JP4261941B2

JP4261941B2 - Image forming method, developing device, process cartridge, and image forming apparatus

Info

Publication number: JP4261941B2
Application number: JP2003053225A
Authority: JP
Inventors: 聡居波; 貴之並木; 信郎古宮; 大輔馬場
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2009-05-13
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004264428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザビームプリンタ等の電子写真方式を採用する各種画像形成装置に用いられる画像形成方法、現像装置、その現像装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、図７を参照しながら従来の電子写真方式を採用する画像形成装置について説明する。
【０００３】
図７に示したように、一般的な画像形成装置は、回転自在な潜像担持体たる感光体１０１と、感光体１０１に対して従動回転し感光体１０１を所定の電位に帯電させる帯電装置１０２と、感光体１０１上に静電潜像を形成する露光装置１０３と、感光体１０１上の静電潜像を現像して顕像化する現像装置１０４と、感光体１０１上の可視像を転写材に転写する転写装置１０５と、可視像を永久画像として定着する定着装置１０８と、転写材に転写しきれずに感光体１０１上に残留した現像剤を回収するクリーニング装置１０６と、を有して構成されている。
【０００４】
近年、これらの中の、感光体１０１、帯電装置１０２、現像装置１０４及びクリーニング装置１０６をプロセスカートリッジとして一体構成し、プロセスカートリッジを装置本体に着脱可能に構成することで、メインテナンスの必要がないユーザビリティーに優れた画像形成装置が提供されている。
【０００５】
現像装置１０４は、少なくとも、現像剤１１１（以下、トナーと記す。）と、トナー１１１を担持・搬送する現像剤担持体１１０（以下、現像スリーブと記す。）と、現像スリーブ１１０上のトナーコーティングを規制するトナー層厚規制部材１０９（以下、現像ブレードと記す。）とにより構成されている。図７に示した画像形成装置を製造する場合に、現像装置１０４の組立工程内において、外観検査等の品質確認を行う目的で、現像スリーブ１１０上にトナー１１１がコートされていない状態で、現像スリーブ１１０を一定時間回転させることが一般的に行われている。
【０００６】
しかしながら、このときに、現像ブレード１０９や現像スリーブ１１０上に摺擦傷ができることがあった。また、現像ブレード１０９がウレタンゴム等の弾性体で構成されていると、現像ブレード１０９と現像スリーブ１１０との摩擦抵抗によって、現像ブレード１０９が現像スリーブ１１０の回転方向側にめくれてしまうことがあった。このような製品が市場に出されると、トナー１１１を用いての使用が実際に開始した場合に、現像スリーブ１１０上に均一で良好なトナーコーティングがされないという問題が発生する。
【０００７】
この問題を解決するために、組立工程で、トナー１１１がコートされていない状態で現像スリーブ１１０を一定時間回転させる場合に、現像ブレード１０９の現像スリーブ１１０に当接する側の面に潤滑剤を塗布することが行われることが一般的である。
【０００８】
この際に使用する潤滑剤としては、適正な帯電特性や形状等を有するものが選択して用いられる。現像スリーブ１１０上にトナー１１１がコートされて、現像装置１０４が実際に使用され始めた初期段階においての現像特性や、現像スジの発生に潤滑剤が影響を及ぼすおそれがあるためである。
【０００９】
例えば、特許文献１では、平均粒径５〜３０μｍの球形シリコーン樹脂粒子を現像スリーブ上に粉体で塗布する方法が提案されている。また、特許文献２では、平均粒径５〜４５μｍの樹脂粒子で、帯電量が適正なもの（球形ＰＭＭＡ、ウレタン、アクリル、ポリスチレン、ＰＶＤＦ）、或いは不定形のシリコーン樹脂粒子を塗布する方法の提案がなされている。また、最近では特許文献３において、平均円形度が０．９０以上で、現像規制部材と現像剤担持体上に存在する長手方向における潤滑剤の塗布量が０．２３〜１．４ｍｇ／ｃｍの球形ポリマー粒子であり、重量平均粒径が現像剤担持体の表面粗さＲｚよりも大きいポリマー粒子を採用する提案がなされている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−２１１７２８号公報
【特許文献２】
特開平１１−１１９５５１号公報
【特許文献３】
特開２００２−２７８２６２公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の潤滑剤を用いた場合においても、以下に述べるような問題を生ずることがあった。
【００１２】
新しい現像装置においては、現像容器内のトナーは電荷付与されていない状態なので、現像ブレードと現像スリーブの当接部で電荷付与されても直ぐには適正なトナーの電荷まで至ることは難しい。よって、使い始めの段階においては十分な現像性を得られないことがあり、濃度が低めであったり、文字が細めになったりすることがある。
【００１３】
更には、トナーの電荷付与不足によるゴースト現象も現れる。この場合のゴースト現象は、図８のように現像スリーブ１周前の画像がゴーストとなって現れるものである。
【００１４】
特に現像装置の初期の段階では、画像上最初の現像スリーブ１周目は濃くなり、その２周目以降は薄くなるというネガゴーストが目立つ。これはトナーが現像された後の現像スリーブ上のトナーが直ぐに適正な電荷量及びコート量を得られないため、２周目以降での現像性が低下してネガゴーストが発生するのである。
【００１５】
この問題に対し、適正なトナー電荷が得られるようにトナー自身の帯電特性を上げて、初期の段階から現像性を高めに設定することが考えられる。しかしこの場合には、トナー寿命の後半においては逆にトナーの過剰な電荷付与により濃度低下を招くことが多く、望ましくない。
【００１６】
また、現像装置の初期の段階のみを検知して、画像形成装置本体の現像バイアスの設定などを現像性を高める側に変更して、濃度を高くする手段も考えられる。しかし、この手段では現像スリーブ１周目と２周目以降の濃度差を解消することができないので、ゴースト現象を抑制する効果はさほど得られない。
【００１７】
したがって、本発明は、全寿命を通して安定した濃度推移が得られ、特に使用初期で発生する濃度薄およびネガゴーストを抑制することのできる画像形成方法、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に接触して現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材と、
を備えた現像装置を用いて像担持体に現像剤像を形成する画像形成方法において、
前記現像剤に対して逆極性を示し、かつ、重量平均粒径が前記現像剤に比べて１／３以下で、重量平均粒径が１μｍ以下である潤滑剤が、
前記現像剤担持体に現像剤がコートされていない状態で、前記現像剤担持体と前記現像剤規制部材との接触部に塗布されていることを特徴とする。
【００２２】
前記現像剤の極性が負極性であって、前記潤滑剤がメラミン樹脂粒子であることが好適である。
【００２３】
前記現像剤の極性が正極性であって、前記潤滑剤がフッ素樹脂粒子であることも好適である。
【００２８】
また、本発明に係る現像装置は、上記記載の画像形成方法に用いられることを特徴とする。
また、本発明に係るプロセスカートリッジは、上記構成の現像装置を備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明に係る画像形成装置は、上記記載の現像装置を備えることを特徴とする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
従来の技術では現像ブレード−現像スリーブ間の潤滑剤には、トナーの帯電性に影響のない範囲で、潤滑としての役割を得られる材料、形状を用いていた。これに対し、本発明者らは解決課題が現像装置あるいはプロセスカートリッジの使用初期の画質向上であることに着目して、潤滑剤を用いて現像性を向上させられないかとの着想を得た。この着想に基づき鋭意検討した結果、潤滑剤をマイクロキャリアとして作用させることを想起するに至った。
【００３０】
具体的には、潤滑剤として、トナーの重量平均粒径よりも小さく、かつ、トナーとは逆極性の球形ポリマー粒子を用いる。
【００３１】
図１は、現像スリーブと現像ブレードの接触部近傍を示す図である。同図では、現像剤規制部材である現像ブレード９を現像剤担持体である現像スリーブ１０に接触させることにより、現像剤であるトナー１１の層厚規制を行っている。図中、小さな黒丸で示した粒子が潤滑剤３である。
【００３２】
この現像装置では、使用初期において、現像スリーブ１０もしくは現像ブレード９に付着したポリマー粒子（潤滑剤３）に接触するようにトナー１１が搬送される。潤滑剤３はトナー１１とは逆極性であることからマイクロキャリアとして作用するので、トナー１１の帯電量が増加する。その結果、使用初期段階においても、トナーの電荷量を適正にすることができ、濃度薄やネガゴーストの発生を抑制することが可能となる。
【００３３】
トナーとポリマー粒子の接触面積が小さいと、トナーへの電荷付与効果も小さくなり、濃度薄やネガゴーストの抑制効果が小さくなってしまう。また、重量平均粒径の大きいポリマー粒子を用いると、ポリマー粒子の電荷量が大きいため、トナーとポリマー粒子が静電的に付着した状態でのトータルでの電荷量が小さくなり、現像性を大きく低下させることとなる。
【００３４】
よって、トナーの重量平均粒径に対してポリマー粒子の重量平均粒径を十分小さくすることが好ましい。具体的には、１／３以下にするとよい。
【００３５】
これにより、トナーに接触するポリマー粒子の個数が多くなり、結果としてトナーに対するポリマー粒子の接触面積が広くなるので、トナーへの電荷付与効果を高めることができる。また、ポリマー粒子の電荷量が小さくなるので、トナーとポリマー粒子が静電的に付着した場合でも、現像性の低下を招くことがない。より効果的なポリマー粒子の重量平均粒径としては０．０１μｍ〜３μｍが好適である。
【００３６】
潤滑剤の極性が、トナーとは逆極性であることも重要である。種々の材料を検討した結果、負極性のネガトナーに対してはメラミン樹脂粒子による潤滑剤が、正極性のポジトナーに対してはフッ素樹脂粒子による潤滑剤が適していることがわかった。
【００３７】
ポリマー粒子が不定形の形状であるとトナーへの電荷付与性が低下する。また、不定形の形状であるとトナーとの付着性が高くなるので、ポリマー粒子がトナーに付着したまま現像に供されることが多くなる。そうすると、現像スリーブや現像ブレード上にあるポリマー粒子がすぐに無くなり、濃度薄、ネガゴーストの抑制効果の持続性が無くなってしまう。
【００３８】
そこで、ポリマー粒子は、円形度が０．９０以上の球形形状であることが好ましい。これにより、電荷付与効果を高めることができるとともに、潤滑剤としての役割とトナーに対するマイクロキャリアとしての役割とを持続して発揮させることが可能となる。
【００３９】
なお、潤滑剤の塗布量が多すぎると、安定した塗布ができなくなり塗布ムラができやすい。その場合、その塗布ムラ位置においてトナーの電荷付与が不安定になるために、トナーの濃度ムラを引き起こす原因になる。よって、ムラなく塗布するには塗布量が少ないほうが良いが、その一方であまりに少なすぎると塗布されない領域も出てくるため問題となる。
