JP2013190481A - Developing device, process unit and image forming apparatus - Google Patents
Developing device, process unit and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013190481A JP2013190481A JP2012054774A JP2012054774A JP2013190481A JP 2013190481 A JP2013190481 A JP 2013190481A JP 2012054774 A JP2012054774 A JP 2012054774A JP 2012054774 A JP2012054774 A JP 2012054774A JP 2013190481 A JP2013190481 A JP 2013190481A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- developer
- developing roller
- developing
- roller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、現像装置、現像装置を備えるプロセスユニット及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a developing device, a process unit including the developing device, and an image forming apparatus.
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真式の画像形成装置においては、像担持体である感光体上に形成された潜像を可視化する現像装置が設けられている。一般的に、現像装置は、表面に現像剤であるトナーを担持する現像ローラと、その現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、現像ローラ上のトナーを均一な厚さに規制する規制ブレード等を有している（例えば、特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art In electrophotographic image forming apparatuses such as copying machines, printers, facsimiles, and complex machines thereof, a developing device that visualizes a latent image formed on a photoconductor as an image carrier is provided. Generally, a developing device includes a developing roller carrying toner as a developer on its surface, a supply roller that supplies toner to the developing roller, a regulating blade that regulates the toner on the developing roller to a uniform thickness, and the like (For example, refer to Patent Document 1).
現像装置の基本動作は、まず、現像装置内に収容されているトナーが、供給ローラと現像ローラとの接触部（ニップ部）で、両ローラの摺擦により摩擦帯電されて現像ローラの表面に供給される。次に、現像ローラの表面に担持されたトナーが、規制ブレードによって均一な厚さに規制されると共に電荷が付与される。そして、感光体と現像ローラとの間の現像領域において、現像ローラ上のトナーが現像電界によって感光体上の潜像に転移し、潜像がトナー画像として可視化される。このように、供給ローラから現像ローラへ、また、現像ローラから感光体へ、トナーの受け渡しが良好に行われることで、所望の画像が得られる。 The basic operation of the developing device is as follows. First, the toner contained in the developing device is frictionally charged by the friction of both rollers at the contact portion (nip portion) between the supply roller and the developing roller, and is applied to the surface of the developing roller. Supplied. Next, the toner carried on the surface of the developing roller is regulated to a uniform thickness by the regulating blade and charged. In the developing area between the photosensitive member and the developing roller, the toner on the developing roller is transferred to the latent image on the photosensitive member by the developing electric field, and the latent image is visualized as a toner image. In this way, a desired image can be obtained by the good transfer of toner from the supply roller to the developing roller and from the developing roller to the photoconductor.
また、現像装置においては、現像ローラの軸方向両端部の位置でシールする端部シールが設けられている（特許文献１参照）。この端部シールが、現像ローラとそれを保持する現像装置のケース（現像容器）との隙間をシールすることで、現像ローラの端部からのトナー漏れを抑制している。 Further, the developing device is provided with end seals for sealing at the positions of both end portions in the axial direction of the developing roller (see Patent Document 1). This end seal seals the gap between the developing roller and the case (developing container) of the developing device that holds the developing roller, thereby suppressing toner leakage from the end of the developing roller.
また、特許文献２では、現像ローラと端部シールとの間にトナーが侵入したとしても、そのトナーを現像ローラの軸方向中央部側へ戻すことのできる現像装置が提案されている。
Further,
具体的に、この現像装置では、図１８（ａ）に示すように、端部シール５００の毛倒れ方向を現像ローラ４１０の回転方向に向かって現像ローラ４１０の軸方向中央側へ傾くようにしている。これにより、図１８（ｂ）に示すように、端部シール５００と現像ローラ４１０との間にトナーが侵入したとしても（図の矢印Ｙ１方向参照）、現像ローラ４１０の回転によってトナーを端部シール５００の毛倒れ方向に送り（図の矢印Ｙ３方向参照）、軸方向中央側へ戻すことができる。
Specifically, in this developing device, as shown in FIG. 18A, the direction in which the
ところで、電子写真の分野においては、装置の長寿命化を図るために、使用する部品の磨耗をできるだけ少なくすることが要求されている。例えば、像担持体である感光体においては、帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等の構成部材との接触によって表面磨耗が生じる。そのため、これを低減するために、感光体の表面に潤滑剤を塗布する装置を設けることは既に知られている（特許文献３参照）。 By the way, in the field of electrophotography, in order to extend the life of the apparatus, it is required to minimize the wear of parts to be used. For example, in a photoconductor that is an image carrier, surface wear occurs due to contact with components such as a charging device, a developing device, a transfer device, and a cleaning device. Therefore, in order to reduce this, it is already known to provide a device for applying a lubricant to the surface of the photoreceptor (see Patent Document 3).
上記のように、感光体の表面に潤滑剤を塗布する装置を設けることで、感光体の摩耗を低減し、寿命を延ばすことが可能となるが、一方で、潤滑剤塗布装置を新たに設けることは、装置の小型化の妨げとなる。そのため、近年では、特に小型化された画像形成装置に対して、潤滑剤塗布装置を設けることに代えて、トナーにシリコーンオイルなどの潤滑剤成分を付与したものを使用するようになってきている（特許文献４参照）。 As described above, by providing a device for applying the lubricant to the surface of the photoconductor, it is possible to reduce the wear of the photoconductor and extend the life, but on the other hand, a new lubricant application device is provided. This hinders downsizing of the apparatus. For this reason, in recent years, instead of providing a lubricant application device for a miniaturized image forming apparatus, a toner provided with a lubricant component such as silicone oil has been used. (See Patent Document 4).
しかしながら、上記のような潤滑剤成分が付与されたトナーを用いた場合、縦スジ等が入った異常画像の発生や、端部シール等からのトナー漏れが生じるといった問題が生じた。そこで、本発明者らは、その原因を明らかにすべく鋭意研究を行ったところ、端部シールと現像ローラとの間で生じる摩擦熱によるトナーの固着が原因と分かってきた。 However, when the toner to which the lubricant component is applied as described above is used, problems such as generation of an abnormal image containing vertical stripes and leakage of toner from an end seal or the like occur. Accordingly, the present inventors have conducted extensive studies to clarify the cause, and have found that the cause is sticking of toner due to frictional heat generated between the end seal and the developing roller.
すなわち、潤滑剤成分が付与されたトナーは、トナー同士の凝集力が高く、トナーの流動性が悪いことから、規制ブレードの長手方向の端部側でトナーが滞留しやすくなる。その結果、滞留するトナーに現像ローラと端部シールとの摺接により発生した摩擦熱が蓄えられて、トナーが溶融し、溶融したトナーが規制ブレードなどに固着する。そして、このようなトナーの固着が画像形成領域で発生した場合は、規制ブレードによって現像ローラ上のトナーを均一な厚さにすることができなくなり、縦スジ等が入った異常画像が発生する。 That is, the toner to which the lubricant component is applied has a high cohesive force between the toners, and the fluidity of the toner is poor. Therefore, the toner tends to stay on the end side in the longitudinal direction of the regulating blade. As a result, frictional heat generated by the sliding contact between the developing roller and the end seal is accumulated in the staying toner, the toner is melted, and the melted toner is fixed to the regulating blade or the like. When such toner sticking occurs in the image forming area, the toner on the developing roller cannot be made to have a uniform thickness by the regulating blade, and an abnormal image containing vertical stripes or the like is generated.
また、端部シールのシール性が不十分であった場合、端部シールと現像ローラとの間にトナーが侵入すると、侵入したトナーが端部シールと現像ローラとの間で生じる摩擦熱によって固着する。そして、端部シールと現像ローラとの間でトナーが固着した場合は、固着したトナーによって現像ローラが部分的に削られて、そこからトナー漏れが発生する。特に、端部シールと現像ローラとの間ではトナーが摩擦熱を直接受けることから、固着トナーが成長しやすい。このため、成長した固着トナーによって、現像装置の開口部に設けられた入口シールのシール性が低下し、トナー漏れが生じることもある。 In addition, when the sealing property of the end seal is insufficient, if the toner enters between the end seal and the developing roller, the entering toner is fixed by frictional heat generated between the end seal and the developing roller. To do. When the toner adheres between the end seal and the developing roller, the developing roller is partially scraped by the adhered toner, and toner leakage occurs therefrom. In particular, since the toner directly receives frictional heat between the end seal and the developing roller, the fixed toner tends to grow. For this reason, the fixed toner that has grown may deteriorate the sealing performance of the inlet seal provided in the opening of the developing device, and may cause toner leakage.
また、図１９に示すように、端部シール５００と現像ローラ４１０との間にトナーが侵入すると（図の矢印Ｙ１方向参照）、侵入したトナーは現像ローラ４１０の回転力を受けて移動し（図の矢印Ｙ２方向参照）、規制ブレード４３０の先端４３０ａにトナーが達することがある。特に、規制ブレード４３０の先端４３０ａでは、規制ブレード４３０が端部シール５００と現像ローラ４１０との間に挟み込まれているため、規制ブレード４３０の接触圧が高くなっている。このため、トナーが規制ブレード４３０の先端４３０ａに達した場合は、高い接触圧と摩擦熱の影響によりトナーの固着がより一層生じやすくなる。
Further, as shown in FIG. 19, when the toner enters between the
また、このようなトナーの固着は、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低いトナーを用いた場合や、小粒径のトナーを用いた場合にも生じやすくなる。 Such toner sticking is likely to occur even when a toner having a low glass transition temperature (Tg) is used or when a toner having a small particle diameter is used.
また、感光体、帯電装置、現像装置等を一体的に交換可能に構成したプロセスユニットが知られているが、このプロセスユニットをトナーカートリッジとは別体に構成した場合は、プロセスユニット構成部品の寿命分のトナーを、予めプロセスユニット内に収容しなくてもよいので、プロセスユニットの小型化と長寿命化を図ることができる。しかしながら、このようなプロセスユニットの長寿命化を図った構成においては、上記のようなトナー固着による問題が顕在化しやすい。 In addition, there is known a process unit in which a photosensitive member, a charging device, a developing device, and the like are configured to be integrally replaceable. However, when this process unit is configured separately from a toner cartridge, Since it is not necessary to store the toner for the lifetime in advance in the process unit, the process unit can be reduced in size and extended in life. However, in such a configuration that extends the life of the process unit, the above problem due to toner fixation tends to become obvious.
なお、上記特許文献２では、現像ローラと端部シールとの間にトナーが侵入したとしても、そのトナーを戻すことのできる現像装置が提案されているが、現像ローラと端部シールとの間で生じる摩擦熱については特に言及されていない。また、凝集力が高く、流動性の低いトナーを用いた場合に、摩擦熱によって生じるトナーの固着を抑制する手段についても提案されていない。
In the above-mentioned
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、凝集力の高い現像剤を用いても、シール性を良好に維持することができると共に、良好な画質を得ることが可能な現像装置、その現像装置を備えたプロセスユニット及び画像形成装置を提供しようとするものである。 Accordingly, in view of such circumstances, the present invention provides a developing device capable of maintaining good sealing performance and obtaining good image quality even when a developer having a high cohesive force is used, and the developing device thereof A process unit and an image forming apparatus including the above are provided.
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、現像剤を収容する現像容器と、前記現像容器の開口部に回転可能に設けられた現像剤担持体と、前記現像剤担持体の軸方向端部側に接触して前記現像容器と前記現像剤担持体との隙間をシールする端部シールとを備えた現像装置において、前記現像剤の加速凝集度が５４％以上であり、前記端部シールは、前記現像剤担持体との接触面側に立毛層を有し、前記立毛層の毛倒れ方向が、前記現像剤担持体の回転方向に向かって現像剤担持体の軸方向中央側へ傾くように構成し、前記現像剤担持体に対する前記端部シールの食い込み量を、０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項１に係る発明によれば、端部シールの食い込み量を０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定することによって、凝集力の高い（加速凝集度５４％以上の）現像剤を用いた場合でも、シール性を確保しつつ、端部シールと現像剤担持体との間で生じる摩擦熱を低減することができる。これにより、摩擦熱による現像剤の固着を抑制することができるので、異常画像の発生を抑制することができ、良好な画像を得られるようになる。また、端部シールの毛倒れ方向を、現像剤担持体の回転方向に向かって現像剤担持体の軸方向中央側へ傾くように構成することで、端部シールと現像剤担持体との間に現像剤が侵入したとしても、その現像剤を現像剤担持体の回転によって端部シールの毛倒れ方向に送り、軸方向中央側へ戻すことができる。これにより、現像剤の固着を未然に回避することができる。 According to the first aspect of the present invention, the developer having a high cohesive force (accelerated cohesion degree of 54% or more) is used by setting the biting amount of the end seal in the range of 0.3 mm or more and 2.1 mm or less. Even in such a case, it is possible to reduce the frictional heat generated between the end seal and the developer carrier while ensuring the sealing performance. As a result, the fixing of the developer due to frictional heat can be suppressed, so that the occurrence of an abnormal image can be suppressed and a good image can be obtained. In addition, by configuring the end seal to fall down toward the center of the developer carrier in the axial direction toward the rotation direction of the developer carrier, the gap between the end seal and the developer carrier is configured. Even if the developer enters, the developer can be fed in the direction of falling of the end seal by the rotation of the developer carrying member and returned to the center in the axial direction. Thereby, sticking of the developer can be avoided in advance.
以下、添付の図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each drawing, components such as members and components having the same function or shape are denoted by the same reference numerals as much as possible, and once described, the description is omitted.
図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザープリンタの概略構成図である。まず、図１を参照して、カラーレーザープリンタの全体構成及び動作について説明する。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color laser printer as an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. First, the overall configuration and operation of the color laser printer will be described with reference to FIG.
図１に示すように、画像形成装置本体１００には、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色の画像を形成する画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、表面に潜像を担持する潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするためのクリーニング手段としてのクリーニング装置５を備える。なお、図１では、イエロー画像用のプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニング装置５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。
As shown in FIG. 1, images of different colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) corresponding to color separation components of a color image are formed on the image forming apparatus
各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが有する現像装置４の上部には、現像剤補給容器としてのトナーカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋが着脱可能に装着されている。各トナーカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋには、それぞれ、対応するプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋに用いられる色のトナー（現像剤）が収容されている。
画像形成装置本体１００の上部には、各感光体２の表面に潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置７が配設されている。露光装置７は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザー光を照射するようになっている。
An
また、各感光体２の下方には、転写装置８が配設されている。転写装置８は、転写体としての無端状のベルトから成る中間転写ベルト９と、中間転写ベルト９を張架する駆動ローラ１０及び従動ローラ１１と、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１２と、二次転写手段としての二次転写ローラ１３を備える。中間転写ベルト９は、駆動ローラ１０が図示しない駆動源によって図の反時計回りに回転することにより、図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するようになっている。
A
４つの一次転写ローラ１２は、それぞれ中間転写ベルト９を介して感光体２に接触している。これにより、各感光体２と中間転写ベルト９とが互いに接触し、両者の間にトナー画像を転写するための一次転写ニップが形成されている。また、各一次転写ローラ１２は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１２に印加されるようになっている。
The four
二次転写ローラ１３は、中間転写ベルト９を介して駆動ローラ１０に接触している。これにより、二次転写ローラ１３と中間転写ベルト９との間にトナー画像を転写するための二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ１３は、一次転写ローラ１２と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１３に印加されるようになっている。
The
また、転写装置８の図の右側の箇所には、中間転写ベルト９の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１４が設けられている。ベルトクリーニング装置１４は、中間転写ベルト９の外周面に接触するクリーニングブレード１５と、クリーニングブレード１５の先端を中間転写ベルト９の内周面側から支持するクリーニングバックアップローラ１６と、中間転写ベルト９から除去されたトナーを搬送する搬送コイル１７とを備える。また、転写装置８の下方に、廃トナー収容器１８が設けられており、この廃トナー収容器１８の入口部には、ベルトクリーニング装置１４から延びた図示しない廃トナー移送ホースが接続されている。
Further, a
また、転写装置８の図の左側の箇所には、トナーマークセンサ１９が設けられている。トナーマークセンサ１９は、反射型の光学センサであり、中間転写ベルト９上のトナーの付着量や位置をトナーマークセンサ１９で検知してトナー画像の濃度や位置を調整する。
A
画像形成装置本体１００の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ２０や、給紙トレイ２０から用紙Ｐを給送する給紙ローラ２１等が設けてある。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。
A lower portion of the image forming apparatus
また、画像形成装置本体１００内には、用紙Ｐを給紙トレイ２０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。この搬送路Ｒにおいて、給紙ローラ２１の位置と二次転写ローラ１３の位置との間には、タイミングローラ対であるレジストローラ対２２が設けられている。また、搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２３が設けてある。さらに、搬送路Ｒの終端には、用Ｐ紙を装置外へ排出するための排紙ローラ対２４が設けられ、画像形成装置本体１００の上面部に、装置外に排出された用紙Ｐをストックするための排紙トレイ２５が設けられている。
In the image forming apparatus
上記画像形成装置は以下のように動作する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２が図１の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、露光装置７から各感光体２の帯電面にレーザー光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。そして、各感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像がトナー画像として顕像化（可視像化）される。
The image forming apparatus operates as follows.
