JP2009058895A - Development device, process cartridge, and image-forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an image of high quality by using a developer which is high in circularity and small in particle size, and also obtain an excellent image, which is high in quality, for a long period of time. <P>SOLUTION: A development device is provided with; a toner T1 which is accommodated in a development container F and whose volume average particle size is 4.0 μm or more and 6.2 μm or less and average circularity is 0.965 or more; and a toner T2 which is previously applied to the surfaces of a development roller 3 and feeding roller 5 in a state in which the development device D is not used. In this case, a relation between R1 and R2 satisfies an equation 1.0<R2/R1≤1.5, and a relation between H1 and H2 satisfies an equation 1.0<H2/H1≤2.0, wherein R1 represents a volume average particle size of the toner T1, R2 represents a volume average particle size of the toner T2, H1 represents a half value width of a volume particle size distribution of the toner T1, and H2 represents a half value width of a volume particle size distribution of the toner T2. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真方式を用いて記録材上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に画像形成装置に適用される現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。   The present invention relates to an image forming apparatus that forms an image on a recording material using an electrophotographic method, and more particularly to a developing device and a process cartridge that are applied to the image forming apparatus.

従来の一成分トナーを用いた現像方式としては、弾性層を有する現像ローラを用いた接触現像方式が提案されている。   As a conventional developing method using one-component toner, a contact developing method using a developing roller having an elastic layer has been proposed.

図9は、従来の現像装置を示す概略図であって、弾性層を有する現像ローラを用いた接触現像方式について説明するための図である。   FIG. 9 is a schematic diagram showing a conventional developing device, for explaining a contact developing method using a developing roller having an elastic layer.

誘電体層をもつ弾性ローラである現像ローラ103上に、非磁性現像剤を担持し感光ドラム101表面に接触させて現像を行う方式が広く知られている。現像ローラ103への現像剤の供給は、現像ローラ103に接触する供給ローラ105により行われる。供給ローラ105は、現像容器内から現像剤を搬送し、現像ローラ103に付着させると共に、現像ローラ103に残った現像剤を一旦除去する機能も担っている。   There is widely known a method of carrying out development by carrying a non-magnetic developer on a developing roller 103 which is an elastic roller having a dielectric layer and bringing it into contact with the surface of the photosensitive drum 101. The developer is supplied to the developing roller 103 by the supply roller 105 that is in contact with the developing roller 103. The supply roller 105 transports the developer from the developing container, adheres it to the developing roller 103, and also has a function of temporarily removing the developer remaining on the developing roller 103.

現像ローラ103上に付着した現像剤の層規制及び摩擦帯電による電荷付与は、トナー規制部材104を、現像ローラ103に当接することにより行われる。トナー規制部材104としては、金属薄板を片持ちで支持し、その対向部の腹面を現像ローラ103に当接するブレード形状のものを用いることが提案されている。トナー規制部材104により現像ローラ103上にコートされた現像剤は、感光ドラム101上に形成された静電潜像と、現像ローラ103上に印加されたバイアスの電位により、前記静電潜像を現像する。   The charge of the developer adhering to the developing roller 103 by layer regulation and frictional charging is performed by bringing the toner regulating member 104 into contact with the developing roller 103. As the toner regulating member 104, it has been proposed to use a blade-shaped member that supports a thin metal plate in a cantilevered manner and abuts the abdominal surface of the opposed portion against the developing roller 103. The developer coated on the developing roller 103 by the toner regulating member 104 converts the electrostatic latent image on the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 101 and the bias potential applied to the developing roller 103. develop.

この現像方式は、現像ローラにトナー規制部材が当接している。そのため、現像器に組み込む前に現像ローラ表面に潤滑剤等の塗布剤をあらかじめ塗布することにより、層規制部材と現像ローラとの摺擦による現像ローラ表面の傷つきを防止することが提案されている(特許文献1参照)。   In this developing method, the toner regulating member is in contact with the developing roller. Therefore, it has been proposed to apply a coating agent such as a lubricant to the surface of the developing roller in advance before being incorporated in the developing device, thereby preventing the developing roller surface from being damaged due to friction between the layer regulating member and the developing roller. (See Patent Document 1).

また、近年、高画質化のため、トナーの粒径を小さくすることが提案されている(特許文献2参照)。
特開2002−278262号公報 特開2005−215057号公報
In recent years, it has been proposed to reduce the particle size of toner in order to improve image quality (see Patent Document 2).
JP 2002-278262 A JP 2005-215057 A

しかしながら、上記のような従来の接触現像方式において、円形度が高く、かつ、粒径の小さいトナーを用いた場合、環境や印字枚数に対して現像ローラ上でのトナー層形成が不安定となり、それに伴う画像不良を生じることが懸念される。特に、未使用の現像装置を低温低湿環境下や長期間放置後に使用する場合には、トナー層形成が不安定となり、ベタ白画像不良を生じることが懸念される。ベタ白画像不良とは、現像ローラ表面上に強固に付着したトナーが要因となり、ベタ白部に1〜5mm程度の濃度差を生じる画像不良である。   However, in the conventional contact development method as described above, when a toner having a high circularity and a small particle diameter is used, the toner layer formation on the developing roller becomes unstable with respect to the environment and the number of prints, There is a concern that an image defect associated therewith may occur. In particular, when an unused developing device is used in a low-temperature and low-humidity environment or after standing for a long period of time, there is a concern that the toner layer formation becomes unstable and a solid white image defect occurs. The solid white image defect is an image defect that causes a density difference of about 1 to 5 mm in the solid white portion due to toner firmly adhered on the surface of the developing roller.

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、円形度が高く、かつ粒径の小さい現像剤を用いることで高画質な画像を得るとともに、長期に渡って高画質かつ良好な画像を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and obtains a high-quality image by using a developer having a high degree of circularity and a small particle size. The purpose is to obtain an image.

上記目的を達成するために本発明にあっては、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器に収容された現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤を規制する現像剤量規制手段と、
を備え、
前記現像剤担持体が被現像体に接触するように設けられ、前記被現像体を現像剤で現像する現像装置において、
前記現像容器内に収容され、体積平均粒径が、4.0μm以上6.2μm以下であり、かつ、平均円形度が、0.965以上である第1現像剤と、
現像装置が未使用の状態で、前記現像剤担持体の表面及び前記現像剤供給手段の表面に予め塗布されている第2現像剤と、
を備え、
前記第1現像剤の体積平均粒径をR1、前記第2現像剤の体積平均粒径をR2とした場合に、R1とR2との関係が、
1.0<R2/R1≦1.5
を満たし、
前記第1現像剤の体積粒度分布の半値幅をH1とし、前記第2現像剤の体積粒度分布の半値幅をH2とした場合に、H1とH2との関係が、
1.0<H2/H1≦2.0
を満たすことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A developer carrying member carrying the developer;
A developer container containing a developer;
Developer supply means for supplying the developer contained in the developer container to the developer carrier;
A developer amount regulating means for regulating the developer carried on the developer carrying body;
With
In the developing device in which the developer carrying member is provided so as to come into contact with the developing member, and the developing member is developed with the developer,
A first developer housed in the developer container, having a volume average particle size of 4.0 μm or more and 6.2 μm or less, and an average circularity of 0.965 or more;
A second developer pre-applied to the surface of the developer carrier and the surface of the developer supply means in a state where the developing device is not used;
With
When the volume average particle size of the first developer is R1, and the volume average particle size of the second developer is R2, the relationship between R1 and R2 is
1.0 <R2 / R1 ≦ 1.5
The filling,
When the half-value width of the volume particle size distribution of the first developer is H1, and the half-value width of the volume particle size distribution of the second developer is H2, the relationship between H1 and H2 is
1.0 <H2 / H1 ≦ 2.0
It is characterized by satisfying.

本発明によれば、円形度が高く、かつ粒径の小さい現像剤を用いることで高画質な画像を得るとともに、長期に渡って高画質かつ良好な画像を得ることが可能となる。   According to the present invention, a high-quality image can be obtained by using a developer having a high degree of circularity and a small particle diameter, and a high-quality and good image can be obtained over a long period of time.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.

[本体構成]
図2は本発明の実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の概略断面図である。図3は、本実施形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
[Body configuration]
FIG. 2 is a schematic sectional view of an image forming apparatus using the developing device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the process cartridge according to the present embodiment.

図2に示す画像形成装置Aは、電子写真プロセス利用のフルカラーレーザプリンタである。以下に、本実施形態における画像形成装置Aの全体的な概略構成について述べる。   An image forming apparatus A shown in FIG. 2 is a full-color laser printer using an electrophotographic process. The overall schematic configuration of the image forming apparatus A in the present embodiment will be described below.

画像形成装置Aは、図3に示すような、帯電装置E、現像装置D、クリーニング装置C、及び、像担持体としての感光ドラム1を一体としたプロセスカートリッジBを、イエロー、マゼンダ、シアン、黒色の各色について4連に並べて備えている。そして、各色のプロセスカートリッジBで形成されたトナー(現像剤)像を、転写手段としての中間転写ベルト20上に転写することでフルカラー画像を形成するものである。プロセスカートリッジB上における画像の形成工程については、詳細に後述する。ここで、プロセスカートリッジBは、画像形成装置本体に着脱自在に設けられている。また、プロセスカートリッジBにおいては、構成要素として少なくとも現像装置Dと感光ドラム1とが一体化されるものであればよい。   As shown in FIG. 3, the image forming apparatus A includes a process cartridge B in which a charging device E, a developing device D, a cleaning device C, and a photosensitive drum 1 as an image carrier are integrated, as yellow, magenta, cyan, Each black color is arranged in quadruplicate. A toner (developer) image formed by the process cartridge B of each color is transferred onto an intermediate transfer belt 20 as a transfer unit to form a full color image. The image forming process on the process cartridge B will be described later in detail. Here, the process cartridge B is detachably attached to the image forming apparatus main body. In the process cartridge B, it is sufficient that at least the developing device D and the photosensitive drum 1 are integrated as constituent elements.

各色のプロセスカートリッジBにより、感光ドラム1上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト20を挟んで、各色の感光ドラム1の対向位置に設けられた1次転写ローラ22y,22m,22c,22kにより、中間転写ベルト20上に転写される。そして、中間転写ベルト20上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト20の移動方向下流側に設けられた2次転写ローラ23により、一括して記録材上に転写される。なお、中間転写ベルト20上の未転写トナーは、中間転写ベルトクリーナー21によって回収される。   The toner images formed on the photosensitive drums 1 by the process cartridges B for the respective colors are transferred to the primary transfer rollers 22y, 22m, 22c, and 22k provided at positions facing the photosensitive drums 1 for the respective colors with the intermediate transfer belt 20 interposed therebetween. Thus, the image is transferred onto the intermediate transfer belt 20. The toner images transferred onto the intermediate transfer belt 20 are collectively transferred onto the recording material by the secondary transfer roller 23 provided on the downstream side in the moving direction of the intermediate transfer belt 20. The untransferred toner on the intermediate transfer belt 20 is collected by the intermediate transfer belt cleaner 21.

記録材Pは画像形成装置A下部のカセット24内に積載されており、印字動作の要求とともに給送ローラ25により搬送され、2次転写ローラ23位置において、中間転写ベルト20上に形成されたトナー像が転写される。   The recording material P is stacked in a cassette 24 below the image forming apparatus A, and is conveyed by a feeding roller 25 together with a request for a printing operation, and is formed on the intermediate transfer belt 20 at the position of the secondary transfer roller 23. The image is transferred.

その後、定着ユニット26により記録材上のトナー像は記録材に加熱定着し、排出部27を経て画像形成装置A外部に排出される。   Thereafter, the toner image on the recording material is heated and fixed on the recording material by the fixing unit 26, and is discharged to the outside of the image forming apparatus A through the discharge unit 27.

画像形成装置Aにおいては、各4色の着脱可能なプロセスカートリッジB等を収納する上部のユニットと、転写ユニット、記録材等を収納する下部ユニットは分離可能になっている。そして、紙詰まり等のジャム処理発生時や、プロセスカートリッジBの交換時において、上下のユニットを開口することにより前記処理を行う。   In the image forming apparatus A, an upper unit that accommodates detachable process cartridges B of four colors and a lower unit that accommodates a transfer unit, a recording material, and the like are separable. When the jam processing such as a paper jam occurs or when the process cartridge B is replaced, the above processing is performed by opening the upper and lower units.

なお、本実施形態の画像形成装置Aにおいては、プロセスカートリッジBのトナー容量を含む寿命は、A4用紙印字率5%換算で2万枚相当に設定されているものを使用している。   Note that in the image forming apparatus A of the present embodiment, the life of the process cartridge B including the toner capacity is set to be equivalent to 20,000 sheets in terms of A4 paper printing rate of 5%.

次に、プロセスカートリッジBにおける画像形成プロセスについて説明する。   Next, an image forming process in the process cartridge B will be described.

ここで、図3は、並列に配置された4つのプロセスカートリッジBの1つに注目し、その近傍の概略断面を示している。   Here, FIG. 3 shows a schematic cross section in the vicinity of one of the four process cartridges B arranged in parallel.

画像形成プロセスの中心となる感光ドラム1は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光ドラム1を用いている。画像形成プロセスにおいて、感光ドラム1は所定の速度で画像形成装置Aにより図中矢印a方向へ駆動される。   As the photosensitive drum 1 that is the center of the image forming process, an organic photosensitive drum 1 is used in which an outer peripheral surface of an aluminum cylinder is coated with an undercoat layer that is a functional film, a carrier generation layer, and a carrier transfer layer in this order. In the image forming process, the photosensitive drum 1 is driven by the image forming apparatus A in the direction of arrow a in the figure at a predetermined speed.

帯電装置である帯電ローラ2は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム1に加圧接触して矢印b方向に従動回転する。ここで帯電ローラ2の芯金には、帯電工程として、感光ドラム1に対して−1100Vの直流電圧が印加されており、これにより誘起された電荷によって、感光ドラム1の表面電位は、−550Vとなる一様な暗部電位(Vd)が形成される。   The charging roller 2, which is a charging device, presses and contacts a roller portion of conductive rubber against the photosensitive drum 1, and is driven to rotate in the direction of arrow b. Here, as a charging process, a DC voltage of −1100 V is applied to the core of the charging roller 2 with respect to the photosensitive drum 1, and the surface potential of the photosensitive drum 1 is −550 V due to the electric charge induced thereby. A uniform dark portion potential (Vd) is formed.

