JP2013015734A - Powder conveying apparatus, powder manufacturing method, image forming apparatus, and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、粉体を搬送する粉体搬送装置、この粉体搬送装置を用いた粉体製造方法、並びに、この粉体搬送装置によってトナーやキャリアを搬送する画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。 The present invention relates to a powder conveying device for conveying powder, a powder manufacturing method using the powder conveying device, and an image forming apparatus and an image forming method for conveying toner and a carrier by the powder conveying device. It is.
電子写真法などの静電荷像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。
電子写真法では、帯電、露光工程を経て感光体上に静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤で静電潜像をトナー画像に現像し、トナー画像を転写、定着する工程を経て可視化している。
ここで用いる現像剤には、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いるものが知られている。
A method of visualizing image information through an electrostatic charge image such as electrophotography is currently used in various fields.
In electrophotography, an electrostatic latent image is formed on a photoreceptor through a charging and exposure process, the electrostatic latent image is developed into a toner image with a developer containing toner, and a toner image is transferred and fixed. Visualized.
As the developer used here, one using a two-component developer composed of a toner and a carrier is known.
キャリアとしては、磁性の芯材の上に樹脂被覆層をコーティングして製造される。このキャリアの製造工程において、芯材の粒子をコーティング工程に搬送する際や、樹脂被覆層のコーティングが施されたキャリア粒子を搬送する際に、粉体搬送装置を用いて搬送する。粉体搬送装置としては、螺旋状部を備え、回転することにより粉体搬送路内の粉体を回転軸方向に搬送する回転搬送部材によって粉体である芯材やキャリアを搬送するものがある。
回転搬送部材としては、螺旋状部を軸部に固定したスクリュー形状の搬送部材(以下、単にスクリューとよぶ)や、軸部を備えず、螺旋状部のみから構成されるコイル型の搬送部材(以下、コイルスクリューとよぶ)がある。
The carrier is manufactured by coating a resin coating layer on a magnetic core material. In the carrier manufacturing process, when the core particles are transported to the coating process or when the carrier particles coated with the resin coating layer are transported, they are transported using a powder transport device. As a powder conveyance device, there is a device that includes a spiral portion and conveys a core material or a carrier that is powder by a rotating conveyance member that rotates to convey the powder in the powder conveyance path in the rotation axis direction. .
Examples of the rotary conveyance member include a screw-shaped conveyance member (hereinafter simply referred to as a screw) in which a spiral portion is fixed to a shaft portion, and a coil-type conveyance member that is not provided with a shaft portion and includes only a spiral portion ( Hereinafter referred to as a coil screw).
このような回転搬送部材を用いた粉体搬送装置では、搬送時の機械的ストレスの影響から芯材またはキャリアの割れや、キャリアの被覆層の剥がれが生じることがある。そして、搬送時の機械的ストレスの影響が大きいと製造した製品としてのキャリアの低寿命化や帯電量分布の広分布化に繋がる。 In the powder conveyance device using such a rotary conveyance member, the core material or the carrier may be cracked or the carrier coating layer may be peeled off due to the influence of mechanical stress during conveyance. And if the influence of the mechanical stress at the time of conveyance is large, it will lead to the lifetime reduction of the carrier as a manufactured product, and the wide distribution of charge amount distribution.
特許文献1〜3には、回転搬送部材を用いた粉体搬送装置で、搬送時の粉体に対する機械的ストレスの軽減を図ることができる構成が記載されている。
例えば、特許文献1及び2には、回転搬送部材であるスクリューの軸部にスクリューの内部から外部に向けて気体を吐出する吐出孔を備えた構成が記載されている。また、特許文献3には、スクリューの軸部と、螺旋状部における軸方向の前後両面とに、スクリューの内部から外部に向けて気体を吐出する吐出孔を備えた構成が記載されている。
回転搬送部材の内部から外部に向けて気体を吐出することにより、スクリューによって搬送力が付与される粉体の流動性を高め、気体を吐出しない構成に比して粉体に対する機械的ストレスの軽減を図ることができる。
Patent Documents 1 to 3 describe a configuration that can reduce mechanical stress on the powder during conveyance with a powder conveyance device using a rotary conveyance member.
For example,
By discharging the gas from the inside to the outside of the rotary transfer member, the fluidity of the powder to which the transfer force is applied by the screw is improved, and the mechanical stress on the powder is reduced compared to the configuration in which no gas is discharged. Can be achieved.
しかしながら、特許文献1〜3に記載の構成では、スクリューの軸部と、螺旋状部における軸方向の前後両面とによって形成される螺旋状の溝部に気体を吐出する構成である。このため、溝部内の粉体が気体によって追い出され、螺旋状部の外周縁部と粉体搬送路の内周面との隙間に粉体が流入し易い。スクリューを用いる構成では、螺旋状部の外周縁部と粉体搬送路の内周面との隙間が狭くなっている部分で粉体に対してストレスが強く掛かり易いので、搬送時の粉体に対する機械的ストレスの軽減は不十分である。 However, in the configurations described in Patent Documents 1 to 3, gas is discharged into a spiral groove formed by the axial portion of the screw and both axial front and rear surfaces of the spiral portion. For this reason, the powder in the groove is expelled by the gas, and the powder easily flows into the gap between the outer peripheral edge of the spiral portion and the inner peripheral surface of the powder conveyance path. In the configuration using the screw, stress is easily applied to the powder in the portion where the gap between the outer peripheral edge of the spiral portion and the inner peripheral surface of the powder conveyance path is narrow, so The reduction of mechanical stress is insufficient.
このような問題は、キャリアの製造工程に用いる粉体搬送装置に限らず、トナーの製造工程やトナーとキャリアとからなる現像剤の出荷時の計量搬送時、画像形成装置の現像装置内でのトナー等の粉体の搬送時にも生じ得る問題である。さらに、画像形成装置で用いる粉体に限らず、他の粉体であっても搬送時に機械的ストレスを受けることは、粉体の劣化に繋がり、何らかの問題を生ずるおそれがある。 Such a problem is not limited to the powder transport device used in the carrier manufacturing process, but is also used in the toner manufacturing process and when the developer consisting of the toner and the carrier is measured and transported at the time of shipment. This is a problem that may also occur when conveying powder such as toner. Further, not only the powder used in the image forming apparatus but also other powders are subjected to mechanical stress at the time of conveyance, which may lead to deterioration of the powder and cause some problem.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、螺旋状部の外周縁部と粉体搬送路の内周面との隙間に粉体が流入することに起因する粉体に対する機械的ストレスを抑制することができる粉体搬送装置、この粉体搬送装置を用いる粉体製造方法、この粉体搬送装置によってトナーやキャリアを搬送する画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object thereof is a powder caused by the powder flowing into the gap between the outer peripheral edge of the spiral portion and the inner peripheral surface of the powder conveyance path. Provided are powder conveying device capable of suppressing mechanical stress on the powder, powder manufacturing method using this powder conveying device, image forming apparatus and image forming method for conveying toner and carrier by this powder conveying device It is.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、粉体が通過する粉体搬送路を形成する粉体搬送路形成部材と、螺旋状部を備え、回転することにより該粉体搬送路内の粉体に回転軸方向に搬送力を付与する回転搬送部材とを有する粉体搬送装置において、上記螺旋状部内に気体が通過する気体通路と、該気体通路に気体を供給する気体供給手段とを備え、該螺旋状部の外周縁部に該気体通路内の気体を外部に吐出する吐出孔を備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a powder conveyance path forming member that forms a powder conveyance path through which powder passes, and a spiral portion, and the powder conveyance path is rotated by rotating. In a powder conveying apparatus having a rotary conveying member that applies a conveying force to the powder in the rotation axis direction, a gas passage through which gas passes through the spiral portion, and a gas supply means for supplying gas to the gas passage And a discharge hole for discharging the gas in the gas passage to the outside at the outer peripheral edge portion of the spiral portion.
本発明においては、吐出孔を螺旋状部の外周縁部に備えるため、吐出孔から吐出された気体に押された粉体は、螺旋状部の外周縁部と粉体搬送路の内周面との隙間には粉体が流入し難い。 In the present invention, since the discharge hole is provided in the outer peripheral edge portion of the spiral portion, the powder pushed by the gas discharged from the discharge hole has the outer peripheral edge portion of the spiral portion and the inner peripheral surface of the powder conveyance path. It is difficult for powder to flow into the gap.
本発明によれば、粉体に対してストレスが強く掛かり易い螺旋状部の外周縁部と粉体搬送路の内周面との隙間には粉体が流入し難いため、螺旋状部の外周縁部と粉体搬送路の内周面との隙間に粉体が流入することに起因する粉体に対する機械的ストレスを抑制することができるという優れた効果がある。 According to the present invention, it is difficult for powder to flow into the gap between the outer peripheral edge portion of the spiral portion and the inner peripheral surface of the powder conveyance path, where stress is easily applied to the powder. There is an excellent effect that mechanical stress on the powder caused by the powder flowing into the gap between the peripheral edge portion and the inner peripheral surface of the powder conveyance path can be suppressed.
以下、本発明を適用した粉体搬送装置に実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る粉体搬送装置としてのスクリューフィーダー500の概略説明図である。図1(a)は、スクリューフィーダー500全体の説明図であり、図1(b)は、スクリューフィーダー500が備えるスクリュー1の拡大説明図である。
本実施形態のスクリューフィーダー500は、粉体製造工程にて一般的に使用されているスクリューを回転させて粉体を搬送するスクリューフィーダーを基本構成としている。
Hereinafter, an embodiment will be described in a powder conveyance device to which the present invention is applied.
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a
The
スクリューフィーダー500の構成は粉体を貯蔵するフィーダーホッパー3と、粉体を搬送するスクリュー1と、スクリュー1を回転させるモーター4とから構成されている。スクリュー1は、スクリュー軸部1aと螺旋状のスクリュー羽部2とからなる。スクリュー1が回転することで、スクリュー羽部2がフィーダーホッパー3内の粉体を軸方向に沿って図1中左方向に搬送する。
スクリューフィーダー500は、フィーダーホッパー3の上方の粉体投入口6から粉体を投入し、その粉体を次工程へ定量的に移動または定量計量するため、モーター4を回転させることでスクリュー1を回転させ、フィーダーホッパー3内の粉体を図1中の左方向に搬送し、排出搬送管3aを介して、粉体排出口5に向けて搬送する装置である。
The
The
図1(b)に示すように、スクリュー羽部2の表面の各部を、下流側表面部2a、上流側表面部2b及び外周縁部2cとする。下流側表面部2aは、スクリュー羽部2における粉体搬送方向(図1中左方向)下流側の面であり、粉体を下流側に向けて押圧する面である。上流側表面部2bは、スクリュー羽部2における粉体搬送方向上流側の面であり、粉体に接触するが、粉体に対して下流側に向けて押圧する作用はない面である。
外周縁部2cは、下流側表面部2aと上流側表面部2bとの間のスクリュー羽部2における厚み部分を形成する面である。
As shown in FIG.1 (b), let each part of the surface of the
The outer peripheral edge 2c is a surface that forms a thickness portion of the
そして、本実施形態のスクリューフィーダー500は、スクリュー1内に不図示の気体通路を備え、外周縁部2cに気体通路内の空気を外部吐出する空気吐出孔7を備えることを特徴とする粉体搬送装置である。スクリューフィーダー500は、スクリュー1内の気体通路に空気を供給する空気供給装置403を備え、これを駆動することにより、気体通路内を気流が流れ、空気吐出孔7から空気が吐出され、この空気の吐出によって粉体の搬送を補助する構成である。
And the
次に、本実施形態のスクリュー1についてより詳しく説明する。
図2は、スクリュー羽部2の螺旋の一巻分のスクリュー1の拡大説明図である。スクリュー1の構造は、外周縁部2cの空気吐出孔7から気流を吐出するため、スクリュー羽部2が中空構造となっており、気体通路を形成している。モーター4の近傍に設けられた空気供給装置403から吐出用空気をスクリュー羽部2内の気体通路へ供給し、空気吐出孔7より空気を吐出する構造となっている。空気吐出孔7は1つのスクリュー1に対して少なくとも1つ、望ましくは2つ以上複数の空気吐出孔7を有し、複数箇所から空気を吐出させることが望ましい。
Next, the screw 1 of this embodiment will be described in more detail.