When the image forming operation is started, the
また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト９を張架する駆動ローラ１０が回転駆動することにより、中間転写ベルト９が図の矢印の方向に周回走行される。また、各一次転写ローラ１２に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１２と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
When the image forming operation is started, the driving
その後、各感光体２の回転に伴い、感光体２上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体２上のトナー画像が中間転写ベルト９上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト９の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト９に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニング装置５によって除去される。
Thereafter, when each color toner image on the
画像形成装置の下部では、給紙ローラ２１が回転駆動を開始し、給紙トレイ２０から用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ対２２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１３と駆動ローラ１０との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１３には、中間転写ベルト９上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。
In the lower part of the image forming apparatus, the
その後、中間転写ベルト９の周回走行に伴って、中間転写ベルト９上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、上記二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト９上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、このとき用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト９上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置１４のクリーニングブレード１５によって除去され、除去されたトナーは搬送コイル１７によって廃トナー収容器１８へと搬送され回収される。
Thereafter, when the toner image on the
その後、用紙Ｐは定着装置２３へと搬送され、定着装置２３によって用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは、排紙ローラ対２４によって装置外へ排出され、排紙トレイ２５上にストックされる。
Thereafter, the paper P is conveyed to the fixing
以上の説明は、記録媒体にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on a recording medium. A single color image is formed using any one of the four
以下、現像装置とトナーカートリッジの構成について詳しく説明する。
なお、上記各現像装置４及び各トナーカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋは、異なる色のトナーを収容している以外はほぼ同様の構成となっているので、説明を簡略化するため、色の識別を示す符号（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）を省略し、１つの現像装置及びトナーカートリッジの構成について説明する。
Hereinafter, the configuration of the developing device and the toner cartridge will be described in detail.
The developing
図２に、現像装置及びトナーカートリッジの概略断面図を示す。
図２に示すように、トナーカートリッジ６の容器本体３０内には、トナーを撹拌する撹拌部材である撹拌パドル３１と、トナーを搬送する搬送部材である搬送スクリュー３２とが設けられている。また、容器本体３０には、トナーカートリッジ６が現像装置４の上部に装着された状態で、現像装置４に設けられた補給口４６に連結される排出口３３が設けてある。搬送スクリュー３２が回転すると、容器本体３０内のトナーを軸方向に搬送して、前記排出口３３から現像装置４内へトナーを補給するように構成されている。搬送スクリュー３２は、トナーカートリッジ６が装着された状態で、画像形成装置本体に設けられた図示しない駆動部に対し、クラッチなどの公知の手段によって連結可能となっている。トナー補給量は、駆動部の駆動時間に基づいて制御することが可能である。例えば、トナーの色によって、あるいは温湿度環境によってトナーの流動性が変化することに対応させて、駆動時間を異ならせるようにしてよい。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the developing device and the toner cartridge.
As shown in FIG. 2, a stirring
現像装置４は、内部にトナーを収容する現像剤収容部４７が形成された現像容器４０と、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像ローラ４１にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ４２と、現像ローラ４１上に担持されたトナーの厚さを規制する規制部材としての規制ブレード４３と、トナーを搬送する搬送部材としての搬送スクリュー４４と、トナーを撹拌する撹拌部材としてのアジテータ４５を備える。本実施形態に係る現像装置４は、現像剤収容部４７が、現像ローラ４１、供給ローラ４２、規制ブレード４３の上方に設けられた、いわゆる縦型の現像装置に構成されている。
The developing
図３に、現像装置の拡大断面図を示す。
図３に示すように、現像容器４０の感光体２と対向する下部には開口部４０ａが形成されており、その開口部４０ａに現像ローラ４１が回転可能に設けられている。現像ローラ４１は、金属製の芯金４１ａと、その芯金４１ａの外周に配設されたウレタンゴム又はシリコーンゴム等から成る弾性層４１ｂと、その弾性層４１ｂの外周に配設されたアクリル樹脂又はシリコーン樹脂等から成る表面層（樹脂コート層）４１ｃとを有する。表面層４１ｃの厚みは、１μｍ以上３０μｍ以下の範囲に設定されることが望ましい。
FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the developing device.
As shown in FIG. 3, an
供給ローラ４２は、金属製の芯金４２ａの外周に、発泡ポリウレタン等の発泡弾性部材から成る弾性層４２ｂを配設したスポンジローラで構成されている。供給ローラ４２は、現像ローラ４１に接触しており、その接触によって供給ローラ４２の弾性層４２ｂが押しつぶされることで、両ローラ４１，４２間にニップ部（以下、「供給ニップ」という）が形成されている。また、供給ローラ４２には、図示しない電圧印加手段によって電圧が印加されるようになっている。詳しくは、供給ローラ４２の電位が、現像ローラ４１の電位に対し、トナーの帯電極性と同じ極性側にオフセットするように電圧が印加される。
The
規制ブレード４３は、例えば、厚さ０．１ｍｍ程度のＳＵＳなどの金属板で構成される。規制ブレード４３は、その基端（図の上端）が容器本体３０の開口縁に固定され、先端（図の下端）が現像ローラ４１の表面に接触し、ニップ部（以下、「規制ニップ」という）を形成している。
The regulating
また、図３に示すように、現像ローラ４１の下方には、現像容器４０の開口部４０ａ近傍で現像容器４０と現像ローラ４１との隙間をシールする入口シール４８が設けられている。入口シール４８は、ウレタンゴムやＰＴＦＥ（テトラフルオロエチレン樹脂）、高分子量ポリエチレン等を主な材料とした可撓性シートで構成されている。入口シール４８は、その基端（図の下端）が容器本体３０の開口縁に固定され、先端（図の上端）が現像ローラ４１の表面に接触している。
As shown in FIG. 3, an
また、入口シール４８と現像容器４０との間には弾性部材４９が設けられており、この弾性部材４９によって、入口シール４８の現像ローラ４１に接触する面とは反対側の面が支持されている。
An
また、図３において、符号５０で示すのは、現像ローラ４１の軸方向端部側に接触して現像容器４０と現像ローラ４１との隙間をシールする端部シールである。
In FIG. 3,
図４は、端部シールを現像ローラの軸方向と直交する方向から見た図である。
図４に示すように、現像ローラ４１の両端部には、それぞれ端部シール５０が設けてある。端部シール５０は、両面粘着テープなどによって現像容器４０に付設されている。各端部シール５０は、現像ローラ４１の端部において、現像ローラ４１と、それに接触する規制ブレード４３及び入口シール４８にも覆い被さるようにして接触している。このように、端部シール５０を設けることで、現像ローラ４１の両端部から現像容器４０の外部にトナーが漏出するのを抑制している。なお、規制ブレード４３の先端には１２〜１８°曲げ角度がつけられているので、規制ブレード４３の先端と現像ローラ４１の表面と端部シール５０で囲まれる箇所では隙間が生じやすい。しかし、現像ローラ４１を現像容器４０に装着したときに端部シール５０にかかる圧力によって、端部シール５０が押しつぶされることで前記隙間がほとんど無くなるので、隙間からのトナー漏れは抑制される。
FIG. 4 is a view of the end seal as viewed from a direction orthogonal to the axial direction of the developing roller.
As shown in FIG. 4, end seals 50 are provided at both ends of the developing
図５に、端部シールの拡大断面図を示す。
図５に示すように、端部シール５０は、両面粘着シートから成る粘着層５４と、粘着層５４の表面に配設されたスポンジ等から成る弾性層５１と、弾性層５１の表面に配設されたシート状の基材５２と、基材５２から突出した多数の繊維から成る立毛層５３とを有する。端部シール５０は、粘着層５４を介して現像容器４０の内面に貼り付け固定され、立毛層５３が現像ローラ４１と接触する側に配設される。また、立毛層５３を構成する多数本の繊維は、予め決められた方向に毛倒し加工が施されている。
FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of the end seal.
As shown in FIG. 5, the
また、本実施形態に係る現像装置４は、現像剤収容部４７内のトナー量（現像剤量）を検知する現像剤量検知手段を備えている。
In addition, the developing
図６に、現像剤量検知手段の構成を示す。
この現像剤量検知手段３４は、光学素子を用いてトナー量を検知する光透過方式の検知手段である。具体的に、現像剤量検知手段３４は、第１の導光部材３５と、第２の導光部材３６と、発光素子３７と、受光素子３８とを備える。両導光部材３５，３６は、現像容器４０に設けられ、発光素子３７と受光素子３８は、画像形成装置本体１００に設けられている。発光素子３７から発した光は、第１の導光部材３５の一端部３５ａに入射し、反対側の他端部３５ｂから出射する。そして、光は、第１の導光部材３５の他端部３５ｂから、それと対向する第２の導光部材３６の一端部３６ａに入射し、反対側の他端部３６ｂから出射して、受光素子３８へと到達する。
FIG. 6 shows the configuration of the developer amount detecting means.
The developer
現像容器４０内にトナーが十分に存在する場合は、互いに対向する第１の導光部材３５の他端部３５ｂと第２の導光部材３６の一端部３６ａとの間に、トナーが存在することにより光が遮断されるため、受光素子３８まで光が到達しない。しかし、印刷などでトナーが消費されると、トナーの上面が低下し、両導光部材３５，３６の互いに対向する端部３５ｂ，３６ａの間にトナーが存在しなくなるので、受光素子３８まで光が到達するようになる。このときの受光素子３８での出力値を検出することで、現像容器４０内のトナーが所定量よりも下回ったことを検知できる仕組みとなっている。
When the toner is sufficiently present in the developing
次に、図２を参照しつつ、現像装置及びトナーカートリッジの基本動作について説明する。
まず、トナーカートリッジのトナー補給動作について説明する。
現像装置４へのトナーの補給は、現像容器４０内のトナー量が所定の基準値以下となった場合に行われる。すなわち、上記現像剤量検知手段３４によって、現像容器４０内にトナー量が所定の基準値よりも少ないと検知された場合に、トナー補給の指示が発せられる。
Next, basic operations of the developing device and the toner cartridge will be described with reference to FIG.
First, the toner supply operation of the toner cartridge will be described.
The replenishment of toner to the developing
トナー補給の指示が発せられると、トナーカートリッジ６内の搬送スクリュー３２が回転し、トナーが排出口３３から排出されて現像容器４０内へ補給される。搬送スクリュー３２の回転開始と同時に、撹拌パドル３１の回転も開始することで、トナーが撹拌されトナーを補給しやすくなる。その後、現像容器４０内のトナー量が所定の基準値よりも多くなると（トナーによって２つの導光部材３５，３６間の光路が遮断されると）、搬送スクリュー３２と撹拌パドル３１の回転駆動が停止され、トナー補給が終了する。
When a toner replenishment instruction is issued, the conveying
続いて、現像装置の現像動作について説明する。
作像動作開始の指示があると、現像剤収容部４７内のトナーは、回転するアジテータ４５により攪拌され、回転する搬送スクリュー４４によって供給ローラ４２に供給される。供給ローラ４２に供給されたトナーは、供給ニップで供給ローラ４２と現像ローラ４１との摺擦により摩擦帯電されて現像ローラ４１の表面に供給される。また、本実施形態では、図示しない電圧印加手段によって供給ローラ４２に所定の電圧が印加され、これにより両ローラ４１，４２間に生じる電界によって、現像ローラ４１へのトナー供給効率を高めている。なお、電圧印加手段によって、現像ローラ４１に電圧を印加する、あるいは、現像ローラ４１と供給ローラ４２の両方に電圧を印加することによっても、トナーを供給ローラ４２から現像ローラ４１へ供給するための電界を形成することが可能である。
Next, the developing operation of the developing device will be described.
When an instruction to start an image forming operation is given, the toner in the
現像ローラ４１上に担持されたトナーは、規制ブレード４３の規制ニップを通過することにより、トナー層の厚さが規制されると同時に摩擦荷電させられる。そして、現像ローラ４１上のトナーが感光体２との対向位置（現像領域）に搬送されると、トナーが感光体２上の静電潜像へ静電的に転移してトナー画像が形成される。
The toner carried on the developing
以下、本実施形態の特徴部分である現像装置の構成について説明する。
本実施形態では、トナーとして、母体粒子にシリコーンオイルで表面処理されたシリカ粒子を外添したものを用いている。このようなトナーは、シリコーンオイル等の潤滑剤を付与しないトナーに比べて凝集力が高く、トナーの流動性が低下する。このため、従来機では、端部シールと現像ローラとの間で生じる摩擦熱によってトナーの固着が発生し、これが原因でシール性の低下や縦スジ等の入った異常画像の発生が起こり得る。
Hereinafter, the configuration of the developing device, which is a characteristic part of the present embodiment, will be described.
In the present embodiment, toner obtained by externally adding silica particles surface-treated with silicone oil to base particles is used. Such a toner has a higher cohesive force than a toner to which a lubricant such as silicone oil is not applied, and the fluidity of the toner is lowered. For this reason, in the conventional machine, the toner is fixed due to frictional heat generated between the end seal and the developing roller, and this may cause deterioration of the sealing performance and generation of abnormal images including vertical stripes.
そこで、本実施形態に係る現像装置では、トナーの固着を抑制するために、下記のような構成にしている。
具体的に、本実施形態では、図７に示すように、現像ローラ４１に対する端部シール５０の食い込み量ｋを、０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定している。ここでいう端部シール５０の食い込み量とは、端部シールを現像ローラに対して所定の加圧力で接触させたときのニップ部を形成する部分における変形量のことである。なお、端部シール５０は、規制ブレード４３や入口シール４８の長手方向の端部を現像ローラ４１との間で挟み込んでいる箇所でも変形（圧縮）しているが、端部シール５０の食い込み量は、この箇所における変形量を言うものではない。すなわち、端部シール５０が現像ローラ４１に対して直接接触している箇所での変形量を、端部シール５０の食い込み量とする。
Therefore, the developing device according to the present embodiment has the following configuration in order to suppress toner sticking.
Specifically, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the biting amount k of the
図７に示すように、本実施形態において、現像ローラ４１の半径をｒ［ｍｍ］、端部シール５０が現像ローラ４１に接触している所定の箇所における端部シール５０の厚さをｔ［ｍｍ］、現像ローラ４１の軸中心から前記所定の箇所に対応する端部シール５０の貼り代までの距離をｄ［ｍｍ］とすると、これらを用いた下記式（１）により端部シール５０の食い込み量ｋを算出した。なお、ここでいう端部シール５０の厚さｔとは、図５に示す粘着層５４の裏面から立毛層５３を形成する繊維の先端までの厚さをいう。
ｋ＝ｒ＋ｔ−ｄ・・・・・式（１）
As shown in FIG. 7, in this embodiment, the radius of the developing
k = r + td Equation (1)
上記のように、本実施形態では、端部シール５０の食い込み量を０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定することで、端部シール５０と現像ローラ４１との接触圧をこれまでよりも低減し、両者間での摩擦熱の発生を抑制することができる。これにより、凝集力の高いトナーを用いても、端部シール５０と現像ローラ４１との間で生じる摩擦熱によるトナーの固着を抑制することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the contact pressure between the
また、現像ローラ４１に対する端部シール５０の接触圧を小さく設定することによっても同様の効果が得られる。ただし、ある程度のシール性は確保する必要があるので、現像ローラ４１に対する端部シール５０の接触圧（面圧）は、０．２５Ｎ／ｃｍ2以上７．５Ｎ／ｃｍ2以下の範囲とするのがよい。このように、端部シール５０の接触圧を設定することによっても、端部シール５０と現像ローラ４１との間で生じる摩擦熱を低減することができ、トナーの固着を抑制することが可能となる。
The same effect can be obtained by setting the contact pressure of the
また、現像ローラ４１に対する端部シール５０の接触圧は、現像ローラ４１の軸方向端部側から中央側に向かって増大させるのが好ましい。これにより、端部シール５０の接触圧がトナー侵入側で大きくなるので、端部シール５０と現像ローラ４１との間へのトナーの侵入をより確実に抑制することができるようになる。一方、トナー侵入側から反対側に向かっては、端部シール５０の接触圧が低減されるので、摩擦熱の発生を低減することができ、トナーの固着を抑制することができる。
Further, the contact pressure of the
また、本実施形態では、上記特許文献２に記載の現像装置と同様に、端部シールの立毛層の毛倒れ方向を、現像ローラの回転方向（詳しくは、現像ローラの端部シールとの接触箇所における表面移動方向）に向かって現像ローラの軸方向中央側へ傾くようにしている（図１８参照）。これにより、端部シール５０と現像ローラ４１との間にトナーが侵入したとしても、現像ローラ４１の回転によってトナーを端部シール５０の毛倒れ方向に送り、軸方向中央側へ戻すことができるので、トナーの固着を未然に回避することができる。
Further, in the present embodiment, as in the developing device described in
また、図８に示すように、端部シール５０の毛倒れ方向Ｚ１が、現像ローラ４１の端部シール５０との接触箇所における表面移動方向Ｚ２に対して成す角度θは、３０°以上６０°以下となるように設定されることが望ましい。このように角度θを設定することで、現像ローラ４１の回転力を利用してトナーを毛倒れ方向に移動させやすくなる。
Further, as shown in FIG. 8, the angle θ formed by the hair fall direction Z1 of the
また、端部シール５０の現像ローラ４１との接触面側（本実施形態では立毛層５３）は、フッ素系の材料で形成されていることが好ましい。現像ローラ４１との接触面側をフッ素系の材料で形成することで、現像ローラ４１に対する摺動性が高まり、摩擦熱の発生を一層低減することができる。
Further, the contact surface side of the
また、現像ローラ４１の表面硬度は、ＪＩＳＡ硬度で６０°以下であることが好ましい。このように、現像ローラ４１の表面硬度を低く設定することで、現像ローラ４１に対する端部シール５０や規制ブレード４３の接触圧を低減することができ、トナーの固着を抑制することができる。
Further, the surface hardness of the developing
また、本発明者は、本発明の効果を確認するための実験を行った。
以下、その実験について説明する。
Further, the inventor conducted an experiment for confirming the effect of the present invention.