この一様な表面電荷分布面に対して、スキャナユニット10により、画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、図3中の矢印Lで示すように感光ドラム1を露光する。感光ドラム1の露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Vl=−100V、未露光部位は暗部電位Vd=−550Vの静電潜像が、感光ドラム1上に形成される。   The spot pattern of the laser light emitted by the scanner unit 10 corresponding to the image data on the uniform surface charge distribution surface exposes the photosensitive drum 1 as indicated by an arrow L in FIG. The exposed portion of the photosensitive drum 1 loses its surface charge due to carriers from the carrier generation layer, and the potential decreases. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 1 with the light portion potential Vl = −100 V at the exposed portion and the dark portion potential Vd = −550 V at the unexposed portion.

静電潜像は、所定のコート量及び電荷量の、現像ローラ3上に形成されたトナーコート層を持つ現像装置Dの現像作用により現像される。   The electrostatic latent image is developed by the developing action of the developing device D having a toner coat layer formed on the developing roller 3 having a predetermined coat amount and charge amount.

トナー層の形成方法については後述するものであるが、ここで概略を説明する。現像ロ
ーラ3は感光ドラム1に接触しながら、矢印cに示すように順方向に回転している。本実施形態においては、現像ローラ3に印加されたDCバイアス=−350Vに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム1に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ飛翔して静電潜像を実像化する。
The method for forming the toner layer will be described later, but the outline will be described here. The developing roller 3 rotates in the forward direction as shown by an arrow c while contacting the photosensitive drum 1. In this embodiment, the toner charged negatively by frictional charging with respect to the DC bias applied to the developing roller 3 of −350 V is in the developing portion where the photosensitive drum 1 comes into contact with the bright portion potential portion. The electrostatic latent image is made into a real image by flying only to the surface.

各プロセスカートリッジBの感光ドラム1に接触する中間転写ベルト20は、感光ドラム1に対向した1次転写ローラ22y,22m,22c,22kにより感光ドラム1に加圧されている。また、1次転写ローラ22y,22m,22c,22kには直流電圧が印加されており、感光ドラム1との間で電界が形成されている。これにより、感光ドラム1上で実像化されたトナー像は、前記の加圧接触する転写領域において、電界の力を受けて感光ドラム1上から中間転写ベルト20上に転写される。   The intermediate transfer belt 20 that contacts the photosensitive drum 1 of each process cartridge B is pressed against the photosensitive drum 1 by primary transfer rollers 22 y, 22 m, 22 c, and 22 k that face the photosensitive drum 1. In addition, a DC voltage is applied to the primary transfer rollers 22 y, 22 m, 22 c, and 22 k, and an electric field is formed between the primary transfer rollers 22 y, 22 m, 22 c, and 22 k. As a result, the toner image formed on the photosensitive drum 1 is transferred from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer belt 20 under the force of the electric field in the pressure contact area.

一方、感光ドラム1上で中間転写ベルト20に転写されずに残った未転写トナーは、クリーニング装置Cに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード6により、ドラム表面から掻き落とされ、クリーニング装置C内に収納される。   On the other hand, the untransferred toner remaining on the photosensitive drum 1 without being transferred to the intermediate transfer belt 20 is scraped off from the drum surface by the urethane rubber cleaning blade 6 installed in the cleaning device C, and the inside of the cleaning device C It is stored in.

[実施例及び比較例]
まず、本実施形態における有利な効果を明らかにするため、以下では、実施形態に適用させた実施例及び比較例について述べる。
[Examples and Comparative Examples]
First, in order to clarify advantageous effects in the present embodiment, examples and comparative examples applied to the embodiment will be described below.

[実施例1]
図1は、実施例1の現像装置Dを示す概略断面図である。図1(a)は、使用時(動作時)の現像装置Dを示しており、同図(b)は、未使用状態の現像装置Dを示している。
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a developing device D according to the first embodiment. 1A shows the developing device D in use (during operation), and FIG. 1B shows the developing device D in an unused state.

現像装置Dは、現像容器Fと、現像剤担持体としての現像ローラ3と、現像剤供給手段としての供給ローラ5と、攪拌部材11を備えている。ここで、現像容器Fは、第1現像剤としての非磁性一成分トナーT1(以下、トナーT1)を収容するものである。また、現像ローラ3は、被現像体としての感光ドラム1に対して接触しながら順方向cに回転するものである。また、供給ローラ5は、現像ローラ3に対して接触しながら逆方向dに回転するものである。また、攪拌部材11は、トナーT1を撹拌するものである。   The developing device D includes a developing container F, a developing roller 3 as a developer carrier, a supply roller 5 as a developer supply unit, and a stirring member 11. Here, the developing container F accommodates a non-magnetic one-component toner T1 (hereinafter, toner T1) as the first developer. The developing roller 3 rotates in the forward direction c while being in contact with the photosensitive drum 1 as a developing object. The supply roller 5 rotates in the reverse direction d while being in contact with the developing roller 3. The agitating member 11 agitates the toner T1.

また、現像ローラ3の回転方向cに対して、供給ローラ5の下流側で現像ローラ3に当接し、現像に臨み、現像剤の量を規制するための現像剤量規制手段としてのトナー規制部材4を備えている。トナー規制部材4は、現像ローラ3上のトナーを感光ドラム1上における現像に適した所定のコート量、及び、所定の電荷量に制御することを目的とする。   Further, a toner regulating member as a developer amount regulating means for abutting the developing roller 3 on the downstream side of the supply roller 5 with respect to the rotation direction c of the developing roller 3 and facing development and regulating the amount of developer. 4 is provided. The toner regulating member 4 is intended to control the toner on the developing roller 3 to a predetermined coating amount and a predetermined charge amount suitable for development on the photosensitive drum 1.

ここで、体積平均粒径R1は、ベックマン・コールター株式会社製のLS−230型レーザ回折式粒度分布測定装置にリキッドモジュールを取り付けて0.04〜2000μmの粒径を測定範囲とし、得られる体積基準の粒度分布により算出した。   Here, the volume average particle size R1 is a volume obtained by attaching a liquid module to an LS-230 type laser diffraction particle size distribution measuring device manufactured by Beckman Coulter, Inc., and setting a particle size of 0.04 to 2000 μm as a measurement range. It was calculated from the standard particle size distribution.

本実施例における第1現像剤としてのトナーT1の体積平均粒径R1は、4.0μm〜6.2μm(4.0μm≦R≦6.2μm)を用いることで、高画質を得ると同時に本実施例の効果を得ることができる。トナーの体積平均粒径6.2μmを超えると中間調画像上にザラツキが発生し、4.0μm未満では、現像ローラへの安定したコーティングができないため、画質が低下する。   The volume average particle diameter R1 of the toner T1 as the first developer in this embodiment is 4.0 μm to 6.2 μm (4.0 μm ≦ R ≦ 6.2 μm), so that high image quality can be obtained at the same time. The effects of the embodiment can be obtained. When the volume average particle diameter of the toner exceeds 6.2 μm, roughness occurs on the halftone image, and when it is less than 4.0 μm, the coating on the developing roller cannot be stably performed, so that the image quality is deteriorated.

(トナー規制部材)
トナー規制部材4は現像容器に固定された支持板金41に、リン青銅板やステンレス板などの薄板状弾性部材42を片持ちで支持し、その対向部の腹面を現像ローラ3に対して当接している。本実施例においては、厚さ1.2mmの鉄板を支持板金として使用し、厚
み120μmのリン青銅板を薄板状弾性部材42として前記支持板金に接着している。薄板状弾性部材42の片持ち支持部から現像ローラ3との当接部までの距離、いわゆる自由長さは20mmであり、現像ローラ3の薄板状弾性部材42に対する押し込み量は1.5mmである。
(Toner regulating member)
The toner regulating member 4 supports a thin plate-like elastic member 42 such as a phosphor bronze plate or a stainless steel plate in a cantilever manner on a support metal plate 41 fixed to the developing container, and the abdominal surface of the opposite portion abuts against the developing roller 3. ing. In this embodiment, an iron plate having a thickness of 1.2 mm is used as a support metal plate, and a phosphor bronze plate having a thickness of 120 μm is bonded to the support metal plate as a thin plate-like elastic member 42. The distance from the cantilever support portion of the thin plate-like elastic member 42 to the contact portion with the developing roller 3, the so-called free length, is 20 mm, and the pushing amount of the developing roller 3 into the thin plate-like elastic member 42 is 1.5 mm. .

(現像ローラ)
次に、本実施例における現像剤担持体としての現像ローラ3は、外径φ6mmの芯金に導電性の弾性層5mmを形成したφ16mmの弾性ローラを用いており、前記弾性層には体積抵抗値10Ωmのシリコーンゴムを用いた。現像ローラ3の抵抗値は、外径30mmのステンレス円筒部材と現像ローラ3を接触対向させて、現像ローラ3の芯金とステンレス円筒部材の間に100Vの直流電圧を印加した場合の電流値から、現像ローラ3の抵抗値を算出した。また、測定環境は、23.0℃、50%RHで行った。
(Development roller)
Next, the developing roller 3 as the developer carrying member in this embodiment uses a φ16 mm elastic roller in which a conductive elastic layer 5 mm is formed on a core metal having an outer diameter φ6 mm, and the elastic layer has a volume resistance. Silicone rubber having a value of 10 7 Ωm was used. The resistance value of the developing roller 3 is based on the current value when a DC voltage of 100 V is applied between the core metal of the developing roller 3 and the stainless steel cylindrical member with the stainless steel cylindrical member having an outer diameter of 30 mm and the developing roller 3 in contact with each other. The resistance value of the developing roller 3 was calculated. The measurement environment was 23.0 ° C. and 50% RH.

なお、前記弾性ローラ表層には現像剤への電荷付与機能を持つコート層等を設けるようにしてもよい。本実施例では、感光ドラム1に安定して弾性接触させるために、弾性層の硬度を45°とした。ここで、現像ローラ弾性層の硬度は、高分子計器株式会社製のAsker−C硬度計にて荷重を1kgかけて測定した。   The elastic roller surface layer may be provided with a coat layer having a function of imparting charge to the developer. In the present embodiment, the hardness of the elastic layer is set to 45 ° in order to bring the photosensitive drum 1 into elastic contact with stability. Here, the hardness of the developing roller elastic layer was measured using an Asker-C hardness meter manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. with a load of 1 kg.

また、現像ローラ3の表面粗さとしての算術平均粗さRaは1.5とした。本実施例における表面粗さRaの測定は、JIS B0601に基づいて株式会社小坂研究所製の表面粗さ試験機SE−30を使用した。   The arithmetic average roughness Ra as the surface roughness of the developing roller 3 was 1.5. The surface roughness Ra in this example was measured using a surface roughness tester SE-30 manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd. based on JIS B0601.

(供給ローラ)
また、供給ローラ5は、本実施例においては、外径φ5mmの芯金上に発泡骨格構造の導電性の弾性層5.5mmを形成した弾性スポンジローラを用いており、前記弾性層には体積抵抗値10Ωmのポリウレタンフォームを用いた。
(Supply roller)
In the present embodiment, the supply roller 5 is an elastic sponge roller in which a conductive elastic layer having a foamed skeleton structure is formed on a core bar having an outer diameter of 5 mm, and the elastic layer has a volume. A polyurethane foam having a resistance value of 10 7 Ωm was used.

供給ローラ5は、現像ローラ3と当接し、発泡体表面の適度な凸凹で現像ローラ3上へのトナー供給及び現像時に消費されずに残像したトナーの剥ぎ取りを行っている。このセル構造の掻き取り性はウレタンフォームに限定されるものでなく、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム(EPDMゴム)等を発泡させたゴム等が使用可能である。   The supply roller 5 is in contact with the developing roller 3, and supplies toner onto the developing roller 3 with moderate irregularities on the surface of the foam and removes the residual image without being consumed during development. The scraping property of the cell structure is not limited to urethane foam, and rubber or the like obtained by foaming silicone rubber or ethylene propylene diene rubber (EPDM rubber) can be used.

本実施例において、弾性層の硬度の測定には以下の方法を用いた。図7は、供給ローラ5の弾性層の硬度を測定する方法について説明するための概略図である。   In this example, the following method was used to measure the hardness of the elastic layer. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a method for measuring the hardness of the elastic layer of the supply roller 5.

図7に示すように、本実施例においては、押し込み部材17は、供給ローラ5と接触する円筒部17aと、供給ローラ表面と直接接触しない領域にアーム部17bを具備し、アーム部17bは、圧力センサがつながっている。この押し込み部材17を供給ローラ表面に押し込んだ際に生じる圧力を測定した。   As shown in FIG. 7, in this embodiment, the push-in member 17 includes a cylindrical portion 17a that is in contact with the supply roller 5 and an arm portion 17b that is not in direct contact with the surface of the supply roller. The pressure sensor is connected. The pressure generated when the pushing member 17 was pushed into the supply roller surface was measured.

具体的には、現像ローラ3は外径φ16mmであるため、外径φ16mm、長さ50mmのアルミ製円柱を有した押し込み部材円筒部17aを用いた。そして、供給ローラ5の中心軸と押し込み部材円筒部17aの中心軸が同一直線上になるように押し込み、1.0mm/secの速度で、1.0mm圧縮した際の圧力を測定し、単位長さ当りの圧力を供給ローラ弾性層・硬度とした。   Specifically, since the developing roller 3 has an outer diameter of φ16 mm, a pushing member cylindrical portion 17 a having an aluminum column having an outer diameter of φ16 mm and a length of 50 mm was used. Then, the pressure when the center axis of the supply roller 5 and the center axis of the pressing member cylindrical portion 17a are collinear and compressed by 1.0 mm at a speed of 1.0 mm / sec is measured, and the unit length The contact pressure was defined as the supply roller elastic layer / hardness.

本実施例における弾性層硬度は、0.040N/mmである。   The elastic layer hardness in this example is 0.040 N / mm.