FIG. 2 is an enlarged explanatory view of the screw 1 for one turn of the spiral of the
このような構成により、スクリューフィーダー500は、スクリュー羽部2の外周縁部2cとホッパー底面8との間に粉体を滞留させることなく、粉体へのストレスを低減できる。
また、空気吐出孔7は1つのスクリュー羽部2の外周縁部2cの全周に均等に配置されていることが望しい。しかし、空気吐出孔7の数が多すぎると、空気吐出孔7から吐出する吐出圧力が低下してしまう。このため、空気供給装置403が発生させる圧力とのバランスで全体のスクリュー羽部2の空気吐出孔7の数を設定する必要がある。
With such a configuration, the
Further, it is desirable that the
また、空気吐出孔7から吐出される空気の向きである空気吐出方向401と粉体搬送方向9との間の角度を空気吐出角度θとすると、空気吐出角度θは、0[°]よりも大きく、90[°]未満とすることが望ましい。さらに、望ましくは45[°]未満とすることで吐出される空気によって形成される吐出気流が粉体排出口5に向かう方向へ流れるため、粉体搬送を補助でき、搬送能力を向上できる。
空気吐出角度θが、90[°]以上では、吐出気流が粉体排出口5に向かうとは逆方向へ流れるため、粉体搬送を補助できず、逆に搬送能力を低下させてしまうおそれがある。
空気吐出孔7の穴直径についてはスクリュー羽部2の肉厚以下とすることが望ましく、肉厚以上の空気吐出孔7の穴直径となるとスクリュー羽部2に欠けが生じた形状となり、搬送能力を低下させる原因となる。
Moreover, when the angle between the
When the air discharge angle θ is 90 [°] or more, the discharge airflow flows in the opposite direction to the powder discharge port 5, so that the powder transfer cannot be assisted and the transfer capability may be reduced. is there.
The hole diameter of the
本実施形態のスクリューフィーダー500は、トナーの製造工程に用いる場合は、トナー母体の定量搬送(次工程装置への定量供給・混合用計量)やトナー母体に添加剤を混合した後の定量搬送(次工程装置への定量供給(ボトルへの充填等)・計量)等の粉体搬送装置に用いることができる。
また、キャリアの製造工程に用いる場合は、未コート芯材の定量搬送(次工程装置への定量供給・計量)やコートした後のキャリアの定量搬送(次工程装置への定量供給・計量)の粉体搬送装置に用いることができる。さらに、キャリアとトナーとを混合した現像剤の定量搬送(次工程装置への定量供給・計量)の粉体搬送装置に用いることができる。
When the
In addition, when used in the carrier manufacturing process, quantitative transport of uncoated core material (quantitative supply / measurement to the next process device) and quantitative transport of coated carrier (quantitative supply / measurement to the next process device) It can be used for a powder conveying apparatus. Further, it can be used in a powder conveying device for quantitative conveyance (determined supply / metering to a next process apparatus) of a developer in which a carrier and toner are mixed.
<樹脂コーティングキャリアの製造方法>
次に、上述したキャリアの製造方法の一例として、樹脂コーティングキャリアの製造方法について説明する。
〔キャリア芯材粒子〕
本実施形態のキャリアの製造方法で製造するキャリア用芯材粒子としては、電子写真用二成分キャリアとして公知のもの、例えば、鉄、フェライト、マグネタイト、ヘマタイト、コバルト、鉄系、マグネタイト系、Mn−Mg−Sr系フェライト、Mn系フェライト、Mn−Mgフェライト、Li系フェライト、Mn−Zn系フェライト、Cu−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、Ba系フェライト、等キャリアの用途、使用目的に合わせ適宜選択して用いればよく、上記例に限るものではない。また比重としては1.5〜6.0の比較的比重の高い芯材に有効的である。
<Method for producing resin-coated carrier>
Next, as an example of the above-described carrier manufacturing method, a resin-coated carrier manufacturing method will be described.
[Carrier core particles]
As the carrier core material particles manufactured by the carrier manufacturing method of the present embodiment, those known as two-component carriers for electrophotography, for example, iron, ferrite, magnetite, hematite, cobalt, iron-based, magnetite-based, Mn- Mg-Sr ferrite, Mn ferrite, Mn-Mg ferrite, Li ferrite, Mn-Zn ferrite, Cu-Zn ferrite, Ni-Zn ferrite, Ba ferrite, etc. What is necessary is just to select suitably and to use, and it does not restrict to the said example. The specific gravity is effective for a core material having a relatively high specific gravity of 1.5 to 6.0.
〔結着樹脂〕
キャリアの被覆層を形成する樹脂は、一般的にキャリアに用いられるものであれば特に限定はない。例えば、シリコン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、アクリル樹脂とアミノ樹脂の反応生成物、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂変性シリコン樹脂、アクリル変性シリコン樹脂、エポキシ変性シリコン樹脂、ウレタン変性シリコン樹脂等が挙げられるが、特にこれらに限定するものではない。また、被覆樹脂は、1種類を単独で用いても、複数で用いても良いし、変性タイプにして使用しても良い。
[Binder resin]
The resin forming the carrier coating layer is not particularly limited as long as it is generally used for carriers. For example, silicon resin, fluororesin, acrylic resin, reaction product of acrylic resin and amino resin, epoxy resin, polyurethane resin, fluororesin modified silicone resin, acrylic modified silicone resin, epoxy modified silicone resin, urethane modified silicone resin, etc. However, the present invention is not limited to these. Moreover, coating resin may be used individually by 1 type, may be used by multiple, and may be used in a modified | denatured type.
〔固体粒子〕
固体粒子としては、酸化スズ、酸化インジウムドープした酸化スズ、導電処理した酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、亜酸化鉄、チタンブラック、カーボンブラック等の微粒粉体を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、針状粉末(酸化チタン、酸化亜鉛等)、燐片状粉末(黒鉛、アルミフレーク、銅フレーク、ニッケルフレークのような金属フレーク、導電処理マイカ等)を用いることができる。これらは、単独でまたは混合して用いることができる。さらに、これらに、疎水化シリカやアルミナ粉のような高抵抗のものを併用することができる。
[Solid particles]
Examples of solid particles include fine powders such as tin oxide, indium oxide doped tin oxide, conductively treated tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, iron suboxide, titanium black, and carbon black. It is not limited. Needle-like powders (titanium oxide, zinc oxide, etc.) and flake-like powders (graphite, aluminum flakes, copper flakes, metal flakes such as nickel flakes, conductive mica, etc.) can be used. These can be used alone or in combination. Further, a high resistance material such as hydrophobized silica or alumina powder can be used in combination.
〔コート液〕
コート液としては、液媒体:100[重量部]中に、0.02〜90[重量部]の結着樹脂を溶解または分散したものであり、他に固体粒子、及び、所望により用いるその余の成分(例えば樹脂の架橋剤、抵抗調節剤等)を含み得る。結着樹脂に対する固体粒子の割合は、5/100〜600/100の範囲であることが好ましい。結着樹脂を溶解または分散し得る液媒体としては、通常用いられているものであってよく、例えばノルマルへキサン、ケロシンのような石油系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳香族系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノールのようなアルコール系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチルのようなエステル系溶媒、ジエチルエーテルのようなエーテル系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサンのような環状エーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル(登録商標=メチルセロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテル(登録商標=エチルセロソルブ)のようなグリコールエーテル、ジメチルホルムアミドのような含窒素有機溶媒などが挙げられるるが、これらに限定されるものではない。
[Coating solution]
The coating liquid is a solution obtained by dissolving or dispersing 0.02 to 90 [parts by weight] of a binder resin in a liquid medium: 100 [parts by weight]. (For example, resin cross-linking agent, resistance adjusting agent, etc.). The ratio of the solid particles to the binder resin is preferably in the range of 5/100 to 600/100. The liquid medium that can dissolve or disperse the binder resin may be a commonly used one. For example, petroleum solvents such as normal hexane and kerosene, halogenated hydrocarbon solvents, benzene, toluene, and xylene. Aromatic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, ketone solvents such as methyl isobutyl ketone, alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropanol, ester solvents such as methyl acetate and ethyl acetate, and diethyl ether Ether solvents, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, ethylene glycol monomethyl ether (registered trademark = methyl cellosolve), glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether (registered trademark = ethyl cellosolve), dimethylforma Ruru can be mentioned a nitrogen-containing organic solvents, such as de, but is not limited thereto.
<トナーの製造方法>
本実施形態のトナーの製造方法で製造されるトナー、または、上述した本実施形態のキャリアの製造方法で製造されたキャリアと組み合わせることで現像剤を構成するトナーの組成について説明する。
本実施形態のカラー用トナーとしては、一般的にカラー単色で用いられるカラートナーだけではなく、フルカラー用として用いられるイエロー、マゼンダ、シアン、レッド、グリーン、ブルーなどに加え、ブラックトナーも含まれる。更に、トナーとしては、モノクロトナー、カラートナー、フルカラートナーを問わず、一般的にいうトナーを用いることができる。例えば、従来より用いられている混練粉砕型のトナーや、近年用いられるようになってきた多種の重合トナーなどが挙げられる。
<Toner production method>
The composition of the toner constituting the developer by combining with the toner manufactured by the toner manufacturing method of the present embodiment or the carrier manufactured by the carrier manufacturing method of the present embodiment described above will be described.
The color toner of this embodiment includes not only a color toner generally used for a single color, but also a black toner in addition to yellow, magenta, cyan, red, green, blue and the like used for full color. Further, as the toner, a general toner can be used regardless of whether it is a monochrome toner, a color toner, or a full color toner. For example, conventionally kneaded and pulverized toners and various polymerized toners that have been used in recent years can be used.
更に、離型剤を含有するトナー、いわゆるオイルレストナーも用いることができる。一般的に、オイルレストナーは離型剤を含有するため、この離型剤がキャリア表面に移行するいわゆるスペントが生じやすい。しかし、本実施形態の製造方法で製造されたキャリアは耐スペント性が優れているため、長期にわたり良好な品質を維持できる。特にオイルレスフルカラートナーにおいては、結着樹脂が軟らかいため一般的にスペントし易いと言われるが、本実施形態の製造方法で製造されたキャリアは非常に向いていると言える。 Furthermore, a toner containing a release agent, so-called oilless toner can also be used. In general, oilless toners contain a release agent, so that a so-called spent in which the release agent moves to the carrier surface is likely to occur. However, since the carrier manufactured by the manufacturing method of this embodiment has excellent spent resistance, good quality can be maintained over a long period of time. In particular, oilless full-color toners are generally said to be spent easily because the binder resin is soft, but it can be said that the carrier manufactured by the manufacturing method of this embodiment is very suitable.
トナーに用いる結着樹脂としては、公知のものが使用できる。例えばポリスチレン、ポリ−p−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン、及び、その置換体の単重合体、スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸共重合隊、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプロピル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリチメルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが単独あるいは混合して使用できる。 Known binder resins can be used as the binder resin. For example, styrene such as polystyrene, poly-p-styrene, and polyvinyltoluene, and homopolymers thereof, styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, Styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer Corp., styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-meta Butyl acrylate copolymer, styrene-α-chloromethacrylate methyl copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer Polymer, styrene-isopropyl copolymer, styrene-mer Styrenic copolymers such as inic acid ester copolymers, polythyme methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polyester, polyurethane, epoxy resin, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, Modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or aromatic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin and the like can be used alone or in combination.
さらに、圧力定着用結着樹脂としては、公知のものを混合して使用できる。例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂等のオレフィン共重合体、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリビニルピロリドン、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸、マレイン酸変性フェノール樹脂、フェノール変性テルペン樹脂などが単独あるいは混合して使用でき、これらに限られるものではない。 Furthermore, as the pressure fixing binder resin, known resins can be mixed and used. For example, polyolefin such as low molecular weight polyethylene and low molecular weight polypropylene, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid ester copolymer, ethylene-chlorinated Vinyl copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, olefin copolymer such as ionomer resin, epoxy resin, polyester resin, styrene-butadiene copolymer, polyvinylpyrrolidone, methyl vinyl ether-maleic anhydride, maleic acid modified phenol resin Phenol-modified terpene resins and the like can be used alone or in combination, but are not limited thereto.