【００４０】
そこで、潤滑剤の塗布量としては、現像ブレード上に塗布する場合、現像ブレード上に存在する塗布量が１．５〜１５ｇ／ｍ^２の範囲であることが好ましく、また、現像スリーブ上に塗布する場合、現像スリーブ上に存在する塗布量が０．１８〜１．９ｇ／ｍ^２の範囲であることが好ましい。これにより塗布量が適正となり、濃度ムラや縦スジ等の不良画像の発生を抑制することができる。なお、現像ブレード上に塗布する場合に塗布量が多いのは、現像スリーブ１周分の潤滑剤を供給できるようにするためである。
【００４１】
トナーの極性と逆極性のポリマー粒子を潤滑剤として選択すれば、どのような形状のトナーに適用した場合でも、上述したような濃度薄・ネガゴースト抑制効果が得られるが、特に以下のようなトナーにおいては顕著な効果が得られる。
【００４２】
すなわち、円相当径が３μｍ以上であって円形度が０．９００以上のトナー粒子を個数基準累積値で９０％以上有し、かつ、トナーの重量平均粒径をＸ（μｍ）、円形度０．９５０以上のトナー粒子の個数基準累積値をＹとした場合に、
Ｙ≧ｅｘｐ５．５１×Ｘ^{−０．６４５}
（ただし、５．０＜Ｘ≦１２．０）
を満たすトナーである。
【００４３】
このような円形度の高いトナーは、従来の円形度の低いトナーに比べ、同一体積に対する表面積が異なるため、帯電する電荷量も少なめになり、特に使用初期においては電荷分布がブロードになりやすい。よって、使用初期においては強いネガゴーストが発生しやすいという欠点を有する。
【００４４】
しかし、このような円形度の高いトナーに対して本実施形態の潤滑剤を選択することで、ネガゴーストを効果的に抑制し、良好な画像を得ることが可能となる。
【００４５】
以上述べたように、本実施形態によれば、マイクロキャリアとして作用する潤滑剤を用いたので、現像装置及びそれを備えたプロセスカートリッジの使用初期で発生する濃度薄やネガゴーストを抑制することができ、全寿命を通して安定したトナー濃度推移を得ることができる。
【００４６】
【実施例】
（第ｌの実施例）
本発明の第１の実施例を、図面に沿って説明する。
【００４７】
図２に、本実施例の現像装置４を備えた画像形成装置の一例を示す。同図は、画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【００４８】
同図に示す画像形成装置は、プリンタエンジンとしての画像形成装置本体（以下単に「装置本体」という。）を備えている。
【００４９】
装置本体の内側には、像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）１を備えている。感光ドラム１は駆動力が伝達されることにより、軸を中心に図２中の矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００５０】
感光ドラム１は、その表面が帯電装置としての帯電ローラ２によって帯電される。帯電ローラ２は、感光ドラム１表面に接触配置されており、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向の回転に伴って従動回転する。帯電ローラ２には、帯電バイアス印加電源（不図示）によって、例えば交流電圧と直流電圧とが重畳された帯電バイアスが印加される。これにより、感光ドラム１表面が所定の極性、所定の電位に均一に帯電される。
【００５１】
帯電後の感光ドラム１表面は、露光装置によって静電潜像が形成される。露光装置は、レーザスキャナ１４ａ、ポリゴンミラー（不図示）、反射レンズ１４ｂ等を有しており、画像情報に基づいたレーザ光を感光ドラム１表面に照射して照射部分の電荷を除去し、静電潜像を形成するものである。
【００５２】
こうして感光ドラム１表面に形成された静電潜像は、現像装置４によってトナーが付着され、トナー像として現像される。なお、現像装置４については、後に詳述する。
【００５３】
感光ドラム１表面に形成されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５によって転写材１３上に転写される。この転写材１３は、給紙カセット１４に収納され給紙ローラ１２やレジストローラ１５等によって感光ドラム１上のトナー像と同期をとって矢印Ｐ方向へ転写ニップ部に供給されたものである。転写ローラ５に、転写バイアス印加電源（不図示）によって感光ドラム１上のトナー像と逆極性の転写バイアスが印加され、これにより、感光ドラム１上のトナー像が転写材１３上に転写される。
【００５４】
転写材１３に対するトナー像の転写後に表面に残ったトナーがクリーニング装置６のクリーニングブレード７によって除去された後、感光ドラム１は次の画像形成に供される。
【００５５】
一方、トナー像転写後の転写材１３は、定着装置８に搬送され、定着ローラ８ａ、加圧ローラ８ｂによる加熱、加圧を受けて、表面のトナー像が定着される。
【００５６】
トナー像定着後の転写材１３は、装置本体外部に排出され、これにより、画像形成が完了する。
【００５７】
画像形成プロセスを行う上記部材のうち、感光ドラム１、帯電ローラ２、現像装置４およびクリーニング装置６はプロセスカートリッジとして一体構成され、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。
【００５８】
つづいて、図３を参照して、本実施例の現像装置４について詳述する。同図は、現像装置の概略構成を示す縦断面図である。
【００５９】
同図に示す現像装置４は、磁性一成分トナーを用いた現像装置であり、主に、トナー１１を収納するトナー容器と、トナー容器に収納されたトナー１１をほぐし搬送するための撹拌部材１６と、搬送されたトナー１１を担持搬送する現像スリーブ１０と、現像スリーブ１０に担持されたトナーの層厚規制を行う現像ブレード９とを有している。
【００６０】
現像スリーブ１０は、アルミニウムやステンレススチールのパイプによって形成された非磁性スリーブであり、トナー容器によって矢印Ｒ２方向に回転自在に支持されている。本実施例ではアルミ製の１６．０ｍｍ径の中空円筒管を用いた。
【００６１】
現像スリーブ１０の長手方向（軸方向）の両端部にはそれぞれコロ（不図示）が固定されている。現像スリーブ１０は、コロの外周面を対向する感光ドラム１に突き当てることにより、感光ドラム表面との間に所定のギャップ（間隙）を確保するようにしている。
【００６２】
現像スリーブ１０の表面は、フェノール樹脂にカーボン、電荷制御剤、表面を荒らすための微粒子を分散させた溶剤で塗装して、所望量のトナーを担持した時に適正な電荷を与えられるようにした。
【００６３】
また、現像スリーブ１０の内側には、マグネット１７が配設されている。マグネット１７は、円筒状に形成されており、その周方向にＮ極とＳ極とが交互に複数個形成されている。マグネット１７は、現像スリーブ１０が矢印Ｒ２方向に回転するのとは異なり、現像スリーブ１０の内側に固定的に配置されている。
【００６４】
現像ブレード９は、支持板金９ａと弾性ブレード９ｂとを有して構成され、弾性ブレード９ｂが現像スリーブ１０の表面に当接するように設けられている。
【００６５】
弾性ブレード９ｂは、ウレタンゴムを板状に形成したものであり、その基端部が支持板金９ａに固定されるとともに、その先端部を現像スリーブ１０表面に所定の圧力で当接させて弾性変形している。弾性ブレード９ｂは、上述のマグネット１７の磁力によって現像スリーブ１０表面に引き付けられたトナー１１の層厚を規制するものである。本実施例では弾性ブレード９ｂの厚みを１．０ｍｍとし、現像スリーブ１０との当接圧を線圧で２９．４Ｎ／ｍに設定した。
【００６６】
現像スリーブ１０表面に担持されたトナーは、現像スリーブ１０の矢印Ｒ２方向の回転によって搬送されることによるトナー相互の摩擦帯電、及び、現像ブレード９によって層厚が規制される際の現像スリーブ１０と弾性ブレード９ｂ間での摺擦による摩擦帯電により、適切な電荷が付与されながら、感光ドラム１表面に対向する現像領域へと搬送されていく。
【００６７】
このとき、現像スリーブ１０には、交流の現像バイアス印加電源と直流の現像バイアス印加電源とによって、交流と直流とが重畳された現像バイアスが摺動接点を介して印加される。これにより、現像スリーブ１０上のトナーが、現像領域において、感光ドラム１に飛翔して静電的に静電潜像に付着し、静電潜像をトナー像として現像する。
【００６８】
次に図４を用いて、現像スリーブに、潤滑剤を粉体で塗布する方法を説明する。現像スリーブ１０への潤滑剤塗布は、スポンジローラに潤滑剤粒子（ポリマー粒子）をまぶし、それを現像スリーブ１０に接触させて塗布させる方法とした。
【００６９】
潤滑剤塗布装置は、潤滑剤３を収容する塗布容器１９と、スリーブ１０に接触して塗布容器１９内の潤滑剤を塗布するスポンジローラ１８とを有して構成される。本実施例では、スポンジローラ１８に、平均発泡径が約３６０μｍのポリウレタンフォーム製のものを使用した。
【００７０】
塗布時には、現像スリーブ１０は潤滑剤塗布装置内にスポンジローラ１８と平行に配置される。現像スリーブ１０を配置する際、現像スリーブ１０を矢印Ｂ方向に押圧することで、現像スリーブ１０の表面をスポンジローラ１８の表面から約１ｍｍ侵入させている。このとき、現像スリーブ１０の長手方向両端部を回転自在の軸受け（不図示）によって押圧することで、侵入量を長手方向に均一にすることができる。
【００７１】
スポンジローラ１８と現像スリーブ１０は、図に示したように、夫々に対しカウンター方向に回転しており、スポンジローラ１８上の潤滑剤３を現像スリーブ１０上に擦りつけるように塗布を行う。
【００７２】
現像スリーブ１０上の潤滑剤３の塗布量は、現像スリーブ１０のスポンジローラ１８に対する侵入量、現像スリーブ１０とスポンジローラ１８の夫々の回転速度と相対速度、塗布容器１９内の潤滑剤３の絶対量によって決定される。本実施例では現像スリーブ１０の１周を塗布し、塗布量を０．６ｇ／ｍ^２とした。また、その後、組立工程で、現像スリーブ１０を回転するときにバイアスを印加してドラムに現像させることによって、結果的に現像スリーブ１０上に残る潤滑剤３をかなり小さくすることができる。
【００７３】
ここで、本明細書における潤滑剤３のポリマー粒子の形状と、平均粒径の定義について説明する。
【００７４】
＜形状＞
本明細書では、ポリマー粒子の円形度が０．９０以上のものを球形粒子とし、０．９０未満のものを不定形粒子として、夫々定義した。円形度とは、粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、粒子が完全な球形である場合には円形度は１．００を示し、表面形状が複雑になればこの値は小さくなる。かかる円形度は、以下の式を用いて定義される。
（円形度）＝（粒子像と同じ投影面積をもつ円周長）／（粒子投影像の周囲長）
【００７５】
＜重量平均粒径＞
ポリマー粒子の重量平均粒径は、以下のように定義される。円相当径がｄｉからｄｉ＋１の範囲の粒子総重量をｆｉとしたとき、
重量平均粒径＝Σ（ｄｉ×ｆｉ）／Σｆｉ
尚、上記パラメータは、すべて、東亞合成医用電子（株）製フロー粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定した値を用いた。
【００７６】
本実施例では重量平均粒径７μｍの磁性一成分ネガトナーにシリカ等の粒子を外添したものを用いた。一方、潤滑剤３のポリマー粒子には、トナーとは逆極性となるメラミン樹脂粒子を使用した。メラミン樹脂粒子の重量平均粒径は、０．１μｍと１μｍのものを用いた。
【００７７】
また、比較例として、ポリマー粒子にトナーと同極性であるシリコーン樹脂粒子を用いた。シリコーン樹脂粒子の重量平均粒径は、１μｍと１２μｍのものを用いた。
【００７８】
各ポリマー粒子による潤滑剤を使用した場合の濃度薄、ネガゴーストの結果を図５のグラフおよび表１に示す。
【００７９】
【表１】