(現像ローラ/供給ローラ)
現像ローラ組み込み前の供給ローラ表面と現像ローラ組み込み後の現像ローラ表面との
オーバーラップ量、いわゆる‘進入量’を1.0mmとした。このとき、押し込む方向は、図1に示すような断面において各ローラの芯金中心軸を通る直線(断面において各ローラの芯金中心軸を結んだ直線、芯金中心軸に略直交する直線)に略平行な方向とした。
(Development roller / Supply roller)
The overlap amount, that is, the so-called “advance amount” between the surface of the supply roller before incorporating the developing roller and the surface of the developing roller after incorporating the developing roller was 1.0 mm. At this time, the pushing direction is a straight line passing through the central axis of each roller in the cross section as shown in FIG. 1 (a straight line connecting the central axis of each roller in the cross section, a straight line substantially orthogonal to the central axis of the core). The direction was approximately parallel to

また、現像ローラ3と供給ローラ5の当接時に生じる圧力(当接圧)は、弾性層・硬度と同様に押し込み部材17により測定した。弾性層硬度測定と異なる点は、実際の進入量に対する単位長さ当りの圧力を当接圧とした。   Further, the pressure (contact pressure) generated when the developing roller 3 and the supply roller 5 contact each other was measured by the pushing member 17 in the same manner as the elastic layer / hardness. The difference from the elastic layer hardness measurement is that the pressure per unit length with respect to the actual penetration amount is defined as the contact pressure.

本例においては、進入量1.0mm時の当接圧が0.040N/mmとなるように設定した。   In this example, the contact pressure at an approach amount of 1.0 mm was set to 0.040 N / mm.

ここで、本実施例においては、現像装置Dが未使用の状態において、現像ローラ3表面及び供給ローラ5表面に、第2現像剤としてのトナーT2が予め塗布されている。これには、現像装置Dへ組み込む前の現像ローラ3表面及び供給ローラ5表面に、予めトナーT2が塗布されているとよい。   Here, in this embodiment, toner T2 as a second developer is applied in advance to the surface of the developing roller 3 and the surface of the supply roller 5 when the developing device D is not used. For this purpose, the toner T2 is preferably applied in advance to the surface of the developing roller 3 and the surface of the supply roller 5 before being incorporated into the developing device D.

図1(b)は、現像ローラ3及び供給ローラ5を現像装置Dに組み込んだ後の未使用の現像装置Dを示している。未使用時の現像装置Dの移動や振動の際にトナーT1の漏れを抑制するため、シール部材Uを設けている。使用開始時にシール部材Uを取り外すことにより、現像ローラ3へのトナーT1の供給が開始される。   FIG. 1B shows the unused developing device D after the developing roller 3 and the supply roller 5 are incorporated into the developing device D. A seal member U is provided in order to suppress leakage of the toner T1 when the developing device D is moved or vibrated when not in use. By removing the seal member U at the start of use, supply of the toner T1 to the developing roller 3 is started.

(現像ローラ、供給ローラへのトナーT2塗布方法)
本実施例における現像装置Dに組み付け前の現像ローラ3、あるいは、供給ローラ5へのトナーT2の塗布方法について、図8を用いて述べる。
(Method of applying toner T2 to developing roller and supply roller)
A method of applying the toner T2 to the developing roller 3 or the supply roller 5 before being assembled in the developing device D in this embodiment will be described with reference to FIG.

図8は、現像ローラ3、あるいは、供給ローラ5へのトナーT2の塗布方法について説明するための図である。現像ローラ3、あるいは、供給ローラ5にトナーT2を塗布するため、図8に示すように、回転可能な弾性ローラ15aを有し、トナーT2を収容したトナー容器15bが設けられている。   FIG. 8 is a diagram for explaining a method of applying the toner T2 to the developing roller 3 or the supply roller 5. In FIG. In order to apply the toner T2 to the developing roller 3 or the supply roller 5, as shown in FIG. 8, a toner container 15b having a rotatable elastic roller 15a and containing the toner T2 is provided.

弾性ローラ15aが回転方向eに回転することで、トナーT2は、弾性ローラ15a表面に付着する。つぎに、現像ローラ3、あるいは、供給ローラ5の芯金に所定の加圧力15cを加えて弾性ローラ15aに当接させる。その後、弾性ローラ15aを回転方向eに回転することで、現像ローラ3あるいは、供給ローラ5は、回転方向fに従動回転する。所定時間、弾性ローラ15aを回転させることにより、現像ローラ3あるいは、供給ローラ5にトナーT2の塗布を行った。   As the elastic roller 15a rotates in the rotation direction e, the toner T2 adheres to the surface of the elastic roller 15a. Next, a predetermined pressure 15c is applied to the core of the developing roller 3 or the supply roller 5 and brought into contact with the elastic roller 15a. Thereafter, by rotating the elastic roller 15a in the rotation direction e, the developing roller 3 or the supply roller 5 is driven to rotate in the rotation direction f. The toner T2 was applied to the developing roller 3 or the supply roller 5 by rotating the elastic roller 15a for a predetermined time.

(第1現像剤:トナーT1製造)
一成分非磁性トナーTで構成されるトナーT1は、結着樹脂、電荷制御剤を含む懸濁重合法により調整され、流動化剤などを外添剤として添加することで作製した。このときの体積平均粒径R1は、5.8μmであった。
(First developer: Toner T1 production)
The toner T1 composed of the one-component nonmagnetic toner T is prepared by a suspension polymerization method including a binder resin and a charge control agent, and is prepared by adding a fluidizing agent or the like as an external additive. The volume average particle size R1 at this time was 5.8 μm.

ここで、体積平均粒径は、ベックマン・コールター株式会社製のLS−230型レーザ回折式粒度分布測定装置にリキッドモジュールを取り付けて0.04〜2000μmの粒径を測定範囲とし、得られる体積基準の粒度分布により算出した。   Here, the volume average particle size is a volume standard obtained by attaching a liquid module to a LS-230 type laser diffraction particle size distribution measuring device manufactured by Beckman Coulter, Inc., and measuring a particle size of 0.04 to 2000 μm. The particle size distribution was calculated.

本実施例の第1現像剤としてのトナーT1においては、体積平均粒径R1が、4.0μm以上6.2μm以下のものを用いることで、高画質を得ると同時に本発明の効果を得ることができる。トナーの体積平均粒径6.2μmを超えると中間調画像上にザラツキが発生し、4.0μm未満では、現像ローラへの安定したトナー層の形成が困難なため、画質
が低下する。
In the toner T1 as the first developer of the present embodiment, a toner having a volume average particle diameter R1 of 4.0 μm or more and 6.2 μm or less can obtain high image quality and at the same time obtain the effects of the present invention. Can do. If the volume average particle diameter of the toner exceeds 6.2 μm, roughness occurs on the halftone image, and if it is less than 4.0 μm, it is difficult to form a stable toner layer on the developing roller, so that the image quality deteriorates.

また、第1現像剤としてのトナーT1の体積平均粒径R1に対する現像ローラ表面の算術平均粗さRaの比Ra/R1は、0.259である。   The ratio Ra / R1 of the arithmetic average roughness Ra of the developing roller surface to the volume average particle diameter R1 of the toner T1 as the first developer is 0.259.

また、体積基準の粒度分布(体積粒度分布)から半値幅を求めた。本実施例におけるトナーT1の半値幅H1は、3.0であった。   Further, the half width was obtained from the volume-based particle size distribution (volume particle size distribution). The full width at half maximum H1 of the toner T1 in this example was 3.0.

さらに、トナーT1の平均円形度は、0.98であった。   Further, the average circularity of the toner T1 was 0.98.

本実施例における平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本実施例では東亜医用電子(現シスメックス)株式会社製フロー式粒子像分析装置「FPIA−2100」を用いて測定を行っている。具体的には、3μm以上の円相当径の粒子群について測定された各粒子の円形度(Ci)を以下の式(1)によりそれぞれ求め、さらに以下の式(2)で示すように測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数(m)で除した値を平均円形度()と定義する。   The average circularity in this embodiment is used as a simple method for quantitatively expressing the shape of the particles. In this embodiment, a flow type particle image analyzer “FPIA” manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd. (currently Sysmex) is used. -2100 "is used for measurement. Specifically, the circularity (Ci) of each particle measured for a particle group having a circle-equivalent diameter of 3 μm or more is obtained by the following equation (1), and is further measured by the following equation (2). A value obtained by dividing the sum of the circularity of all particles by the total number of particles (m) is defined as the average circularity ().

Figure 2009058895

・・・式(1)

Figure 2009058895

・・・式(2)
Figure 2009058895

... Formula (1)

Figure 2009058895

... Formula (2)

本実施例に用いる第1現像剤としてのトナーT1の平均円形度は、0.965以上であれば、本発明の効果を得ることができる。平均円形度0.965未満では、均一なトナーコート層の形成が難しいため、より均一な画像を得ることは難しい。   If the average circularity of the toner T1 as the first developer used in this embodiment is 0.965 or more, the effects of the present invention can be obtained. If the average circularity is less than 0.965, it is difficult to form a uniform toner coat layer, and it is difficult to obtain a more uniform image.

(第2現像剤:トナーT2製造)
上述の第2現像剤としてのトナーT2の製造においては、体積平均粒径R2が異なること以外はトナーT1と同様に作製した。本実施例における第2現像剤としてのトナーT2の体積平均粒径R2は、6.8μm、体積粒度分布の半値幅H2は、3.4であった。
(Second developer: Toner T2 production)
In the production of the toner T2 as the second developer described above, the toner T2 was produced in the same manner as the toner T1 except that the volume average particle diameter R2 was different. The volume average particle diameter R2 of the toner T2 as the second developer in this embodiment was 6.8 μm, and the half-value width H2 of the volume particle size distribution was 3.4.

つまり、トナーT1の体積平均粒径R1に対するトナーT2の体積平均粒径R2の比R2/R1は、1.17であり、1.0<R2/R1≦1.5を満たす。   That is, the ratio R2 / R1 of the volume average particle size R2 of the toner T2 to the volume average particle size R1 of the toner T1 is 1.17, and satisfies 1.0 <R2 / R1 ≦ 1.5.

また、トナーT1の半値幅H1に対するトナーT2の半値幅H2の比H2/H1は、1.13であり、1.0<H2/H1≦2.0を満たす。   The ratio H2 / H1 of the half width H2 of the toner T2 to the half width H1 of the toner T1 is 1.13, which satisfies 1.0 <H2 / H1 ≦ 2.0.

本実施例に用いるトナーT1とトナーT2の半値幅の関係がH2/H1≦2.0である
ことにより、本発明の効果を得ることができる。
When the relationship between the half widths of the toner T1 and the toner T2 used in the present embodiment is H2 / H1 ≦ 2.0, the effect of the present invention can be obtained.

H2/H1>2.0である場合、トナーT1に比べ、著しくトナーT2の粒度分布が広くなる。そのため、トナーT1と帯電極性差が著しく増加するため、後述するベタ白画像不良の抑制の効果を得ることができない。   When H2 / H1> 2.0, the particle size distribution of the toner T2 is significantly wider than that of the toner T1. For this reason, the difference in charge polarity from that of the toner T1 is remarkably increased, so that the effect of suppressing a solid white image defect described later cannot be obtained.

(印加電圧)
画像形成装置Aには、現像ローラ3に電圧を印加する第1電圧印加手段と、トナー規制部材4に電圧を印加する第2電圧印加手段とが設けられている。そして、第1電圧印加手段により現像ローラ3に印加される印加電圧Vs(Va)として、現像ローラ芯金に−300Vの電圧が印加される。また、第2電圧印加手段により現像剤量規制手段に印加される印加電圧Vbとして、トナー規制部材4へ−300Vの電圧が印加される。
(Applied voltage)
The image forming apparatus A is provided with a first voltage applying unit that applies a voltage to the developing roller 3 and a second voltage applying unit that applies a voltage to the toner regulating member 4. Then, a voltage of −300 V is applied to the developing roller mandrel as the applied voltage Vs (Va) applied to the developing roller 3 by the first voltage applying unit. Further, a voltage of −300 V is applied to the toner regulating member 4 as the applied voltage Vb applied to the developer amount regulating unit by the second voltage applying unit.

ここで、VsとVbの関係は、Vs×Vb>0、かつ、|Vs|=|Vb|である。   Here, the relationship between Vs and Vb is Vs × Vb> 0 and | Vs | = | Vb |.

さらに、供給ローラ芯金には−600Vを印加している。   Further, −600 V is applied to the supply roller core metal.

[実施例2]
本発明の実施例2は、基本的には実施例1に準ずるが以下の点が異なる。
[Example 2]
The second embodiment of the present invention basically conforms to the first embodiment, but differs in the following points.

現像剤量規制手段への印加電圧Vbとして、トナー規制部材4へ−500Vの電圧を印加する。   A voltage of −500 V is applied to the toner regulating member 4 as the applied voltage Vb to the developer amount regulating means.

そのため、VsとVbの関係は、Vs×Vb>0、かつ、|Vs|<|Vb|である。   Therefore, the relationship between Vs and Vb is Vs × Vb> 0 and | Vs | <| Vb |.

[実施例3]
本発明の実施例3は、基本的には実施例1に準ずるが以下の点が異なる。
[Example 3]
The third embodiment of the present invention basically conforms to the first embodiment, but differs in the following points.

現像ローラ表面の算術表面粗さRaが、0.1であることが異なる。   The difference is that the arithmetic surface roughness Ra of the surface of the developing roller is 0.1.

そのため、第1現像剤としてのトナーT1の体積平均粒径R1に対する現像ローラ表面の算術平均粗さRaの比Ra/R1は、0.017である。   Therefore, the ratio Ra / R1 of the arithmetic average roughness Ra of the developing roller surface to the volume average particle diameter R1 of the toner T1 as the first developer is 0.017.

[実施例4]
本発明の実施例4は、基本的には実施例3に準ずるが以下の点が異なる。
[Example 4]
The fourth embodiment of the present invention basically conforms to the third embodiment, but differs in the following points.

