JP5479119B2 - Developer, developing device, developer container, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、現像剤、現像剤を使用した現像装置、現像剤収容体、及び現像装置を有する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a developer, a developing device using the developer, a developer container, and an image forming apparatus having the developing device.
従来、画像形成装置で使用される現像剤には外添剤が添加されることが一般的である。現像剤に外添剤を添加することで、現像剤の流動性、及び帯電性を向上させることができるが、外添剤が現像装置内の部材に付着することによる部材汚染や、現像剤表面の外添剤によって感光ドラムに傷がつくドラムフィルミングの発生等の不具合の要因となることが知られている。 Conventionally, an external additive is generally added to a developer used in an image forming apparatus. By adding an external additive to the developer, the fluidity and chargeability of the developer can be improved. However, the contamination of the member due to the external additive adhering to the member in the developing device, the surface of the developer, etc. It is known that this external additive may cause problems such as drum filming, which damages the photosensitive drum.
特許文献1には、ドラムフィルミングに対応するために、外添するシリカの重量部と外添後の比表面積を特定した現像剤を使用することが提案されている。ここで比表面積とは、ある物体について、単位質量当たりの表面積をいう。
しかしながら、特許文献1に記載された従来の現像剤では、この現像剤に付着した外添剤によるフィルミングには対応しているが、外添剤による部材汚染、及び現像剤に付着した外添剤量が減少することによる流動性の低下には対応していない。この外添剤による部材汚染は、現像装置内において、現像剤を現像部材と圧迫、摩擦することで外添材が脱離することに起因して発生する。脱離した外添剤は、感光ドラムや帯電ローラ表面に付着し、部材の特性を変化させる。又、流動性の低下は、外添材が脱離することにより、現像剤に付着した外添剤量が減少することに起因して発生する。トナーの流動性が低下した場合、印刷開始部分から印刷終了部分にかけて印刷濃度が低下していく擦れ現象が発生してしまうという課題があった。
However, in the conventional developer described in
本発明の現像剤は、一次粒子である結着樹脂及び着色剤を含むトナー母粒子と、前記トナー母粒子の表面に付着することで流動性及び帯電性を高める外添剤と、を有する乳化重合凝集法による現像剤であって、前記現像剤の未使用時の比表面積をαとし、前記現像剤を、第1の条件で使用した後の前記現像剤の比表面積をβとし、前記現像剤を、前記外添材がほぼすべての前記トナー母粒子から脱離する第2の条件で使用した後の前記現像剤の比表面積をγとしたときに、前記第1の条件は、前記現像剤を担持する現像剤担持体に、前記現像剤担持体上の前記現像剤の厚さを規制する層形成部材を用いて、前記現像剤を6.8[gf/mm]の線圧で圧接させ、前記現像剤担持体の現像剤量を0.40〜0.50[mg/cm2]として、150[mm/sec]の線速度で、前記現像剤担持体を25000回転させることであり、前記第2の条件は、前記現像剤担持体に、前記層形成部材を用いて、前記現像剤を6.8[gf/mm]の線圧で圧接させ、前記現像剤担持体の現像剤量を0.40〜0.50[mg/cm2]として、150[mm/sec]の線速で、前記現像剤担持体を50000回転させることであり、前記比表面積α、β、γは、
0.74≦(α−γ)/γ≦1.10
0.40≦(β−γ)/γ≦0.68
0≦(α−β)/γ≦0.28
に設定されている。
Developer of the present invention, the emulsion having a toner base particles containing a binder resin and a colorant are primary particles, and external additive to improve the fluidity and charging property by adhering to the surface of the toner mother particles A developer by a polymerization aggregation method , wherein a specific surface area of the developer when not used is α, the developer is used under a first condition, and the specific surface area of the developer is β. When the specific surface area of the developer after the agent is used under the second condition where the external additive is desorbed from almost all the toner base particles is γ, the first condition is Using a layer forming member that regulates the thickness of the developer on the developer carrier, the developer is pressed against the developer carrier carrying the developer at a linear pressure of 6.8 [gf / mm]. The developer amount of the developer carrying member is set to 0.40 to 0.50 [mg / cm2], and 150 [m / Sec] at a linear velocity of 25000 rotations of the developer carrier, and the second condition is that the developer is 6.8 by using the layer forming member on the developer carrier. The developer is brought into pressure contact with a linear pressure of [gf / mm], the developer amount of the developer carrier is 0.40 to 0.50 [mg / cm2], and the developer at a linear speed of 150 [mm / sec]. The specific surface area α, β, γ is to rotate the carrier 50000
0.74 ≦ (α−γ) /γ≦1.10.
0.40 ≦ (β−γ) /γ≦0.68
0 ≦ (α−β) /γ≦0.28
Is set to
本発明の現像装置は、前記現像剤と、静電潜像を担持する回転可能な潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を帯電させる潜像担持体帯電部材と、前記潜像担持体の表面に潜像を形成する露光手段と、前記潜像担持体上に形成された前記潜像を前記現像剤により可視像化する前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の前記現像剤の厚さを規制する前記層形成部材と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、を有している。 A developing device of the present invention, the a developer, a rotatable image bearing member configured to bear a latent electrostatic image, a latent image bearing member charging member for charging the surface of the latent image bearing member, the latent image carrier An exposure unit that forms a latent image on the surface of the body, the developer carrier that visualizes the latent image formed on the latent image carrier with the developer, and the developer carrier. It has a said layer forming member to regulate the thickness of the developer, and a developer supplying member for supplying the developer to the developer carrying member.
本発明の現像剤収容体は、前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部と前記現像剤を用いて現像する現像部との間に配設された供給口と、収容した前記現像剤を前記現像部へ供給する供給機構と、を有している。 The developer container of the present invention includes a developer container that stores the developer, a supply port that is disposed between the developer container and the developing unit that develops the developer. was said developer has a supply mechanism for supplying to the developing unit.
本発明の画像形成装置は、前記現像装置と、前記現像剤収容体と、前記現像装置において可視像化された前記現像剤を印刷媒体に転写する転写部と、前記印刷媒体に転写された前記現像剤を定着させる定着部と、を有している。 The image forming apparatus of the present invention is transferred to the developing device, the developer container, a transfer unit that transfers the developer visualized in the developing device to a printing medium, and the printing medium. and a, a fixing unit for fixing the developer.
本発明の現像剤によれば、粒径4.0[μm]〜6.5[μm]のトナーにおいて、0.74≦(α−γ)/γ≦1.10を満たすトナーを使用することで、初期印刷時のトナーに付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができる。更に、粒径4.0[μm]〜6.5[μm]のトナーにおいて、0.40≦(β−γ)/γ≦0.68を満たすトナーを使用することで、現像ローラを25,000回転させた後の印刷で、トナーに付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができる。 According to the developer of the present invention, a toner satisfying 0.74 ≦ (α−γ) /γ≦1.10 is used in a toner having a particle diameter of 4.0 [μm] to 6.5 [μm]. Thus, it is possible to prevent fading and stains due to the amount of the external additive attached to the toner during initial printing. Further, in the toner having a particle diameter of 4.0 [μm] to 6.5 [μm], a toner satisfying 0.40 ≦ (β−γ) /γ≦0.68 is used, so that the developing roller is adjusted to 25, It is possible to prevent blurring due to the amount of the external additive adhering to the toner and smearing in printing after 000 rotations.
