μm, polystyrene fine particles 0.5 μm and 2 μm, poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 μm, trade names are PB-200H (manufactured by Kao), SGP (manufactured by Soken), Techno Examples include polymer SB (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), and micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.).
In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, the high-speed shearing method is preferable in order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm. When a high-speed shearing disperser is used, the number of rotations is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 rpm, preferably 5000 to 20000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C.

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

4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
5)上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
上記方法を用いると、粉砕トナーに比べて、球に近い形状を得ることが出来る。そのため、粒状度もよくなり、ザラツキのない高画質な画像を得ることが出来る。また、小粒径化も容易であり、更に高画質にたいして有効である。その反面、ムラの顕在化もあるため、本発明と組合せることにより、高画質で濃度ムラの少ない現像装置を提供できる。
4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner.
The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.
Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.
When the above method is used, a shape close to a sphere can be obtained as compared with the pulverized toner. Therefore, the granularity is improved, and a high-quality image without roughness can be obtained. Further, it is easy to reduce the particle size, and it is effective for higher image quality. On the other hand, since unevenness is also manifested, by combining with the present invention, a developing device with high image quality and less density unevenness can be provided.

前記トナーは、600dpi以上の微少ドットを再現するために、体積平均粒径が3〜8μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることが好ましい。
(Dv/Dn)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。従って、高画質で濃度ムラの少ない画像を形成することができる。
The toner has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) of volume average particle diameter (Dv) to number average particle diameter (Dn) of 1 in order to reproduce minute dots of 600 dpi or more. It is preferably in the range of .00 to 1.40.
The closer (Dv / Dn) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do. Therefore, an image with high image quality and little density unevenness can be formed.

また、前記トナーは、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることが好ましい。
図12及び図13は、それぞれ形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
図12において、形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
また、図13において、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100π/4) ・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーまたはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。転写率が高くなるということは現像されたトナー像が忠実に再現されるということである。
これは、現像のトナー像に現像ムラがあれば、転写後もぼやけることなく忠実に再現されるということである。そのため、現像ムラが顕在化する虞があるため、本発明に適用することにより、高画質で、現像ムラの少ない画像を形成することができる。
The toner preferably has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.
12 and 13 are diagrams schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2, respectively.
In FIG. 12, the shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape, and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) Formula (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
In FIG. 13, the shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula (2). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100π / 4) Expression (2)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.
Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated.
When the shape of the toner is close to a sphere, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes point contact, so that the adsorbing force between the toners is weakened and the fluidity is increased, and the toner and the photoconductor The attraction force becomes weaker and the transfer rate becomes higher. If either of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable. A high transfer rate means that the developed toner image is faithfully reproduced.
This means that if the development toner image has development unevenness, it is faithfully reproduced without blurring after the transfer. For this reason, there is a possibility that development unevenness may become apparent, and by applying the present invention, an image with high image quality and little development unevenness can be formed.

また、上記トナーは、略球形状であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。
本発明に適用されるトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図14(a)は、本実施形態に適用するトナーの形状を模式的に示した図である。
図14 (a)において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、このトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)(図14(b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)(図14(c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、r1、r2、r3は、例えば以下の方法により測定することができる。即ち、トナーを平滑な測定面上に均一に分散付着させ、前記トナーの粒子100個について、カラーレーザー顕微鏡「VK−8500」(キーエンス社製)により500倍に拡大して、前記100個のトナー粒子の長軸r1(μm)、短軸r2(μm)、厚さr3(μm)を測定し、それらの算術平均値から求めることができる。
The toner has a substantially spherical shape, and the shape is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), and the major axis r1 and minor axis r2. The ratio (r2 / r1) is preferably in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio (r3 / r2) of the thickness r3 to the minor axis r2 is preferably in the range of 0.7 to 1.0. .
The toner applied to the present invention has a substantially spherical shape, and can be represented by the following shape rule.
FIG. 14A is a diagram schematically showing the shape of the toner applied to this embodiment.
In FIG. 14A, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the toner has a major axis and a minor axis. Ratio (r2 / r1) (see FIG. 14B) is 0.5 to 1.0, and the ratio of thickness to short axis (r3 / r2) (see FIG. 14C) is 0.7. It is preferable that it exists in the range of -1.0. When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
In addition, r1, r2, r3 can be measured by the following method, for example. That is, the toner is uniformly dispersed and adhered onto a smooth measurement surface, and 100 particles of the toner are magnified 500 times by a color laser microscope “VK-8500” (manufactured by Keyence Corporation) to obtain the 100 toners. The major axis r1 (μm), the minor axis r2 (μm), and the thickness r3 (μm) of the particles can be measured and obtained from their arithmetic average values.