現像剤量規制手段への印加電圧Vbとして、トナー規制部材4へ−500Vの電圧を印加する。   A voltage of −500 V is applied to the toner regulating member 4 as the applied voltage Vb to the developer amount regulating means.

そのため、VsとVbの関係は、Vs×Vb>0、かつ、|Vs|<|Vb|である。   Therefore, the relationship between Vs and Vb is Vs × Vb> 0 and | Vs | <| Vb |.

つまり、トナー規制部材4に印加する電圧が、トナーを現像ローラ表面に押付ける方向に印加されることを意味する。   That is, it means that the voltage applied to the toner regulating member 4 is applied in the direction in which the toner is pressed against the surface of the developing roller.

[比較例1]
比較例1は、基本的には実施例1に準ずるが以下の点が異なる。
[Comparative Example 1]
Comparative Example 1 basically conforms to Example 1, but differs in the following points.

第2現像剤としてのトナーT2は、第1現像剤としてのトナーT1と同じものを用いた。つまり、本比較例において、トナーT2の体積平均粒径R2は、5.8、平均円形度は、0.98、トナーT1の体積平均粒径R1に対するトナーT2の体積平均粒径R2の比
R2/R1は、1.0である。
The same toner T2 as the first developer was used as the toner T2 as the second developer. That is, in this comparative example, the volume average particle diameter R2 of the toner T2 is 5.8, the average circularity is 0.98, and the ratio R2 of the volume average particle diameter R2 of the toner T2 to the volume average particle diameter R1 of the toner T1. / R1 is 1.0.

[比較例2]
比較例2は、基本的には比較例1に準ずるが以下の点が異なる。
[Comparative Example 2]
Comparative Example 2 is basically the same as Comparative Example 1, but differs in the following points.

現像剤量規制手段への印加電圧Vbとして、トナー規制部材4へ−500Vの電圧を印加する。   A voltage of −500 V is applied to the toner regulating member 4 as the applied voltage Vb to the developer amount regulating means.

そのため、VsとVbの関係は、Vs×Vb>0、かつ、|Vs|<|Vb|である。   Therefore, the relationship between Vs and Vb is Vs × Vb> 0 and | Vs | <| Vb |.

[比較例3]
比較例3は、基本的には比較例1に準ずるが以下の点が異なる。
[Comparative Example 3]
Comparative Example 3 is basically the same as Comparative Example 1, but differs in the following points.

現像ローラ表面の算術表面粗さRaが、0.1であることが異なる。   The difference is that the arithmetic surface roughness Ra of the surface of the developing roller is 0.1.

そのため、第1現像剤としてのトナーT1の体積平均粒径R1に対する現像ローラ表面の算術平均粗さRaの比Ra/R1は、0.017である。   Therefore, the ratio Ra / R1 of the arithmetic average roughness Ra of the developing roller surface to the volume average particle diameter R1 of the toner T1 as the first developer is 0.017.

[比較例4]
比較例4は、基本的には比較例3に準ずるが以下の点が異なる。
[Comparative Example 4]
Comparative Example 4 is basically the same as Comparative Example 3, but differs in the following points.

現像剤量規制手段への印加電圧Vbとして、トナー規制部材4へ−500Vの電圧を印加する。   A voltage of −500 V is applied to the toner regulating member 4 as the applied voltage Vb to the developer amount regulating means.

そのため、VsとVbの関係は、Vs×Vb>0、かつ、|Vs|<|Vb|である。   Therefore, the relationship between Vs and Vb is Vs × Vb> 0 and | Vs | <| Vb |.

[比較例5]
比較例5は、基本的には実施例1に準ずるが以下の点が異なる。
[Comparative Example 5]
Comparative Example 5 is basically the same as Example 1, but differs in the following points.

第2現像剤としてのトナーT2の粒度分布の半値幅H2が2.5であり、H2/H1=0.83であることが異なる。   The difference is that the half-value width H2 of the particle size distribution of the toner T2 as the second developer is 2.5, and H2 / H1 = 0.83.

[比較例6]
比較例6は、基本的には実施例4に準ずるが以下の点が異なる。
[Comparative Example 6]
Comparative Example 6 basically conforms to Example 4, but differs in the following points.

第2現像剤としてのトナーT2の粒度分布の半値幅H2が2.5であり、H2/H1=0.83であることが異なる。   The difference is that the half-value width H2 of the particle size distribution of the toner T2 as the second developer is 2.5, and H2 / H1 = 0.83.

[比較例7]
比較例7は、基本的には比較例1に準ずるが以下の点が異なる。
[Comparative Example 7]
Comparative Example 7 is basically the same as Comparative Example 1, but differs in the following points.

第1現像剤としてのトナーT1の体積平均粒径R1が7.5μmである。つまり、R2/R1=1.0、Ra/R1=0.4である。   The volume average particle diameter R1 of the toner T1 as the first developer is 7.5 μm. That is, R2 / R1 = 1.0 and Ra / R1 = 0.4.

[各実施例及び比較例の評価方法]
以下に、実施例と比較例の差異を調べるための画像評価について述べる。
[Evaluation Methods for Examples and Comparative Examples]
The image evaluation for examining the difference between the example and the comparative example will be described below.

a)印字初期のベタ白画像不良評価
画像評価はベタ白中、及び中間調画像中に、現像ローラ周期で生じる画像欠陥を目視評価することにより行った。プロセススピード及び、感光ドラム1と現像ローラ3との周速
比などを加味して現像周期を正確に計算し、同周期の画像不良を抽出して評価した。ベタ白画像中では、画像欠陥の大きさは、1.0〜5.0mm程度、部分的な光学濃度は0.3〜1ほどの画像欠陥である。また、中間調画像中でも、画像欠陥の大きさはベタ白画像中と同程度の濃度差を生じる画像欠陥である。評価は欠陥の有り無しで明確に判別可能であり、以下の基準で評価した。
××:ベタ白画像及び中間調画像で、画像欠陥有り、欠陥の大きさが3.0mmを超える。
× :ベタ白画像及び中間調画像で、画像欠陥有り、欠陥の大きさが3.0mm以下。
△ :ベタ白画像に画像欠陥なし、かつ中間調画像で画像欠陥有り。
○ :ベタ白画像及び中間調画像で画像欠陥無し。
a) Solid white image defect evaluation at the initial stage of printing Image evaluation was performed by visually evaluating image defects generated in a developing roller cycle in solid white and in a halftone image. The development cycle was accurately calculated in consideration of the process speed and the peripheral speed ratio between the photosensitive drum 1 and the developing roller 3, and image defects having the same cycle were extracted and evaluated. In the solid white image, the size of the image defect is about 1.0 to 5.0 mm, and the partial optical density is about 0.3 to 1. Further, even in a halftone image, the size of the image defect is an image defect that causes a density difference comparable to that in a solid white image. The evaluation can be clearly discriminated with and without defects, and was evaluated according to the following criteria.
XX: Solid white image and halftone image, with image defect, and defect size exceeds 3.0 mm.
X: Solid white image and halftone image, with image defects, and defect size of 3.0 mm or less.
Δ: Solid white image has no image defect, and halftone image has image defect.
A: Solid white image and halftone image with no image defect.

評価は、未使用の現像装置を15.0℃、10%Rh環境下、240時間放置後、トナーシール開封直後のベタ白画像を5枚、中間調画像を1枚連続印字し、5枚目のベタ白画像と中間調画像により評価を行った。   Evaluation was made by leaving an unused developing device at 15.0 ° C. and 10% Rh for 240 hours, printing five solid white images immediately after opening the toner seal, and one halftone image. The solid white image and the halftone image were evaluated.

各例のプリンタにおいて600dpiレーザスキャナを使用し画像記録(画像形成)を行った。本評価において中間調画像とは、主走査方向の1ラインを記録し、その後、4ラインを非記録とする縞模様を意味し、全体として中間調の濃度を表現している。   In each example printer, image recording (image formation) was performed using a 600 dpi laser scanner. In this evaluation, a halftone image means a striped pattern in which one line in the main scanning direction is recorded and then four lines are not recorded, and expresses a halftone density as a whole.

b)画像濃度の均一性評価
画像評価は、ベタ黒画像と中間調画像を出力することにより均一性を評価した。均一性が低下すると、均一画像中に、砂状(0.1mm以下)の濃度の薄い斑点1が生じる。さらに悪化すると、現像ローラ回転方向に伸びた楕円上の斑点2が生じる。この斑点の有無を目視により行い、以下の基準により画像濃度均一性を評価した。
×:ベタ黒画像及び中間調画像中に、砂状の斑点1及び楕円状斑点2が認識される。
△:ベタ黒画像及び中間調画像中に砂状の斑点1が認識される。
○:ベタ黒画像又は、中間調画像中のどちらか一方に砂状の斑点1が認識される。
◎:ベタ黒画像及び中間調画像中のどちらにも砂状の斑点1が認識されない。
b) Uniformity Evaluation of Image Density Image evaluation evaluated the uniformity by outputting a solid black image and a halftone image. When the uniformity is lowered, a thin spot 1 having a sandy (0.1 mm or less) density is generated in a uniform image. When further deteriorated, a spot 2 on an ellipse extending in the rotation direction of the developing roller is generated. The presence or absence of the spots was visually observed, and the image density uniformity was evaluated according to the following criteria.
X: Sand-like spots 1 and elliptical spots 2 are recognized in the solid black image and the halftone image.
Δ: Sand-like spots 1 are recognized in the solid black image and the halftone image.
○: Sand-like spots 1 are recognized in either the solid black image or the halftone image.
A: Sandy spot 1 is not recognized in either the solid black image or the halftone image.

画像均一性評価は、評価環境15.0℃、10%Rh、1000枚印字後に行った。印字テストは、画像比率5%の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。   Evaluation of image uniformity was performed after printing 1000 sheets at an evaluation environment of 15.0 ° C., 10% Rh. The printing test was performed by continuously passing a horizontal line of recorded images having an image ratio of 5%.

各例のプリンタにおいて600dpiレーザスキャナを使用し画像記録を行った。本評価において中間調画像とは主走査方向の1ラインを記録し、その後4ラインを非記録とする縞模様を意味し、全体として中間調の濃度を表現している。   In each example printer, an image was recorded using a 600 dpi laser scanner. In this evaluation, the halftone image means a striped pattern in which one line in the main scanning direction is recorded and then four lines are not recorded, and the halftone density is expressed as a whole.

c)耐久後のカブリ評価
カブリとは、本来印字しない白部(未露光部)においてトナーがわずか現像され地汚れのように現れる画像不良のことである。
c) Fog evaluation after endurance Fog is an image defect that appears as a background stain due to slight development of toner in a white portion (unexposed portion) that is not originally printed.

カブリ量は光学反射率測定機(東京電飾株式会社製TC−6DS)によりグリーンフィルタによる光学反射率を測定し、記録材のみの反射率から差し引いてカブリ分の反射率量を求めカブリ量として評価した。カブリ量は記録材上を10点以上測定しその平均値を求めた。
××:カブリ量が2%を越える。
×:カブリ量が1〜2%未満である。
△:カブリ量が0.5〜1%未満である。
○:カブリ量が0.5%未満である。
The amount of fog is measured by measuring the optical reflectance with a green filter with an optical reflectance measuring machine (TC-6DS, manufactured by Tokyo Electric Decoration Co., Ltd.) and subtracting from the reflectance of only the recording material to obtain the amount of fog as the amount of fog. evaluated. The fog amount was measured at 10 or more points on the recording material, and the average value was obtained.
XX: The fog amount exceeds 2%.
X: The fog amount is less than 1 to 2%.
Δ: The fogging amount is less than 0.5 to 1%.
A: The fog amount is less than 0.5%.

カブリ評価は、試験環境30℃、80%Rh、2万枚印字後に行った。印字テストは、
画像比率5%の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。また、以降述べる他の画像欠陥が生じた場合は、その個所を避けて測定し、カブリを純粋に評価できるよう配慮した。
The fog evaluation was performed after printing 20,000 sheets at a test environment of 30 ° C. and 80% Rh. The print test
A horizontal line recorded image having an image ratio of 5% was continuously fed. In addition, when other image defects described below occur, the measurement was performed while avoiding the location, and consideration was given so that the fog could be evaluated purely.

d)トナー残量が減少したときのカブリ特性評価
印字テストを繰り返すことにより、現像装置内に蓄えたトナーが減少し、横線の評価画像が徐々に薄くなり、場合によっては途切れる。このようにトナー残量が減少したときのカブリ特性を別途評価した。
d) Fog characteristic evaluation when the remaining amount of toner is reduced By repeating the printing test, the toner accumulated in the developing device is reduced, the evaluation image of the horizontal line is gradually thinned, and is sometimes interrupted. Thus, the fog characteristic when the remaining amount of toner decreased was separately evaluated.

印字テストにおいて、先のような横線画像の不良が生じたときに、カブリ評価を行うとともに、その後、現像装置を画像形成装置から取り外し、手振りするなどして、現像装置内のトナーを現像ローラ3に送る動作を行い、再度装置に装着してカブリ評価を行う。これらの画像評価で、前述と同様のカブリ評価を行い、最も悪い(大きな)結果を用いて本評価のカブリ評価とする。   In the print test, when a horizontal line image defect as described above occurs, fog evaluation is performed, and then the developing device is removed from the image forming device and shaken to remove toner in the developing device. The image is sent to the device and attached to the device again to evaluate fog. In these image evaluations, the same fog evaluation as described above is performed, and the worst (large) result is used as the fog evaluation of the main evaluation.

表1に、実施例1〜4、及び比較例1〜7の評価結果を示す。

Figure 2009058895
Table 1 shows the evaluation results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 7.
Figure 2009058895

[従来技術に対する優位性]
はじめに、従来技術である比較例7と、実施例1とを比較することにより本発明の優位性について述べる。
[Advantages over conventional technology]
First, the superiority of the present invention will be described by comparing the comparative example 7 as the prior art with the example 1.

