JP4992589B2 - Toner supply roller and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は,電子写真方式の画像形成装置およびそれに用いられるトナー供給ローラに関する。さらに詳細には,弾性部材として低硬度ウレタンを使用しているトナー供給ローラおよび画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a toner supply roller used therefor. More specifically, the present invention relates to a toner supply roller and an image forming apparatus using low-hardness urethane as an elastic member.

従来より,電子写真方式の画像形成装置では,現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラとして,ウレタン等の発泡材料を用いた発泡弾性体ローラが多く使用されている。高速プロセスの画像形成装置において摩擦熱を低減させるためには,このトナー供給ローラに用いられる発泡弾性体として,低硬度のものが好適であることが分かっている。そのような低硬度のローラを得るために,例えば特許文献1には,ポリウレタン形成材料に発泡剤を混合して,発泡剤の沸点以上の温度に加熱し,攪拌後,すぐに金型に注入する製造方法が開示されている。   Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a foamed elastic roller using a foaming material such as urethane is often used as a toner supply roller for supplying toner to a developing roller. In order to reduce frictional heat in a high-speed process image forming apparatus, it has been found that a low-hardness elastic body is suitable as the foamed elastic body used in the toner supply roller. In order to obtain such a low-hardness roller, for example, in Patent Document 1, a foaming agent is mixed with a polyurethane forming material, heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the foaming agent, and after stirring, immediately poured into a mold. A manufacturing method is disclosed.

また,現像ローラへのトナー供給性の上昇のために,トナー供給ローラに現像ローラに対する電位差を設け,電気的な力で現像ローラへトナーを供給する画像形成装置もある。そのような装置に用いられるトナー供給ローラは,ある程度の導電性を有することが必要であった。そのため従来より,発泡弾性体に導電剤分散液等を含浸させることによって,導電剤を固定させたトナー供給ローラが多く用いられていた。すなわち,まず材料を発泡させて発泡弾性体を得た後に,その表面に導電剤を固定させたものである。あるいは,特許文献1に開示されているように,導電性付与剤を添加した材料液を用いて製造された導電性弾性ローラもある。
特開2000−320536号公報
In addition, there is an image forming apparatus in which a potential difference with respect to the developing roller is provided to the toner supply roller and the toner is supplied to the developing roller by an electric force in order to increase toner supply performance to the developing roller. The toner supply roller used in such an apparatus needs to have a certain degree of conductivity. Therefore, conventionally, a toner supply roller in which a conductive agent is fixed by impregnating a foamed elastic body with a conductive agent dispersion liquid or the like has been often used. That is, the material is first foamed to obtain a foamed elastic body, and then a conductive agent is fixed to the surface. Alternatively, as disclosed in Patent Document 1, there is also a conductive elastic roller manufactured using a material liquid to which a conductivity imparting agent is added.
JP 2000-320536 A

しかしながら,前記したように発泡弾性体の表面に導電剤を固定した従来のトナー供給ローラでは,長時間使用されることによって,ストレスにより導電剤が剥離するおそれがあった。剥離の程度によっては,トナー供給ローラの導電性が変化してしまうという問題点があった。   However, as described above, in the conventional toner supply roller in which the conductive agent is fixed to the surface of the foamed elastic body, the conductive agent may be peeled off due to stress when used for a long time. There is a problem in that the conductivity of the toner supply roller changes depending on the degree of peeling.

また,導電剤を材料に配合して製造されたトナー供給ローラでは,配合された導電剤によって,発泡剤の化学的発泡が阻害されるおそれがある。その場合には,例えばセル形状が不均一となることがあり,そのため,ローラへのトナーの含み量が不均一となるおそれがあった。あるいは,トナー供給ローラとしての硬度が高くなってしまうという問題点もあった。   Further, in a toner supply roller manufactured by blending a conductive agent with a material, chemical foaming of the foaming agent may be hindered by the blended conductive agent. In that case, for example, the cell shape may be non-uniform, and therefore the amount of toner contained in the roller may be non-uniform. Another problem is that the hardness of the toner supply roller is increased.

本発明は,前記した従来のトナー供給ローラが有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,化学的発泡を利用して製造されるトナー供給ローラであって,長期間にわたって安定した導電性および低硬度性を有するトナー供給ローラを提供することにある。   The present invention has been made to solve the problems of the conventional toner supply roller. That is, an object of the present invention is to provide a toner supply roller manufactured using chemical foaming, which has stable conductivity and low hardness over a long period of time.