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1の現像装置部分を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the image development apparatus part of FIG. 本発明の特徴部分である現像装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the image development apparatus which is the characterizing part of this invention. 従来技術の問題点を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the problem of a prior art. 本発明の実施形態における効果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect in embodiment of this invention. 本発明の現像装置の要部を示す図である。It is a figure which shows the principal part of the image development apparatus of this invention. 従来の現像装置の要部を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the principal part of the conventional developing device. プロセスカートリッジの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a process cartridge. 本発明の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of this invention. 本発明の別の変形例を示す図である。It is a figure which shows another modification of this invention. 本発明に適用する磁性粒子の断面図である。It is sectional drawing of the magnetic particle applied to this invention. 形状係数SF−1を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the shape of a toner for explaining a shape factor SF-1. 形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the shape of a toner for explaining a shape factor SF-2. 実施形態に適用するトナーの形状を模式的に示した図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the shape of a toner applied to an embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 トナー像形成部
2 光書き込みユニット
3 給紙カセット
4 給紙カセット
5 レジストローラ対
6 転写ユニット
7 定着ユニット
8 排紙トレイ
11 感光体(ドラム)
40 現像装置
42 現像ローラ
43 第1搬送スクリュ
431 大径部
432 小径部
433 テーパ部
44 第2搬送スクリュ
45 規制ブレード
46 トナー濃度センサ
47 仕切壁
49 二成分現像剤
50 層厚規制部材
50a 最近接部
60 転写搬送ベルト
100 転写紙
105 帯電手段
106 現像手段
107 感光体
108 クリーニング手段
500 キャリア
501 フェライト
502 コート膜
503 アルミナ粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toner image formation part 2 Optical writing unit 3 Paper feed cassette 4 Paper feed cassette 5 Registration roller pair 6 Transfer unit 7 Fixing unit 8 Paper discharge tray 11 Photosensitive body (drum)
40 Developing Device 42 Developing Roller 43 First Conveying Screw 431 Large Diameter Portion 432 Small Diameter Portion 433 Tapered Portion 44 Second Conveying Screw 45 Regulating Blade 46 Toner Concentration Sensor 47 Partition Wall 49 Two-Component Developer 50 Layer Thickness Restricting Member 50a Nearest Portion 60 Transfer conveyance belt 100 Transfer paper 105 Charging means 106 Developing means 107 Photoconductor 108 Cleaning means 500 Carrier 501 Ferrite 502 Coat film 503 Alumina particles

Claims (12)