更に、0≦(α−β)/γ≦0.28を満たすトナーを使用することで、脱離した外添剤に由来する濃度変化も抑えることができる。 Furthermore, by using a toner satisfying 0 ≦ (α−β) /γ≦0.28, it is possible to suppress a change in density due to the detached external additive.
本発明の現像装置によれば、前記現像剤を使用することにより、トナーに付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができ、脱離した外添剤に由来する濃度変化も抑えることができる。 According to the developing device of the present invention, by using the developer, it is possible to prevent blurring and dirt due to the amount of the external additive attached to the toner, and to change the concentration derived from the detached external additive. Can also be suppressed.
本発明の現像剤収容体によれば、前記現像剤を収納することにより、トナーに付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができ、脱離した外添剤に由来する濃度変化も抑えることができる。 According to the developer container of the present invention, by storing the developer, it is possible to prevent fading and dirt due to the amount of the external additive attached to the toner, and it is derived from the detached external additive. Concentration change can also be suppressed.
本発明の画像形成装置によれば、前記現像装置及び前記現像剤収容体を有することによりトナーに付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができ、脱離した外添剤に由来する濃度変化も抑えることができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, by having the developing device and the developer container, it is possible to prevent fading and dirt due to the amount of the external additive attached to the toner, and the detached external additive. It is also possible to suppress the concentration change derived from.
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。 Modes for carrying out the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments when read in light of the accompanying drawings. However, the drawings are only for explanation and do not limit the scope of the present invention.
(実施例1の画像形成装置の構成)
図2は、本発明の実施例1における画像形成装置の概略を示す構成図である。
(Configuration of Image Forming Apparatus of Example 1)
FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the image forming apparatus in
画像形成装置は、例えば、電子写真方式のカラーページプリンタであり、その下部に給紙トレイ10を有している。給紙トレイ10は、印刷媒体(例えば、印刷用紙)Pを格納するトレイである。給紙トレイ10の先端部の上方には、ホッピングローラ11、給紙ガイド12、搬送ローラ13a,13b及び転写ベルト14が設けられており、印刷用紙Pを給紙トレイ10からホッピングローラ11により繰り出し、搬送ローラ13a,13bで搬送してドライブローラ15により駆動される転写ベルト14上を通過するように構成されている。
The image forming apparatus is, for example, an electrophotographic color page printer, and has a paper feed tray 10 below it. The
転写ベルト14の上方には、固有のカラー画像を形成する複数の現像装置30(=30K,30Y,30M,30C)が設けられている。複数の現像装置30は、上流から下流方向へブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)の順に配置されている。各現像装置30は、形成する画像の色の違いがあるが基本的に同一の構成である。
Above the
各現像装置30の下方には、複数の転写ローラ16(=16K,16Y,16M,16C)が配置されている。これらの転写ベルト14、ドライブローラ15、及び転写ローラ16により転写部が構成されている。転写ベルト14の下部には、この転写ベルト14に付着したトナー38を掻き取るためのベルトクリーナ19が設けられている。
Below each developing
現像装置30Cの下流側には、加熱ローラ17及び加圧ローラ18で構成された定着部が設けられている。この定着部は、印刷用紙Pを加熱して圧接することで、印刷用紙Pの現像剤(例えば、トナー)38を印刷用紙Pに定着させる機能を有している。定着部の下流側には、排出ガイド20が設けられている。排紙ガイド20は、トナー38を定着させた印刷用紙Pをガイドして外部へ排出する機能を有している。
A fixing unit including a
図1は、本発明の実施例1における図2中の現像装置の概略を示す構成図であり、複数の現像装置30のうちの下流側の現像装置30C及びその周辺の部分が拡大して示されている。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the developing device in FIG. 2 according to the first embodiment of the present invention, in which a developing
各現像装置30は、印刷用紙P上にトナー38を現像する現像部30aと、この現像部30aにトナー38を供給するトナーカートリッジ40とから構成されている。
Each developing
現像部30aは、潜像担持体(例えば、感光ドラム)31と、感光ドラム31を帯電させる潜像担持体帯電部材(例えば、帯電ローラ)32と、感光ドラム31に潜像をつくる露光手段(例えば、露光装置)39と、現像剤担持体(例えば、現像ローラ)33と、現像剤供給部材(例えば、供給ローラ)34と、薄層形成手段である層形成部材(例えば、現像ブレード)35と、感光ドラム31上のトナー38を掻き取るクリーニングブレード36と、トナー38を収容するトナー収容部37とにより構成されている。現像ローラ33と、供給ローラ34と、現像ブレード35とは、トナー収容部37内に配置されている。
The developing
感光ドラム31は、アルミニウムの金属パイプを用いた導電性支持体と、金属パイプ上に順次積層した電荷発生層、及び電荷輸送層からなる有機系感光体を用いた光導電層とから構成されている。帯電ローラ32は、例えば、金属シャフトと半導電性ゴム層とから構成されている。現像ローラ33は、例えば、金属シャフトと、硬度が73[アスカーC]、Rzが4.0[μm]、外径がφ19.6[mm]の半導電ウレタンゴム材とから構成されている。
The
供給ローラ34は、硬度が56[アスカーF]、外径がφ15.5[mm]の半導電性発砲シリコンスポンジ層を有している。現像ブレード35は、材質がSUS304B−TAで、厚さが0.08[mm]で、プレード先端の曲げ角が60[°]で、ブレード35の先端の曲率が0.20のステンレス材で構成されている。
The
なお、アスカーC、アスカーFとは、SRIS0101(日本ゴム協会標準規格)に規定されたデュロメータ(スプリング式硬度計)の一つで、硬さを測定するための測定器である。73[アスカーC]とは、その測定器で測定した硬度を示している。Rzとは、十点平均粗さのことで、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長だけ抜き取り、この抜取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定し、最も高い山頂から5番目までの山頂の標高(Yp)の絶対値の平均値と、最も低い谷底から5番目までの谷底の標高(Yv)の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル(μm)で表したものをいう。 In addition, Asker C and Asker F are one of durometers (spring type hardness testers) defined in SRIS0101 (Japan Rubber Association Standard), and are measuring instruments for measuring hardness. 73 [Asker C] indicates the hardness measured by the measuring instrument. Rz is the average roughness of ten points, extracted from the roughness curve by the reference length in the direction of the average line, measured from the average line of this extracted part in the direction of the vertical magnification, and from the highest peak to the fifth Calculate the sum of the absolute value of the altitude (Yp) of the summit of the mountain and the average value of the absolute value of the altitude (Yv) of the bottom valley from the lowest valley bottom to the fifth, and calculate this value in micrometers (μm) Say what you represent.
現像装置30の各部材は、現像ローラ33及び供給ローラ34間の線圧が11.5[gf/mm]で、現像ローラ33及び感光ドラム31間の線圧が0.48[gf/mm]で、現像ローラ33及び現像ブレード35間の線圧が6.8[gf/mm]にて圧接されている。
Each member of the developing
トナーカートリッジ40は、トナー38を収容する現像剤収容部(例えば、トナー収容部)41を有しており、その下方には、長手方向(紙面の表裏方向)に延接された供給機構(例えば、撹拌バー)43が回転自在に支持され、その下方には、カートリッジ内のトナー38を現像部31aに供給するための供給口42が形成されている。更に、この供給口42付近には、供給口42を開閉するためのスライド可能なシャッタ44が配設されている。
The toner cartridge 40 has a developer accommodating portion (for example, a toner accommodating portion) 41 that accommodates the
(実施例1のトナーの構成)
本実施例1におけるトナー38は、例えば、乳化重合凝集法によって製造された一次粒子である結着樹脂(例えば、スチレンアクリル共重合樹脂)と、着色剤と、ワックスとを混合して凝集してできるトナー粒子(以下「ベーストナー」という。)に、外添材(例えば、シリカ)、酸化チタン微粉末を加えてミキサーにより混合して構成されている。
(Configuration of Toner of Example 1)
The
ここで、乳化重合凝集法は、次の工程から構成されている。 Here, the emulsion polymerization aggregation method includes the following steps.
