JP2014010215A - Image forming unit and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming unit and an image forming apparatus.
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタは、画像形成ユニットを備え、該画像形成ユニットにおいて、感光体ドラムの表面が、帯電ローラによって帯電させられ、LEDヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、該静電潜像に現像ローラ上のトナーが付着させられてトナー像が形成されるようになっている。そして、該トナー像が、転写ローラによって用紙に転写され、定着器において定着させられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a printer, a copier, a facsimile machine, a multifunction machine, for example, a printer has an image forming unit, and the surface of the photosensitive drum is charged by a charging roller in the image forming unit. Is exposed to form an electrostatic latent image, and toner on the developing roller is attached to the electrostatic latent image to form a toner image. Then, the toner image is transferred onto a sheet by a transfer roller and fixed by a fixing device.
前記現像ローラには現像ブレードが当接させられ、該現像ブレードによって、現像ローラ上のトナーが、薄層化され、所定の摩擦力が加えられ、帯電させられる(例えば、特許文献1参照。)。 A developing blade is brought into contact with the developing roller, and the toner on the developing roller is thinned by the developing blade, and a predetermined frictional force is applied and charged (see, for example, Patent Document 1). .
しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、画像を形成する速度、すなわち、画像形成速度を高くすると、画像の粒状性(グレイニネス:ざらつき感)が高くなり、画像品位が低下してしまう。 However, in the conventional printer, when the image forming speed, that is, the image forming speed is increased, the graininess (graininess) of the image is increased and the image quality is deteriorated.
本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、画像形成速度を高くしても画像品位が低下することがない画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the conventional printer and to provide an image forming unit and an image forming apparatus in which image quality does not deteriorate even when the image forming speed is increased.
そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像に現像剤を付着させて現像を行う現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給ローラと、曲折部を備え、該曲折部を前記現像剤担持体に当接させて配設され、該現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤層規制部材とを有する。 Therefore, in the image forming unit of the present invention, an image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the surface, a developer carrier that performs development by attaching a developer to the electrostatic latent image, and the development A developer supply roller for supplying the developer to the developer carrying member, and a bent portion, the bent portion being disposed in contact with the developer carrying member, and the developer on the developer carrying member being a thin layer And a developer layer regulating member.
そして、前記現像剤の円形度が0.97以上に、体積平均粒径が3.5〔μm〕以上、かつ、6.5〔μm〕以下にされる。 The circularity of the developer is set to 0.97 or more, and the volume average particle size is set to 3.5 [μm] or more and 6.5 [μm] or less.
また、前記現像剤層規制部材の曲折部の曲率半径が0.20〔mm〕以上、かつ、0.35〔mm〕以下にされる。 The curvature radius of the bent portion of the developer layer regulating member is set to 0.20 [mm] or more and 0.35 [mm] or less.
本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像に現像剤を付着させて現像を行う現像剤担持体と、該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給ローラと、曲折部を備え、該曲折部を前記現像剤担持体に当接させて配設され、該現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤層規制部材とを有する。 According to the present invention, in the image forming unit, an image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the surface, a developer carrier that performs development by attaching a developer to the electrostatic latent image, and the development A developer supply roller for supplying the developer to the developer carrying member, and a bent portion, the bent portion being disposed in contact with the developer carrying member, and the developer on the developer carrying member being a thin layer And a developer layer regulating member.
そして、前記現像剤の円形度が0.97以上に、体積平均粒径が3.5〔μm〕以上、かつ、6.5〔μm〕以下にされる。 The circularity of the developer is set to 0.97 or more, and the volume average particle size is set to 3.5 [μm] or more and 6.5 [μm] or less.
また、前記現像剤層規制部材の曲折部の曲率半径が0.20〔mm〕以上、かつ、0.35〔mm〕以下にされる。 The curvature radius of the bent portion of the developer layer regulating member is set to 0.20 [mm] or more and 0.35 [mm] or less.
この場合、前記現像剤の円形度が0.97以上に、体積平均粒径が3.5〔μm〕以上、かつ、6.5〔μm〕以下にされ、前記現像剤層規制部材の曲折部の曲率半径が0.20〔mm〕以上、かつ、0.35〔mm〕以下にされるので、画像形成速度を高くしても、画像の粒状性が高くなることがなく、画像の濃度が適正になり、画像に汚れが発生することがない。したがって、画像品位が低下することがない。 In this case, the circularity of the developer is 0.97 or more, the volume average particle diameter is 3.5 [μm] or more and 6.5 [μm] or less, and the bent portion of the developer layer regulating member Is set to 0.20 [mm] or more and 0.35 [mm] or less, so even if the image forming speed is increased, the graininess of the image does not increase and the density of the image is increased. It becomes appropriate, and the image is not smudged. Therefore, the image quality does not deteriorate.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としての、一成分系の電子写真式のプリンタについて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this case, a one-component electrophotographic printer as an image forming apparatus will be described.
図2は本発明の第1の実施の形態におけるプリンタの概略図である。 FIG. 2 is a schematic view of the printer according to the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、プリンタ10は、プリンタ10の本体、すなわち、装置本体Bd、及び該装置本体Bdに対して着脱自在に配設された画像形成ユニット20を備え、該画像形成ユニット20内に像担持体としての感光体ドラム21が配設される。本実施の形態においては、ブラックの画像を形成するための画像形成ユニット20が一つだけ配設されるようになっているが、カラーの画像を形成するために、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットを配設することができる。
As shown in the figure, the printer 10 includes a main body of the printer 10, that is, an apparatus main body Bd, and an
そして、前記装置本体Bdにおいては、前記感光体ドラム21より下方に、感光体ドラム21と当接させて転写部材としての転写ローラ17が配設され、感光体ドラム21より上方に、感光体ドラム21と対向させて露光装置としてのLEDヘッド23が配設される。なお、前記画像形成ユニット20、転写ローラ17及びLEDヘッド23によって画像形成部が構成される。
In the apparatus main body Bd, a
前記LEDヘッド23は、感光体ドラム21の表面を露光して潜像としての静電潜像を形成する。
The
また、前記転写ローラ17は、表面が導電性を有する材料、本実施の形態においては、ゴム等によって形成され、感光体ドラム21の表面に形成された現像剤像としてのトナー像を媒体としての用紙Pに転写する。
Further, the
前記装置本体Bdにおける画像形成ユニット20の下方には、媒体収容部としての用紙カセット11が配設され、該用紙カセット11に複数の用紙Pが収容される。そして、用紙カセット11の前端には、媒体供給部材としての、かつ、繰出部材としてのホッピングローラ12が配設され、該ホッピングローラ12によって用紙Pが1枚ずつ分離させて搬送路Rtに繰り出される。用紙Pの搬送方向におけるホッピングローラ12より下流側には、ピンチローラ13及び搬送ローラ15から成る第1の搬送ローラ対が、該第1の搬送ローラ対より下流側には、ピンチローラ14及びレジストローラ16から成る第2の搬送ローラ対が配設される。用紙Pは、前記第1の搬送ローラ対において、ピンチローラ13及び搬送ローラ15の回転に伴って第2の搬送ローラ対に送られ、該第2の搬送ローラ対において、ピンチローラ14及びレジストローラ16によって挟まれて斜行が矯正され、その後、ピンチローラ14及びレジストローラ16の回転に伴って前記画像形成部における感光体ドラム21と転写ローラ17との間に送られる。なお、前記ホッピングローラ12、搬送ローラ15及びレジストローラ16は、図示されない第1の駆動源から図示されないギヤ等を介して回転が伝達されて回転させられる。
Below the
そして、用紙Pの搬送方向における画像形成ユニット20より下流側には定着装置としての定着器31が配設される。該定着器31は、第1の回転体としての、かつ、加熱部材としてのヒートローラ32、及び該ヒートローラ32の下方においてヒートローラ32に圧接させて配設された第2の回転体としての、かつ、加圧部材としてのバックアップローラ(加圧ローラ)33を備え、前記ヒートローラ32及びバックアップローラ33によって用紙P上の前記トナー像を、加熱し、加圧することにより定着させる。
A fixing device 31 as a fixing device is disposed downstream of the
前記ヒートローラ32は、円筒体から成り、アルミ素管、及び該アルミ素管上に形成され、PFA、PTFE等のフッ素樹脂から成る表面層を備え、内部に熱源としてのハロゲンランプ34が配設される。前記バックアップローラ33は、弾性体によって形成された円筒体から成る。 The heat roller 32 is formed of a cylindrical body, and includes an aluminum element tube and a surface layer formed on the aluminum element tube and made of a fluororesin such as PFA or PTFE, and a halogen lamp 34 serving as a heat source is disposed therein. Is done. The backup roller 33 is a cylindrical body formed of an elastic body.
