JP5920656B2 - Developing device, image forming apparatus, and process cartridge - Google Patents
Developing device, image forming apparatus, and process cartridge Download PDFInfo
- Publication number
- JP5920656B2 JP5920656B2 JP2012037879A JP2012037879A JP5920656B2 JP 5920656 B2 JP5920656 B2 JP 5920656B2 JP 2012037879 A JP2012037879 A JP 2012037879A JP 2012037879 A JP2012037879 A JP 2012037879A JP 5920656 B2 JP5920656 B2 JP 5920656B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- developing roller
- developing
- top surface
- developing device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置並びにこれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。 The present invention relates to a developing device used for a copying machine, a facsimile, a printer, and the like, and an image forming apparatus and a process cartridge using the developing device.
特許文献１には、感光体との対向部である現像領域にトナーを搬送する現像ローラの表面上に、凸部の高さや凹部の深さが一定で規則的なパターンからなる凹凸を形成した現像装置が記載されている。この現像装置では、規制部材によって凸部に存在するトナーをすり切ることで、現像ローラ表面上のトナーは凹部内に収容されたトナーのみとなり、凹部の深さが一定で、その形成パターンが規則的であるため、現像ローラの一周にわたってトナー担持量が略安定する。このような現像装置では、凹部の容量を所望量のトナーを担持する容量に設定することにより、所望量のトナーを現像領域に搬送することができる。
In
上記特許文献１に記載の現像装置は規制部材としてゴム部を当接させるドクタブレードを用いているが、規制部材として金属ブレードを用いた場合、現像ローラのトナー搬送量が経時で変動することがあった。
特許文献１では、現像ローラの表面に網目状の凹部の幅と、網目状の凹部囲まれて形成される凸部の幅との関係を規定している。具体的には、凹部の幅を凸部の幅よりも大きくする設定であり、凸部の幅は１０〜５０［μｍ］、凹部の幅はこの凸部の幅の１．２〜９倍に設定することが記載されている。
図３４は、特許文献１に記載された構成を備えた現像ローラ４２の表面拡大説明図である。
図３４に示す現像ローラ４２は、図３４中矢印Ｂで示す表面移動方向に対して、４５［°］傾斜した複数本の溝部（図３４中のＬ１で示す直線に平行な溝）と、これとは逆方向に４５［°］傾斜した複数本の溝部（図３４中のＬ２で示す直線に平行な溝）とによって網目状の凹部４２ｂが形成されている。この網目状の凹部４２ｂに囲まれる領域が凸部４２ａとなっており、凸部４２ａの最上部は略平面状（厳密には、表面移動方向について円筒状の現像ローラ４２の周面に沿った曲線状で、回転軸方向については直線状となる曲面）の頂面４２ｔを形成している。このような現像ローラ４２に不図示の規制部材が接触すると、規制部材が接触する頂面４２ｔ上に存在するトナーはすり切られ、規制部材が接触しない凹部４２ｂ内に収容されたトナーのみが担持・搬送される。
The developing device described in
In
FIG. 34 is an enlarged view of the surface of the developing
The developing
ここで、図３４に示す現像ローラ４２について、凹部４２ｂを挟んで隣接し、表面移動方向で一方の位置が他方の位置よりも上流側となる任意の二つの凸部４２ａを上流凸部４２ａ１及び下流凸部４２ａ２とし、それぞれの頂面４２ｔを上流頂面４２ｔ１及び下流頂面４２ｔ２とする。現像ローラ４２表面の凹凸形状を形成する凹部４２ｂと凸部４２ａとの幅について、特許文献１に記載された構成では、凸部４２ａ幅（＝頂面４２ｔの幅）よりも凹部４２ｂの幅の方が大きくなるように設定されており、図３４に示す例では、頂面４２ｔの幅が５０［μｍ］、凹部４２ｂの幅が頂面４２ｔの幅（５０［μｍ］）の１．２倍である６０［μｍ］に設定されている。
このような構成の現像ローラ４２では、上流頂面４２ｔ１における表面移動方向下流端である上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂの表面移動方向の位置が、下流頂面４２ｔ２における表面移動方向上流端である下流頂面上流側端部４２ｔ２ａの表面移動方向の位置よりも図３４中の距離δだけ上流側となっている。
また、上記特許文献１には、凹部の幅はこの凸部の幅の１．２〜９倍に設定することが記載されているが、凹部の幅が凸部の幅の１．２倍となっている図３４の形状よりも凹部の幅を広げると、上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂが下流頂面上流側端部４２ｔ２ａに対してさらに上流側となる。
Here, with respect to the developing
In the developing
Moreover, although the said
図３４に示すように、上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂが下流頂面上流側端部４２ｔ２ａに対して上流側となる現像ローラ４２に規制部材としてのドクタブレードのエッジ部を当接させると、エッジ部は、下流頂面４２ｔ２に接触した後、上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂに接触する前に、下流頂面上流側端部４２ｔ２ａに接触する。このとき、上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂはδ分だけ上流側にあるため、エッジ部は一時的に何れの頂面４２ｔとも対向しない状態となり、δで示す部分の凹部４２ｂに入り込む。その後、現像ローラ４２におけるエッジ部の接触位置がδ分上流側となると、エッジ部は、上流凸部４２ａ１の上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂを形成する部分の側壁に突き当たり、この側面に沿って持ち上げられ、上流頂面４２ｔ１に接触する。
上流凸部４２ａ１の側壁にドクタブレードのエッジ部が突き当たる構成で、ドクタブレードとして金属ブレードを用いると、金属ブレードが突き当たることで上流凸部４２ａ１が磨耗し、凹部４２ｂの体積が変化する。表面に凹凸を形成した現像ローラ４２では、凹部４２ｂの容量によって所望量のトナーを担持するため、凸部４２ａの磨耗により凹部４２ｂの体積が変化すると、トナー搬送量が経時で変動する。
As shown in FIG. 34, when the upstream end surface downstream end portion 42t1b abuts the edge portion of the doctor blade as a regulating member on the developing
When a metal blade is used as the doctor blade in a configuration in which the edge portion of the doctor blade abuts against the side wall of the upstream convex portion 42a1, the upstream convex portion 42a1 is worn by the metal blade abutting, and the volume of the
図３４では、凹部４２ｂの幅が頂面４２ｔの幅の１．２倍に設定された構成について説明したが、上記特許文献１に規定された凹部の幅の範囲（凸部の１．２〜９倍）では、ドクタブレードが凹部４２ｂに入り込み、同様の不具合が生じ得る。
In FIG. 34, the configuration in which the width of the
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、表面に凹凸形状を有する現像剤担持体を備える現像装置で、現像剤担持体の表面に接触する金属製の規制部材が凹部に入り込むことに起因して、トナー搬送量が変動することを防止できる現像装置、並びにこの現像装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a developing device including a developer carrier having a concavo-convex shape on the surface, and a metal regulating member that contacts the surface of the developer carrier. It is an object of the present invention to provide a developing device that can prevent the toner conveyance amount from fluctuating due to entering a recess, and an image forming apparatus and a process cartridge including the developing device.
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、現像剤を表面上に担持して表面が無端移動し、潜像担持体と対向する現像領域で該潜像担持体の表面の潜像に現像剤を供給して現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に接触し、該現像領域に向かう現像剤の量を規制する規制部材とを有し、該現像剤担持体の表面に凹凸形状を備える現像装置において、上記現像剤担持体の表面に接触する上記規制部材は、上記現像剤担持体の表面より硬度が小さい金属であり、上記現像剤担持体の表面の上記凹凸形状の凸部の最上部は略平面状の頂面を形成しており、該凹凸形状の凹部を挟んで隣接し、上記現像剤担持体の表面移動方向で一方の位置が他方の位置よりも上流側となる二つの該凸部のうち、上流側に位置する上流凸部の頂面における表面移動方向下流端である上流頂面下流側端部は、下流側に位置する下流凸部の頂面における表面移動方向上流端である下流頂面上流側端部に対して、表面移動方向下流側に位置することを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of
本発明においては、上流頂面下流側端部が下流頂面上流側端部よりも表面移動方向下流側に位置するため、規制部材が二つの凸部のうちの下流凸部の頂面にのみ接触した状態で、現像剤担持体が表面移動すると、規制部材が下流頂面上流側端部に接触する前に、上流頂面下流側端部に接触する。その後、規制部材が下流頂面上流側端部に接触するまでは、下流凸部の頂面と上流凸部の頂面との両方の凸部の頂面に接触した状態になる。さらにその後、規制部材が下流頂面上流側端部に接触した後は、二つの凸部のうちの上流凸部の頂面にのみ接触する状態となる。
このように、規制部材が、二つの凸部のうちの下流凸部の頂面のみに接触する状態から上流凸部の頂面にのみ接触する状態となるまでの間は、少なくとも何れか一方の頂面に接触しているため、規制部材が凹部に入り込むことを防止できる。よって、金属製の規制部材を用いたとしても、規制部材が凹部に入り込むことに起因して凸部が磨耗し、凹部の体積が変動することを防止でき、トナー搬送量が変動することを防止できる。
In the present invention, the upstream top surface downstream end portion is located downstream of the downstream top surface upstream end portion in the surface movement direction, so that the regulating member is only on the top surface of the downstream convex portion of the two convex portions. When the developer carrying member moves on the surface in the contact state, the regulating member comes into contact with the downstream top end portion of the upstream top surface before it comes into contact with the upstream top end portion of the downstream top surface. Thereafter, until the restricting member comes into contact with the upstream top surface upstream end, the top surface of both the convex portions of the downstream convex portion and the top surface of the upstream convex portion are in contact. After that, after the regulating member comes into contact with the upstream top end portion of the downstream top surface, it comes into contact with only the top surface of the upstream convex portion of the two convex portions.