また、トナーとしては、上記結着樹脂、着色剤、帯電制御剤の他に、定着助剤を含有することもできる。これにより、定着ロールにトナー固着防止用オイルを塗布しない定着システム、いわゆるオイルレスシステムにおいても使用できる。定着助剤としては、公知のものが使用できる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、パラフィンワックス、アミド系ワックス、多価アルコールワックス、シリコーンワニス、カルナウバワックス、エステルワックス等が使用でき、これらに限られるものではない。 In addition to the binder resin, colorant, and charge control agent, the toner may contain a fixing aid. Accordingly, it can be used in a fixing system in which toner fixing prevention oil is not applied to the fixing roll, so-called oilless system. Known fixing aids can be used. For example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, fatty acid metal salts, fatty acid esters, paraffin waxes, amide waxes, polyhydric alcohol waxes, silicone varnishes, carnauba waxes and ester waxes can be used, but are not limited thereto.
カラートナー等のトナーに用いられる着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な公知の顔料や染料が使用でき、ここで挙げるものに限らない。
例えば、黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。
As the colorant used in the toner such as a color toner, known pigments and dyes capable of obtaining yellow, magenta, cyan, and black toners can be used, and are not limited to those listed here.
Examples of yellow pigments include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, Hansa Yellow G, Hansa Yellow 10G, Benzidine Yellow GR, Quinoline Yellow Lake, Permanent Yellow NCG and Tartrazine Lake. Can be mentioned.
橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。 Examples of the orange pigment include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。 Examples of red pigments include Bengala, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Resol Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B.
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。 Examples of purple pigments include fast violet B and methyl violet lake. Examples of blue pigments include cobalt blue, alkali blue, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, first sky blue, and indanthrene blue BC.
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、等がある。 Examples of green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, and malachite green lake.
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。また、これら着色剤は1種または2種以上を使用することができる。 Examples of black pigments include azine dyes such as carbon black, oil furnace black, channel black, lamp black, acetylene black, and aniline black, metal salt azo dyes, metal oxides, and composite metal oxides. Moreover, these colorants can use 1 type (s) or 2 or more types.
カラートナー等のトナーには必要に応じ帯電制御剤をトナー中に含有させることができる。例えば、カラートナーは必要に応じ荷電制御剤をトナー中に含有させることが出来る。
例えば、ニグロシン、炭素数2〜16のアルキル基を含むアジン系染料(特公昭42−1627号公報参照)、塩基性染料(例えばC.I.Basic Yello 2(C.I.41000)、C.I.Basic Yello 3、C.I.Basic Red 1(C.I.45160)、C.I.BasicRed 9(C.I.42500)、C.I.Basic Violet 1(C.I.42535)、C.I.Basic Violet 3(C.I.42555)、C.I.Basic Violet 10(C.I.45170)、C.I.Basic Violet 14(C.I.42510)、C.I.Basic Blue 1(C.I.42025)、C.I.Basic Blue 3(C.I.51005)、C.I.Basic Blue 5(C.I.42140)、C.I.Basic Blue 7(C.I.42595)、C.I.Basic Blue 9(C.I.52015)、C.I.Basic Blue 24(C.I.52030)、C.I.Basic Blue25(C.I.52025)、C.I.Basic Blue 26(C.I.44045)、C.I.Basic Green 1(C.I.42040)、C.I.Basic Green 4(C.I.42000)など、これらの塩基性染料のレーキ顔料、C.I.Solvent Black 8(C.I.26150)、ベンゾイルメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルクロライド、等の4級アンモニウム塩、或いはジブチルまたはジオクチルなどのジアルキルスズ化合物、ジアルキルスズボレート化合物、グアニジン誘導体、アミノ基を含有するビニル系ポリマー、アミノ基を含有する縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂、特公昭41−20153号公報、特公昭43−27596号公報、特公昭44−6397号公報、特公昭45−26478号公報に記載されているモノアゾ染料の金属錯塩、特公昭55−42752号公報、特公昭59−7385号公報に記載されているサルチル酸、ジアルキルサルチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のZn、Al、Co、Cr、Fe等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。
ブラック以外のカラートナーは、当然目的の色を損なう荷電制御剤の使用は避けるべきであり、白色のサリチル酸誘導体の金属塩等が好適に使用される。
A toner such as a color toner can contain a charge control agent in the toner as necessary. For example, the color toner can contain a charge control agent in the toner as needed.
For example, nigrosine, an azine dye containing an alkyl group having 2 to 16 carbon atoms (see Japanese Patent Publication No. 42-1627), a basic dye (for example, CI Basic Yellow 2 (C.I. 41000), C.I. I.
Naturally, color toners other than black should avoid the use of charge control agents that impair the target color, and white metal salts of salicylic acid derivatives are preferably used.
外添剤については、シリカや酸化チタン、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素等の無機微粒子や樹脂微粒子を母体トナー粒子に外添することにより転写性、耐久性をさらに向上させている。転写性や耐久性を低下させるワックスをこれらの外添剤で覆い隠すこととトナー表面が微粒子で覆われることによる接触面積が低下することによりこの効果が得られる。これらの無機微粒子はその表面が疎水化処理されていることが好ましく、疎水化処理されたシリカや酸化チタン、といった金属酸化物微粒子が好適に用いられる。樹脂微粒子としては、ソープフリー乳化重合法により得られた平均粒径0.05〜1[μm]程度のポリメチルメタクリレートやポリスチレン微粒子が好適に用いられる。 As for the external additive, transferability and durability are further improved by externally adding inorganic fine particles such as silica, titanium oxide, alumina, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride and resin fine particles to the base toner particles. This effect can be obtained by covering the wax that lowers transferability and durability with these external additives and reducing the contact area due to the toner surface being covered with fine particles. The surface of these inorganic fine particles is preferably subjected to a hydrophobic treatment, and metal oxide fine particles such as silica and titanium oxide subjected to the hydrophobic treatment are preferably used. As the resin fine particles, polymethyl methacrylate or polystyrene fine particles having an average particle diameter of about 0.05 to 1 [μm] obtained by a soap-free emulsion polymerization method are suitably used.
さらに、疎水化処理されたシリカ及び疎水化処理された酸化チタンを併用し、疎水化処理されたシリカの外添量より疎水化処理された酸化チタンの外添量を多くすることにより湿度に対する帯電の安定性にも優れたトナーとすることができる。上記の無機微粒子と併用して、比表面積20〜50[m2/g]のシリカや平均粒径がトナーの平均粒径の1/100〜1/8である樹脂微粒子のように従来用いられていた外添剤より大きな粒径の外添剤をトナーに外添することにより耐久性を向上させることができる。
これはトナーが現像装置内でキャリアと混合・攪拌され帯電し現像に供される過程でトナーに外添された金属酸化物微粒子は母体トナー粒子に埋め込まれていく傾向にあるが、これらの金属酸化物微粒子より大きな粒径の外添剤をトナーに外添することにより金属酸化物微粒子が埋め込まれることを抑制することができるためである。
In addition, the combination of hydrophobized silica and hydrophobized titanium oxide increases the amount of hydrophobized titanium oxide externally added compared to the amount of hydrophobized silica externally charged. The toner can also be excellent in stability. Conventionally used in combination with the above inorganic fine particles, such as silica having a specific surface area of 20 to 50 [m 2 / g] or resin fine particles having an average particle diameter of 1/100 to 1/8 of the average particle diameter of the toner. The durability can be improved by externally adding an external additive having a particle size larger than that of the external additive to the toner.
This is because the metal oxide particles externally added to the toner tend to be embedded in the base toner particles in the process where the toner is mixed and stirred with the carrier in the developing device, charged, and used for development. This is because it is possible to prevent the metal oxide fine particles from being embedded by externally adding an external additive having a particle size larger than that of the oxide fine particles to the toner.
上述した無機微粒子や樹脂微粒子はトナー中に含有(内添)させることにより外添した場合より効果は減少するが転写性や耐久性を向上させる効果が得られるとともにトナーの粉砕性を向上させることができる。また、外添と内添を併用することにより外添した微粒子が埋め込まれることを抑制することができるため優れた転写性が安定して得られるとともに耐久性も向上する。 The above-mentioned inorganic fine particles and resin fine particles are contained (internally added) in the toner, but the effect is reduced as compared with the case where the fine particles are added externally, but the effect of improving transferability and durability is obtained and the pulverization property of the toner is improved. Can do. In addition, since external addition and internal addition can be used together to suppress embedding of externally added fine particles, excellent transferability can be stably obtained and durability can be improved.
ここで用いる疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、p−クロルフェニルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、(4−t−プロピルフェニル)−トリクロルシラン、(4−t−ブチルフェニル)−トリクロルシラン、ジベンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、ジヘキサデシル−ジクロルシラン、(4−t−ブチルフェニル)−オクチル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−2−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−3,3−ジメチルベンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、(4−t−プロピルフェニル)−ジエチル−クロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
この他チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤も使用可能である。この他、クリーニング性の向上等を目的とした外添剤として、脂肪酸金属塩やポリフッ化ビニリデンの微粒子等の滑剤等も併用可能である。
Typical examples of the hydrophobizing agent used here include the following.
Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, p-chlorophenyltrichlorosilane, 3-chloropropyltrichlorosilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethoxysilane, vinyl-tris (β-methoxyethoxy) ) Silane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, divinyldichlorosilane, dimethylvinylchlorosilane, octyl Trichlorosilane, decyl-trichlorosilane, nonyl-trichlorosilane, (4-t-propylphenyl) -trichlorosilane, (4-t-butylphenyl) -trichlorosilane, diventyl-dichlorosilane, dihexyl-dichlorosilane, dioctyl-dichlorosilane, dinonyl -Dichlorosilane, didecyl-dichlorosilane, didodecyl-dichlorosilane, dihexadecyl-dichlorosilane, (4-t-butylphenyl) -octyl-dichlorosilane, dioctyl-dichlorosilane, didecenyl-dichlorosilane, dinonenyl-dichlorosilane, di-2-ethylhexyl-dichlorosilane, di- 3,3-dimethylbenthyl-dichlorosilane, trihexyl-chlorosilane, trioctyl-chlorosilane, tridecyl-chlorosilane Dioctyl-methyl-chlorosilane, octyl-dimethyl-chlorosilane, (4-t-propylphenyl) -diethyl-chlorosilane, octyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, hexaethyldisilazane, diethyltetramethyldisilazane, hexaphenyldisilazane , Hexatolyl disilazane and the like.
In addition, titanate coupling agents and aluminum coupling agents can also be used. In addition, as an external additive for the purpose of improving cleaning properties, a lubricant such as a fatty acid metal salt or a fine particle of polyvinylidene fluoride can be used in combination.
本実施形態に係るトナーの製造には粉砕法、重合法など従来公知の方法が適用できる。
例えば粉砕法の場合、トナーを混練する装置としては、バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機(例えば神戸製鋼所社製KTK型2軸押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機等)や、連続式の1軸混練機(例えばブッス社製コ・ニーダ等)が好適に用いられる。
以上により得られた溶融混練物は冷却した後粉砕されるが、粉砕は、例えば、ハンマーミルやロートプレックス等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式の微粉砕機などを使用することができる。粉砕は、平均粒径が3〜15[μm]になるように行うのが望ましい。さらに、粉砕物は風力式分級機等により、5〜20[μm]に粒度調整されることが好ましい。
A conventionally known method such as a pulverization method or a polymerization method can be applied to manufacture the toner according to the exemplary embodiment.
For example, in the case of the pulverization method, as a device for kneading the toner, a batch type two roll, a Banbury mixer or a continuous type twin screw extruder (for example, KTK type twin screw extruder manufactured by Kobe Steel, TEM manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) Type twin screw extruder, KCK twin screw extruder, Ikegai Iron Works PCM type twin screw extruder, Kurimoto Iron Works KEX type twin screw extruder, etc.) and continuous single screw kneader (for example, bush) Co. Kneader, etc.) is preferably used.
The melt-kneaded product obtained as described above is cooled and then pulverized. For pulverization, for example, coarsely pulverized using a hammer mill, a funnel plex or the like, and further, a fine pulverizer using a jet stream or mechanical pulverization A machine can be used. The pulverization is desirably performed so that the average particle diameter is 3 to 15 [μm]. Further, the pulverized product is preferably adjusted to a particle size of 5 to 20 [μm] by a wind classifier or the like.
次いで、外添剤の母体トナーへ外添が行われるが、母体トナーと外添剤をミキサー類を用い混合・攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー表面に被覆される。この時、無機微粒子や樹脂微粒子等の外添剤が均一にかつ強固に母体トナーに付着させることが耐久性の点で重要である。以上はあくまでも例でありこれに限るものではない。 Subsequently, the external additive is externally added to the base toner. The base toner and the external additive are mixed and stirred using a mixer, and the external additive is crushed and coated on the toner surface. At this time, it is important in terms of durability that external additives such as inorganic fine particles and resin fine particles are uniformly and firmly attached to the base toner. The above is only an example, and the present invention is not limited to this.