【００８０】
本実験では、Ａ４サイズの５％印字で６０００枚通紙可能な現像装置を用いて、ゴーストの目立ちやすい１５℃環境にて連続通紙を行った。そして、画像先端に文字および２５ｍｍ角の黒パターンを出力するとともに、その文字および２５ｍｍ角の黒パターンからスリーブ１周期後に約４０％ドット比率のハーフトーンパターンで構成された画像を出力した。評価は、そのハーフトーン内に生じるゴースト画像の目立ち方で比較した。
【００８１】
このときのネガゴーストの判断を、「××：非常に目立つ」、「×：一見で目に付き許容できない」、「△：よく見ないとわからなく許容範囲内」、○「：発生なし」の４段階で判断した。
【００８２】
図５のグラフおよび表１から分かるように、同極性であるシリコーン樹脂粒子は粒径にかかわらず、使用初期において濃度は薄目で、強いネガゴーストが発生したが、通紙枚数が増えるにつれ良化傾向を示した。
【００８３】
一方、本実施例であるメラミン樹脂粒子を用いた場合、濃度は全体的にシリコーン樹脂粒子の場合より高めであり、特にネガゴーストは大きく改善された。また、０．１μｍ、１μｍの粒径のメラミン樹脂粒子ともに濃度、ネガゴーストに対して効果があるが、その中でも粒径の細かい０．１μｍの粒子の効果が大きかった。おそらくマイクロキャリアの作用としては粒径の細かい方が良いと思われる。
【００８４】
このように使用するトナーに対して逆極性のポリマー粒子である潤滑剤を選択することで潤滑剤としての作用だけでなく、トナーの電荷安定性のための電荷付与の作用を働かせることができる。本実施例ではネガトナーについて述べたが、ポジトナーについても同様に逆極性のポリマー粒子を選択することで、同じ効果を得ることができる。特に、ポジトナーに対してはフッ素樹脂粒子が有効であることがわかった。
【００８５】
以上のように、トナーの重量平均粒径より１／３以下の十分小さい、トナーとは逆極性の球形ポリマー粒子を用いることで、現像装置の使用初期に発生しやすい濃度薄、ネガゴーストを解消することができた。
【００８６】
（第２の実施例）
本実施例ではより安定した潤滑剤の塗布方法について説明する。
【００８７】
粒径が非常に小さいポリマー粒子は凝集しやすいため、潤滑剤を安定して塗布することが難しい。現像ブレードまたは現像スリーブの長手方向において潤滑剤が均一に塗布されていない、つまり塗布ムラのある状態では、その位置においてトナーの電荷が不安定になることから濃度ムラを発生しやすい。この濃度ムラは、現像ブレードおよび現像スリーブ上の潤滑剤が存在しなくなるまで、発生する可能性がある。したがって、使用初期の画質向上のためには、潤滑剤を均一に塗布する必要がある。
【００８８】
本実施例では長手方向に均一、かつ、少な目に塗布する方法として、ポリマー粒子を溶剤で分散させた潤滑剤を塗布する方法について述べる。
【００８９】
本実施例では、現像装置４の組立段階において、トナーがコートされていない状態で、現像ブレード９に潤滑剤である球形のポリマー粒子を塗布する。潤滑剤は、現像ブレード９の弾性ブレード９ｂのうち少なくとも現像スリーブ１０と接触する領域に塗布される。
【００９０】
なお、潤滑剤は現像ブレード９でなく現像スリーブ１０側に塗布しても構わない。この場合も、現像スリーブ１０のうち少なくとも現像ブレード９と接触する領域に潤滑剤を塗布するとよい。
【００９１】
以下、図６を参照して潤滑剤の塗布方法について説明する。同図は、弾性ブレード９ｂへの潤滑剤の塗布方法を示す図である。なお、図中の斜線部は潤滑剤を示している。
【００９２】
先ず、潤滑剤（球形のポリマー粒子）を、揮発性の溶媒に、（潤滑剤）：（ＰＦ５０６０）：（ＩＰＥ）＝２．５：４：１１の質量比で分散・混合させる。ここでＰＦ５０６０はフロリナートであり、ＩＰＥはイソプロピルエーテルである。
【００９３】
次に、図６に示したように、上記のようにして調製した容器内の潤滑剤含有溶液２１を、上下左右に移動可能な塗布機２２のノズル２３で吸引する。弾性ブレード９ｂを固定配置しておき、ノズル２３を塗布開始位置まで移動する。そして、ノズル２３より潤滑剤含有溶液２１を吐出させながら、塗布開始位置から塗布終了位置までノズル２３を移動させることによって、塗布を行う（図中の２１´は塗布部分）。
【００９４】
また、本実施例で使用するポリマー粒子は凝集しやすいので、塗布時においては溶剤を撹拌手段により、常時均一に分散しておくと効果的である。
【００９５】
なお、球形のポリマー粒子を含有する潤滑剤含有溶液２１の上記比率は一例であり、混合溶液中のポリマー粒子濃度に応じて、潤滑剤の塗布量を適宜に調整することが好ましい。このとき、溶媒の揮発後の潤滑剤の塗布量が０．１８〜１．９ｇ／ｍ^２の範囲になるように塗布量を調整するとよい。この範囲内であれば、濃度ムラの発生を抑制することができ、また、濃度薄およびネガゴーストの抑制効果も十分に得られる。
【００９６】
上記方法により潤滑剤を現像ブレード９に均一に塗布できるので、その後に組み込まれる現像スリーブ１０上にはトナーが長手方向に均一にコートされる。
【００９７】
このようにして得られた現像ブレードを組み入れた現像装置（プロセスカートリッジ）を用いて第１の実施例と同様の画像形成を行ったところ、縦方向の白帯、黒帯の濃度ムラは発生することがなく、良好な結果が得られた。また、濃度薄およびネガゴーストについても第１の実施例と同様の抑制効果が得られた。
【００９８】
（第３の実施例）
本実施例では、円形度の高いトナーについての検討を行った。その結果、円形度の高いトナーほど、濃度薄およびネガゴーストの抑制効果が顕著にあらわれることを確認できた。
【００９９】
本実施例では、円相当径が３μｍ以上であって円形度が０．９００以上のトナー粒子を個数基準の累積値で９０％以上有し、かつ、トナーの重量平均粒径をＸ（μｍ）、円形度０．９５０以上のトナー粒子の個数基準の累積値をＹとした場合に、
Ｙ≧ｅｘｐ５．５１×Ｘ^{−０．６４５}
（ただし、５．０＜Ｘ≦１２．０）
を満たすトナーを用いた。
【０１００】
このような円形度の高い粒子が多く存在するトナーは、そうでない円形度の低いトナーより現像性に優れており、適正なプロセス制御をすることにより高品質な画像形成装置を提供することが可能となるため、将来有望視されている。
【０１０１】
しかしながら、かかる形状のトナーは従来の円形度の低いトナーに比べ、全く電荷を持っていない使用初期の段階では、一度の現像ブレードと現像スリーブの摩擦帯電だけでは所定の電荷には至らないので、強いネガゴーストが発生することがある。
【０１０２】
本実施例では、重量平均粒径７μｍであるネガトナー代表例としてスチレン系樹脂トナーＡ、ポリエステル系樹脂トナーＢについて確認した。
【０１０３】
重量平均粒径７μｍでは、ｅｘｐ５．５１×Ｘ^{−０．６４５}＝７０．４である。そこで、表２にあるようにトナーＡ、Ｂにおいて、Ｙ＝７５〜７８の本実施例のトナーと、比較例としてＹ＝６０〜６２のトナーについて比較した。
【０１０４】
第１の実施例と同様に、Ａ４サイズの５％印字で６０００枚通紙可能な現像装置を用いて、ゴーストの目立ちやすい１５℃環境にて連続通紙を行った。そして、画像先端に文字および２５ｍｍ角の黒パターンを出力するとともに、その文字および２５ｍｍ角の黒パターンからスリーブ１周期後に約４０％ドット比率のハーフトーンパターンで構成された画像を出力した。評価は、そのハーフトーン内に生じるゴースト画像の目立ち方で比較した。
【０１０５】
このときのネガゴーストの判断は第１の実施例と同じである。
【０１０６】
潤滑剤を使用しなかった場合（表２）、Ｙ＜７０．４のものは使用初期から１０００枚までにおいて許容できないネガゴーストが発生するのに対して、Ｙ≧７０．４のものは約２０００枚近くまで強いネガゴーストが発生していた。
【０１０７】
【表２】