As described above, at least one of the restriction member is in a state from being in contact with only the top surface of the downstream convex portion of the two convex portions to being in contact with only the top surface of the upstream convex portion. Since it is in contact with the top surface, the restricting member can be prevented from entering the recess. Therefore, even if a metal restricting member is used, it is possible to prevent the convex portion from being worn due to the restricting member entering the concave portion, and to prevent the concave portion volume from fluctuating, and to prevent the toner conveyance amount from fluctuating. it can.
本発明によれば、現像剤担持体の表面に接触する金属製の規制部材が凹部に入り込むことに起因して、トナー搬送量が変動することを防止できるという優れた効果がある。 According to the present invention, there is an excellent effect that the toner conveying amount can be prevented from fluctuating due to the metal regulating member contacting the surface of the developer carrying member entering the recess.
〔実施形態１〕
以下、本発明を画像形成装置としての複写機（以下、複写機５００という）に適用した、本発明の一つ目の実施形態（以下、実施形態１という）について説明する。
図２は、実施形態１の複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、複写装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部３００という）から構成される。
Hereinafter, a first embodiment (hereinafter referred to as Embodiment 1) of the present invention in which the present invention is applied to a copying machine (hereinafter referred to as a copying machine 500) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the copying
プリンタ部１００は、四つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、複数の張架ローラに張架されて図２中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、定着手段としての定着装置１２等を備えている。
四つのプロセスカートリッジ１の、符号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋという添字は、イエロー，マゼンタ，シアン，黒用の仕様であることを示している。四つのプロセスカートリッジ１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略して説明する。
The
The suffixes Y, M, C, and K attached to the four
プロセスカートリッジ１は、潜像担持体である感光体２、帯電手段である帯電部材３、現像手段である現像装置４、及び、クリーニング手段である感光体クリーニング装置５を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機５００本体に対して着脱可能となっている。
The
感光体２は、図中の矢印で示すように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。実施形態１のプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
The
露光装置６は、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体２の表面に対して露光光を照射し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部１００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
The
The
四つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。四つのプロセスカートリッジ１は、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順次重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
The four
図２において、各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されている。一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
In FIG. 2, a
四つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。給紙部２００から給紙され、図２中の矢印Ｓ方向に搬送される転写材である転写紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に形成された二次転写電界によって転写紙Ｐに転写される。
With respect to the position where the four
二次転写ニップに対して転写紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって転写紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された転写紙Ｐは複写機５００の装置外に出力される。
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
A fixing
On the other hand, the toner remaining on the surface of the
図２に示すように、中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル４００（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。
各色トナーボトル４００に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置４に供給される。
As shown in FIG. 2, above the
The toner stored in each color toner bottle 400 is supplied to each
次に、図３〜図１１等を参照して、複写機５００が備える現像装置４について説明する。
図３は、現像装置４の概略構成を示す模式図であり、図２中の紙面奥側から見た断面図である。図４及び図５は、現像装置４の斜視説明図であり、それぞれ異なる方向の斜め上方から現像装置４を見た斜視説明図である。
Next, the developing
FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the developing
現像装置４の外形を形成する現像ケーシング４１は、上ケース４１１、中ケース４１２及び下ケース４１３が組み合わさることで形成される。中ケース４１２はトナー収容部４３を形成し、上ケース４１１にはトナー収容部４３と外部とを連通する現像剤補給部であるトナー補給口５５が形成されている。また、上ケース４１１には、現像ローラ４２と上ケース４１１との隙間をシールする入口シール４７が設けられている。
The developing
図６は、図３と同じ方向から見た現像装置４の断面説明図であり、図７は、現像装置４の一部を拡大した斜視図であり、その一部をＺ−Ｘ断面図で示す説明図である。
6 is an explanatory cross-sectional view of the developing
中ケース４１２内には、現像ローラ４２、供給ローラ４４、ドクタブレード４５、パドル４６、供給スクリュ４８及びトナー残量センサ４９等が設けられている。
現像装置４には、内部と外部とを連通する開口部５６が長手方向（図中Ｙ軸方向）に沿って延在するように設けられている。開口部５６内にはトナーを内部から外部（感光体と対向する現像領域α）まで担持搬送する円筒状の現像ローラ４２が設けられている。
In the
The developing
図８は、下ケース４１３の図示を省略した現像装置４の一方の端部（図２中の奥側端部）近傍の拡大斜視図であり、図９は、図８の状態から現像ローラ４２の図示を省略した現像装置４の拡大斜視図である。
図１０は、下ケース４１３の図示を省略した現像装置４の他方の端部（図２中の手前側端部）近傍の拡大斜視図であり、図１１は、図１０の状態から現像ローラ４２の図示を省略した現像装置４の拡大斜視図である。
FIG. 8 is an enlarged perspective view of the vicinity of one end portion (the rear end portion in FIG. 2) of the developing
FIG. 10 is an enlarged perspective view of the vicinity of the other end (the front side end in FIG. 2) of the developing
現像装置４では、供給ローラ４４が図３中の矢印Ｃ方向（図３中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、トナー収容部４３内のトナーＴを現像ローラ４２に対向する領域である供給ニップβに搬送し、現像ローラ４２の表面にトナーを供給する。現像ローラ４２は、供給されたトナーを表面上に担持して、図３中の矢印Ｂ方向（図３中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、現像ローラ４２上のトナーを所定量に規制するドクタブレード４５との対向部であるドクタ部までトナーを搬送する。ドクタブレード４５は現像ローラ４２との対向部で、現像ローラ４２の表面移動方向に対してカウンター方向（ドクタブレード４５の先端がドクタブレード４５の基部よりも現像ローラ４２の回転方向上流側になるように）に当接し、ドクタブレード４５との対向部で所定量に規制されたトナーは、現像ローラ４２の回転によって感光体２との対向部である現像領域αに到達する。
また、供給ニップβでは、供給ローラ４４の表面は下方から上方に向かって移動し、現像ローラ４２の表面は上方から下方に向かって移動する。そして、現像装置４の供給ニップβでは、供給ローラ４４と現像ローラ４２とは接触している。
In the developing
In the supply nip β, the surface of the
現像領域αでは、現像バイアス電源１４２から現像ローラ４２に印加された現像バイアスと感光体２表面上の潜像との電位差によって形成される現像電界に応じて、現像ローラ４２の表面上のトナーＴが感光体２の表面に移動し、感光体２の表面上の静電潜像部分にトナーが付着し、現像が行われる。感光体２は、現像ローラ４２に対して非接触で、図３中の矢印Ｄ方向に回転する。このため、現像領域αにおいて、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とは同方向となる。
また、現像バイアス電源１４２は、現像領域αに搬送されたトナーによる潜像の現像のために、現像ローラ４２から感光体２へトナーを向かわせるための第一電圧と、感光体２から現像ローラ４２へトナーを向かわせるための第二電圧とを備えた交番電圧を現像ローラ４２に印加する電圧印加部である。
In the developing area α, the toner T on the surface of the developing
The developing
詳細は後述するが、現像ローラ４２の表面には凸部４２ａの高さや凹部４２ｂの深さが実質的に一定の規則的な凹凸形状を外周面の全周に渡って有している。
現像領域αで現像に寄与せず、現像領域αを通過した現像ローラ４２の表面上のトナーＴは、供給ニップβにおける現像ローラ４２の回転方向上流側の部分で供給ローラ４４によって回収され、現像ローラ４２表面のリセットがなされる。つまり、供給ローラ４４は、回収ローラとしての役割も有している。
As will be described in detail later, the surface of the developing
The toner T on the surface of the developing
現像ローラ４２の表面上に規則的に形成された凹部４２ｂに担持されたトナーＴは回収され難い。そして、現像領域αを通過したトナーＴが供給ニップβを通過し、現像ローラ４２に担持されたままとなると、トナーＴが現像ローラ４２に固着してトナーフィルミングが発生する。トナーフィルミングが発生すると、現像ローラ４２上のトナーＴの単位重量当たりの帯電量や現像ローラ４２の単位面積当たりのトナー量が不安定になり、現像時の濃度ムラの発生の原因となる。
実施形態１の現像装置４では、現像ローラ４２と供給ローラ４４とが対向する供給ニップβでは、現像ローラ４２の表面移動方向と供給ローラ４４の表面移動方向とが逆方向となっている。これにより、供給ニップβにおける現像ローラ４２の表面と供給ローラ４４の表面との線速差が大きくなり、供給ニップβでの供給ローラ４４による回収性能の向上を図ることが出来る。よって、トナーが現像ローラ４２に担持されたままとなることを抑制し、現像ローラ４２の表面にトナーが固着することを抑制でき、現像剤担持体の表面に現像剤が固着することに起因する現像時の濃度ムラの発生を抑制することが出来る。
また、実施形態１の現像装置４では、現像ローラ４２と供給ローラ４４との線速比は、現像ローラ４２の表面移動速度：供給ローラ４４の表面移動速度＝１：０．８５となっているが、線速比としてはこの値に限るものではない。
The toner T carried in the
In the developing
Further, in the developing
また、図３に示すように、現像装置４では供給ローラ４４をトナー収容部４３の上部に配置し、供給ローラ４４の少なくとも一部がパドル４６の回転を停止した状態のトナー収容部４３内のトナーＴの剤面よりも上方となるようになっている。そして、供給ニップβに対して供給ローラ４４の表面移動方向下流側の領域（以下、供給ニップ下流側領域と呼ぶ。）がトナーＴの剤面よりも上方となっている。特許文献１の図２に記載の構成のように、供給ニップ下流側領域にトナーが充填されていると、供給ニップ下流側領域に充填された状態のトナーが新たなトナーが供給ニップ下流側領域に入ってくることを阻害し、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収効率を低下させるおそれがある。一方、実施形態１の現像装置４は図３に示すように、供給ニップ下流側領域がトナーＴの剤面よりも上方となっているため、供給ニップ下流側領域にはトナーが充填されておらず、供給ニップ下流側領域に存在するトナーによって、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収を阻害されることがなく、効率的にトナーの回収を行うことができ、トナーのリセット性を向上できる。
Further, as shown in FIG. 3, in the developing
次に、現像ローラ４２について説明する。
図１２は、現像ローラ４２の斜視説明図であり、図１３は、現像ローラ４２の側面図である。
Next, the developing
FIG. 12 is an explanatory perspective view of the developing
現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１に表面にトナーを担持する現像ローラ円筒部４２０を設けた構成であり、現像ローラ円筒部４２０に対して軸方向外側である軸方向両端部近傍の現像ローラ軸４２１には、スペーサー４２２が設けられている。
現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１を中心に回転可能に設けられており、現像ローラ軸４２１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。現像ローラ４２の現像ローラ軸４２１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。現像ローラ４２の表面の一部は開口部５６から現像装置４の外部に露出し、この露出した表面が下方から上方に表面移動してトナーを搬送するように、現像ローラ４２は図３中の矢印Ｂ方向に回転する。
また、現像ローラ４２は、軸方向両端部近傍に設けられたスペーサー４２２が感光体２の表面に接触することにより、現像領域αにおける現像ローラ円筒部４２０の表面と感光体２の表面との距離（現像ギャップ）を一定に保っている。
The developing
The developing
Further, in the developing
現像ローラ４２は、基材４２ｇとこの基材４２ｇの外周面に形成された表面層４２ｆとからなる（図２７参照）。基材４２ｇは、５０５６アルミニウム合金や６０６３アルミニウム合金等のアルミニウム系やＳＴＫＭ等の鉄系、その他金属材料からなる金属材料スリーブである。
現像ローラ４２は、基材４２ｇである金属材料スリーブの表面に凹凸加工を施し、凹凸加工を施した金属材料スリーブに対して、ニッケル鍍金を施することで、錆の発生等の現像ローラ４２の腐食の防止や、トナーの帯電性補助を行う表面層４２ｆを形成している。
The developing
The developing
〔実施例１〕
次に、本発明を適用した現像装置４の一つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について説明する。
図１は、実施形態１の現像ローラ４２の説明図であり、図１（ａ）は、ドクタ部の拡大説明図であり、図１（ｂ）は、現像ローラ４２全体の概略図、（ｃ）は、実施例１の現像ローラ４２の表面の一部の拡大図である。
[Example 1]
Next, a first embodiment (hereinafter referred to as Embodiment 1) of the developing
1A and 1B are explanatory views of the developing
現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０は、図１（ｂ）に示すように、その表面の構造の相違に基づき、主として、二つの部分（溝形成部４２０ａ、非溝形成部４２０ｂ）に分けられる。
溝形成部４２０ａは、現像ローラ４２の軸方向において中央部を含む部分であり、トナーを適切に担持させるために凹凸加工がその表面に施されている。溝形成部４２０ａにおける軸方向の任意の位置においては、凹凸加工によって凹凸パターンが外周面の全周にわたって形成されている。実施例１の現像ローラ４２では、凹凸加工として所謂転造加工が用いられ、凸部４２ａは互いに巻き方向の異なる螺旋状の所定数の第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２に囲まれて形成されている。巻き方向の異なる螺旋状の溝を形成することで、現像ローラ４２の表面には網目状の凹凸が形成される。転造加工としては、従来公知の加工方法を採用することができる。また、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、それぞれ現像ローラ４２の軸方向（図１（ｃ）中の一点鎖線Ｉに平行な方向）に対して所定角度（実施例１では、Ｌ１とＩとの角度θ１及びＬ２とＩとの角度θ２ともに４５［°］であるが、これに限定されるものではない）で逆方向に傾斜している。
As shown in FIG. 1B, the developing roller
The
第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、いずれもそれらの傾斜方向に所定の周期幅で周期的に形成されることで、凸部４２ａが軸方向のピッチ幅Ｗ１で形成される。また、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２は、の各傾斜角および周期幅は、いずれも互いに異ならせることもできる。また、凸部４２ａの頂面４２ｔの軸方向長さＷ２はピッチ幅Ｗ１の１／２より大きくなるように形成する。
実施例１の現像ローラ４２では、Ｗ２がＷ１の１／２より大きくなるように、軸方向に対して４５［°］傾斜した方向について、頂面４２ｔの長さＷａは５０［μｍ］であり、凹部４２ｂの幅Ｗｂは４０［μｍ］である。さらに、凹部４２ｂの底から凸部４２ａの頂面４２ｔまでの高さである凹部深さＷ３は１０［μｍ］である。頂面４２ｔの長さＷａ、凹部４２ｂの幅Ｗｂ及び凹部深さＷ３の値は一例であり、この値に限られるものではない。
The first groove L1 and the second groove L2 are both periodically formed with a predetermined periodic width in the inclined direction, so that the
In the developing
実施例１の現像装置４では、規制部材として金属製のドクタブレード４５を用いている。
図１（ｃ）中の矢印Ｂは、現像ローラ４２の表面移動方向を示しており、Ｂ１側が上流側、Ｂ２側が下流側である。そして、現像ローラ４２に対するドクタブレード４５の接触位置は、現像ローラ４２の表面移動に伴い、現像ローラ４２における下流側の位置から上流側の位置へと変位する。
In the developing
An arrow B in FIG. 1C indicates the surface movement direction of the developing
図１（ｃ）に示す実施例１の現像ローラ４２について、凹部４２ｂを挟んで隣接し、表面移動方向で一方の位置が他方の位置よりも上流側となる任意の二つの凸部４２ａを上流凸部４２ａ１及び下流凸部４２ａ２とし、それぞれの頂面４２ｔを上流頂面４２ｔ１及び下流頂面４２ｔ２とする。また、実施例１の現像ローラ４２では、上述したように、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２が軸方向（一点鎖線Ｉに平行な方向）に対して４５［°］傾斜し、凹部４２ｂの幅Ｗｂよりも頂面４２ｔの幅Ｗａの方が大きくなるように設定された構成である。
このような構成の実施例１の現像ローラ４２では、上流頂面４２ｔ１における表面移動方向下流端である上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂの表面移動方向の位置が、下流頂面４２ｔ２における表面移動方向上流端である下流頂面上流側端部４２ｔ２ａの表面移動方向の位置よりも図１（ｃ）中の距離γだけ下流側となっている。
About the developing
In the developing
実施例１の現像装置４では、上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂが下流頂面上流側端部４２ｔ２ａよりも表面移動方向下流側に位置するため、ドクタブレード４５が二つの頂面４２ｔ（４２ｔ１及び４２ｔ２）のうちの下流頂面４２ｔ２にのみ接触した状態で、現像ローラ４２が図中矢印Ｂ方向に表面移動すると、ドクタブレード４５が下流頂面上流側端部４２ｔ２ａに接触する前に、上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂに接触する。その後、ドクタブレード４５が下流頂面上流側端部４２ｔ２ａに接触するまでの図１（ｃ）中のγで示す領域の間は、上流頂面４２ｔ１と下流頂面４２ｔ２との両方の頂面４２ｔに接触した状態になる。さらにその後、ドクタブレード４５が下流頂面上流側端部４２ｔ２ａに接触した後は、二つの頂面４２ｔのうちの上流頂面４２ｔ１にのみ接触する状態となる。
In the developing
このように、実施例１の現像装置４では、ドクタブレード４５が、二つの頂面４２ｔのうちの下流頂面４２ｔ２のみに接触する状態から上流頂面４２ｔ１にのみ接触する状態となるまでの間は、少なくとも何れか一方の頂面４２ｔに接触しているため、ドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことを防止できる。よって、実施例１の現像装置４では、現像ローラ４２の表面に接触する金属製のドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことに起因して、トナー搬送量が変動することを防止でき、安定した量のトナー搬送を実現できる。
As described above, in the developing
また、図３４に示す従来の現像ローラ４２に対して金属製のドクタブレード４５を用いた場合、経時で現像ローラ４２の凸部４２ａが磨耗することに起因して、現像領域αに搬送するトナー量に変動が生じることがある。
これは、以下の理由による。
Further, when the
This is due to the following reason.