Hereinafter, the experiment will be described.
まずは、実験で用いたトナーの製造方法について説明する。 First, a method for producing the toner used in the experiment will be described.
＜ポリエステルの合成＞
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物２３５部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド３モル付加物５２５部、テレフタル酸２０５部、アジピン酸４７部及びジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸４６部を入れ、１８０℃、常圧で２時間反応し、ポリエステルを得た。このポリエステルは、数平均分子量２６００、重量平均分子量６９００、Ｔｇ４４℃、酸価２６であった。
<Synthesis of polyester>
In a reaction vessel equipped with a condenser, a stirrer and a nitrogen inlet tube, 235 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 525 parts of bisphenol A propylene oxide 3-mole adduct, 205 parts terephthalic acid, 47 parts adipic acid and
＜プレポリマーの合成＞
冷却管、撹拌機及び窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６８２部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物８１部、テレフタル酸２８３部、無水トリメリット酸２２部及びジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応し中間体ポリエステルを得た。この中間体ポリエステルは、数平均分子量２１００、重量平均分子量９５００、Ｔｇ５５℃、酸価０．５、水酸基価４９であった。
<Synthesis of prepolymer>
In a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer and a nitrogen introduction pipe, 682 parts of bisphenol
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、上記中間体ポリエステル４１１部、イソホロンジイソシアネート８９部、酢酸エチル５００部を入れ１００℃で５時間反応し、プレポリマーを得た。このプレポリマーの遊離イソシアネート重量％は、１．５３％であった。 Next, 411 parts of the intermediate polyester, 89 parts of isophorone diisocyanate, and 500 parts of ethyl acetate are placed in a reaction vessel equipped with a cooling pipe, a stirrer, and a nitrogen introduction pipe, and reacted at 100 ° C. for 5 hours to obtain a prepolymer. It was. The prepolymer had a free isocyanate weight percent of 1.53%.
＜マスターバッチの作成＞
カーボンブラック（キャボット社製 リーガル４００Ｒ）：４０部、結着樹脂：ポリエステル樹脂（三洋化成ＲＳ−８０１ 酸価１０、Ｍｗ２００００、Ｔｇ６４℃）：６０部、水：３０部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度１３０℃に設定した２本ロールにより４５分間混練を行い、パルベライザーで１ｍｍの大きさに粉砕し、マスターバッチを得た。
<Create master batch>
Carbon black (Cabot Co., Ltd. Regal 400R): 40 parts, Binder resin: Polyester resin (Sanyo Kasei RS-
＜顔料・ＷＡＸ分散液（油相）の作製＞
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、上記ポリエステル５４５部、パラフィンワックス１８１部、酢酸エチル１４５０部を仕込み、撹拌下８０℃に昇温し、８０℃のまま５時間保持した後、１時間で３０℃に冷却した。次いで、容器に上記マスターバッチ５００部、荷電制御剤１００部、酢酸エチル１００部を仕込み、１時間混合し、原料溶解液を得た。
<Preparation of pigment / WAX dispersion (oil phase)>
In a container equipped with a stirrer and a thermometer, 545 parts of the above polyester, 181 parts of paraffin wax, and 1450 parts of ethyl acetate were charged, heated to 80 ° C. with stirring, held at 80 ° C. for 5 hours, and then in 1 hour. Cooled to 30 ° C. Next, 500 parts of the master batch, 100 parts of the charge control agent, and 100 parts of ethyl acetate were charged in a container and mixed for 1 hour to obtain a raw material solution.
上記原料溶解液１５００部を容器に移し、ビーズミル（ウルトラビスコミル、アイメックス社製）を用いて、送液速度１ｋｇ／ｈｒ、ディスク周速度６ｍ／秒、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填、３パスの条件で、カーボンブラック、ＷＡＸの分散を行った。次いで、上記ポリエステルの４２５部と２３０部を加え、上記条件のビーズミルで１パスし、顔料・ＷＡＸ分散液を得た。この顔料・ＷＡＸ分散液の固形分濃度（１３０℃、３０分）が５０％となるように酢酸エチルを加えて調整した。 1500 parts of the above raw material solution is transferred to a container, and using a bead mill (Ultra Visco Mill, manufactured by Imex Co., Ltd.), a liquid feeding speed of 1 kg / hr, a disk peripheral speed of 6 m / second, and 80% by volume of 0.5 mm zirconia beads are filled. Carbon black and WAX were dispersed under the condition of 3 passes. Next, 425 parts and 230 parts of the polyester were added, and one pass was performed with a bead mill under the above conditions to obtain a pigment / WAX dispersion. This pigment / WAX dispersion was adjusted by adding ethyl acetate so that the solid content concentration (130 ° C., 30 minutes) was 50%.
＜水相作成工程＞
イオン交換水９７０部、分散安定用の有機樹脂微粒子（スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の２５ｗｔ％水性分散液４０部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．５％水溶液（エレミノールＭＯＮ−７：三洋化成工業製）１４０部、９０部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを水相とする。
<Water phase creation process>
970 parts of ion-exchanged water, 40 parts of a 25 wt% aqueous dispersion of organic resin fine particles (styrene-methacrylic acid-butyl acrylate-methacrylic acid ethylene oxide adduct sulfate sodium salt copolymer) for dispersion stabilization, dodecyl diphenyl ether 140 parts and 90 parts of 48.5% aqueous solution of sodium disulfonate (Eleminol MON-7: manufactured by Sanyo Chemical Industries) were mixed and stirred to obtain a milky white liquid. This is the aqueous phase.
＜乳化工程＞
上記顔料・ＷＡＸ分散液９７５部、アミン類としてイソホロンジアミン２．６部、ＴＫホモミキサー（特殊機化製）で５，０００ｒｐｍにて１分間混合した後、上記プレポリマー８８部を加えＴＫホモミキサー（特殊機化製）で５，０００ｒｐｍにて１分間混合した後、上記水相１２００部を加え、ＴＫホモミキサーで、回転数８，０００〜１３，０００ｒｐｍで調整しながら２０分間混合し、乳化スラリーを得た。
<Emulsification process>
After mixing 975 parts of the above pigment / WAX dispersion, 2.6 parts of isophoronediamine as amines, and TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika) at 5,000 rpm for 1 minute, add 88 parts of the above prepolymer and add TK homomixer. After mixing for 1 minute at 5,000 rpm (manufactured by Special Machine), add 1200 parts of the above water phase and mix for 20 minutes while adjusting at 8,000-13,000 rpm with a TK homomixer. A slurry was obtained.
＜脱溶剤工程＞
撹拌機及び温度計をセットした容器に、上記乳化スラリーを投入し、３０℃で８時間脱溶剤を行い、分散スラリーを得た。
<Desolvation process>
The emulsified slurry was put into a container equipped with a stirrer and a thermometer, and the solvent was removed at 30 ° C. for 8 hours to obtain a dispersed slurry.
＜洗浄・乾燥工程＞
上記分散スラリー１１００部を減圧濾過した後、
（１）：濾過ケーキにイオン交換水１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで１０分間）した後濾過した。このときのろ液は、乳白色であった。
（２）：（１）の濾過ケーキにイオン交換水９００部を加え、超音波振動を付与してＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで３０分間）した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が１０μＣ／ｃｍ以下となるようにこの操作を繰り返した。
（３）：（２）のリスラリー液のｐＨが４となる様に１０％塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで攪拌３０分後濾過した。
（４）：（３）の濾過ケーキにイオン交換水１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで１０分間）した後濾過した。リスラリー液の電気伝導度が１０μＣ／ｃｍ以下となるようにこの操作を繰り返し、濾過ケーキを得た。
<Washing and drying process>
After filtering 1100 parts of the above dispersion slurry under reduced pressure,
(1): 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake, mixed with a TK homomixer (10 minutes at 12,000 rpm), and then filtered. The filtrate at this time was milky white.
(2): 900 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake of (1), ultrasonic vibration was applied, and the mixture was mixed with a TK homomixer (30 minutes at 12,000 rpm), and then filtered under reduced pressure. This operation was repeated so that the electric conductivity of the reslurry liquid was 10 μC / cm or less.
(3): 10% hydrochloric acid was added so that the reslurry solution of (2) had a pH of 4, and the mixture was directly filtered with a three-one motor for 30 minutes.
(4): 100 parts of ion-exchanged water was added to the filter cake of (3), mixed with a TK homomixer (10 minutes at 12,000 rpm) and then filtered. This operation was repeated so that the reslurry liquid had an electric conductivity of 10 μC / cm or less to obtain a filter cake.
上記濾過ケーキを循風乾燥機にて４２℃で４８時間乾燥し、目開き７５μｍメッシュで篩い、トナー母体を得た。平均円形度は０．９７４、また、体積平均粒径（Ｄｖ）は６．３μｍ、個数平均粒径（Ｄｐ）は５．３μｍで、Ｄｖ／Ｄｐは１．１９の粒度分布を有するトナー母体が得られた。 The above filter cake was dried at 42 ° C. for 48 hours in a circulating dryer, and sieved with a mesh having a mesh size of 75 μm to obtain a toner base. An average circularity of 0.974, a volume average particle size (Dv) of 6.3 μm, a number average particle size (Dp) of 5.3 μm, and a toner base having a particle size distribution of Dv / Dp of 1.19. Obtained.
このようにして得られたトナー母体に、市販のシリカ微粉体をヘンシェルミキサーにより混合し、目開き６０μｍの篩を通過させることにより粗大粒子や凝集物を取り除くことで、トナーを得た。 The toner base thus obtained was mixed with a commercially available silica fine powder by a Henschel mixer, and passed through a sieve having an opening of 60 μm to remove coarse particles and aggregates, thereby obtaining a toner.
次に、本発明者は、上述の作成方法によって得たトナーを用いて、以下に示すトナー１〜３を作成した。
Next, the present inventors created
＜トナー１の作成＞
上述の作成方法によって得たトナー母体１００部に対し、市販のシリカ微粉体Ｈ２０ＴＭ（クラリアントジャパン社製;平均一次粒径１２ｎｍ、シリコーンオイル処理なし）１部、ＲＹ５０（日本アエロジル社製;平均一次粒径４０ｎｍ、シリコーンオイル処理あり）２部をヘンシェルミキサーにより混合し、目開き６０μｍの篩を通過させることにより粗大粒子や凝集物を取り除くことで、トナー１を得た。また、トナー１について下記の手順で加速凝集度を測定したところ、５４．４％だった。
<Creation of
For 100 parts of the toner base obtained by the above-mentioned preparation method, 1 part of commercially available silica fine powder H20TM (manufactured by Clariant Japan; average
＜トナー２の作成＞
上述の作成方法によって得たトナー母体１００部に対し、市販のシリカ微粉体Ｈ２０ＴＭ（クラリアントジャパン社製;平均一次粒径１２ｎｍ、シリコーンオイル処理なし）１部、ＲＸ５０（日本アエロジル社製;平均一次粒径４０ｎｍ、シリコーンオイル処理なし）２部をヘンシェルミキサーにより混合し、目開き６０μｍの篩を通過させることにより粗大粒子や凝集物を取り除くことで、トナー２を得た。また、トナー２について下記の手順で加速凝集度を測定したところ、４０．３％だった。
<Creation of
1 part of commercially available silica fine powder H20TM (manufactured by Clariant Japan; average
＜トナー３の作成＞
トナー３は、加速凝集度が４７．８％のもの（Ｒｉｃｏｈ製 ＩＰＳｉＯ ＳＰ Ｃ３１０に用いるブラックトナー）を用いた。このトナー３は、トナー１及びトナー２とは異なり、前混合処理→溶融混練処理→粉砕処理→分級処理→外添混合処理→フルイ処理を経て作成された粉砕トナーである。
<Creation of
As the
＜加速凝集度の測定方法＞
加速凝集度の測定は下記の方法で行った。測定装置は、例えば、ホソカワミクロン社製のパウダーテスターを使用し、振動台の上に、以下の手順で附属部品をセットする。
<Measurement method of accelerated cohesion>
The acceleration degree of aggregation was measured by the following method. As the measuring device, for example, a powder tester manufactured by Hosokawa Micron Corporation is used, and attached parts are set on the vibration table in the following procedure.
（イ）バイブロシュート
（ロ）パッキン
（ハ）スペースリング
（ニ）フルイ（３種類）上＞中＞下
（ホ）オサエバー
(B) Vibro chute (b) Packing (c) Space ring (d) Flui (3 types) Top>Middle> Bottom (e) Osaba
次に、ノブナットで固定し、振動台を作動させる。測定条件は以下の通りである。 Next, it fixes with a knob nut and operates a vibration stand. The measurement conditions are as follows.
フルイ目開き（上）７５μｍ
フルイ目開き（中）４５μｍ
フルイ目開き（下）２０μｍ
振巾目盛１ｍｍ
試料採取量２ｇ
振動時間１０秒
Flute opening (top) 75μm
Flute opening (medium) 45μm
Flute opening (bottom) 20μm
Amplitude scale 1mm
Sampling amount 2g
測定後、以下に示す計算から加速凝集度を求める。 After the measurement, the accelerated aggregation degree is obtained from the calculation shown below.
上段のフルイに残った粉体の重量％×１・・・（ａ）
中段のフルイに残った粉体の重量％×０．６・・・（ｂ）
下段のフルイに残った粉体の重量％×０．２・・・（ｃ）
上記３つの計算値の合計をもって、加速凝集度（％）とする。
すなわち、加速凝集度（％）＝（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）とする。
Weight% of powder remaining on upper stage sieve x 1 (a)
Weight% of powder remaining on the middle stage sieve × 0.6 (b)
% By weight of powder remaining on the lower screen × 0.2 (c)
The sum of the above three calculated values is defined as the accelerated aggregation degree (%).
That is, accelerated aggregation (%) = (a) + (b) + (c).
また、本実験で用いるトナー１〜３のガラス転移温度（Ｔｇ）を下記の測定方法で測定したところ、トナー１は４１．３℃、トナー２は４４．１℃、トナー３は６６．１℃であった。
Further, when the glass transition temperatures (Tg) of the
＜ガラス転移点の測定方法＞
使用するトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）の測定としては、例えば示差走査熱量計（例えばＤＳＣ−６２２０Ｒ：セイコーインスツル社）を用いて、まず、室温から昇温速度１０℃／ｍｉｎで１５０℃まで加熱した後、１５０℃で１０ｍｉｎ間放置する。次いで、室温まで試料を冷却して１０ｍｉｎ放置し、再度１５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱して、ガラス転移温度以下のベースラインと、ガラス転移を示す曲線部分の接線との交点で求めることができる。
<Measuring method of glass transition point>
As the measurement of the glass transition temperature (Tg) of the toner used, for example, using a differential scanning calorimeter (for example, DSC-6220R: Seiko Instruments Inc.), first, from room temperature to 150 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min. After heating, leave at 150 ° C. for 10 min. Next, the sample was cooled to room temperature and left for 10 minutes, and again heated to 150 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min. At the intersection of the baseline below the glass transition temperature and the tangent line of the curved portion showing the glass transition Can be sought.