【０１０８】
次に、重量平均粒径０．１μｍのメラミン樹脂粒子を潤滑剤として塗布した装置を用いた場合の結果を表３に示す。なお、潤滑剤については、第２の実施例の塗布方法を使用し、３．０ｇ／ｍ^２の重量で塗布を行った。
【０１０９】
【表３】

【０１１０】
表３から分かるように、Ｙ＜７０．４の円形度の低いものが多いトナーはもちろんのこと、Ｙ≧７０．４の円形度の高いトナーにおいてもネガゴーストがほとんど見られなくなり、トナー寿命まで良好な画像を得ることができた。
【０１１１】
通紙枚数が１０００〜３０００枚あたりではポリマー粒子が感光ドラム側に徐々に現像され、現像ブレードの当接位置、現像スリーブ上に存在する潤滑剤量が少なくなることから、ポリマー粒子によるネガゴースト抑制効果は弱くなる。しかしながら、使用初期の段階における電荷付与効果によりトナー自身が電荷を保持しているため、ユーザーが気になるようなネガゴーストは発生しない。
【０１１２】
以上のように、円形度の高いトナーと組み合わせることで、マイクロキャリアとして作用する潤滑剤の効果がより十分に発揮され、高品質な画像が得られるとともに問題になっていたネガゴーストを抑えることができた。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、使用初期で発生する濃度薄およびネガゴーストを抑制することができ、現像装置あるいはプロセスカートリッジの全寿命を通して安定した濃度推移を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像スリーブと現像ブレードの接触部近傍を示す図である。
【図２】画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図３】現像装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図４】現像スリーブへの潤滑剤塗布方法を示す図である。
【図５】ポリマー粒子材料の違い、および、粒径違いにおける濃度推移の比較を示すグラフである。
【図６】現像ブレードへの潤滑剤塗布方法を示す図である。
【図７】従来の画像形成装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】ネガゴーストの説明図である。
【符号の説明】
１感光ドラム
２帯電ローラ
３潤滑剤
４現像装置
５転写ローラ
６クリーニング装置
７クリーニングブレード
８定着装置
８ａ定着ローラ
８ｂ加圧ローラ
９現像ブレード
９ａ支持板金
９ｂ弾性ブレード
１０現像スリーブ
１１トナー
１２給紙ローラ
１３転写材
１４給紙カセット
１４ａレーザスキャナ
１４ｂ反射レンズ
１５レジストローラ
１６撹拌部材
１７マグネット
１８スポンジローラ
１９塗布容器
２１潤滑剤含有溶液
２２塗布機
２３ノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in various image forming apparatuses that employ an electrophotographic system such as a copying machine and a laser beam printer.Image forming method,Development device,Process cartridge using the developing deviceAnd image forming apparatusAbout.
[0002]
[Prior art]
First, an image forming apparatus employing a conventional electrophotographic method will be described with reference to FIG.
[0003]
As shown in FIG. 7, a general image forming apparatus includes a photosensitive member 101 that is a rotatable latent image carrier, and a charging device that rotates following the photosensitive member 101 to charge the photosensitive member 101 to a predetermined potential. 102, an exposure device 103 that forms an electrostatic latent image on the photoconductor 101, a developing device 104 that develops and visualizes the electrostatic latent image on the photoconductor 101, and a visible image on the photoconductor 101 A transfer device 105 for transferring the toner image onto the transfer material, a fixing device 108 for fixing the visible image as a permanent image, and a cleaning device 106 for recovering the developer remaining on the photoconductor 101 without being transferred onto the transfer material. It is configured.
[0004]
In recent years, the photosensitive member 101, the charging device 102, the developing device 104, and the cleaning device 106 are integrated as a process cartridge, and the process cartridge is configured to be detachable from the apparatus main body, thereby eliminating the need for maintenance. An image forming apparatus excellent in tee is provided.
[0005]
The developing device 104 includes at least a developer 111 (hereinafter referred to as a toner), a developer carrier 110 (hereinafter referred to as a development sleeve) that carries and conveys the toner 111, and a toner coating on the development sleeve 110. And a toner layer thickness regulating member 109 (hereinafter referred to as a developing blade). When the image forming apparatus shown in FIG. 7 is manufactured, development is performed in a state where the toner 111 is not coated on the developing sleeve 110 for the purpose of checking the quality such as appearance inspection in the assembly process of the developing device 104. In general, the sleeve 110 is rotated for a predetermined time.
[0006]
However, at this time, the developing blade 109 and the developing sleeve 110 may be rubbed. Further, if the developing blade 109 is made of an elastic material such as urethane rubber, the developing blade 109 may be turned over to the rotational direction side of the developing sleeve 110 due to frictional resistance between the developing blade 109 and the developing sleeve 110. It was. When such a product is put on the market, there arises a problem that a uniform and good toner coating is not formed on the developing sleeve 110 when the toner 111 is actually used.
[0007]
In order to solve this problem, a lubricant is applied to the surface of the developing blade 109 that is in contact with the developing sleeve 110 when the developing sleeve 110 is rotated for a predetermined time in a state where the toner 111 is not coated. It is common to do.
[0008]
As the lubricant used at this time, a lubricant having an appropriate charging characteristic or shape is selected and used. This is because the toner may be coated on the developing sleeve 110 and the lubricant may affect development characteristics and development streaks at the initial stage when the developing device 104 actually starts to be used.
[0009]
For example, Patent Document 1 proposes a method in which spherical silicone resin particles having an average particle diameter of 5 to 30 μm are coated on a developing sleeve as a powder. Patent Document 2 proposes a method of applying resin particles having an average particle size of 5 to 45 μm and having an appropriate charge amount (spherical PMMA, urethane, acrylic, polystyrene, PVDF), or amorphous silicone resin particles. Has been made. Further, recently, in Patent Document 3, the average circularity is 0.90 or more, and the coating amount of the lubricant in the longitudinal direction existing on the development regulating member and the developer carrier is 0.23 to 1.4 mg / cm. Proposals have been made to employ spherical polymer particles having a weight average particle size larger than the surface roughness Rz of the developer carrier.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-21728
[Patent Document 2]
JP 11-119551 A
[Patent Document 3]
JP 2002-278262 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, even when the above prior art lubricant is used, the following problems may occur.
[0012]
In the new developing device, since the toner in the developing container is not charged, it is difficult to reach an appropriate toner charge immediately even when the charge is applied at the contact portion between the developing blade and the developing sleeve. Therefore, sufficient developability may not be obtained at the beginning of use, and the density may be low, or the characters may become thin.
[0013]
Further, a ghost phenomenon due to insufficient charge application of the toner also appears. In this case, the ghost phenomenon is such that the image before one round of the developing sleeve appears as a ghost as shown in FIG.
[0014]
In particular, in the initial stage of the developing device, the negative ghost that the first round of the developing sleeve on the image becomes dark and the second and subsequent rounds become thin is conspicuous. This is because the toner on the developing sleeve after the toner is developed cannot immediately obtain the proper charge amount and coating amount, and the developability in the second and subsequent rounds deteriorates and negative ghosting occurs.
[0015]
To solve this problem, it is conceivable to increase the developing property of the toner from the initial stage by increasing the charging characteristics of the toner itself so that an appropriate toner charge can be obtained. However, in this case, in the latter half of the toner life, the density is often lowered due to excessive charge application of the toner, which is not desirable.
[0016]
Further, it is conceivable to detect only the initial stage of the developing device and change the setting of the developing bias of the main body of the image forming apparatus to the side for improving developability to increase the density. However, this means cannot eliminate the difference in density between the first and second rounds of the developing sleeve, so that the effect of suppressing the ghost phenomenon cannot be obtained so much.
[0017]
  Therefore, according to the present invention, a stable concentration transition can be obtained over the entire lifetime, and in particular, it is possible to suppress concentration thinness and negative ghost that occur in the initial use.Image forming method,Development device,Process cartridgeAnd image forming apparatusThe purpose is to provide.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above object, the present inventionThereIs
  A developer carrying member carrying the developer;
  A developer regulating member that contacts the developer carrying member and regulates the layer thickness of the developer;
  ThePreparationIn an image forming method for forming a developer image on an image carrier using the developed device,
  Exhibits reverse polarity to the developer, andHeavyThe amount average particle size is 1/3 or less compared to the developer,HeavyThe quantity average particle size is 1 μm or lessLubricant
The developer carrier is coated on the contact portion between the developer carrier and the developer regulating member in a state where the developer is not coated.It is characterized by that.
[0022]
It is preferable that the developer has a negative polarity and the lubricant is melamine resin particles.
[0023]
It is also preferred that the developer has a positive polarity and the lubricant is fluororesin particles.
[0028]
  A developing device according to the present invention is used in the image forming method described above.