この課題の解決を目的としてなされた本発明のトナー供給ローラは,芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有し,画像形成装置で現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラであって,発泡弾性体層が,あらかじめ導電材料成分を混入した材料を発泡させて形成した導電性のものであり,発泡弾性体層の表面を観察することによって測定されるセル数が,30〜80個/25mmの範囲内であり,φ50mmの円板状の加圧部材を用いて,発泡弾性体層を半径方向に外側からその厚さの30%まで押し込んだときの押し込み軸方向単位長さ当たりの反力が,10〜60mN/mmの範囲内であるものである。   The toner supply roller of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, is a toner supply roller that has a metal core and a cylindrical foamed elastic layer and supplies toner to the developing roller in the image forming apparatus. The foamed elastic layer is a conductive layer formed by foaming a material mixed with a conductive material component in advance, and the number of cells measured by observing the surface of the foamed elastic layer is 30 to 80. Per unit length in the axial direction when the elastic foam layer is pressed in the radial direction from the outside to 30% of its thickness by using a disk-like pressure member of φ50 mm within the range of 25/25 mm The reaction force is in the range of 10 to 60 mN / mm.

本発明のトナー供給ローラによれば,発泡弾性体層が適切なセル数を有し,また,適度に低硬度である。また,あらかじめ導電材料成分を材料に混入して発泡させているので,長期間にわたって安定した導電性を有するものとできる。従って,化学的発泡を利用して製造されるトナー供給ローラであって,長期間にわたって安定した導電性および低硬度性を有するものとなっている。なおここで,押し込み軸方向単位長さ当たりの反力とは,実質的に,発泡弾性層を半径方向に圧縮したときのバネ定数のことである。   According to the toner supply roller of the present invention, the foamed elastic layer has an appropriate number of cells and has a moderately low hardness. In addition, since the conductive material component is previously mixed and foamed in the material, it can have stable conductivity over a long period of time. Therefore, the toner supply roller is manufactured by using chemical foaming, and has stable conductivity and low hardness over a long period of time. Here, the reaction force per unit length in the indentation axial direction is substantially the spring constant when the foamed elastic layer is compressed in the radial direction.

さらに本発明は,感光体と,現像ローラと,現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラとを有し,トナー供給ローラが芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有する画像形成装置であって,トナー供給ローラが,発泡弾性体層が,あらかじめ導電材料成分を混入した材料を発泡させて形成した導電性のものであり,発泡弾性体層の表面を観察することによって測定されるセル数が,30〜80個/25mmの範囲内であり,φ50mmの円板状の加圧部材を用いて,発泡弾性体層を半径方向に外側からその厚さの30%まで押し込んだときの押し込み軸方向単位長さ当たりの反力が,10〜60mN/mmの範囲内である画像形成装置にも及ぶ。   The present invention further includes an image forming apparatus including a photosensitive member, a developing roller, and a toner supplying roller that supplies toner to the developing roller, and the toner supplying roller includes a metal core and a cylindrical foamed elastic layer. And the toner supply roller is measured by observing the surface of the foamed elastic layer, wherein the foamed elastic layer is formed by previously foaming a material mixed with a conductive material component. When the number of cells is in the range of 30 to 80 cells / 25 mm, and the foamed elastic layer is pushed from the outside to 30% of its thickness in the radial direction using a disk-shaped pressure member of φ50 mm The reaction force per unit length in the push-in axial direction extends to an image forming apparatus in the range of 10 to 60 mN / mm.

さらに本発明は,像担持体の回転速度が周速200mm/sec以上であり,トナー供給ローラによって付与されるトナーが,重量平均粒径が4.5〜7.0μmの範囲内であり,ガラス転移による吸熱ピークが10〜30℃の範囲内と50〜65℃との範囲内との計2箇所にあり,軟化点が70〜110℃の範囲内にあるものである画像形成装置において特に有効である。   Further, in the present invention, the rotational speed of the image bearing member is 200 mm / sec or more, the toner applied by the toner supply roller has a weight average particle size in the range of 4.5 to 7.0 μm, and glass Particularly effective in an image forming apparatus in which the endothermic peaks due to the transition are in two places in the range of 10 to 30 ° C. and 50 to 65 ° C., and the softening point is in the range of 70 to 110 ° C. It is.

本発明のトナー供給ローラによれば,化学的発泡を利用して製造されるトナー供給ローラであっても,長期間にわたって安定した導電性および低硬度性を有するものとなっている。   According to the toner supply roller of the present invention, even a toner supply roller manufactured using chemical foaming has stable conductivity and low hardness over a long period of time.