次に、上述した実施形態で製造されたキャリアを含有する現像剤を用いることができる画像形成装置の一例について説明する。
図3は、本実施形態のキャリアを用いることができる画像形成装置としてのタンデム型のカラー複写機(以下、複写機120という)の概略構成図である。複写機120は、複写装置本体(以下、プリンタ部150という)、給紙テーブル(以下、給紙部200という)、プリンタ部150上に取り付けるスキャナ(以下、スキャナ部300という)、スキャナ部300上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)(以下、原稿搬送部400という)からなっている。また、複写機120内の各装置の動作を制御する不図示の制御部も備えている。
Next, an example of an image forming apparatus that can use the developer containing the carrier manufactured in the above-described embodiment will be described.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a tandem type color copying machine (hereinafter referred to as a copying machine 120) as an image forming apparatus that can use the carrier of the present embodiment. The copying
スキャナ部300は、コンタクトガラス32上に載置された原稿の画像情報を読み取りセンサ36で読み取り、読み取った画像情報を図示しない制御部に送る。制御部は、スキャナ部300から受け取った画像情報に基づき、プリンタ部150の露光装置21内に配設された図示しないレーザやLED等を制御してドラム状の4つの感光体10Y,C,M,Kに向けてレーザ書き込み光Lを照射させる。この照射により、感光体10Y,C,M,Kの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。なお、符号の後に付されたY,C,M,Kという添字は、イエロー,シアン,マゼンタ,ブラック用の仕様であることを示している。
The
プリンタ部150は、露光装置21の他、一次転写ローラ62Y,C,M,K、二次転写装置22、定着装置25、排紙装置、図示しないトナー供給装置、トナー供給装置等も備えている。
In addition to the
給紙部200は、プリンタ部150の下方に配設された自動給紙部と、プリンタ部150の側面に配設された手差し部とを有している。そして、自動給紙部は、ペーパーバンク143内に多段に配設された2つの給紙カセット144、給紙カセットから記録体たる用紙Pを繰り出す給紙ローラ142、繰り出した用紙Pを分離して給紙部側給紙路146に送り出す分離ローラ145等を有している。また、プリンタ部150の本体側給紙路148に用紙Pを搬送する搬送ローラ147等も有している。一方、手差し部は、手差しトレイ51、手差しトレイ51上の用紙Pを手差し給紙路53に向けて一枚ずつ分離する分離ローラ52等を有している。
The
プリンタ部150の本体側給紙路148の末端付近には、レジストローラ対49が配設されている。このレジストローラ対49は、給紙カセット144や手差しトレイ51から送られてくる用紙Pを受け入れた後、所定のタイミングで中間転写体たる中間転写ベルト50と二次転写装置22との間に形成される二次転写ニップに送る。
A
図3に示した複写機において、操作者は、カラー画像のコピーをとるときに、原稿搬送部400の原稿台130上に原稿をセットする。あるいは、原稿搬送部400を開いてスキャナ部300のコンタクトガラス32上に原稿をセットした後、原稿搬送部400を閉じて原稿を押さえる。そして、図示しないスタートスイッチを押す。すると、原稿搬送部400に原稿がセットされている場合には原稿がコンタクトガラス32上に搬送された後に、コンタクトガラス32上に原稿がセットされている場合には直ちに、スキャナ部300が駆動を開始する。そして、第一走行体33及び第二走行体34が走行し、第一走行体33の光源から発せられる光が原稿面で反射した後、第二走行体34に向かう。更に、第二走行体34のミラーで反射してから結像レンズ35を経由して読み取りセンサ36に至り、画像情報として読み取られる。
In the copying machine shown in FIG. 3, the operator sets a document on the document table 130 of the
このようにして画像情報が読み取られると、プリンタ部150は、図示しない駆動モーターで支持ローラ14、クリーニング対向ローラ15及び二次転写対向ローラ16の3つの支持ローラの内のどれか1つを回転駆動させながら他の2つの支持ローラを従動回転させる。そして、これらローラに張架される中間転写ベルト50を無端移動させる。さらに、上述のようなレーザ書き込みや、後述する現像プロセスを実施する。そして、感光体10Y,C,M,Kを回転させながら、それらに、イエロー,シアン,マゼンタ,ブラックの単色画像を形成する。これらは、感光体10Y,C,M,Kと、中間転写ベルト50とが当接するY,C,M,K用の一次転写ニップで順次重ね合わせて静電転写されて4色重ね合わせトナー像になる。感光体10Y,C,M,K上にトナー像を形成する。
When the image information is read in this way, the
一方、給紙部200は、画像情報に応じたサイズの用紙Pを給紙すべく、3つの給紙ローラのうちの何れか1つを作動させて、用紙Pをプリンタ部150の本体側給紙路148に導く。本体側給紙路148内に進入した用紙Pは、レジストローラ対49に挟み込まれて一旦停止した後、タイミングを合わせて、中間転写ベルト50と二次転写装置22の二次転写ローラ22aとの当接部である二次転写ニップに送り込まれる。すると、二次転写ニップにおいて、中間転写ベルト50上の4色重ね合わせトナー像と、用紙Pとが同期して密着する。そして、ニップに形成されている転写用電界やニップ圧などの影響によって4色重ね合わせトナー像が用紙P上に二次転写され、紙の白色と相まってフルカラー画像となる。
On the other hand, the
二次転写ニップを通過した用紙Pは、二次転写装置22の二次転写ベルト24の無端移動によって定着装置25に送り込まれる。定着装置25には、熱源を内包する加熱ローラと定着ローラとで回転可能に張架された定着ベルト26、及び、定着ベルトを挟んで定着ローラとの間に定着ニップを形成する加圧ローラ27が設けられている。そして、定着装置25の定着ニップに送り込まれた用紙Pは、加圧ローラ27による定着ローラ方向への加圧力と、加熱ローラにより加熱された定着ベルト26からの熱との作用によってフルカラー画像が定着せしめられた後、排出ローラ56を経てプリンタ部150の側面に設けられた排紙トレイ57上に排出される。
The paper P that has passed through the secondary transfer nip is fed into the fixing device 25 by the endless movement of the
図3に示すように、プリンタ部150は、中間転写ベルト50を備えたベルトユニット、各色のトナー像を形成する4つのプロセスユニット18Y,C,M,K、二次転写装置22、ベルトクリーニング装置17、定着装置25等を備えている。
As shown in FIG. 3, the
ベルトユニットは、複数のローラで回転可能に張架された中間転写ベルト50を、感光体10Y,C,M,Kに当接させながら無端移動させる。感光体10Y,C,M,Kと中間転写ベルト50とを当接させるY,C,M,K用の一次転写ニップでは、一次転写ローラ62Y,C,M,Kによって中間転写ベルト50を裏面側から感光体10Y,C,M,Kに向けて押圧している。これら一次転写ローラ62Y,C,M,Kには、それぞれ図示しない電源によって一次転写バイアスが印加されている。これにより、Y,C,M,K用の一次転写ニップには、感光体10Y,C,M,K上のトナー像を中間転写ベルト50に向けて静電移動させる一次転写電界が形成されている。各一次転写ローラ62Y,C,M,Kの間には、中間転写ベルト50の裏面に接触する導電性ローラ74がそれぞれ配設されている。これら導電性ローラ74は、一次転写ローラ62Y,C,M,Kに印加される一次転写バイアスが、中間転写ベルト50の裏面側にある中抵抗の基層11を介して隣接するプロセスユニット18に流れ込むことを阻止するものである。
The belt unit endlessly moves the
プロセスユニット18Y,C,M,Kは、感光体10Y,C,M,Kと、その他の幾つかの装置とを1つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ部150に対して着脱可能になっている。ブラック用のプロセスユニット18Kを例にすると、これは、感光体10Kの他、感光体10K表面に形成された静電潜像をブラックトナー像に現像するための現像手段たる現像装置61Kを有している。また、一次転写ニップを通過した後の感光体10K表面に付着している転写残トナーをクリーニングする感光体クリーニング装置63Kも有している。また、クリーニング後の感光体10K表面を除電する図示しない除電装置や、除電後の感光体10K表面を一様帯電せしめる図示しない帯電装置なども有している。他色用のプロセスユニット18Y,C,Mも、取り扱うトナーの色が異なる他は、ほぼ同様の構成になっている。複写機120では、これら4つのプロセスユニット18Y,C,M,Kを、中間転写ベルト50に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設したいわゆるタンデム型の構成になっている。
The
図4は、4つのプロセスユニット18Y,C,M,Kからなるタンデム部220の一部を示す部分拡大図である。なお、4つのプロセスユニット18Y,C,M,Kは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、同図においては各符号に付すY,C,M,Kという添字を省略している。同図に示すように、プロセスユニット18は、感光体10の周りに、帯電手段としての帯電装置59、現像装置61、一次転写手段としての一次転写ローラ62、感光体クリーニング装置63、除電装置64等を備えている。
FIG. 4 is a partially enlarged view showing a part of a
感光体10としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。また、帯電装置59としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体10に当接させながら回転させるものを用いている。感光体10に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。
As the
現像装置61は、磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ65に供給する攪拌部66と、現像スリーブ65に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体10に転移させる現像部67とを有している。
The developing
攪拌部66は、現像部67よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された2本の搬送スクリュー68、これら搬送スクリュー68間に設けられた仕切り板、現像ケース70の底面に設けられたトナー濃度センサ71などを有している。
The stirring
現像部67は、現像ケース70の開口を通して感光体10に対向する現像スリーブ65、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ72、現像スリーブ65に先端を接近させるドクタブレード73などを有している。ドクタブレード73と現像スリーブ65との間の最接近部における間隔は500[μm]程度に設定されている。現像スリーブ65は、非磁性の回転可能なスリーブ状の形状になっている。また、現像スリーブ65に連れ回らないようにないようされるマグネットローラ72は、例えば、ドクタブレード73の箇所から現像スリーブ65の回転方向にN1、S1、N2、S2、S3の5磁極を有している。これら磁極は、それぞれスリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部66から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ65表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
The developing unit 67 includes a developing
磁気ブラシは、現像スリーブ65の回転に伴ってドクタブレード73との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体10に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ65に印加される現像バイアスと、感光体10の静電潜像との電位差によって静電潜像上に転移して現像に寄与する。更に、現像スリーブ65の回転に伴って再び現像部67内に戻り、マグネットローラ72の磁極間の反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部66に戻される。攪拌部66内では、トナー濃度センサ71による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。なお、現像装置61として、二成分現像剤を用いるものの代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いるものを採用してもよい。
The magnetic brush is regulated to an appropriate layer thickness when passing through the position facing the
感光体クリーニング装置63としては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード75を感光体10に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体10に接触させる接触導電性のファーブラシ76を、図中矢印方向に回転自在に有するクリーニング装置を採用している。そして、ファーブラシ76にバイアスを印加する金属製の電界ローラ77を図中矢示方向に回転自在に設け、その電界ローラ77にスクレーパ78の先端を押し当てている。スクレーパ78によって電界ローラ77から除去されたトナーは、回収スクリュー79上に落下して回収される。
As the
かかる構成の感光体クリーニング装置63は、感光体10に対してカウンタ方向に回転するファーブラシ76で、感光体10上の残留トナーを除去する。ファーブラシ76に付着したトナーは、ファーブラシ76に対してカウンタ方向に接触して回転するバイアスを印加された電界ローラ77に取り除かれる。電界ローラ77に付着したトナーは、スクレーパ78でクリーニングされる。感光体クリーニング装置63で回収したトナーは、回収スクリュー79で感光体クリーニング装置63の片側に寄せられ、トナーリサイクル装置80で現像装置61へと戻されて再利用される。
The
除電装置64は、除電ランプ等からなり、光を照射して感光体10の表面電位を除去する。このようにして除電された感光体10の表面は、帯電装置59によって一様帯電せしめられた後、光書込処理がなされる。
The
ベルトユニットの図中下方には、二次転写装置22が設けられている。この二次転写装置22は、図示しない電源によって二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ23aが設けられている。そして、二次転写対向ローラ16との間に中間転写ベルト50及び二次転写ベルト24を挟み込んで中間転写ベルト50と二次転写ベルト24とが当接しながら当接部で互いに同方向に移動する二次転写ニップが形成されている。レジストローラ対49からこの二次転写ニップに送り込まれた用紙Pには、中間転写ベルト50上の4色重ね合わせトナー像が二次転写電界やニップ圧の影響で一括二次転写されて、フルカラー画像が形成される。二次転写ニップを通過した用紙Pは、中間転写ベルト50の曲率によって中間転写ベルト50から曲率分離され、二次転写ローラ23aと二次転写ベルト下流側ローラ23bとによって回転可能に張架された二次転写ベルト24の表面に保持されながら、二次転写ベルト24の無端移動に伴って定着装置25へと搬送される。
A
二次転写ニップを通過した中間転写ベルト50の表面は、クリーニング対向ローラ15による支持位置にさしかかる。ここでは、中間転写ベルト50が、おもて面(ループ外面)に当接するベルトクリーニング装置17と、裏面に当接するクリーニング対向ローラ15との間に挟み込まれる。そして、ベルトクリーニング装置17により、おもて面に付着している転写残トナーが除去された後、Y,C,M,K用の一次転写ニップに順次進入して、次の四色トナー像が重ね合わされる。
The surface of the
レジストローラ対49は一般的には接地されて使用されることが多いが、用紙Pの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
二次転写装置22および定着装置25の下には、上述したタンデム部220と平行に延びるような、用紙反転装置28(図3参照)が設けられている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた用紙Pが、切換爪55で用紙Pの進路を用紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び二次転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の二次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ57上に排紙される。
In general, the
A sheet reversing device 28 (see FIG. 3) is provided below the
<画像形成方法>
本実施形態の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含む。そして、好ましくはクリーニング工程を含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば除電工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
<Image forming method>
The image forming method of the present embodiment includes at least an electrostatic latent image forming step, a developing step, a transfer step, and a fixing step. Preferably, it includes a cleaning process, and further includes other processes appropriately selected as necessary, for example, a static elimination process, a recycling process, a control process, and the like.