  In addition, the present inventionPertaining toThe process cartridge includes the developing device having the above-described configuration and is configured to be detachable from the image forming apparatus main body.
Further, an image forming apparatus according to the present invention includes the developing device described above.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the prior art, the material between the developing blade and the developing sleeve has been made of a material and a shape that can obtain a role as a lubrication as long as the chargeability of the toner is not affected. On the other hand, the present inventors have noticed that the problem to be solved is to improve the image quality in the initial stage of use of the developing device or the process cartridge, and have come up with the idea that the developability can be improved by using a lubricant. As a result of intensive studies based on this idea, the inventors have come to recall that the lubricant acts as a microcarrier.
[0030]
Specifically, spherical polymer particles having a polarity smaller than that of the toner and having a polarity opposite to that of the toner are used as the lubricant.
[0031]
FIG. 1 is a view showing the vicinity of the contact portion between the developing sleeve and the developing blade. In the drawing, the layer thickness of the toner 11 as a developer is regulated by bringing a developing blade 9 as a developer regulating member into contact with a developing sleeve 10 as a developer carrying member. In the drawing, the particles shown by small black circles are the lubricant 3.
[0032]
In this developing device, the toner 11 is conveyed so as to come into contact with the polymer particles (lubricant 3) attached to the developing sleeve 10 or the developing blade 9 in the initial stage of use. Since the lubricant 3 has a polarity opposite to that of the toner 11 and acts as a microcarrier, the charge amount of the toner 11 increases. As a result, the charge amount of the toner can be made appropriate even at the initial stage of use, and the occurrence of low density and negative ghost can be suppressed.
[0033]
When the contact area between the toner and the polymer particles is small, the effect of imparting electric charge to the toner is also reduced, and the effect of suppressing the density reduction and negative ghost is reduced. In addition, when polymer particles having a large weight average particle diameter are used, since the charge amount of the polymer particles is large, the total charge amount in a state where the toner and the polymer particles are electrostatically attached is reduced, and the developability is increased. Will be reduced.
[0034]
Therefore, it is preferable to make the weight average particle diameter of the polymer particles sufficiently smaller than the weight average particle diameter of the toner. Specifically, it should be 1/3 or less.
[0035]
As a result, the number of polymer particles in contact with the toner is increased, and as a result, the contact area of the polymer particles with the toner is increased, so that the effect of imparting charge to the toner can be enhanced. Further, since the charge amount of the polymer particles is small, even when the toner and the polymer particles are electrostatically attached, the developability is not deteriorated. The weight average particle diameter of more effective polymer particles is preferably 0.01 μm to 3 μm.
[0036]
It is also important that the polarity of the lubricant is opposite to that of the toner. As a result of examining various materials, it has been found that a lubricant made of melamine resin particles is suitable for negative negative toner, and a lubricant made of fluororesin particles is suitable for positive positive toner.
[0037]
When the polymer particles are in an irregular shape, the charge imparting property to the toner is lowered. In addition, since the adhesiveness to the toner becomes high when the shape is irregular, the polymer particles are often used for development while adhering to the toner. As a result, the polymer particles on the developing sleeve and the developing blade are immediately lost, and the persistence of the low density and negative ghost suppression effect is lost.
[0038]
Therefore, the polymer particles preferably have a spherical shape with a circularity of 0.90 or more. Thereby, the charge imparting effect can be enhanced, and the role as a lubricant and the role as a microcarrier for the toner can be continuously exhibited.
[0039]
In addition, when there is too much application quantity of a lubrication agent, stable application | coating cannot be performed and application | coating nonuniformity is easy to be performed. In that case, the toner charge application becomes unstable at the application uneven position, which causes toner density unevenness. Therefore, in order to apply evenly, it is preferable that the amount of application is small. On the other hand, if the amount is too small, a region that is not applied appears, which causes a problem.
[0040]
Therefore, the amount of lubricant applied is 1.5 to 15 g / m when it is applied on the developing blade.²In the case of coating on the developing sleeve, the coating amount existing on the developing sleeve is 0.18 to 1.9 g / m.²It is preferable that it is the range of these. As a result, the coating amount becomes appropriate, and the occurrence of defective images such as density unevenness and vertical stripes can be suppressed. The reason why the coating amount is large when coating on the developing blade is to allow the lubricant for one round of the developing sleeve to be supplied.
[0041]
If polymer particles having a polarity opposite to that of the toner are selected as the lubricant, the above-described concentration thinning / negative ghost suppression effect can be obtained regardless of the shape of the toner applied. A remarkable effect is obtained in the toner.
[0042]
That is, toner particles having an equivalent circle diameter of 3 μm or more and a circularity of 0.900 or more have a number-based cumulative value of 90% or more, the weight average particle diameter of the toner is X (μm), and the circularity is 0. When the number reference cumulative value of toner particles of 950 or more is Y,
Y ≧ exp5.51 × X^-0.645
(However, 5.0 <X ≦ 12.0)
It is a toner that satisfies the requirements.
[0043]
Such a toner with a high degree of circularity has a different surface area with respect to the same volume compared with a conventional toner with a low degree of circularity, and therefore the amount of charge to be charged is small, and the charge distribution tends to be broad, especially in the initial use. Therefore, there is a drawback that a strong negative ghost is likely to occur in the initial use.
[0044]
However, by selecting the lubricant of this embodiment for such a high degree of circularity toner, it is possible to effectively suppress negative ghosts and obtain a good image.
[0045]
As described above, according to the present embodiment, since the lubricant acting as a microcarrier is used, it is possible to suppress the density thinness and the negative ghost that are generated in the initial use of the developing device and the process cartridge including the same. Thus, a stable toner density transition can be obtained over the entire lifetime.
[0046]
【Example】
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0047]
FIG. 2 shows an example of an image forming apparatus provided with the developing device 4 of this embodiment. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the image forming apparatus.
[0048]
The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes an image forming apparatus main body (hereinafter simply referred to as “apparatus main body”) as a printer engine.
[0049]
Inside the apparatus main body, a drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 1 is provided as an image carrier. The photosensitive drum 1 is driven to rotate at a predetermined process speed (circumferential speed) in the direction of arrow R1 in FIG.
[0050]
The surface of the photosensitive drum 1 is charged by a charging roller 2 as a charging device. The charging roller 2 is disposed in contact with the surface of the photosensitive drum 1 and is driven to rotate as the photosensitive drum 1 rotates in the direction of arrow R1. For example, a charging bias in which an AC voltage and a DC voltage are superimposed is applied to the charging roller 2 by a charging bias application power source (not shown). As a result, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and a predetermined potential.
[0051]
An electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1 after charging by an exposure device. The exposure apparatus includes a laser scanner 14a, a polygon mirror (not shown), a reflection lens 14b, etc., and irradiates the surface of the photosensitive drum 1 with laser light based on image information to remove charges on the irradiated portion, thereby It forms an electrostatic latent image.
[0052]
The electrostatic latent image thus formed on the surface of the photosensitive drum 1 is developed with a toner by the developing device 4 and developed as a toner image. The developing device 4 will be described in detail later.
[0053]