以下,本発明を具体化した最良の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,現像ローラに現像剤を供給するためのトナー供給ローラを有する画像形成装置に本発明を適用したものである。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an image forming apparatus having a toner supply roller for supplying a developer to a developing roller.

本形態に係る画像形成装置10は,図1にその主要部分を示すように,感光体11,現像装置12,ホッパ13を有している。また,感光体11の周囲には,感光体11の表面を所定の電位に帯電する帯電装置14と,感光体11の表面にレーザー光を照射して潜像を形成する露光装置15,感光体11上に残留した現像剤を回収するクリーナ16も備えられている。なお,ここではホッパ13が現像装置12とは別に備えられた画像形成装置10を図示しているが,本発明は,ホッパが一体となった使い切り式の画像形成装置にも適用できる。   The image forming apparatus 10 according to this embodiment includes a photoconductor 11, a developing device 12, and a hopper 13 as shown in FIG. Further, around the photoconductor 11, a charging device 14 that charges the surface of the photoconductor 11 to a predetermined potential, an exposure device 15 that forms a latent image by irradiating the surface of the photoconductor 11 with laser light, and a photoconductor A cleaner 16 that collects the developer remaining on 11 is also provided. Here, the image forming apparatus 10 in which the hopper 13 is provided separately from the developing device 12 is illustrated, but the present invention can also be applied to a single-use image forming apparatus in which the hopper is integrated.

現像装置12は,図1に示すように,現像ローラ21,トナー供給ローラ1,攪拌ローラ23,搬送ローラ24を有している。また,ホッパ13内には,搬送部材31および攪拌部材32が設けられている。そして,ホッパ13と現像装置12との間には,現像剤を搬送するための搬送路33が設けられている。なお,本形態による現像処理の実行時には,現像ローラ21とトナー供給ローラ1とに,感光体11に対するバイアス電圧が印加されるようになっている。   As shown in FIG. 1, the developing device 12 includes a developing roller 21, a toner supply roller 1, a stirring roller 23, and a conveying roller 24. Further, a conveying member 31 and a stirring member 32 are provided in the hopper 13. A conveyance path 33 for conveying the developer is provided between the hopper 13 and the developing device 12. When the development process according to this embodiment is executed, a bias voltage for the photoconductor 11 is applied to the developing roller 21 and the toner supply roller 1.

現像装置12には適量の現像剤が収容され,画像形成に使用されるとともに,攪拌ローラ23によって適宜攪拌されている。ホッパ13内には新しい現像剤が収容され,図1中矢印で示すように回転する攪拌部材32によって攪拌されている。現像装置12内の現像剤が使用されて少なくなると,ホッパ13から現像装置12へ現像剤が供給される。その際には,搬送部材31により,搬送路33を介して現像装置12へ現像剤が供給される。そして,現像装置12では,搬送ローラ24によって図中奥行き方向(感光体11の軸方向)に搬送される。   The developing device 12 contains an appropriate amount of developer, is used for image formation, and is appropriately stirred by the stirring roller 23. A new developer is accommodated in the hopper 13 and stirred by a rotating stirring member 32 as indicated by an arrow in FIG. When the developer in the developing device 12 is used and decreases, the developer is supplied from the hopper 13 to the developing device 12. At that time, the developer is supplied to the developing device 12 by the transport member 31 through the transport path 33. In the developing device 12, the toner is transported in the depth direction (the axial direction of the photoconductor 11) by the transport roller 24.

本形態のトナー供給ローラ1は,図2に示すように,芯金2と弾性体層3とを有している。トナー供給ローラ1は,現像ローラ21に接触して回転され,現像ローラ21上にトナーを供給する。なお,弾性体層3は,現像ローラ21に比較して柔らかい。そのため,現像ローラ21とトナー供給ローラ1との接触箇所では,主に弾性体層3が圧縮されることによってニップ部が形成される。本形態では,芯金2は,円柱形状の鉄製芯金である。また,弾性体層3は,軸方向に貫通孔が形成された,円筒形状の発泡弾性体である。芯金2は弾性体層3の貫通孔に接着されている。ここでは,新品の帯電ローラ1の自由状態での弾性体層3の厚さをDとする。   As shown in FIG. 2, the toner supply roller 1 of this embodiment has a core metal 2 and an elastic body layer 3. The toner supply roller 1 rotates in contact with the developing roller 21 and supplies toner onto the developing roller 21. The elastic layer 3 is softer than the developing roller 21. Therefore, a nip portion is formed mainly by compressing the elastic layer 3 at a contact portion between the developing roller 21 and the toner supply roller 1. In this embodiment, the cored bar 2 is a cylindrical iron cored bar. The elastic body layer 3 is a cylindrical foamed elastic body having through holes formed in the axial direction. The core metal 2 is bonded to the through hole of the elastic body layer 3. Here, D is the thickness of the elastic layer 3 in the free state of the new charging roller 1.