現像ローラ４２に凹凸パターンを形成した構成では、現像ローラ４２の回転によって表面移動すると、現像ローラ４２とドクタブレード４５との接触面積が周期的に変化する。
図３４に示す構成では、表面移動方向について頂面４２ｔの中央部付近にドクタブレード４５が接触している状態では、接触面積は大きくなり、頂面４２ｔの上流側端部または下流側端部付近にドクタブレード４５が接触している状態では、接触面積は小さくなる。また、ドクタブレード４５が下流頂面４２ｔ２に接触している状態で、接触位置が下流頂面上流側端部４２ｔ２ａに近付くにつれ、接触面積が減少するが、その間に、ドクタブレード４５と上流頂面４２ｔ１がと接触する状態とはならないため、下流頂面上流側端部４２ｔ２ａが接触位置となる状態では、接触面積が非常に狭い状態となる。このように接触面積が非常に狭い状態であると、ドクタブレードの接触圧が集中し、現像ローラ４２側の接触部である凸部４２ａに磨耗が生じ易くなる。現像ローラ４２の凸部４２ａに磨耗が生じると、凹部４２ｂの体積が変化するため、磨耗が進行することことでトナー搬送量が変化する。
In the configuration in which the concavo-convex pattern is formed on the developing
In the configuration shown in FIG. 34, when the
このような問題に対して、実施例１の現像ローラ４２では、ドクタブレード４５が下流頂面４２ｔ２に接触している状態で、接触位置が下流頂面上流側端部４２ｔ２ａとなる前に、ドクタブレード４５と上流頂面４２ｔ１とが接触する状態となるため、下流頂面上流側端部４２ｔ２ａが接触位置となる状態であっても接触面積が非常に狭い状態となることを防止できる。これにより、ドクタブレードの接触圧が集中することを抑制し、現像ローラ４２側の接触部である凸部４２ａにおける磨耗を抑制することで、凸部の磨耗が進行することに起因するトナー搬送量の変化を抑制することが出来る。
With respect to such a problem, in the developing
また、ドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むと、凹部４２ｂ内のトナーＴに対して局所的に過剰な圧力がかかる。これにより、トナーが凝集し易くなったり、現像ローラ４２の表面上でトナーのフィルミングが発生したり、といった不具合につながる。トナーの凝集やフィルミングが発生すると、画像がぼそ付いたり、斑点や縦スジが発生したりするなど異常画像が生じる。
When the
さらに、ドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むと、周方向の凹部４２ｂの周期により、振動が生じることがある。たとえば、プロセス線速が２００［ｍｍ／ｓｅｃ］で画像が６００［ｄｐｉ］であった場合、１［ｄｏｔ］はおよそ５０００［Ｈｚ］の周期で作像される。一方、周方向に０．４［ｍｍ］周期でブレードが落ち込むような凹部４２ｂがあると、その振動周期は、現像ローラ４２と感光体２の線速比を２とした場合で、１０００［Ｈｚ］となる。この周波数は作像の周波数（５０００［Ｈｚ］）よりも小さいため、ドクタブレード４５による振動によって規制状態が変化し、ドクタ部を通過するトナーの量も変化するため、ドクタブレード４５の振動が画像に異常画像として現れる。
Furthermore, when the
このように、ドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むと、いろいろな問題が生じる。これに対して、実施例１の現像ローラ４２のように、凹凸のパターンを最適化して、ドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことを防止できる構成とすることで、上述したドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことに起因するトナー搬送量の変動や異常画像等の問題の発生を防止することができる。
また、ドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことに起因する磨耗を防止することで、現像装置４の高寿命化に繋がる。
As described above, when the
Further, by preventing wear caused by the
〔実施例２〕
次に、本発明を適用した現像装置４の二つ目の実施例（以下、実施例２と呼ぶ）について説明する。
図１４は、実施例２の現像ローラ４２の説明図であり、図１４（ａ）は、現像ローラ４２全体の概略図、（ｂ）は、実施例２の現像ローラ４２の表面の一部の斜視拡大図である。また、図１５は、実施例２の現像ローラ４２の表面の一部の概略拡大上面図である。
[Example 2]
Next, a second embodiment (hereinafter referred to as a second embodiment) of the developing
14A and 14B are explanatory diagrams of the developing
上述した実施例１の現像ローラ４２は、表面上に形成された凸部４２ａの頂面４２ｔが正方形となっている。一方、実施例２の現像ローラ４２では頂面４２ｔの形状は矩形ではなく、且つ、隣り合う辺の長さが異なる平行四辺形となっている。
図１４及び図１５に示すように、実施例２の現像ローラ４２も互いに巻き方向の異なる螺旋状の所定数の第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２によって網目状の凹部４２ｂが形成されており、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２によって囲まれた部分に凸部４２ａが形成されている。実施例２の現像ローラ４２においても溝形成部４２０ａにおける軸方向の任意の位置においては、凹凸加工によって凹凸パターンが外周面の全周にわたって形成されている。
In the developing
As shown in FIGS. 14 and 15, the developing
実施例１の現像ローラ４２は、Ｌ１とＩとの角度θ１及びＬ２とＩとの角度θ２ともに４５［°］であったが、実施例２の現像ローラ４２は、Ｌ１とＩとの角度θ１が４５［°］で、Ｌ２とＩとの角度θ２が３０［°］となるように第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２が形成されている。
また、実施例２の現像ローラ４２の第一溝Ｌ１の幅Ｗｂ１および第二溝Ｌ２の幅Ｗｂ２はともに４０［μｍ］である。また、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２によって形成される凸部４２ａの頂面４２ｔは、第一溝Ｌ１に直交する方向の幅Ｗａ１が８０［μｍ］で、第二溝Ｌ２に直交する方向の幅Ｗａ２が６０［μｍ］となっている。ここで、頂面４２ｔの幅は図１５に示すように、各溝に対して垂直方向と定義する。
In the developing
Further, the width Wb1 of the first groove L1 and the width Wb2 of the second groove L2 of the developing
実施例２のように頂面４２ｔが矩形ではない構成においても、第一溝Ｌ１および第二溝Ｌ２の軸方向に対する傾斜角、頂面４２ｔの幅Ｗａ１及びＷａ２は、何れも互いに異ならせることができる。
図１４（ｂ）及び図１５に示すように、実施例２の現像ローラ４２においても、上流頂面４２ｔ１の上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂの位置が、下流頂面４２ｔ２の下流頂面上流側端部４２ｔ２ａの位置よりも表面移動方向について距離γだけ下流側となっている。
Even in the configuration in which the
As shown in FIGS. 14B and 15, also in the developing
このような構成により、実施例２の現像装置４は、上述した実施例１の現像装置４と同様に、ドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことを防止できる。このため、実施例２の現像装置４でも、現像ローラ４２の表面に接触するドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことに起因して、トナー搬送量が変動することを防止でき、安定した量のトナー搬送を実現できる。また、実施例１と同様に、ドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことに起因するトナー搬送量変動以外の問題の発生も防止することができる。
With such a configuration, the developing
〔実施例３〕
次に、本発明を適用した現像装置４の三つ目の実施例（以下、実施例３と呼ぶ）について説明する。
図１６は、実施例３の現像ローラ４２の説明図であり、図１６（ａ）は、現像ローラ４２全体の概略図、（ｃ）は、実施例３の現像ローラ４２の表面の一部の斜視拡大図である。また、図１７は、現像ローラ４２の回転軸に対する二種の溝部の傾きを示す概略図であり、図１７（ａ）は、実施例１や実施例２の場合の説明図であり、図１７（ｂ）は実施例３の場合の説明図である。
Example 3
Next, a third embodiment (hereinafter referred to as a third embodiment) of the developing
FIG. 16 is an explanatory diagram of the developing
図１７において実線Ｉは軸方向に平行な直線であり、破線Ｎは回転軸に直交する方向（表面移動方向）に平行な直線を示す。
実施例１及び実施例２は、図１７（ａ）に示すように、第一溝Ｌ１と直線Ｉとの角度θ１及び第二溝Ｌ２と直線Ｉとの角度θ２が共に０〜９０［°］の範囲となっており、第一溝Ｌ１と第二溝Ｌ２との交点Ｒを通る破線Ｎを挟んで第一溝Ｌ１と第二溝Ｌ２とが逆方向に傾斜している。
一方、実施例３は、図１７（ｂ）に示すように、角度θ１は０〜９０［°］であり、角度θ２は９０〜１８０［°］であって、θ１＋θ２＜１８０［°］の範囲を満たす構成となっている。そして、第一溝Ｌ１と第二溝Ｌ２との交点Ｒを通る破線Ｎを挟んで第一溝Ｌ１と第二溝Ｌ２とが同方向に傾斜している。
In FIG. 17, the solid line I is a straight line parallel to the axial direction, and the broken line N indicates a straight line parallel to the direction orthogonal to the rotation axis (surface movement direction).
In Example 1 and Example 2, as shown in FIG. 17A, the angle θ1 between the first groove L1 and the straight line I and the angle θ2 between the second groove L2 and the straight line I are both 0 to 90 [°]. The first groove L1 and the second groove L2 are inclined in opposite directions across the broken line N passing through the intersection R between the first groove L1 and the second groove L2.
On the other hand, in Example 3, as shown in FIG. 17B, the angle θ1 is 0 to 90 [°], the angle θ2 is 90 to 180 [°], and a range of θ1 + θ2 <180 [°]. It is the composition which satisfies. And the 1st groove | channel L1 and the 2nd groove | channel L2 incline in the same direction on both sides of the broken line N which passes along the intersection R of the 1st groove | channel L1 and the 2nd groove | channel L2.
図１６（ｂ）に示すように、実施例３の現像ローラ４２においても、上流頂面４２ｔ１の上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂの位置が、下流頂面４２ｔ２の下流頂面上流側端部４２ｔ２ａの位置よりも表面移動方向について距離γだけ下流側となっている。
このような構成により、実施例３の現像装置４は、上述した実施例１及び実施例２の現像装置４と同様に、ドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことを防止できる。このため、実施例３の現像装置４でも、現像ローラ４２の表面に接触するドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことに起因して、トナー搬送量が変動することを防止でき、安定した量のトナー搬送を実現できる。また、実施例１及び実施例２と同様に、ドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことに起因するトナー搬送量変動以外の問題の発生も防止することができる。
As shown in FIG. 16B, also in the developing
With such a configuration, the developing
図１６（ｂ）に示すように、実施例３の現像ローラ４２は、下流頂面４２ｔ２に対して第二溝Ｌ２を挟んで隣接し、下流頂面４２ｔ２に対して上流側に位置する上流頂面４２ｔ１との関係については、上流頂面下流側端部が下流頂面上流側端部に対して下流側に位置する関係を満たしている。一方、下流頂面４２ｔ２に対して第一溝Ｌ１を挟んで隣接し、下流頂面４２ｔ２に対して上流側に位置する第二上流頂面４２ｔ３との関係については、上流頂面下流側端部が下流頂面上流側端部に対して下流側に位置する関係を満たしているか不明である。
しかし、ドクタブレード４５が下流頂面４２ｔ２に接触した状態で表面移動が成されると、下流頂面４２ｔ２の下流頂面上流側端部に接触位置が到達する前に、上流頂面４２ｔ１と接触し始める。そして、ドクタブレード４５が上流頂面４２ｔ１と接触している間に第二上流頂面４２ｔ３と接触し始める。
As shown in FIG. 16B, the developing
However, when the surface movement is performed with the
実施例３の現像装置４では、下流頂面４２ｔ２、上流頂面４２ｔ１及び第二上流頂面４２ｔ３と接触位置が変化する間に、ドクタブレード４５が何れかの頂面４２ｔに接触した状態が維持される。このため、下流頂面４２ｔ２から第二上流頂面４２ｔ３まで接触位置が変化する間にドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことを防止できる。
このように、任意の頂面４２ｔを下流頂面４２ｔ２としたときに、この下流頂面４２ｔ２に凹部を挟んで隣接し、上流側に位置する全ての頂面４２ｔとの関係について、上述した上流頂面下流側端部が下流頂面上流側端部に対して下流側に位置する関係を満たす必要はなく、少なくとも一つの上流側に位置する頂面４２ｔとの間で上述した関係を満たすことでドクタブレード４５が凹部４２ｂに入り込むことを防止できる。
In the developing
As described above, when the arbitrary
現像ローラ４２としては、その表面層４２ｆがトナーを正規帯電させる材料であることことが望ましい。フィルミングによって低帯電トナーが生まれた場合においても、ジャンピングしたトナーＴによってたたき出された低帯電トナーが、凸部４２ａや凹部４２ｂのフィルミングがおきていない部分で帯電できるため、低帯電トナーを減少させることができ、画像濃度が安定化する。実施形態１の現像ローラ４２では、ニッケル鍍金を施すことにより、その表面層４２ｆがトナーを正規帯電させる材料となっている。
As for the developing
また、現像ローラ４２としては、その表層材料がドクタブレード４５（ブレード部材４５０）よりも硬い材質であることが望ましい。これにより、現像ローラ４２の表面の凸部４２ａがドクタブレード４５によって削れ難くなるため、凸部４２ａとドクタブレード４５で囲まれる凹部４２ｂの体積が変わりにくくなり、Ｍ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
Further, it is desirable that the surface material of the developing
また、現像ローラ４２の凸部４２ａの高さとして、使用するトナーＴの重量平均粒径よりも大きいことが望ましい。平均的な大きさのトナーＴが凹部４２ｂ内に収まるため、粒径の選択が起こりにくくなり、経時でのＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
The height of the
次に、図１８及び図１９等を参照して供給ローラ４４について説明する。
図１８は、供給ローラ４４の斜視説明図であり、図１９は、供給ローラ４４の側面図である。現像装置４の内部のトナー収容部４３の上方の現像ローラ４２側には、円筒状の供給ローラ４４が設けられている。供給ローラ４４は、その軸部である供給ローラ軸４４１を中心に円筒状の発泡材が巻きついた構成であり、この円筒状の発泡材が表面にトナーを担持する供給ローラ円筒部４４０となる。
Next, the
FIG. 18 is a perspective explanatory view of the
供給ローラ４４は、供給ローラ軸４４１を中心に回転可能に構成され、当該軸は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。供給ローラ４４は、供給ローラ円筒部４４０の外周面の一部は、現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０の外周面と供給ニップβで接触するように配置されており、図３及び図６に示すように、供給ローラ軸４４１は、現像ローラ軸４２１よりも上方に配置されている。
また、上述したように、供給ローラ４４は現像ローラ４２と対向する箇所である供給ニップβで現像ローラ４２の表面移動方向に対して逆方向に表面が移動するように回転する。さらに、現像装置４は、図３に示すように、供給ニップβの位置が、現像ローラ４２に対するドクタブレード４５の当接位置に対して、上方に位置する配置となっている。
The
Further, as described above, the
供給ローラ４４は、供給ローラ円筒部４４０に発泡材料を用いており、現像ローラ４２に接触する表面層は表面に多数の微小孔が分散しているスポンジ層となっている。供給ローラ４４の表面層をスポンジ状にすることで、凹部４２ｂの底まで供給ローラ４４が届きやすくなるため、現像ローラ４２上トナーのリセット性が向上する。
In the
また、供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量（「現像ローラ４２の半径」＋「供給ローラ４４の半径」−「現像ローラ４２と供給ローラ４４との軸間距離」）は、現像ローラ４２の凸部４２ａの高さよりも大きくなるように設定している。凸部４２ａの高さよりも供給ローラ４４の食い込み量を大きくすることで、凹部４２ｂにおけるトナーのリセット性を向上できる。なお、供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量が凸部４２ａの高さに対して大きすぎると、トナーが凹部４２ｂに押し込まれてしまい、凝集の原因となるため、食い込み量が大きくなりすぎないように設定する必要がある。
Further, the amount of biting of the
供給ローラ４４の供給ローラ円筒部４４０に用いる発泡材料は、１０３〜１０１４［Ω］の電気抵抗値に設定されている。
供給ローラ４４には、供給バイアス電源１４４によって供給バイアスが印加され、供給ニップβで予備帯電されたトナーを現像ローラ４２に押し付ける作用を補助する。供給ローラ４４は図３及び図６中の時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ４２の表面に塗布供給する。
The foam material used for the supply roller
A supply bias is applied to the
また、供給バイアス電源１４４が供給ローラ４４に印加する電圧としては、現像ローラ４２に印加された交番電圧に対して、トナーの正規帯電極性（実施形態１のトナーＴではマイナス極性）に対して逆極性（プラス極性）の直流電圧を印加する。このとき、現像ローラ４２に印加する電圧よりも供給ローラ４４に印加する電圧の方がトナーの正規帯電極性に対して逆極性（プラス極性）となる。これにより、現像ローラ４２に対して供給ローラ４４側にトナーＴを引き付ける方向の電界を供給ニップβに形成し、現像ローラ４２上トナーのリセット性を向上することができる。なお、供給バイアス電源１４４を備える構成では、直流電源を別途必要となり、コスト高となるため、現像装置４の仕様に応じて、供給バイアス電源１４４を設けない構成としても良い。
The voltage applied to the
次に、図６、図２０及び図２１等を参照して、ドクタブレード４５について説明する。
図２０は、ドクタブレード４５の斜視説明図であり、図２１は、ドクタブレード４５の側面図である。
図６〜図１１に示すように、現像ローラ４２の下方で下ケース４１３の内側となる中ケース４１２には、ドクタブレード４５が設けられている。
ドクタブレード４５は、規制部材を構成する薄い板状の金属部材であるブレード部材４５０と、ブレード部材４５０の一端が固定されている金属製の台座部４５２（図３中のブレードフォルダ４５ｃ）とを有する。そして、ブレード部材４５０の他端側が現像ローラ４２に接触するように構成されている。
Next, the
FIG. 20 is an explanatory perspective view of the
As shown in FIGS. 6 to 11, a
The
ここで、図１（ａ）及び図２２等を参照して、ドクタブレード４５の現像ローラ４２に対する接触状態について説明する。
ドクタブレード４５の現像ローラ４２に対する接触状態は、先端が接触する先端当て（エッジ当て）状態（図１（ａ）に示す状態）、及び、先端よりも根元側の面部が接触する腹当て状態（図２２に示す状態）、の何れでもよい。
しかし、図１（ａ）に示す先端当て状態の方が、凸部４２ａの頂面４２ｔに存在するトナーＴをすり切ることができ、凹部４２ｂに存在するトナーＴのみを現像領域αに搬送することで、現像領域αに搬送するトナー量が安定するため、より好ましい。また、凸部４２ａの頂面４２ｔに存在するトナーＴをすり切ることで、トナーへの圧力をかけることなくトナー薄層を形成することが可能となり、トナーの耐久性の向上を図ることができる。
Here, the contact state of the
The contact state of the
However, in the tip contact state shown in FIG. 1A, the toner T present on the
ここで、先端当てとは、ドクタブレード４５をエッジ当ての状態で現像ローラ４２に接触させるものである。ここで、エッジ当てとは、ドクタブレード４５の対向面４５ｂと先端面４５ａとの間の稜線を形成するエッジ部４５ｅが現像ローラ４２の表面（凸部４２ａの表面である頂面４２ｔ）に接触する状態である。ここで、エッジ部４５ｅは、ドクタブレード４５の対向面４５ｂと、先端面４５ａとをそれぞれ延長させた二つの仮想平面が交差する仮想直線近傍を示し、仮想直線近傍となる稜線を形成するエッジ部４５ｅとしては、稜線が丸みを帯びていても良いし、面取りされていても良い。具体的には平板状のドクタブレード４５の自由端側の先端の現像ローラ４２側の角部（エッジ部４５ｅ）（丸みがあっても、面取りされていても良い）が現像ローラ４２の凸部４２ａに接触するようになっていれば良い。
Here, the tip contact is to bring the
ドクタブレード４５を現像ローラ４２に対して接触させる構成としては、ドクタブレード４５（ブレード部材４５０）を折り曲げてその曲げ部分を接触させる方法もあるが、トナーＴをすりきる効果についてはドクタブレード４５の自由端側の先端を接触させるほうが効果が高く、より望ましい。
As a configuration for bringing the
ドクタブレード４５のブレード部材４５０は台座部４５２に対して複数のリベット４５１によって固定されている。台座部４５２はブレード部材４５０よりも厚い金属で構成されており、ブレード部材４５０を現像装置４の本体（中ケース４１２の側面部）に固定するための基板として機能している。台座部４５２の長手方向端部にはピン穴４５４が設けられており、一方は真円形状の主基準穴４５４ａであり、もう一方は主基準穴４５４ａ方向に長径を有する楕円形状の従基準穴４５４ｂである。主基準穴４５４ａに不図示のピンが入ることで台座部４５２の現像装置４本体に対する位置が決定し、従基準穴４５４ｂで支えられる。ブレード部材４５０が固定された台座部４５２が、現像装置４本体（中ケース４１２）にドクタ固定ネジ４５５で固定されることによってブレード部材４５０が現像装置４に固定されることになる。
The
ドクタブレード４５のブレード部材４５０としては、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰ、またはリン青銅等の金属板バネ材料を用いることができる。ブレード部材４５０は、自由端側を現像ローラ４２表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させておりで、その押圧力下を通過したトナーを所定量に規制すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらにブレード部材４５０には、摩擦帯電を補助するために、ドクタバイアス電源１４５からバイアスが印加されている。
As the
また、ドクタブレード４５のブレード部材４５０としては、導電性を有するものであることが望ましい。ブレード部材４５０が導電性であることにより、Ｑ／Ｍ値（単位体積当りの帯電量）が大きなトナーＴの帯電量を下げることが出来、トナーＴのＱ／Ｍ値の均一化を図ることができる。これにより、トナーＴの現像ローラ４２に対する張り付きを防ぐことが出来る。
Further, the
また、ドクタバイアス電源１４５がブレード部材４５０に印加する電圧としては、現像ローラ４２に印加された交番電圧に対して、±２００［Ｖ］の範囲で直流電圧を印加できる構成とし、使用環境により直流電圧の値を制御出来る構成としても良い。これにより、環境変動によるＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）の変動を抑制することができる。
The voltage applied to the
次に、図６、図２３及び図２４等を参照して、パドル４６について説明する。
図２３は、パドル４６の斜視説明図であり、図２４は、パドル４６の側面図である。
現像装置４内には、トナーが収容される空間としてトナー収容部４３が設けられており、このトナー収容部４３内にはパドル４６が現像ケーシング４１に対して回転可能に取り付けられている。
Next, the
FIG. 23 is an explanatory perspective view of the
A
パドル４６は、その軸部であるパドル軸４６１と、マイラー等の弾性シート材からなる薄い羽部材としてのパドル羽４６０とを備える。パドル軸４６１は、向かい合う二つの平面部を有し、この二つの平面部にパドル羽４６０がそれぞれ取り付けられている。二枚のパドル羽４６０は、パドル軸４６１を中心に互いに反対方向に突出するように、パドル軸４６１の平面部に固定されている。
パドル羽４６０の付け根部分には穴が複数の穴がパドル軸４６１の軸方向に平行になるように並べて設けられており、パドル軸４６１は、そのの軸方向に平行になるように複数の凸部が並べて設けられている。そして、パドル羽４６０の穴にパドル軸４６１の凸部を挿入して、熱カシメすることによって、パドル軸４６１に対してパドル羽４６０を固定する。
The
The base portion of the
パドル４６は、パドル軸４６１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。パドル軸４６１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
The
パドル４６は、パドル軸４６１から伸びるパドル羽４６０の先端がトナー収容部４３の内壁面に接触する程度の長さにパドル羽４６０の突出量が設定されている。図３及び図６等に示すように、トナー収容部４３の底面部４３ｂはパドル４６の回転方向に沿った円弧状であり、パドル４６の回転に伴う摺擦動作でパドル羽４６０がトナー収容部４３の底面部４３ｂに引っかからないようになっている。
トナー収容部４３の現像ローラ４２側には底面部４３ｂから垂直に立ち上がる側壁面部４３ｓが形成されており、この側壁面部４３ｓはパドル軸４６１の中心と同等若しくは若干低い程度のところでＸ軸に平行なローラに向かう方向に水平になって段部５０を形成している。
In the
A side wall surface portion 43 s that rises perpendicularly from the
側壁面部４３ｓとパドル軸４６１との距離は、底面部４３ｂとパドル軸４６１との距離よりも短く設定されている。そのため、底面部４３ｂを摺擦してきたパドル羽４６０は側壁面部４３ｓに突き当たり、より大きくたわむことになる。その後、段部５０にパドル羽４６０の先端部が差し掛かるとパドル羽４６０を押さえるものが無くなり、パドル羽４６０の先端部は開放されることで上方に跳ね上がる。このようなパドル羽４６０の動きによってトナーは上方へと跳ね上げられ攪拌、搬送、供給される。
The distance between the side wall surface portion 43s and the
段部５０は、Ｘ−Ｙ平面に平行な水平面で、現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）に延在するように形成されている。実施形態１の現像装置４では、段部５０が幅方向の全域に設けられているが、パドル羽４６０が跳ね上がるようになっていれば、現像装置４内の一部分に設けられていても良い。
The
次に、図６及び図７等を参照して供給スクリュ４８について説明する。
供給スクリュ４８は、供給スクリュ軸４８１と、この供給スクリュ軸４８１に固定された螺旋状の羽部である供給スクリュ羽部４８０となるスクリュ部材である。供給スクリュ軸４８１を中心に回転可能に設けられており、供給スクリュ軸４８１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。供給スクリュ軸４８１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
Next, the
The
供給スクリュ４８の軸方向端部は、現像装置４の長手方向端部に形成されたトナー補給口５５の下方に位置している。そして、供給スクリュ４８が回転することによって螺旋状の供給スクリュ羽部４８０がトナー補給口５５から補給されたトナーを長手方向における現像装置４の中央部方向に搬送する。
The end of the
次に、図６及び図８〜図１１等を参照して入口シール４７について説明する。
上ケース４１１の開口部５６を形成する縁部分には、入口シール４７としてマイラー等のシート部材が長手方向に沿って貼着されている。入口シール４７は略矩形のシートであってその短手の一端が上ケース４１１の縁部分に貼着され、他端は自由端とされている。入口シール４７の自由端側は現像装置４の内部方向に突出されており、さらに、現像ローラ４２に接触するように設けられている。入口シール４７は、現像ローラ４２の回転方向上流側が上ケース４１１に固定されており、現像ローラ４２の回転方向下流側が自由端とされ、現像ローラ４２に対して、入口シール４７の面部分が接触するように配置している。また、上ケース４１１の現像装置４の内部側は供給ローラ４４の上部形状に沿うように湾曲形状をしており、上ケース４１１の湾曲形状の表面と供給ローラ４４の表面との隙間は、１．０［ｍｍ］である。
Next, the
A sheet member such as Mylar is attached as an
次に、図８〜図１１等を参照して、サイドシール５９について説明する。
図８〜図１１に示すように、現像装置４の開口部５６の長手方向両端部にあたる中ケース４１２の一部にはサイドシール５９が貼着されている。サイドシール５９は、現像ローラ４２の軸方向両端近傍に設けられたスペーサー４２２よりも軸方向における内側で、且つ、現像ローラ４２にドクタブレード４５が接触する軸方向の端部が重なる領域に設けられている。このようなサイドシール５９によって現像ケーシング４１における開口部５６の長手方向端部からトナーが漏れ出ることを防止している。
また、中ケース４１２に設けられたトナー残量センサ４９は、トナー収容部４３内のトナーの量を検知するものである。
Next, the
As shown in FIGS. 8 to 11, side seals 59 are attached to a part of the
A remaining
次に、図６等を参照して、現像装置４内でのトナーの動きについて説明する。
トナー補給口５５から現像装置４内に補給されたトナーは、供給スクリュ４８によってトナー収容部４３に供給され、パドル４６によって攪拌される。また、パドル４６の跳ね上げによって現像ローラ４２及び供給ローラ４４の方向に跳ね上げ、搬送される。供給ローラ４４に供給されたトナーは、供給ローラ４４が現像ローラ４２と接触する供給ニップβで現像ローラ４２の表面に受け渡される。現像ローラ４２の表面に受け渡されたトナーのうち現像領域αに搬送する所定量を超えた分のトナーは、ドクタブレード４５によって現像ローラ４２の表面から掻き落とされる。
Next, the movement of the toner in the developing
The toner replenished into the developing
ドクタブレード４５との対向部を通過した現像ローラ４２の表面に残ったトナーは、そのまま現像ローラ４２の回転による表面移動方によって搬送され、感光体２と対向する現像領域αに到達する。現像に用いられることなく現像領域αを通過したトナーは、入口シール４７が接触する位置を通過し、供給ローラ４４との対向位置である供給ニップβにまで搬送される。現像ローラ４２によって供給ニップβに到達したトナーは、供給ローラ４４によって現像ローラ４２の表面から掻き取られ、供給ローラ４４によって搬送される。
The toner remaining on the surface of the developing
次に、実施形態１に係る複写機５００に用いるトナーについて説明する。
複写機５００で用いるトナーとしては、高速のトナー搬送に対応できるよう流動性の高いトナーを用いている。具体的には、加速凝集度が４０［％］以下のトナーを用いている。この加速凝集度とは、トナーの流動性を示す指数である。
Next, toner used in the
As the toner used in the copying
トナーの加速凝集度の測定方法を以下に示す。
＜測定装置＞
・ホソカワミクロン製 パウダテスタ
＜測定方法＞
・測定対象サンプルを恒温槽に放置（３５±２［℃］，２４±１［ｈ］）
・パウダテスタを用いて測定
・目開きの異なる三種の篩を使用（例えば、７５［μｍ］，４４［μｍ］，２２［μｍ］）
・篩ったときのトナー残量から算出、以下の計算により、凝集度を求める。
｛（上段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００
｛（中段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００×３／５
｛（下段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００×１／５
上記三つの計算値の合計をもって加熱凝集度［％］とする。
A method for measuring the accelerated aggregation degree of the toner is shown below.
<Measurement device>
・ Powder tester made by Hosokawa Micron <Measurement method>
・ Leave the sample to be measured in a thermostat (35 ± 2 [° C], 24 ± 1 [h])
・ Measured with a powder tester ・ Three types of sieves with different openings (for example, 75 [μm], 44 [μm], 22 [μm])
-Calculate from the remaining amount of toner when sieving, and obtain the degree of aggregation by the following calculation.
{(Weight of toner remaining on upper screen) / (sample amount)} × 100
{(Weight of toner remaining on middle screen) / (sample amount)} × 100 × 3/5
{(Weight of toner remaining on lower screen) / (sample amount)} × 100 × 1/5
The total of the above three calculated values is defined as the heat aggregation degree [%].
トナーの加速凝集度は上述のように目開きの異なる三種類のメッシュを目開きの大きい順に積み重ね、最上段に粒子をおき、一定の振動でふるい、各メッシュ上のトナー重量から求める指数である。 As described above, the accelerated aggregation degree of the toner is an index obtained by stacking three types of meshes having different openings in the order of increasing openings, placing particles on the uppermost stage, sieving with constant vibration, and calculating from the toner weight on each mesh. .
また、実施形態１では、平均円形度が０．９０以上のトナー（０．９０〜１．００のトナー）を用いている。
実施形態１では、下記（１）式より得られた値を円形度ａと定義する。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
In the first exemplary embodiment, toner having an average circularity of 0.90 or more (0.90 to 1.00 toner) is used.