(1) 水溶媒中で重合体の一次粒子である結着樹脂を作成し、結着樹脂と同じ溶媒中に、乳化剤(界面活性剤)によりエマルジョン化させた着色剤を混合する。 (1) A binder resin which is a primary particle of a polymer is prepared in an aqueous solvent, and a colorant emulsified with an emulsifier (surfactant) is mixed in the same solvent as the binder resin.
(2) 必要に応じてワックス、荷電制御剤等を混合し、それらを凝集することで溶媒中にトナー粒子を作成する。 (2) If necessary, wax, a charge control agent and the like are mixed and agglomerated to form toner particles in the solvent.
(3) トナー粒子を溶媒より取り出し、洗浄、乾燥により不要な溶媒成分と副生成物成分を除去してトナー38を得る。
(3) The toner particles are taken out from the solvent, and unnecessary solvent components and by-product components are removed by washing and drying to obtain
前述したスチレンアクリル共重合樹脂は、スチレン、アクリル酸、メチルメタクリル酸から生成されて構成されている。前記着色剤は、ブラックには、カーボンブラック、イエローには、ピグメントイエロー74、マゼンダにはピグメントレッド238、シアンにはピグメントブルー15:3が用いられている。更に、前記ワックスは、高級脂肪酸エステル系ワックスであるステアリン酸ステアリルにより構成されている。 The aforementioned styrene acrylic copolymer resin is formed from styrene, acrylic acid, and methyl methacrylic acid. The colorant is carbon black for black, pigment yellow 74 for yellow, pigment red 238 for magenta, and pigment blue 15: 3 for cyan. Further, the wax is composed of stearyl stearate which is a higher fatty acid ester wax.
(実施例1における画像形成装置全体の動作)
図1、図2を用いて画像形成装置全体の動作について説明する。
(Operation of Entire Image Forming Apparatus in Embodiment 1)
The overall operation of the image forming apparatus will be described with reference to FIGS.
図示しない制御部から印刷指示が出されると、画像形成装置内の図示しないモーターが回転し始め、数個のギヤを通してドラムギヤに駆動が伝わり、感光ドラム31が矢印方向に回転する。ドラムギヤから現像ギヤに駆動が伝わることにより、現像ローラ33が矢印方向に回転する。現像ギヤからアイドルギヤを経てスポンジギヤへ駆動が伝わることにより、供給ローラ34が矢印方向に回転する。ドラムギヤからチャージギヤへ駆動が伝わることにより、帯電ローラ32が矢印方向に回転する。
When a printing instruction is issued from a control unit (not shown), a motor (not shown) in the image forming apparatus starts to rotate, driving is transmitted to the drum gear through several gears, and the
一方、画像形成装置内にある図示しないモーターの回転は、別系統の数個のギヤを通して、転写ギヤ、及びドライブギヤへ駆動が伝わり、転写ローラ16が矢印方向に回転すると共に、転写ベルト14が動作する。更に、別系統の数個のギヤを通してヒートローラギヤに駆動が伝わることにより、ヒートローラ17が矢印方向に回転し、更に、加圧ローラ18が、ヒートローラ17の回転に従って連れ回りで矢印方向に回転する。
On the other hand, the rotation of a motor (not shown) in the image forming apparatus is transmitted to the transfer gear and the drive gear through several different gears, the
モーターが回転を始めるのとほぼ同時に、現像・転写工程のそれぞれのローラ31、32、33、34、16と定着工程のヒートローラ17内のハロゲンランプには画像形成装置内の図示しない電源により、それぞれ決められたバイアス電圧が印加される。
Almost simultaneously with the start of rotation of the motor, each of the
上記のような機構を備えた画像形成装置において、印刷用紙Pに画像が形成される過程は次のような動作となる。 In the image forming apparatus having the above-described mechanism, the process of forming an image on the printing paper P is as follows.
給紙トレイ10にセットされた印刷用紙Pは、ホッピングローラ11によって繰り出され、搬送ローラ13a,13bによって転写ベルト14に搬送される。感光ドラム31は、帯電ローラ32により表面を一様に帯電させられる。図示しない上位装置からの印刷ジョブは、図示しない制御部を介して露光装置39に送られ、印刷パターンに応じた静電潜像が感光ドラム31上に形成される。
The printing paper P set in the
供給ローラ34は、現像ローラ33と当接しており、周速比を一定に保ちながら互いに回転駆動することにより、トナー38を現像ローラ33へ供給する。現像ローラ33上のトナー38は、現像ローラ33に当接している現像ブレード35との摩擦等により帯電する。
The
現像ローラ33は、感光ドラム31に当接しており、トナー38を感光ドラム31上の静電潜像に付着させる。その後、感光体ドラム31上のトナー38は、転写ローラ16との電界により印刷用紙P上に転写され、印刷用紙P上のトナー38が定着部により定着させられる。転写後に感光体ドラム31上に残留したトナー38は、クリーニングブレード36により掻き取られる。印刷用紙Pは、排出ガイド20にガイドされて装置の外部に排出される。
The developing
(トナーの耐久性評価の実施)
トナー38の耐久性とは、現像装置30内でのトナー38同士の摩擦及び現像ローラ33、供給ローラ34、現像ブレード35、感光ドラム31相互の接触部分における加圧によるトナー38への負荷に対してベーストナーから外添材が脱離する度合いをいう。トナー38の耐久性評価は、例えば、以下の(S1)〜(S10)のステップを順次実行することで行われる。
(Toner durability evaluation)
The durability of the
(S1) ベーストナーの中位径を測定する。 (S1) The median diameter of the base toner is measured.
(S2) 評価用トナーを作成する。 (S2) An evaluation toner is prepared.
(S3) 比表面積αを測定する。 (S3) The specific surface area α is measured.
(S4) 現像装置30に80[g]の評価用トナーを投入し、画像形成装置を温度22[°C]、湿度40[%]の環境(以下「NN環境」という。)に入れ、12時間以上放置する。
(S4) 80 [g] of evaluation toner is put into the developing
(S5) 放置した画像形成装置を使用して、NN環境で、かすれの有無、汚れの有無について、印刷採取し、定期データを取得する。 (S5) Using the image forming apparatus that has been left unattended, in an NN environment, prints are collected for the presence / absence of blurring and the presence / absence of dirt, and periodic data is acquired.
(S6) 定期データを取得した直後に、NN環境で白紙印刷パターンを1ページ毎に印刷動作し、現像ローラ33の回転数が25,000回転に到達するまで印刷動作を行う。
(S6) Immediately after acquiring the regular data, the blank printing pattern is printed for each page in the NN environment, and the printing operation is performed until the rotation speed of the developing
(S7) 現像ローラ33の回転数が25,000回転に到達した直後に、定期データを取得する。
(S7) Periodic data is acquired immediately after the rotation speed of the developing
(S8) 現像装置30から比表面積β測定用トナーを10[g]取り出し、比表面積βを測定する。
(S8) 10 [g] of the toner for measuring the specific surface area β is taken out from the developing
(S9) 前記状態から、NN環境にて白紙印刷パターンを1ページ毎に印刷動作し、更に、現像ローラ33を25,000回転させ、現像ローラ33の総回転数が50,000回転に到達するまで印刷動作を行う。
(S9) From this state, the blank print pattern is printed for each page in the NN environment, and further, the developing
(S10) 現像装置30から比表面積γを測定するためのトナー38を10[g]取り出し、比表面積γを測定する。
(S10) 10 [g] of the
次に、前述した(S1)〜(S10)の各ステップについて詳細に説明する。 Next, the steps (S1) to (S10) described above will be described in detail.
(1) ベーストナーの中位径の測定(S1)
ベーストナーの中位径を粒度分布測定装置(ベックマンコールター社、マルチサイザーIII)を使用して測定する。測定サンプルはアイソトンII(ベックマンコールター社)を95[質量%]と、エマルゲンを5[質量%]混合したものを分散剤に使用し、サンプル濃度が10%以下になるようトナー38を少量加えて、超音波振動機により1分間分散させたサンプルを使用する。測定はアパチャー径100[μm]を使用し、観測粒子数が30,000個以上の状態で中位径を計算した。
(1) Measurement of median diameter of base toner (S1)
The median diameter of the base toner is measured using a particle size distribution measuring device (Beckman Coulter, Multisizer III). The measurement sample used is a mixture of 95 [mass%] of Isoton II (Beckman Coulter) and 5 [mass%] of emulgen as a dispersant, and a small amount of
なお、中位径(以下「粒径」という。)とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数又は質量が、全粉体の個数又は質量の50%を占めるときの粒子径をいう。ベックマンコールター社のマルチサイザーIIIは、コールター原理による粒度分布測定装置であり、コールター原理とは、細孔電気抵抗法と呼ばれ、電解質溶液中の細孔(アパチャー)に一定の電流を流し、その細孔を粒子が通過するときの細孔の電気抵抗の変化を計測することにより、粒子の体積を測定する方法である。 The median diameter (hereinafter referred to as “particle size”) is a particle when the number or mass larger than a certain particle size occupies 50% of the number or mass of all powders in the particle size distribution of the powder. The diameter. Beckman Coulter's Multisizer III is a particle size distribution measuring device based on the Coulter principle. The Coulter principle is called the pore electrical resistance method. A constant current is passed through the pores in the electrolyte solution. In this method, the volume of the particles is measured by measuring the change in the electrical resistance of the pores when the particles pass through the pores.
(2) 評価用トナーの作成(S2)
粒径が6.5[μm]、5.5の[μm]、4.0[μm]のときのベーストナーを用いて、評価用のトナーA1〜A16、トナーB1〜B16、及びトナーC1〜C16を作成する。
(2) Preparation of evaluation toner (S2)
Using the base toner when the particle diameter is 6.5 [μm], 5.5 [μm], and 4.0 [μm], the evaluation toners A1 to A16, toners B1 to B16, and toners C1 to C1 are used. C16 is created.
それぞれのベーストナー100重量部に、疎水性シリカ微粉末であるアエロジルR−972(日本アエロジル社製)を加えて、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)で混合した後、篩にかける。 Aerosil R-972 (Nippon Aerosil Co., Ltd.), which is a hydrophobic silica fine powder, is added to 100 parts by weight of each base toner, mixed with a Henschel mixer (Mitsui Mining Co., Ltd.), and then sieved.
前記3種のベーストナー毎に疎水性シリカ微粉末の変量と、ミキサーによる撹拌時間の変更によって、トナー38表面の外添剤の付着状態の異なる評価用トナーを作成する。なお、ヘンシェルミキサーは3200回転/分の回転速度で、5分間撹拌するごとに装置を冷却させて使用する。
For each of the three types of base toners, evaluation toners having different external additive adhesion states on the surface of the
(a) 粒径6.5[μm]のときのトナーA1〜A16の作成
粒径6.5[μm]のベーストナーに疎水性シリカ微粉末を所定重量部だけ加え、所定時間撹拌してトナーA1〜A16を作成する。所定重量部と所定撹拌時間とは、次の通りである。なお、ここでは、トナーA1〜A16を単にA1〜A16と記した。
A1:疎水性シリカ微粉末の添加量;0.5重量部、撹拌時間;5分
A2:疎水性シリカ微粉末の添加量;1.0重量部、撹拌時間;5分
A3:疎水性シリカ微粉末の添加量;1.0重量部、撹拌時間;15分
A4:疎水性シリカ微粉末の添加量;1.0重量部、撹拌時間;25分
A5:疎水性シリカ微粉末の添加量;1.5重量部、撹拌時間;5分
A6:疎水性シリカ微粉末の添加量;1.5重量部、撹拌時間;15分
A7:疎水性シリカ微粉末の添加量;1.5重量部、撹拌時間;25分
A8:疎水性シリカ微粉末の添加量;2.0重量部、撹拌時間;5分
A9:疎水性シリカ微粉末の添加量;2.0重量部、撹拌時間;15分
A10:疎水性シリカ微粉末の添加量;2.0重量部、撹拌時間;25分
A11:疎水性シリカ微粉末の添加量;2.0重量部、撹拌時間;5分
A12:疎水性シリカ微粉末の添加量;2.0重量部、撹拌時間;15分
A13:疎水性シリカ微粉末の添加量;2.0重量部、撹拌時間;25分
A14:疎水性シリカ微粉末の添加量;4.0重量部、撹拌時間;5分
A15:疎水性シリカ微粉末の添加量;4.0重量部、撹拌時間;15分
A16:疎水性シリカ微粉末の添加量;4.0重量部、撹拌時間;25分
(A) Preparation of toners A1 to A16 having a particle diameter of 6.5 [μm] To a base toner having a particle diameter of 6.5 [μm], only a predetermined part by weight of hydrophobic silica fine powder is added, and the toner is stirred for a predetermined time. A1 to A16 are created. The predetermined weight part and the predetermined stirring time are as follows. Here, the toners A1 to A16 are simply indicated as A1 to A16.
A1: Addition amount of hydrophobic silica fine powder; 0.5 part by weight, stirring time; 5 minutes A2: Addition amount of hydrophobic silica fine powder; 1.0 part by weight, stirring time; 5 minutes A3: Hydrophobic silica fine powder 1.0 part by weight, stirring time; 15 minutes A4: addition amount of hydrophobic silica fine powder; 1.0 part by weight, stirring time; 25 minutes A5: addition amount of hydrophobic silica fine powder; 1 5 parts by weight, stirring time: 5 minutes A6: addition amount of hydrophobic silica fine powder; 1.5 parts by weight, stirring time; 15 minutes A7: addition amount of hydrophobic silica fine powder; 1.5 parts by weight, stirring Time: 25 minutes A8: Addition amount of hydrophobic silica fine powder; 2.0 parts by weight, stirring time; 5 minutes A9: Addition amount of hydrophobic silica fine powder; 2.0 parts by weight, stirring time; 15 minutes A10: Addition amount of hydrophobic silica fine powder; 2.0 parts by weight, stirring time; 25 minutes A11: Hydrophobic silica fine powder 2.0 parts by weight, stirring time; 5 minutes A12: addition amount of hydrophobic silica fine powder; 2.0 parts by weight, stirring time; 15 minutes A13: addition amount of hydrophobic silica fine powder; 0 parts by weight, stirring time; 25 minutes A14: addition amount of hydrophobic silica fine powder; 4.0 parts by weight, stirring time; 5 minutes A15: addition amount of hydrophobic silica fine powder; 4.0 parts by weight, stirring time 15 minutes A16: Amount of hydrophobic silica fine powder added; 4.0 parts by weight, stirring time; 25 minutes
(b) 粒径5.5[μm]のときのトナーB1〜B16の作成
前記粒径6.5[μm]の評価用トナーの作成と同様に、粒径5.5[μm]のベーストナーを使用して、疎水性シリカ微粉末を所定重量部だけ加え、所定時間撹拌して評価用のトナーB1〜B16を作成する。所定重量部と所定撹拌時間は、粒径6.5[μm]のトナー38を作成するときと同様の条件である。即ち、トナーBi(=1〜16)の疎水性シリカ微粉末の所定重量部と所定撹拌時間は、トナーAi(=1〜16)のそれと同一である。
(B) Preparation of toners B1 to B16 when the particle diameter is 5.5 [μm] Similar to the preparation of the evaluation toner having the particle diameter of 6.5 [μm], the base toner having a particle diameter of 5.5 [μm] The toner B1 to B16 for evaluation are prepared by adding a predetermined part by weight of hydrophobic silica fine powder and stirring for a predetermined time. The predetermined part by weight and the predetermined agitation time are the same conditions as when the
(c) 粒径4.0[μm]のときのトナーC1〜C16の作成
同様に粒径4.0[μm]のベーストナーを使用して、トナーC1〜C16を作成する。
(C) Preparation of toners C1 to C16 when the particle diameter is 4.0 [μm] Similarly, toners C1 to C16 are prepared using a base toner having a particle diameter of 4.0 [μm].
(3) 比表面積αの測定(S3)
評価用トナーの外添剤付着状態を示す指標として、窒素ガス吸着量によって測定した比表面積[m2/g]を使用する。比表面積測定にはTristar3000(島津製作所製)を使用し、サンプル(評価用トナー)への窒素吸着量Vを測定する。窒素吸着量Vは、液体窒素温度−195.8[°C]における飽和蒸気圧Po、吸着平衡圧Pとしたとき、P/Poが0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5となる7点で窒素吸着量Vを測定する。測定したV及びP/Poから、X軸にP/Po、Y軸にVとした比例直線の近似式を計算し、近似式の勾配と、P/Po=0におけるVの値と、BETの吸着等温式とを使用して比表面積を計算する。実際の計算は、Tristar3000の付属機能を利用して行う。
(3) Measurement of specific surface area α (S3)
The specific surface area [m2 / g] measured by the nitrogen gas adsorption amount is used as an index indicating the external additive adhesion state of the evaluation toner. For the specific surface area measurement, Tristar 3000 (manufactured by Shimadzu Corporation) is used, and the nitrogen adsorption amount V to the sample (evaluation toner) is measured. The nitrogen adsorption amount V is such that the saturated vapor pressure Po and the adsorption equilibrium pressure P at a liquid nitrogen temperature of −195.8 [° C.], P / Po is 0.5, 1.0, 1.5, 2.0. The nitrogen adsorption amount V is measured at 7 points of 2.5, 3.0, and 3.5. From the measured V and P / Po, an approximate expression of a proportional line with P / Po on the X axis and V on the Y axis is calculated, the slope of the approximate expression, the value of V at P / Po = 0, and the BET The specific surface area is calculated using the adsorption isotherm. The actual calculation is performed using the functions attached to the Tristar 3000.
始めに、未使用の状態で前述した評価用のトナーA1〜A16、B1〜B16、及びC1〜C16の比表面積αを測定する。 First, the specific surface areas α of the evaluation toners A1 to A16, B1 to B16, and C1 to C16 described above in the unused state are measured.
(4) 初期状態での定期データの取得(S4)、(S5)
現像装置30に80[g]の評価用トナーを投入し、画像形成装置を温度22[°C]、湿度40[%]の環境(以下「NN環境」という。)に入れ、12時間以上放置する。放置した画像形成装置を使用して、NN環境で印刷を行い、定期データを取得して、かすれの有無、汚れの有無について評価を行う。
(4) Acquisition of regular data in the initial state (S4), (S5)
80 g of evaluation toner is charged into the developing
図3(a)、(b)、(c)、(d)は、トナーの耐久評価用印刷パターンと印刷不具合例を示す説明図であり、図4(a)、(b)は、図3(b)、(c)、(d)の印刷パターンの拡大図である。 FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D are explanatory diagrams showing toner durability evaluation print patterns and examples of printing defects. FIGS. 4A and 4B are FIGS. It is an enlarged view of the printing pattern of (b), (c), (d).
図3(a)は白紙印刷パターンであり、図3(b)は、かすれ(白抜け)、図3(c)は、刷毛目汚れ、及び、図3(d)は、地汚れの例を示している。図4(a)は100%濃度印刷パターンを示し、更に、図4(b)は25%濃度印刷パターンを示している。図4(a)、(b)において、黒丸は、印刷を行うドットを示し、空白は、印刷を行わないドットを示す。 FIG. 3A is a blank paper print pattern, FIG. 3B is an example of fading (white spots), FIG. 3C is a brush eye stain, and FIG. 3D is an example of background stain. Show. 4A shows a 100% density printing pattern, and FIG. 4B shows a 25% density printing pattern. 4A and 4B, black circles indicate dots to be printed, and blanks indicate dots not to be printed.
かすれの有無はA4エクセレントホワイト紙70kg(沖データ社製)に100%濃度印刷を印刷し、得られた印刷後の紙面の下部において、図3(b)のような白抜けの印刷が見られるかどうかを目視で確認する。白抜け印刷が見られない場合にかすれ無しとし印刷状態良好とする。 As for the presence or absence of blurring, 100% density printing is printed on 70 kg of A4 excellent white paper (Oki Data Co., Ltd.), and white print as shown in FIG. 3B is seen at the bottom of the obtained paper. Check visually. When white printing is not seen, no blurring is assumed and the printing state is good.
100%濃度印刷とは、図4(a)に示すように、印刷可能なすべてのドットに印刷を行うことをいう。汚れは非印刷部分にトナー38が現像されてしまう現象である。汚れは現像ローラ33上のトナー帯電量が大きい場合に、現像ローラ33表面の電位と現像ローラ33上のトナー電位の総和が、感光ドラム31表面の電位より高くなった場合に現像ローラ33上の電位と、感光ドラム31上の電位が平衡状態になるようにトナー38が移動するために、非印刷部にトナー38が現像される現象のことを指す。
100% density printing refers to printing on all printable dots as shown in FIG. The stain is a phenomenon in which the
汚れ有無は、25%濃度印刷をA4エクセレントホワイト紙70kg(沖データ社製)に行った際に、図3(c)、(d)に見られる印刷不具合を目視にて確認する。25%濃度印刷とは、図4(b)に示すようなドットパターンを使用し、印刷を行うことであり、印刷可能なドットのうち25%に印刷することをいう。ここで、このドットパターンは印刷紙面の一部を拡大したもので、実際に印刷するパターンはこの25%濃度印刷パターンがA4紙面全体に印刷される。 As for the presence or absence of smudges, when a 25% density printing is performed on 70 kg of A4 excellent white paper (Oki Data Co., Ltd.), the printing defects shown in FIGS. 3C and 3D are visually confirmed. “25% density printing” means printing using a dot pattern as shown in FIG. 4B, and means printing on 25% of printable dots. Here, this dot pattern is an enlargement of a part of the printing paper surface, and the 25% density printing pattern is printed on the entire A4 paper surface as a pattern to be actually printed.
図3(c)の刷毛目汚れとは、25%濃度印刷を行った際に、周囲よりも高い印刷濃度である爪で掻いた様な縦線が現れる現象で、地汚れとは、印刷パターンとは関係なく、感光ドラム31にトナー38が現像されてしまい、印刷媒体に縦線が現れる現象である。なお、汚れに属する不具合では、刷毛目汚れのほうが地汚れに比べて軽微な不具合である。刷毛目汚れ、及び地汚れが目視にて確認されない場合、汚れ無しとして印刷状態良好とする。
The brush eye stain in FIG. 3C is a phenomenon in which a vertical line appears as if it was scratched with a nail having a higher print density than the surrounding when 25% density printing was performed. Regardless of the above, the
(5) 現像ローラ33の回転数が25,000回転に到達した直後の定期データの取得(S6)、(S7)
(5) Acquisition of regular data immediately after the rotation speed of the developing
初期状態で定期データを取得した直後に、NN環境で白紙印刷パターンを1ページ毎に印刷動作し、現像ローラ33の回転数が25,000回転に到達するまで印刷動作を行う。現像ローラ33の回転数が25,000回転に到達した直後に、定期データを取得する。
Immediately after acquiring the regular data in the initial state, the blank printing pattern is printed for each page in the NN environment, and the printing operation is performed until the rotation speed of the developing
白紙印刷パターンとは、図3(a)のように、なにも印刷を行わない白紙で現像装置30を動作させることを指し、現像ローラ33、供給ローラ34、及び感光ドラム31にはバイアス電圧が印加された状態で、これらの現像装置30の各ローラ31、32、33、34が回転動作することを意味する。白紙印刷動作にはP厚紙A4(富士ゼロックス社製)を使用する。定期データ及び白紙印刷パターンを印刷する際の、印刷用紙Pの通紙速度は、150[mm/sec]である。
As shown in FIG. 3A, the blank paper printing pattern refers to operating the developing
なお、トナー38に付着した外添剤が脱離し、トナー38の流動性が低下することで、トナー38が供給ローラ34から現像ローラ33へ供給がされづらくなるために、耐久試験後は、かすれが発生しやすくなる。
Since the external additive attached to the
(6) 比表面積βの測定(S8)
現像装置30から比表面積βの評価用トナーを10[g]取り出し、比表面積βを測定する。測定方法は、比表面積αの測定方法と同様である。
(6) Measurement of specific surface area β (S8)
10 [g] of toner for evaluation of the specific surface area β is taken out from the developing
(7) 比表面積γの測定(S9)、(S10)
比表面積βを測定した後、NN環境において白紙印刷パターンを1ページ毎に印刷し、更に、現像ローラ33を25,000回転させ、現像ローラ33の総回転数が50,000回転に到達するまで印刷動作を行う。現像装置30から比表面積γを測定するためのトナー38を10[g]取り出し、比表面積γを測定する。測定方法は、比表面積αの測定方法と同様である。現像ローラ33を50,000回転させ、過剰にトナー38に負荷をかけることでトナー38上の外添剤をほぼすべて脱離することができる。
(7) Measurement of specific surface area γ (S9), (S10)
After measuring the specific surface area β, a blank print pattern is printed for each page in the NN environment, and the developing
上記の(4)初期状態での定期データの取得から(7)比表面積γの測定まで、現像ローラ33上のトナー付着量は0.40〜0.50[mg/cm2]を維持するように、各ローラへ印加するバイアス電圧を調整する。本実施例1でのバイアス電圧の設定は、例えば、帯電ローラバイアスが−1100[V]、現像ローラバイアスが−220[V]で、供給ローラバイアスが−350[V]である。但し、現像ローラ33上のトナー付着量が減少した場合は、供給ローラバイアスを20[V]刻みで変更することでトナー付着量を調整する。
From the above (4) acquisition of regular data in the initial state to (7) measurement of the specific surface area γ, the toner adhesion amount on the developing
(実施例1の効果)
本実施例1によれば、次の(1)、(2)のような効果が得られる。
(Effect of Example 1)
According to the first embodiment, the following effects (1) and (2) can be obtained.
(1) トナーの耐久性評価の結果
図5は、トナーの粒系6.5[μm]での耐久評価結果を示す図である。
(1) Results of Toner Durability Evaluation FIG. 5 is a diagram showing the results of durability evaluation with a toner particle system of 6.5 [μm].
図5においては、トナーA1〜A16毎に、投入された外添剤量(=シリカ量)と、撹拌時間(=外添時間)と、かすれの有無と、汚れの有無とが記載されている。かすれの有無と汚れの有無とは、初期状態と25,000回転後に分けて記載されており、良好な場合は○印を、不良の場合は、×印を付してある。 In FIG. 5, for each of the toners A1 to A16, the amount of added external additive (= silica amount), the stirring time (= external addition time), the presence / absence of blurring, and the presence / absence of dirt are described. . The presence / absence of smearing and the presence / absence of dirt are described separately after the initial state and after 25,000 rotations.
図6は、トナーの粒系6.5[μm]での比表面積測定結果を示す図である。
図6においては、トナーA1〜A16毎に、比表面積αと、比表面積βと、比表面積γと、初期状態でトナーに付着している外添剤量を示すパラメータであり、初期状態での汚れ、かすれに関係するパラレメータ(α−γ)/γと、現像ローラ33の25,000回転時でのトナー38に付着している外添剤量を示すパラメータであり現像ローラ33の25,000回転時での汚れ、かすれに関係のあるパラメータ(β−γ)/γとが記載されている。
FIG. 6 is a diagram showing the results of measuring the specific surface area of a toner particle system of 6.5 [μm].
In FIG. 6, for each of the toners A1 to A16, the specific surface area α, the specific surface area β, the specific surface area γ, and the parameters indicating the amount of the external additive attached to the toner in the initial state are shown. This is a parameter indicating the parameter (α−γ) / γ related to dirt and fading and the amount of external additive adhering to the
図6によれば、比表面積γは、トナーA1〜A16において、1.02±0.03[m2/g]であり、現像ローラ33を50,000回転させることによりトナー38に付着した外添剤の脱離がほぼ完全になされていることが分かる。
According to FIG. 6, the specific surface area γ is 1.02 ± 0.03 [
図6のパラメータ(α−γ)/γにおいて、図5の初期状態及び25,00回転後のかすれと汚れの有無を参照すると、0.74以上のトナー38を用いることで、かすれを防ぐことができ、1.10以下のトナー38を用いることで汚れが発生しないことが分かる。
In the parameter (α−γ) / γ of FIG. 6, referring to the initial state of FIG. 5 and the presence of blurring and dirt after 25,000 rotations, the use of
同様に図6のパラメータ(β−γ)/γにおいては、0.40以上のトナー38を用いることで、かすれを防ぐことができ、0.63以下のトナー38を用いることで汚れが発生しないことが分かる。
Similarly, in the parameter (β−γ) / γ of FIG. 6, blurring can be prevented by using the
図7は、トナーの粒系5.5[μm]での耐久評価結果を示す図であり、図8は、トナーの粒系5.5[μm]での比表面積測定結果を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing the results of durability evaluation with a toner particle system of 5.5 [μm], and FIG. 8 is a diagram showing the results of measuring the specific surface area of the toner with a particle system of 5.5 [μm]. .