画像形成時には,図1中に矢印で示すように,感光体11,トナー供給ローラ1,現像ローラ21がそれぞれ回転される。感光体11は,帯電装置14によってその表面が一様に帯電され,露光装置15によって部分的に露光されて,表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体11の部分は,さらに回転されて,次に現像装置12に対面する。このとき,現像ローラ21の表面には,トナー供給ローラ1によって適量の現像剤が供給されている。なお,画像形成時には,トナー供給ローラ1にはバイアス電圧が印加される。さらに,感光体11の静電潜像は,現像ローラ21と対面した位置において現像される。感光体11上に形成されたトナー像は,その後の工程で用紙に転写され,定着される。   At the time of image formation, as indicated by arrows in FIG. 1, the photoconductor 11, the toner supply roller 1, and the developing roller 21 are rotated. The surface of the photoreceptor 11 is uniformly charged by the charging device 14 and is partially exposed by the exposure device 15 to form an electrostatic latent image on the surface. The portion of the photoconductor 11 on which the electrostatic latent image is formed is further rotated and then faces the developing device 12. At this time, an appropriate amount of developer is supplied to the surface of the developing roller 21 by the toner supply roller 1. Note that a bias voltage is applied to the toner supply roller 1 during image formation. Further, the electrostatic latent image on the photoconductor 11 is developed at a position facing the developing roller 21. The toner image formed on the photoconductor 11 is transferred to a sheet and fixed in a subsequent process.

なお,本形態の画像形成装置10で使用されるトナーは,重量平均粒径が4.5〜7.0μmの範囲内であり,ガラス転移による吸熱ピークが10〜30℃の範囲内と50〜65℃の範囲内との計2箇所にあり,さらに,フローテスターにおける軟化点が70〜110℃の範囲内にあるものである。このようなトナーを使用しているので,本形態の定着温度は160℃程度でよい。   The toner used in the image forming apparatus 10 of the present embodiment has a weight average particle size in the range of 4.5 to 7.0 μm, and an endothermic peak due to glass transition in the range of 10 to 30 ° C. and 50 to There are a total of two places in the range of 65 ° C., and the softening point in the flow tester is in the range of 70 to 110 ° C. Since such a toner is used, the fixing temperature of this embodiment may be about 160 ° C.

ここで,弾性部材の特性の評価方法の一つとして,押し込みに対する反力の大きさの測定によるものがある。すなわち,φ50mmの円板状の加圧部材を,新品のトナー供給ローラ1の外側から,芯金2に垂直な方向(半径方向)に押し込む。本形態のトナー供給ローラ1は,弾性体層3の厚さ方向に初期状態の厚さDの30%まで押し込んだ際の,押し込み軸方向の反力が10〜60mN/mmの範囲内であるという特性を有する。   Here, as one of the evaluation methods of the characteristics of the elastic member, there is a method by measuring the magnitude of the reaction force against the indentation. That is, a disc-shaped pressing member having a diameter of 50 mm is pushed from the outside of the new toner supply roller 1 in a direction (radial direction) perpendicular to the cored bar 2. In the toner supply roller 1 of this embodiment, the reaction force in the direction of the push-in axis when pushed to 30% of the initial thickness D in the thickness direction of the elastic layer 3 is in the range of 10 to 60 mN / mm. It has the characteristic.

なお,この反力は,例えば以下のようにして測定することができる。まず,プッシュプルゲージ(IMADA社製,ZP−20N)の先端にφ50mmのアルミ製円板を取り付けて,弾性体層3に対して芯金2に垂直な方向に押し込む。そして,圧縮箇所での弾性体層3の厚さhが初期状態の厚さDの70%となった時の,押し込み軸方向の反力を測定する。これより,押し込み軸方向の単位長さ当たりの反力を得ることができる。   This reaction force can be measured as follows, for example. First, a φ50 mm aluminum disc is attached to the tip of a push-pull gauge (manufactured by IMADA, ZP-20N) and pushed into the elastic body layer 3 in a direction perpendicular to the core metal 2. Then, when the thickness h of the elastic layer 3 at the compression point becomes 70% of the thickness D in the initial state, the reaction force in the indentation axial direction is measured. Thus, the reaction force per unit length in the push-in axis direction can be obtained.