比較例7は、トナーの平均粒径に対する現像ローラの表面粗さが非常に大きい。そのため、トナーコート層は、現像ローラの粗さにより変動しやすい。結果、現像ローラ方向に伸びた斑点が生じ、画像濃度の均一性が悪い。また、現像ローラの粗さが非常に大きいため、現像ローラと感光ドラム、あるいは、現像ローラと供給ローラの押圧、摺擦により、局所的に高いストレスがトナーにかかる。結果、トナー劣化を促進しやすくなり、耐久後のカブリ量の増加、及び、耐久ゴースト画像不良が発生する。   In Comparative Example 7, the surface roughness of the developing roller with respect to the average particle diameter of the toner is very large. Therefore, the toner coat layer is likely to vary depending on the roughness of the developing roller. As a result, speckles extending in the direction of the developing roller are generated, and the uniformity of the image density is poor. Further, since the roughness of the developing roller is very large, locally high stress is applied to the toner due to the pressing and rubbing of the developing roller and the photosensitive drum or the developing roller and the supply roller. As a result, it is easy to promote toner deterioration, an increase in the fog amount after durability, and a durable ghost image defect occur.

そのため、トナー切れ時に、現像装置の手振りを行うと、現像容器内で劣化の少ないトナーと著しく劣化したトナーは混合する。トナーの帯電付与性が異なるため、逆極性のトナーが生じやすくなる。結果、トナー切れ時のカブリが悪化する。   For this reason, when the developing device is shaken when the toner runs out, the toner having little deterioration and the toner having remarkably deteriorated are mixed in the developing container. Since the charge imparting property of the toner is different, a toner having a reverse polarity is easily generated. As a result, fogging at the time of running out of toner is worsened.

これに対して、本発明の実施例1では、画像濃度均一性を向上させることができる。また、抑制理由は後述するが、トナー切れ時のカブリも抑制することができる。つまり、印字初期から印枚数増加時まで、高画質で画像不良を抑制した画像を得ることができる。   On the other hand, in Example 1 of the present invention, the image density uniformity can be improved. Further, although the reason for suppression will be described later, fogging at the time of running out of toner can also be suppressed. That is, it is possible to obtain an image with high image quality and suppressed image defects from the initial printing to the time when the number of stamps is increased.

[比較技術に対する優位性]
次に、実施例1〜4と比較例1〜7を比較することによって、本発明の優位性について述べる。
[Advantages over comparative technology]
Next, the advantages of the present invention will be described by comparing Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 7.

<a)ベタ白画像不良評価結果、及びb)画像濃度均一性評価結果について>
前述したように、比較例7は、トナーT1の体積平均粒径R1が7.5μmと大きく、加えて現像ローラ表面の算術表面粗さRaが3.0μmであるため、Ra/R1=0.4と大きい。そのため、トナー層の均一性が低下し、画像濃度の均一性も低下する。
<A) Solid white image defect evaluation result, and b) Image density uniformity evaluation result>
As described above, in Comparative Example 7, since the volume average particle size R1 of the toner T1 is as large as 7.5 μm and the arithmetic surface roughness Ra of the developing roller surface is 3.0 μm, Ra / R1 = 0. 4 and big. For this reason, the uniformity of the toner layer is lowered, and the uniformity of the image density is also lowered.

一方、実施例1及び比較例1においては、第1現像剤としてのトナーT1の体積平均粒径R1が5.8μm、現像ローラ表面の算術表面粗さRa1.5μmであるため、トナー層の均一性が向上する。結果、画像濃度の均一性も向上する。   On the other hand, in Example 1 and Comparative Example 1, the toner T1 as the first developer has a volume average particle size R1 of 5.8 μm and an arithmetic surface roughness Ra of 1.5 μm on the surface of the developing roller. Improves. As a result, the uniformity of image density is also improved.

さらに、実施例2及び比較例2は、実施例1及び比較例1に対して、トナー規制部材4に印加する電圧が、トナーを現像ローラ表面に押付ける方向に印加した例である。そのため、規制後のトナー層形成を均一に行うことができると考えられる。また、トナー規制部材4によるトナーの電荷付与も安定的に行われるため、現像ローラ上のトナー層中のトナーの電荷量の均一性も向上すると考えられる。結果、より画像濃度の均一性が向上する。   Further, Example 2 and Comparative Example 2 are examples in which, with respect to Example 1 and Comparative Example 1, the voltage applied to the toner regulating member 4 is applied in the direction in which the toner is pressed against the surface of the developing roller. Therefore, it is considered that toner layer formation after regulation can be performed uniformly. In addition, since the toner charge imparting by the toner regulating member 4 is stably performed, it is considered that the uniformity of the charge amount of the toner in the toner layer on the developing roller is also improved. As a result, the uniformity of image density is further improved.

また、実施例3及び比較例3は、実施例1及び比較例1に対して、現像ローラ3の算術表面粗さRaを0.1とした例である。そのため、トナー層の形成時に現像ローラ表面の粗さの影響が著しく小さくなるため、より安定したトナー層を形成することができる。   Further, Example 3 and Comparative Example 3 are examples in which the arithmetic surface roughness Ra of the developing roller 3 is set to 0.1 with respect to Example 1 and Comparative Example 1. For this reason, the influence of the roughness of the developing roller surface is remarkably reduced when the toner layer is formed, so that a more stable toner layer can be formed.

また、トナーと現像ローラ間の付着力は、現像ローラ表面の粗さが小さいため、電気的拘束力が支配的となる。そのため、現像部において、電界によりトナーを転移する際に、より均一な転移を行うことができる。加えて、表面粗さが小さいため、現像ローラ3と感光ドラムが摺擦する際に、現像ローラ3の粗さによるトナー層の乱れも低下する。結果、画像濃度均一性が向上する。   Further, the adhesion force between the toner and the developing roller is dominated by the electrical restraining force because the surface of the developing roller has a small roughness. Therefore, when the toner is transferred by an electric field in the developing unit, more uniform transfer can be performed. In addition, since the surface roughness is small, the disturbance of the toner layer due to the roughness of the developing roller 3 is also reduced when the developing roller 3 and the photosensitive drum are rubbed. As a result, the image density uniformity is improved.

そして、実施例4及び比較例4は、著しく画像濃度均一性に優れている。実施例4及び比較例4は、Ra/R1=0.02と小さく、かつ、トナーが現像ローラ3に押付けられる方向にトナー規制部材4に電圧が印加された例である。そのため、上述したように、トナーが、より電気的に現像ローラ表面に拘束されている状態を形成しながら、均一なトナー層を形成している。結果、著しく画像濃度均一性が向上すると考えられる。   And Example 4 and Comparative Example 4 are remarkably excellent in image density uniformity. Example 4 and Comparative Example 4 are examples in which Ra / R1 = 0.02 and the voltage is applied to the toner regulating member 4 in the direction in which the toner is pressed against the developing roller 3. Therefore, as described above, a uniform toner layer is formed while forming a state where the toner is more electrically restrained on the surface of the developing roller. As a result, it is considered that the image density uniformity is remarkably improved.

以上のことから、均一なトナー層及び濃度均一性の向上のためには、現像ローラ表面とトナー間の付着力は、電気的な力が支配的であることが必要と考えられる。   From the above, in order to improve the uniform toner layer and density uniformity, it is considered that the electric force is dominant in the adhesion force between the developing roller surface and the toner.

しかしながら、比較例1〜4は、画像濃度均一性向上、つまり、電気的な力が支配的となるにつれて、ベタ白画像不良が発生する。   However, in Comparative Examples 1 to 4, a solid white image defect occurs as the image density uniformity improves, that is, as the electric force becomes dominant.

まず、ベタ白画像不良のおおよその発生メカニズムは以下のように考えられる。ここで、図1(b)は、上述したように、未使用の現像装置を示している。   First, the approximate generation mechanism of a solid white image defect is considered as follows. Here, FIG. 1B shows an unused developing device as described above.

現像装置使用時にシール部材Uを除去後、攪拌部材11によりトナーT1を供給ローラ近傍まで搬送する。その後、供給ローラ表面に付着したトナーT1は、現像ローラ3と供給ローラ5の摺擦により現像ローラ3へ供給される。しかしながら、シール部材Uを除去直後、つまり、トナーT1が供給ローラ5あるいは現像ローラ表面に到達する前に、現像ローラ3は回転する。その間、予め現像ローラ表面あるいは供給ローラ表面に塗布されたトナーT2は、トナー規制部材4を通過する機会が増加する。結果、トナーT2への電荷付与が過剰となり、トナーT2は電気的拘束力により現像ローラ表面に強固に付着する。そのため、トナーT2は、供給ローラ5の摺擦による剥ぎ取り工程を経ても現像ローラ表面から離れにくくなる。その後、トナーT1が供給ローラ表面を経て現像ローラ3に到達すると、トナーT1は、トナー規制部材4を通過することにより、電荷付与される。その後、現像ローラ表面に強固に付着したトナーT2と同程度の電荷量を得ることができると、トナーT1は、電気的な付着力を有し、現像ローラ表面で、トナーT2との入れ替わりを連続的に行なうことができる。結果、ベタ白画像不良の発生は生じない。   After the seal member U is removed when the developing device is used, the agitation member 11 conveys the toner T1 to the vicinity of the supply roller. Thereafter, the toner T1 adhering to the surface of the supply roller is supplied to the development roller 3 by sliding between the development roller 3 and the supply roller 5. However, immediately after the seal member U is removed, that is, before the toner T1 reaches the supply roller 5 or the surface of the developing roller, the developing roller 3 rotates. Meanwhile, the chance that the toner T2 previously applied to the surface of the developing roller or the surface of the supply roller passes through the toner regulating member 4 increases. As a result, charge is excessively applied to the toner T2, and the toner T2 adheres firmly to the surface of the developing roller due to the electrical restraining force. For this reason, the toner T <b> 2 is not easily separated from the surface of the developing roller even after a peeling process by rubbing the supply roller 5. Thereafter, when the toner T1 reaches the developing roller 3 through the surface of the supply roller, the toner T1 passes through the toner regulating member 4 and is given an electric charge. After that, if a charge amount equivalent to that of the toner T2 firmly adhered to the surface of the developing roller can be obtained, the toner T1 has an electric adhesion force, and the replacement with the toner T2 is continuously performed on the surface of the developing roller. Can be done automatically. As a result, no solid white image defect occurs.

ところが、トナーT1の電荷付与による電気的付着力より著しく高い付着力をトナーT2が有した場合、トナーT1との入れ替わりが困難となる。そのトナーT2を付着した現像ローラ表面は、トナーT1の粒径R1の粗さを有した状態に近い。そのため、現像ローラ表面によるトナーT1の物理的搬送力が大きくなると同時に、過剰なトナー量が搬送されるため、トナー規制部材4を通過しても、トナーT1への電荷付与性が低下する。つまり、適正な電荷を得ていないトナーT1は、現像部まで搬送される。   However, when the toner T2 has an adhesive force that is significantly higher than the electric adhesive force due to the charge imparted to the toner T1, it is difficult to replace the toner T1. The surface of the developing roller to which the toner T2 is attached is close to a state having a particle size R1 roughness of the toner T1. For this reason, the physical conveyance force of the toner T1 by the surface of the developing roller increases, and at the same time, an excessive amount of toner is conveyed, so that the charge imparting property to the toner T1 is lowered even when passing through the toner regulating member 4. That is, the toner T1 that has not obtained an appropriate charge is conveyed to the developing unit.

結果、感光ドラム1と現像ローラ3が当接する接触現像において、電荷量が不十分なトナーT1の電気的制御が難しいため、ベタ白画像上に、0.5〜2.0mm程度の斑点が、現像ローラ周期で生じる。つまり、ベタ白画像不良が生じる。また、ベタ白画像不良が軽微な場合においては、中間調画像中に、0.5〜2.0mm程度の斑点濃度ムラが、現像ローラ周期で生じる。   As a result, in the contact development in which the photosensitive drum 1 and the developing roller 3 are in contact with each other, it is difficult to electrically control the toner T1 having an insufficient amount of charge. Therefore, a spot of about 0.5 to 2.0 mm is formed on the solid white image. Occurs in the developing roller cycle. That is, a solid white image defect occurs. When the solid white image defect is slight, spot density unevenness of about 0.5 to 2.0 mm occurs in the halftone image in the developing roller cycle.

以上のことから、ベタ白画像不良は、現像ローラ3とトナー間の付着力として電気的な力が支配的になるほど発生しやすいと考えられる。   From the above, it is considered that the solid white image defect is more likely to occur as the electric force becomes dominant as the adhesion force between the developing roller 3 and the toner.

しかしながら、前述したとおり、画像濃度均一性向上のためには、電気的な力が支配的な必要があり、画像濃度均一性向上とベタ白画像不良の抑制の2つの課題は背反する課題で、両立することが困難である。   However, as described above, in order to improve the image density uniformity, electrical power needs to be dominant, and the two problems of improving the image density uniformity and suppressing the solid white image defect are contradictory problems. It is difficult to achieve both.

そのため、比較例1〜4は、画像濃度均一性向上とともに、ベタ白画像不良が悪化する。特に、比較例4は、画像濃度均一性が非常に優れているが、ベタ白画像不良が非常に悪い。   Therefore, in Comparative Examples 1 to 4, the solid white image defect deteriorates as the image density uniformity improves. In particular, Comparative Example 4 has very good image density uniformity, but the solid white image defect is very bad.

一方、本発明の実施例1〜4は、画像濃度均一性の評価結果にかかわらず、ベタ白画像不良を著しく抑制している。つまり、電気的な支配力が大きくなっても、ベタ白画像不良を抑制する効果を得ることができると考えられる。本発明の実施例1〜4において、トナーT1の体積平均粒径R1とトナーT2の体積平均粒径R2との関係は、R2/R1>1.0である。トナーと現像ローラ間に働く鏡映力の大きさは、トナー粒子が有する電荷量の二乗に比例し、トナー粒径にトナー粒径の二乗に反比例する。そのため、トナー粒径が大きい場合、粒径の効果のため付着力を弱めることができる。   On the other hand, Examples 1 to 4 of the present invention remarkably suppress solid white image defects regardless of the evaluation result of the image density uniformity. That is, it is considered that the effect of suppressing the solid white image defect can be obtained even when the electrical dominance is increased. In Examples 1 to 4 of the present invention, the relationship between the volume average particle size R1 of the toner T1 and the volume average particle size R2 of the toner T2 is R2 / R1> 1.0. The magnitude of the mirror force acting between the toner and the developing roller is proportional to the square of the charge amount of the toner particles, and inversely proportional to the square of the toner particle size. Therefore, when the toner particle size is large, the adhesion can be weakened due to the effect of the particle size.