図９は、本実験結果を示す表図である。
図９に示すように、本実験は、実施例１〜４と比較例１〜６との比較により行った。実施例１〜４、比較例１〜６では、図２に示すプロセスユニットとトナーカートリッジを挿入できるようにカラープリンタ（Ｒｉｃｏｈ製 ＩＰＳｉＯ ＳＰ Ｃ３１０）を改造したものを用いた。また、プロセスユニットの駆動は、作像駆動モーターと連結して構成し、トナーカートリッジの駆動については、プロセスカートリッジの駆動源をクラッチによりトナーカートリッジとの連結を可能にし、必要に応じて駆動源とトナーカートリッジの駆動ギアを連結することでトナー補給を可能とする構成にした。
FIG. 9 is a table showing the results of this experiment.
As shown in FIG. 9, this experiment was performed by comparing Examples 1 to 4 with Comparative Examples 1 to 6. In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6, a color printer (IPSiO SP C310 manufactured by Ricoh) modified so that the process unit and the toner cartridge shown in FIG. 2 can be inserted was used. The process unit is driven by an image forming drive motor, and the toner cartridge is driven by enabling the process cartridge drive source to be connected to the toner cartridge by a clutch. The toner cartridge can be replenished by connecting the drive gear of the toner cartridge.
また、実施例１〜４と比較例１〜６は下記の条件とした。 Moreover, Examples 1-4 and Comparative Examples 1-6 were made into the following conditions.
＜実施例１＞
実施例１では、シリコーンオイルを含有する上記トナー１を用いた。現像ローラに対する端部シールの食い込み量と接触圧は、それぞれ０．３ｍｍと０．２８Ｎ／ｃｍ2に設定した。また、端部シールの毛倒れ方向の成す角度θを３０°に設定した。規制ブレードの先端の曲げ角度は１８°だった。
<Example 1>
In Example 1, the
＜実施例２＞
実施例２は、上記実施例１に対し、現像ローラに対する端部シールの食い込み量と接触圧を増大させ、それぞれ２．１ｍｍと７．４Ｎ／ｃｍ2に変更した。
<Example 2>
In Example 2, the amount of biting of the end seal with respect to the developing roller and the contact pressure were increased to 2.1 mm and 7.4 N / cm 2 , respectively.
＜実施例３＞
実施例３は、上記実施例１に対し、端部シールの毛倒れ方向の成す角度θを、４５°に変更した。
<Example 3>
In Example 3, the angle θ formed by the falling-down direction of the end seal with respect to Example 1 was changed to 45 °.
＜実施例４＞
実施例４は、上記実施例１に対し、端部シールの毛倒れ方向の成す角度θを、６０°に変更した。
<Example 4>
In Example 4, the angle θ formed by the falling-down direction of the end seal was changed to 60 ° with respect to Example 1 described above.
＜比較例１＞
比較例１は、上記実施例３に対し、トナーのみを変更し、トナー１からシリコーンオイルを含有しないトナー２に変更した。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, only the toner was changed from that in Example 3, and the
＜比較例２＞
比較例２は、上記実施例３に対し、現像ローラに対する端部シールの食い込み量と接触圧を小さくし、それぞれ０．２ｍｍと０．１５Ｎ／ｃｍ2に変更した。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, the amount of biting of the end seal with respect to the developing roller and the contact pressure were made smaller than those in Example 3 and changed to 0.2 mm and 0.15 N / cm 2 , respectively.
＜比較例３＞
比較例３は、上記実施例３に対し、現像ローラに対する端部シールの食い込み量と接触圧を増大させ、それぞれ２．７ｍｍと９．６Ｎ／ｃｍ2に変更した。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 3, the amount of biting of the end seal with respect to the developing roller and the contact pressure were increased as compared with Example 3 above, and were changed to 2.7 mm and 9.6 N / cm 2 , respectively.
＜比較例４＞
比較例４は、上記実施例１に対し、端部シールの毛倒れ方向の成す角度θを、１５°に変更した。
<Comparative example 4>
The comparative example 4 changed the angle (theta) which the hair fall direction of an edge part seal | sticker with respect to the said Example 1 into 15 degrees.
＜比較例５＞
比較例５は、上記実施例１に対し、端部シールの毛倒れ方向の成す角度θを、７５°に変更した。
<Comparative Example 5>
The comparative example 5 changed the angle (theta) which the hair fall direction of an edge part seal | sticker with respect to the said Example 1 into 75 degrees.
＜比較例６＞
比較例６は、上記実施例３に対し、トナーのみを変更し、トナー１からシリコーンオイルを含有しないトナー３に変更した。
<Comparative Example 6>
In Comparative Example 6, only the toner was changed from Example 3 and the
なお、各実施例及び各比較例における端部シールの接触圧は、現像ローラによって端部シールが圧縮されている箇所の反発力を、接触面積で割って算出した。 The contact pressure of the end seal in each example and each comparative example was calculated by dividing the repulsive force at the portion where the end seal was compressed by the developing roller by the contact area.
そして、実施例１〜４と比較例１〜６において、規制ブレードの先端へのトナーの固着と、トナー漏れと、感光体の摩耗量について評価した。詳しくは、下記のようにして評価した。 In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6, toner adhesion to the tip of the regulating blade, toner leakage, and the amount of wear of the photoreceptor were evaluated. In detail, it evaluated as follows.
＜トナー固着の評価方法＞
上述のカラープリンタを用いて、温度２７℃、湿度８０％の環境下で、感光体走行距離（表面移動距離）が５０００ｍに達するまで印刷駆動させ、駆動後、規制ブレードの先端を観察してトナー固着の有無を確認した。トナー固着が無い場合は「○」と判定し、トナー固着があった場合は「×」と判定した。
<Evaluation method of toner adhesion>
Using the above-described color printer, printing is driven in an environment of a temperature of 27 ° C. and a humidity of 80% until the photosensitive member travel distance (surface travel distance) reaches 5000 m, and after driving, the tip of the regulating blade is observed to observe the toner. The presence or absence of sticking was confirmed. When there was no toner fixing, it was determined as “◯”, and when there was toner fixing, it was determined as “x”.
＜トナー漏れの評価方法＞
トナー漏れの評価は、上記感光体走行距離が５０００ｍに達した後、端部シールの状態を観察し、トナー漏れの有無を確認して行った。その結果、端部シールのシール面上にトナーが無い場合は「○」と判定し、トナーがある場合は「×」と判定した。
<Evaluation method of toner leakage>
The evaluation of toner leakage was performed by observing the state of the end seal after confirming the presence or absence of toner leakage after the travel distance of the photosensitive member reached 5000 m. As a result, when there was no toner on the seal surface of the end seal, it was determined as “◯”, and when there was toner, it was determined as “x”.
＜感光体の摩耗量の評価方法＞
感光体の摩耗量の評価は、上記感光体走行距離が５０００ｍに達する前後に、フィッシャーインストルメンツ社製の膜厚測定器（フィッシャースコープＭＭＳ）を用いて感光層の膜厚を測定して行った。摩耗量の良否の判断基準を２．５μｍとし、前記膜厚の測定値から算出された感光体表面の摩耗量が２．５μｍ以下であった場合は「○」と判定し、反対に、摩耗量が２．５μｍを超えた場合は「×」と判定した。
<Evaluation method of wear amount of photoreceptor>
Evaluation of the wear amount of the photoconductor was performed by measuring the film thickness of the photoconductive layer using a film thickness measuring device (Fisherscope MMS) manufactured by Fischer Instruments before and after the photoconductor travel distance reached 5000 m. . The criteria for judging whether the wear amount is good is 2.5 μm, and if the wear amount on the surface of the photoconductor calculated from the measured value of the film thickness is 2.5 μm or less, it is judged as “◯”. When the amount exceeded 2.5 μm, it was determined as “x”.
＜総合評価方法＞
さらに、総合評価として、上記トナーの固着と、トナー漏れと、感光体の摩耗量の判定がいずれも「○」の場合のみ、総合評価を「○」と判定した。いずれかが「×」の場合は、総合評価を「×」と判定した。
<Comprehensive evaluation method>
Furthermore, as a comprehensive evaluation, the overall evaluation was determined to be “◯” only when the determination of the toner fixing, toner leakage, and wear amount of the photoconductor was “◯”. When either was “x”, the comprehensive evaluation was determined as “x”.
以下、実験結果の詳細を説明する。
図９から分かるように、実施例１〜４では、トナーの固着と、トナー漏れと、感光体の摩耗量のいずれについても評価が「○」となり、その結果、総合評価も「○」となった。一方、比較例１〜６では、いずれかの評価が「×」となったため、総合評価も「×」となった。
Details of the experimental results will be described below.
As can be seen from FIG. 9, in Examples 1 to 4, the evaluation was “◯” for all of the toner fixing, the toner leakage, and the wear amount of the photosensitive member, and as a result, the overall evaluation was “◯”. It was. On the other hand, in Comparative Examples 1-6, since any evaluation was "x", comprehensive evaluation was also "x".
詳しく見ると、比較例１と比較例６は、感光体の摩耗量の評価が「×」となった。これは、比較例１と比較例６では、シリコーンオイルを含有しないトナー（トナー２又はトナー３）を用いていたため、感光体の表面摩耗を低減できなかったものと考えられる。一方、比較例２〜５及び実施例１〜４では、シリコーンオイルを含有するトナー（トナー１）を用いていたため、感光体の摩耗量の評価は「○」であった。
In detail, in Comparative Example 1 and Comparative Example 6, the evaluation of the wear amount of the photosensitive member was “x”. This is probably because, in Comparative Examples 1 and 6, the toner (
しかし、比較例２は、トナー漏れの評価が「×」となった。これは、比較例２では、端部シールの食い込み量と接触圧が、シール性を確保するために必要な値（食い込み量：０．３ｍｍ以上、接触圧：０．２５Ｎ／ｃｍ2以上）よりも小さい値（食い込み量：０．２ｍｍ、接触圧：０．１５Ｎ／ｃｍ2）に設定されているので、トナー漏れが発生したものと考えられる。 However, in Comparative Example 2, the evaluation of toner leakage was “x”. This is because, in Comparative Example 2, the biting amount and contact pressure of the end seal are the values necessary for ensuring sealing properties (biting amount: 0.3 mm or more, contact pressure: 0.25 N / cm 2 or more). Is set to a small value (bite amount: 0.2 mm, contact pressure: 0.15 N / cm 2 ), it is considered that toner leakage occurred.
また、比較例３は、トナー固着の評価が「×」となった。比較例３では、シリコーンオイルを含有し凝集力が高くなったトナーを用いているが、端部シールの食い込み量と接触圧が、上記好ましいとされる上限値（食い込み量：２．１ｍｍ以下、接触圧：７．５Ｎ／ｃｍ2以下）よりも大きい値（食い込み量：２．７ｍｍ、接触圧：９．６Ｎ／ｃｍ2）に設定されている。このため、端部シールと現像ローラとの間の摩擦熱が増大し、トナーの固着が発生したものと考えられる。 In Comparative Example 3, the toner adhesion evaluation was “x”. In Comparative Example 3, a toner containing silicone oil and having a high cohesive force is used. However, the bite amount and contact pressure of the end seal are preferably the above upper limit values (bite amount: 2.1 mm or less, Contact pressure: 7.5 N / cm 2 or less) (biting amount: 2.7 mm, contact pressure: 9.6 N / cm 2 ). For this reason, it is considered that the frictional heat between the end seal and the developing roller is increased, and the toner is fixed.
また、比較例４は、トナー固着の評価とトナー漏れの評価が「×」となった。これは、毛倒れ方向の成す角度θが、上記好ましいとされる範囲（３０°以上６０°以下）よりも小さい値（１５°）に設定されているため、端部シールと現像ローラとの間に侵入したトナーを効果的に戻すことができず、トナー固着とトナー漏れが発生したものと考えられる。 In Comparative Example 4, the evaluation of toner adhesion and the evaluation of toner leakage were “x”. This is because the angle θ formed by the hair fall direction is set to a value (15 °) smaller than the preferable range (30 ° or more and 60 ° or less), so that there is a gap between the end seal and the developing roller. It is considered that the toner that has entered the toner cannot be effectively returned, and toner fixation and toner leakage have occurred.
比較例５は、比較例４と同様に、トナー固着の評価とトナー漏れの評価が「×」となった。比較例５の場合も、毛倒れ方向の成す角度θが、上記好ましいとされる範囲内に設定されていない。この場合は、毛倒れ方向の成す角度θが、上記好ましいとされる範囲（３０°以上６０°以下）よりも大きい値（７５°）に設定されている。このため、トナーが端部シールの毛の隙間に入りやすくなり、トナー固着とトナー漏れが発生したものと考えられる。 In Comparative Example 5, as in Comparative Example 4, the evaluation of toner adhesion and the evaluation of toner leakage were “x”. Also in the case of the comparative example 5, the angle θ formed by the direction of falling down is not set within the preferable range. In this case, the angle θ formed by the hair fall direction is set to a value (75 °) larger than the preferable range (30 ° to 60 °). For this reason, it is considered that the toner easily enters the gap between the hairs of the end seal, and toner fixation and toner leakage occur.
一方、実施例１〜４は、端部シールの食い込み量、接触圧、毛倒れ方向の成す角度θが、全て上記好ましいとされる値に設定されている。その結果、トナー固着及びトナー漏れの発生を防止することができたと考えられる。 On the other hand, in Examples 1 to 4, the amount of biting of the end seal, the contact pressure, and the angle θ formed by the hair fall direction are all set to the above preferred values. As a result, it is considered that toner fixation and toner leakage could be prevented.
以上のように、本発明では、端部シールの食い込み量を０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定する、あるいは、端部シールの接触圧を０．２５Ｎ／ｃｍ2以上７．５Ｎ／ｃｍ2以下の範囲に設定することによって、凝集力の高い（加速凝集度５４％以上の）トナーを用いた場合でも、シール性を確保しつつ、端部シールと現像ローラとの間で生じる摩擦熱を低減することができる。これにより、規制ブレードや端部シールと現像ローラとの間でのトナーの固着を抑制することができる。 As described above, in the present invention, the biting amount of the end seal is set in the range of 0.3 mm to 2.1 mm, or the contact pressure of the end seal is set to 0.25 N / cm 2 to 7.5 N / By setting it within the range of cm 2 or less, even when a toner having a high cohesion force (acceleration cohesion degree of 54% or more) is used, the friction generated between the end seal and the developing roller while ensuring the sealing performance. Heat can be reduced. Thereby, sticking of toner between the regulating blade or the end seal and the developing roller can be suppressed.
このように、本発明によれば、規制ブレードなどへのトナーの固着を抑制することができるので、縦スジ等が入った異常画像の発生を抑制することができ、良好な画像を得られるようになる。また、万が一、端部シールと現像ローラとの間にトナーが侵入したとしても、侵入したトナーが両者間で固着するのも抑制できるので、端部シールや入口シールのシール性を良好に維持することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the toner from adhering to the regulating blade and the like, and thus it is possible to suppress the occurrence of an abnormal image including vertical stripes and obtain a good image. become. In addition, even if the toner enters between the end seal and the developing roller, it is possible to prevent the intruding toner from sticking between the two, so that the sealing performance of the end seal and the inlet seal is maintained well. It becomes possible.
また、端部シールの毛倒れ方向を、現像ローラの回転方向に向かって現像ローラの軸方向中央側へ傾くように配設することで、端部シールと現像ローラとの間にトナーが侵入したとしても、そのトナーを戻すことができ、両者間でのトナーの固着を未然に回避することが可能となる。 In addition, by arranging the end seal to fall down toward the developing roller in the axial direction of the developing roller, the toner has entered between the end seal and the developing roller. In this case, the toner can be returned, and the toner can be prevented from sticking between the two.