本実施形態の画像形成装置としての複写機120は、静電潜像担持体である感光体10と、静電潜像形成手段である露光装置21と、現像手段である現像装置61と、転写手段である二次転写装置22と、定着手段である定着装置25とを少なくとも有する。そして、好ましくはクリーニング手段である感光体クリーニング装置63を有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段である除電装置64、リサイクル手段であるトナーリサイクル装置80、制御手段として不図示の制御装置等を有してなる。
The copying
図3及び図4に示す複写機120では、静電潜像形成工程は静電潜像形成手段である露光装置21により行うことができ、現像工程は現像手段である現像装置61により行うことができる。また、転写工程は転写手段である二次転写装置22により行うことができ、定着工程は定着手段である定着装置25により行うことができる。さらに、クリーニング工程はクリーニング手段である感光体クリーニング装置63により行うことができ、その他の工程はその他の手段により行うことができる。
In the copying
<静電潜像形成工程及び静電潜像形成手段>
静電潜像形成工程は、感光体10などの静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。静電潜像担持体としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。
<Electrostatic latent image forming step and electrostatic latent image forming means>
The electrostatic latent image forming step is a step of forming an electrostatic latent image on an electrostatic latent image carrier such as the
静電潜像の形成は、例えば、静電潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、露光装置21などの静電潜像形成手段により行うことができる。
静電潜像形成手段は、例えば、静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電装置59などの帯電器と、感光体10などの静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光装置21などの露光器とを少なくとも備える。
帯電は、例えば、帯電器を用いて静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
The formation of the electrostatic latent image can be performed, for example, by uniformly charging the surface of the electrostatic latent image carrier and then exposing it like an image. Electrostatic latent image forming means such as the
The electrostatic latent image forming means includes, for example, a charger such as a charging
Charging can be performed, for example, by applying a voltage to the surface of the electrostatic latent image carrier using a charger.
帯電装置59などの帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、等が挙げられる。
露光は、例えば、露光器を用いて静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。露光装置21などの露光器としては、帯電器により帯電された静電潜像担持体の表面に、成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。このため、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、等の各種露光器が挙げられる。なお、露光器としては、静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
The charging device such as the charging
The exposure can be performed, for example, by exposing the surface of the electrostatic latent image carrier imagewise using an exposure device. The exposure device such as the
<現像工程及び現像手段>
現像工程は、上述した静電潜像を、トナーを用いて現像して可視像を形成する工程である。
可視像の形成は、例えば、静電潜像をトナーを用いて現像することにより行うことができ、現像装置61などの現像手段により行うことができる。
現像手段は、例えば、トナーを用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、トナーを収容し、静電潜像に静電荷像現像用トナーを接触または非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
<Development process and development means>
The development step is a step of developing the above-described electrostatic latent image with toner to form a visible image.
The visible image can be formed, for example, by developing the electrostatic latent image using toner, and can be performed by a developing unit such as the developing
The developing means is not particularly limited as long as it can be developed using toner, for example, and can be appropriately selected from known ones. For example, toner is accommodated and electrostatic image development is performed on an electrostatic latent image. A toner having at least a developing device capable of applying the toner for contact in a contact or non-contact manner is preferably used.
現像器は、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、静電荷像現像用トナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるもの、等が好適に挙げられる。
現像器内では、例えば、トナーとキャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により静電荷像現像用トナートナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、感光体10等の静電潜像担持体の近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成する静電荷像現像用トナーの一部は、電気的な吸引力によって静電潜像担持体(感光体)の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて静電潜像担持体(感光体)の表面にトナーによる可視像が形成される。
The developing device may be a single-color developing device or a multi-color developing device. For example, a stirrer that frictionally stirs toner for developing an electrostatic image and charges it, and a rotatable magnet roller Preferred examples include those having the following.
In the developing device, for example, the toner and the carrier are mixed and stirred, and the toner toner for developing the electrostatic image is charged by the friction at that time, and is held in a raised state on the surface of the rotating magnet roller to form a magnetic brush. Is done. Since the magnet roller is disposed in the vicinity of the electrostatic latent image carrier such as the
現像器に収容させる現像剤は、トナーを含む現像剤であるが、現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。該現像剤に含まれる樹脂コーティングキャリアは、本実施形態の製造工程において、スクリューフィーダー500を用いて製造された製造された樹脂コーティングキャリアである。
The developer accommodated in the developing device is a developer containing toner, but the developer may be a one-component developer or a two-component developer. The resin coating carrier contained in the developer is a manufactured resin coating carrier manufactured using the
以下、従来技術について説明する。
電子写真方式による画像形成では、光導電性物質等の像担持体上に静電荷による静電潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナー粒子を付着させて可視像を形成した後、トナー像を紙等の記録媒体に転写し、定着され、出力画像となる。
近年、電子写真方式を用いたコピーやプリンタの技術は、モノクロからフルカラーへの展開が急速になりつつあり、フルカラーの市場は拡大する傾向にある。フルカラー電子写真法によるカラー画像形成は一般に3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの3色のカラートナー又はそれに黒色を加えた4色のカラートナーを積層させて全ての色の再現を行うものである。
従って、色再現性に優れ、鮮明なフルカラー画像を得るためには、定着されたトナー画像表面をある程度平滑にして光散乱を減少させる必要がある。
Hereinafter, the prior art will be described.
In electrophotographic image formation, an electrostatic latent image is formed by an electrostatic charge on an image carrier such as a photoconductive material, and charged toner particles are attached to the electrostatic latent image to form a visible image. After the toner image is formed, the toner image is transferred to a recording medium such as paper and fixed to form an output image.
In recent years, copying and printer technologies using an electrophotographic system are rapidly expanding from monochrome to full color, and the full color market tends to expand. Color image formation by full-color electrophotography generally reproduces all colors by laminating three color toners of three primary colors, yellow, magenta, and cyan, or four color toners with black added thereto. .
Therefore, in order to obtain a clear full color image with excellent color reproducibility, it is necessary to smooth the fixed toner image surface to some extent to reduce light scattering.
このような理由から従来のフルカラー複写機等の画像光沢は10〜50[%]の中〜高光沢のものが多かった。
一般に、乾式のトナー像を記録媒体に定着する方法としては、平滑な表面を持ったローラやベルトを加熱し、トナーと圧着する接触加熱定着方法が多用されている。この方法は熱効率が高く高速定着が可能であり、カラートナーに光沢や透明性を与えることが可能であるという利点がある反面、加熱定着部材表面と溶融状態のトナーとを加圧下で接触させた後加熱定着部材表面から剥離するために、トナー像の一部が加熱定着部材表面に付着して別の画像上に転移する、いわゆるオフセット現象が生じる。
For these reasons, the image gloss of conventional full-color copying machines or the like is often medium to high gloss of 10 to 50%.
In general, as a method for fixing a dry toner image on a recording medium, a contact heating fixing method in which a roller or belt having a smooth surface is heated and pressed against the toner is frequently used. This method has high thermal efficiency and high-speed fixing, and is advantageous in that it can give gloss and transparency to the color toner. However, the surface of the heat-fixing member is brought into contact with the molten toner under pressure. Since the toner image is peeled off from the surface of the post-heating fixing member, a so-called offset phenomenon occurs in which a part of the toner image adheres to the surface of the heat fixing member and is transferred onto another image.
このオフセット現象を防止することを目的として、離型性に優れたシリコーンゴムやフッ素樹脂で加熱定着部材表面を形成し、さらにその加熱定着部材表面にシリコーンオイル等の離型オイルを塗布する方法が一般に採用されていた。しかしこの方法は、トナーのオフセットを防止する点では極めて有効であるが、離型オイルを供給するための装置が必要であり、定着装置が大型化しマシンの小型化に不向きである。
このためモノクロトナーでは、溶融したトナーが内部破断しないように結着樹脂の分子量分布の調整等でトナーの溶融時の粘弾性を高め、さらにトナー中にワックス等の離型剤を含有させることにより、定着ローラに離型オイルを塗布しない(オイルレス化)、或いはオイル塗布量をごく微量とする方法が採用される傾向にある。
For the purpose of preventing this offset phenomenon, there is a method in which the surface of the heat fixing member is formed of silicone rubber or fluorine resin having excellent releasability, and further, a release oil such as silicone oil is applied to the surface of the heat fixing member. It was generally adopted. However, this method is extremely effective in preventing toner offset, but a device for supplying release oil is necessary, and the fixing device becomes large and unsuitable for downsizing the machine.
For this reason, in a monochrome toner, by adjusting the molecular weight distribution of the binder resin so that the melted toner does not break internally, the viscoelasticity at the time of melting of the toner is increased, and a release agent such as wax is further included in the toner. There is a tendency to employ a method in which the release oil is not applied to the fixing roller (oilless) or the amount of oil applied is very small.
一方、カラートナーにおいてもモノクロ同様マシンの小型化、構成の簡素化の目的でオイルレス化の傾向が見られている。しかし、前述したようにカラートナーでは色再現性を向上させるために定着画像の表面を平滑にする必要があるため溶融時の粘弾性を低下させねばならず、そして、カラートナーは、光沢のないモノクロトナーよりオフセットし易く、定着装置のオイルレス化や微量塗布化がより困難となる。 On the other hand, as for color toners, there is a tendency toward oil-less for the purpose of downsizing machines and simplifying the configuration as in monochrome. However, as described above, in order to improve the color reproducibility of the color toner, it is necessary to smooth the surface of the fixed image, so the viscoelasticity at the time of melting must be lowered, and the color toner is not glossy It is easier to offset than monochrome toner, and it becomes more difficult to make the fixing device oil-less and to apply a small amount.
また、トナー中に離型剤を含有させると、トナーの付着性が高まり転写紙への転写性が低下し、さらにトナー中の離型剤がキャリア等の摩擦帯電部材を汚染し帯電性を低下させることにより耐久性が低下するという問題を生じる。
また、キャリアに関しては、画像形成をより速く、より美しくという要望は高まる一方で、近年のマシンの高速化に伴い、キャリアとトナーを含む現像剤が受けるストレスも飛躍的に増大しており、従来高寿命とされたキャリアにおいても充分な寿命が得られず更に耐久性向上が要求されている。
更に、高画質という面においては、トナー小径化、キャリアの小径化に伴い、帯電量分布に対して狭分布化が要求されており、広分布となると非画像部におけるトナーの汚れ(地肌かぶり)等、非常に重大な欠陥画像となり易くなってしまう。
In addition, when a release agent is contained in the toner, the adhesion of the toner is increased and the transfer property to the transfer paper is lowered. Further, the release agent in the toner contaminates the frictional charging member such as a carrier to reduce the charging property. This causes a problem that the durability is lowered.