さらに、トナー粒径が大きい場合、1つのトナーがトナー規制部材4と接触する回数は
減少するため、摩擦帯電による電荷付与性の低下、すなわち、トナー粒子が得る電荷量が低下する。つまり、トナーT2の現像ローラ3への付着力を著しく低下させることができる。そのため、トナーT1が現像ローラ表面に到達する前における現像ローラ上のトナーT2と現像ローラ表面との付着力の上昇を抑えることができる。
Further, when the toner particle size is large, the number of times one toner comes into contact with the toner regulating member 4 is decreased, so that the charge imparting property due to frictional charging, that is, the amount of charge obtained by the toner particles is decreased. That is, the adhesion force of the toner T2 to the developing roller 3 can be significantly reduced. Therefore, an increase in the adhesion force between the toner T2 on the developing roller and the developing roller surface before the toner T1 reaches the developing roller surface can be suppressed.

結果、現像ローラ上に特定のトナーT2が強固に付着することを抑制できるため、ベタ白画像不良を著しく抑制することができる。   As a result, it is possible to suppress the specific toner T2 from firmly adhering to the developing roller, and thus it is possible to remarkably suppress the solid white image defect.

以上、述べたように、本発明の実施例においては、高画質化のために粒径が小さいトナーを用いても、R2/R1>1.0の関係を有するため、ベタ白画像不良を著しく抑制することができる。さらに、画像濃度均一性の向上とベタ白画像不良抑制の背反する課題を両立することができる。   As described above, in the embodiment of the present invention, even when a toner having a small particle size is used for high image quality, the relationship of R2 / R1> 1.0 is satisfied, so that solid white image defects are remarkably increased. Can be suppressed. Further, it is possible to satisfy both the problems of improving the uniformity of image density and contradicting the suppression of solid white image defects.

しかしながら、比較例5,6は、R2/R1>1.0であるにもかかわらず、ベタ白画像不良を生じる。その理由は、トナーT1の半値幅H1に対するトナーT2の半値幅H2の比H2/H1が、0.83のためと考えられる。つまり、トナーT1の粒度分布よりもトナーT2の粒度分布はシャープであることを意味する。トナーT1,T2の粒径がR2/R1>1.0の関係を有しているため、現像ローラ3への強固な付着を抑制していると考えられる。   However, in Comparative Examples 5 and 6, a solid white image defect occurs even though R2 / R1> 1.0. The reason is considered that the ratio H2 / H1 of the half width H2 of the toner T2 to the half width H1 of the toner T1 is 0.83. That is, the particle size distribution of the toner T2 is sharper than the particle size distribution of the toner T1. Since the particle sizes of the toners T1 and T2 have a relationship of R2 / R1> 1.0, it is considered that strong adhesion to the developing roller 3 is suppressed.

しかし、トナーT1が現像ローラ3へ供給され始めると、トナー層を形成しているトナーT2よりトナーT1が優先してトナー層を形成すると考えられる。その理由は、トナーT2の粒度分布がシャープであるため、どのトナーT2も現像ローラ3から離れやすい状態であり、逆に粒径の小さいトナーT1は、現像ローラ3へ付着しやすい状態であるため、急激にトナーT2からトナーT1への入れ替わりが生じる。つまり、比較例1のように、トナーT1があらかじめ塗布されている状態に近いと考えられる。結果、ベタ白画像不良が生じる。   However, when the toner T1 starts to be supplied to the developing roller 3, it is considered that the toner T1 has priority over the toner T2 forming the toner layer. The reason is that since the particle size distribution of the toner T2 is sharp, any toner T2 is easily separated from the developing roller 3, and conversely, the toner T1 having a small particle size is easily attached to the developing roller 3. The toner T2 is rapidly changed to the toner T1. That is, as in Comparative Example 1, it is considered that the toner T1 is close to being applied in advance. As a result, a solid white image defect occurs.

一方、本実施例1〜4は、H2/H1>1.0であるため、トナーT1が現像ローラ到達時に、現像ローラ3から離れやすいトナーとやや離れにくいトナーがトナー層を形成していると考えられる。結果、現像ローラ上のトナー層は、徐々に、トナーT2からトナーT1へ入れ替わり、現像ローラ3に強固に付着したトナーの生成を抑制する。   On the other hand, in Examples 1 to 4, since H2 / H1> 1.0, when the toner T1 reaches the developing roller, the toner that is easily separated from the developing roller 3 and the toner that is slightly difficult to separate form a toner layer. Conceivable. As a result, the toner layer on the developing roller is gradually replaced from the toner T2 to the toner T1, and the generation of the toner firmly attached to the developing roller 3 is suppressed.

結果、ベタ白画像不良を著しく抑制していると考えられる。   As a result, it is considered that the solid white image defect is remarkably suppressed.

以上、述べたように、本発明の実施例によれば、トナーの平均体積粒径の比R2/R1がR2/R1>1.0、トナーの粒度分布の半値幅の比H2/H1がH2/H1>1.0であるため、著しくベタ白画像不良を抑制することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the ratio R2 / R1 of the average volume particle diameter of the toner is R2 / R1> 1.0, and the ratio H2 / H1 of the half width of the particle size distribution of the toner is H2. Since /H1>1.0, solid white image defects can be remarkably suppressed.

<a)ベタ白画像不良評価結果、及びc)耐久後のカブリ評価結果について>
まず、耐久後のカブリ発生要因について述べる。
<A) Solid white image defect evaluation result, and c) Fog evaluation result after durability>
First, the cause of fogging after endurance will be described.

現像部でのトナーは、感光ドラム1と現像ローラ3の押圧と摺擦により、高いストレスを受ける。加えて、供給部でのトナーは、現像ローラ3と供給ローラ5の押圧と摺擦によっても、高いストレスを受ける。そのため、トナーに被覆されたシリカ等の外添剤は、トナーへの埋め込み、又は、トナーからの遊離が発生しやすくなる。すると、印字枚数初期のトナーの帯電性より著しく低下する。つまり、電荷量の少ないトナーコート層を形成するため、電荷量の少ないトナーは、電気的な拘束力が弱まる。結果、現像ローラ上のトナーは、電気的拘束力が低下するため、感光ドラム1に接触すると、感光ドラム上に転移しやすくなり、カブリ量が増加する。   The toner in the developing unit is subjected to high stress due to the pressing and sliding of the photosensitive drum 1 and the developing roller 3. In addition, the toner in the supply unit is subjected to high stress due to the pressing and rubbing of the developing roller 3 and the supply roller 5. Therefore, external additives such as silica coated on the toner are likely to be embedded in the toner or released from the toner. As a result, the chargeability of the toner at the initial printing number is significantly lowered. In other words, since the toner coat layer with a small amount of charge is formed, the toner with a small amount of charge has a weak electrical restraining force. As a result, the toner on the developing roller has a lower electrical restraining force, so that when the toner comes into contact with the photosensitive drum 1, the toner tends to transfer onto the photosensitive drum and the amount of fog increases.

また、外添剤は、トナーと物体が接触する場合、間に介在することで、トナーと物体間の付着力を小さくする作用があると考えられる。そして、トナーの埋め込みや遊離の発生は、トナーと物体の付着力が大きくなる。そのため、トナーは感光ドラム1との付着力も著しく大きくなるため、より感光ドラム上に転移しやすくなる。   Further, it is considered that the external additive has an action of reducing the adhesion force between the toner and the object by interposing between the toner and the object when they are in contact with each other. Then, the embedding or releasing of the toner increases the adhesion between the toner and the object. For this reason, the adhesion force of the toner to the photosensitive drum 1 is remarkably increased, so that the toner is more easily transferred onto the photosensitive drum.

実施例1に比べ、実施例4は、耐久後のカブリ量の増加はなく、良好である。その理由は、現像ローラ3にトナーを押付ける方向にトナー規制部材4に電圧を印加しているため、前項で述べたように、現像ローラ3へのトナーの電気的な付着力が支配的となる。また、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術表面粗さの比であるRa/R1が0.02と小さいことによっても、現像ローラ3へのトナーの電気的な付着力が支配的となる。結果、耐久後にトナーの電荷付与性の低下を抑制することができる。   Compared to Example 1, Example 4 is good without any increase in the amount of fogging after durability. The reason is that since the voltage is applied to the toner regulating member 4 in the direction in which the toner is pressed against the developing roller 3, the electrical adhesion force of the toner to the developing roller 3 is dominant as described in the previous section. Become. The electrical adhesion force of the toner to the developing roller 3 is also dominant because Ra / R1, which is the ratio of the arithmetic surface roughness of the developing roller surface to the volume average particle diameter of the toner, is as small as 0.02. Become. As a result, it is possible to suppress a decrease in charge imparting property of the toner after the endurance.

さらに、トナー粒径に対する現像ローラ表面粗さが小さい場合、現像ローラ3と感光ドラム1間、又は、現像ローラ3と供給ローラ5間の押圧・摺擦時に、トナーは現像ローラ上において、ストレスが低下する方向へ動きやすいと考えられる。つまり、局所的に高いストレスを受け、著しく劣化した特定のトナーの発生及び耐久カブリを抑えることができる。   Further, when the surface roughness of the developing roller with respect to the toner particle size is small, the toner is stressed on the developing roller during pressing and rubbing between the developing roller 3 and the photosensitive drum 1 or between the developing roller 3 and the supply roller 5. It is thought that it is easy to move in the decreasing direction. That is, it is possible to suppress the occurrence of specific toner that has been subjected to high local stress and significantly deteriorated, and the durability fogging.

また、実施例2,3は実施例1に比べカブリ量の増加は少ない。実施例2は、現像ローラ3にトナーを押付ける方向にトナー規制部材4に電圧を印加し、実施例3は、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術表面粗さの比であるRa/R1が0.02と小さい。このため、現像ローラ3へのトナーの電気的な付着力が支配的となる。結果、耐久カブリの増加を抑制する。   Further, in Examples 2 and 3, the increase in the amount of fog is small compared to Example 1. In the second embodiment, a voltage is applied to the toner regulating member 4 in the direction in which the toner is pressed against the developing roller 3, and in the third embodiment, Ra is the ratio of the arithmetic surface roughness of the developing roller surface to the volume average particle diameter of the toner. / R1 is as small as 0.02. For this reason, the electric adhesion force of the toner to the developing roller 3 becomes dominant. As a result, increase in durability fog is suppressed.

つまり、耐久カブリを抑制するためには、画像濃度均一性向上と同様、現像ローラ3へのトナーの電気的な付着力の増加が必要である。つまり、耐久カブリの抑制とベタ白画像不良は背反する課題であると考えられる。それは、比較例1〜4の耐久カブリの抑制とともにベタ白画像不良が悪化していることからも分かる。一方、実施例2〜4は、耐久カブリの抑制と同時にベタ白画像不良を抑制している。   That is, in order to suppress the durability fogging, it is necessary to increase the electric adhesion force of the toner to the developing roller 3 as well as the improvement of the image density uniformity. That is, it is considered that the suppression of durable fog and the solid white image defect are contradictory issues. This can also be seen from the fact that the solid white image defect deteriorates with the suppression of the durable fog of Comparative Examples 1 to 4. On the other hand, in Examples 2 to 4, solid white image defects are suppressed simultaneously with the suppression of durable fog.

以上、述べたように、本発明の実施例においては、耐久カブリの抑制とベタ白画像不良の抑制の背反する課題を同時に抑制することができる。   As described above, in the embodiment of the present invention, it is possible to simultaneously suppress the contradictory problems of suppression of durable fog and suppression of solid white image defects.

<d)トナー切れ時のカブリ評価結果について>
まず、トナー切れ時のカブリ評価の発生要因について述べる。
<D) Result of fogging evaluation when toner runs out>
First, factors that cause fog evaluation when toner runs out will be described.

この理由としては、カートリッジ振り時に劣化の少ないトナーと劣化したトナーが混合し、極性の違いにより電荷付与性が低下した劣化トナーはより電荷付与性の低下を生じ、あるいは、逆極性の電荷付与を行うため積極的にカブリ量が増加すると考えられる。本発明の実施例1〜4は、トナー切れ時においてもカブリの増加が著しく抑制されている。   The reason for this is that a toner with little deterioration and a deteriorated toner are mixed when the cartridge is shaken, and the deteriorated toner whose charge imparting property is lowered due to the difference in polarity causes a further decrease in charge imparting property, or the charge imparting reverse polarity. Therefore, the amount of fogging is considered to increase actively. In Examples 1 to 4 of the present invention, the increase in fog is remarkably suppressed even when the toner runs out.

一方、比較例4のように、トナーの劣化も少なく、現像ローラ表面へのトナーの電気的な付着力が支配的であるにもかかわらず、トナー切れ時のカブリ量が増加する。その理由は明確ではないが、以下のように考えられる。   On the other hand, as in Comparative Example 4, there is little deterioration of the toner, and the amount of fog when the toner runs out increases despite the fact that the electrical adhesion of the toner to the surface of the developing roller is dominant. The reason is not clear, but it is thought as follows.

第1現像剤であるトナーT1は、消費しやすいトナー粒径が存在するため、耐久後半のトナーの粒径は、耐久前半に比べ、粒度分布のブロード化、平均粒径の粗大化が進むと考えられる。加えて、耐久後半のトナーT1は、耐久前半に比べ、トナーの劣化も進むと考えられる。   Since the toner T1 that is the first developer has a toner particle size that is easy to consume, the particle size of the toner in the second half of the endurance is broader in particle size distribution and coarsened in the average particle size than in the first half of the endurance. Conceivable. In addition, it is considered that the toner T1 in the latter half of the durability is further deteriorated compared with the first half of the durability.