また、トナー固着の問題は、本実施形態のように、プロセスユニットをトナーカートリッジとは別体にし、プロセスユニットの長寿命化を図った構成において顕在化しやすい。従って、このような構成の現像装置に本実施形態の構成を適用することにより、現像ローラ、規制ブレード及び端部シールの機能を長期に亘って良好に維持することが可能となり、大きな効果を期待できる。 Further, the problem of toner fixation is likely to be manifested in a configuration in which the process unit is separated from the toner cartridge and the life of the process unit is extended as in this embodiment. Therefore, by applying the configuration of the present embodiment to the developing device having such a configuration, it is possible to maintain the functions of the developing roller, the regulating blade, and the end seal favorably over a long period of time, and a great effect is expected. it can.
また、図２に示すように、現像剤収容部４７を、現像ローラ４１、供給ローラ４２、規制ブレード４３の上方に設けた、いわゆる縦型の現像装置においては、現像ローラ４１の周辺のトナーが上方のトナーの荷重を受けて凝集しやすい傾向にある。すなわち、縦型の現像装置においては、現像容器４０の下部に設けられた現像ローラ４１、供給ローラ４２、規制ブレード４３の位置で、トナー圧が高くなるため、トナーの固着が発生しやすくなる。そのため、このような縦型の現像装置に本実施形態の構成を適用することで、トナーの固着を効果的に抑制し、良好な画像を得ることが可能となる。
As shown in FIG. 2, in a so-called vertical developing device in which the
また、現像剤として、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４０℃以上の比較的溶けやすいトナーを用いた場合、あるいは小粒径のトナーを用いた場合も、トナーの固着が発生しやすくなるが、このような場合にも、本発明を適用することで、トナーの固着を効果的に抑制することができる。 Further, when a toner having a glass transition temperature (Tg) of 40 ° C. or higher is used as a developer, or when a toner having a small particle diameter is used, the toner is likely to be fixed. Even in such a case, application of the present invention can effectively suppress toner sticking.
以下、本実施形態における他の特徴部分について説明する。
上記説明したように、画像形成装置においては、供給ローラから現像ローラへ、また、現像ローラから感光体へ、トナーの受け渡しが良好に行われることで、所望の画像が得られる。しかしながら、従来機において、潤滑剤成分が付与されたトナーを用いた場合、紙の後端へ向かって画像濃度が低下することがあった。そこで、この原因を調査したところ、供給ローラから現像ローラへのトナーの供給が良好に行えなくなったことが原因とわかった。
Hereinafter, other characteristic portions in the present embodiment will be described.
As described above, in the image forming apparatus, a desired image can be obtained by a good transfer of toner from the supply roller to the developing roller and from the developing roller to the photoconductor. However, when using toner with a lubricant component in a conventional machine, the image density may decrease toward the trailing edge of the paper. Therefore, as a result of investigating the cause, it was found that the toner could not be satisfactorily supplied from the supply roller to the developing roller.
すなわち、潤滑剤成分が付与されたトナーは、トナー同士の凝集力が高く、トナーの流動性が悪いことから、供給ローラから現像ローラへのトナーの付着量や帯電量が不足しがちとなり、紙の後端へ向かって画像濃度が低下したものと考えられる。また、このようなトナーの供給不良による画像濃度の低下は、特に、高いトナー供給能力が必要となる画像（印字率の高い画像）を印刷する場合に顕著となる傾向がある。 That is, the toner to which the lubricant component is applied has a high cohesive force between the toners, and the flowability of the toner is poor. Therefore, the amount of toner adhering from the supply roller to the developing roller and the charge amount tend to be insufficient. It is considered that the image density is lowered toward the rear end. In addition, such a decrease in image density due to poor toner supply tends to be particularly noticeable when printing an image that requires high toner supply capability (an image with a high printing rate).
また、プロセスユニットをトナーカートリッジとは別体に構成し、プロセスユニットの長寿命化を図った構成においては、現像ローラの経時的劣化や、トナーの構成成分が現像ローラの表面に付着するフィルミングなどによって、現像ローラのトナー付着力が次第に低下する。従って、このようなプロセスユニットの長寿命化を図った構成において、凝集力の高いトナーを用いた場合は、使用に伴う現像ローラのトナー付着力の低下と相俟って、上述の画像濃度の低下の問題が顕在化しやすくなる。 Further, in the configuration in which the process unit is configured separately from the toner cartridge so that the process unit has a longer life, the developing roller deteriorates over time and the filming in which the toner components adhere to the surface of the developing roller. For example, the toner adhesion force of the developing roller gradually decreases. Accordingly, in the configuration in which the life of the process unit is extended, when a toner having a high cohesion force is used, the above-described image density is reduced in combination with a decrease in the toner adhesion force of the developing roller accompanying use. The problem of decline is likely to manifest.
そこで、本実施形態では、供給ローラから現像ローラへのトナー供給能力を高めるために、図１０に示す現像ローラ４１に対する供給ローラ４２の食い込み量ｆを従来よりも多くしている。この供給ローラの食い込み量とは、供給ローラを現像ローラに対して所定の加圧力で接触させたときの供給ニップを形成する部分における変形量のことである。詳しくは、図１０に示すように、現像ローラ４１の軸中心と供給ローラ４２の軸中心を通る線分ｍ上における、現像ローラ４１に接触しない状態での供給ローラ４２の表面位置Ｓ１と、現像ローラ４１に所定の圧力で接触した状態での供給ローラ４２の表面位置Ｓ２との距離を、供給ローラ４２の食い込み量ｆと定義する。具体的に、本実施形態では、この食い込み量ｆを０．７ｍｍ以上に設定している。
Therefore, in this embodiment, in order to increase the toner supply capability from the supply roller to the development roller, the amount of biting f of the
このように、供給ローラ４２の食い込み量を０．７ｍｍ以上に設定することで、供給ローラ４２の弾性層４２ｂがこれまでよりも大きく圧縮されるようになる。これにより、凝集力の高いトナーを用いても、供給ニップの位置、あるいは供給ニップの入口（図１０の符号Ｊで示す位置）で、供給ローラ４２に付着したトナーがほぐされ、現像ローラ４１に供給されやすくなる。また、供給ローラ４２の食い込み量を０．７ｍｍ以上に設定することにより、供給ニップでトナーが摩擦帯電されやすくなり、現像ローラ４１に対するトナーの静電付着力が高まる。
Thus, by setting the amount of biting of the
また、現像ローラ４１に対する供給ローラ４２の接触圧を大きくすることによっても同様の効果が得られる。すなわち、供給ローラ４２の接触圧を大きくすることで、供給ローラ４２の弾性層４２ｂが大きく圧縮されるようになり、トナーのほぐし効果と摩擦荷電効果が向上する。具体的に、本実施形態では、供給ローラ４２の接触圧（線圧）を３０Ｎ／ｍ以上にしている。
Further, the same effect can be obtained by increasing the contact pressure of the
＜供給ローラの接触圧の測定方法＞
上記現像ローラに対する供給ローラの接触圧の測定は、下記の方法で行った。
まず、供給ローラを平板上に設置し、供給ローラの芯金ローラの両端部に錘を取り付け、荷重を重力方向にかける。そして、供給ローラの食い込み量が所定の食い込み量になったときの錘の重量をＡ［ｋｇ］、供給ローラの自重をＢ［ｋｇ］、重力加速度をｇ［ｍ／ｓ2］、供給ローラの弾性層の軸方向長さをＬ［ｍ］としたとき、供給ローラの接触圧Ｐ［Ｎ／ｍ］を下記式（２）で算出した。
Ｐ＝（Ａ＋Ｂ）×ｇ÷Ｌ・・・・・式（２）
<Measuring method of contact pressure of supply roller>
The measurement of the contact pressure of the supply roller with respect to the developing roller was performed by the following method.
First, the supply roller is installed on a flat plate, weights are attached to both ends of the core metal roller of the supply roller, and the load is applied in the direction of gravity. When the amount of biting of the supply roller reaches a predetermined amount of biting, the weight of the weight is A [kg], the weight of the supply roller is B [kg], the gravitational acceleration is g [m / s 2 ], When the axial length of the elastic layer is L [m], the contact pressure P [N / m] of the supply roller is calculated by the following formula (2).
P = (A + B) × g ÷ L (2)
上記のように、供給ローラの食い込み量又は接触圧を設定することにより、現像ローラへのトナーの供給能力が向上するが、さらにトナーの供給能力を高めるために、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度を強くしてもよい。具体的には、現像ローラの電位に対して、供給ローラの電位が、トナーの帯電極性と同じ極性側に１００Ｖ以上オフセットするように電圧を印加することが好ましい。これにより、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が強くなり、トナーを現像ローラ側に移動させるクーロン力が大きくなるので、現像ローラへトナーが供給されやすくなる。 As described above, by setting the biting amount or contact pressure of the supply roller, the toner supply capability to the developing roller is improved, but in order to further increase the toner supply capability, the gap between the supply roller and the development roller is increased. The electric field strength may be increased. Specifically, it is preferable to apply a voltage so that the potential of the supply roller is offset by 100 V or more to the same polarity as the charging polarity of the toner with respect to the potential of the developing roller. As a result, the electric field strength between the supply roller and the developing roller is increased, and the Coulomb force for moving the toner toward the developing roller is increased, so that the toner is easily supplied to the developing roller.
また、供給ローラの体積抵抗は、１．０×１０6Ω以下であることが好ましい。このように、供給ローラの体積抵抗を低く設定することで、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が大きくなり、現像ローラへのトナー供給能力がさらに向上させることができる。 The volume resistance of the supply roller is preferably 1.0 × 10 6 Ω or less. Thus, by setting the volume resistance of the supply roller low, the electric field strength between the supply roller and the developing roller is increased, and the ability of supplying toner to the developing roller can be further improved.
＜供給ローラの体積抵抗の測定方法＞
供給ローラの体積抵抗は、下記の方法で測定した。
まず、供給ローラに金属電極ローラを接触させて１３Ｎの荷重をかける。次いで、金属電極ローラに１０Ｖを印加しながら、金属電極ローラを回転駆動させることにより、供給ローラを２０ｒｐｍで従動回転させる。このときの供給ローラの１周あたりの平均電流値から、体積抵抗を得た。
<Method of measuring volume resistance of supply roller>
The volume resistance of the supply roller was measured by the following method.
First, a metal electrode roller is brought into contact with the supply roller and a load of 13 N is applied. Next, the supply roller is driven to rotate at 20 rpm by rotating the metal electrode roller while applying 10 V to the metal electrode roller. The volume resistance was obtained from the average current value per rotation of the supply roller at this time.
また、供給ローラの弾性層は発泡弾性部材で構成されているが、この発泡弾性部材の平均発泡セル径は２５０μｍ以下であることが望ましい。このように、平均発泡セル径の小さいものを用いることで、供給ローラが現像ローラに対して比較的均一な接触圧で接触することができ、現像ローラへのトナーの供給ムラを低減することが可能となる。 The elastic layer of the supply roller is made of a foamed elastic member, and the foamed elastic member preferably has an average foamed cell diameter of 250 μm or less. As described above, by using a material having a small average foamed cell diameter, the supply roller can come into contact with the developing roller with a relatively uniform contact pressure, and toner supply unevenness to the developing roller can be reduced. It becomes possible.
＜供給ローラの平均発泡セル径の測定方法＞
供給ローラの平均発泡セル径は、下記の方法で測定した。
キーエンス社製のデジタルマイクロスコープＶＨＸ−５００を用いて供給ローラの表面写真を撮り、概ね半球状の発泡セルの直径を測定した。発泡していても膜で覆われて開口していないものや、開口していても開口部が発泡サイズよりも小さいものなどがあるが、ここでは開口の有無や大きさにかかわらず、発泡して膨らんでいる形状の大きさを２０個分測定し、その平均値を算出した。
<Measuring method of average foamed cell diameter of supply roller>
The average foam cell diameter of the supply roller was measured by the following method.
A surface photograph of the supply roller was taken using a digital microscope VHX-500 manufactured by Keyence Corporation, and the diameter of a substantially hemispherical foam cell was measured. There are things that are foamed but not covered with a film, and those that are open but the opening is smaller than the foam size, but here it is foamed regardless of the presence or size of the opening. The size of the bulging shape was measured for 20 pieces, and the average value was calculated.
また、本発明者は、上記のように供給ローラの食い込み量及び接触圧等を設定することによる効果を確認するための実験を行った。
以下、その実験について説明する。
In addition, the present inventor conducted an experiment for confirming the effect of setting the biting amount of the supply roller, the contact pressure, and the like as described above.
Hereinafter, the experiment will be described.
図１１は、本実験結果を示す表図である。
図１１に示すように、本実験は、実施例１〜５と比較例１〜４との比較により行った。本実験に用いたトナー１〜３のうち、トナー１及びトナー２は、上述の実験で用いたトナー１及びトナー２と同様のトナーである。しかし、本実験に用いたトナー３は、上述のトナー３とは異なる。ここでは、上記トナー１の作成条件のうち、ＲＹ５０の部数のみを３部に変更してトナー３を作成した。また、上記と同様の方法でトナー３についても加速凝集度を測定したところ、８４．７％だった。
FIG. 11 is a table showing the results of this experiment.
As shown in FIG. 11, this experiment was performed by comparing Examples 1 to 5 with Comparative Examples 1 to 4. Among the
また、実施例１〜５と比較例１〜４は下記の条件とした。 Moreover, Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4 were made into the following conditions.
＜実施例１＞
実施例１では、シリコーンオイルを含有する上記トナー１を用いた。また、供給ローラは、平均発泡セル径が１００μｍの発泡ポリウレタンを芯金ローラの周囲に形成したものであって、外径が１３．４ｍｍ、体積抵抗は３×１０4Ωであった。また、供給ローラの現像ローラに対する食い込み量は１ｍｍ、接触圧は４７Ｎ／ｍとし、現像ローラへの印加電圧を−２００Ｖ、供給ローラへの印加電圧を−３５０Ｖとした。すなわち、現像ローラに対する供給ローラの電位差が−１５０Ｖとなるようにした。
<Example 1>
In Example 1, the
＜実施例２＞
実施例２は、上記実施例１に対し、供給ローラの弾性層と外径を変更した。具体的には、外径を１３．４ｍｍから１２．８ｍｍに変更し、平均発泡セル径を１００μｍから２６６μｍに変更した。また、これに伴い、供給ローラの食い込み量が０．７ｍｍとなり、接触圧が３０Ｎ／ｍとなった。
<Example 2>
In Example 2, the elastic layer and outer diameter of the supply roller were changed with respect to Example 1 described above. Specifically, the outer diameter was changed from 13.4 mm to 12.8 mm, and the average foamed cell diameter was changed from 100 μm to 266 μm. Further, along with this, the amount of biting of the supply roller became 0.7 mm, and the contact pressure became 30 N / m.
＜実施例３＞
実施例３は、上記実施例２に対し、供給ローラの弾性層を変更して体積抵抗を３×１０4Ωから２×１０6Ωに変更した。
<Example 3>
In Example 3, the volume resistance was changed from 3 × 10 4 Ω to 2 × 10 6 Ω by changing the elastic layer of the supply roller with respect to Example 2 described above.
＜実施例４＞
実施例４は、上記実施例３に対し、供給ローラへの印加電圧のみを−３５０Ｖから−３００Ｖに変更した。すなわち、現像ローラに対する供給ローラの電位差が−１００Ｖとなるようにした。
<Example 4>
In Example 4, as compared with Example 3 described above, only the voltage applied to the supply roller was changed from -350V to -300V. That is, the potential difference of the supply roller with respect to the developing roller was set to −100V.
＜実施例５＞
実施例５は、上記実施例１に対し、トナーのみを変更し、トナー１からそれよりも加速凝集度の高い上記トナー３に変更した。
<Example 5>
In Example 5, only the toner was changed from that in Example 1, and the
＜比較例１＞
比較例１は、上記実施例１に対し、トナーのみを変更し、トナー１からシリコーンオイルを含有しないトナー２に変更した。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, only the toner was changed from that in Example 1, and the
＜比較例２＞
比較例２は、上記実施例２に対し、供給ローラの外径を１２．８ｍｍから１２．４ｍｍに変更した。これに伴い、供給ローラの食い込み量が０．７ｍｍから０．５ｍｍになり、接触圧が３０Ｎ／ｍから２６Ｎ／ｍとなった。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, the outer diameter of the supply roller was changed from 12.8 mm to 12.4 mm with respect to Example 2 described above. Accordingly, the amount of biting of the supply roller was changed from 0.7 mm to 0.5 mm, and the contact pressure was changed from 30 N / m to 26 N / m.
＜比較例３＞
比較例３は、上記実施例１に対し、供給ローラへの印加電圧のみを−３５０Ｖから−２５０Ｖに変更した。すなわち、現像ローラに対する供給ローラの電位差が−５０Ｖとなるようにした。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 3, only the voltage applied to the supply roller was changed from -350V to -250V with respect to Example 1 described above. That is, the potential difference of the supply roller with respect to the developing roller was set to −50V.