さらに、用紙Pの搬送方向における定着器31より下流側には、ピンチローラ35及び排出ローラ36から成る第1の排出ローラ対が、該第1の排出ローラ対より下流側には、ピンチローラ37及び排出ローラ38から成る第2の排出ローラ対が配設される。用紙Pは、前記第1の排出ローラ対において、ピンチローラ35及び排出ローラ36の回転に伴って第2の排出ローラ対に送られ、該第2の排出ローラ対において、ピンチローラ37及び排出ローラ38の回転に伴ってスタッカ部39に排出される。前記ヒートローラ32、排出ローラ36、38等は、図示されない第2の駆動源から図示されないギヤ等を介して回転が伝達されて回転させられる。 Further, a first discharge roller pair composed of a pinch roller 35 and a discharge roller 36 is provided downstream of the fixing device 31 in the conveyance direction of the paper P, and a pinch roller 37 is provided downstream of the first discharge roller pair. And the 2nd discharge roller pair which consists of discharge roller 38 is arranged. The paper P is sent to the second discharge roller pair in the first discharge roller pair as the pinch roller 35 and the discharge roller 36 rotate. In the second discharge roller pair, the pinch roller 37 and the discharge roller are fed. The paper is discharged to the stacker unit 39 as 38 rotates. The heat roller 32, the discharge rollers 36, 38 and the like are rotated by transmission of rotation from a second drive source (not shown) via a gear (not shown).
次に、前記画像形成ユニット20について説明する。
Next, the
図1は本発明の第1の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming unit according to the first embodiment of the present invention.
図に示されるように、画像形成ユニット20は、画像形成ユニット20の本体、すなわち、画像形成ユニット本体20a、及び該画像形成ユニット本体20aに対して着脱自在に配設された現像剤収容体としての、かつ、現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジ26を備え、該トナーカートリッジ26内に現像剤としてのトナーTを収容するための現像剤収容室としてのトナー収容室52が形成される。なお、本実施の形態においては、トナーカートリッジ26が画像形成ユニット本体20aに対して着脱自在に配設されるが、画像形成ユニット本体20a及びトナーカートリッジ26を一体に形成することができる。また、本実施の形態においては、前記トナーTとして、画像の粒状性が高くならず、画像品位が低下することがないように、円形度が高い懸濁重合トナーが使用される。
As shown in the figure, the
また、前記画像形成ユニット本体20aには、前記感光体ドラム21、該感光体ドラム21と当接させて配設され、感光体ドラム21の表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ22、前記感光体ドラム21に当接させて配設され、感光体ドラム21の表面の静電潜像にトナーTを付着させてトナー像を形成する(現像を行う)現像剤担持体としての現像ローラ24、スポンジローラから成り、前記現像ローラ24に当接させて配設され、現像ローラ24にトナーTを供給する現像剤供給部材としての、かつ、現像剤供給ローラとしてのトナー供給ローラ25、曲折部27aを前記現像ローラ24に当接させて配設され、現像ローラ24の表面のトナーTを薄層化し、所定の厚さの現像剤層としてのトナー層を形成する現像剤層規制部材としての現像ブレード27、前記感光体ドラム21と当接させて配設され、トナー像が用紙Pに転写された後に感光体ドラム21上に残留したトナーTを掻き取るクリーニング部材としてのクリーニングローラ28等が配設される。
The image forming unit
前記感光体ドラム21は、有機感光体ドラムから成り、アルミニウム等の導電性を有する材料から成る基体ローラ、及び該基体ローラ上に形成された3層構造を有する有機感光層を備える。該有機感光層は、バインダ樹脂中にフィラーを混ぜた材料を塗布することによって形成された下引き層(UCL)、該下引き層上に、バインダ樹脂中に電荷発生剤を混ぜた材料を塗布することによって形成された電荷発生層(CGL)、及び該電荷発生層上に、バインダ樹脂中に電荷輸送剤を混ぜた材料を塗布することによって形成された電荷輸送層(CTL)から成る。
The
また、前記帯電ローラ22は、導電性を有するシャフト、及び該シャフト上に形成された導電性弾性層を備え、該導電性弾性層は、エピクロルヒドリンゴム(ECO)を主成分とするイオン導電性のゴムから成る。この場合、導電性弾性層に対して、イソシアネート(HDI)成分を含む表面処理液を浸透させることによる表面処理が行われ、表面が硬化させられ、離型性が高くされる。したがって、帯電ローラ22の表面にトナーT、外添剤等が付着するのを防止することができ、感光体ドラム21が汚れるのを防止することができる。
The charging
前記帯電ローラ22の硬度は、アスカーC硬度計(高分子計器社製)によって測定され、アスカーC硬度で73〔°〕にされる。また、帯電ローラ22の抵抗値は6.3〔logΩ〕にされる。なお、前記抵抗値は、温度が20〔℃〕、相対湿度が50〔%〕である環境条件下で、帯電ローラ22を、感光体ドラム21と同じ外径、表面粗さ及び導電性を有する金属製ドラムに、画像形成ユニット20に組み付けられるときと同じ圧力で押し付け、帯電ローラ22のシャフトと金属製ドラムとの間に500〔V〕の直流電圧を印加して測定した抵抗値である。
The hardness of the charging
そして、前記現像ローラ24は、導電性を有するシャフト、該シャフト上に形成され、紫外線処理が行われた半導電性シリコーンゴムから成る弾性層、及び該弾性層の表面にウレタン系樹脂を塗布することによって形成された表面コーティング層(コート層)を備え、該表面コーティング層の表面に、シランカップリング剤によって表面処理を行うことによって、シランカップリング剤層が形成される。前記表面コーティング層の厚さは、7〔μm〕以上、かつ、13〔μm〕以下にされる。また、前記表面コーティング層のウレタン系樹脂にはシリカの粒子が混合され、表面粗さRzが6〔μm〕以上、かつ、12〔μm〕以下(JIS B0601−1994による。)になるように研磨される。なお、印刷濃度を確保するために、できる限り表面粗さRzを大きくすることが好ましい。
The developing
前記現像ローラ24の硬度は、JIS−A規格の測定方法によって測定され、42〔°〕±5〔°〕にされる。また、現像ローラ24の抵抗値は、100〔MΩ〕以上、かつ、5000〔MΩ〕以下にされる。なお、前記抵抗値は、幅が2.0〔mm〕、直径が6.0〔mm〕のステンレス鋼製のボールベアリングを20〔gf〕の力で現像ローラ24に押し付け、シャフトとボールベアリングとの間に100〔V〕の直流電圧を印加して測定した抵抗値である。
The hardness of the developing
そして、前記トナー供給ローラ25は、導電性を有するシャフト、及び該シャフト上に形成され、半導電性を有し、発泡シリコーンゴムから成る弾性層を備え、該弾性層の表面を研磨することによって所定の外径にされる。
The
前記弾性層を形成するためのシリコーンゴムコンパウンドは、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等の各種の生ゴムに、補強材としてのシリカから成る充填剤、加硫硬化に必要な加硫剤、発泡剤等を添加することによって形成される。該発泡剤としては、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、又はADCA等の有機発泡剤が使用される。 Silicone rubber compound for forming the elastic layer includes various raw rubbers such as dimethyl silicone raw rubber and methylphenyl silicone raw rubber, a filler made of silica as a reinforcing material, a vulcanizing agent necessary for vulcanization and curing, and a foaming agent. Etc. are added. As the foaming agent, an inorganic foaming agent such as sodium bicarbonate or an organic foaming agent such as ADCA is used.