そのため、耐久前半に比べ、耐久後半のトナーの帯電付与性が著しく低下すると考えられる。特に本発明の実施例のように、平均円形度が高く、小粒径化したトナーを用いると、耐久前半と耐久後半のトナーの性状変化は帯電性に大きな違いを生じる。   Therefore, it is considered that the charge imparting property of the toner in the latter half of the durability is remarkably lowered as compared with the first half of the durability. In particular, when a toner having a high average circularity and a small particle size is used as in the embodiment of the present invention, the change in the properties of the toner in the first half of the durability and the latter half of the durability causes a great difference in chargeability.

比較例1〜4においては、予め、供給ローラ5に塗布されたトナーT2は、現像容器内のトナーT1と同じものを用いている。そのため、耐久後半の現像容器内のトナー粒径とトナーT2の差は大きく、帯電性も異なると考えられる。また、供給ローラ5に塗布されたトナーT2は、耐久後半においても、耐久前半と同程度の平均粒径を維持していると考えられる。そのため、トナー切れ時のように、現像装置内のトナー量が少なくなった状態で、現像装置の手振りを行うと、トナーT2と劣化の大きいトナーT1とが混合しやすくなる。つまり、著しく性状の異なるトナーの混合が生じ、電荷量を十分に得ることができないトナーの生成を引き起こす。結果、トナー切れ時のカブリ量の増加を生じると考えられる。   In Comparative Examples 1 to 4, the toner T2 previously applied to the supply roller 5 is the same as the toner T1 in the developing container. Therefore, it is considered that the difference between the toner particle size in the developing container in the latter half of the durability and the toner T2 is large and the charging property is also different. In addition, it is considered that the toner T2 applied to the supply roller 5 maintains an average particle size comparable to that of the first half of the durability in the second half of the durability. For this reason, when the developing device is shaken in a state where the amount of toner in the developing device is small, such as when the toner runs out, the toner T2 and the highly deteriorated toner T1 are easily mixed. That is, toners having significantly different properties are mixed, and toner that cannot obtain a sufficient amount of charge is generated. As a result, it is considered that the amount of fogging when the toner runs out is increased.

一方、本発明の実施例1〜4は、トナー切れ時においてもカブリ量を著しく抑制することができる。その理由は、予め供給ローラ上に塗布された第2現像剤としてのトナーT2の粒径R2が初期現像容器内のトナーT1の粒径R1よりも大きいためであると考えられる。つまり、耐久が進むことにより、現像容器内のトナーT1の粒径は、分布のブロード化、平均粒径の粗大化が進むが、予め、トナーT2は、R2/R1>1.0の関係を有しているため、トナーの帯電付与性の差が小さい。結果、手振りによる混合が生じても、カブリを生じない。   On the other hand, Embodiments 1 to 4 of the present invention can remarkably suppress the amount of fog even when the toner runs out. The reason is considered to be that the particle diameter R2 of the toner T2 as the second developer previously applied on the supply roller is larger than the particle diameter R1 of the toner T1 in the initial developing container. That is, as the durability progresses, the particle size of the toner T1 in the developing container is broadened in distribution and the average particle size is increased. However, the toner T2 has a relationship of R2 / R1> 1.0 in advance. Therefore, the difference in toner chargeability is small. As a result, even if mixing is performed by hand shaking, fog does not occur.

しかしながら、比較例5,6は、トナー粒径の比が、R2/R1>1.0であるにもかかわらず、トナー切れ時のカブリ量が増加する。その理由は、トナーT2の粒度分布が耐久初期のトナーT1の粒度分布よりシャープであるためと考えられる。耐久後半に粒度分布がブロード化したトナーとシャープな粒度分布を有するトナーT2が混合すると、粒径差が大きいときと同様に、帯電付与性の極性差が大きくなると考えられる。結果、トナー切れ時のカブリ量が増加する。   However, in Comparative Examples 5 and 6, although the toner particle size ratio is R2 / R1> 1.0, the amount of fog when the toner runs out increases. The reason is considered that the particle size distribution of the toner T2 is sharper than the particle size distribution of the toner T1 in the early stage of durability. When the toner having a broad particle size distribution in the latter half of the durability and the toner T2 having a sharp particle size distribution are mixed, it is considered that the polarity difference in charge imparting property increases as in the case where the particle size difference is large. As a result, the amount of fog when the toner runs out increases.

以上、述べたように、本発明の実施例によれば、トナーの体積平均粒径の比R2/R1>1.0、粒度分布の比H2/H1>1.0とすることで、トナー切れ時のカブリを著しく抑制することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the toner out-of-toner can be obtained by setting the volume average particle size ratio R2 / R1> 1.0 and the particle size distribution ratio H2 / H1> 1.0. Time fog can be significantly suppressed.

[トナーT1,T2の粒径R1,R2、及び現像ローラの算術表面粗さRaの関係]
以下では、トナーT1,T2の粒径R1,R2、及び現像ローラ3の算術表面粗さRaの関係について述べる。特に、電気的付着力が支配的である|Vb|>|Vs|の条件下における例として、実施例5〜14、比較例8〜10について以下に述べる。
[Relationship between the particle diameters R1, R2 of the toners T1, T2 and the arithmetic surface roughness Ra of the developing roller]
Hereinafter, the relationship between the particle diameters R1 and R2 of the toners T1 and T2 and the arithmetic surface roughness Ra of the developing roller 3 will be described. In particular, Examples 5 to 14 and Comparative Examples 8 to 10 will be described below as an example under the condition of | Vb |> | Vs | in which electrical adhesion is dominant.

[実施例5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]
本実施例は、基本的には、実施例4に準ずるが、以下の点が異なる。
[Examples 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]
The present embodiment basically conforms to the fourth embodiment, but differs in the following points.

トナーT1の体積平均粒径R1は、実施例5,6,7,8,9,10,11,12,13,14それぞれ5.5,5.8,5.8,5.5,5.5,5.5,5.8,5.5,6.2,5.5μmであることが異なる。   The volume average particle diameter R1 of the toner T1 is 5.5, 5.8, 5.8, 5.5, 5.5, respectively, in Examples 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, and 14. The difference is 5, 5.5, 5.8, 5.5, 6.2, and 5.5 μm.

さらに、トナーT2の体積平均粒径R2は、実施例5,6,7,8,9,10,11,12,13,14それぞれ8.0,6.4,6.4,5.8,5.8,8.2,6.0,5.8,7.0,8.0μmであることが異なる。   Further, the volume average particle diameter R2 of the toner T2 is 8.0, 6.4, 6.4, 5.8, and Examples 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, and 14, respectively. 5.8, 8.2, 6.0, 5.8, 7.0, 8.0 μm.

また、現像ローラ表面の算術表面粗さRaは、実施例5,6,7,8,9,10,11,12,13,14それぞれ0.2,0.2,0.1,0.1,0.1,0.5,0.6,0.3,0.8,0.8μmであることが異なる。そのときのトナーT1の体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術平均粗さの比Ra/R1は、それぞれ0.040,0.038,0.017,0.025,0.009,0.098,0.100,0.045,0.129,0.145となる。   Further, the arithmetic surface roughness Ra of the developing roller surface is 0.2, 0.2, 0.1, 0.1 in Examples 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, respectively. , 0.1, 0.5, 0.6, 0.3, 0.8, and 0.8 μm. The ratio Ra / R1 of the arithmetic average roughness of the developing roller surface to the volume average particle diameter of the toner T1 at that time is 0.040, 0.038, 0.017, 0.025, 0.009, and 0.098, respectively. , 0.100, 0.045, 0.129, 0.145.

また、R2/R1は、実施例5,6,7,8,9,10,11,12,13,14それぞれ1.45,1.10,1.10,1.05,1.05,1.49,1.03,1.05,1.13,1.45となる。ここで、R2/R1は、トナーT1の体積平均粒径R1に対するトナーT2の体積平均粒径R2の比である。   R2 / R1 is 1.45, 1.10, 1.10, 1.05, 1.05, 1 in Examples 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, and 14, respectively. .49, 1.03, 1.05, 1.13, 1.45. Here, R2 / R1 is a ratio of the volume average particle diameter R2 of the toner T2 to the volume average particle diameter R1 of the toner T1.

[比較例8,9,10,11]
本比較例は、基本的には、実施例4に準ずるが、以下の点が異なる。
[Comparative Examples 8, 9, 10, 11]
This comparative example basically conforms to Example 4, but differs in the following points.

トナーT1の体積平均粒径R1は、比較例8,9,10,11それぞれ5.8,5.5,5.8,5.5μmであることが異なる。   The volume average particle diameter R1 of the toner T1 is different from Comparative Examples 8, 9, 10, and 11 in that it is 5.8, 5.5, 5.8, and 5.5 μm, respectively.

さらに、トナーT2の体積平均粒径R2は、比較例8,9,10,11それぞれ5.8,5.8,8.5,9.0μmであることが異なる。   Further, the volume average particle diameter R2 of the toner T2 is different from Comparative Examples 8, 9, 10, and 11 in that they are 5.8, 5.8, 8.5, and 9.0 μm, respectively.

また、現像ローラ表面の算術表面粗さRaは、比較例8,9,10,11それぞれ0.8,0.4,0.7,0.1μmであることが異なる。そのときのトナーT1の体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術平均粗さの比Ra/R1は、比較例8,9,10,11それぞれ0.138,0.073,0.121,0.018となる。   Further, the arithmetic surface roughness Ra of the developing roller surface is different from that of Comparative Examples 8, 9, 10, and 11 in 0.8, 0.4, 0.7, and 0.1 μm, respectively. The ratio Ra / R1 of the arithmetic average roughness of the developing roller surface to the volume average particle diameter of the toner T1 at that time is 0.138, 0.073, 0.121, 0. 018.

また、トナーT1の体積平均粒径R1に対するトナーT2の体積平均粒径R2の比R2/R1は、比較例8,9,10,11それぞれ1.00,1.55,1.55,1.00となる。   The ratio R2 / R1 of the volume average particle diameter R2 of the toner T2 to the volume average particle diameter R1 of the toner T1 is 1.00, 1.55, 1.55,. 00.

(評価方法)
画像評価は、前述した評価項目のうち、a)ベタ白画像不良、b)画像濃度均一性について行った。評価方法及び評価基準は前述と同じとした。
(Evaluation methods)
Image evaluation was performed for a) solid white image defect and b) image density uniformity among the evaluation items described above. The evaluation method and evaluation criteria were the same as described above.

(評価結果)
表2に、実施例4〜14、比較例8〜11の評価結果を示す。

Figure 2009058895
(Evaluation results)
In Table 2, the evaluation result of Examples 4-14 and Comparative Examples 8-11 is shown.
Figure 2009058895

<b)画像濃度均一性評価結果>
はじめに、画像濃度均一性評価の結果を図5に示す。
実施例13,14、比較例8,10は、画像均一性がやや悪い。一方、Ra/R1≦0.10(現像ローラ表面の算術表面粗さRaが、トナーT1の体積平均粒径R1に対して0.10倍以下)である実施例10,11は、均一性が良化する。その理由は、Ra/R1≦0.1とトナー粒径に対する現像ローラ表面粗さが十分小さいため、現像ローラ表面の粗さによるトナーコート層の変動は小さくなる。結果、均一なトナーコート層の形成時の変動及び現像部での現像効率の変動を著しく抑制するため、画像の均一性が向上する。一方、実施例13,14、比較例8,10においては、Ra/R1>0.1とトナーの平均粒径に対する現像ローラ3の表面粗さがやや大きいため、現像ローラ表面の粗さによるトナーコート層の変動が大きくなり、画像の均一性が悪化すると考えられる。
<B) Image density uniformity evaluation result>
First, the results of the image density uniformity evaluation are shown in FIG.
In Examples 13 and 14, and Comparative Examples 8 and 10, the image uniformity is slightly poor. On the other hand, Examples 10 and 11 where Ra / R1 ≦ 0.10 (the arithmetic surface roughness Ra of the developing roller surface is 0.10 times or less than the volume average particle diameter R1 of the toner T1) have uniformity. It improves. The reason is that the surface roughness of the developing roller relative to the toner particle diameter is sufficiently small as Ra / R1 ≦ 0.1, so that the variation of the toner coat layer due to the roughness of the developing roller surface is small. As a result, fluctuations during the formation of a uniform toner coat layer and fluctuations in development efficiency at the development portion are remarkably suppressed, so that image uniformity is improved. On the other hand, in Examples 13 and 14 and Comparative Examples 8 and 10, since the surface roughness of the developing roller 3 is slightly large with respect to the average particle diameter of Ra / R1> 0.1 and the toner, the toner due to the surface roughness of the developing roller It is considered that the variation of the coating layer becomes large and the uniformity of the image is deteriorated.

また、実施例4〜9、12及び比較例11は、Ra/R1≦0.04(現像ローラ表面の算術表面粗さRaが、トナーT1の体積平均粒径R1に対して0.04倍以下)とトナー粒径に対する現像ローラ表面粗さが十分小さいため、より均一性が向上する。その理由
は、上述同様、Ra/R1≦0.04とすることで、よりトナーコート層の均一性が向上しているためと考えられる。
In Examples 4 to 9, 12 and Comparative Example 11, Ra / R1 ≦ 0.04 (the arithmetic surface roughness Ra of the developing roller surface is 0.04 times or less than the volume average particle diameter R1 of the toner T1. ) And the surface roughness of the developing roller with respect to the toner particle size are sufficiently small, so that uniformity is further improved. The reason is considered to be that the uniformity of the toner coat layer is further improved by setting Ra / R1 ≦ 0.04 as described above.

以上、述べたように、本発明の実施例においては、トナーコート層の均一性を向上させ、画像の均一性を向上するためには、Ra/R1≦0.1とすることが好ましく、Ra≦0.04とすることがより好ましい。   As described above, in the embodiment of the present invention, in order to improve the uniformity of the toner coat layer and improve the uniformity of the image, it is preferable to satisfy Ra / R1 ≦ 0.1. More preferably, ≦ 0.04.

<a)ベタ白画像不良評価結果>
次に、ベタ白画像不良評価結果を図4に示す。
<A) Solid white image defect evaluation result>
Next, the solid white image defect evaluation result is shown in FIG.