Regarding the carrier, while the demand for faster and more beautiful image formation is increasing, the stress received by the developer containing the carrier and the toner has increased dramatically with the recent increase in machine speed. Even in a carrier having a long life, a sufficient life cannot be obtained, and further improvement in durability is required.
Furthermore, in terms of high image quality, with a reduction in toner diameter and carrier diameter, it is required to narrow the charge amount distribution. When the distribution becomes wide, toner stains (background fogging) in non-image areas. It becomes easy to become a very serious defect image.
このような問題に対処するため、例えば、特許文献5および特許文献6では、被覆層に膜厚よりも大きな径の粒子を含有させた電子写真用キャリアが提案されている。さらに、特許文献7では、トナーと、膜厚よりも大きな径を有する第1粒子と膜厚よりも小さな径を有する第2粒子との2種類の粒子を含む被覆膜を芯材表面上に設けたキャリアとを現像装置に補給するとともに、前記現像装置内の余剰となった現像剤を排出しながら現像を行う方法が提案されている。
また、特許文献8には、磁性コア上に複数の樹脂被覆層を有し、磁性コア直上の第1の被覆層に針状または燐片状の導電性粉末が、ガラスビーズを用いたビーズミルにより分散されてなる電子写真現像剤用キャリアが記載されている。
In order to deal with such a problem, for example, Patent Document 5 and Patent Document 6 propose an electrophotographic carrier in which particles having a diameter larger than the film thickness are contained in a coating layer. Further, in
In Patent Document 8, a plurality of resin coating layers are provided on a magnetic core, and needle-like or scaly conductive powder is applied to a first coating layer directly above the magnetic core by a bead mill using glass beads. A dispersed carrier for an electrophotographic developer is described.
しかしながら特許文献5及び特許文献6は被膜層に存在する粒子径、特許文献7は被膜層に存在する粒子径と現像方式、特許文献8は被膜中に存在させる導電性粉末の分散方法に関わる内容であり、特許文献5〜特許文献8に記載のものにおいても製造過程で機械的ストレスの影響から芯材・キャリアの割れや被覆層の剥がれにより効果が失われてしまう。製造過程での機械的ストレスとしては次工程へ芯材またはキャリアを搬送する搬送装置内でうけるストレスが大きく、挙げられる。
However, Patent Document 5 and Patent Document 6 are the particle diameters present in the coating layer,
芯材またはキャリアを搬送する手段としては一般的にスクリューによる搬送・振動による搬送・ロータリーバルブ等による搬送が挙げられる。
この中でも芯材またはキャリアを搬送する手段としては運転保守・信頼性・所要動力の観点からスクリューによる搬送が多く採用されている。
しかしながらコスト低減の観点から高生産性が望まれているため、スクリューの高回転化または大型化の方向となるが、その分、芯材またはキャリアへのストレスが大きくなり、スクリューフィーダーの搬送においては芯材・キャリアの割れや被覆層の剥がれの発生によるキャリア寿命の低下・帯電量分布の広分布化に繋がる。
Examples of means for conveying the core material or carrier generally include conveyance by a screw, conveyance by vibration, conveyance by a rotary valve, and the like.
Among them, as a means for conveying the core material or the carrier, screw conveyance is often employed from the viewpoint of operation maintenance, reliability, and required power.
However, since high productivity is desired from the viewpoint of cost reduction, it will be in the direction of higher rotation or larger size of the screw, but the stress on the core material or carrier will be correspondingly increased, and in the conveyance of the screw feeder This leads to a decrease in carrier life and a broadening of the charge amount distribution due to occurrence of cracks in the core material / carrier and peeling of the coating layer.
このような問題を解決する構成として、例えば、特許文献2には、回転翼と、回転翼の中間の軸芯箇所に噴出口とを有するトナーの凝集体発生を抑制する粉流体供給装置が記載されている。また、特許文献3に記載には、スクリューコンベア軸部及びその周りの羽根に囲まれた溝部に圧力流体(気流)を噴射する多数のノズル口を備える構造が提案されている。また、画像形成装置の現像剤供給装置として特許文献9には、巻き数が異なる螺旋羽根を構成する手段が提案されている。しかしながらこれら装置では回転スクリューが複数存在することで粉体へのストレスは少なくない。
また、スクリュー部材から気流を噴射する構成としては、特許文献1や特許文献4に提案されているが粉体へのストレスの低減は十分ではない。
As a configuration for solving such a problem, for example,
Moreover, as a structure which injects an airflow from a screw member, although patent document 1 and patent document 4 are proposed, the reduction to the stress to powder is not enough.
上述した課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、通常のスクリューを用いた搬送装置ではスクリュー回転翼の回転により、芯材またはキャリアへのストレスが発生し芯材またはキャリアの割れや被覆層の剥がれが発生しキャリア寿命の低下・帯電量分布の広分布化にいることが分かった。 As a result of repeated studies by the present inventors in order to solve the above-described problems, in a conveying device using a normal screw, stress on the core material or the carrier occurs due to the rotation of the screw rotor blade, and the core material or the carrier is It was found that cracking and peeling of the coating layer occurred, leading to a decrease in carrier life and a broad distribution of charge amount distribution.
上述した実施形態の粉体搬送装置としてのスクリューフィーダー500では、空気の噴出とスクリュー回翼を組み合わせた搬送装置であり、スクリュー回転の低速化、すなわち芯材またはキャリアへのストレスを軽減でき、上述した課題を効果的に解決できることができる。
さらに、本実施形態の粉体搬送装置は、上述した課題の解決に加え、本来粉体搬送装置に求められる搬送量の低下させることなく、また、搬送装置底部に芯材またはキャリアが残留しロスとなってしまう現象も改善でき生産コスト低減にも寄与できる。
The
Furthermore, in addition to solving the above-described problems, the powder conveyance device of the present embodiment does not reduce the conveyance amount originally required for the powder conveyance device, and the core material or carrier remains on the bottom of the conveyance device, resulting in loss. This can also improve the production phenomenon and contribute to a reduction in production costs.
本実施形態のスクリューフィーダー500は、スクリュー1内に不図示の気体通路と、気体通路に空気を供給する空気供給装置403とを備え、スクリュー1のスクリュー羽部2の外周縁部2cに気体通路内の空気を外部吐出する空気吐出孔7を備える。
このようなスクリューフィーダー500を用いた粉体製造方法では、搬送時のスクリュー1による粉体に対するストレスを抑制し、このストレスに起因する粉体の劣化(芯材又はキャリアの割れなど)を抑制し、高寿命化及び帯電量の狭分布化である現像剤を製造することができる。
The
In such a powder manufacturing method using the
また、スクリューフィーダー500は、空気吐出孔7から吐出される空気の向きである空気吐出方向401と粉体搬送方向9との間の角度を空気吐出角度θとしたときに、空気吐出角度θを90[°]未満に設定している。このような構成により、搬送時のスクリュー1による粉体に対するストレスを抑制し、さらに、空気を吐出する構成であっても搬送能力を低下させること無く、高寿命化及び帯電量の狭分布化である現像剤を製造することができる。
The
また、スクリューフィーダー500は、スクリュー1のスクリュー羽部2の外周縁部2cに対し、2つ以上の空気吐出孔7を有する。複数の空気吐出孔7を備えることで、スクリュー1からのストレスによる芯材またはキャリアの割れをさらに低減でき、高寿命化及び帯電量の狭分布化である芯材またはキャリアを製造することができる。
Further, the
また、スクリューフィーダー500では、気流の空気吐出孔7から吐出される吐出圧力は何れの空気吐出孔7においても大気圧以上の圧力である。これの条件を満たすことにより、全ての空気吐出孔7から気流を吐出する構成を実現することができる。
キャリアの製造方法における粉体搬送工程に、本実施形態のスクリューフィーダー500を用いることで、製造時にキャリアに与えるストレスの軽減を図ることができ、キャリアの長寿命化や帯電量分布のシャープ化に繋がる。
また、トナーの製造方法における粉体搬送工程に、本実施形態のスクリューフィーダー500を用いることで、製造時にトナーに与えるストレスの軽減を図ることができ、外添剤の離脱などのトナーの劣化を防止し、耐久性を向上させることができる。
長寿命化や帯電量分布のシャープ化したキャリアや製造時の耐久性が向上したトナーを含む現像剤を複写機120などの画像形成装置に用いることで、形成する画像の品質の向上を図ることができる。
Further, in the
By using the
Further, by using the
To improve the quality of the image to be formed by using a developer including a carrier having a long life and a sharp charge distribution and a toner having improved durability during manufacture in an image forming apparatus such as the copying
また、キャリアの比重として、1.5〜6.0となる比較的比重の重い粒子の場合、粒子が移動しにくく粒子に掛かるストレスが大きくなりやすい。このようなキャリアを製造する製造方法における粉体搬送工程に、本実施形態のスクリューフィーダー500を用いることで、ストレスの軽減が図ることができ、長寿命化や帯電量分布のシャープ化したキャリアを得ることができる。
In the case of particles having a relatively heavy specific gravity of 1.5 to 6.0 as the specific gravity of the carrier, the particles are difficult to move and the stress applied to the particles is likely to increase. By using the
<実験例>
以下、実験例として、本発明を適用した粉体搬送装置を用いたキャリア製造方法によって製造したキャリアの具体的な実施例及び比較例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、下記において部は重量部である。
<Experimental example>
Hereinafter, specific examples and comparative examples of carriers manufactured by a carrier manufacturing method using a powder conveying apparatus to which the present invention is applied will be described as experimental examples, but the present invention is not limited to these. . In the following, parts are parts by weight.
〔実施例1〕
・アクリル樹脂溶液(固形分率:50[質量%]):80[質量部]
・グアナミン溶液(固形分率:70[質量%]):25[質量部]
・酸性触媒(固形分率:40[質量%]):1[質量部]
・シリコン樹脂溶液(固形分率:20[質量%]):250[質量部]
・アミノシラン(固形分率:100[質量%]):2[質量部]
・導電処理酸化チタン粒子(表面:ITO処理、1次粒子径:70nm、体積固有抵抗:1.0×102[Ω・cm]):170[質量部]
・トルエン:800[質量部]
上記材料を循環用タンクに投入し、ビーズミル分散機[ナノゲッター(DMR−L110型)[アシザワ・ファインテック社製、分散室内にビーズ分級機構を有する]にて分散処理を行い、被覆膜形成溶液を得た。
[Example 1]
Acrylic resin solution (solid content: 50 [mass%]): 80 [parts by mass]
Guanamine solution (solid content: 70 [mass%]): 25 [parts by mass]
Acidic catalyst (solid content: 40 [mass%]): 1 [part by mass]
Silicone resin solution (solid content: 20 [mass%]): 250 [parts by mass]
Aminosilane (solid content: 100 [mass%]): 2 [parts by mass]
Conductive-treated titanium oxide particles (surface: ITO treatment, primary particle size: 70 nm, volume resistivity: 1.0 × 10 2 [Ω · cm]): 170 [parts by mass]
-Toluene: 800 [parts by mass]
The above materials are put into a circulation tank, and dispersion processing is performed by a bead mill disperser [Nano Getter (DMR-L110 type) [manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd., having a bead classification mechanism in the dispersion chamber] to form a coating film A solution was obtained.