前記トナー供給ローラ25の硬度は、アスカーF硬度計(高分子計器社製)によって測定され、アスカーF硬度で41〔°〕にされる。前記硬度は、前記アスカーF硬度計を高さ10〔mm〕から3〔秒〕間でトナー供給ローラ25上に落下させたときの、トナー供給ローラ25の両端部からそれぞれ45〔mm〕及び中央の3点における値の平均である。なお、画像形成ユニット本体20a内において、トナー供給ローラ25は現像ローラ24に1.0〔mm〕±0.15〔mm〕の押込量だけ押し付けられる。
The hardness of the
前記トナー供給ローラ25の抵抗値は、1〔MΩ〕以上、かつ、100〔MΩ〕以下にされる。前記抵抗値は、前記現像ローラ24の抵抗値を測定するときと同じボールベアリングを20〔gf〕の力でトナー供給ローラ25に押し付け、シャフトとボールベアリングとの間に300〔V〕の直流電圧を印加して測定した抵抗値である。
The resistance value of the
前記現像ブレード27は、ステンレス鋼(SUS)の板材から成り、板厚が0.08〔mm〕にされ、現像ローラ24との当接部に曲げ加工を施すことによって、前記曲折部27aが形成される。本実施の形態において、曲折部27aの曲げ角度は90〔°〕にされ、現像ローラ24の接線と、現像ブレード27の長手方向に延びる線との成す角度は、15〔°〕以上、かつ、20〔°〕以下にされる。
The developing blade 27 is made of stainless steel (SUS) and has a thickness of 0.08 [mm]. The
なお、曲折部27aの曲率半径Rは、SEF 3500(Kosaka Laboratory Ltd.製)を使用し、現像ブレード27の曲折部27aの輪郭形状を、走査速度0.02〔mm/s〕で走査することによって測定される。また、現像ブレード27の表面粗さRzは十点平均表面粗さであり、0.6〔μm〕にされる。さらに、現像ブレード27を現像ローラ24に押し付ける線圧は50〔g/cm〕にされ、好ましくは40〔g/cm〕以上、かつ、70〔g/cm〕以下にされる。
Note that the radius of curvature R of the
そして、前記クリーニングローラ28は、直径が6〔mm〕の金属製の芯金、及び該芯金上にプライマーを介してEPDM(エチレン−プロピレン−ジエンゴム)を主材として接着することによって形成された導電性発泡層を備える。該導電性発泡層の発泡セル径の平均は、実体顕微鏡を使用して測定され、100〔μm〕以上、かつ、300〔μm〕以下にされる。
The cleaning
前記クリーニングローラ28の硬度は、4.9〔N〕の荷重を加えた状態で、アスカーC硬度計によって測定され、アスカーC硬度で35〔°〕以上、かつ、45〔°〕以下にされる。
The hardness of the cleaning
なお、前記クリーニングローラ28の両端には、付勢部材としての図示されないばねが配設され、各ばねの付勢力によってクリーニングローラ28が感光体ドラム21に押し付けられる。
Note that springs (not shown) as urging members are disposed at both ends of the cleaning
また、クリーニングローラ28の抵抗値(全面抵抗)は、2.0×106 〔Ω〕以上、かつ、2.0×107 〔Ω〕以下にされる。前記抵抗値は、クリーニングローラ28を、直径が30〔mm〕の感光体ドラム21に0.25〔mm〕の押込量だけ押し付けて回転させ、クリーニングローラ28と感光体ドラム21との間に400〔V〕の直流電圧を印加して測定した抵抗値である。
The resistance value (entire surface resistance) of the cleaning
なお、感光体ドラム21、現像ローラ24、トナー供給ローラ25、帯電ローラ22、クリーニングローラ28及び転写ローラ17は、図示されない第3の駆動源から回転が伝達されて、それぞれ、矢印a方向、矢印b方向、矢印c方向、矢印d方向、矢印e方向及び矢印f向に回転させられる。そのために、転写ローラ17に図示されない転写ギヤが、感光体ドラム21に図示されないドラムギヤが、帯電ローラ22に図示されないチャージギヤが、現像ローラ24に図示されない現像ギヤが、トナー供給ローラ25に図示されないトナー供給ギヤが、クリーニングローラ28に図示されないクリーニングギヤが、圧入又はその他の方法で固定される。また、前記現像ギヤとトナー供給ギヤとの間に図示されないアイドルギヤが配設される。
The
帯電ローラ22には、感光体ドラム21の表面を帯電させるために、現像ローラ24にはトナーTを静電潜像に付着させるために、トナー供給ローラ25にはトナーTを現像ローラ24に供給するために、転写ローラ17には、感光体ドラム21上のトナー像を用紙Pに転写するために、所定の電圧が印加される。そのために、図示されない電源装置が配設され、図示されない制御部によって、印加される電圧が制御される。
To charge the charging
次に、前記構成の画像形成ユニット20の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、前記制御部において印刷指示が発生させられると、前記第3の駆動源が駆動され、図示されない数個のギヤを介して前記ドラムギヤに回転が伝達され、感光体ドラム21が矢印a方向に回転させられる。そして、前記ドラムギヤから現像ギヤに回転が伝達され、現像ローラ24が矢印b方向に回転させられ、前記現像ギヤからアイドルギヤを介してトナー供給ギヤに回転が伝達され、トナー供給ローラ25が矢印c方向に回転させられる。また、ドラムギヤから前記チャージギヤに回転が伝達され、帯電ローラ22が矢印d方向に回転させられ、ドラムギヤからクリーニングギヤに回転が伝達され、クリーニングローラ28が矢印e方向に回転させられ、ドラムギヤから転写ギヤに回転が伝達され、転写ローラ17が矢印f方向に回転させられる。
First, when a printing instruction is generated in the control unit, the third driving source is driven, rotation is transmitted to the drum gear through several gears (not shown), and the
前記帯電ローラ22に電圧が印加されることによって、感光体ドラム21の表面は一様に帯電させられ、表面電位が、例えば、600〔V〕にされる。そして、回転に伴って、感光体ドラム21の表面における帯電させられた部分がLEDヘッド23と対向する部分に到達すると、LEDヘッド23は、前記制御部から送られた画像データに基づいて作動させられ、感光体ドラム21を露光し、感光体ドラム21上に静電潜像を形成する。このとき、トナー供給ローラ25には、例えば、−300〔V〕のバイアス電圧が、現像ローラ24には、例えば、−200〔V〕のバイアス電圧が印加される。
By applying a voltage to the charging
続いて、回転に伴って、感光体ドラム21の表面における静電潜像が形成された部分が現像ローラ24と対向する位置に到達すると、前記静電潜像が形成された部分の電位(例えば、−20〔V〕)と現像ローラ24との電位差によって、現像ブレード27によって薄層化された現像ローラ24上のトナーTが感光体ドラム21上に移動し、静電潜像に付着させられ、トナー像が形成される。
Subsequently, when the portion where the electrostatic latent image is formed on the surface of the
そして、感光体ドラム21の表面におけるトナー像が形成された部分が転写ローラ17と対向する部分に到達すると、トナー像は転写ローラ17によって用紙Pに転写させられ、感光体ドラム21の表面に残留したトナーTは、クリーニングローラ28によって掻き取られ、印刷動作が終了した後、前記制御部によって設定されたシーケンスに従って回収される。
When the portion where the toner image is formed on the surface of the
続いて、用紙Pが定着器31に送られると、トナー像は、ハロゲンランプ34によって加熱されたヒートローラ32からの熱によって加熱され、溶融させられ、バックアップローラ33によって加圧され、用紙Pに定着させられる。このようにして、用紙P上に画像が形成される。 Subsequently, when the paper P is sent to the fixing device 31, the toner image is heated by the heat from the heat roller 32 heated by the halogen lamp 34, melted, pressurized by the backup roller 33, and applied to the paper P. It is fixed. In this way, an image is formed on the paper P.
次に、本実施の形態においてプリンタ10に使用される前記懸濁重合トナーの製造方法について説明する。 Next, a method for producing the suspension polymerization toner used in the printer 10 in the present embodiment will be described.
まず、スチレン77.5〔重量部〕及びアクリル酸−n−ブチル22.5〔重量部〕にオフセット防止剤としての低分子量ポリエチレン2〔重量部〕、帯電制御剤として「アイゼンスピロンブラックTRH」(保土谷化学工業社製)1〔重量部〕、カーボンブラック(PrintexLデグサ社製)6〔重量部〕及び2,2’−アゾビスイソブチロニトリル1〔重量部〕を加え、アトライザー「MA−01SC」(三井三池化工機社製)に投入し、15〔℃〕で10〔時間〕分散させ、重合性組成物を作成する。そして、ポリアクリル酸8〔重量部〕及びジビニルベンゼン0.35〔重量部〕を溶解したエタノール180〔重量部〕に蒸留水600〔重量部〕を加え、重合のための分散媒を作成する。該分散媒に前記重合性組成物を添加し、TKホモミキサー「M型」(特殊機化工業社製)で、15〔℃〕、8000〔回転〕の条件下で10〔分〕間分散させて作成した分散溶液を、1リットルのセパラブルフラスコ中に移し、窒素気流下100〔rpm〕でセパラブルフラスコを回転させることによって攪拌しながら85〔℃〕で12〔時間〕反応させる。この時点で重合性組成物の1段目の重合反応によって得られた分散質を中間粒子とする。 First, styrene 77.5 [parts by weight] and acrylic acid-n-butyl 22.5 [parts by weight] low molecular weight polyethylene 2 [parts by weight] as an anti-offset agent, and “Eisenspiron Black TRH” as a charge control agent (Hodogaya Chemical Co., Ltd.) 1 [parts by weight], carbon black (printex L Degussa Co., Ltd.) 6 [parts by weight] and 2,2′-azobisisobutyronitrile 1 [parts by weight] were added. -01SC "(manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.) and dispersed at 15 [° C] for 10 [hours] to prepare a polymerizable composition. Then, distilled water 600 [parts by weight] is added to ethanol 180 [parts by weight] in which polyacrylic acid 8 [parts by weight] and divinylbenzene 0.35 [parts by weight] are dissolved to prepare a dispersion medium for polymerization. The polymerizable composition is added to the dispersion medium and dispersed for 10 minutes under conditions of 15 ° C. and 8000 rpm by a TK homomixer “M type” (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). The dispersion solution prepared in this manner is transferred into a 1 liter separable flask, and the separable flask is rotated at 100 [rpm] under a nitrogen stream and reacted at 85 [° C.] for 12 [hours] with stirring. At this point, the dispersoid obtained by the first stage polymerization reaction of the polymerizable composition is used as intermediate particles.