比較例8及び比較例11は、ベタ白画像不良が悪い。一方、R2/R1>1.0である実施例11〜13は良好である。比較例8及び比較例11は、R2/R1=1.0であるため、トナーT1が現像ローラ表面に到達する前に、トナー層を形成するトナーT2と入れ替わりがスムーズに行われないためと考えられる。つまり、トナーT1が現像ローラ表面に到達する前に、トナーT2はトナー規制部材を何度も通過しやすくなるため、トナーT2の帯電量が大きくなり、電気的な付着力が増加する。結果、トナーT1との入れ替わりが困難となり、ベタ白画像不良を生じる。   Comparative Example 8 and Comparative Example 11 have poor solid white image defects. On the other hand, Examples 11-13 which are R2 / R1> 1.0 are favorable. In Comparative Examples 8 and 11, since R2 / R1 = 1.0, it is considered that the toner T1 forming the toner layer is not smoothly replaced before the toner T1 reaches the surface of the developing roller. It is done. That is, before the toner T1 reaches the surface of the developing roller, the toner T2 easily passes through the toner regulating member many times, so that the charge amount of the toner T2 increases and the electrical adhesion increases. As a result, replacement with the toner T1 becomes difficult, and a solid white image defect occurs.

一方、実施例11〜13は、R2/R1>1.0であるため、予めコートされたトナーT2の付着力は、トナーT1に比べ、小さいと考えられる。結果、スムーズな入れ替わりを行なうことができ、ベタ白画像不良を抑制することができる。   On the other hand, in Examples 11 to 13, since R2 / R1> 1.0, the adhesion force of the toner T2 coated in advance is considered to be smaller than that of the toner T1. As a result, smooth replacement can be performed and solid white image defects can be suppressed.

しかしながら、実施例8,9は、R2/R1>1.0であるにもかかわらず、軽微のベタ白画像不良を生じる。この理由は、Ra/R1≦0.04であり、かつ、R2/R1<1.1であるためと考えられる。R2/R1<1.1であるため、トナーT1とトナーT2の粒径差は小さく、現像ローラ表面への付着性の差も小さいと考えられる。加えて、Ra/R1≦0.04であるため、トナーT1及びトナーT2に対する現像ローラ表面の粗さが小さく、より電気的付着力が支配的となる。結果、トナーT2は、強固に付着し、トナーT1との入れ替わりを十分行えないため、軽微のベタ白画像不良を生じる。   However, in Examples 8 and 9, a slight solid white image defect occurs even though R2 / R1> 1.0. The reason is considered to be Ra / R1 ≦ 0.04 and R2 / R1 <1.1. Since R2 / R1 <1.1, it is considered that the difference in particle size between the toner T1 and the toner T2 is small and the difference in adhesion to the surface of the developing roller is also small. In addition, since Ra / R1 ≦ 0.04, the roughness of the developing roller surface with respect to the toner T1 and the toner T2 is small, and the electric adhesion force becomes more dominant. As a result, the toner T2 adheres firmly and cannot be sufficiently replaced with the toner T1, resulting in a slight solid white image defect.

一方、実施例4,6,7は、Ra/R1≦0.04であるにもかかわらず、ベタ白画像不良を抑制している。その理由は、R2/R1≧1.1であるためと考えられる。つまり、Ra/R1のような電気的付着力が支配的となっても、R2/R1≧1.1であるため、トナーT2の著しい付着力の増加を生じない。結果、ベタ白画像不良を著しく抑制する。   On the other hand, Examples 4, 6, and 7 suppress solid white image defects despite Ra / R1 ≦ 0.04. The reason is considered to be because R2 / R1 ≧ 1.1. That is, even if the electrical adhesion force such as Ra / R1 becomes dominant, since R2 / R1 ≧ 1.1, the adhesion force of the toner T2 does not increase significantly. As a result, solid white image defects are remarkably suppressed.

以上述べたように、ベタ白画像不良を抑制するためには、R2/R1>1.0であることが好ましく、Ra/R1≦0.04のように電気的付着力が支配的な領域においては、R2/R1≧1.1であることがより好ましい。   As described above, in order to suppress the solid white image defect, it is preferable that R2 / R1> 1.0, and in a region where the electrical adhesive force is dominant such as Ra / R1 ≦ 0.04. Is more preferably R2 / R1 ≧ 1.1.

比較例9,10は、R2/R1>1.1であるにもかかわらず、ベタ白画像不良を生じる。一方、R2/R1≦1.5である実施例5,10,14は、ベタ白画像不良を著しく抑制する。R2/R1>1.5であると、トナーT2の付着力は、トナーT1に比べ著しく小さくなるために、比較例9,10は、ベタ白画像不良を生じると考えられる。   In Comparative Examples 9 and 10, a solid white image defect occurs even though R2 / R1> 1.1. On the other hand, Examples 5, 10, and 14 where R2 / R1 ≦ 1.5 remarkably suppress the solid white image defect. When R2 / R1> 1.5, the adhesion force of the toner T2 is significantly smaller than that of the toner T1, and thus Comparative Examples 9 and 10 are considered to cause solid white image defects.

なぜなら、トナーT2の付着力がトナーT1の付着力に比べて非常に小さいと、トナーT1が現像ローラ表面に到達した際に、急激にトナーT2と入れ替わりやすくなる。また、トナーT2と、トナーT2に比べ帯電付与性がより高いトナーT1とが共存すると、トナーT1の帯電付与を加速する。結果、トナーT1の現像ローラ3への強固な付着を生成する。結果、ベタ白画像不良を生じる。   This is because if the adhesion force of the toner T2 is very small compared to the adhesion force of the toner T1, when the toner T1 reaches the surface of the developing roller, the toner T2 is easily replaced with the toner T2. Further, when the toner T2 and the toner T1 having higher charge imparting property than the toner T2 coexist, charge imparting of the toner T1 is accelerated. As a result, a strong adhesion of the toner T1 to the developing roller 3 is generated. As a result, a solid white image defect occurs.

以上、述べたように、本発明の実施例においては、1.0<R2/R1≦1.5であることで、ベタ白画像不良を抑制することができる。さらに、Ra/R1≦0.04のような電気的付着力が支配的となる状態でおいても、1.1≦R2/R1≦1.5であることにより、著しくベタ白画像不良を抑制することができる。   As described above, in the embodiment of the present invention, solid white image defects can be suppressed by 1.0 <R2 / R1 ≦ 1.5. Further, even in a state where electrical adhesion force is dominant such as Ra / R1 ≦ 0.04, 1.1 ≦ R2 / R1 ≦ 1.5 significantly suppresses solid white image defects. can do.

<a)ベタ白画像不良、b)画像濃度均一性の総合評価結果>
a)ベタ白画像不良、b)画像濃度均一性の総合評価結果を図6に示す。
<A) Solid white image defect, b) Comprehensive evaluation result of image density uniformity>
FIG. 6 shows a comprehensive evaluation result of a) solid white image defect and b) image density uniformity.

本発明の実施例においては、画像濃度均一性を維持しながら、ベタ白画像不良を抑制するためには、1.0<R2/R1≦1.5であることが好ましく、画像濃度均一性がより向上するためには、Ra/R1≦0.10であることが好ましい。さらに、良好な画像濃度均一性を有するためには、Ra/R1≦0.10、かつ、1.0<R2/R1≦1.5であることが好ましい。   In the embodiment of the present invention, in order to suppress the solid white image defect while maintaining the image density uniformity, it is preferable that 1.0 <R2 / R1 ≦ 1.5. In order to improve further, it is preferable that Ra / R1 ≦ 0.10. Furthermore, in order to have good image density uniformity, it is preferable that Ra / R1 ≦ 0.10 and 1.0 <R2 / R1 ≦ 1.5.

以上説明したように、本発明の実施形態によれば、粒径が小さく、球形度の高いトナーを用いることで高画質な画像を得ることができるとともに、現像剤の均一なトナーコート層を印字枚数によらず、安定して得ることが可能となる。したがって、経時的に(長期に渡って)、高画質かつ良好な画像を得ることが可能となる。特に、画像濃度均一性とベタ白画像不良の背反する課題を両立することができる。また、トナー切れ時に生じるカブリを抑制することができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, a high-quality image can be obtained by using a toner having a small particle size and high sphericity, and a toner coat layer having a uniform developer can be printed. Regardless of the number of sheets, it can be obtained stably. Therefore, it is possible to obtain high-quality and good images over time (over a long period of time). In particular, it is possible to satisfy both the problems of image density uniformity and solid white image defect. In addition, fogging that occurs when the toner runs out can be suppressed.

実施例1における現像装置の概略図。1 is a schematic diagram of a developing device in Embodiment 1. FIG. 実施形態における画像形成装置の概略図。1 is a schematic diagram of an image forming apparatus in an embodiment. 実施形態におけるプロセスカートリッジの概略図。FIG. 2 is a schematic diagram of a process cartridge according to the embodiment. ベタ白画像不良評価結果を示す図。The figure which shows a solid white image defect evaluation result. 画像濃度均一性評価結果を示す図。The figure which shows an image density uniformity evaluation result. ベタ白画像不良、画像濃度均一性総合評価結果を示す図。The figure which shows a solid white image defect and image density uniformity comprehensive evaluation result. 供給ローラ弾性層の硬度を測定する方法について説明するための概略図。Schematic for demonstrating the method to measure the hardness of a supply roller elastic layer. 現像ローラ又は供給ローラへのトナー塗布方法について説明するための概略図。Schematic for demonstrating the toner application method to a developing roller or a supply roller. 従来技術における現像装置の概略図。Schematic of the developing device in a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光ドラム
3 現像ローラ
4 トナー規制部材
5 供給ローラ
A 画像形成装置
B プロセスカートリッジ
D 現像装置
F 現像容器
T1 トナー(第1現像剤)
T2 トナー(第2現像剤)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 3 Developing roller 4 Toner control member 5 Supply roller A Image forming apparatus B Process cartridge D Developing apparatus F Developer container T1 Toner (first developer)
T2 toner (second developer)

Claims (7)

現像剤を担持する現像剤担持体と、
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器に収容された現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤を規制する現像剤量規制手段と、
を備え、
前記現像剤担持体が被現像体に接触するように設けられ、前記被現像体を現像剤で現像する現像装置において、
前記現像容器内に収容され、体積平均粒径が、4.0μm以上6.2μm以下であり、かつ、平均円形度が、0.965以上である第1現像剤と、
現像装置が未使用の状態で、前記現像剤担持体の表面及び前記現像剤供給手段の表面に予め塗布されている第2現像剤と、
を備え、
前記第1現像剤の体積平均粒径をR1、前記第2現像剤の体積平均粒径をR2とした場合に、R1とR2との関係が、
1.0<R2/R1≦1.5
を満たし、
前記第1現像剤の体積粒度分布の半値幅をH1とし、前記第2現像剤の体積粒度分布の半値幅をH2とした場合に、H1とH2との関係が、
1.0<H2/H1≦2.0
を満たすことを特徴とする現像装置。
A developer carrying member carrying the developer;
A developer container containing a developer;
Developer supply means for supplying the developer contained in the developer container to the developer carrier;
A developer amount regulating means for regulating the developer carried on the developer carrying body;
With
In the developing device in which the developer carrying member is provided so as to come into contact with the developing member, and the developing member is developed with the developer,
A first developer housed in the developer container, having a volume average particle size of 4.0 μm or more and 6.2 μm or less, and an average circularity of 0.965 or more;
A second developer pre-applied to the surface of the developer carrier and the surface of the developer supply means in a state where the developing device is not used;
With
When the volume average particle size of the first developer is R1, and the volume average particle size of the second developer is R2, the relationship between R1 and R2 is
1.0 <R2 / R1 ≦ 1.5
The filling,
When the half-value width of the volume particle size distribution of the first developer is H1, and the half-value width of the volume particle size distribution of the second developer is H2, the relationship between H1 and H2 is
1.0 <H2 / H1 ≦ 2.0
A developing device characterized by satisfying the above.
前記現像剤担持体の表面の算術平均粗さRaが、前記第1現像剤の体積平均粒径R1に対して0.10倍以下であることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。   2. The developing device according to claim 1, wherein an arithmetic average roughness Ra of a surface of the developer carrying member is 0.10 times or less with respect to a volume average particle diameter R <b> 1 of the first developer. 前記現像剤担持体の表面の算術平均粗さRaが、前記第1現像剤の体積平均粒径R1に対して0.04倍以下であり、
R1とR2との関係が、
1.1≦R2/R1≦1.5
を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
The arithmetic average roughness Ra of the surface of the developer carrying member is 0.04 times or less with respect to the volume average particle diameter R1 of the first developer,
The relationship between R1 and R2 is
1.1 ≦ R2 / R1 ≦ 1.5
The developing device according to claim 1, wherein:
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の現像装置を備え、画像形成装置に着脱可能に設けられることを特徴とするプロセスカートリッジ。   A process cartridge comprising the developing device according to claim 1, wherein the process cartridge is detachably attached to the image forming apparatus. 像担持体と、
前記像担持体に現像作用を行う請求項1乃至3のいずれか1項に記載の現像装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
An image carrier;
The developing device according to any one of claims 1 to 3, which performs a developing action on the image carrier;
An image forming apparatus comprising:
請求項4に記載のプロセスカートリッジを着脱可能に備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the process cartridge according to claim 4 detachably. 前記現像剤担持体に電圧を印加する第1電圧印加手段と、
前記現像剤量規制手段に電圧を印加する第2電圧印加手段と、
を備え、
前記第1電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される印加電圧をVaとし、前記第2電圧印加手段により前記現像剤量規制手段に印加される印加電圧をVbとした場合に、VaとVbとの関係が、
Vb×Va>0、かつ、|Vb|>|Va|
を満たすことを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成装置。
First voltage applying means for applying a voltage to the developer carrying member;
Second voltage applying means for applying a voltage to the developer amount regulating means;
With
When the applied voltage applied to the developer carrying member by the first voltage applying unit is Va and the applied voltage applied to the developer amount regulating unit by the second voltage applying unit is Vb, Va is The relationship with Vb is
Vb × Va> 0 and | Vb |> | Va |
The image forming apparatus according to claim 5, wherein:
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JP2013228639A (en) * 2012-04-26 2013-11-07 Canon Inc Developing device, process cartridge, and image forming apparatus

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