＜比較例４＞
比較例４は、上記実施例１に対し、供給ローラの弾性層を変更して体積抵抗を３×１０4Ωから１×１０7Ωに変更した。
<Comparative example 4>
In Comparative Example 4, the volume resistance was changed from 3 × 10 4 Ω to 1 × 10 7 Ω by changing the elastic layer of the supply roller with respect to Example 1 described above.
そして、実施例１〜５と比較例１〜４において、画像濃度と感光体の摩耗量について評価した。詳しくは、下記のようにして評価した。 In Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4, the image density and the wear amount of the photoreceptor were evaluated. In detail, it evaluated as follows.
＜画像濃度の評価方法＞
上述の実験と同様のカラープリンタを用いて、感光体走行距離（表面移動距離）が５０００ｍに達するまで、Ａ４紙の全面にベタ画像を出力し、その画像の先端と後端のそれぞれの画像濃度をＸ−Ｒｉｔｅ社製の反射濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ３１０）で測定した。そして、画像先端の画像濃度と画像後端の画像濃度の画像濃度差をΔＩＤ（ΔＩＤ＝（画像先端の画像濃度）−（画像後端の画像濃度））として算出し、ΔＩＤ≦０．１であれば、画像後端でも所望の画像濃度が得られていると判断し「○」と判定した。反対に、ΔＩＤ＞０．１の場合は、画像後端の画像濃度が十分に得られていないとして「×」と判定した。
<Image density evaluation method>
Using a color printer similar to the above-described experiment, a solid image is output on the entire surface of the A4 paper until the photosensitive member travel distance (surface movement distance) reaches 5000 m, and the image density at each of the leading edge and the trailing edge of the image is output. Was measured with a reflection densitometer (X-Rite 310) manufactured by X-Rite. Then, an image density difference between the image density at the leading edge of the image and the image density at the trailing edge of the image is calculated as ΔID (ΔID = (image density at the leading edge of the image) − (image density at the trailing edge of the image)), and ΔID ≦ 0.1. If there is, it is determined that a desired image density is obtained even at the rear end of the image, and “◯” is determined. On the other hand, when ΔID> 0.1, it was determined as “x” because the image density at the rear end of the image was not sufficiently obtained.
＜感光体の摩耗量の評価方法＞
感光体の摩耗量の評価は、上述の実験と同様に行った。
<Evaluation method of wear amount of photoreceptor>
Evaluation of the wear amount of the photoreceptor was performed in the same manner as the above-described experiment.
＜総合評価方法＞
さらに、総合評価として、上記ΔＩＤの判定と感光体摩耗量の判定がどちらも「○」の場合のみ、総合評価を「○」と判定した。どちらか一方、又は両方とも「×」の場合は、総合評価を「×」と判定した。
<Comprehensive evaluation method>
Furthermore, as a comprehensive evaluation, only when both the determination of ΔID and the determination of the photoreceptor wear amount are “◯”, the comprehensive evaluation is determined as “◯”. When either or both were “x”, the comprehensive evaluation was determined as “x”.
以下、実験結果の詳細を説明する。
図１１から分かるように、実施例１〜５では、感光体の摩耗量と画像濃度差（ΔＩＤ）のいずれについても評価が「○」となり、その結果、総合評価も「○」となった。一方、比較例１〜４では、感光体の摩耗量と画像濃度差（ΔＩＤ）のいずれかの評価が「×」となったため、総合評価も「×」となった。
Details of the experimental results will be described below.
As can be seen from FIG. 11, in Examples 1 to 5, the evaluation was “◯” for both the wear amount of the photoreceptor and the image density difference (ΔID), and as a result, the overall evaluation was “◯”. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4, since the evaluation of either the photoconductor wear amount or the image density difference (ΔID) was “x”, the overall evaluation was also “x”.
詳しくは、比較例１は、感光体の摩耗量の評価が「×」となった。これは、比較例１では、シリコーンオイルを含有しないトナー（トナー２）を用いていたため、感光体の表面摩耗を低減できなかったと考えられる。一方、比較例２〜４及び実施例１〜５では、シリコーンオイルを含有するトナー（トナー１又はトナー３）を用いていたため、感光体の摩耗量の評価は「○」であった。
Specifically, in Comparative Example 1, the evaluation of the wear amount of the photoconductor was “x”. This is probably because, in Comparative Example 1, since the toner (toner 2) containing no silicone oil was used, the surface wear of the photoreceptor could not be reduced. On the other hand, in Comparative Examples 2 to 4 and Examples 1 to 5, since the toner (
しかし、比較例２〜４では、画像濃度差（ΔＩＤ）の評価が「×」となった。これは、比較例２〜４において、シリコーンオイルを含有し凝集力が高くなったトナーを用いたことで、現像ローラへのトナー供給量が十分に得られなかったためと考えられる。 However, in Comparative Examples 2 to 4, the evaluation of the image density difference (ΔID) was “x”. This is presumably because, in Comparative Examples 2 to 4, the toner supply amount to the developing roller could not be sufficiently obtained by using the toner containing silicone oil and having high cohesive force.
すなわち、比較例２においては、供給ローラの食い込み量と接触圧が、上記凝集力の高いトナーを用いた場合に好ましいとされる基準値（食い込み量：０．７ｍｍ以上、接触圧：３０Ｎ／ｍ以上）よりも小さい値（食い込み量：０．５ｍｍ、接触圧：２６Ｎ／ｍ）に設定されている。このため、比較例２では、供給ニップにおいてトナーのほぐし効果と摩擦荷電効果が十分に得られず、画像濃度差（ΔＩＤ）が大きくなったものと考えられる。 That is, in Comparative Example 2, the biting amount and contact pressure of the supply roller are preferably the reference values (biting amount: 0.7 mm or more, contact pressure: 30 N / m) when the toner having the high cohesive force is used. (The amount of biting: 0.5 mm, contact pressure: 26 N / m). For this reason, in Comparative Example 2, it is considered that the toner loosening effect and the frictional charging effect are not sufficiently obtained in the supply nip, and the image density difference (ΔID) is increased.
また、比較例３では、現像ローラに対する供給ローラの電位差が、上記凝集力の高いトナーを用いた場合に好ましいとされる基準値（１００Ｖ以上）よりも小さい値（５０Ｖ）に設定されている。このため、比較例３では、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が十分に得られず、画像濃度差（ΔＩＤ）が大きくなったと考えられる。 Further, in Comparative Example 3, the potential difference between the supply roller and the developing roller is set to a value (50 V) smaller than a reference value (100 V or more) that is preferable when the toner having a high cohesive force is used. For this reason, in Comparative Example 3, it is considered that the electric field strength between the supply roller and the developing roller was not sufficiently obtained, and the image density difference (ΔID) was increased.
また、比較例４では、供給ローラの体積抵抗が、上記凝集力の高いトナーを用いた場合に好ましいとされる基準値（１．０×１０6Ω以下）よりも大きい値（１．０×１０7Ω）に設定されている。このため、比較例４では、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が小さくなり、現像ローラへのトナー供給能力が低くなった結果、画像濃度差（ΔＩＤ）が大きくなったと考えられる。 In Comparative Example 4, the volume resistance of the supply roller is larger than a reference value (1.0 × 10 6 Ω or less) (1.0 × 10 6 Ω or less), which is preferable when the toner having a high cohesive force is used. 10 7 Ω). For this reason, in Comparative Example 4, it is considered that the electric field strength between the supply roller and the developing roller is reduced, and the toner supply capability to the developing roller is reduced, resulting in an increase in the image density difference (ΔID).
一方、実施例１〜５では、供給ローラの食い込み量、接触圧、体積抵抗、及び現像ローラに対する供給ローラの電位差が、全て上記好ましいとされる値に設定されている。その結果、現像ローラへのトナー供給能力が高まり、凝集力の高いトナー（トナー１又はトナー３）を用いても良好な画像を得ることができたと考えられる。また、本実験では、実施例５において、実施例１〜４よりもさらに凝集力の高いトナー（トナー３）を用いることで、加速凝集度が５４％以上の広い範囲のトナーに対して本発明の効果が得られることを確認できた。
On the other hand, in Examples 1 to 5, the biting amount of the supply roller, the contact pressure, the volume resistance, and the potential difference of the supply roller with respect to the developing roller are all set to the preferable values. As a result, the ability to supply the toner to the developing roller has increased, and it is considered that a good image could be obtained even using a toner (
このような結果が得られたのは、本実施形態の構成を適用することにより、現像ローラ上のトナーの荷電量と付着量とが向上したものと考えられる。そこで、このことを確認するために、上記実施例１及び２と、上記比較例２及び３における、それぞれのトナーの荷電量と付着量について調べた。その結果を、図１２に示す。 The reason why such a result was obtained is considered that the charge amount and the adhesion amount of the toner on the developing roller were improved by applying the configuration of the present embodiment. Therefore, in order to confirm this, the charge amount and the adhesion amount of each toner in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 2 and 3 were examined. The result is shown in FIG.
具体的に、現像ローラ上のトナーの荷電量と付着量は、図１３に示す供給ローラ４２の供給ニップと規制ブレード４３の規制ニップとの間の範囲Ｈで測定した。
Specifically, the charge amount and adhesion amount of toner on the developing roller were measured in a range H between the supply nip of the
図１２において、実施例２と比較例２とを比べると、実施例２は比較例２よりも供給ローラの食い込み量を多く設定している。その結果、実施例２では、比較例２に比べて、トナーの荷電量と付着量が増加した。これは、実施例２において、食い込み量を多くすることによるトナーのほぐし効果と摩擦荷電効果が向上したためと考えられる。 In FIG. 12, comparing Example 2 with Comparative Example 2, Example 2 sets a larger amount of biting of the supply roller than Comparative Example 2. As a result, in Example 2, the charge amount and adhesion amount of the toner increased as compared with Comparative Example 2. This is presumably because in Example 2, the toner loosening effect and the frictional charging effect were improved by increasing the amount of biting.
また、図１２において、実施例１と比較例３とを比べると、実施例１は比較例３よりも現像ローラに対する供給ローラの電位差の絶対値が大きく設定されている。その結果、実施例１では、比較例３に比べて、トナーの荷電量と付着量が増加した。これは、実施例１において、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が大きくなり、現像ローラへのトナー供給能力が向上したためと考えられる。 In FIG. 12, comparing Example 1 with Comparative Example 3, Example 1 has a larger absolute value of the potential difference of the supply roller with respect to the developing roller than Comparative Example 3. As a result, the charge amount and the adhesion amount of the toner increased in Example 1 compared to Comparative Example 3. This is presumably because in Example 1, the electric field strength between the supply roller and the developing roller was increased, and the toner supply capability to the developing roller was improved.
以上のように、本実施形態では、供給ローラの食い込み量を０．７ｍｍ以上に設定する、あるいは、供給ローラの接触圧を３０Ｎ／ｍ以上に設定することで、凝集力の高い（加速凝集度５４％以上の）トナーを用いた場合でも、現像ローラ上のトナーの帯電量や付着量を多くすることができる。このように、本実施形態の構成によれば、現像ローラへのトナー供給能力を向上させることができるので、凝集力の高いトナーを用いた場合の画像濃度の低下を抑制することができ、良好な画像を得ることが可能となる。さらに、現像ローラに対する供給ローラの電位を、トナーの帯電極性と同じ極性側に１００Ｖ以上オフセットすることによって、トナー供給能力をより一層の向上させることができるようになる。 As described above, in this embodiment, the amount of biting of the supply roller is set to 0.7 mm or more, or the contact pressure of the supply roller is set to 30 N / m or more, so that the cohesive force is high (accelerated cohesion degree). Even when toner (54% or more) is used, the charge amount and adhesion amount of toner on the developing roller can be increased. As described above, according to the configuration of the present embodiment, the toner supply capability to the developing roller can be improved, so that it is possible to suppress a decrease in image density when a toner having a high cohesive force is used. It is possible to obtain a simple image. Further, the toner supply capability can be further improved by offsetting the potential of the supply roller with respect to the developing roller by 100 V or more to the same polarity as the charging polarity of the toner.
また、本実施形態のように、プロセスユニットをトナーカートリッジとは別体にし、プロセスユニットの長寿命化を図った構成においては、使用に伴って、凝集力の高いトナーを使用することによる画像濃度の低下の問題が顕在化しやすい。従って、特に、このような構成の現像装置に本発明を適用することにより、現像ローラへのトナー供給力を長期に亘って良好に維持することができるようになるので、大きな効果を期待できる。 Further, in the configuration in which the process unit is separated from the toner cartridge as in the present embodiment and the life of the process unit is extended, the image density by using the toner having a high cohesive force with use. The problem of deterioration is easy to manifest. Accordingly, in particular, by applying the present invention to the developing device having such a configuration, the toner supply force to the developing roller can be maintained well over a long period of time, and a great effect can be expected.
また、上記のように、供給ローラの体積抵抗を、１．０×１０6Ω以下にすることで、供給ローラと現像ローラとの間の電界強度が大きくなり、現像ローラへのトナー供給能力がさらに向上させることが可能となる。また、供給ローラの弾性層の平均発泡セル径を２５０μｍ以下とすることで、供給ローラが現像ローラに対して比較的均一な接触圧で接触することができ、現像ローラへのトナーの供給ムラも低減できるようになる。 In addition, as described above, by setting the volume resistance of the supply roller to 1.0 × 10 6 Ω or less, the electric field strength between the supply roller and the developing roller is increased, and the toner supply capability to the developing roller is increased. Further improvement is possible. Further, by setting the average foamed cell diameter of the elastic layer of the supply roller to 250 μm or less, the supply roller can come into contact with the developing roller with a relatively uniform contact pressure, and toner supply unevenness to the developing roller is also caused. Can be reduced.
以下、さらに、本実施形態における別の特徴部分について説明する。
図３及び図４に示すように、本実施形態では、現像容器４０の開口部４０ａ近傍に入口シール４８が設けられているが、現像装置に入口シールを設ける点については公知である（例えば、特許文献１参照）。このような入口シールを備えた従来機において、凝集力の高いトナーを用いた場合、下記のような問題が生じることがあった。
Hereinafter, another characteristic part in the present embodiment will be further described.
As shown in FIGS. 3 and 4, in this embodiment, the
凝集力の高いトナーは、流動性が低いため、現像装置内の搬送スクリューやアジテータなどの駆動によるストレスを受けやすい。トナーが受けるストレスが大きくなると、トナーの外添剤がトナー内に埋没する等のトナーの劣化が早く起こり、現像装置内の各種部材にトナーが固着しやすくなる。特に、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低いトナーを用いた場合や、小粒径のトナーを用いた場合は、トナーの固着が生じやすい。 Since toner with high cohesive force has low fluidity, it is susceptible to stress due to driving of a conveying screw or an agitator in the developing device. When the stress applied to the toner increases, the toner deteriorates quickly such that the external additive of the toner is buried in the toner, and the toner easily adheres to various members in the developing device. In particular, when a toner having a low glass transition temperature (Tg) is used, or when a toner having a small particle diameter is used, the toner is likely to be fixed.
このような凝集力の高いトナーを用いた場合、トナーが入口シールと現像ローラとのニップ部で引っ掛かって堆積する傾向にある。そして、堆積したトナーによって入口シールが傷付けられると、その傷を起点にトナーの固着が発生する。その結果、入口シールのトナーの固着箇所よりもそれ以外の箇所で摩耗が促進され、現像ローラに対する入口シールの接触圧がトナーの固着した箇所で局所的に高くなる。これにより、固着したトナーによって現像ローラが部分的に削られ、縦スジ等が入った異常画像が発生する。また、現像ローラが部分的に削られることで、そこからトナー漏れが発生してしまう。 When such a toner having a high cohesive force is used, the toner tends to be caught and accumulated at the nip portion between the inlet seal and the developing roller. When the entrance seal is damaged by the accumulated toner, the toner is fixed from the scratch. As a result, the wear is promoted at other portions than the toner fixing portion of the inlet seal, and the contact pressure of the inlet seal with respect to the developing roller is locally increased at the portion where the toner is fixed. As a result, the developing roller is partially scraped by the fixed toner, and an abnormal image containing vertical stripes is generated. Further, since the developing roller is partially scraped, toner leakage occurs from there.
なお、特開２００６−２５９４６９号公報には、現像ローラに対する入口シールの接触圧を所定の範囲に設定することで、入口シールと現像ローラとの間で生じる摩擦熱を低減し、この摩擦熱によるトナーの固着を抑制する技術が提案されている。 In JP-A-2006-259469, the frictional heat generated between the inlet seal and the developing roller is reduced by setting the contact pressure of the inlet seal to the developing roller within a predetermined range. Techniques for suppressing toner sticking have been proposed.