次に、該中間粒子をメタクリル酸メチル9.25〔重量部〕、アクリル酸−n−ブチル0.75〔重量部〕、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.5〔重量部〕、ラウリル硫酸ナトリウム0.1〔重量部〕及び水80〔重量部〕から成る水系懸濁液に投入し、超音波発振器US−150(日本精機製作所製)で振動を加えて水乳濁液LAを作成し、該水乳濁液LA9〔重量部〕を前記中間粒子に滴下し、中間粒子を膨潤させて分散媒を作成する。なお、滴下後、直ちに光学顕微鏡で観察を行い、乳濁液滴が全く見られず、膨潤が極めて短時間のうちに完了たことを確認した。そこで、窒素下で攪拌を続けながら所定の温度で所定の時間、2段目の重合反応をさせ、前記分散媒を冷却した後、0.5N塩酸水溶液でpHが所定の値になるまで溶かし、濾過及び水洗を行い、風によって乾燥させた後、40〔℃〕で10〔時間〕、10〔mmHg〕で減圧乾燥させ、風力分級器で分級して、外添剤が添加されていないトナー母粒子を作成する。 Next, the intermediate particles were methyl methacrylate 9.25 [parts by weight], acrylic acid-n-butyl 0.75 [parts by weight], and 2,2′-azobisisobutyronitrile 0.5 [parts by weight]. , Put into an aqueous suspension composed of sodium lauryl sulfate 0.1 [parts by weight] and water 80 [parts by weight], and vibrated with an ultrasonic oscillator US-150 (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.). The aqueous emulsion LA9 [parts by weight] is dropped on the intermediate particles to swell the intermediate particles to prepare a dispersion medium. In addition, immediately after the dropping, observation with an optical microscope was performed, and no emulsion droplets were observed, and it was confirmed that the swelling was completed within an extremely short time. Therefore, the second stage polymerization reaction is performed at a predetermined temperature for a predetermined time while continuing stirring under nitrogen, and after cooling the dispersion medium, it is dissolved with a 0.5N hydrochloric acid aqueous solution until the pH reaches a predetermined value, After filtering and washing with water, drying with wind, drying at 40 [° C.] for 10 [hours] and 10 [mmHg] under reduced pressure, classifying with an air classifier, and a toner base to which no external additive is added Create particles.
続いて、該トナー母粒子に外添剤を添加してトナーTを作成する。 Subsequently, an external additive is added to the toner base particles to prepare toner T.
ここで、本実施の形態において画像品位が低下することがないようにするための印刷実験に使用される各トナーTの製造方法について説明する。各トナーTは、前記2段目の重合反応の条件、及び前記分散媒を溶かす条件を変更することによって、体積平均粒径及び円形度が異なる各種のトナー母粒子を作成し、該トナー母粒子に外添剤を添加することによって作成される。 Here, a manufacturing method of each toner T used in a printing experiment for preventing the image quality from being deteriorated in the present embodiment will be described. For each toner T, various toner base particles having different volume average particle diameter and circularity are prepared by changing the conditions of the second-stage polymerization reaction and the conditions for dissolving the dispersion medium. It is created by adding an external additive to.
トナーTの体積平均粒径は、細胞計数分析装置「コールターマルチライザー3」(ベックマンコールター社製)を使用し、アパチャー径を100〔μm〕にして30000カウント測定することによって算出する。また、トナーTの円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−2100」(シスメックス社製)を使用して測定する。トナーTの円形度は、粒子投影像の面積と同じ面積を有する円の周囲長L1、及び粒子投影像の周囲長L2に基づいて式(1)で表される。 The volume average particle diameter of the toner T is calculated by measuring 30000 counts using a cell counting analyzer “Coulter Multi-Riser 3” (manufactured by Beckman Coulter) with an aperture diameter of 100 [μm]. The circularity of the toner T is measured using a flow type particle image analyzer “FPIA-2100” (manufactured by Sysmex Corporation). The circularity of the toner T is expressed by Expression (1) based on the circumference L1 of the circle having the same area as the area of the particle projection image and the circumference L2 of the particle projection image.
円形度=L1/L2 ……(1)
前記円形度が1.00であれば真球であり、円形度が1.00より小さくなるに従って粒子の形状は不定形になる。
Circularity = L1 / L2 (1)
If the circularity is 1.00, it is a true sphere, and the particle shape becomes indefinite as the circularity becomes smaller than 1.00.
そして、前記2段目の重合反応において水乳濁液LAを85〔℃〕で5.0〔時間〕反応させたときのトナー母粒子をAとし、分散媒を0.5N塩酸水溶液で溶かし、pHを4.5、4.3、4.1、3.9、3.7と変化させて各トナー母粒子A1〜A5を作成し、該各トナー母粒子A1〜A5に外添剤を添加してトナーA−1〜A−5を作成する。 Then, in the second-stage polymerization reaction, the toner mother particles when the water emulsion LA was reacted at 85 [° C.] for 5.0 [hours] was A, and the dispersion medium was dissolved in 0.5N hydrochloric acid aqueous solution. The toner base particles A1 to A5 are prepared by changing the pH to 4.5, 4.3, 4.1, 3.9, and 3.7, and external additives are added to the toner base particles A1 to A5. Thus, toners A-1 to A-5 are prepared.
各トナーA−1〜A−5の体積平均粒径は3.0〔μm〕になり、トナーA−1の円形度は0.96に、トナーA−2の円形度は0.97に、トナーA−3の円形度は0.98に、トナーA−4の円形度は0.99に、トナーA−5の円形度は1.00になる。 The volume average particle diameter of each of the toners A-1 to A-5 is 3.0 [μm], the circularity of the toner A-1 is 0.96, the circularity of the toner A-2 is 0.97, The circularity of toner A-3 is 0.98, the circularity of toner A-4 is 0.99, and the circularity of toner A-5 is 1.00.
そして、前記2段目の重合反応において水乳濁液LAを85〔℃〕で5.5〔時間〕反応させたときのトナー母粒子をBとし、前述されたようにpHを変化させてトナー母粒子B1〜B5を作成し、該各トナー母粒子B1〜B5に外添剤を添加してトナーB−1〜B−5を作成する。該各トナーB−1〜B−5の体積平均粒径は3.5〔μm〕になり、トナーB−1の円形度は0.96に、トナーB−2の円形度は0.97に、トナーB−3の円形度は0.98に、トナーB−4の円形度は0.99に、トナーB−5の円形度は1.00になる。 Then, in the second stage polymerization reaction, the toner mother particles when the water emulsion LA is reacted at 85 [° C.] for 5.5 [hours] is B, and the pH is changed as described above to change the toner. Base particles B1 to B5 are prepared, and external additives are added to the toner base particles B1 to B5 to prepare toners B-1 to B-5. The volume average particle diameter of each of the toners B-1 to B-5 is 3.5 [μm], the circularity of the toner B-1 is 0.96, and the circularity of the toner B-2 is 0.97. The circularity of toner B-3 is 0.98, the circularity of toner B-4 is 0.99, and the circularity of toner B-5 is 1.00.
また、前記2段目の重合反応において水乳濁液LAを85〔℃〕で6.0〔時間〕反応させたときのトナー母粒子をCとし、前述されたようにpHを変化させてトナー母粒子C1〜C5を作成し、該各トナー母粒子C1〜C5に外添剤を添加してトナーC−1〜C−5を作成する。各トナーC−1〜C−5の体積平均粒径は4.0〔μm〕になり、トナーC−1の円形度は0.96に、トナーC−2の円形度は0.97に、トナーC−3の円形度は0.98に、トナーC−4の円形度は0.99に、トナーC−5の円形度は1.00になる。 In the second stage polymerization reaction, the toner base particles when the water emulsion LA is reacted at 85 [° C.] for 6.0 [hours] is C, and the pH is changed as described above to change the toner. Base particles C1 to C5 are prepared, and external additives are added to the toner base particles C1 to C5 to prepare toners C-1 to C-5. The volume average particle diameter of each of the toners C-1 to C-5 is 4.0 [μm], the circularity of the toner C-1 is 0.96, the circularity of the toner C-2 is 0.97, The circularity of toner C-3 is 0.98, the circularity of toner C-4 is 0.99, and the circularity of toner C-5 is 1.00.
さらに、前記2段目の重合反応において水乳濁液LAを85〔℃〕で7.0〔時間〕反応させたときのトナー母粒子をDとし、前述されたようにpHを変化させてトナー母粒子D1〜D5を作成し、該各トナー母粒子D1〜D5に外添剤を添加してトナーD−1〜D−5を作成する。各トナーD−1〜D−5の体積平均粒径は5.0〔μm〕になり、トナーD−1の円形度は0.96に、トナーD−2の円形度は0.97に、トナーD−3の円形度は0.98に、トナーD−4の円形度は0.99に、トナーD−5の円形度は1.00になる。 Further, in the second stage polymerization reaction, the toner base particles when the water emulsion LA is reacted at 85 [° C.] for 7.0 [hours] is D, and the pH is changed as described above to change the toner. Base particles D1 to D5 are prepared, and external additives are added to the toner base particles D1 to D5 to prepare toners D-1 to D-5. The volume average particle diameter of each of the toners D-1 to D-5 is 5.0 [μm], the circularity of the toner D-1 is 0.96, the circularity of the toner D-2 is 0.97, The circularity of the toner D-3 is 0.98, the circularity of the toner D-4 is 0.99, and the circularity of the toner D-5 is 1.00.
また、前記2段目の重合反応において水乳濁液LAを85〔℃〕で8.0〔時間〕反応させたときのトナー母粒子をEとし、前述されたようにpHを変化させてトナー母粒子E1〜E5を作成し、該各トナー母粒子E1〜E5に外添剤を添加してトナーE−1〜E−5を作成する。各トナーE−1〜E−5の体積平均粒径は6.0〔μm〕になり、トナーE−1の円形度は0.96に、トナーE−2の円形度は0.97に、トナーE−3の円形度は0.98に、トナーE−4の円形度は0.99に、トナーE−5の円形度は1.00になる。 In the second stage polymerization reaction, the toner mother particles when the water emulsion LA is reacted at 85 [° C.] for 8.0 [hours] is E, and the pH is changed as described above to change the toner. Base particles E1 to E5 are prepared, and external additives are added to the toner base particles E1 to E5 to prepare toners E-1 to E-5. The volume average particle diameter of each of the toners E-1 to E-5 is 6.0 [μm], the circularity of the toner E-1 is 0.96, the circularity of the toner E-2 is 0.97, The circularity of toner E-3 is 0.98, the circularity of toner E-4 is 0.99, and the circularity of toner E-5 is 1.00.
さらに、前記2段目の重合反応において水乳濁液LAを85〔℃〕で9.0〔時間〕反応させたときのトナー母粒子をFとし、前述されたようにpHを変化させてトナー母粒子F1〜F5を作成し、該各トナー母粒子F1〜F5に外添剤を添加してトナーF−1〜F−5を作成する。各トナーF−1〜F−5の体積平均粒径は6.5〔μm〕になり、トナーF−1の円形度は0.96に、トナーF−2の円形度は0.97に、トナーF−3の円形度は0.98に、トナーF−4の円形度は0.99に、トナーF−5の円形度は1.00になる。 Further, in the second stage polymerization reaction, the toner base particles obtained when the water emulsion LA is reacted at 85 [° C.] for 9.0 [hours] are defined as F, and the pH is changed as described above to change the toner. Base particles F1 to F5 are prepared, and external additives are added to the toner base particles F1 to F5 to prepare toners F-1 to F-5. The volume average particle diameter of each of the toners F-1 to F-5 is 6.5 [μm], the circularity of the toner F-1 is 0.96, and the circularity of the toner F-2 is 0.97. The circularity of the toner F-3 is 0.98, the circularity of the toner F-4 is 0.99, and the circularity of the toner F-5 is 1.00.
また、前記2段目の重合反応において水乳濁液LAを85〔℃〕で10.0〔時間〕反応させたときのトナー母粒子をGとし、前述されたようにpHを変化させてトナー母粒子G1〜G5を作成し、該各トナー母粒子G1〜G5に外添剤を添加してトナーG−1〜G−5を作成する。各トナーG−1〜G−5の体積平均粒径は7.0〔μm〕になり、トナーG−1の円形度は0.96に、トナーG−2の円形度は0.97に、トナーG−3の円形度は0.98に、トナーG−4の円形度は0.99に、トナーG−5の円形度は1.00になる。 Further, in the second stage polymerization reaction, the toner base particles when the water emulsion LA is reacted at 85 [° C.] for 10.0 [hours] is G, and the pH is changed as described above to change the toner. Base particles G1 to G5 are prepared, and external additives are added to the toner base particles G1 to G5 to prepare toners G-1 to G-5. The volume average particle diameter of each of the toners G-1 to G-5 is 7.0 [μm], the circularity of the toner G-1 is 0.96, the circularity of the toner G-2 is 0.97, The circularity of the toner G-3 is 0.98, the circularity of the toner G-4 is 0.99, and the circularity of the toner G-5 is 1.00.
なお、円形度が1.00の真球のトナーTを実際に作成するのは困難であるので、トナーA−5、B−5、C−5、D−5、E−5、F−5、G−5の円形度は0.995以上、かつ、0.998以下であるが、四捨五入して1.00とする。 Since it is difficult to actually create a true toner T having a circularity of 1.00, the toners A-5, B-5, C-5, D-5, E-5, and F-5 are used. , G-5 has a circularity of 0.995 or more and 0.998 or less, but rounded off to 1.00.
本実施の形態においては、トナー母粒子100〔重量部〕に、外添剤として「アエロジルRX50」(日本アエロジル社製)を1.8〔重量部〕添加して25〔分〕間混合することによって、トナーA−1〜A−5、B−1〜B−5、C−1〜C−5、D−1〜D−5、E−1〜E−5、F−1〜F−5、G−1〜G−5が作成される。 In the present embodiment, “Aerosil RX 50” (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) as an external additive is added to 100 [parts by weight] of toner base particles and mixed for 25 [minutes]. Toners A-1 to A-5, B-1 to B-5, C-1 to C-5, D-1 to D-5, E-1 to E-5, F-1 to F-5. , G-1 to G-5 are created.
次に、体積平均粒径及び円形度を異ならせた前記各トナーA−1〜A−5、B−1〜B−5、C−1〜C−5、D−1〜D−5、E−1〜E−5、F−1〜F−5、G−1〜G−5、及び曲折部27aの曲率半径Rをそれぞれ異ならせた現像ブレード27を使用し、画像形成速度を高くして行った印刷実験について説明する。
Next, each of the toners A-1 to A-5, B-1 to B-5, C-1 to C-5, D-1 to D-5, E having different volume average particle diameters and circularity degrees. -1 to E-5, F-1 to F-5, G-1 to G-5, and developing blades 27 having different curvature radii R of the
この場合、曲折部27aの曲率半径Rを0.18〔mm〕にした現像ブレードα−1、曲折部27aの曲率半径Rを0.20〔mm〕にした現像ブレードα−2、曲折部27aの曲率半径Rを0.25〔mm〕にした現像ブレードα−3、曲折部27aの曲率半径Rを0.30〔mm〕にした現像ブレードα−4、曲折部27aの曲率半径Rを0.35〔mm〕にした現像ブレードα−5、及び曲折部27aの曲率半径Rを0.38〔mm〕にした現像ブレードα−6を作成した。
In this case, the developing blade α-1 in which the radius of curvature R of the
そして、形成された画像の粒状性が高い(ざらつき感がある)かどうかの判定(以下「グレイニネス判定」という。)、濃度が適正であるかどうかの判定(以下「濃度判定」という。)、画像に汚れがあるかどうかの判定(以下「汚れ判定」という。)及び総合的に画像品位が高いかどうかの判定(以下「総合判定」という。)を行った。 Then, a determination is made as to whether or not the formed image has high graininess (feels rough) (hereinafter referred to as “graininess determination”), a determination as to whether the density is appropriate (hereinafter referred to as “density determination”), A determination was made as to whether the image is dirty (hereinafter referred to as “dirt determination”) and a determination as to whether the image quality is comprehensively high (hereinafter referred to as “total determination”).
なお、前記印刷実験において、前記感光体ドラム21の周速度を表す線速を246〔mm/s〕にし、印刷を行う環境を常温常湿環境(22〔℃〕、55〔%〕)にした。また、現像ブレード27として前記現像ブレードα−4を使用し、現像ローラ24の表面粗さRzを9〔μm〕にした。
In the printing experiment, the linear speed representing the peripheral speed of the
そして、用紙Pとしてレターサイズの上質紙(白色度が92、秤量が20〔Lb〕紙)を使用し、縦方向送り(4辺のうち短い2辺が前端及び後端になる用紙送り)で、2×2画像(2〔ドット〕×2〔ドット〕単位で、印刷及び空白を繰り返す印刷パターンから成る、印字部分が25〔%〕の画像)、及び黒べた画像(印字部分が100〔%〕の画像)を形成した。 Then, letter-size high-quality paper (whiteness is 92 and weighing is 20 [Lb] paper) is used as the paper P, and the paper is fed in the vertical direction (paper feed in which two short sides out of the four sides are the front end and the rear end). 2 x 2 images (2 [dots] x 2 [dots] in a print pattern consisting of a print pattern that repeats printing and blanking, 25% print image) and black solid image (print part 100%) Image).
前記各条件で行った実験1−1〜1−35における各判定結果を表1に示す。なお、表1において、体積平均粒径を単に粒径と表す。 Table 1 shows the determination results in Experiments 1-1 to 1-35 performed under the above conditions. In Table 1, the volume average particle diameter is simply expressed as particle diameter.