この反力が大き過ぎると弾性が高すぎ,現像ローラ21とのニップ幅が十分確保できない。逆に小さすぎると弾性が低すぎ,部材強度に劣る。本形態のトナー供給ローラ1は,この反力が10〜60mN/mmであるので,十分なニップ幅が確保できるとともに,部材強度は確保されている。なお,本形態のトナー供給ローラ1は,かなり柔らかいものであり,アスカー硬度の測定は不可能である。   If this reaction force is too large, the elasticity is too high and a sufficient nip width with the developing roller 21 cannot be secured. Conversely, if it is too small, the elasticity is too low and the member strength is poor. Since the reaction force of the toner supply roller 1 of this embodiment is 10 to 60 mN / mm, a sufficient nip width can be secured and the member strength is secured. It should be noted that the toner supply roller 1 of this embodiment is quite soft and cannot measure Asker hardness.

次に,本形態のトナー供給ローラ1の製造方法について説明する。ポリオールとしてはポリエーテルポリオール,イソシアネートとしてはトルエンジフェニルジイソシアネートを用い,これらに導電剤としてカーボンブラック,イオン導電剤,金属酸化物等のうち1種類以上のものを混合した。この混合物を,オークスミキサ等の空気を混ぜ込むことを目的とした混合装置に入れ,機械的に混合した。   Next, a method for manufacturing the toner supply roller 1 of this embodiment will be described. Polyether polyol was used as the polyol and toluene diphenyl diisocyanate was used as the isocyanate, and one or more of carbon black, ionic conductive agent, metal oxide and the like were mixed as the conductive agent. This mixture was placed in a mixing device for mixing air such as an Oaks mixer and mixed mechanically.

これにより,化学反応によって発生するガスによる化学的発泡と,ミキサによって強制的に混ぜ込まれた空気による機械的発泡とが同時に起き,均一で細かい泡が多数発生した発泡状態が得られる。これを硬化させて,発泡ウレタンを作成した。この発泡ウレタンをトナー供給ローラ1の形状に加工した。このようにして得られた本形態のトナー供給ローラ1は,その表面を観察することにより測定できるセル数が,30〜80個/25mmの範囲内にある。   As a result, the chemical foaming by the gas generated by the chemical reaction and the mechanical foaming by the air forcedly mixed by the mixer occur at the same time, and a foaming state in which many uniform fine bubbles are generated can be obtained. This was cured to produce urethane foam. This foamed urethane was processed into the shape of the toner supply roller 1. The toner supply roller 1 of the present embodiment thus obtained has a number of cells that can be measured by observing the surface thereof in the range of 30 to 80/25 mm.

このように機械的発泡と化学的発泡とを併用することにより,セル数の多い発泡ウレタンが得られるのである。これは,化学的発泡のみでは,体積に占める空気の含有率を高くすることができるものの,泡径が大きくなりがちである。そのため,比較的セル壁の厚い発泡体となる。一方,機械的発泡のみでは,体積に占める空気の含有率を大きくすることは難しいが,泡径の小さい泡ができるからである。従って,セル壁の薄い発泡体を得ることができる。これらを併用することにより,トータルの空気量は従来のものとほとんど同じでありながら,個々のセルが小さく,セル数の多い発泡ウレタンを得ることができた。さらに,ポリオールとイソシアネートとの混合比率,または,オークスミキサの攪拌時間を調整することにより,本形態の反力の特性範囲を満たすトナー供給ローラ1を製造することができた。   In this way, urethane foam having a large number of cells can be obtained by using both mechanical foaming and chemical foaming. Although chemical foaming alone can increase the content of air in the volume, the bubble diameter tends to increase. Therefore, the foam has a relatively thick cell wall. On the other hand, with mechanical foaming alone, it is difficult to increase the content of air in the volume, but bubbles with a small bubble diameter are produced. Therefore, a foam with a thin cell wall can be obtained. By using these together, it was possible to obtain urethane foam with a small number of cells and a large number of cells, while the total air volume was almost the same as the conventional one. Further, by adjusting the mixing ratio of polyol and isocyanate or the stirring time of the Oaks mixer, the toner supply roller 1 satisfying the reaction force characteristic range of this embodiment could be manufactured.