現像剤を収容する現像剤収容部を2分割して第1供給部と第2供給部を形成する仕切り壁と、前記第1供給部内に設けられた第1攪拌手段と、前記第2供給部内に設けられた第2攪拌手段と、前記第1供給部の第1攪拌手段の上方に隣接するように配置され、前記第1及び第2攪拌手段によって搬送される現像剤を感光体に供給して前記感光体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の上方に配置され現像剤担持体に担持される現像剤の層厚を規制する規制ブレードとを有する現像装置において、
前記仕切り壁に、前記第1攪拌手段の上側を前記現像剤担持体に沿って移動する現像剤に接触し、前記第1供給部内の現像剤の層厚を規制する層厚規制部材を取り付け、
前記第1攪拌手段のスクリュ羽根の断面積を前記第2攪拌手段のスクリュ羽根の断面積よりも大きくしたことを特徴とする現像装置。
A partition wall that divides the developer accommodating portion that accommodates the developer into two to form a first supply portion and a second supply portion, a first agitation means provided in the first supply portion, and an interior of the second supply portion And a second agitator provided in the first supply unit, and disposed adjacent to and above the first agitator of the first supply unit, and supplies the developer conveyed by the first and second agitators to the photoreceptor. A developer carrying member that develops the electrostatic latent image on the photosensitive member, and a regulating blade that is disposed above the developer carrying member and regulates the layer thickness of the developer carried on the developer carrying member. In the developing device,
The partition wall is attached with a layer thickness regulating member that contacts the developer moving along the developer carrier on the upper side of the first stirring means, and regulates the layer thickness of the developer in the first supply unit,
2. A developing device according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the screw blades of the first stirring means is larger than a cross-sectional area of the screw blades of the second stirring means.
前記第1攪拌手段の回転軸の中央部の軸径を両端部の軸径よりも太くしたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 The developing device according to claim 1, wherein a shaft diameter of a central portion of the rotation shaft of the first stirring unit is larger than shaft diameters of both end portions. 前記第1攪拌手段の回転軸の前記軸径が太い中央部と前記軸径が細い両端部との間に、順次軸径が変化するテーパ部を設けたことを特徴とする請求項2に記載の現像装置。 The taper part from which a shaft diameter changes one by one is provided between the center part with a large shaft diameter of the rotating shaft of the said 1st stirring means, and the both ends with a thin shaft diameter, It is characterized by the above-mentioned. Development device. 静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置に適用され、前記像担持体と、少なくとも前記現像装置とを一体化し、画像形成装置本体に着脱自在に形成されたプロセスカートリッジにおいて、
前記現像装置は、請求項1〜3の何れか1項に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
An image carrier that carries an electrostatic latent image, a charging device that charges the image carrier, a developer carried on the developer carrier, and transported to a development area facing the image carrier, and the image carrier An image having a developing device that develops a toner image by developing the electrostatic latent image on the upper surface, and a cleaning device that removes transfer residual toner remaining on the image carrier after the developed toner image is transferred to a transfer material. In a process cartridge applied to a forming apparatus, wherein the image carrier and at least the developing device are integrated, and the image forming apparatus main body is detachably formed.
The process cartridge according to claim 1, wherein the developing device is the developing device according to claim 1.
静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、
前記現像装置は、請求項1〜3の何れか1項に記載の現像装置又は請求項4に記載のプロセスカートリッジを形成する現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier that carries an electrostatic latent image, a charging device that charges the image carrier, a developer carried on the developer carrier, and transported to a development area facing the image carrier, and the image carrier An image having a developing device that develops a toner image by developing the electrostatic latent image on the upper surface, and a cleaning device that removes transfer residual toner remaining on the image carrier after the developed toner image is transferred to a transfer material. In the forming device,
5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the developing device is a developing device according to any one of claims 1 to 3 or a developing device for forming a process cartridge according to claim 4.
請求項1〜3の何れか1項に記載の現像装置もしくは請求項4に記載のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置又は請求項5に記載の画像形成装置を用いた画像形成方法において、
現像剤として、トナーと磁性粒子とを含む二成分現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
An image forming method using the developing device according to any one of claims 1 to 3 or the image forming device including the process cartridge according to claim 4, or an image forming method using the image forming device according to claim 5.
An image forming method comprising using a two-component developer containing toner and magnetic particles as the developer.
前記磁性粒子の粒径は、20〜50μmであることを特徴とする請求項6に記載の画像形成方法。   The image forming method according to claim 6, wherein the magnetic particles have a particle size of 20 to 50 μm. 前記磁性粒子は、磁性体からなる芯材に、熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分と帯電調整剤とを含有する樹脂コート膜を被覆したものである
ことを特徴とする請求項7に記載の画像形成方法。
The magnetic particles are obtained by coating a core material made of a magnetic material with a resin coating film containing a resin component obtained by crosslinking a thermoplastic resin and a melanin resin and a charge control agent. 8. The image forming method according to 7.
前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである
ことを特徴とする請求項6に記載の画像形成方法。
In the toner, a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent is crosslinked and / or extended in an aqueous medium. The image forming method according to claim 6, wherein the toner is a toner obtained by applying the toner.
前記トナーは、体積平均粒径が3〜8μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にある
ことを特徴とする請求項9に記載の画像形成方法。
The toner has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) is in the range of 1.00 to 1.40. The image forming method according to claim 9.
前記トナーは、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にある
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の画像形成方法。
11. The image forming method according to claim 9, wherein the toner has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.
前記トナーは、略球形状であり、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にある
ことを特徴とする請求項9〜11の何れか1項に記載の画像形成方法。

The toner has a substantially spherical shape, and the shape is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), and a ratio between the major axis r1 and the minor axis r2. (R2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio (r3 / r2) of the thickness r3 to the minor axis r2 is in the range of 0.7 to 1.0. The image forming method according to claim 9.

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