グレイニネス判定は、2×2画像についてルーペで画像の粒状性を観察することによって行った。表1において、◎はドットが真円に近く、画像の粒状性が低いことを、○はドットが円形の形状を保っていて、画像の粒状性が許容範囲内であることを、×は細かいドットが白く抜けたり、ドットからトナーが散ったりしていて、画像の粒状性が高いことを表す。 The graininess determination was performed by observing the granularity of the image with a loupe for a 2 × 2 image. In Table 1, ◎ indicates that the dot is close to a perfect circle and the graininess of the image is low, ○ indicates that the dot has a circular shape and the graininess of the image is within an allowable range, and × indicates that it is fine The dots are white and the toner is scattered from the dots, indicating that the image has high graininess.
また、濃度判定は、各画像について、べた部分の濃度を、500Series Spectrodensitometer(X−Rite,Ink社製)を使用して測定することによって行った。◎は濃度が1.35以上、かつ、1.50以下で適正であり、画像は鮮明であるが、濃すぎないことを、○は濃度が1.51以上、かつ、1.55以下、又は1.30以上、かつ、1.35未満で適正であり、画像は鮮明であるが、2×2画像が濃いことを、×は濃度が1.56以上又は1.30未満で適正でなく、2×2画像が濃すぎてむらがあるか、又は画像が鮮明でないことを表す。 The density determination was performed by measuring the density of the solid portion of each image using a 500 Series Spectrodensitometer (X-Rite, manufactured by Ink). ◎ is appropriate when the density is 1.35 or more and 1.50 or less, and the image is clear but not too dark, ◯ is the density is 1.51 or more and 1.55 or less, or 1.30 or more and less than 1.35 is appropriate and the image is clear, but the 2 × 2 image is dark, x is not appropriate when the density is 1.56 or more or less than 1.30, Indicates that the 2 × 2 image is too dark and uneven, or the image is not clear.
そして、汚れ判定は、非印字部分を目視で観察することによって行った。○は非印字部分にトナーが付着しておらず、2×2画像が均一に形成されていることを、×は非印字部分にトナーが付着していて、2×2画像にむらがあることを表す。なお、汚れは、非印字部分にトナーが付着することによって生じるものであり、例えば、トナーの帯電量が大きく、現像ローラ24上のトナーの電位が感光体ドラム21よりマイナス側に高い場合に、現像ローラ24上から感光体ドラム21にトナーが移動し、非印字部分に付着する。
The smudge judgment was performed by visually observing the non-printed part. ○ indicates that no toner is attached to the non-printing area, and a 2 × 2 image is uniformly formed. × indicates that toner is attached to the non-printing area and the 2 × 2 image is uneven. Represents. The smear is caused by the toner adhering to the non-printing portion. For example, when the toner charge amount is large and the potential of the toner on the developing
表1から分かるように、体積平均粒径が6.0〔μm〕以下の、体積平均粒径が小さいトナーを使用した場合、画像の粒状性は低く、グレイニネス判定が◎又は○になった。また、円形度が高いトナーを使用した場合、画像の粒状性は低く、体積平均粒径が6.5〔μm〕以下で、円形度が0.97以上のトナーを使用した場合、グレイニネス判定が◎又は○になった。 As can be seen from Table 1, when a toner having a volume average particle size of 6.0 [μm] or less and a small volume average particle size is used, the granularity of the image is low, and the graininess determination is ◎ or ○. In addition, when a toner having a high degree of circularity is used, the graininess of the image is low, and when a toner having a volume average particle size of 6.5 [μm] or less and a circularity of 0.97 or more is used, the graininess determination is performed. It became ◎ or ○.
なお、体積平均粒径が7.0〔μm〕以上で、かつ、円形度が0.99以上のトナーを使用した場合、濃度判定が×になった。これは、トナーの体積平均粒径が大きく、摩擦による帯電、すなわち、摩擦帯電が行われる回数が少なくなるため、及びトナーの円形度が高いのでトナー同士が滑りやすく、摩擦帯電が十分に行われないためであると考えられる。 When a toner having a volume average particle size of 7.0 [μm] or more and a circularity of 0.99 or more is used, the density determination is x. This is because the toner has a large volume average particle diameter, and charging due to friction, that is, the number of times that triboelectric charging is performed is reduced, and because the circularity of the toner is high, the toners are slippery and frictional charging is sufficiently performed. This is thought to be because there is not.
そして、体積平均粒径が3.0〔μm〕以下のトナーを使用した場合、汚れ判定が×になった。これは、トナーの体積平均粒径が小さいと、摩擦帯電が行われる回数が多くなり、トナーの帯電量が大きくなるためであると考えられる。 When a toner having a volume average particle size of 3.0 [μm] or less is used, the stain determination is x. This is considered to be because when the volume average particle diameter of the toner is small, the number of times that the frictional charging is performed increases, and the charge amount of the toner increases.
なお、円形度が0.96のトナーにおいても、汚れ判定が×になるものがあった。これは、円形度が低いので、トナーの摩擦帯電が過剰に行われ、トナーの帯電量が大きくなるためであると考えられる。 Even with toner having a circularity of 0.96, there were some cases where the stain determination was x. This is presumably because the toner is excessively triboelectrically charged due to its low circularity, and the toner charge amount increases.
また、体積平均粒径が4.0〔μm〕以上、かつ、6.0〔μm〕以下で、円形度が0.97以上のトナーを使用した場合、グレイニネス判定及び濃度判定が◎になり、汚れ判定が○になった。これは、体積平均粒径及び円形度が適正な範囲に収まり、トナー同士の帯電量が最適になるためであると考えられる。 Further, when a toner having a volume average particle diameter of 4.0 [μm] or more and 6.0 [μm] or less and a circularity of 0.97 or more is used, the graininess determination and the density determination are ◎, Dirt judgment became ○. This is considered to be because the volume average particle diameter and the circularity are within appropriate ranges, and the charge amount between the toners is optimized.
総合判定においては、体積平均粒径が3.5〔μm〕以上、かつ、6.5〔μm〕以下で、円形度が0.97以上のトナーを使用した場合に、画像の粒状性が低くなり、画像の濃度が適正になり、画像に汚れが発生しなかった。好ましくは、体積平均粒径が4.0〔μm〕以上、かつ、6.0〔μm〕以下で、円形度が0.97以上のトナーを使用した場合に、目視したときの画像の濃度が一層適正になる。 In the comprehensive judgment, when a toner having a volume average particle size of 3.5 [μm] or more and 6.5 [μm] or less and a circularity of 0.97 or more is used, the granularity of the image is low. As a result, the density of the image became appropriate and the image was not smudged. Preferably, when a toner having a volume average particle size of 4.0 [μm] or more and 6.0 [μm] or less and a circularity of 0.97 or more is used, the image density when visually observed is It becomes even more appropriate.
次に、前記実験1−1〜1−35において、グレイニネス判定、濃度判定及び汚れ判定が◎又は○になったトナーB−2、B−5、F−2、F−5、並びにグレイニネス判定及び濃度判定が◎になったトナーC−2、C−5、E−2、E−5、並びに前記現像ブレードα−1〜α−6を使用して行った印刷実験について説明する。なお、実験の方法は、前記実験1−1〜1−35の方法と同じであり、2×2画像及び黒べた画像を印刷した。 Next, in the experiments 1-1 to 1-35, the toners B-2, B-5, F-2, F-5 in which the graininess determination, the density determination, and the stain determination are ◎ or ◯, and the graininess determination and A printing experiment performed using the toners C-2, C-5, E-2, E-5, and the developing blades α-1 to α-6, in which the density determination is ◎, will be described. The method of the experiment is the same as the method of Experiments 1-1 to 1-35, and a 2 × 2 image and a solid black image were printed.
実験2−1〜2−28における各判定結果を表2に示す。 Table 2 shows the determination results in Experiments 2-1 to 2-28.
円形度が0.97〔μm〕のトナー、及び曲折部27aの曲率半径Rが0.18〔mm〕の現像ブレードα−1を使用した場合、グレイニネス判定は×になった。これは、現像ブレードα−1の曲折部27aの曲率半径Rが小さすぎ、現像ローラ24上のトナーの量が少なく、トナー層が薄くなるだけでなく、トナーの円形度が低いので、ドットを形成することが難しいためであると考えられる。
When the toner having a circularity of 0.97 [μm] and the developing blade α-1 having the curvature radius R of the
また、曲折部27aの曲率半径Rが0.18〔mm〕の現像ブレードα−1を使用した場合、濃度が1.30より低くなり、濃度判定は×になった。これは、前記現像ブレードα−1の曲折部27aの曲率半径Rが小さすぎ、現像ローラ24上のトナーの量が少なく、画像の濃度を適正にすることができないためであると考えられる。
Further, when the developing blade α-1 having the curvature radius R of the
そして、曲折部27aの曲率半径Rが0.38〔mm〕の現像ブレードα−6を使用した場合、画像に汚れが発生し、汚れ判定が×になった。これは、現像ブレードα−6の曲折部27aの曲率半径Rが大きすぎ、現像ローラ24上のトナーの量が多くなり、非印字部分にトナーが付着してしまうためであると考えられる。汚れ判定が○になる曲率半径Rの範囲は、0.20〔mm〕以上、かつ、0.35〔mm〕以下であった。
When the developing blade α-6 having the curvature radius R of the
また、曲折部27aの曲率半径Rが0.25〔mm〕の現像ブレードα−3、及び曲折部27aの曲率半径Rが0.30〔mm〕の現像ブレードα−4を使用した場合、グレイニネス判定及び濃度範囲が◎になった。さらに、体積平均粒径が4.0〔μm〕以上、かつ、6.0〔μm〕以下で、円形度が0.97以上のトナーを使用した場合、グレイニネス判定及び濃度判定が◎になった。これは、トナーの体積平均粒径及び円形度並びに現像ブレード27の曲折部27aの曲率半径Rが最適であり、トナーの帯電状態及びトナー層の厚さが適正であるためと考えられる。
Further, when the developing blade α-3 having a curvature radius R of the
このように、本実施の形態においては、トナーTの体積平均粒径を3.5〔μm〕以上、かつ、6.5〔μm〕以下に、トナーTの円形度を0.97以上に、現像ブレード27の曲折部27aの曲率半径Rを0.20〔mm〕以上、かつ、0.35〔mm〕以下にすることによって、感光体ドラム21の線速を246〔mm/s〕にして画像形成速度を高くしても、画像の粒状性が高くなることがなく、画像の濃度が適正になり、画像に汚れが発生することがない。したがって、画像品位が低下することがない。
As described above, in this exemplary embodiment, the volume average particle diameter of the toner T is 3.5 [μm] or more and 6.5 [μm] or less, and the circularity of the toner T is 0.97 or more. By setting the curvature radius R of the
好ましくは、トナーTの体積平均粒径を4.0〔μm〕以上、かつ、6.0〔μm〕以下に、円形度を0.97以上に、現像ブレード27の曲折部27aの曲率半径Rを0.25〔mm〕以上、かつ、0.30〔mm〕以下にすることによって、画像品位が一層低下することがない。
Preferably, the volume average particle diameter of the toner T is 4.0 [μm] or more and 6.0 [μm] or less, the circularity is 0.97 or more, and the radius of curvature R of the
図3は本発明の第1の実施の形態におけるトナーの体積平均粒径及び円形度を変化させたときの画像品位を表す図である。なお、図において、横軸に体積平均粒径を、縦軸に円形度を採ってある。そして、◆は画像品位が高いことを、×は画像品位が低いことを表す。 FIG. 3 is a diagram showing the image quality when the volume average particle diameter and the circularity of the toner in the first embodiment of the present invention are changed. In the figure, the horizontal axis represents the volume average particle diameter, and the vertical axis represents the circularity. And ◆ indicates that the image quality is high, and x indicates that the image quality is low.
次に、前記実験1−1〜1−35において、グレイニネス判定、濃度判定及び汚れ判定が◎又は○になったトナーB−2、B−5、F−2、F−5、並びにグレイニネス判定及び濃度判定が◎になったトナーC−2、C−5、E−2、E−5、並びに前記現像ブレードα−2〜α−5を使用し、感光体ドラム21の線速を223〔mm/s〕又は264〔mm/s〕にして画像形成速度を高くして行った印刷実験について説明する。なお、印刷実験の方法は、前記実験1−1〜1−35及び実験2−1〜2−28の実験の方法と同じであり、2×2画像及び黒べた画像が印刷される。
Next, in the experiments 1-1 to 1-35, the toners B-2, B-5, F-2, F-5 in which the graininess determination, the density determination, and the stain determination are ◎ or ◯, and the graininess determination and Using toners C-2, C-5, E-2, E-5, and developing blades [alpha] -2 to [alpha] -5, for which the density judgment is ◎, the linear velocity of the
実験3−1〜3−24における各判定結果を表3に示す。 Table 3 shows each determination result in Experiments 3-1 to 3-24.
表3から分かるように、感光体ドラム21の線速を、223〔mm/s〕又は264〔mm/s〕にして画像形成速度を高くした場合、グレイニネス判定及び濃度判定が○又は◎になり、汚れ判定が○になった。
As can be seen from Table 3, when the linear velocity of the
一般的に、感光体ドラム21の線速を低くすると濃度が高くなり、線速を高くすると濃度が低くなる。これは、感光体ドラム21の線速が低いと、感光体ドラム21にトナー像が形成されるまでに摩擦帯電が行われる時間が長く、トナーの帯電量が大きくなり、感光体ドラム21の線速が高いと、感光体ドラム21にトナー像が形成されるまでに摩擦帯電が行われる時間が短くなり、トナーの帯電量が小さくなるためであると考えられる。なお、前記感光体ドラム21の線速を246〔mm/s〕にした場合の、表3における濃度判定と表1及び2における濃度判定とは、ほぼ同じである。
Generally, when the linear velocity of the
このように、本実施の形態においては、トナーTの体積平均粒径を3.5〔μm〕以上、かつ、6.5〔μm〕以下に、円形度を0.97以上に、現像ブレード27の曲折部27aの曲率半径Rを0.20〔mm〕以上、かつ、0.35〔mm〕以下にすることによって、感光体ドラム21の線速を223〔mm/s〕以上、かつ、264〔mm/s〕以下にして画像形成速度を高くしても、画像の粒状性が高くなることがなく、画像の濃度が適正になり、画像に汚れが発生することがない。したがって、画像品位が低下することがない。
As described above, in this embodiment, the volume average particle size of the toner T is 3.5 [μm] or more and 6.5 [μm] or less, the circularity is 0.97 or more, and the developing blade 27 By setting the curvature radius R of the
ところで、実験3−1〜3−24のトナーを使用し、感光体ドラム21の線速を323〔mm/s〕にして同様の印刷実験を行ったところ、濃度が1.30より低くなってしまった。これは、感光体ドラム21の線速が高くなるのに伴って、画像形成速度が高くなり、現像ローラ24上においてトナーが現像ブレード27をすり抜ける速度が高くなるので、現像ローラ24に付着するトナーの量が少なくなったためであると考えられる。
By the way, when the same printing experiment was performed by using the toner of Experiments 3-1 to 3-24 and setting the linear velocity of the
そこで、画像形成速度が高くなっても、画像の粒状性が高くなることがなく、画像の濃度が適正になり、画像に汚れが発生せず、画像品位が低下することがないようにした本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。 Therefore, even if the image forming speed is increased, the image graininess is not increased, the image density is appropriate, the image is not smudged, and the image quality is not deteriorated. A second embodiment of the invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is provided and the effect of the same embodiment is used about the effect of the invention by having the same structure.
本実施の形態においては、前記実験1−1〜1−35において、グレイニネス判定、濃度判定及び汚れ判定が◎又は○になったトナーB−2、B−5、F−2、F−5、並びにグレイニネス判定及び濃度判定が◎になったトナーC−2、C−5、E−2、E−5、前記現像ブレードα−2〜α−3、表面粗さRzをそれぞれ異ならせた現像剤担持体としての現像ローラ24を使用し、像担持体としての感光体ドラム21の線速を323〔mm/s〕にして印刷実験を行った。実験の方法は、前記実験1−1〜1−35、実験2−1〜2−28及び実験3−1〜3−24の方法と同じであり、2×2画像及び黒べた画像を印刷した。なお、各現像ローラ24は、前記表面コーティング層を研磨する時間を変更することによって表面粗さRzを異ならせて形成した。
In this embodiment, in the experiments 1-1 to 1-35, the toners B-2, B-5, F-2, F-5 in which the graininess determination, the density determination, and the stain determination are ◎ or ◯, In addition, the toners C-2, C-5, E-2, and E-5, the developer blades α-2 to α-3, and the surface roughness Rz that are different from each other in the graininess determination and the density determination are ◎. Printing experiments were conducted using the developing
実験4−1〜4−52における各判定結果を表4及び5に示す。 Tables 4 and 5 show the determination results in Experiments 4-1 to 4-52.
表4及び5から分かるように、表面粗さRzが13〔μm〕以上、かつ、26〔μm〕以下の現像ローラ24を使用した場合、感光体ドラム21の線速を323〔mm/s〕にしても、グレイニネス判定、濃度判定及び汚れ判定が◎又は○になった。
As can be seen from Tables 4 and 5, when the developing
これは、感光体ドラム21の線速を高くすると、感光体ドラム21に現像剤像としてのトナー像が形成されるまでに摩擦帯電が行われる時間が短くなり、現像ローラ24上において現像剤としてのトナーが現像剤層規制部材としての現像ブレード27をすり抜ける速度が高くなるが、現像ローラ24の表面粗さRzが高いので、トナーの帯電量を大きくすることができ、現像ローラ24に付着するトナーの量を最適にすることができるためであると考えられる。
This is because when the linear velocity of the
このように、本実施の形態においては、トナーTの体積平均粒径を3.5〔μm〕以上、かつ、6.5〔μm〕以下に、円形度を0.97以上に、現像ブレード27の曲折部27aの曲率半径Rを0.20〔mm〕以上、かつ、0.35〔mm〕以下に、現像ローラ24の表面粗さRzを13〔μm〕以上、かつ、26〔μm〕以下にすることによって、線速を323〔mm/s〕にして画像形成速度を高くしても、画像の粒状性が高くなることがなく、画像の濃度が適正になり、画像に汚れが発生することがない。したがって、画像品位が低下することがない。
As described above, in this embodiment, the volume average particle size of the toner T is 3.5 [μm] or more and 6.5 [μm] or less, the circularity is 0.97 or more, and the developing blade 27 The radius of curvature R of the
好ましくは、現像ローラ24の表面粗さRzを17〔μm〕以上、かつ、23〔μm〕以下にすることによって、画像形成速度を高くしても、画像の粒状性が高くなることがなく、画像の濃度が適正になり、画像に汚れが発生することがなく、画像品位が一層低下することがない。
Preferably, by setting the surface roughness Rz of the developing
次に、前記1−1〜1−35において、グレイニネス判定、濃度判定及び汚れ判定が◎又は○になったトナーB−2、B−5、F−2、F−5、並びにグレイニネス判定及び濃度判定が◎になったトナーC−2、C−5、E−2、E−5、前記現像ブレードα−2〜α−5、並びに表面粗さRzをそれぞれ異ならせて形成した現像ローラ24を使用し、感光体ドラム21の線速を293〔mm/s〕又は352〔mm/s〕にして行った印刷実験について説明する。なお、実験の方法は、実験1−1〜1−35、実験2−1〜2−28、実験3−1〜3−24及び実験4−1〜4−52の方法と同じであり、2×2画像及び黒べた画像を印刷した。また、各現像ローラ24は、前記表面コーティング層を研磨する時間を変更することによって表面粗さRzを異ならせて形成した。
Next, in the above 1-1 to 1-35, the toners B-2, B-5, F-2, F-5 in which the graininess determination, the density determination, and the stain determination are ◎ or ◯, and the graininess determination and density The developing
実験5−1〜5−40における各判定結果を表6に示す。 Table 6 shows each determination result in Experiments 5-1 to 5-40.
表6から分かるように、表面粗さRzが13〔μm〕以上、かつ、26〔μm〕以下の現像ローラ24を使用した場合、感光体ドラム21の線速を293〔mm/s〕又は352〔mm/s〕にしても、感光体ドラム21の線速が323〔mm/s〕であるときと同様に、グレイニネス判定、濃度判定及び汚れ判定が◎又は○になった。
As can be seen from Table 6, when the developing
このように、本実施の形態においては、トナーTの体積平均粒径を3.5〔μm〕以上、かつ、6.5〔μm〕以下に、円形度を0.97以上に、現像ブレード27の曲折部27aの曲率半径Rを0.20〔mm〕以上、かつ、0.35〔mm〕以下に、現像ローラ24の表面粗さRzを13〔μm〕以上、かつ、26〔μm〕以下にすることによって、感光体ドラム21の線速を293〔mm/s〕以上、かつ、352〔mm/s〕以下にして画像形成速度を高くしても、画像の粒状性が高くなることがなく、画像の濃度が適正になり、画像に汚れが発生することがない。したがって、画像品位が低下することがない。
As described above, in this embodiment, the volume average particle size of the toner T is 3.5 [μm] or more and 6.5 [μm] or less, the circularity is 0.97 or more, and the developing blade 27 The radius of curvature R of the
好ましくは、トナーTの体積平均粒径を4.0〔μm〕以上、かつ、6.0〔μm〕以下に、円形度を0.97以上に、現像ブレード27の曲折部27aの曲率半径Rを0.25〔mm〕以上、かつ、0.30〔mm〕以下に、現像ローラ24の表面粗さRzを17〔μm〕以上、かつ、23〔μm〕以下にすると、感光体ドラム21の線速を293〔mm/s〕以上、かつ、352〔mm/s〕以下にして画像形成速度を高くしても、画像の粒状性が高くなることがなく、画像の濃度が適正になり、画像に汚れが発生することがないので、画像品位が一層低下することがない。
Preferably, the volume average particle diameter of the toner T is 4.0 [μm] or more and 6.0 [μm] or less, the circularity is 0.97 or more, and the radius of curvature R of the
なお、前記各実施の形態においては、一成分系の電子写真式のプリンタ10について説明しているが、本発明を、曲折部を有する現像ブレードを使用する画像形成装置に適用することができる。 In each of the above embodiments, the one-component electrophotographic printer 10 is described. However, the present invention can be applied to an image forming apparatus using a developing blade having a bent portion.
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
20 画像形成ユニット
21 感光体ドラム
24 現像ローラ
25 トナー供給ローラ
27 現像ブレード 27a 曲折部
20
Claims (6)
(b)前記静電潜像に現像剤を付着させて現像を行う現像剤担持体と、
(c)該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給ローラと、
(d)曲折部を備え、該曲折部を前記現像剤担持体に当接させて配設され、該現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤層規制部材とを有するとともに、
(e)前記現像剤の円形度が0.97以上に、体積平均粒径が3.5〔μm〕以上、かつ、6.5〔μm〕以下にされ、
(f)前記現像剤層規制部材の曲折部の曲率半径が0.20〔mm〕以上、かつ、0.35〔mm〕以下にされることを特徴とする画像形成ユニット。 (A) an image carrier on which an electrostatic latent image is formed on the surface;
(B) a developer carrier for developing the developer by attaching the developer to the electrostatic latent image;
(C) a developer supply roller for supplying a developer to the developer carrying member;
(D) a bent portion, a developer layer regulating member that is disposed in contact with the developer carrying member, and that thins the developer on the developer carrying member.
(E) the circularity of the developer is 0.97 or more, the volume average particle size is 3.5 [μm] or more and 6.5 [μm] or less,
(F) An image forming unit, wherein a curvature radius of a bent portion of the developer layer regulating member is 0.20 [mm] or more and 0.35 [mm] or less.
(b)前記曲折部の曲率半径が0.25〔mm〕以上、かつ、0.30〔mm〕以下にされる請求項1に記載の画像形成ユニット。 (A) The developer has a circularity of 0.97 or more and a volume average particle size of 4.0 [μm] or more and 6.0 [μm] or less,
(B) The image forming unit according to claim 1, wherein a radius of curvature of the bent portion is set to 0.25 mm or more and 0.30 mm or less.
(b)前記現像剤担持体の表面粗さが9〔μm〕にされる請求項1又は2に記載の画像形成ユニット。 (A) The linear velocity of the image carrier is 223 [mm / s] or more and 264 [mm / s] or less,
(B) The image forming unit according to claim 1, wherein the developer carrying member has a surface roughness of 9 μm.
(b)前記現像剤担持体の表面粗さが13〔μm〕以上、かつ、26〔μm〕以下にされる請求項1又は2に記載の画像形成ユニット。 (A) The linear velocity of the image carrier is 293 [mm / s] or more and 352 [mm / s] or less,
(B) The image forming unit according to claim 1 or 2, wherein the developer carrying member has a surface roughness of 13 [μm] or more and 26 [μm] or less.
(b)前記現像剤担持体の表面粗さが17〔μm〕以上、かつ、23〔μm〕以下にされる請求項1又は2に記載の画像形成ユニット。 (A) The linear velocity of the image carrier is 293 [mm / s] or more and 352 [mm / s] or less,
(B) The image forming unit according to claim 1 or 2, wherein the developer carrying member has a surface roughness of 17 [μm] or more and 23 [μm] or less.
(b)該像担持体の表面に静電潜像を形成する露光装置と、
(c)前記静電潜像に現像剤を付着させて現像を行い、現像剤像を形成する現像剤担持体と、
(d)該現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給ローラと、
(e)曲折部を備え、該曲折部を前記現像剤担持体に当接させて配設され、該現像剤担持体上の現像剤を薄層化する現像剤層規制部材と、
(f)現像剤像を媒体に転写する転写部材と、
(g)媒体に転写された現像剤像を定着させる定着装置とを有するとともに、
(h)前記現像剤の円形度が0.97以上に、体積平均粒径が3.5〔μm〕以上、かつ、6.5〔μm〕以下にされ、
(i)前記現像剤層規制部材の曲折部の曲率半径が0.20〔mm〕以上、かつ、0.35〔mm〕以下にされることを特徴とする画像形成装置。 (A) an image carrier;
(B) an exposure device that forms an electrostatic latent image on the surface of the image carrier;
(C) a developer carrying member that forms a developer image by developing a developer on the electrostatic latent image; and
(D) a developer supply roller for supplying a developer to the developer carrying member;
(E) a developer layer regulating member that includes a bent portion, and is disposed so that the bent portion is in contact with the developer carrier, and the developer on the developer carrier is thinned;
(F) a transfer member for transferring the developer image to the medium;
(G) a fixing device for fixing the developer image transferred to the medium;
(H) The developer has a circularity of 0.97 or more and a volume average particle size of 3.5 [μm] or more and 6.5 [μm] or less,
(I) An image forming apparatus, wherein a curvature radius of a bent portion of the developer layer regulating member is 0.20 [mm] or more and 0.35 [mm] or less.
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