The toner image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is transferred onto the transfer material 13 by a transfer roller 5 as a transfer device. This transfer material 13 is stored in the paper feed cassette 14 and supplied to the transfer nip portion in the direction of arrow P in synchronism with the toner image on the photosensitive drum 1 by the paper feed roller 12 and the registration roller 15. A transfer bias having a polarity opposite to that of the toner image on the photosensitive drum 1 is applied to the transfer roller 5 by a transfer bias application power source (not shown), whereby the toner image on the photosensitive drum 1 is transferred onto the transfer material 13. .
[0054]
After the toner remaining on the surface after the transfer of the toner image to the transfer material 13 is removed by the cleaning blade 7 of the cleaning device 6, the photosensitive drum 1 is used for the next image formation.
[0055]
On the other hand, the transfer material 13 after transfer of the toner image is conveyed to the fixing device 8 and is heated and pressed by the fixing roller 8a and the pressure roller 8b to fix the toner image on the surface.
[0056]
After the toner image is fixed, the transfer material 13 is discharged to the outside of the apparatus main body, thereby completing the image formation.
[0057]
Among the above-described members that perform the image forming process, the photosensitive drum 1, the charging roller 2, the developing device 4, and the cleaning device 6 are integrally configured as a process cartridge and configured to be detachable from the image forming apparatus main body.
[0058]
Next, the developing device 4 of this embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the developing device.
[0059]
The developing device 4 shown in the figure is a developing device using magnetic one-component toner, and mainly includes a toner container for storing the toner 11 and a stirring member 16 for loosening and transporting the toner 11 stored in the toner container. And a developing sleeve 10 that carries and conveys the conveyed toner 11 and a developing blade 9 that regulates the layer thickness of the toner carried on the developing sleeve 10.
[0060]
The developing sleeve 10 is a non-magnetic sleeve formed of an aluminum or stainless steel pipe, and is rotatably supported by the toner container in the direction of the arrow R2. In this example, a 16.0 mm hollow cylindrical tube made of aluminum was used.
[0061]
Rollers (not shown) are fixed to both ends of the developing sleeve 10 in the longitudinal direction (axial direction). The developing sleeve 10 ensures a predetermined gap (gap) with the surface of the photosensitive drum by abutting the outer peripheral surface of the roller against the opposing photosensitive drum 1.
[0062]
The surface of the developing sleeve 10 was coated with a solvent in which carbon, a charge control agent, and fine particles for roughening the surface were dispersed in a phenol resin so that an appropriate charge was applied when a desired amount of toner was carried.
[0063]
A magnet 17 is disposed inside the developing sleeve 10. The magnet 17 is formed in a cylindrical shape, and a plurality of N poles and S poles are alternately formed in the circumferential direction. Unlike the rotation of the developing sleeve 10 in the direction of the arrow R2, the magnet 17 is fixedly disposed inside the developing sleeve 10.
[0064]
The developing blade 9 includes a support metal plate 9 a and an elastic blade 9 b, and the elastic blade 9 b is provided so as to contact the surface of the developing sleeve 10.
[0065]
The elastic blade 9b is formed of urethane rubber in a plate shape, and its base end is fixed to the support metal plate 9a, and its tip is brought into contact with the surface of the developing sleeve 10 with a predetermined pressure to be elastically deformed. is doing. The elastic blade 9b regulates the layer thickness of the toner 11 attracted to the surface of the developing sleeve 10 by the magnetic force of the magnet 17 described above. In this embodiment, the thickness of the elastic blade 9b was 1.0 mm, and the contact pressure with the developing sleeve 10 was set to 29.4 N / m as a linear pressure.
[0066]
The toner carried on the surface of the developing sleeve 10 is frictionally charged with each other by being conveyed by the rotation of the developing sleeve 10 in the direction of the arrow R2, and the developing sleeve 10 when the layer thickness is regulated by the developing blade 9 The frictional electrification caused by rubbing between the elastic blades 9b causes the sheet to be conveyed to a developing region facing the surface of the photosensitive drum 1 while applying an appropriate charge.
[0067]
At this time, a developing bias in which alternating current and direct current are superimposed is applied to the developing sleeve 10 through a sliding contact by an alternating developing bias applying power source and a direct developing bias applying power source. As a result, the toner on the developing sleeve 10 flies to the photosensitive drum 1 in the developing region and electrostatically adheres to the electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is developed as a toner image.
[0068]
Next, with reference to FIG. 4, a method for applying the lubricant to the developing sleeve as a powder will be described. The lubricant is applied to the developing sleeve 10 by a method in which lubricant particles (polymer particles) are applied to a sponge roller and are brought into contact with the developing sleeve 10 for application.
[0069]
The lubricant application device includes an application container 19 that contains the lubricant 3 and a sponge roller 18 that contacts the sleeve 10 and applies the lubricant in the application container 19. In this embodiment, the sponge roller 18 made of polyurethane foam having an average foam diameter of about 360 μm was used.
[0070]
At the time of application, the developing sleeve 10 is disposed in parallel with the sponge roller 18 in the lubricant application device. When the developing sleeve 10 is disposed, the developing sleeve 10 is pressed in the direction of the arrow B, so that the surface of the developing sleeve 10 enters about 1 mm from the surface of the sponge roller 18. At this time, the intrusion amount can be made uniform in the longitudinal direction by pressing both ends in the longitudinal direction of the developing sleeve 10 with a rotatable bearing (not shown).
[0071]
As shown in the figure, the sponge roller 18 and the developing sleeve 10 are rotated in the counter direction with respect to each other, and the lubricant 3 on the sponge roller 18 is applied so as to rub against the developing sleeve 10.
[0072]
The application amount of the lubricant 3 on the developing sleeve 10 includes the amount of penetration of the developing sleeve 10 into the sponge roller 18, the rotational speed and relative speed of the developing sleeve 10 and the sponge roller 18, and the absolute amount of the lubricant 3 in the application container 19. Determined by quantity. In this embodiment, one turn of the developing sleeve 10 is applied, and the coating amount is 0.6 g / m.²It was. Thereafter, in the assembly process, when the developing sleeve 10 is rotated, a bias is applied to develop the drum, whereby the lubricant 3 remaining on the developing sleeve 10 can be considerably reduced as a result.
[0073]
Here, the shape of the polymer particles of the lubricant 3 in this specification and the definition of the average particle diameter will be described.
[0074]
<Shape>
In the present specification, a polymer particle having a circularity of 0.90 or more is defined as a spherical particle, and a polymer particle having a circularity of less than 0.90 is defined as an irregular particle. The degree of circularity is an index indicating the degree of unevenness of the particle. When the particle is a perfect sphere, the circularity is 1.00, and this value decreases as the surface shape becomes complicated. Such circularity is defined using the following equation.
(Circularity) = (Circular length with the same projected area as the particle image) / (Perimeter length of the particle projected image)
[0075]
<Weight average particle size>
The weight average particle diameter of the polymer particles is defined as follows. When the total particle weight in the range of equivalent circle diameter di to di + 1 is fi,
Weight average particle diameter = Σ (di × fi) / Σfi
In addition, all the said parameters used the value measured using the Toagosei medical electronic Co., Ltd. product flow particle image analyzer FPIA-1000.
[0076]
In this embodiment, a magnetic one-component negative toner having a weight average particle diameter of 7 μm and externally added particles such as silica were used. On the other hand, the polymer particles of the lubricant 3 were melamine resin particles having a polarity opposite to that of the toner. Melamine resin particles having a weight average particle diameter of 0.1 μm and 1 μm were used.
[0077]
As a comparative example, silicone resin particles having the same polarity as the toner were used as the polymer particles. The weight average particle diameter of the silicone resin particles was 1 μm and 12 μm.
[0078]
FIG. 5 and Table 1 show the results of thin concentration and negative ghost when a lubricant based on each polymer particle is used.
[0079]
[Table 1]