しかしながら、この公開公報（特開２００６−２５９４６９号公報）では、凝集力が高く、流動性の低いトナーを用いた場合に、入口シールに生じるトナーの固着を抑制する手段については提案されていない。 However, this publication (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-259469) does not propose a means for suppressing toner sticking that occurs at the inlet seal when a toner having high cohesive force and low fluidity is used.
そこで、本実施形態では、凝集力の高いトナーを用いた場合に、上記のような入口シールへのトナーの固着を抑制するため、下記のような構成にしている。
具体的に、本実施形態では、図１４に示すように、現像ローラ４１に対する入口シール４８の食い込み量ｑを、０．４ｍｍ以下に設定している。ここでいう入口シール４８の食い込み量とは、入口シールを現像ローラに対して所定の加圧力で接触させたときのニップ部を形成する部分の変形量のことである。詳しくは、図１４に示すように、入口シール４８のニップ部を形成する所定箇所が現像ローラ４１に接触しない状態での位置Ｕ１と、その所定箇所が現像ローラ４１に接触した状態での位置Ｕ２との距離を、入口シール４８の食い込み量ｑと定義する。
Therefore, in the present embodiment, when toner having high cohesive force is used, the following configuration is adopted in order to suppress toner sticking to the inlet seal as described above.
Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, the amount q of the
例えば、図１５に示すように、本実施形態の入口シール４８において、現像ローラ４１に接触することによって変形する腕部５５全体の長さをＸ［ｍｍ］、現像ローラ４１に接触することによる腕部先端５５ａの変形量をＱ［ｍｍ］、腕部基端５５ｂからニップ部を形成する箇所までの長さをｘ［ｍｍ］とすると、入口シール４８の食い込み量ｑ［ｍｍ］は下記式（３）により算出することができる。
ｑ＝Ｑ×ｘ／Ｘ・・・・・式（３）
For example, as shown in FIG. 15, in the
q = Q × x / X Equation (3)
上記のように、本実施形態では、入口シール４８の食い込み量を０．４ｍｍ以下に設定することで、入口シール４８と現像ローラ４１との接触圧をこれまでよりも低減し、凝集力の高いトナーを用いた場合に、トナーが入口シール４８に固着しても、トナーが固着していない箇所での入口シール４８の摩耗を低減することができる。これにより、現像ローラ４１に対する入口シール４８の接触圧が局所的に高くなるのを抑制することができるので、トナーが固着した箇所での現像ローラ４１の部分的な摩耗を低減でき、異常画像の発生を抑制できる。また、現像ローラ４１における部分的な摩耗を低減できるので、そこからのトナー漏れを抑制することも可能となる。
As described above, in this embodiment, by setting the amount of biting of the
また、現像ローラ４１に対する入口シール４８の接触圧を小さく設定することによっても同様の効果が得られる。具体的に、入口シール４８の接触圧（面圧）は、０．５Ｎ／ｍｍ2以下にするのがよい。このように、入口シール４８の接触圧を設定することで、現像ローラ４１の部分的な摩耗を低減でき、異常画像の発生やトナー漏れを抑制できる。
The same effect can be obtained by setting the contact pressure of the
また、図１６に示すように、入口シール４８と現像ローラ４１とのニップ部の現像ローラ４１の周方向の幅Ｗは、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲に設定されることが好ましい。ここで、前記ニップ部の幅Ｗを０．５ｍｍ以上としているのは、０．５ｍｍ未満とすると、十分なシール性を確保できなくなるからである。また、前記ニップ部の幅Ｗを３．０ｍｍ以下としていのは、３．０ｍｍを超えると、レイアウトに不利となるからである。
Further, as shown in FIG. 16, the width W in the circumferential direction of the developing
また、本実施形態では、入口シール４８の接触圧を小さくしたことに伴い、入口シール４８と現像容器４０との間に弾性部材４９を設け（図１４参照）、シール性を向上させている。すなわち、弾性部材４９が、入口シール４８の現像ローラ４１に接触する面とは反対側の面を支持することで、現像ローラ４１に対する入口シール４８の接触圧が安定化する。また、弾性部材４９によって装置の輸送時などにおける入口シール４８の振動を低減することができ、現像容器４０からのトナーの漏出をより確実に抑制することが可能となる。
In this embodiment, as the contact pressure of the
また、入口シール４８の表面硬度は、マルテンス硬さ（ＨＭＴ１１５）で８０Ｎ／ｍｍ2以上であることが好ましい。このようにすることで、入口シール４８の表面硬度が硬くなり、入口シール４８にトナーの固着の起点となる傷が付きにくくなるので、トナーの固着をより効果的に抑制することが可能となる。
The surface hardness of the
また、入口シール４８の接触圧を小さくするために、現像ローラ４１の表面硬度を低くしてもよい。具体的には、現像ローラ４１の表面硬度を、ＪＩＳＡ硬度で６０°以下にする。これにより、現像ローラ４１の表面が入口シール４８の接触圧によって変形しやすくなるので、入口シール４８と現像ローラ４１との上記ニップ部の幅Ｗを広くすることができる。その結果、入口シール４８の接触圧が低減し、トナーの固着を効果的に抑制することができる。また、現像ローラ４１の表面硬度を低くすることで、入口シール４８に微小なトナーの固着が生じても、そのトナーの凹凸を現像ローラの表面で吸収することができるので、現像ローラ４１の表面が固着トナーによって削れにくくなる。
Further, the surface hardness of the developing
また、本発明者は、上記のように入口シールの接触圧及び表面硬度等を設定することによる効果を確認するための実験を行った。
以下、その実験について説明する。
In addition, the present inventor conducted an experiment for confirming the effect of setting the contact pressure and surface hardness of the inlet seal as described above.
Hereinafter, the experiment will be described.
図１７は、本実験結果を示す表図である。
図１７に示すように、本実験は、実施例１〜４と比較例１〜５との比較により行った。本実験に用いたトナー１及びトナー２は、上述の実験で用いたトナー１及びトナー２と同様のトナーである。
FIG. 17 is a table showing the results of this experiment.
As shown in FIG. 17, this experiment was performed by comparing Examples 1 to 4 with Comparative Examples 1 to 5. The
本実験において、実施例１〜４と比較例１〜５は下記の条件とした。 In this experiment, Examples 1-4 and Comparative Examples 1-5 were made into the following conditions.
＜実施例１＞
実施例１では、シリコーンオイルを含有する上記トナー１を用いた。入口シールは、市販のＰＥＴ製シート（三菱樹脂社製 商品名「ダイアラミー」）を使用した。入口シールの表面硬度は、マルテンス硬さで１３５Ｎ／ｍｍ2であった。また、現像ローラに対する入口シールの接触圧（線圧）を０．３Ｎ／ｍｍ、ニップ幅を１ｍｍに設定した。また、現像ローラの表面硬度は、ＪＩＳＡ硬度で５０°であった。
<Example 1>
In Example 1, the
＜実施例２＞
実施例２は、上記実施例１に対し、現像ローラの表面硬度を５０°から６０°に変更した。
<Example 2>
In Example 2, the surface hardness of the developing roller was changed from 50 ° to 60 ° with respect to Example 1 described above.
＜実施例３＞
実施例３は、上記実施例１に対し、入口シールの表面硬度を１３５Ｎ／ｍｍ2から８０Ｎ／ｍｍ2に変更した。また、入口シールと現像容器との間に弾性部材を設け、入口シールの接触圧を０．３Ｎ／ｍｍから０．５Ｎ／ｍｍに変更し、ニップ幅を１ｍｍから３ｍｍに変更した。
<Example 3>
Example 3 may be set, on the Example 1, it was changed the surface hardness of the inlet seal from 135N / mm 2 to 80 N / mm 2. Further, an elastic member was provided between the inlet seal and the developing container, the contact pressure of the inlet seal was changed from 0.3 N / mm to 0.5 N / mm, and the nip width was changed from 1 mm to 3 mm.
＜実施例４＞
実施例４は、上記実施例１に対し、入口シールの表面硬度を１３５Ｎ／ｍｍ2から１０５Ｎ／ｍｍ2に変更した。また、入口シールと現像容器との間に設けた弾性部材の幅を変更し、ニップ幅を１ｍｍから０．５ｍｍに変更した。
<Example 4>
Example 4 may be set, on the Example 1, it was changed the surface hardness of the inlet seal from 135N / mm 2 to 105N / mm 2. Further, the width of the elastic member provided between the inlet seal and the developing container was changed, and the nip width was changed from 1 mm to 0.5 mm.
＜比較例１＞
比較例１は、上記実施例３に対し、トナーのみを変更し、トナー１からシリコーンオイルを含有しないトナー２に変更した。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, only the toner was changed from that in Example 3, and the
＜比較例２＞
比較例２は、上記実施例１に対し、入口シールと現像容器との間に設けた弾性部材を変更し、入口シールの接触圧を０．３Ｎ／ｍｍから０．７Ｎ／ｍｍに変更した。
<Comparative example 2>
In Comparative Example 2, the elastic member provided between the inlet seal and the developing container was changed from that in Example 1, and the contact pressure of the inlet seal was changed from 0.3 N / mm to 0.7 N / mm.
＜比較例３＞
比較例３は、上記実施例１に対し、入口シールの表面硬度を１３５Ｎ／ｍｍ2から２５Ｎ／ｍｍ2に変更した。
<Comparative Example 3>
Comparative Example 3 may be set, on the Example 1, it was changed the surface hardness of the inlet seal from 135N / mm 2 to 25 N / mm 2.
＜比較例４＞
比較例４は、上記実施例１に対し、入口シールの表面硬度を１３５Ｎ／ｍｍ2から８０Ｎ／ｍｍ2に変更し、ニップ幅を１ｍｍから０．４ｍｍに変更した。
<Comparative example 4>
Comparative Example 4 is set, on the first embodiment, to change the surface hardness of the inlet seal from 135N / mm 2 to 80 N / mm 2, it was changed nip width from 1mm to 0.4 mm.
＜比較例５＞
比較例５は、上記実施例１に対し、現像ローラの表面硬度を５０°から６５°に変更した。
<Comparative Example 5>
In Comparative Example 5, the surface hardness of the developing roller was changed from 50 ° to 65 ° with respect to Example 1 described above.
なお、各実施例及び各比較例における入口シールの接触圧は、入口シールの反発力を、現像ローラと入口シールの接触面積で割って算出した。 The contact pressure of the inlet seal in each example and each comparative example was calculated by dividing the repulsive force of the inlet seal by the contact area between the developing roller and the inlet seal.
そして、実施例１〜４と比較例１〜５において、画像スジと、トナー漏れと、感光体の摩耗量について評価した。詳しくは、下記のようにして評価した。 In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, image streaks, toner leakage, and the wear amount of the photoreceptor were evaluated. In detail, it evaluated as follows.
＜画像スジの評価方法＞
上述の実験と同様のカラープリンタを用いて、温度２７℃、湿度８０％の環境下で、印字率３０％の所定のプリントパターンを２０００枚連続して印刷した後に、ハーフトーン画像を印刷し、得られたハーフトーン画像にある濃色スジの本数を数えた。その結果、スジが無い場合は「○」と判定し、スジがあった場合は「×」と判定した。
<Image streak evaluation method>
Using a color printer similar to the above-described experiment, after printing a predetermined print pattern with a print rate of 30% continuously in an environment of a temperature of 27 ° C. and a humidity of 80%, a halftone image is printed. The number of dark streaks in the obtained halftone image was counted. As a result, when there was no streak, it was determined as “◯”, and when there was a streak, it was determined as “x”.
＜トナー漏れの評価方法＞
トナー漏れの評価は、Ｒｉｃｏｈ製 ＩＰＳｉＯ ＳＰ Ｃ３１０のプロセスユニットを使用し、そのプロセスユニットの８つの角部を順に下に向けて、２０ｃｍの高さからプロセスユニットを落下させ、落下後にトナー漏れが生じた回数を記録した。その結果、トナー漏れの生じた回数が３回未満の場合は「○」と判定し、３回以上の場合は「×」と判定した。
<Evaluation method of toner leakage>
Evaluation of toner leakage uses a process unit of Ricoh's IPSiO SP C310. The process unit is dropped from a height of 20 cm with the eight corners of the process unit facing down in order, and toner leakage occurs after dropping. Was recorded. As a result, when the number of occurrences of toner leakage was less than 3, it was determined as “◯”, and when it was 3 times or more, it was determined as “x”.
＜感光体の摩耗量の評価方法＞
感光体の摩耗量の評価は、上述の実験と同様に行った。
<Evaluation method of wear amount of photoreceptor>
Evaluation of the wear amount of the photoreceptor was performed in the same manner as the above-described experiment.
＜総合評価方法＞
さらに、総合評価として、上記画像スジと、トナー漏れと、感光体の摩耗量の判定がいずれも「○」の場合のみ、総合評価を「○」と判定した。いずれかが「×」の場合は、総合評価を「×」と判定した。
<Comprehensive evaluation method>
Further, as a comprehensive evaluation, the overall evaluation was determined to be “◯” only when the image streaks, the toner leakage, and the wear amount of the photoconductor were all determined as “◯”. When either was “x”, the comprehensive evaluation was determined as “x”.
以下、実験結果の詳細を説明する。
図１７から分かるように、実施例１〜４では、画像スジと、トナー漏れと、感光体の摩耗量のいずれについても評価が「○」となり、その結果、総合評価も「○」となった。一方、比較例１〜５では、いずれかの評価が「×」となったため、総合評価も「×」となった。
Details of the experimental results will be described below.
As can be seen from FIG. 17, in Examples 1 to 4, the evaluation was “◯” for all of image streaks, toner leakage, and the wear amount of the photoreceptor, and as a result, the overall evaluation was “◯”. . On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5, since any evaluation was “x”, the comprehensive evaluation was also “x”.
詳しく見ると、比較例１は、感光体の摩耗量の評価が「×」となった。これは、比較例１では、シリコーンオイルを含有しないトナー（トナー２）を用いていたため、感光体の表面摩耗を低減できなかったものと考えられる。一方、比較例２〜５及び実施例１〜４では、シリコーンオイルを含有するトナー（トナー１）を用いていたため、感光体の摩耗量の評価は「○」であった。 When examined in detail, in Comparative Example 1, the evaluation of the wear amount of the photosensitive member was “x”. This is probably because, in Comparative Example 1, since the toner (toner 2) containing no silicone oil was used, the surface wear of the photoreceptor could not be reduced. On the other hand, in Comparative Examples 2 to 5 and Examples 1 to 4, since the toner (toner 1) containing silicone oil was used, the evaluation of the wear amount of the photoreceptor was “◯”.
しかし、比較例２は、画像スジの評価が「×」となった。比較例２では、入口シールの接触圧が、上記好ましいとされる上限値（０．５Ｎ／ｍｍ2以下）よりも大きい値（０．７Ｎ／ｍｍ2）に設定されている。すなわち、入口シールの接触圧が低減されていないので、トナーが固着した際にそのトナーの固着した箇所で現像ローラの摩耗が促進され、画像スジが発生したものと考えられる。 However, in Comparative Example 2, the evaluation of the image streak was “x”. In Comparative Example 2, the contact pressure of the inlet seal is set to a value (0.7 N / mm 2 ) greater than the preferable upper limit (0.5 N / mm 2 or less). In other words, since the contact pressure of the inlet seal is not reduced, it is considered that when the toner is fixed, the wear of the developing roller is promoted at the portion where the toner is fixed, and image streaks are generated.
また、比較例３は、画像スジとトナー漏れの評価が「×」となった。これは、比較例３では、入口シールの表面硬度が、上記好ましいとされる値（８０Ｎ／ｍｍ2以上）よりも低い値（２５Ｎ／ｍｍ2）に設定されているため、入口シールがトナーによって傷付けられやすくなったことに起因すると考えられる。すなわち、入口シールがトナーによって傷付けられたことで、その傷を起点にトナーの固着が生じ、そのトナーの固着した箇所で現像ローラの摩耗が部分的に促進された結果、画像スジが発生し、トナー漏れも生じやすくなったと考えられる。 In Comparative Example 3, the evaluation of image streak and toner leakage was “x”. This is because, in Comparative Example 3, the surface hardness of the inlet seal, since it is set to the preferred and the value to be (80 N / mm 2 or more) lower than (25 N / mm 2), an inlet seal the toner It is thought to be caused by being easily damaged. That is, because the entrance seal is damaged by the toner, the toner is fixed starting from the scratch, and the development roller wear is partially promoted at the fixed position of the toner, resulting in image streaks. It is considered that toner leakage is likely to occur.