次に、芯材粒子として平均粒径が35[μm]の焼成フェライト粉[DFC−400M(Mnフェライト、DOWA IP クリエイション株式会社製)、比重:2.4]を本実施形態のスクリューフィーダー500を用いて計量し、スピラコーター(岡田精工社製)に投入する。その後、前記被覆膜形成溶液を芯材粒子表面に膜厚0.2[μm]になるように、コーター内温度40[℃]で塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて150[℃]で1時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き63[μm]の篩を用いて解砕し、[キャリア1](帯電量:32.1[−μc/g]、体積固有抵抗:11.7[Log(Ω・cm)])を得た。
Next, fired ferrite powder [DFC-400M (Mn ferrite, manufactured by DOWA IP Creation Co., Ltd.), specific gravity: 2.4] having an average particle diameter of 35 [μm] as core material particles is used as the
本実施形態のスクリューフィーダー500の回転搬送部材としては、図1及び図2に示す構成では、羽部と軸部とを供えるスクリュー1を用いたが、本実験例では、図5に示すコイルスクリュー101を用いた。
また、本実験例で用いたコイルスクリュー101の概略断面図を図6に示す。図6(a)は、空気吐出角度が20[°]の構成の説明図であり、図6(b)は、空気吐出角度が90[°]の構成の説明図である。
As the rotary conveying member of the
Moreover, the schematic sectional drawing of the
芯材の搬送装置に用いたスクリューフィーダー500の仕様および条件は下記の通りである。
・スクリュー:コイルスクリュー(8巻)
・噴出孔:4巻部に1箇所
・噴出し空気圧力:0.5[Mpa]
・噴出空気角度:20[°]
The specifications and conditions of the
・ Screw: Coil screw (8 rolls)
-Ejection hole: One place in 4 rolls-Ejection air pressure: 0.5 [Mpa]
・ Blowing air angle: 20 [°]
次に、上述したキャリアと混合するトナーの組成を以下に示す。
・結着樹脂(ポリエステル樹脂):100[質量部]
・離型剤:(カルナウバワックス):7[質量部]
・帯電制御剤(E−84[オリエント化学工業社製]):1[質量部]
・着色剤(C.I.P.Y.180):6[質量部]
上記材料のうち、着色剤と結着樹脂及び純水を1:1:0.5の割合で、混合し、二本ロールにより混練した。混練を70[℃]で行い、その後ロール温度を120[℃]まで上げて、水を蒸発させマスターバッチを予め作成した。こうして得たマスターバッチを使用して、上記処方と同じになるように材料を計量し、ヘンシェルミキサーにより混合し、2本ロールで120[℃]で40分溶融混練し、冷却後、ハンマーミルで粗粉砕後、エアージェット粉砕機で微粉砕し得られた微粉末を分級して重量平均粒径5[μm]のトナー母体粒子を作った。
さらに、このトナー母体100部に対し、表面を疎水化処理したシリカ:1部、表面を疎水化処理した酸化チタン:1部を添加し、ヘンシェルミキサーで混合することでイエロートナーである[トナー1]を得た。
こうして得た[トナー1]:7[部]と、本実施形態のスクリューフィーダー500を用いて計量した[キャリア1]:93[部]とを、混合攪拌し、トナー濃度7[wt%]の現像剤を調製した。
Next, the composition of the toner mixed with the carrier described above is shown below.
・ Binder resin (polyester resin): 100 [parts by mass]
-Mold release agent: (carnauba wax): 7 [parts by mass]
Charge control agent (E-84 [manufactured by Orient Chemical Industries]): 1 [parts by mass]
Colorant (CIPY180): 6 [parts by mass]
Among the above materials, the colorant, the binder resin, and pure water were mixed at a ratio of 1: 1: 0.5 and kneaded by two rolls. Kneading was performed at 70 [° C.], and then the roll temperature was raised to 120 [° C.] to evaporate water and prepare a master batch in advance. Using the master batch thus obtained, the materials were weighed so as to be the same as the above recipe, mixed with a Henschel mixer, melt-kneaded for 40 minutes at 120 [° C.] with two rolls, cooled, and then hammered with a hammer mill After coarse pulverization, fine powder obtained by fine pulverization with an air jet pulverizer was classified to prepare toner base particles having a weight average particle diameter of 5 [μm].
Further, to 100 parts of the toner base material, 1 part of silica whose surface was hydrophobized and 1 part of titanium oxide whose surface was hydrophobized were added and mixed with a Henschel mixer to obtain yellow toner [Toner 1 ] Was obtained.
[Toner 1] thus obtained: 7 [parts] and [Carrier 1]: 93 [parts] weighed using the
〔実施例2〕
実施例1において、芯材の搬送装置仕様及び条件以外は同様にしてキャリア化し、[キャリア2](帯電量:35.5[−μc/g]、体積固有抵抗:13.2[Log(Ω・cm)])を得た。
芯材の搬送装置に用いたスクリューフィーダー500の仕様および条件は下記の通りである。
・スクリュー:コイルスクリュー(8巻)
・噴出孔:4巻部に1箇所
・噴出し空気圧力:0.3[Mpa]
・噴出空気角度:20[°]
こうして得た[キャリア2]と[トナー1]とを、キャリアの搬送装置仕様及び条件以外は実施例1と同様の方法により現像剤を製作した。
[Example 2]
In Example 1, except for the specifications and conditions of the core material conveying device, the carrier was formed in the same manner, and [Carrier 2] (charge amount: 35.5 [-μc / g], volume resistivity: 13.2 [Log (Ω Cm)]) was obtained.
The specifications and conditions of the
・ Screw: Coil screw (8 rolls)
-Ejection hole: One place in 4 rolls-Ejection air pressure: 0.3 [Mpa]
・ Blowing air angle: 20 [°]
A developer was produced from [Carrier 2] and [Toner 1] obtained in this manner by the same method as in Example 1 except for the carrier conveying device specifications and conditions.
〔実施例3〕
実施例2において、芯材の搬送装置仕様及び条件以外は同様にしてキャリア化し、[キャリア3](帯電量:37.1[−μc/g]、体積固有抵抗:13.7[Log(Ω・cm)])を得た。
芯材の搬送装置に用いたスクリューフィーダー500の仕様および条件は下記の通りである。
・スクリュー:コイルスクリュー(8巻)
・噴出孔:2、4、6、8巻部に各1箇所(合計4箇所)
・噴出し空気圧力:0.3[Mpa]
・噴出空気角度:20[°]
こうして得た[キャリア3]と[トナー1]とを、キャリアの搬送装置仕様及び条件以外は実施例1と同様の方法により現像剤を製作した。
Example 3
In Example 2, except for the specifications and conditions of the core material conveying device, the carrier was formed in the same manner, and [Carrier 3] (charge amount: 37.1 [-μc / g], volume specific resistance: 13.7 [Log (Ω Cm)]) was obtained.
The specifications and conditions of the
・ Screw: Coil screw (8 rolls)
・ Blowout holes: 1 each for 2, 4, 6 and 8 rolls (total of 4)
・ Blowing air pressure: 0.3 [Mpa]
・ Blowing air angle: 20 [°]
A developer was produced from [Carrier 3] and [Toner 1] obtained in this manner by the same method as in Example 1 except for the carrier conveying device specifications and conditions.
〔比較例1〕
実施例3において、芯材の搬送装置仕様及び条件以外は同様にしてキャリア化し、[キャリア4](帯電量:38.3[−μc/g]、体積固有抵抗:14.1[Log(Ω・cm)])を得た。
芯材の搬送装置に用いたスクリューフィーダー500の仕様および条件は下記の通りである。
・スクリュー:コイルスクリュー(8巻)
・噴出孔:なし
・こうして得た[キャリア4]と[トナー1]とを、キャリアの搬送装置仕様及び条件以外は実施例1と同様の方法により現像剤を製作した。
[Comparative Example 1]
In Example 3, except for the specifications and conditions of the core material conveying device, the carrier was formed in the same manner, and [Carrier 4] (charge amount: 38.3 [-μc / g], volume specific resistance: 14.1 [Log (Ω Cm)]) was obtained.
The specifications and conditions of the
・ Screw: Coil screw (8 rolls)
-Ejection hole: None-Developers were produced in the same manner as in Example 1 except for the carrier carrier device specifications and conditions obtained for [Carrier 4] and [Toner 1].
〔実施例4〕
実施例1において、芯材の比重が1.2の材料を使用した以外は同様にしてキャリア化し、[キャリア5](帯電量:35.7[−μc/g]、体積固有抵抗:13.1[Log(Ω・cm)])を得た。
こうして得た[キャリア5]と[トナー1]とを、実施例1と同様の方法により現像剤を製作した。
Example 4
In Example 1, a carrier was formed in the same manner except that a material having a core core specific gravity of 1.2 was used, and [Carrier 5] (charge amount: 35.7 [-μc / g], volume resistivity: 13. 1 [Log (Ω · cm)]).
A developer was produced from [Carrier 5] and [Toner 1] thus obtained in the same manner as in Example 1.
〔実施例5〕
実施例1において、芯材の搬送装置仕様及び条件以外は同様にしてキャリア化し、[キャリア6](帯電量:33.8[−μc/g]、体積固有抵抗:12.5[Log(Ω・cm)])を得た。
芯材の搬送装置に用いたスクリューフィーダー500の仕様および条件は下記の通りである。
・スクリュー:コイルスクリュー(8巻)
・噴出孔:4巻部に1箇所
・噴出し空気圧力:0.5[Mpa]
・噴出空気角度:90[°]
こうして得た[キャリア6]と[トナー1]とを、キャリアの搬送装置仕様及び条件以外は実施例1と同様の方法により現像剤を製作した。
Example 5
In Example 1, except for the specification and conditions of the core material conveying device, the carrier was formed in the same manner, and [Carrier 6] (charge amount: 33.8 [-μc / g], volume resistivity: 12.5 [Log (Ω Cm)]) was obtained.
The specifications and conditions of the
・ Screw: Coil screw (8 rolls)
-Ejection hole: One place in 4 rolls-Ejection air pressure: 0.5 [Mpa]
・ Blowing air angle: 90 [°]
A developer was produced from [Carrier 6] and [Toner 1] thus obtained by the same method as in Example 1 except for the carrier conveying device specifications and conditions.
実施例1〜3の搬送装置は比較例1と比較してより搬送能力が高く且つ排出後の残も少なくなる。実施例1〜5及び比較例1の搬送装置を含む製造方法で調製された現像剤を使用して、地肌かぶり、経時ベタキャリア付着の評価を実施した。 The conveyance devices of Examples 1 to 3 have higher conveyance capability than the first comparative example, and the remaining amount after discharge is small. Using the developers prepared by the manufacturing method including the conveyance devices of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, evaluation of background fogging and aging solid carrier adhesion was performed.
各実施例及び比較例の搬送装置の使用を表1に示す。
表1における吐出空気圧は、空気供給装置403の圧力と吐出口孔径等の寸法からシミュレーション解析プログラムによる圧力解析によって求めた。この圧力解析において、大気圧は、0.1[Mpa]として解析を行った。
The discharge air pressure in Table 1 was obtained by pressure analysis using a simulation analysis program from the pressure of the
また、各実験例及び比較例の評価結果を表2に示す。
なお上記評価項目に関する測定方法及び評価方法は下記に従った。
〔排出残評価方法〕
100[kg]のキャリア搬送装置に投下し、所定の切り出し量でキャリアを排出後、搬送装置排出口からキャリアが排出しなくなった時点で回転翼の回転を停止し、搬送装置内の残留したキャリア重量を測定した。
〔帯電量測定方法〕
帯電量は、キャリアが93[重量%]に対して、トナーを7[重量%]の割合で混合し、摩擦帯電させたサンプルを、ブローオフ装置TB−200(東芝ケミカル社製)]を用いて測定した。
〔地肌かぶり評価方法〕
市販のデジタルフルカラープリンター(株式会社リコー製、imagio MP C5000)改造機に現像剤をセットし、画像面積5[%]のA4画像を1枚/JOBで1000枚出力した後、画像面積0[%]のA3画像を出力し、地肌部のトナーかぶり状態を観察し、トナーかぶり全く無しを◎、殆ど判らないを○、若干見られるを△、はっきりと見られるを×として判定し、◎、○、△を合格とし、×を不合格とした。
In addition, the measurement method and evaluation method regarding the said evaluation item followed the following.
[Remaining discharge evaluation method]
After dropping into a carrier transport device of 100 [kg] and discharging the carrier with a predetermined cut-out amount, the rotation of the rotor blades is stopped when the carrier stops being discharged from the transport device discharge port, and the remaining carrier in the transport device The weight was measured.
[Charging amount measurement method]
The charge amount was 93 [wt%] for the carrier, and the toner was mixed at a ratio of 7 [wt%] and frictionally charged, and a blow-off device TB-200 (manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.) was used. It was measured.
[Skin cover evaluation method]
Developer is set in a commercially available digital full color printer (Imagio MP C5000, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), 1 A4 image with an image area of 5% is output per 1000 sheets per JOB, and then the image area is 0%. A3 image is output, and the toner fog state of the background portion is observed, and it is determined that the toner fog is completely absent, 殆 ど is hardly understood, ◯ is slightly seen, △ is clearly seen, and x is clearly seen. , Δ was accepted and x was rejected.