[0080]
In this experiment, using a developing device capable of passing 6000 sheets with 5% printing of A4 size, continuous paper feeding was performed in a 15 ° C. environment where ghosts are easily noticeable. Then, a character and a 25 mm square black pattern were output at the leading edge of the image, and an image composed of a halftone pattern of about 40% dot ratio was output from the character and 25 mm square black pattern one cycle after the sleeve. The evaluation was made by comparing how the ghost image generated in the halftone was conspicuous.
[0081]
In this case, the negative ghost is judged as “XX: Very conspicuous”, “×: Unnoticeable at first glance”, “△: Unacceptable unless you look closely”, ○ “: No occurrence” Judgment was made in four stages.
[0082]
As can be seen from the graph of FIG. 5 and Table 1, the silicone resin particles having the same polarity have a thin concentration and a strong negative ghost at the initial stage of use, regardless of the particle size, but improved as the number of sheets passed increases. Showed a trend.
[0083]
On the other hand, when the melamine resin particles of this example were used, the concentration was generally higher than that of the silicone resin particles, and negative ghost was greatly improved. Further, both melamine resin particles having a particle size of 0.1 μm and 1 μm are effective for concentration and negative ghost, but among them, the effect of particles having a small particle size of 0.1 μm was great. Perhaps a finer particle size is better for microcarriers.
[0084]
In this way, by selecting a lubricant that is polymer particles having a reverse polarity for the toner to be used, not only a function as a lubricant but also a charge imparting function for the charge stability of the toner can be exerted. In this embodiment, the negative toner has been described, but the same effect can be obtained by selecting polymer particles having a reverse polarity in the same manner for a positive toner. In particular, it has been found that fluororesin particles are effective for positive toner.
[0085]
As described above, by using spherical polymer particles that are sufficiently smaller than 1/3 of the weight average particle diameter of the toner and have a polarity opposite to that of the toner, the low density and negative ghost that are likely to occur at the beginning of use of the developing device are eliminated. We were able to.
[0086]
(Second embodiment)
In this embodiment, a more stable method of applying a lubricant will be described.
[0087]
Since polymer particles having a very small particle size easily aggregate, it is difficult to stably apply the lubricant. When the lubricant is not uniformly applied in the longitudinal direction of the developing blade or the developing sleeve, that is, when there is uneven application, the toner charge becomes unstable at that position, and density unevenness is likely to occur. This density unevenness may occur until there is no lubricant on the developing blade and the developing sleeve. Therefore, it is necessary to apply the lubricant uniformly in order to improve the image quality at the beginning of use.
[0088]
In the present embodiment, a method of applying a lubricant in which polymer particles are dispersed with a solvent will be described as a method of applying uniformly in the longitudinal direction and with a small number.
[0089]
In the present embodiment, spherical polymer particles as a lubricant are applied to the developing blade 9 in a state where the developing device 4 is not assembled with toner. The lubricant is applied to at least a region in contact with the developing sleeve 10 of the elastic blade 9b of the developing blade 9.
[0090]
The lubricant may be applied not to the developing blade 9 but to the developing sleeve 10 side. In this case as well, a lubricant may be applied to at least a region of the developing sleeve 10 that is in contact with the developing blade 9.
[0091]
Hereinafter, the method of applying the lubricant will be described with reference to FIG. This figure shows a method of applying a lubricant to the elastic blade 9b. Note that the hatched portion in the figure indicates the lubricant.
[0092]
First, a lubricant (spherical polymer particles) is dispersed and mixed in a volatile solvent at a mass ratio of (lubricant) :( PF5060) :( IPE) = 2.5: 4: 11. Here, PF5060 is Fluorinert and IPE is isopropyl ether.
[0093]
Next, as shown in FIG. 6, the lubricant-containing solution 21 in the container prepared as described above is sucked by the nozzle 23 of the applicator 22 that can move up and down and left and right. The elastic blade 9b is fixedly arranged, and the nozzle 23 is moved to the application start position. Then, application is performed by moving the nozzle 23 from the application start position to the application end position while discharging the lubricant-containing solution 21 from the nozzle 23 (21 ′ in the figure is an application portion).
[0094]
In addition, since the polymer particles used in this example are likely to agglomerate, it is effective to always uniformly disperse the solvent by a stirring means during coating.
[0095]
In addition, the said ratio of the lubricant containing solution 21 containing a spherical polymer particle is an example, and it is preferable to adjust the application quantity of a lubricant suitably according to the polymer particle concentration in a mixed solution. At this time, the application amount of the lubricant after volatilization of the solvent is 0.18 to 1.9 g / m.²The coating amount may be adjusted so as to be in the range. Within this range, the occurrence of density unevenness can be suppressed, and the effect of suppressing density thinness and negative ghost can be sufficiently obtained.
[0096]
Since the lubricant can be uniformly applied to the developing blade 9 by the above method, the toner is uniformly coated in the longitudinal direction on the developing sleeve 10 incorporated thereafter.
[0097]
When the same image formation as in the first embodiment was performed using the developing device (process cartridge) incorporating the developing blade thus obtained, density unevenness in the vertical white band and black band occurred. And good results were obtained. In addition, the same suppression effect as in the first example was also obtained for the low concentration and the negative ghost.
[0098]
(Third embodiment)
In this embodiment, a toner with a high degree of circularity was examined. As a result, it was confirmed that the toner having a higher degree of circularity has a remarkable effect of suppressing density reduction and negative ghost.
[0099]
In the present embodiment, toner particles having an equivalent circle diameter of 3 μm or more and a circularity of 0.900 or more have a cumulative number-based value of 90% or more, and the weight average particle diameter of the toner is X (μm). When the cumulative value based on the number of toner particles having a circularity of 0.950 or more is Y,
Y ≧ exp5.51 × X^-0.645
(However, 5.0 <X ≦ 12.0)
A toner that satisfies the requirements was used.
[0100]
Such toner with many particles with high circularity has better developability than other low-circularity toners, and it is possible to provide a high-quality image forming apparatus through appropriate process control. Therefore, it is considered promising in the future.
[0101]
However, the toner having such a shape does not reach a predetermined charge only by frictional charging of the developing blade and the developing sleeve once, at the initial stage of use in which the toner has no charge as compared with the conventional toner having low circularity. Strong negative ghosts may occur.
[0102]
In this example, styrene resin toner A and polyester resin toner B were confirmed as representative examples of negative toner having a weight average particle diameter of 7 μm.
[0103]
For a weight average particle size of 7 μm, exp5.51 × X^-0.645= 70.4. Therefore, as shown in Table 2, in toners A and B, the toner of the present example with Y = 75 to 78 was compared with the toner of Y = 60 to 62 as a comparative example.
[0104]
Similarly to the first embodiment, continuous paper feeding was performed in a 15 ° C. environment in which ghosts were easily noticeable using a developing device capable of passing 6000 sheets with A4 size 5% printing. Then, a character and a 25 mm square black pattern were output at the leading edge of the image, and an image composed of a halftone pattern of about 40% dot ratio was output from the character and 25 mm square black pattern one cycle after the sleeve. The evaluation was made by comparing how the ghost image generated in the halftone was conspicuous.
[0105]
The determination of the negative ghost at this time is the same as in the first embodiment.
[0106]
When no lubricant was used (Table 2), Y <70.4 had an unacceptable negative ghost from the initial use up to 1000 sheets, whereas Y ≧ 70.4 had about 2000 A strong negative ghost occurred up to close to the sheet.
[0107]
[Table 2]