また、比較例４は、画像スジとトナー漏れの評価が「×」となった。ここで、トナー漏れの評価が「×」となったのは、ニップ幅がシール性を確保するために必要な値（０．５ｍｍ以上）よりも小さい値（０．４ｍｍ）に設定されていることで、シール性が十分に得られなかったためと考えられる。また、画像スジの評価が「×」となったことについては、前記の通りニップ幅が小さいため、面圧で考えると、上記好ましいとされる値（０．５Ｎ／ｍｍ2以下）を超えることになり（なお、本実験では、接触圧を線圧で設定している。）、トナーの固着した箇所で現像ローラの摩耗が促進され、スジ画像が生じたものと考えられる。また、この現像ローラの摩耗が、上記トナー漏れの要因になったとも考えられる。 In Comparative Example 4, the evaluation of image streak and toner leakage was “x”. Here, the evaluation of toner leakage is “x” because the nip width is set to a value (0.4 mm) smaller than a value (0.5 mm or more) necessary for ensuring sealing performance. This is considered to be because the sealability was not sufficiently obtained. In addition, the evaluation of the image streak was “x”, because the nip width was small as described above, and when considering the surface pressure, it exceeded the preferable value (0.5 N / mm 2 or less). (In this experiment, the contact pressure is set as a linear pressure), and it is considered that the wear of the developing roller is promoted at the portion where the toner is fixed and a streak image is generated. Further, it is considered that the wear of the developing roller has caused the toner leakage.
また、比較例５は、画像スジの評価が「×」となった。これは、現像ローラの表面硬度が、上記好ましいとされる値（６０°以下）よりも高い値（６５°）となっていることで、入口シールに固着したトナーの凹凸を現像ローラの表面で吸収することができず、現像ローラの表面が傷付けられたことによると考えられる。 In Comparative Example 5, the evaluation of the image streak was “x”. This is because the surface hardness of the developing roller is higher (65 °) than the preferred value (60 ° or less), so that the unevenness of the toner fixed to the inlet seal is formed on the surface of the developing roller. This is probably because the surface of the developing roller was damaged.
一方、実施例１〜４は、入口シールの表面硬度及び接触圧、ニップ幅、現像ローラの表面硬度が、全て上記好ましいとされる値に設定されている。その結果、画像スジ及びトナー漏れの発生を抑制することができたと考えられる。 On the other hand, in Examples 1 to 4, the surface hardness and contact pressure of the inlet seal, the nip width, and the surface hardness of the developing roller are all set to the preferable values. As a result, it is considered that image streaks and toner leakage can be suppressed.
以上のように、本実施形態では、入口シールの接触圧を０．５Ｎ／ｍｍ2以下に設定する、あるいは、入口シールの食い込み量を０．４ｍｍ以下に設定することによって、凝集力の高い（加速凝集度５４％以上の）トナーを用いた場合でも、縦スジ等が入った異常画像が発生を抑制することができると共に、シール性を維持することができる。 As described above, in the present embodiment, the cohesive force is high by setting the contact pressure of the inlet seal to 0.5 N / mm 2 or less, or by setting the biting amount of the inlet seal to 0.4 mm or less ( Even when a toner (accelerated aggregation degree of 54% or more) is used, it is possible to suppress the occurrence of an abnormal image containing vertical stripes and to maintain the sealing property.
すなわち、凝集力の高いトナーを用いた結果、トナーが入口シールに固着しても、入口シールの接触圧が低く設定されているので、トナーが固着していない箇所での入口シールの摩耗を低減することができる。これにより、入口シールの接触圧がトナーの固着した箇所で局所的に高くなるのを抑制することができるので、トナーが固着した箇所での現像ローラの部分的な摩耗を低減することができ、異常画像の発生を抑制することが可能となる。また、現像ローラにおける部分的な摩耗を低減できるので、そこからのトナー漏れを抑制することも可能となる。 That is, as a result of using a toner with high cohesive force, even if the toner adheres to the inlet seal, the contact pressure of the inlet seal is set low, so that the wear of the inlet seal at the location where the toner is not fixed is reduced. can do. As a result, it is possible to prevent the contact pressure of the inlet seal from being locally increased at the location where the toner is fixed, so that partial wear of the developing roller at the location where the toner is fixed can be reduced. It is possible to suppress the occurrence of abnormal images. In addition, since partial wear on the developing roller can be reduced, toner leakage from the developing roller can be suppressed.
また、特に、ガラス転移温度（Ｔｇ）の低いトナーを用いた場合や、小粒径のトナーを用いた場合は、トナーの固着が生じやすくなるが、このような場合に、本実施形態の構成を適用することで、大きな効果を期待できる。 In particular, when a toner having a low glass transition temperature (Tg) is used or when a toner having a small particle diameter is used, the toner is likely to be fixed. By applying, you can expect a big effect.
さらに、本実施形態において、入口シールのニップ幅を、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲に設定することで、入口シールのシール性とレイアウト性の両立を図れるようになる。 Furthermore, in the present embodiment, by setting the nip width of the inlet seal in the range of 0.5 mm or more and 3.0 mm or less, it is possible to achieve both the sealing performance and the layout performance of the inlet seal.
また、入口シールの表面硬度を、マルテンス硬さで８０Ｎ／ｍｍ2以上にした場合は、トナーの固着の起点となる傷が入口シールに発生するのを抑制できる。これにより、トナーの固着をより効果的に抑制することが可能となる。 Further, when the surface hardness of the inlet seal is set to 80 N / mm 2 or more in terms of Martens hardness, it is possible to prevent the entrance seal from being damaged as a starting point of toner adhesion. As a result, it is possible to more effectively suppress toner sticking.
また、現像ローラの表面硬度を、ＪＩＳＡ硬度で６０°以下にすることで、ニップ幅を広くすることができる。これにより、入口シールの接触圧を低減することができ、トナーの固着を効果的に抑制することが可能となる。また、この場合、入口シールに微小なトナーの固着が生じても、そのトナーの凹凸を現像ローラの表面で吸収することができるので、現像ローラの表面が削れにくくなり、異常画像の発生やトナー漏れをより効果的に抑制することが可能となる。 Further, the nip width can be widened by setting the surface hardness of the developing roller to 60 ° or less in terms of JISA hardness. As a result, the contact pressure of the inlet seal can be reduced, and toner sticking can be effectively suppressed. In this case, even if minute toner adheres to the entrance seal, the unevenness of the toner can be absorbed by the surface of the developing roller, so that the surface of the developing roller is difficult to be scraped, and abnormal images are generated or toner is It becomes possible to suppress leakage more effectively.
また、本実施形態のように、入口シールと現像容器との間に弾性部材を設けることで、入口シールの接触圧の安定化を図り、シール性を向上せせることができる。また、弾性部材を設けることで、輸送時などにおける入口シールの振動を低減することができるようになり、トナーの漏出をより確実に抑制することが可能となる。 Further, as in this embodiment, by providing an elastic member between the inlet seal and the developing container, the contact pressure of the inlet seal can be stabilized and the sealing performance can be improved. Further, by providing the elastic member, it is possible to reduce the vibration of the inlet seal during transportation or the like, and it is possible to more reliably suppress the toner leakage.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。なお、本実施形態における特徴部分の効果を確認するための上記各実験では、凝集力の高いトナーとして、シリコーンオイルなどの潤滑剤成分を付与したトナーを用いているが、その他の凝集力の高い現像剤を用いた装置においても同様の効果が得られる。また、本発明において使用する現像剤は、磁性あるいは非磁性トナーのみの一成分現像剤でも、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよい。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. In each of the above experiments for confirming the effect of the characteristic portion in the present embodiment, a toner to which a lubricant component such as silicone oil is applied is used as the toner having a high cohesive force. The same effect can be obtained in an apparatus using a developer. In addition, the developer used in the present invention may be a one-component developer containing only a magnetic or non-magnetic toner or a two-component developer obtained by mixing a toner and a carrier.
また、本発明に係る現像装置は、図１に示すカラーレーザープリンタに限らず、モノクロプリンタや、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に搭載することも可能である。 Further, the developing device according to the present invention is not limited to the color laser printer shown in FIG. 1, but can be mounted on a monochrome printer, a copying machine, a facsimile, or a complex machine thereof.
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ プロセスユニット
２ 感光体（潜像担持体）
４ 現像装置
３４ 現像剤量検知手段
４０ 現像容器
４０ａ 開口部
４１ 現像ローラ（現像剤担持体）
４６ 補給口
４７ 現像剤収容部
５０ 端部シール
５３ 立毛層
１００ 画像形成装置本体
ｋ 端部シールの食い込み量
Ｚ１ 毛倒れ方向
1Y, 1M, 1C,
4 Developing
46
Claims (10)
前記現像容器の開口部に回転可能に設けられた現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の軸方向端部側に接触して前記現像容器と前記現像剤担持体との隙間をシールする端部シールとを備えた現像装置において、
前記現像剤の加速凝集度が５４％以上であり、
前記端部シールは、前記現像剤担持体との接触面側に立毛層を有し、
前記立毛層の毛倒れ方向が、前記現像剤担持体の回転方向に向かって現像剤担持体の軸方向中央側へ傾くように構成し、
前記現像剤担持体に対する前記端部シールの食い込み量を、０．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下の範囲に設定したことを特徴とする現像装置。 A developer container containing a developer;
A developer carrier rotatably provided in the opening of the developer container;
In a developing device including an end seal that contacts an axial end portion of the developer carrying member and seals a gap between the developing container and the developer carrying member,
The accelerated aggregation degree of the developer is 54% or more;
The end seal has a raised layer on the contact surface side with the developer carrier,
The falling-up direction of the raised layer is configured to be inclined toward the center in the axial direction of the developer carrier toward the rotation direction of the developer carrier,
The developing device, wherein an amount of biting of the end seal with respect to the developer carrying member is set in a range of 0.3 mm to 2.1 mm.
前記現像容器の開口部に回転可能に設けられた現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の軸方向端部側に接触して前記現像容器と前記現像剤担持体との隙間をシールする端部シールとを備えた現像装置において、
前記現像剤の加速凝集度が５４％以上であり、
前記端部シールは、前記現像剤担持体との接触面側に立毛層を有し、
前記立毛層の毛倒れ方向が、前記現像剤担持体の回転方向に向かって現像剤担持体の軸方向中央側へ傾くように構成し、
前記現像剤担持体に対する前記端部シールの接触圧を、０．２５Ｎ／ｃｍ2以上７．５Ｎ／ｃｍ2以下の範囲に設定したことを特徴とする現像装置。 A developer container containing a developer;
A developer carrier rotatably provided in the opening of the developer container;
In a developing device including an end seal that contacts an axial end portion of the developer carrying member and seals a gap between the developing container and the developer carrying member,
The accelerated aggregation degree of the developer is 54% or more;
The end seal has a raised layer on the contact surface side with the developer carrier,
The falling-up direction of the raised layer is configured to be inclined toward the center in the axial direction of the developer carrier toward the rotation direction of the developer carrier,
Developing apparatus is characterized in that the contact pressure of the end seal with respect to the developer carrying member was set to 0.25 N / cm 2 or more 7.5 N / cm 2 or less.
外部から前記現像容器内に現像剤を補給するための補給口とを備えた請求項１から７のいずれか１項に記載の現像装置。 Developer amount detecting means for detecting the amount of developer in the developer container;
The developing device according to claim 1, further comprising a replenishing port for replenishing the developer into the developing container from the outside.
前記潜像担持体上の潜像に現像剤を供給する現像装置とを少なくとも備え、
画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットにおいて、
前記現像装置として、請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスユニット。 A latent image carrier that carries a latent image on the surface;
A developing device for supplying a developer to the latent image on the latent image carrier,
In the process unit configured to be detachable from the image forming apparatus main body,
9. A process unit comprising the developing device according to claim 1 as the developing device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012054774A JP5928877B2 (en) | 2012-03-12 | 2012-03-12 | Developing device, process unit, and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012054774A JP5928877B2 (en) | 2012-03-12 | 2012-03-12 | Developing device, process unit, and image forming apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013190481A true JP2013190481A (en) | 2013-09-26 |
| JP5928877B2 JP5928877B2 (en) | 2016-06-01 |
Family
ID=49390834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012054774A Active JP5928877B2 (en) | 2012-03-12 | 2012-03-12 | Developing device, process unit, and image forming apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5928877B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016024229A (en) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 株式会社リコー | Driving method of process unit and image forming apparatus |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07253708A (en) * | 1994-03-16 | 1995-10-03 | Canon Inc | Image-forming device |
| JP2006178100A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Tokai Rubber Ind Ltd | Developing roll |
| JP2006301366A (en) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Ricoh Co Ltd | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge |
| JP2007279607A (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming method |
| JP2010128449A (en) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Sanwa Techno Kk | Powder seal material comprising knitting whose elasticity is regulated |
| JP2010243887A (en) * | 2009-04-08 | 2010-10-28 | Seiko Epson Corp | Developing device and image forming apparatus |
| JP2011008159A (en) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
-
2012
- 2012-03-12 JP JP2012054774A patent/JP5928877B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07253708A (en) * | 1994-03-16 | 1995-10-03 | Canon Inc | Image-forming device |
| JP2006178100A (en) * | 2004-12-21 | 2006-07-06 | Tokai Rubber Ind Ltd | Developing roll |
| JP2006301366A (en) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Ricoh Co Ltd | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge |
| JP2007279607A (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-25 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming method |
| JP2010128449A (en) * | 2008-12-01 | 2010-06-10 | Sanwa Techno Kk | Powder seal material comprising knitting whose elasticity is regulated |
| JP2010243887A (en) * | 2009-04-08 | 2010-10-28 | Seiko Epson Corp | Developing device and image forming apparatus |
| JP2011008159A (en) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016024229A (en) * | 2014-07-16 | 2016-02-08 | 株式会社リコー | Driving method of process unit and image forming apparatus |
| CN105319901A (en) * | 2014-07-16 | 2016-02-10 | 株式会社理光 | Process unit and driving method thereof and image forming apparatus |
| CN105319901B (en) * | 2014-07-16 | 2020-04-10 | 株式会社理光 | Processing unit, driving method thereof, and image forming apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5928877B2 (en) | 2016-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2013218274A (en) | Developing device, process unit, and image forming apparatus | |
| US8983323B2 (en) | Color image forming apparatus with a line velocity difference set between image carriers | |
| US9116460B2 (en) | Reducing toner adhesion to a development device of an image forming apparatus | |
| JP2012032775A (en) | Method for forming electrophotographic image, developer and process cartridge | |
| JP2007322916A (en) | Developer feeding device, developer container, developer and image forming apparatus | |
| JP2009258596A (en) | Lubricant applying device, process cartridge and image forming apparatus | |
| JP6264043B2 (en) | SEALING MEMBER, CLEANING DEVICE, TRANSFER DEVICE, DEVELOPING DEVICE, PROCESS CARTRIDGE, IMAGE FORMING DEVICE, AND IMAGE FORMING METHOD | |
| JP2013134428A (en) | Non-magnetic one-component toner, toner cartridge, process cartridge, image forming device, and image forming method | |
| JP5196919B2 (en) | Developing device and image forming apparatus having the same | |
| JP5928877B2 (en) | Developing device, process unit, and image forming apparatus | |
| JP5479119B2 (en) | Developer, developing device, developer container, and image forming apparatus | |
| JP2013190483A (en) | Developing device, process unit and image forming apparatus | |
| JP5174568B2 (en) | Developing device and image forming apparatus including the same | |
| JP5249914B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JP5147374B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JP5361748B2 (en) | Mixed developer, and developing device and image forming apparatus using the mixed developer | |
| JP6112298B2 (en) | Developing device, process unit, and image forming apparatus | |
| JP2014174204A (en) | Developing device, process unit, and image forming apparatus | |
| JP2010134060A (en) | Toner container, image forming apparatus and developing device | |
| JP2018101070A (en) | Image forming apparatus, image forming method, and toner storage unit | |
| JP4861779B2 (en) | Non-magnetic one-component developing device, developing method, image forming apparatus, image forming method, and process cartridge | |
| JP2009211019A (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
| JP2014186067A (en) | Developing unit, toner, process cartridge, and image forming apparatus | |
| JP2014085440A (en) | Developing device, process unit, and image forming apparatus | |
| JP2014178601A (en) | Image forming apparatus refreshment method, image forming apparatus, and process cartridge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150217 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151203 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160125 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160401 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160414 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5928877 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |