JP2920720B2 - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP2920720B2
JP2920720B2 JP5052566A JP5256693A JP2920720B2 JP 2920720 B2 JP2920720 B2 JP 2920720B2 JP 5052566 A JP5052566 A JP 5052566A JP 5256693 A JP5256693 A JP 5256693A JP 2920720 B2 JP2920720 B2 JP 2920720B2
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transfer
toner
latent image
image carrier
roller
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安人 平島
和弘 市川
高志 ▲浜▼
正尚 功刀
欣郎 古賀
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子写真プロセスを用い
て画像を形成する装置に関しさらに詳しくは接触転写を
用いて電子写真プロセスを構成するのに好適な画像形成
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for forming an image using an electrophotographic process, and more particularly to an image forming apparatus suitable for forming an electrophotographic process using contact transfer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子写真プロセスを用いた画像形
成装置ではオゾンの発生量を低減するために従来のコロ
ナ転写にかわり接触転写、さらに詳しくはバイアスロー
ラ転写が検討されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in an image forming apparatus using an electrophotographic process, contact transfer, more specifically, bias roller transfer, has been studied instead of conventional corona transfer in order to reduce the amount of ozone generated.

【0003】バイアスローラ転写を実現するためには特
開平2−123385号等にみられるようにローラの抵
抗値を定電流を印加することにより検知しその値にもと
づいて転写のバイアスを設定する方法(以後この方法を
ATVC制御と呼ぶ。)が提案されている。また、Ja
pan HardCopy 91 Fallのp29では
バイアスローラ転写方式における転写ローラの抵抗値は
少なくとも5.16×10 8 Ω以上、転写電圧として少
なくとも1200V以上が必要と述べられている。
In order to realize bias roller transfer, a method of detecting the resistance value of a roller by applying a constant current and setting a transfer bias based on the detected value is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-123385. (Hereinafter, this method is called ATVC control.) Also, Ja
In p29 of pan HardCopy 91 Fall, it is stated that the resistance value of the transfer roller in the bias roller transfer system is at least 5.16 × 10 8 Ω and the transfer voltage is at least 1200 V or more.

【0004】一方、被転写体(多くは紙)の物性値(抵
抗値、誘電率等)が変動することにより転写に最適な電
圧が変動するため物性値を検出して最適バイアスを設定
する方法、例えば紙抵抗値を検出する方法が特開昭55-2
8081号に提案されている。
On the other hand, since the optimum voltage for transfer fluctuates due to fluctuations in the physical properties (resistance, dielectric constant, etc.) of the transfer target (mostly paper), a method of detecting the physical properties and setting the optimum bias is used. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
8081.

【0005】また、特開平1-195459にはクリーニング性
を向上させるために流動性付与剤を外添したトナーを用
いることが提案されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-195459 proposes to use a toner to which a fluidity-imparting agent is externally added in order to improve the cleaning property.

【0006】このように従来技術を概観するとバイアス
ローラ転写においては今までは高抵抗の転写ローラをA
TVC制御等の複雑な検出手段を用いることにより使い
こなしてきている。
As described above, when the conventional technology is overviewed, in the case of the bias roller transfer, the transfer roller having a high resistance has been replaced by an A.
It has been used well by using complicated detection means such as TVC control.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来技術で述べたよう
にバイアスローラ転写方式においては、ローラ抵抗を検
出する、もしくは被転写体の物性値、例えば抵抗値を検
出し転写バイアスを設定する必要があったため装置構成
が複雑となりひいては装置の信頼性、コスト面で不利で
あった。また、従来高抵抗ローラを用いていたため数k
Vの高電圧電源が必要でコスト、安全面で不利という課
題を有していた。
As described in the prior art, in the bias roller transfer system, it is necessary to set the transfer bias by detecting the roller resistance or by detecting the physical property value of the object to be transferred, for example, the resistance value. As a result, the configuration of the apparatus becomes complicated, which is disadvantageous in terms of reliability and cost of the apparatus. In addition, several k
There is a problem that a high voltage power supply of V is required and cost and safety are disadvantageous.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】少なくとも潜像担持体を
帯電する帯電手段、帯電された潜像担持体に光照射して
静電潜像パターンを形成する露光手段、前記静電潜像パ
ターンにトナーを付与して顕像化する現像手段、現像さ
れたトナーを転写する転写手段、転写後前記潜像担持体
上に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有す
る画像形成装置において、前記現像手段が一成分圧接現
像方式であるとともに、前記転写手段が温度10℃、相
対湿度15%RHの環境における抵抗が5×108 Ω以
下である転写ローラを前記潜像担持体との間に被転写体
を介し接触する転写方式であり、前記トナーがシリコー
ンオイルで表面処理した外添剤を樹脂母粒子に対して
0.4〜1.4wt%外添されていることを特徴とす
る。また、前記トナーにヘキサメチルジシランで表面処
理した外添剤を用い樹脂母粒子に対して0.4〜1.2
wt%外添されていることを特徴とする。また、前記ト
ナーにジメチルジクロルシランで表面処理した外添剤を
用い樹脂母粒子に対して0.4〜1.0wt%外添され
ていることを特徴とする。
A charging means for charging at least the latent image carrier, an exposure means for irradiating the charged latent image carrier with light to form an electrostatic latent image pattern, An image forming apparatus including a developing unit for applying a toner to make the image visible, a transfer unit for transferring the developed toner, and a cleaning unit for removing the toner remaining on the latent image carrier after the transfer, wherein the developing unit is The transfer member is a one-component press-contact developing system, and the transfer means has a transfer roller having a resistance of 5 × 10 8 Ω or less in an environment of a temperature of 10 ° C. and a relative humidity of 15% RH. The toner is obtained by externally adding 0.4 to 1.4 wt% of an external additive whose surface is treated with silicone oil to the resin base particles. Further, an external additive surface-treated with hexamethyldisilane was used for the toner, and 0.4 to 1.2 with respect to the resin base particles.
wt% is externally added. Further, the toner is characterized in that an external additive whose surface is treated with dimethyldichlorosilane is externally added to the resin base particles by 0.4 to 1.0 wt%.

【0009】さらに前記潜像担持体と前記転写ローラと
のニップ幅が2.5から7.5mmであることを特徴と
する。
Further, a nip width between the latent image carrier and the transfer roller is 2.5 to 7.5 mm.

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【作用】従来技術を体系的に把握するために転写バイア
スと転写効率の関係を図2に示す。良好な転写を行うた
めには転写効率が80%程度以上は必要であり転写効率
の最適バイアスは被転写体の抵抗値、ローラ抵抗等によ
り変化することが一般に知られている。図2から低温、
低湿環境(以後、LL環境と呼ぶ)と高温高湿環境(以
後、HH環境と呼ぶ)で転写効率80%ラインを同時に
満たす転写バイアスは存在しない、すなわち定電圧制御
は不可能であることがわかる。
FIG. 2 shows the relationship between transfer bias and transfer efficiency in order to systematically grasp the prior art. It is generally known that the transfer efficiency is required to be about 80% or more in order to perform good transfer, and that the optimum bias of the transfer efficiency changes depending on the resistance value of the transfer object, the roller resistance, and the like. From FIG. 2, low temperature,
It can be seen that there is no transfer bias that simultaneously satisfies the 80% transfer efficiency line in a low-humidity environment (hereinafter referred to as an LL environment) and a high-temperature and high-humidity environment (hereinafter referred to as an HH environment), that is, constant voltage control is impossible. .

【0012】本発明は、 1.トナーの外添剤の量が多いほどHH環境における転
写効率の立ち下がりの電圧(図2中A点における電圧)
が上がり環境によらず一定電圧で制御できる。
The present invention provides: As the amount of the external additive of the toner increases, the voltage at which the transfer efficiency falls in the HH environment (voltage at point A in FIG. 2)
Control at a constant voltage regardless of the environment.

【0013】2.転写ニップ幅を2.5mm以上とする
ことによりLL環境における転写効率の立ち上がりの電
圧(図2中B点における電圧)が下がりさらに一定電圧
で制御できる範囲が拡大する。
2. By setting the transfer nip width to 2.5 mm or more, the voltage at which the transfer efficiency rises in the LL environment (the voltage at point B in FIG. 2) is reduced, and the range that can be controlled with a constant voltage is expanded.

【0014】3.1.2は低抵抗ローラより詳しくは5
×10 8 Ω以下の転写ローラで可能である。
3.1.2 is 5 in more detail than the low resistance roller.
It is possible with a transfer roller of × 10 8 Ω or less.

【0015】4.また、転写ニップ幅を7.5mm以下
とすることにより中抜け等転写不良のない接触転写が実
現できる。
4. Further, by setting the transfer nip width to 7.5 mm or less, it is possible to realize contact transfer without transfer defects such as a hollow portion.

【0016】5.外添剤の種類により外添剤量を最適化
することにより一成分圧接現像方式を用いた場合におい
て潜像担持体上のかぶりをある一定量以下に抑えること
ができる。
5. By optimizing the amount of the external additive depending on the type of the external additive, the fog on the latent image carrier can be suppressed to a certain amount or less when the one-component pressure contact developing system is used.

【0017】ことを見いだしたことに基づいている。It is based on the finding.

【0018】[0018]

【実施例】図1は本発明の実施例における接触転写装置
および画像形成装置の断面概観図である。図1におい
て、潜像担持体1は、導電性の支持部2の上に有機また
は無機の光導電性を有する感光層3を形成したもので直
径30mmでプロセス速度30mm/秒で回転する。こ
の潜像担持体1に対して、バネ等の弾性体に懸架された
帯電ローラーや自身が弾性を持つ帯電ブレード等の帯電
部材4を、数gf/mm程度の軽荷重で圧接した状態
で、帯電バイアス印加手段5により帯電部材4に電圧を
印加して感光層3を所定の電位(−600V)に帯電す
る。こうして潜像担持体1を帯電させた後、レーザーや
LED等の光源6から出た光を、レンズ及びポリゴンス
キャナーを用いた走査光学系やファイバーアレーを用い
た等倍結像光学系等の結像光学系7を通して感光層3に
画像に応じて選択的に光照射する露光手段8により、潜
像担持体1上に電位コントラストを得て静電潜像パター
ンを形成する。一方、現像装置9はトナー10を搬送し
現像するものであって、トナー10を搬送する現像部材
11は、シャフト12の外周に導電性の弾性体13を同
心円状に配設したもので、供給部材14により現像部材
11近傍に供給されたトナー10を現像部材11上に保
持し、非磁性または磁性の金属や樹脂で構成される板状
の規制部材15で適量に薄層規制し、現像部材11を回
転させて薄層のトナー10を搬送し現像部に供給するも
のである。現像部材11は潜像担持体1に対して所定の
圧力で押圧されており、潜像担持体1と現像部材11と
が接触する現像部にトナー10が搬送されると、潜像担
持体1の電位コントラスト及び現像バイアス印加手段1
6による現像電界に応じて帯電したトナー10が潜像担
持体1に転移し静電潜像パターンが顕像化される、いわ
ゆる一成分圧接現像方式を採用している。尚、シール部
材17が現像装置9の開口部に配設され、シール部材1
7を現像部材11に対して軽く接触させることにより、
現像後のトナーの落下や現像装置9の内部からのトナー
の飛散を防止している。さらに、潜像担持体1上に現像
されたトナー10は、潜像担持体1に対してバネ等の弾
性体に懸架され数gf/mm程度の軽荷重で圧接され転
写ニップが2.5mm、直径16mmの転写ローラー1
8に、転写バイアス印加手段19により電圧を印加して
被転写体20上に転写される。被転写体20上に転写さ
れたトナーは、熱や圧力により被転写体20に定着され
所望の画像が得られる。転写終了後、潜像担持体1は回
転してクリーニング装置21に至り、すくいシート22
を潜像担持体1に軽接触させてトナーの飛散を防止しな
がら、樹脂ブレード等で形成され潜像担持体1に圧接さ
れるクリーニング部材23により潜像担持体1上に付着
した転写残りトナーや異物を除去し、除電装置24によ
り潜像担持体1上の不要な電荷を除去した後、再び帯電
されて上記のプロセスを繰り返して画像を連続形成す
る。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a contact transfer device and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a latent image carrier 1 has a photosensitive layer 3 having an organic or inorganic photoconductivity formed on a conductive support 2 and rotates at a process speed of 30 mm / sec at a diameter of 30 mm. A charging roller 4 suspended by an elastic body such as a spring or a charging member 4 such as a charging blade having elasticity is pressed against the latent image carrier 1 with a light load of about several gf / mm. A voltage is applied to the charging member 4 by the charging bias applying means 5 to charge the photosensitive layer 3 to a predetermined potential (-600 V). After the latent image carrier 1 is charged in this way, the light emitted from the light source 6 such as a laser or an LED is formed by a scanning optical system using a lens and a polygon scanner or a 1: 1 image forming optical system using a fiber array. Exposure means 8 for selectively irradiating the photosensitive layer 3 with light according to an image through the image optical system 7 obtains a potential contrast on the latent image carrier 1 to form an electrostatic latent image pattern. On the other hand, the developing device 9 is for transporting and developing the toner 10, and the developing member 11 for transporting the toner 10 is a device in which a conductive elastic body 13 is arranged concentrically around the outer periphery of a shaft 12. The toner 14 supplied to the vicinity of the developing member 11 by the member 14 is held on the developing member 11, and the thin layer is regulated to an appropriate amount by a plate-like regulating member 15 made of non-magnetic or magnetic metal or resin. The thin layer 10 is conveyed by rotating the roller 11 and supplied to the developing unit. The developing member 11 is pressed against the latent image carrier 1 with a predetermined pressure, and when the toner 10 is transported to a developing section where the latent image carrier 1 and the developing member 11 come into contact, the latent image carrier 1 Potential contrast and developing bias applying means 1
A so-called one-component pressure-contact development system is adopted, in which the toner 10 charged in accordance with the developing electric field by the developer 6 transfers to the latent image carrier 1 and the electrostatic latent image pattern is visualized. Note that a seal member 17 is provided at the opening of the developing device 9 and the seal member 1
7 by lightly contacting the developing member 11
The fall of the toner after the development and the scattering of the toner from the inside of the developing device 9 are prevented. Further, the toner 10 developed on the latent image carrier 1 is suspended against the latent image carrier 1 by an elastic body such as a spring and pressed against the light image with a light load of about several gf / mm so that the transfer nip is 2.5 mm. Transfer roller 1 with a diameter of 16 mm
8, a voltage is applied by a transfer bias applying unit 19 to transfer the image onto the transfer target 20. The toner transferred onto the transfer body 20 is fixed to the transfer body 20 by heat or pressure, and a desired image is obtained. After the transfer, the latent image carrier 1 rotates to reach the cleaning device 21 and the rake sheet 22
The transfer residual toner adhered to the latent image carrier 1 by a cleaning member 23 formed of a resin blade or the like and pressed against the latent image carrier 1 while lightly contacting the latent image carrier 1 to prevent the toner from scattering. After removing unnecessary charges on the latent image carrier 1 by the static eliminator 24, the latent image carrier 1 is charged again and the above process is repeated to continuously form an image.

【0019】次に転写ローラ18についてさらに詳しく
説明する。転写ローラ18は金属のシャフトに導電性発
泡体層を設けた弾性フォームローラを用い線圧数gf/
mmで潜像担持体1に被転写体20を介して安定に圧接
させ潜像担持体1と略同周速で回転させる。さらに転写
ローラ18は、トナーを付着しにくいことはいうまでも
なく、潜像担持体1を汚染しないこと、粘着しにくいこ
と、摩耗しにくいこと、表面が均一かつ柔軟で潜像担持
体1との接触が良好なこと等の特性を持つ。ローラ抵抗
値は以下に述べる方法で測定し、10 4 Ωから10 10 Ω
までのローラを用いる。用いたローラ物性値を表1にま
とめて記載する。図3のローラ抵抗測定法を説明する。
ローラ25は両軸端に各500gfの荷重で導電板26
に押圧されておりローラ25の軸と導電板26との間に
抵抗計27が接続されローラ25の抵抗を測定する。抵
抗測定時の印加電圧は500Vである。なお、特に断ら
ない限りLL環境は10℃15%RH、HH環境は35
℃65%RHである。
Next, the transfer roller 18 will be described in more detail. The transfer roller 18 is an elastic foam roller provided with a conductive foam layer on a metal shaft, and has a linear pressure of gf /
The latent image carrier 1 is stably pressed against the latent image carrier 1 via the transfer-receiving member 20 at a speed of mm and rotated at substantially the same peripheral speed as the latent image carrier 1. Further, the transfer roller 18 does not easily adhere the toner, does not contaminate the latent image carrier 1, does not stick easily, does not easily wear, has a uniform and flexible surface, and is Has good contact properties. Roller resistance value was measured by the following method, from 10 4 Ω 10 10 Ω
Use up to rollers. Table 1 summarizes the roller physical property values used. The method of measuring the roller resistance in FIG. 3 will be described.
The roller 25 has a conductive plate 26 with a load of 500 gf on both shaft ends.
The resistance meter 27 is connected between the shaft of the roller 25 and the conductive plate 26 to measure the resistance of the roller 25. The applied voltage at the time of resistance measurement is 500V. Unless otherwise specified, the LL environment is 10 ° C. and 15% RH, and the HH environment is 35%.
° C 65% RH.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】次に被転写体20について述べる。被転写
体20には紙が用いられることが多い。そこでLL環
境、HH環境で紙を調湿することにより数水準の抵抗値
の紙を準備した。紙の抵抗値は(株)アドバンテスト社
製のレジスティビティチェンバR12702Aに同じく
(株)アドバンテスト社製のエレクトロメータを接続し
抵抗値を測定し体積抵抗率に直した。電極に挟み込んで
測定するが測定荷重は100gf/c 2 であった。ま
た、印加した電圧は20Vであった。その結果、LL環
境で最も高抵抗になる紙の体積抵抗率は10 14 Ωcmで
あった。(以後、高抵抗紙と呼ぶ)また、HH環境で最
も低抵抗になる紙の体積抵抗率は10 8 Ωcmであっ
た。(以後、低抵抗紙と呼ぶ)次に本発明に用いるトナ
ー10について詳細に説明する。本発明に用いるトナー
としては一般の混練粉砕法、スプレードライ法、重合法
によって作製された粒径5〜20μmの磁性または非磁
性のものを使用することができる。
Next, the transfer object 20 will be described. Paper is often used for the transfer receiving body 20. Therefore, paper having several levels of resistance was prepared by controlling the humidity in the LL environment and the HH environment. The resistance value of the paper was converted into a volume resistivity by connecting an electrometer manufactured by Advantest Corporation to a resistance chamber R12702A manufactured by Advantest Corporation and measuring the resistance value. The measurement was carried out while being sandwiched between electrodes, and the measurement load was 100 gf / cm 2 . The applied voltage was 20V. As a result, the volume resistivity of the paper having the highest resistance in the LL environment was 10 14 Ωcm. (Hereinafter referred to as high-resistance paper) The volume resistivity of the paper having the lowest resistance in the HH environment was 10 8 Ωcm. Next, the toner 10 used in the present invention will be described in detail. As the toner used in the present invention, a magnetic or non-magnetic toner having a particle size of 5 to 20 μm produced by a general kneading and pulverizing method, a spray drying method, or a polymerization method can be used.

【0022】具体的なトナー組成を以下に示す。The specific toner composition is shown below.

【0023】(トナーA) ポリエステル樹脂 88wt% ポリプロピレンワックス 5wt% 電荷制御剤 1wt% カーボンブラック 6wt% 上記組成の原料を使用しスクリュウ押し出し機で混練し
粗粉砕する。次にジェット粉砕機で微粉砕し、分級して
体積平均粒径9μmのトナー母粒子を作成した。
(Toner A) Polyester resin 88 wt% Polypropylene wax 5 wt% Charge control agent 1 wt% Carbon black 6 wt% The raw materials having the above composition are kneaded by a screw extruder and roughly ground. Next, the mixture was finely pulverized with a jet pulverizer and classified to prepare toner base particles having a volume average particle size of 9 μm.

【0024】次にヘンシェルミキサーを用いて粒径0.
016μmの外添剤Aを0.2から1.6wt%トナー
母粒子の表面に含有させトナーを作成した。外添剤Aは
乾式法シリカにジメチルシリコーンオイルを表面処理し
たものを用いた。外添剤の疎水化率は60%以上であっ
た。表2に作成したトナーの物性を示す。トナーの体積
抵抗率はトナーを厚さ0.5mmのペレットに圧粉成形
し、上下に電極を載せ1kgf/cm 2 の荷重をかけ電
圧250Vを印加したときの電流値を求め体積抵抗率に
換算した。測定は窒素雰囲気に置換した乾燥デシケータ
内で行った。帯電量は東芝ケミカル(株)製のブローオ
フ帯電量測定器を用いて測定した。また、凝集度はホソ
カワミクロン(株)製のパウダーテスタで測定した。
Next, using a Henschel mixer, the particle size is reduced to 0.
016 μm of external additive A was contained on the surface of the toner base particles in an amount of 0.2 to 1.6 wt% to prepare a toner. The external additive A was prepared by subjecting dimethylsilicone oil to surface treatment on dry process silica. The hydrophobicity of the external additive was 60% or more. Table 2 shows the physical properties of the prepared toner. The volume resistivity of the toner is obtained by pressing the toner into a pellet having a thickness of 0.5 mm, placing electrodes on the top and bottom, applying a load of 1 kgf / cm 2 , applying a voltage of 250 V, and calculating the current value. did. The measurement was performed in a dry desiccator replaced with a nitrogen atmosphere. The charge amount was measured using a blow-off charge amount measuring device manufactured by Toshiba Chemical Corporation. The degree of aggregation was measured with a powder tester manufactured by Hosokawa Micron Corporation.

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】さらにトナー組成を以下とし外添剤の種類
を変更した以外は同様のトナーを作成した。
Further, the same toner was prepared except that the toner composition was as follows and the kind of the external additive was changed.

【0027】(トナーB) ポリエステル樹脂 89wt% ポリプロピレンワックス 5wt% 電荷制御剤 1wt% カーボンブラック 5wt% 上記組成の原料を使用しスクリュウ押し出し機で混練し
粗粉砕する。次にジェット粉砕機で微粉砕し、分級して
体積平均粒径10μmのトナー母粒子を作成した。
(Toner B) 89% by weight of polyester resin 5% by weight of polypropylene wax 1% by weight of charge control agent 5% by weight of carbon black The raw material having the above composition is kneaded by a screw extruder and roughly ground. Next, the mixture was finely pulverized with a jet pulverizer and classified to prepare toner base particles having a volume average particle diameter of 10 μm.

【0028】次にヘンシェルミキサーを用いて粒径0.
012μmの外添剤Bを0.2から1.6wt%トナー
母粒子の表面に含有させ以下の5つのトナーを作成し
た。トナーB1(外添剤量0.2wt%)、トナーB2
(外添剤量0.4wt%)、トナーB3(外添剤量0.
8wt%)、トナーB4(外添剤量1.2wt%)、ト
ナーB5(外添剤量1.6wt%)、外添剤Bは乾式法
シリカにジメチルジクロルシランを表面処理したものを
用いた。外添剤の疎水化率は40〜50%であった。作
成したトナーB1からB5の物性はトナーA1からA5
に比べ体積抵抗率がやや高い以外は同等であった。
Next, the particle size was reduced to 0.1 using a Henschel mixer.
The following five toners were prepared by incorporating 012 μm of the external additive B on the surface of the toner base particles at 0.2 to 1.6 wt%. Toner B1 (external additive amount 0.2 wt%), toner B2
(0.4% by weight of external additive), toner B3 (0.4% by weight of external additive).
8 wt%), toner B4 (1.2 wt% of external additive), toner B5 (1.6 wt% of external additive), and external additive B obtained by surface-treating dimethyldichlorosilane on dry silica. Was. The hydrophobicity of the external additive was 40 to 50%. The physical properties of the prepared toners B1 to B5 are the same as those of the toners A1 to A5.
, Except that the volume resistivity was slightly higher.

【0029】さらにトナー組成を以下とし外添剤の種類
を変更した以外は同様のトナーを作成した。
Further, a similar toner was prepared except that the toner composition was as follows and the kind of the external additive was changed.

【0030】(トナーC) ポリエステル樹脂 89wt% ポリプロピレンワックス 5wt% 電荷制御剤 1wt% カーボンブラック 5wt% 上記組成の原料を使用しスクリュウ押し出し機で混練し
粗粉砕する。次にジェット粉砕機で微粉砕し、分級して
体積平均粒径10μmのトナー母粒子を作成した。
(Toner C) 89% by weight of polyester resin 5% by weight of polypropylene wax 1% by weight of charge control agent 5% by weight of carbon black The raw material having the above composition is kneaded with a screw extruder and roughly ground. Next, the mixture was finely pulverized with a jet pulverizer and classified to prepare toner base particles having a volume average particle diameter of 10 μm.

【0031】次にヘンシェルミキサーを用いて粒径0.
016μmの外添剤Cを0.2から1.6wt%トナー
母粒子の表面に含有させ以下の5つのトナーを作成し
た。トナーC1(外添剤量0.2wt%)、トナーC2
(外添剤量0.4wt%)、トナーC3(外添剤量0.
8wt%)、トナーC4(外添剤量1.2wt%)、ト
ナーC5(外添剤量1.6wt%)、外添剤Cは乾式法
シリカにヘキサメチルジシランを表面処理したものを用
いた。外添剤の疎水化率は50〜60%であった。トナ
ーC1からC5の物性はトナーA1からA5に比べ体積
抵抗率、帯電量がやや高い以外は同等であった。
Next, the particle size was reduced to 0.1 using a Henschel mixer.
016 μm of external additive C was contained on the surface of the toner base particles in an amount of 0.2 to 1.6 wt% to prepare the following five toners. Toner C1 (external additive amount 0.2 wt%), toner C2
(0.4% by weight of external additive), toner C3 (0.4% by weight of external additive).
8 wt%), toner C4 (external additive amount 1.2 wt%), toner C5 (external additive amount 1.6 wt%), and external additive C obtained by surface-treating hexamethyldisilane on dry silica. . The hydrophobicity of the external additive was 50 to 60%. The physical properties of the toners C1 to C5 were the same as those of the toners A1 to A5 except that the volume resistivity and the charge amount were slightly higher.

【0032】以上述べてきた転写ローラ18、被転写体
20、トナー10を用い転写効率を先に示した装置(図
1)で調べた。詳細を以下に述べる。
Using the transfer roller 18, transfer object 20, and toner 10 described above, the transfer efficiency was examined by the above-described apparatus (FIG. 1). Details are described below.

【0033】図4(a)は表1に示したNo.R3のロ
ーラを用い表2に示したNo.A1からA5のトナーの
LL環境における高抵抗紙に印字した時の転写効率を調
べた結果である。トナーの種類によらず転写効率の立ち
上がりはほぼ550Vであった。図4(b)は表1に示
したNo.R3のローラを用い表2に示したNo.A1
からA5のトナーのHH環境における低抵抗紙に印字し
た時の転写効率を調べた結果である。外添剤の量が増え
る程転写効率の立ち下がりの電圧が上がった。また、転
写効率以外の細線や孤立ドットの再現性といった画質は
外添剤量が多い程向上することがわかった。この作用は
明らかではないが一般に転写効率の立ち下がりが存在す
る理由としては放電現象によりトナー層にかかる電圧が
低下するためといわれている。したがって外添剤量が多
いほどトナーの流動性が向上しトナー間の微小空隙が存
在する確率が減り放電現象がおこる電圧が上昇し画質が
向上したと考えられる。図4(a)、(b)をもとにH
H環境の転写効率の立ち下がりの電圧からLL環境の転
写効率の立ち上がりの電圧をひいた値(以後電圧重複値
と呼ぶ)と外添剤の関係を示したのが図5である。この
図において正になる条件が定電圧制御が可能となる条件
と等価である。トナーB、Cについても同様の評価を行
い電圧重複値と外添剤量の関係を示したのが図6であ
る。以上の結果からトナーの組成及び外添剤の種類によ
らずこのローラ(No.R3)を用いた時に0.4%以
上の外添量において定電圧制御が可能であることが判明
した。表1中の他のローラ(No.R1からR6)につ
いても同様にLLおよびHH環境における転写効率を調
べ電圧重複値と外添剤量の関係を示した結果が図7であ
る。トナーはトナーAを用いた。ローラNo.R1から
R4は全く同じ結果となったがローラNo.R5につい
ては外添剤量0.8wt%以上で定電圧制御可能となっ
た。また、ローラNo.R6は定電圧制御可能な領域が
存在しなかった。この結果から定電圧制御可能なローラ
抵抗範囲はローラNo.R5以下、すなわちLogRが
9.5以下(3×10 9 Ω)より好ましくはローラN
o.4以下、すなわちLogRが8.7(5×10
8 Ω)以下であることが判明した。また、外添剤量のよ
り好ましい範囲を調べるためにトナーAの外添剤量をさ
らに細かくふったトナーを作成し画質評価(細線、孤立
ドットの再現性)を行った。ローラはNo.3を用い
た。結果を表3に示す。
FIG. R3 b
No. shown in Table 2 using a A1 to A5 toner
Adjust transfer efficiency when printing on high-resistance paper in LL environment
It is a solid result. Transfer efficiency rises regardless of toner type
The rise was almost 550V. FIG. 4 (b) is shown in Table 1.
No. No. 3 shown in Table 2 using the R3 roller. A1
To A5 toner on low resistance paper in HH environment
This is the result of examining the transfer efficiency when the transfer was performed. Increased amount of external additives
The lower the voltage of the transfer efficiency, the higher the voltage. Also,
Image quality such as reproducibility of fine lines and isolated dots other than the shooting efficiency
It was found that the higher the amount of the external additive, the better. This effect is
It is not clear, but there is generally a fall in transfer efficiency
The reason is that the voltage applied to the toner layer
It is said to fall. Therefore, the amount of external additives is large.
The better the fluidity of the toner, the more fine voids between toners
And the voltage at which the discharge phenomenon occurs increases,
It is thought that it improved. H based on FIGS. 4A and 4B
The transfer of the LL environment from the falling voltage of the transfer efficiency in the H environment
The value obtained by subtracting the voltage at the start of the shooting efficiency (hereinafter the voltage overlap value
FIG. 5 shows the relationship between the external additives. this
The condition that becomes positive in the figure is the condition that enables constant voltage control.
Is equivalent to The same evaluation was performed for toners B and C.
FIG. 6 shows the relationship between the voltage overlap value and the amount of the external additive.
You. From the above results, depending on the toner composition and the type of external additive,
0.4% or less when using this roller (No. R3)
It turns out that constant voltage control is possible with the above external additive amount
did. Other rollers (No. R1 to R6) in Table 1
The transfer efficiency in LL and HH environments
FIG. 7 shows the relationship between the voltage overlap value and the amount of the external additive.
You. The toner used was toner A. Roller No. From R1
R4 gave exactly the same result, but roller No. About R5
Constant voltage control is possible with an external additive amount of 0.8 wt% or more
Was. In addition, the roller No. R6 has a constant voltage controllable area
Did not exist. From this result, the roller that can control the constant voltage
The resistance range of the roller No. R5 or less, that is, LogR is
9.5 or less (3 ×10 9 Ω) More preferably roller N
o. 4 or less, that is, LogR is 8.7 (5 ×10
8 Ω). Also, the amount of external additives
In order to examine the more preferable range, the amount of the external additive of the toner A is reduced.
Image quality evaluation (fine line, isolated
Dot reproducibility). Roller No. Using 3
Was. Table 3 shows the results.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】転写効率以外のより細かい画質までを判断
すると外添剤は0.6wt%を超える量を添加すること
により高画質が得られることがこの画質評価から判明し
た。従って、外添剤量の最適範囲は転写効率からは0.
4wt%以上、より好ましい範囲は0.6wt%を超え
る量である。
When judging finer image quality other than transfer efficiency, it was found from this image quality evaluation that high image quality can be obtained by adding an external additive in an amount exceeding 0.6 wt%. Therefore, the optimum range of the amount of the external additive is set at 0.1 from the transfer efficiency.
4 wt% or more, and a more preferred range is an amount exceeding 0.6 wt%.

【0036】以上述べてきたようにローラ抵抗および外
添剤量により電圧重複値が異なる作用を考察する。図8
はバイアスローラ転写を等価回路にモデル化した図でR
rはローラ抵抗値、Rpは被転写体抵抗値、Rtはトナ
ー抵抗値、Cpは被転写体容量、Ctはトナー容量、C
pcは潜像担持体の容量である。Vtは転写バイアスで
ある。図8の集中定数回路網の容量成分を等価抵抗に置
き換えトナー層の分圧を計算した。LL環境で転写効率
が立ち上がる転写バイアスは実験(図4(a))よりト
ナー外添剤量によらずほぼ同一であったので転写効率が
立ち上がる時にトナー層にかかる電圧はいずれのトナー
も同一の100Vと仮定した。また、HH環境で転写効
率の立ち下がる転写バイアスは実験(図4(b))より
トナー外添剤量により異なるため転写効率が立ち下がる
時にトナー層にかかる電圧、すなわち放電開始電圧が外
添剤の量が増すほど上昇すると仮定して以下の条件で計
算した。計算パラメータとして以下の数値を用いた。
Consideration will be given to the effect that the voltage overlap value differs depending on the roller resistance and the amount of the external additive as described above. FIG.
Is a diagram in which the bias roller transfer is modeled as an equivalent circuit.
r is the roller resistance value, Rp is the transfer object resistance value, Rt is the toner resistance value, Cp is the transfer object capacity, Ct is the toner capacity, C
pc is the capacity of the latent image carrier. Vt is a transfer bias. The partial pressure of the toner layer was calculated by replacing the capacitance component of the lumped constant circuit network of FIG. 8 with an equivalent resistance. The transfer bias at which the transfer efficiency rises in the LL environment was almost the same regardless of the amount of the toner external additive from the experiment (FIG. 4A). Therefore, when the transfer efficiency rises, the voltage applied to the toner layer is the same for all toners. 100V was assumed. Further, the transfer bias at which the transfer efficiency falls under the HH environment is different depending on the amount of the toner external additive from the experiment (FIG. 4B). Therefore, when the transfer efficiency falls, the voltage applied to the toner layer, that is, the discharge start voltage is reduced by the external additive. It was calculated under the following conditions, assuming that the amount increased as the amount increased. The following numerical values were used as calculation parameters.

【0037】 画像部表面電位:−100V Rr :10 4 から10 10 Ω Cpc:比誘電率3、厚み20μm Cp :比誘電率3、厚み80μm Rp :10 14 Ωcm(高抵抗紙) 10 8 Ωcm(低抵抗紙) Ct :比誘電率3、厚み20μm Rt :10 17 Ωcm プロセス速度:30mm/s 横幅 :220mm ニップ :2.5mm LL環境で転写効率が立ち上がるためにトナー層に必要
な電圧:100Vと仮定HH環境で転写効率が立ち下が
る時のトナー層にかかる電圧:以下に示すように外添剤
量により異なると仮定 0.2wt%:200V 0.4wt%:300V 0.8wt%:400V 1.2wt%:500V 1.6wt%:600V 図9はLL環境で高抵抗紙印字時にトナー層にかかる電
圧が100Vになる点(転写効率が立ち上がると仮定し
た電圧)およびHH環境で低抵抗紙印字時にトナー層に
かかる電圧が600Vになる点(外添剤量1.6wt%
のトナーを用いた時に転写効率が立ち下がると仮定した
電圧)を横軸に転写バイアス、縦軸にローラ抵抗をとり
示した図である。図9中に表1のローラNo.R1から
R6の抵抗値を対応する位置にプロットし図9中Aで示
した電圧重複値を計算した。他の外添剤量についても同
様に電圧重複値を求めローラおよび外添剤の量と電圧重
複値の関係を示した結果が図10である。実験データで
ある図7と完全には相関はとれないが抵抗の低いローラ
ほど、また外添剤の量が多いほど定電圧制御にとって有
利であることがこの計算結果からも判明した。
The image portion surface potential: -100V Rr: 10 4 from 10 10 Ω Cpc: relative dielectric constant of 3, thickness 20 [mu] m Cp: specific dielectric constant of 3, thickness 80μm Rp: 10 14 Ω cm (high-resistance paper) 10 8 [Omega] cm (Low resistance paper) Ct: relative dielectric constant 3, thickness 20 μm Rt: 10 17 Ωcm Process speed: 30 mm / s Width: 220 mm Nip: 2.5 mm Voltage required for the toner layer to increase transfer efficiency in LL environment: 100 V It is assumed that the voltage applied to the toner layer when the transfer efficiency falls in the HH environment: It is assumed that the voltage varies depending on the amount of the external additive as shown below. 0.2 wt%: 200 V 0.4 wt%: 300 V 0.8 wt%: 400 V 1 FIG. 9 shows the point at which the voltage applied to the toner layer becomes 100 V when printing on high-resistance paper in the LL environment (transfer efficiency is high). Up and assumed voltage) and in HH environment that voltage applied to the toner layer in a low-resistance paper printing becomes 600V (external additive amount 1.6 wt%
FIG. 5 is a diagram showing the transfer bias on the horizontal axis and the roller resistance on the vertical axis, assuming that the transfer efficiency falls when the toner is used. In FIG. The resistance values of R1 to R6 were plotted at the corresponding positions, and the voltage overlap value indicated by A in FIG. 9 was calculated. FIG. 10 shows the relationship between the amount of the roller and the external additive and the voltage overlap value obtained in the same manner for the other external additive amounts. This calculation result shows that a roller having a lower resistance and a larger amount of the external additive are more advantageous for constant voltage control, although they are not completely correlated with the experimental data shown in FIG.

【0038】図11(a)は表1に示したNo.R3の
ローラおよび表2に示したNo.B2のトナー(外添剤
量0.4wt%)を用いLL環境における高抵抗紙に印
字した時の転写効率を転写ニップ幅をパラメータにとり
調べた結果である。転写ニップ幅は転写ローラの潜像担
持体への押圧を変えることにより0.5〜9.5mmの
範囲で変化させた。図11(a)から転写ニップ幅が狭
い時(2mm以下)は転写効率の立ち上がる電圧が大き
く異なり2.5mm以上ではほぼ同等の電圧で立ち上が
ることが判明した。図11(b)は表1に示したNo.
R3のローラおよび表2に示したNo.B2トナーを用
いHH環境における低抵抗紙に印字した時の転写効率を
転写ニップ幅をパラメータにとり調べた結果である。転
写効率が立ち下がる電圧は転写ニップ幅によらずほぼ同
等な電圧であることがわかった。図11(a)、(b)
をもとにトナーB2の電圧重複値と転写ニップ幅の関係
を示し、さらにトナーA2、C2についても同様な評価
を行った結果が図12である。この図から転写ニップ幅
が2.5mm以上の時に定電圧制御可能な領域が存在す
ることがわかった。
FIG. 11 (a) shows the data of No. 1 shown in Table 1. R3 and the No. 3 roller shown in Table 2. This is a result of examining the transfer efficiency when printing on high-resistance paper in an LL environment using the B2 toner (the amount of the external additive is 0.4 wt%) using the transfer nip width as a parameter. The transfer nip width was changed in the range of 0.5 to 9.5 mm by changing the pressure of the transfer roller against the latent image carrier. From FIG. 11A, it was found that when the transfer nip width is narrow (2 mm or less), the voltage at which the transfer efficiency rises is largely different, and when the transfer nip width is 2.5 mm or more, the voltage rises at almost the same voltage. FIG.
R3 and the No. 3 roller shown in Table 2. This is a result of examining the transfer efficiency when printing on low-resistance paper in an HH environment using the B2 toner using the transfer nip width as a parameter. It was found that the voltage at which the transfer efficiency dropped was almost the same regardless of the transfer nip width. FIG. 11 (a), (b)
The relationship between the voltage overlap value of the toner B2 and the transfer nip width is shown based on FIG. 12, and the results of the same evaluation for the toners A2 and C2 are shown in FIG. From this figure, it was found that there was a region where constant voltage control was possible when the transfer nip width was 2.5 mm or more.

【0039】転写ニップ幅の上限については画像の中抜
けが発生するニップ幅できまることが判明した。詳細を
以下に述べる。画像の中抜けとは文字、細線等を印字時
に画像部中心のトナーが転写されないことにより文字は
袋文字状に、細線は点線のように印字される転写不良の
ひとつである。したがって中抜けは転写装置を構成する
上で絶対にあってはならない。図13は転写ニップ幅と
中抜けの関係を5段階で評価した結果を示した図であり
LL環境下ではニップ8.5mm以下、HH環境下では
7.5mm以下の時に許容ラインをクリアすることがわ
かった。この結果から全環境下で中抜けのない画像を得
るための最適転写ニップ幅は7.5mm以下であること
が判明した。以上の結果から転写ニップ幅の好適な範囲
は2.5mm〜7.5mmである。
It has been found that the upper limit of the transfer nip width can be determined by the nip width at which image hollowing occurs. Details are described below. The hollow part of an image is one of transfer defects in which a character is printed in a bag character shape and a thin line is printed as a dotted line because toner at the center of an image portion is not transferred when printing a character, a thin line, or the like. Therefore, the hollow must not be included in configuring the transfer device. FIG. 13 is a diagram showing the results of evaluating the relationship between the transfer nip width and the hollow area in five steps. The allowable line is cleared when the nip is 8.5 mm or less under the LL environment and 7.5 mm or less under the HH environment. I understood. From this result, it was found that the optimum transfer nip width for obtaining an image without hollowing under all environments was 7.5 mm or less. From the above results, a preferable range of the transfer nip width is 2.5 mm to 7.5 mm.

【0040】低抵抗ローラにおいては外添剤の量を多く
するとHH環境での転写効率の立ち下がる電圧値が高く
なり、また、転写ニップ幅を2.5mm〜7.5mmと
することにより中抜け等の転写不良がなく、かつ定電圧
制御可能となる領域が存在することを述べてきたが一成
分圧接現像方式を用いた本画像形成装置においては外添
剤量を増やすことにより潜像担持体1上に白ベタ印字時
にトナーが付着する現象(以後かぶりと呼ぶ)が顕著に
なることがわかった。かぶりは紙の裏汚れの原因、廃ト
ナーが多くなる等プロセスにとって好ましくなく、ある
量以下に抑える必要がある。また、LL環境よりHH環
境下で多く発生することがわかった。図14はHH環境
におけるかぶり量と外添剤量の関係を示した図である。
かぶりは潜像担持体1上をテープ転写しトナー量を測定
した。外添剤量が1.0%を超えるあたりから急激に増
加し1.6%では許容値(0.03mg /cm 2 )をこ
えるかぶりが全てのトナー(トナーA、B、C)で発生
した。この結果から一成分圧接現像を用いた本画像形成
装置における外添剤量の上限値はHH環境におけるかぶ
り量できまることがわかった。また、外添剤の種類によ
り上限値が以下のように異なることが判明した。ジメチ
ルシリコンオイルを表面処理した外添剤を用いたトナー
Aは1.4wt%以下、ジメチルジクロルシランを表面
処理した外添剤を用いたトナーBは1.0wt%以下、
ヘキサメチルジシランを表面処理した外添剤を用いたト
ナーCは1.2wt%以下でかぶり許容値をクリアする
ことが明らかとなった。
In the low-resistance roller, when the amount of the external additive is increased, the voltage value at which the transfer efficiency falls in the HH environment increases, and when the transfer nip width is set to 2.5 mm to 7.5 mm, the center dropout occurs. It has been described that there is an area where there is no transfer failure, such as transfer failure, and that constant voltage control can be performed.However, in the present image forming apparatus using the one-component pressure contact developing method, the latent image carrier is increased by increasing the amount of the external additive. It was found that the phenomenon that the toner adheres to the surface of No. 1 during solid white printing (hereinafter referred to as fogging) becomes remarkable. Fogging is unfavorable for processes such as the cause of paper back stains and the increase in waste toner, and must be suppressed to a certain amount or less. In addition, it was found that it occurs more in the HH environment than in the LL environment. FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the amount of fogging and the amount of the external additive in the HH environment.
The fog was measured by transferring the tape on the latent image carrier 1 and measuring the toner amount. When the amount of the external additive exceeds 1.0%, it rapidly increases, and at 1.6%, fogging exceeding the allowable value (0.03 mg / cm 2 ) occurs in all toners (toners A, B, and C). . From this result, it was found that the upper limit of the amount of the external additive in the image forming apparatus using the one-component pressure welding development can be determined by the fog amount in the HH environment. Further, it was found that the upper limit value differs depending on the type of the external additive as follows. Toner A using an external additive surface-treated with dimethyl silicone oil is 1.4 wt% or less, toner B using an external additive with dimethyl dichlorosilane surface treated is 1.0 wt% or less,
It became clear that the toner F using the external additive obtained by surface-treating hexamethyldisilane clears the fogging tolerance at 1.2 wt% or less.

【0041】なお、本発明における接触転写装置および
画像形成装置にもちいるトナー組成としては特に限定さ
れるものではなく、一般的なものを使用することができ
る。例えば、結着用樹脂としては、ポリスチレン及び共
重合体、例えば、水素添加スチレン樹脂、スチレン・イ
ソブチレン共重合体、ABS樹脂、ASA樹脂、AS樹
脂,AAS樹脂、ACS樹脂、AES樹脂、スチレン・
Pクロロスチレン共重合体、スチレン・プロピレン共重
合体、スチレン・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・
ブタジエン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・ア
リル・アルコール共重合体、スチレン・ブタジエンゴム
エマルジョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合
体、スチレン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水
マレイン酸共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタ
アクリレート系樹脂及びその共重合体、スチレン・アク
リル系樹脂及びその共重合体、例えば、スチレン・アク
リル共重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタ
アクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリ
ル酸エステル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレ
ート共重合体、スチレン・nーブチルメタアクリレート
共重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアク
リレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート
・n−ブチルアクリレート共重合体、スチレン・メチル
メタアクリレート・ブチルアリレート・N−(エトキシ
メチル)アクリルアミド共重合体、スチレン・グリシジ
ルメタアクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・
ジメチル・アミノエチルメタアクリレート共重合体、ス
チレン・アクリル酸エステル・マレイン酸エステル共重
合体、スチレン・メタアクリル酸メチル・アクリル酸2
ーエチルヘキシル共重合体、スチレン・n−ブチルアリ
レート・エチルグリコールメタアクリレート共重合体、
スチレン・n−ブチルメタアクリレート・アクリル酸共
重合体、スチレン・n−ブチルメタアクリレート・無水
マレイン酸共重合体、スチレン・ブチルアクリレート・
イソブチルマレイン酸ハーフエステル・ジビニルベンゼ
ン共重合体、ポリエステル及びその共重合体、ポリエチ
レン及びその共重合体、エポキシ樹脂、シリコーン樹
脂、ポリプロピレン及びその共重合体、フッソ樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などを一種類ある
いは、二種類以上ブレンドしたものを使用する事ができ
る。
The toner composition used in the contact transfer device and the image forming device in the present invention is not particularly limited, and a general one can be used. For example, as the binding resin, polystyrene and copolymers such as hydrogenated styrene resin, styrene / isobutylene copolymer, ABS resin, ASA resin, AS resin, AAS resin, ACS resin, AES resin, styrene
P-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene cross-linked polymer, styrene
Butadiene / chlorinated paraffin copolymer, styrene / allyl / alcohol copolymer, styrene / butadiene rubber emulsion, styrene / maleic acid ester copolymer, styrene / isobutylene copolymer, styrene / maleic anhydride copolymer, acrylate Resin or methacrylate resin and its copolymer, styrene / acrylic resin and its copolymer, for example, styrene / acrylic copolymer, styrene / diethylamino / ethyl methacrylate copolymer, styrene / butadiene / acrylic acid Ester copolymer, styrene / methyl methacrylate copolymer, styrene / n-butyl methacrylate copolymer, styrene / diethylamino / ethyl methacrylate copolymer, styrene / methyl methacrylate / n-butyl acrylate Over preparative copolymer, styrene-methyl methacrylate-butyl arylate-N-(ethoxymethyl) acrylamide copolymer, styrene-glycidyl methacrylate copolymer, a styrene-butadiene-
Dimethyl / aminoethyl methacrylate copolymer, styrene / acrylate / maleate copolymer, styrene / methyl methacrylate / acrylic acid 2
-Ethylhexyl copolymer, styrene / n-butylarylate / ethyl glycol methacrylate copolymer,
Styrene / n-butyl methacrylate / acrylic acid copolymer, styrene / n-butyl methacrylate / maleic anhydride copolymer, styrene / butyl acrylate /
Isobutylmaleic acid half ester / divinylbenzene copolymer, polyester and its copolymer, polyethylene and its copolymer, epoxy resin, silicone resin, polypropylene and its copolymer, fluorine resin, polyamide resin, polyvinyl alcohol resin, One type of polyurethane resin, polyvinyl butyral resin, or the like, or a mixture of two or more types can be used.

【0042】着色剤としてはカーボンブラック、スピリ
ットブラック、ニグロシンなどの黒色染・顔料を使用す
る。カラー用としては、フタロシアニン、ローダミンB
レーキ、ソーラピュアイエロー8G、キナクリドン、ポ
リタングストリン酸、インダスレンブルー、スルホンア
ミド誘導体などの染料を使用することができる。更に、
分散剤として、金属石鹸、ポリエチレングリコールな
ど、帯電制御剤として、電子受容性の有機錯体、塩素化
ポリエステル、ニトロフニン酸、第4級アンモニウム
塩、ピリジニル塩などを添加することができる。磁性剤
としては結着樹脂に分散したときに化学的に安定であ
り、粒径5μm以下の微粒子が好ましい。例としては、
Fe、Co、Ni、Cr、Mnの金属粉、Fe3O4、F
e2O3、Cr2O3、フェライトなどの金属酸化物、マン
ガンと銅を含む合金など熱処理によって強磁性を示す合
金などを用いる事ができ、予めカップリング剤等の予備
処理を施しても構わない。また、離型剤としてポリプロ
ピレンワックス、ポリエチレンワックス等を添加する事
もできる。更に、その他の添加剤として、ステアリン酸
亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を用いる事ができる。
As a coloring agent, a black dye / pigment such as carbon black, spirit black or nigrosine is used. For color, phthalocyanine, rhodamine B
Dyes such as lake, Solar Pure Yellow 8G, quinacridone, polytungstophosphoric acid, indasulene blue, and sulfonamide derivatives can be used. Furthermore,
As a dispersant, metal soap, polyethylene glycol and the like, and as a charge control agent, an electron-accepting organic complex, chlorinated polyester, nitrophenic acid, a quaternary ammonium salt, a pyridinyl salt, and the like can be added. As the magnetic agent, fine particles that are chemically stable when dispersed in the binder resin and have a particle size of 5 μm or less are preferable. For example,
Fe, Co, Ni, Cr, Mn metal powder, Fe3 O4, F
Metal oxides such as e2O3, Cr2O3, and ferrite, alloys that exhibit ferromagnetism by heat treatment, such as alloys containing manganese and copper, and the like, may be preliminarily treated with a coupling agent or the like. In addition, polypropylene wax, polyethylene wax and the like can be added as a release agent. Further, as other additives, zinc stearate, zinc oxide, cerium oxide and the like can be used.

【0043】また、本発明における接触転写装置および
画像形成装置における外添剤としては種種のものを使用
する事ができる。例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン
などの金属酸化物、及びこれらの複合酸化物等の無機微
粒子。さらに、アクリル微粒子等の有機物微粒子を用い
る事ができる。
As the external additive in the contact transfer device and the image forming device of the present invention, various types can be used. For example, inorganic fine particles such as metal oxides such as silica, alumina and titanium oxide, and composite oxides thereof. Further, organic fine particles such as acrylic fine particles can be used.

【0044】また、本発明における接触転写装置におけ
る外添剤の表面処理剤として、シラン系カップリング
剤、チタネート系カップリング剤、フッ素含有シランカ
ップリング剤、シリコーンオイル等を用いる事ができ
る。上記処理剤で処理された外添剤の疎水化率は従来の
メタノール法によるもので40%以上のものが好まし
い。これ以下であると、高温高湿下において、水分の吸
着により摩擦帯電電荷の低下が生じ好ましくない。ま
た、外添剤の粒径としては0.001〜1μmである事
が好ましい。
As the surface treatment agent for the external additive in the contact transfer device of the present invention, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, a fluorine-containing silane coupling agent, a silicone oil, or the like can be used. The hydrophobicity of the external additive treated with the above treating agent is preferably 40% or more as measured by a conventional methanol method. If it is less than this, the triboelectric charge is undesirably reduced due to the adsorption of moisture under high temperature and high humidity. The particle size of the external additive is preferably from 0.001 to 1 μm.

【0045】本発明に用いる転写ローラとしては実施例
中に述べた弾性フォームローラ以外にもスキン付きの導
電性発泡体を用いた単層の弾性導電性ローラや滲み出し
防止層、抵抗調整層、保護層等設けた多層の弾性導電性
ローラを用いても同等の効果を有することが確認され
た。また、環境依存性の少ない(LL環境とHH環境で
1桁以内)転写ローラを用いた場合は5×108Ωを超
える抵抗値においても本発明と同等の外添剤量0.4w
t%以上のトナーを用いることにより良好な接触転写装
置を定電圧で構成できることが判明した。
As the transfer roller used in the present invention, in addition to the elastic foam roller described in the embodiment, a single-layer elastic conductive roller using a conductive foam with a skin, a bleeding prevention layer, a resistance adjusting layer, It was confirmed that the same effect was obtained even when a multilayer elastic conductive roller provided with a protective layer and the like was used. Further, when a transfer roller having little environmental dependence (less than one digit in the LL environment and the HH environment) is used, even if the resistance value exceeds 5 × 10 8 Ω, the amount of the external additive 0.4 W which is equivalent to that of the present invention is 0.4 W.
It has been found that a good contact transfer device can be constructed with a constant voltage by using toner of t% or more.

【0046】また、従来のローラ抵抗検出手段や紙抵抗
検出手段とあわせて本発明の接触転写装置もしくは画像
形成装置を用いることにより転写条件の制御範囲が広が
ることはいうまでもない。
It is needless to say that the use of the contact transfer device or the image forming apparatus of the present invention together with the conventional roller resistance detection means and paper resistance detection means expands the control range of the transfer conditions.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上、述べたように本発明によれば低抵
抗ローラを用い外添剤量、ニップ幅を最適化したため転
写が良好に行える範囲が拡大し転写条件の制御を一定電
圧でかつ低電圧で行うことができ従来必要であったロー
ラ抵抗検出手段、紙抵抗検出手段、数kVの高電圧電源
等が不要となり装置の小型化、製造コストの低減に有利
でかつ信頼性の高い接触転写装置を提供できる。また、
転写ローラに比較的製造コストの低廉な低抵抗ローラを
用いることができるためさらに装置コストを低減する点
で有利である。また、外添剤を表面処理する材料および
外添剤量を最適化したため、かぶりが低減し紙裏汚れ等
のない信頼性の高い画像形成装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, since the amount of the external additive and the nip width are optimized by using the low-resistance roller, the range in which the transfer can be performed well is expanded, and the control of the transfer condition can be performed with a constant voltage. This method can be performed at a low voltage, and eliminates the need for roller resistance detection means, paper resistance detection means, a high voltage power supply of several kV, etc., which are conventionally required, and is advantageous in reducing the size of the apparatus and reducing the manufacturing cost, and has high reliability. A transfer device can be provided. Also,
Since a low-resistance roller whose production cost is relatively low can be used as the transfer roller, it is advantageous in that the apparatus cost can be further reduced. In addition, since the material for surface treatment of the external additive and the amount of the external additive have been optimized, a highly reliable image forming apparatus with reduced fog and no paper back stain can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施例における接触転写装置、およ
び画像形成装置の断面概観図。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a contact transfer device and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 従来例を用い作用を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating an operation using a conventional example.

【図3】 ローラの抵抗測定法を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a method for measuring the resistance of a roller.

【図4】(a)LL環境下で高抵抗紙を印字したときの
転写効率と外添剤量の関係を示す図。(b)HH環境下
で低抵抗紙を印字したときの転写効率と外添剤量の関係
を示す図。
FIG. 4A is a diagram showing the relationship between the transfer efficiency and the amount of an external additive when printing on high-resistance paper in an LL environment. FIG. 6B is a diagram illustrating a relationship between transfer efficiency and the amount of an external additive when printing on low-resistance paper in an HH environment.

【図5】 図4(a)、(b)をもとに外添剤の量と電
圧重複値の関係を示した図。
FIG. 5 is a view showing the relationship between the amount of the external additive and the voltage overlap value based on FIGS. 4 (a) and 4 (b).

【図6】 トナーの種類と外添剤の量と電圧重複値の関
係を示した図。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a type of a toner, an amount of an external additive, and a voltage overlap value.

【図7】 ローラの種類(ローラ抵抗値)と外添剤の量
と電圧重複値の関係を示した図。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a roller type (roller resistance value), an amount of an external additive, and a voltage overlap value.

【図8】 バイアスローラ転写を等価回路にモデル化し
た図。
FIG. 8 is a diagram in which bias roller transfer is modeled as an equivalent circuit.

【図9】 図8の等価回路をもとにLL環境において転
写効率が立ち上がる時のトナー層にかかる電圧を仮定し
同電圧になる点を計算し結びさらにHH環境において転
写効率が立ち下がる時にトナー層にかかる電圧を仮定し
て同電圧になる点を計算し結んだ図。
9 assumes a voltage applied to the toner layer when the transfer efficiency rises in the LL environment based on the equivalent circuit of FIG. 8, calculates a point at which the same voltage is obtained, and concludes the toner when the transfer efficiency falls in the HH environment. The figure which calculated and connected the point which becomes the same voltage assuming the voltage applied to a layer.

【図10】図8の等価回路をもとにトナー層にかかる電
圧を計算しローラの種類(ローラ抵抗値)と外添剤の量
と電圧重複値の関係を計算し求めた図。
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a roller type (roller resistance value), an amount of an external additive, and a voltage overlap value calculated by calculating a voltage applied to a toner layer based on the equivalent circuit of FIG. 8;

【図11】(a)LL環境下で高抵抗紙を印字したとき
の転写効率と転写ニップ幅の関係を示す図。(b)HH
環境下で低抵抗紙を印字したときの転写効率と転写ニッ
プ幅の関係を示す図。
FIG. 11A is a diagram illustrating a relationship between transfer efficiency and a transfer nip width when printing on high-resistance paper in an LL environment. (B) HH
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between transfer efficiency and transfer nip width when printing on low-resistance paper under an environment.

【図12】図11(a)、(b)をもとに転写ニップ幅
と電圧重複値の関係を示した図。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a transfer nip width and a voltage overlap value based on FIGS. 11A and 11B.

【図13】転写ニップ幅と画像中抜け現象の関係を示し
た図。
FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a transfer nip width and an image missing phenomenon.

【図14】外添剤量と現像かぶり量との関係を示した
図。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the amount of external additives and the amount of developed fog.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 潜像担持体 5 帯電部材 8 露光手段 10 トナー 11 現像部材 18 転写ローラ 20 被転写体 23 クリーニング部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Latent image carrier 5 Charging member 8 Exposure means 10 Toner 11 Developing member 18 Transfer roller 20 Transfer object 23 Cleaning member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲浜▼ 高志 長野県諏訪市大和3丁目3番5号セイコ ーエプ ソン株式会社内 (72)発明者 功刀 正尚 長野県諏訪市大和3丁目3番5号セイコ ーエプ ソン株式会社内 (72)発明者 古賀 欣郎 長野県諏訪市大和3丁目3番5号セイコ ーエプ ソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−195459(JP,A) 特開 平6−51554(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03G 15/16 G03G 9/08 G03G 15/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor ▲ Hama ▼ Takashi 3-35-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Inside Seiko Epson Corporation (72) Inventor Masataka Isuzu 3-3-5 Yamato, Suwa-city, Nagano Prefecture No. Seiko Epson Co., Ltd. (72) Kinro Koga Inventor Seiko Epson Co., Ltd., 3-3-5, Yamato, Suwa-shi, Nagano Prefecture (56) References JP-A 1-195459 (JP, A) Hei 6-51554 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G03G 15/16 G03G 9/08 G03G 15/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも潜像担持体を帯電する帯電手
段、帯電された潜像担持体に光照射して静電潜像パター
ンを形成する露光手段、前記静電潜像パターンにトナー
を付与して顕像化する現像手段、現像されたトナーを転
写する転写手段、転写後前記潜像担持体上に残留したト
ナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置
において、前記現像手段が一成分圧接現像方式であると
ともに、前記転写手段が温度10℃、相対湿度15%R
Hの環境における抵抗が5×10 8 Ω以下である転写ロ
ーラを前記潜像担持体との間に被転写体を介し接触する
転写方式であり、前記トナーがシリコーンオイルで表面
処理した外添剤を樹脂母粒子に対して0.4〜1.4w
t%外添されていることを特徴とする画像形成装置。
1. A charging unit for charging at least a latent image carrier, an exposing unit for irradiating the charged latent image carrier with light to form an electrostatic latent image pattern, and applying toner to the electrostatic latent image pattern. An image forming apparatus comprising: a developing unit for developing a visible image; a transfer unit for transferring the developed toner; and a cleaning unit for removing toner remaining on the latent image carrier after the transfer. And the transfer means has a temperature of 10 ° C. and a relative humidity of 15% R
A transfer method in which a transfer roller having a resistance of 5 × 10 8 Ω or less in an environment of H is brought into contact with the latent image carrier via a transfer object, wherein the toner is surface-treated with silicone oil. Is 0.4 to 1.4 w with respect to the resin base particles.
An image forming apparatus, wherein t% is externally added.
【請求項2】 少なくとも潜像担持体を帯電する帯電手
段、帯電された潜像担持体に光照射して静電潜像パター
ンを形成する露光手段、前記静電潜像パターンにトナー
を付与して顕像化する現像手段、現像されたトナーを転
写する転写手段、転写後前記潜像担持体上に残留したト
ナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置
において、前記現像手段が一成分圧接現像方式であると
ともに、前記転写手段が温度10℃、相対湿度15%R
Hの環境における抵抗が5×10 8 Ω以下である転写ロ
ーラを前記潜像担持体との間に被転写体を介し接触する
転写方式であり、前記トナーがヘキサメチルジシランで
表面処理した外添剤を樹脂母粒子に対して0.4〜1.
2wt%外添されていることを特徴とする画像形成装
置。
2. A charging unit for charging at least the latent image carrier, an exposure unit for irradiating the charged latent image carrier with light to form an electrostatic latent image pattern, and applying toner to the electrostatic latent image pattern. An image forming apparatus comprising: a developing unit for developing a visible image; a transfer unit for transferring the developed toner; and a cleaning unit for removing toner remaining on the latent image carrier after the transfer. And the transfer means has a temperature of 10 ° C. and a relative humidity of 15% R
A transfer method in which a transfer roller having a resistance of 5 × 10 8 Ω or less in an environment of H is brought into contact with the latent image carrier via a transfer-receiving member, wherein the toner is surface-treated with hexamethyldisilane. 0.4-1.
An image forming apparatus wherein 2 wt% is externally added.
【請求項3】 少なくとも潜像担持体を帯電する帯電手
段、帯電された潜像担持体に光照射して静電潜像パター
ンを形成する露光手段、前記静電潜像パターンにトナー
を付与して顕像化する現像手段、現像されたトナーを転
写する転写手段、転写後前記潜像担持体上に残留したト
ナーを除去するクリーニング手段を有する画像形成装置
において、前記現像手段が一成分圧接現像方式であると
ともに、前記転写手段が温度10℃、相対湿度15%R
Hの環境における抵抗が5×10 8 Ω以下である転写ロ
ーラを前記潜像担持体との間に被転写体を介し接触する
転写方式であり、前記トナーがジメチルジクロルシラン
で表面処理した外添剤を樹脂母粒子に対して0.4〜
1.0wt%外添されていることを特徴とする画像形成
装置。
3. A charging unit for charging at least the latent image carrier, an exposure unit for irradiating the charged latent image carrier with light to form an electrostatic latent image pattern, and applying toner to the electrostatic latent image pattern. An image forming apparatus comprising: a developing unit for developing a visible image; a transfer unit for transferring the developed toner; and a cleaning unit for removing toner remaining on the latent image carrier after the transfer. And the transfer means has a temperature of 10 ° C. and a relative humidity of 15% R
H is a transfer method in which a transfer roller having a resistance of 5 × 10 8 Ω or less in an environment of H is brought into contact with the latent image carrier via a transfer object, and the toner is surface-treated with dimethyldichlorosilane. Additives to resin base particles from 0.4 to
An image forming apparatus wherein 1.0 wt% is externally added.
【請求項4】 前記潜像担持体と前記転写ローラとのニ
ップ幅が2.5から7.5mmであることを特徴とする
請求項1、2、3のうちいずれかの画像形成装置。
4. The image forming apparatus of claim 1, 2, 3, characterized in that the nip width between the transfer roller and the latent image bearing member is 7.5mm from 2.5.
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