〔経時ベタキャリア付着評価方法〕
市販のデジタルフルカラープリンター(株式会社リコー製、imagio MP C5000)改造機に現像剤をセットし、単色による300,000枚のランニング評価を行った。そして、このランニングを終えた現像剤のベタキャリア付着を評価した。
ベタ画像のキャリア付着評価方法については、上記複写機を用いて、地肌ポテンシャルを150[V]に固定し、A3サイズ用紙に全面ベタ画像を現像し、ルーペで観察することにより評価した。画像上の白抜け個所の個数及び実際に付着しているキャリアの個数の総数が0個である場合を◎、1〜5個である場合を○、6〜10個である場合を△、11個以上である場合を×として判定し、◎、○、△を合格とし、×を不合格とした。
[Evaluation method for adhesion of solid carrier over time]
The developer was set on a commercially available digital full-color printer (Imagio MP C5000, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), and a running evaluation of 300,000 sheets in a single color was performed. Then, the solid carrier adhesion of the developer after the running was evaluated.
The solid image carrier adhesion evaluation method was evaluated by fixing the background potential to 150 [V] using the above-mentioned copying machine, developing the entire solid image on A3 size paper, and observing with a loupe. ◎ when the number of white spots on the image and the total number of carriers actually attached are 0, ◯ when 1-5, △, 11 when 6-10 The case of more than one was determined as x, ×, ○, △ were accepted, and x was rejected.
表2で示す評価結果から、実施例1〜5によるこの装置を用いて調製された現像剤は比較例と比較してより芯材又はキャリア割れ及び被覆層の剥がれによる帯電量低下が無く、地肌かぶり、経時ベタキャリア付着が抑制されていることが明らかである。 From the evaluation results shown in Table 2, the developer prepared by using this apparatus according to Examples 1 to 5 has no lowering of the charge amount due to the core material or carrier cracking and peeling of the coating layer as compared with the comparative example, and the background. It is clear that fogging and adhesion of solid carrier over time are suppressed.
上述した実施形態では、本発明に係る粉体搬送装置としてのスクリューフィーダー500、及び、このスクリューフィーダー500を搬送工程に用いる粉体製造方法、及び、この粉体製造方法によって製造されたキャリアについて説明した。
本発明に係る粉体搬送装置を適用可能な構成としては、スクリューフィーダー500に限るものではない。例えば、上述した複写機120のトナーリサイクル装置80において粉体としてのトナーを搬送する搬送装置としても本発明に係る粉体搬送装置を適用可能である。また、不図示のトナーボトルから現像装置61内に現像剤を供給するトナー補給装置のトナーボトルから現像装置61までトナーを搬送する搬送装置としても本発明に係る粉体搬送装置を適用可能である。また、現像装置61内でトナー及びキャリアを循環させる搬送スクリュー68にも適用可能である。このように、画像形成装置内の現像剤または現像剤を構成する粉体の搬送に、本発明に係る粉体搬送装置を用いることで、画像形成に使用する粉体である現像剤の長寿命化を図ることができ、作成した画像の高品質化を図ることができる。
In the above-described embodiments, the
The configuration to which the powder conveyance device according to the present invention can be applied is not limited to the
さらに、本発明に係る粉体搬送装置は、トナーやキャリアなどの画像形成に係る粉体に限らず、何れの粉体を搬送する粉体搬送装置であっても搬送対象である粉体に対するストレスを軽減することができる。 Furthermore, the powder conveying device according to the present invention is not limited to powders related to image formation such as toner and carrier, and any powder conveying device that conveys any powder may cause stress on the powder to be conveyed. Can be reduced.
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
〔態様A〕
粉体が通過する粉体搬送路を形成するフィーダーホッパー3や排出搬送管3aなどの粉体搬送路形成部材と、スクリュー羽部2などの螺旋状部を備え、回転することにより粉体搬送路内の粉体に回転軸方向に搬送力を付与するスクリュー1などの回転搬送部材とを有するスクリューフィーダー500などの粉体搬送装置において、スクリュー羽部2などの螺旋状部内に空気などの気体が通過する気体通路と、気体通路に気体を供給する空気供給装置403などの気体供給手段とを備え、スクリュー羽部2の外周縁部2cなどの螺旋状部の外周縁部に気体通路内の気体を外部に吐出する空気吐出孔7などの吐出孔を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、スクリュー羽部2の外周縁部2cとホッパー底面8との間に粉体を滞留させることなく、スクリュー羽部2の外周縁部2cと粉体搬送路の内周面であるホッパー底面8との隙間に粉体が流入することに起因する粉体へのストレスを抑制できる。これにより、搬送する粉体へのストレスを従来よりも低減することができる。
〔態様B〕
〔態様A〕において、スクリュー1などの回転搬送部材の搬送方向と、空気吐出孔7などの吐出孔からの気体の吐出方向との角度が90[°]未満である。これによれば、上記実施形態について説明したように、気体通路内を気流が流れ、空気吐出孔7から空気が吐出され、この空気の吐出によって粉体の搬送を補助することができる。
〔態様C〕
〔態様A〕または〔態様B〕において、スクリュー羽部2などの螺旋状部に二つ以上の空気吐出孔7などの吐出孔を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、複数箇所から空気を吐出することで、搬送方向における異なる位置で粉体に対して気流を吹き付けることができ、スクリュー羽部2の外周縁部2cとホッパー底面8との間に粉体を滞留させることを、さらに抑制することができる。
〔態様D〕
〔態様A〕乃至〔態様C〕の何れか一つの態様において、空気吐出孔7などの吐出孔の位置における気体通路内は、大気圧以上の圧力である。これによれば、上記実施形態について説明したように、各空気吐出孔7から空気を吐出する構成を実現できる。
〔態様E〕
〔態様A〕乃至〔態様D〕の何れか一つの態様において、回転搬送部材がコイルスクリューである。これによれば、上記実施形態について説明したように、
〔態様F〕
少なくとも粉体搬送手段による搬送工程を少なくとも備えるキャリア製造方法などの粉体製造方法において、粉体搬送手段として、〔態様A〕乃至〔態様E〕の何れか一つの態様の粉体搬送装置を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、製造する粉体がキャリアの場合は、製造時にキャリアに与えるストレスの軽減を図ることができ、キャリアの長寿命化や帯電量分布のシャープ化に繋がる。
〔態様G〕
トナーを用いてトナー像を形成するプリンタ部150などのトナー像形成手段と、画像形成に用いる粉体であるトナー、または/及びキャリアを搬送する粉体搬送手段とを備える複写機120などの画像形成装置において、粉体搬送装置として、〔態様A〕乃至〔態様E〕の何れか一つの態様の粉体搬送装置を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、使用する現像剤の長寿命化、作成した画像の高品質化を図ることができる。
〔態様H〕
トナーを用いてトナー像を形成するトナー像形成工程と、画像形成に用いる粉体であるトナー、または/及びキャリアを搬送する粉体搬送工程とを含む画像形成方法において、粉体搬送工程に、〔態様A〕乃至〔態様E〕の何れか一つの態様の粉体搬送装置を用いる。これによれば、上記実施形態について説明したように、使用する現像剤の長寿命化、作成した画像の高品質化を図ることができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
[Aspect A]
A powder conveyance path including a powder conveyance path forming member such as a
[Aspect B]
In [Aspect A], the angle between the conveyance direction of the rotary conveyance member such as the screw 1 and the discharge direction of the gas from the discharge hole such as the
[Aspect C]
In [Aspect A] or [Aspect B], the spiral portion such as the
[Aspect D]
In any one of the [Aspect A] to [Aspect C], the pressure in the gas passage at the position of the discharge hole such as the
[Aspect E]
In any one of the [Aspect A] to [Aspect D], the rotary conveying member is a coil screw. According to this, as described in the above embodiment,
[Aspect F]
In a powder manufacturing method such as a carrier manufacturing method including at least a transporting step by a powder transporting unit, the powder transporting device according to any one of [Aspect A] to [Aspect E] is used as a powder transporting unit. . According to this, as described in the above embodiment, when the powder to be manufactured is a carrier, the stress applied to the carrier during manufacturing can be reduced, and the life of the carrier can be extended and the charge amount distribution can be sharpened. It leads to.
[Aspect G]
An image of a copying
[Aspect H]
In an image forming method including a toner image forming step of forming a toner image using toner, and a powder transporting step of transporting toner, which is powder used for image formation, and / or a carrier, the powder transporting step includes: [Aspect A] to [Embodiment E] The powder conveyance device according to any one of the aspects is used. According to this, as described in the above embodiment, the life of the developer to be used can be extended and the quality of the created image can be improved.
1 スクリュー
1a スクリュー軸部
2 スクリュー羽部
2a 下流側表面部
2b 上流側表面部
2c 外周縁部
3 フィーダーホッパー
3a 排出搬送管
4 モーター
5 粉体排出口
6 粉体投入口
7 空気吐出孔
8 ホッパー底面
9 粉体搬送方向
10 感光体
18 プロセスユニット
21 露光装置
22 二次転写装置
25 定着装置
50 中間転写ベルト
57 排紙トレイ
61 現像装置
80 トナーリサイクル装置
101 コイルスクリュー
120 複写機
150 プリンタ部
401 空気吐出方向
403 空気供給装置
500 スクリューフィーダー
θ 空気吐出角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
螺旋状部を備え、回転することにより該粉体搬送路内の粉体に回転軸方向に搬送力を付与する回転搬送部材とを有する粉体搬送装置において、
上記螺旋状部内に気体が通過する気体通路と、該気体通路に気体を供給する気体供給手段を備え、
該螺旋状部の外周縁部に該気体通路内の気体を外部に吐出する吐出孔を備えることを特徴とする粉体搬送装置。 A powder conveyance path forming member that forms a powder conveyance path through which the powder passes;
In a powder conveying apparatus comprising a helical conveying part and having a rotating conveying member that applies a conveying force in the direction of the rotation axis to the powder in the powder conveying path by rotating,
A gas passage through which gas passes in the spiral portion, and a gas supply means for supplying gas to the gas passage,
A powder conveying apparatus comprising a discharge hole for discharging the gas in the gas passage to the outside at an outer peripheral edge of the spiral portion.
上記回転搬送部材の搬送方向と、上記吐出孔からの気体の吐出方向との角度が90[°]未満であることを特徴とする粉体搬送装置。 In the powder conveying apparatus according to claim 1,
An angle between a transport direction of the rotary transport member and a gas discharge direction from the discharge hole is less than 90 [°].
上記螺旋状部に二つ以上の上記吐出孔を備えることを特徴とする粉体搬送装置。 In the powder conveying apparatus according to claim 1 or 2,
A powder conveying apparatus comprising two or more discharge holes in the spiral portion.
上記吐出孔の位置における上記気体通路内は、大気圧以上の圧力であることを特徴とする粉体搬送装置。 In the powder conveying apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The powder conveying apparatus according to claim 1, wherein the inside of the gas passage at the position of the discharge hole is at a pressure equal to or higher than atmospheric pressure.
上記回転搬送部材がコイルスクリューであることを特徴とする粉体搬送装置。 In the powder conveying apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The powder conveying apparatus, wherein the rotary conveying member is a coil screw.
上記粉体搬送手段として、請求項1乃至5の何れか1項に記載の粉体搬送装置を用いることを特徴とする樹粉体製造方法。 In a powder production method comprising at least a conveying step by powder conveying means,
6. A method for producing a tree powder comprising using the powder conveying device according to claim 1 as the powder conveying means.
画像形成に用いる粉体であるトナー、または/及びキャリアを搬送する粉体搬送手段とを備える画像形成装置において、
上記粉体搬送装置として、請求項1乃至5の何れか1項に記載の粉体搬送装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 Toner image forming means for forming a toner image using toner;
In an image forming apparatus provided with toner, which is powder used for image formation, and / or powder conveying means for conveying a carrier,
An image forming apparatus using the powder conveying apparatus according to claim 1 as the powder conveying apparatus.
画像形成に用いる粉体であるトナー、または/及びキャリアを搬送する粉体搬送工程とを含む画像形成方法において、
上記粉体搬送工程に、請求項1乃至5の何れか1項に記載の粉体搬送装置を用いたことを特徴とする画像形成方法。 A toner image forming step of forming a toner image using toner;
In an image forming method including a toner used as image forming powder and / or a powder carrying process for carrying a carrier,
An image forming method using the powder conveyance device according to any one of claims 1 to 5 in the powder conveyance step.
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