[0108]
Next, Table 3 shows the results when using an apparatus in which melamine resin particles having a weight average particle diameter of 0.1 μm are applied as a lubricant. For the lubricant, the coating method of the second example was used, and 3.0 g / m²The coating was performed at a weight of.
[0109]
[Table 3]

[0110]
As can be seen from Table 3, the negative ghost is hardly seen not only in the toner having many low circularity of Y <70.4 but also in the toner of high circularity of Y ≧ 70.4. A good image could be obtained.
[0111]
When the number of sheets passed is 1000 to 3000, the polymer particles are gradually developed on the photosensitive drum side, and the contact position of the developing blade and the amount of lubricant present on the developing sleeve are reduced. The effect is weakened. However, since the toner itself holds a charge due to the charge imparting effect in the initial stage of use, there is no negative ghost that the user is worried about.
[0112]
As described above, when combined with toner with a high degree of circularity, the effect of the lubricant acting as a microcarrier is more fully exhibited, and high quality images can be obtained and negative ghosts that have been problematic can be suppressed. did it.
[0113]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the density thinness and the negative ghost that occur in the initial stage of use, and it is possible to obtain a stable density transition over the entire life of the developing device or the process cartridge.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing the vicinity of a contact portion between a developing sleeve and a developing blade.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of the image forming apparatus.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a developing device.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of applying a lubricant to a developing sleeve.
FIG. 5 is a graph showing a comparison of concentration transitions in different polymer particle materials and in different particle sizes.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of applying a lubricant to a developing blade.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a conventional image forming apparatus.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a negative ghost.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Charging roller
3 Lubricant
4 Development device
5 Transfer roller
6 Cleaning device
7 Cleaning blade
8 Fixing device
8a Fixing roller
8b Pressure roller
9 Development blade
9a Support sheet metal
9b Elastic blade
10 Development sleeve
11 Toner
12 Paper feed roller
13 Transfer material
14 Paper cassette
14a Laser scanner
14b Reflective lens
15 Registration roller
16 Stirring member
17 Magnet
18 Sponge roller
19 Application container
21 Lubricant-containing solution
22 Coating machine
23 nozzles

Claims

A developer carrying member carrying the developer;
A developer regulating member that contacts the developer carrying member and regulates the layer thickness of the developer;
In an image forming method for forming a developer image on an image carrier using a developing device comprising:
Shows the opposite polarity to the developer, and 1/3 or less Weight average particle size than that of the developer, lubricant Weight average particle diameter of 1μm or less,
An image forming method , wherein the developer carrying member is applied to a contact portion between the developer carrying member and the developer regulating member without being coated with a developer .

The image forming method according to claim 1 , wherein the developer has a negative polarity and the lubricant is melamine resin particles.

The image forming method according to claim 1 , wherein the developer has a positive polarity and the lubricant is fluororesin particles.

A developing device used in the image forming method according to claim 1.

A process cartridge comprising the developing device according to claim 4 and configured to be detachable from a main body of the image forming apparatus.

An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 4 .