図7及び図8の見方は、図5及び図6の見方と同様である。即ち、図8の比表面積γは、トナーB1〜B16において、1.21±0.02[m2/g]であり、現像ローラ33を50,000回転することにより、トナー38に付着した外添剤の脱離がほぼ完全になされていることが分かる。
7 and FIG. 8 are the same as the views of FIG. 5 and FIG. That is, the specific surface area γ of FIG. 8 is 1.21 ± 0.02 [m2 / g] in the toners B1 to B16, and the external additive attached to the
図8のパラメータ(α−γ)/γにおいて、0.74以上のトナー38を用いることで、かすれを防ぐことができ、1.10以下のトナー38を用いることで汚れを防ぐことができることが分かる。
In the parameter (α−γ) / γ in FIG. 8, it is possible to prevent fading by using the
図8のパラメータ(β−γ)/γにおいて、0.40以上のトナー38を用いることで、かすれを防ぐことができ、0.68以下のトナー38を用いることで汚れを防ぐことができることが分かる。
In the parameter (β−γ) / γ in FIG. 8, it is possible to prevent blur by using the
図9は、トナーの粒系4.0[μm]での耐久評価結果を示す図であり、図10は、トナーの粒系4.0[μm]での比表面積測定結果を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing the results of durability evaluation with a toner particle system of 4.0 [μm], and FIG. 10 is a diagram showing the results of measuring the specific surface area of the toner with a particle system of 4.0 [μm]. .
図10の比表面積γは、トナーC1〜C16において、1.62±0.02[m2/g]であり、現像ローラ33の50,000回転でトナー38に付着した外添剤の脱離がほぼ完全になされていることが分かる。
The specific surface area γ of FIG. 10 is 1.62 ± 0.02 [m2 / g] in the toners C1 to C16, and the external additive attached to the
図10のパラメータ(α−γ)/γにおいて、0.40以上のトナー38を用いることで、かすれを防ぐことができ、0.81以下のトナー38を用いることで汚れを防ぐことができることが分かる。
In the parameter (α−γ) / γ in FIG. 10, it is possible to prevent blur by using the
図10のパラメータ(β−γ)/γにおいて、0.74以上のトナー38を用いることで、かすれを防ぐことができ、0.57以下のトナー38を用いることで汚れを防ぐことができることが分かる。
In the parameter (β−γ) / γ in FIG. 10, it is possible to prevent fading by using the
(2)
本実施例1の現像剤によれば、粒径4.0[μml]〜6.5[μm]のトナー38において、条件1である0.74≦(α−γ)/γ≦1.10を満たすトナー38を使用することで、初期印刷において、トナー38に付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができる。更に、粒径4.0[μm]〜6.5[μm]のトナー38において、条件2である0.40≦(β−γ)/γ≦0.68を満たすトナー38を使用することで、現像ローラ33を25,000回転ときに、現像部材がトナー38を圧迫、摩擦することで外添剤が脱離することに起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができる。
(2)
According to the developer of Example 1, 0.74 ≦ (α−γ) /γ≦1.10 which is the
上記の2つの条件を満たすことで、耐久性が良好なトナー38を得ることができる。
By satisfying the above two conditions, the
(実施例2の画像形成装置の構成)
本実施例2における画像形成装置、及び現像装置30の構成は、実施例1と同様の構成である。更に、トナー38の構成についても、実施例1と同様である。
(Configuration of Image Forming Apparatus of Example 2)
The configurations of the image forming apparatus and the developing
実施例1では、トナー38に付着した外添剤量が特定の範囲となるように設定することで、汚れ、かすれの発生を防止した。しかし、付着した外添剤量が特定の範囲であるトナー38を使用しでも、外添剤の脱離は発生する。
In Example 1, by setting the amount of the external additive attached to the
一般的にトナー38から脱離した外添剤は感光ドラム31に付着し、クリーニングブレード36をすり抜け、感光ドラム31から帯電ローラ32へと付着する。帯電ローラ32上の外添剤が付着した部分では、帯電ローラ32が感光ドラム31上を帯電させる能力が低下するため、現像ローラ33上のトナー38を感光ドラム31に現像させたときの現像量が増加してしまう。その結果、印刷用紙P上において、濃度むらの発生や初期印刷と耐久性評価後での濃度変化が発生する。
In general, the external additive detached from the
これらの不都合を解消するために、本実施例2では、初期印刷と耐久性評価後での濃度変化と、外添剤脱離量との関係を調べることにより、印刷濃度変化が良好となるパラメータ(α−β)/γの範囲を明らかにする。 In order to eliminate these inconveniences, in the second embodiment, a parameter for improving the printing density change by examining the relationship between the density change after the initial printing and the durability evaluation and the amount of the external additive desorbed. Clarify the range of (α-β) / γ.
(実施例2におけるトナーの印刷濃度の測定)
本実施例2では、例えば、次の(1)〜(5)の手順でトナー38の印刷濃度変化量の測定を行った。
(Measurement of toner print density in Example 2)
In the second embodiment, for example, the print density change amount of the
(1) 現像装置30に80[g]の測定用トナー38を投入する。
(1) The
(2) 画像形成装置を温度22[°C]、湿度40[%]のNN環境に入れ、12時間以上放置する。 (2) The image forming apparatus is placed in an NN environment having a temperature of 22 ° C. and a humidity of 40% and left for 12 hours or more.
(3) 放置を行った画像形成装置を使用してNN環境で、定期データを取得する。 (3) Periodic data is acquired in an NN environment using the image forming apparatus that has been left unattended.
(4) 定期データを取得した直後に、NN環境で白紙印刷パターンを1ページ毎に印刷動作し、現像ローラ33の回転数が25,000回転に到達するまで印刷動作を行う。
(4) Immediately after acquiring the regular data, the blank print pattern is printed for each page in the NN environment, and the printing operation is performed until the rotation speed of the developing
(5) 現像ローラ33の回転数が25,000回転に到達した直後に定期データを採取する。
(5) Periodic data is collected immediately after the rotation speed of the developing
白紙印刷を行う条件、現像装置30の測定条件は、実施例1と同様である。
定期データは、実施例1とは異なり、印刷濃度変化について印刷採取、評価を行う。印刷濃度変化は、A4エクセレントホワイト紙70kg(沖データ社製)に25%濃度印刷を印刷し、得られた印刷後の紙面において、紙面上端の両側端部と中央部の3箇所で濃度を測定し、その平均値を測定値とする。
The conditions for performing blank paper printing and the measurement conditions of the developing
The periodic data, unlike the first embodiment, collects and evaluates the print density change. The change in printing density was measured by printing 25% density printing on 70 kg A4 Excellent White Paper (Oki Data Co., Ltd.), and measuring the density at the three positions of the top and bottom edges of the paper. The average value is taken as the measured value.
初期の濃度と現像ローラ33の25,000回転時の濃度差が0.05以下の場合、印刷濃度変化良好とする。
If the difference between the initial density and the density of the developing
図11は、濃度変化量の測定結果を示す図である。
図11においては、実施例1において良好と判断された評価用のトナーA5、A6、A9、B6、B9、B12、C6ついて、トナー38に使用されているベーストナーの粒径と、投入された外添剤量(=シリカ量)と、撹拌時間(=外添時間)と、印刷濃度と、脱離した外添剤量の指標であるパラメータ(α―β)/γとが記載されている。
FIG. 11 is a diagram illustrating the measurement result of the density change amount.
In FIG. 11, for the evaluation toners A5, A6, A9, B6, B9, B12, and C6 that were judged to be good in Example 1, the particle diameters of the base toners used for the
印刷濃度には、初期状態の濃度と、現像ローラ33を25,000回転された後の濃度と、濃度変化量が記載されている。パラメータ(α一β)/γは、評価用のトナー38毎に、初期のトナー38から現像ローラ33を25,000回転する間に脱離した外添剤量をあらわすパラメータである。各評価用のトナー38の比表面積α、β、γは、実施例1において測定したものを使用した。
In the print density, the density in the initial state, the density after the developing
この結果から、0≦(α−β)/γ≦0.28のとき濃度変化は良好であることがわかる。 From this result, it can be seen that the density change is good when 0 ≦ (α−β) /γ≦0.28.
(実施例2の効果)
本実施例2のトナー38によれば、粒径4.0[μm]〜6.5[μm]のトナー38において、0.74≦(α−γ)/γ≦1.10と、0.40≦(β−γ)/γ≦0.68を満たした耐久性良好なトナー38において、更に、0≦(α−β)/γl≦0.28を満たすトナー38を使用することで、トナー38に付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぎ、脱離した外添剤に由来する濃度変化も抑えることができる。
(Effect of Example 2)
According to the
(変形例)
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(a)、(b)のようなものがある。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various usage forms and modifications are possible. For example, the following forms (a) and (b) are used as the usage form and the modified examples.
(a) 実施例1、2では、画像形成装置としてカラーページプリンタを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ファクシミリ装置、複写機やMFP(MultiFunction Printer/Product/Peripheral)等にも利用できる。 (A) In the first and second embodiments, a color page printer has been described as an example of the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this, and a facsimile machine, a copier, or an MFP (MultiFunction Printer / Product / Peripheral) is used. ) Etc.
(b) 実施例1、2においては、トナー38の外添剤付着量を調整するために、添加する外添剤の量と撹拌時間(=外添時間)を調整したが、あくまで一例であり、外添を行う周囲温度により外添剤付着量を調整してもよい。
(B) In Examples 1 and 2, the amount of external additive to be added and the stirring time (= external addition time) were adjusted in order to adjust the external additive adhesion amount of the
30 現像装置
31 感光体ドラム
32 帯電ローラ
33 現像ローラ
34 供給ローラ
40 トナーカートリッジ
30 Developing
Claims (9)
前記現像剤の未使用時の比表面積をαとし、
前記現像剤を、第1の条件で使用した後の前記現像剤の比表面積をβとし、
前記現像剤を、前記外添材がほぼすべての前記トナー母粒子から脱離する第2の条件で使用した後の前記現像剤の比表面積をγとしたときに、
前記第1の条件は、
前記現像剤を担持する現像剤担持体に、前記現像剤担持体上の前記現像剤の厚さを規制する層形成部材を用いて、前記現像剤を6.8[gf/mm]の線圧で圧接させ、前記現像剤担持体の現像剤量を0.40〜0.50[mg/cm2]として、150[mm/sec]の線速度で、前記現像剤担持体を25000回転させることであり、
前記第2の条件は、
前記現像剤担持体に、前記層形成部材を用いて、前記現像剤を6.8[gf/mm]の線圧で圧接させ、前記現像剤担持体の現像剤量を0.40〜0.50[mg/cm2]として、150[mm/sec]の線速で、前記現像剤担持体を50000回転させることであり、
前記比表面積α、β、γは、
0.74≦(α−γ)/γ≦1.10
0.40≦(β−γ)/γ≦0.68
0≦(α−β)/γ≦0.28
に設定されていることを特徴とする現像剤。 In the developer according to an emulsion polymerization aggregation method with the external additive, the increase and the toner base particles, the fluidity and chargeability by adhering to the surface of the toner mother particles containing a binder resin and a colorant are primary particles There,
The specific surface area of the developer when not used is α,
The specific surface area of the developer after using the developer under the first condition is β,
When the developer is used under the second condition in which the external additive is detached from almost all the toner base particles, the specific surface area of the developer is γ,
The first condition is:
A layer forming member that regulates the thickness of the developer on the developer carrier is used for the developer carrier that carries the developer, and the developer has a linear pressure of 6.8 [gf / mm]. And the developer carrying body of the developer carrying body is set to 0.40 to 0.50 [mg / cm2], and the developer carrying body is rotated 25000 at a linear velocity of 150 [mm / sec]. Yes,
The second condition is:
Using the layer forming member, the developer is brought into pressure contact with the developer carrier at a linear pressure of 6.8 [gf / mm], and the developer amount of the developer carrier is set to 0.40 to 0.00. 50 [mg / cm2], the developer carrier is rotated 50000 at a linear speed of 150 [mm / sec],
The specific surface areas α, β, γ are:
0.74 ≦ (α−γ) /γ≦1.10.
0.40 ≦ (β−γ) /γ≦0.68
0 ≦ (α−β) /γ≦0.28
The developer characterized by being set to.
前記乳化重合凝集法によって形成された前記結着樹脂と、前記着色剤と、ワックスと、を混合して凝集させて形成されていることを特徴とする請求項1記載の現像剤。The developer according to claim 1, wherein the developer is formed by mixing and aggregating the binder resin formed by the emulsion polymerization aggregation method, the colorant, and a wax.
前記トナー母粒子に所定量の前記外添材を加え、所定時間撹拌して形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の現像剤。3. The developer according to claim 1, wherein the developer is formed by adding a predetermined amount of the external additive to the toner base particles and stirring for a predetermined time.
前記トナー母粒子に、前記外添材及び酸化チタン微粉末を加え、攪拌して形成されていることを特徴とする請求項3記載の現像剤。The developer according to claim 3, wherein the external additive and titanium oxide fine powder are added to the toner base particles and stirred.
粒径が4.0〜6.5[μm]の範囲であり、前記外添剤としてシリカを使用することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の現像剤。6. The developer according to claim 1, wherein a particle diameter is in a range of 4.0 to 6.5 [μm], and silica is used as the external additive.
静電潜像を担持する回転可能な潜像担持体と、
前記潜像担持体の表面を帯電させる潜像担持体帯電部材と、
前記潜像担持体の表面に潜像を形成する露光手段と、
前記潜像担持体上に形成された前記潜像を前記現像剤により可視像化する前記現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の前記現像剤の厚さを規制する前記層形成部材と、
前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、
を有することを特徴とする現像装置。 The developer according to any one of claims 1 to 6,
A rotatable latent image carrier carrying an electrostatic latent image;
A latent image carrier charging member for charging the surface of the latent image carrier;
Exposure means for forming a latent image on the surface of the latent image carrier;
The developer carrying body that visualizes the latent image formed on the latent image carrying body with the developer; and
The layer forming member for regulating the thickness of the developer on the developer carrying member;
A developer supply member for supplying the developer to the developer carrier;
A developing device comprising:
前記現像剤収容部と前記現像剤を用いて現像する現像部との間に配置された供給口と、
収容した前記現像剤を前記現像部へ供給する供給機構と、
を有することを特徴とする現像剤収容体。 A developer accommodating portion for accommodating the developer according to any one of claims 1 to 6;
A supply port disposed between the developer accommodating portion and a developing portion that develops using the developer;
A supply mechanism for supplying the developer stored therein to the developing unit;
A developer container characterized by comprising:
請求項8記載の現像剤収容体と、
前記現像装置において可視像化された前記現像剤を印刷媒体に転写する転写部と、
前記印刷媒体に転写された前記現像剤を定着させる定着部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 A developing device according to claim 7;
The developer container according to claim 8;
A transfer unit that transfers the developer visualized in the developing device to a print medium;
A fixing unit for fixing the developer transferred to the print medium;
An image forming apparatus comprising:
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