次に,ポリオールとイソシアネートとの混合比率,または,オークスミキサの攪拌時間を変更して得た,特性の異なる複数種のトナー供給ローラを用いて,装置内でのトナー固着や画像への地肌かぶりの発生の有無,現像ローラ21上のトナー搬送量を比較評価した。特に,低温定着トナーを用いた場合について比較した。   Next, using multiple types of toner supply rollers with different characteristics, obtained by changing the mixing ratio of polyol and isocyanate, or the stirring time of Oaks mixer, it is possible to fix the toner in the apparatus or to cover the image with the background. The presence or absence of occurrence of toner and the amount of toner transported on the developing roller 21 were compared and evaluated. In particular, a comparison was made for the case where low-temperature fixing toner was used.

評価に用いた低温定着トナーの特性は,重量平均粒径が4.5〜7.0μmであり,ガラス転移による吸熱ピークが10〜30℃と50〜65℃との2箇所にあり,さらに,フローテスターにおける軟化点が70〜110℃にあるものである。ここでは,粒子径が4.5μm,吸熱ピークが10℃と50℃,軟化点が70℃のもの(以下,トナーBという)と,粒子径が6.5μm,吸熱ピークが20℃と60℃,軟化点が100℃のもの(以下,トナーCという)とを使用した。   The characteristics of the low-temperature fixing toner used for evaluation are a weight average particle diameter of 4.5 to 7.0 μm, endothermic peaks due to glass transition at two locations of 10 to 30 ° C. and 50 to 65 ° C., The softening point of the flow tester is 70 to 110 ° C. Here, the particle size is 4.5 μm, the endothermic peaks are 10 ° C. and 50 ° C., the softening point is 70 ° C. (hereinafter referred to as toner B), the particle size is 6.5 μm, and the endothermic peaks are 20 ° C. and 60 ° C. The one having a softening point of 100 ° C. (hereinafter referred to as toner C) was used.

このような低温定着トナーを用いると,例えば感光体11の周速が300mm/s程度の高速プロセスにおいて,一般に行われているローラ定着では,160℃程度の定着温度で十分である。これは,従来のトナーが200℃程度必要であったのに比較してかなり低温での定着である。なお,比較のために,従来より用いられており,低温定着ではないトナー(以下,トナーAという)についても評価実験を行った。トナーAの吸熱ピークは55〜65℃の間の1箇所で,軟化点は120〜150℃である。   When such a low-temperature fixing toner is used, for example, a fixing temperature of about 160 ° C. is sufficient for roller fixing generally performed in a high-speed process in which the peripheral speed of the photoconductor 11 is about 300 mm / s. This is fixing at a considerably low temperature as compared with the case where the conventional toner requires about 200 ° C. For comparison, an evaluation experiment was also conducted on a toner that has been used conventionally and is not low-temperature fixing (hereinafter referred to as toner A). The endothermic peak of toner A is at one location between 55 and 65 ° C., and the softening point is 120 to 150 ° C.

なお,上記のトナーの特性は以下の方法で得たものである。トナーの粒子径は,SYSMEX社製のFPIAを用いて測定した。また,吸熱ピークは,ASTM規格のD3418−8に準じて測定した。フローテスターにおける軟化点は,島津製作所社製のフローテスターCFT−500を用いて以下の条件で測定した。この測定条件は,高さ10mmのトナーペレットを作成し,昇温速度を6℃/分,プランジャ圧力は200MPa,ノズル径は1mmとした。そして,降下量5mmとなった温度を軟化点とした。   The toner characteristics described above were obtained by the following method. The particle size of the toner was measured using FPIA manufactured by SYSMEX. The endothermic peak was measured according to ASTM standard D3418-8. The softening point in the flow tester was measured under the following conditions using a flow tester CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation. The measurement conditions were as follows: toner pellets having a height of 10 mm were prepared, the heating rate was 6 ° C./min, the plunger pressure was 200 MPa, and the nozzle diameter was 1 mm. Then, the temperature at which the descending amount was 5 mm was taken as the softening point.

評価は,KONICAMINOLTA社製のmagicolor5440DLの現像装置のトナー供給ローラを実施例や比較例のものに取り替える改造を施し,トナーカートリッジに,上記の低温定着トナー等を組み込んだもので実施した。このうち,実施例1〜6は,本形態の特性範囲を全て満たすトナー供給ローラである。実施例7〜10は,現像装置以外の条件に本形態の範囲を満たさないものを使用しているが,トナー供給ローラは本形態の特性範囲を満たすものである例である。   The evaluation was performed by changing the toner supply roller of the developing device of the magiccolor 5440DL manufactured by KONICA MINOLTA to the ones of the examples and comparative examples, and incorporating the above-mentioned low-temperature fixing toner into the toner cartridge. Among these, Examples 1 to 6 are toner supply rollers that satisfy all the characteristic ranges of the present embodiment. Examples 7 to 10 are examples in which the conditions other than the developing device do not satisfy the range of the present embodiment, but the toner supply roller satisfies the characteristic range of the present embodiment.

例えば,実施例7〜9は感光体周速が小さすぎるものの,トナー供給ローラは本形態の特性範囲を満たすものである。実施例10は上記した従来のトナーを使用しているが,トナー供給ローラは本形態の特性範囲を満たすものである。一方,比較例1〜6は本形態の特性範囲を満たさない帯電装置である。比較例1〜4は,反力が大きすぎる。比較例1,2,5は,導電剤を材料に混ぜ込む代わりに,発泡後に含浸させて製造したものである。比較例6〜7はセル数が多すぎるものである。   For example, in Examples 7 to 9, the peripheral speed of the photosensitive member is too small, but the toner supply roller satisfies the characteristic range of this embodiment. In Example 10, the above-described conventional toner is used, but the toner supply roller satisfies the characteristic range of this embodiment. On the other hand, Comparative Examples 1 to 6 are charging devices that do not satisfy the characteristic range of this embodiment. In Comparative Examples 1 to 4, the reaction force is too large. Comparative Examples 1, 2, and 5 are manufactured by impregnating after foaming instead of mixing the conductive agent into the material. Comparative Examples 6-7 have too many cells.

評価基準は以下の通りとした。
トナー固着については:現像装置内部にトナー固着がない場合に○
現像装置内部にトナー固着がある場合に×
地肌かぶりについては:目視で確認できない場合に○
目視で確認できる場合に×
トナー搬送量については:5〜7g/m2の範囲内である場合に○
それ以外である場合に×
総合評価は:トナー固着,地肌かぶり,トナー搬送量のいずれも○である場合に○
いずれかでも×である場合に×
The evaluation criteria were as follows.
About toner fixation: When there is no toner fixation inside the developing device ○
When there is toner stuck inside the developing device ×
For background fogging: ○
If it can be confirmed visually ×
Regarding toner transport amount: ○ in the range of 5 to 7 g / m 2
X otherwise
Comprehensive evaluation: ○ When all of toner adhesion, background fog, and toner transport amount are ○
X if any are x

なお,この評価試験では,NN環境(温度23度,湿度65%)とHH環境(温度30℃,湿度90%)とで実験を行った。また,各環境条件において,帯電装置が新品の状態と,5%チャートを1万枚印刷した後のものとで実験を行った。そして,これらの各条件の全てにおいて基準を満たした場合にのみ○とした。   In this evaluation test, an experiment was performed in an NN environment (temperature 23 degrees, humidity 65%) and an HH environment (temperature 30 ° C., humidity 90%). In each environmental condition, an experiment was performed with the charging device being new and after printing 10,000 sheets of a 5% chart. And only when the criteria were satisfied in all of these conditions, it was marked as “◯”.

Figure 0004992589
Figure 0004992589

評価実験の結果は表1の通りであった。実施例1〜6のいずれも,良好な結果であった。また,実施例7〜10の結果も良好であった。すなわち,本形態のトナー供給ローラ1は,高速プロセスであり低温定着トナーを採用した画像形成装置について有効であるとともに,従来の低速の画像形成装置や低温定着ではないトナーを使用した装置でも問題なく使用できることが確認できた。   The results of the evaluation experiment are as shown in Table 1. All of Examples 1 to 6 were good results. Moreover, the result of Examples 7-10 was also favorable. That is, the toner supply roller 1 of the present embodiment is effective for an image forming apparatus that employs a low-temperature fixing toner, which is a high-speed process, and has no problem even with a conventional low-speed image forming apparatus or an apparatus that uses toner that is not low-temperature fixing. It was confirmed that it could be used.

以上詳細に説明したように本形態では,トナー供給ローラ1として,表面のセル数が30〜80個/25mmの範囲内であり,かつ,φ50mmの円板状の加圧部材を弾性体厚みの30%まで押し込んだ際の押し込み軸方向の反力が10〜60mN/mmの範囲内であるものを使用している。従って,小さい押し当て力で十分なニップが得られるとともに,ニップから脱出した後の復元が速い。すなわち,化学的発泡を利用して製造されるトナー供給ローラであって,長期間にわたって安定した導電性および低硬度性を有するものとなっている。   As described above in detail, in the present embodiment, a disk-like pressure member having a surface number of cells in the range of 30 to 80/25 mm and a diameter of 50 mm is used as the toner supply roller 1. The reaction force in the direction of the pushing axis when pushed to 30% is in the range of 10 to 60 mN / mm. Therefore, a sufficient nip can be obtained with a small pressing force, and the restoration after exiting from the nip is fast. That is, the toner supply roller is manufactured using chemical foaming, and has stable conductivity and low hardness over a long period of time.

なお,本形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。
例えば,画像形成装置のトナー供給ローラ以外の部材については,図示のものに限らず,どのようなものであっても良い。本発明は,カラーあるいはモノクロのプリンタ,コピー機,FAX等のあらゆる画像形成装置に適用可能である。
In addition, this form is only a mere illustration and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof.
For example, members other than the toner supply roller of the image forming apparatus are not limited to those shown in the drawings, and any members may be used. The present invention is applicable to any image forming apparatus such as a color or monochrome printer, a copier, and a FAX.

本形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to the present embodiment. 本形態のトナー供給ローラを示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a toner supply roller of the present embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 トナー供給ローラ
2 芯金
3 弾性体層
10 画像形成装置
11 感光体
12 現像装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toner supply roller 2 Core metal 3 Elastic body layer 10 Image forming apparatus 11 Photoconductor 12 Developing apparatus

Claims (3)

芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有し,画像形成装置の現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラにおいて,
前記発泡弾性体層が,あらかじめ導電材料成分を混入した材料を発泡させて形成した導電性のものであり,
前記発泡弾性体層の表面を観察することによって測定されるセル数が,30〜80個/25mmの範囲内であり,
φ50mmの円板状の加圧部材を用いて,前記発泡弾性体層を半径方向に外側からその厚さの30%まで押し込んだときの押し込み軸方向単位長さ当たりの反力が,10〜60mN/mmの範囲内であることを特徴とするトナー供給ローラ。
In a toner supply roller having a cored bar and a cylindrical foamed elastic layer and supplying toner to a developing roller of an image forming apparatus,
The foamed elastic layer is a conductive layer formed by foaming a material mixed with a conductive material component in advance,
The number of cells measured by observing the surface of the foamed elastic layer is in the range of 30-80 / 25 mm;
The reaction force per unit length in the indentation axial direction when the foamed elastic layer is pushed from the outside to 30% of its thickness in the radial direction using a disk-like pressure member of φ50 mm is 10 to 60 mN. A toner supply roller in a range of / mm.
感光体と,現像ローラと,前記現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラとを有し,前記トナー供給ローラが芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有する画像形成装置において,前記トナー供給ローラは,
前記発泡弾性体層が,あらかじめ導電材料成分を混入した材料を発泡させて形成した導電性のものであり,
前記発泡弾性体層の表面を観察することによって測定されるセル数が,30〜80個/25mmの範囲内であり,
φ50mmの円板状の加圧部材を用いて,前記発泡弾性体層を半径方向に外側からその厚さの30%まで押し込んだときの押し込み軸方向単位長さ当たりの反力が,10〜60mN/mmの範囲内であることを特徴とする画像形成装置。
In the image forming apparatus, comprising: a photosensitive member; a developing roller; and a toner supplying roller that supplies toner to the developing roller, wherein the toner supplying roller includes a metal core and a cylindrical foamed elastic layer. Toner supply roller
The foamed elastic layer is a conductive layer formed by foaming a material mixed with a conductive material component in advance,
The number of cells measured by observing the surface of the foamed elastic layer is in the range of 30-80 / 25 mm;
The reaction force per unit length in the indentation axial direction when the foamed elastic layer is pushed from the outside to 30% of its thickness in the radial direction using a disk-like pressure member of φ50 mm is 10 to 60 mN. An image forming apparatus characterized by being in the range of / mm.
請求項2に記載の画像形成装置において,
前記像担持体の回転速度が周速200mm/sec以上であり,
前記トナー供給ローラによって供給されるトナーが,
重量平均粒径が4.5〜7.0μmの範囲内であり,
ガラス転移による吸熱ピークが10〜30℃の範囲内と50〜65℃との範囲内との計2箇所にあり,
軟化点が70〜110℃の範囲内にあるものであることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 2,
The rotational speed of the image carrier is a peripheral speed of 200 mm / sec or more;
The toner supplied by the toner supply roller is
The weight average particle size is in the range of 4.5 to 7.0 μm;
There are two endothermic peaks due to glass transition in the range of 10-30 ° C. and 50-65 ° C.,
An image forming apparatus having a softening point in a range of 70 to 110 ° C.
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