In
円形度ａ＝Ｌ０／Ｌ・・・・（１）
（Ｌ０：粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長、Ｌ：粒子の投影像の周囲長）
Circularity a = L 0 / L (1)
(L 0 : circumference of a circle having the same projected area as the particle image, L: circumference of the projected image of the particle)
平均円形度が０．９０〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体２との接触面積が小さいために転写性に優れる。
平均円形度が０．９０〜１．００の範囲では、トナー粒子に角がないため、現像装置４内での現像剤（トナー）の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像の発生を防止できる。
また、ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。
さらに、トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体２や、帯電部材３等の表面を傷つけたり、摩耗させたりすることを防止できる。
When the average circularity is in the range of 0.90 to 1.00, the surface of the toner particles is smooth, and the contact area between the toner particles and between the toner particles and the
When the average circularity is in the range of 0.90 to 1.00, since the toner particles have no corners, the developer (toner) agitation torque in the developing
In addition, since there are no angular toner particles in the toner that forms the dots, when the pressure is brought into contact with the transfer medium during transfer, the pressure is uniformly applied to the entire toner that forms the dots, and the transfer is not easily lost.
Further, since the toner particles are not angular, the abrasive power of the toner particles itself is small, and it is possible to prevent the surfaces of the
次に円形度の測定方法について説明する。円形度は、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。 Next, a method for measuring the circularity will be described. The circularity can be measured using a flow type particle image analyzer FPIA-1000 manufactured by Toa Medical Electronics.
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１００００［個／μｌ］として前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。 As a specific measuring method, a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added in an amount of 0.1 to 0.5 [100] as a dispersant in 100 to 150 [ml] of water from which impure solids have been removed in advance. ml] and about 0.1 to 0.5 [g] of a measurement sample is further added. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the shape and particle size of the toner are measured with the above apparatus with the dispersion concentration being 3000 to 10,000 [pieces / μl].
６００［ｄｐｉ］以上の微少ドットを再現するためには、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）として３〜８［μｍ］が好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。重量平均粒径（Ｄ４）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。 In order to reproduce minute dots of 600 [dpi] or more, the weight average particle diameter (D4) of the toner is preferably 3 to 8 [μm]. In this range, since the toner particles have a sufficiently small particle size with respect to the minute latent image dots, the dot reproducibility is excellent. When the weight average particle diameter (D4) is less than 3 [μm], phenomena such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties tend to occur.
重量平均粒径（Ｄ４）が８［μｍ］を超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。 When the weight average particle diameter (D4) exceeds 8 [μm], it is difficult to suppress scattering of characters and lines. Moreover, it is preferable that ratio (D4 / D1) of a weight average particle diameter (D4) and a number average particle diameter (D1) exists in the range of 1.00-1.40. The closer (D4 / D1) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
Next, a method for measuring the particle size distribution of toner particles will be described.
Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.
まず、電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５［ｍｌ］加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１［％］ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０［ｍｇ］加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００［μｍ］アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。 First, 0.1 to 5 [ml] of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 [ml] of the electrolytic aqueous solution. Here, the electrolytic solution is prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride, and for example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 [mg] of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measurement device is used to measure the weight and number of toner particles or toner using a 100 [μm] aperture as the aperture. Then, the weight distribution and the number distribution are calculated. From the obtained distribution, the weight average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) of the toner can be obtained.
チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上乃至４０．３０［μｍ］未満の粒子を対象とする。 As a channel, it is less than 2.00-2.52 [micrometer]; 2.52-less than 3.17 [micrometer]; 3.17-less than 4.00 [micrometer]; 4.00-5.04 [micrometer] Less than 5.04 to 6.35 [μm]; 6.35 to less than 8.00 [μm]; 8.00 to less than 10.08 [μm]; 10.08 to less than 12.70 [μm]; 12.70 to less than 16.00 [μm]; 16.00 to less than 20.20 [μm]; 20.20 to less than 25.40 [μm]; 25.40 to less than 32.00 [μm]; Using 13 channels of 00 to less than 40.30 [μm], particles having a particle size of 2.00 [μm] or more to less than 40.30 [μm] are targeted.
実施形態１で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであり、重合トナーと呼ばれる。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
The toner used in
＜ポリエステル＞
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
<Polyester>
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound. Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。 Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０［℃］に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
The polycondensation reaction between polyhydric alcohol (PO) and polycarboxylic acid (PC) is heated to 150 to 280 [° C.] in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxy titanate or dibutyltin oxide, and reduced in pressure as necessary. The produced water is distilled off while obtaining a polyester having a hydroxyl group. The hydroxyl value of the polyester is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and furthermore, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation.
The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。 In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines.
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。 Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) ); Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; phenol derivatives, oximes, polyisocyanates; Those blocked with caprolactam or the like; and combinations of two or more of these.
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated.
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０［ｗｔ％］、好ましくは１〜３０［ｗｔ％］、さらに好ましくは２〜２０［ｗｔ％］である。０．５［ｗｔ％］未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０［ｗｔ％］を超えると低温定着性が悪化する。 The content of the polyisocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 [wt%], preferably 1 to 30 [wt%], more preferably 2 to 20 [wt%]. If it is less than 0.5 [wt%], the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 [wt%], the low-temperature fixability deteriorates.
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。 Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。 Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like.
３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。 Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan.
アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。 Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of the compound (B6) obtained by blocking the amino group of B1 to B5 include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。 The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2.
［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０［％］未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。 When [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated. The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０［℃］に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０［℃］にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０［℃］にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。 The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyhydric carboxylic acid (PC) are produced in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxy titanate and dibutyltin oxide at 150 to 280 [° C.] and, if necessary, reduced pressure. Water is distilled off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Next, at 40 to 140 [° C.], this is reacted with polyvalent isocyanate (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 [° C.] to obtain a urea-modified polyester.
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などの多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。 When reacting the polyvalent isocyanate compound (PIC) and when reacting (A) and (B), a solvent may be used as necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers Inactive to polyvalent isocyanate compounds (PIC) such as benzene (such as tetrahydrofuran).
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。 In addition, in the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator can be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。 The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are deteriorated.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性および複写機５００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the gloss when used in the copying
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。 The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition.
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５［％］未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。 The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, and particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5 [%], the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５［℃］、好ましくは４５〜６０［℃］である。４５［℃］未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５［℃］を超えると低温定着性が不十分となる。 The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 [° C.], preferably 45 to 60 [° C.]. If the temperature is less than 45 [° C.], the heat resistance of the toner deteriorates, and if it exceeds 65 [° C.], the low-temperature fixability becomes insufficient.
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。 In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.
＜着色剤＞
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量［％］、好ましくは３〜１０重量［％］である。
<Colorant>
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phi Sayred, Parachlor Ortonito Aniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thio Indigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red Polyazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Lid Russian nin green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% [%], preferably 3 to 10% [%] based on the toner.
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。 The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
＜荷電制御剤＞
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
<Charge control agent>
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSY VP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit) Manufactured), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo series Fee, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラ４２との静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing
＜離型剤＞
離型剤としては、融点が５０〜１２０［℃］の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着装置１２の定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
<Release agent>
As the release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 [° C.] is more effectively used as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller of the fixing
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。 The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the master batch and the binder resin, and of course, they may be added when dissolved and dispersed in the organic solvent.
＜外添剤＞
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２［μｍ］であることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５［μｍ］であることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００［ｍ２／ｇ］であることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５［ｗｔ％］であることが好ましく、特に０．０１〜２．０［ｗｔ％］であることが好ましい。
<External additive>
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 −3 to 2 [μm], particularly preferably 5 × 10 −3 to 0.5 [μm]. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 [m < 2 > / g]. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 [wt%] of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 [wt%].
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−２［μｍ］以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置４内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using an average particle diameter of both fine particles of 5 × 10 −2 [μm] or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even with the stirring and mixing in the developing
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。 Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large.
しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５［ｗｔ％］の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。 However, when the addition amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 [wt%], the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained. Stable image quality can be obtained even when copying is repeated.
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。 Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
＜トナーの製造方法＞
（１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。有機溶媒は、沸点が１００［℃］未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
<Toner production method>
(1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent. The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 [° C.] from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.
（２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。 (2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles. The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。 The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。 Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added. As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohols Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。 Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。 Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。 Moreover, as the cationic surfactant, aliphatic quaternary ammonium such as aliphatic primary, secondary or secondary amic acid, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt which has a right fluoroalkyl group is used. Salt, benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Smoke), Megafac F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footage F-300 (Neos), and the like.
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０［％］の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１［μｍ］、及び３［μｍ］、ポリスチレン微粒子０．５［μｍ］及び２［μｍ］、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１［μｍ］、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。 The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage which exists on the surface of a toner base particle becomes the range of 10-90 [%]. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 [μm] and 3 [μm], polystyrene fine particles 0.5 [μm] and 2 [μm], poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 [μm], trade name is PB- 200H (manufactured by Kao), SGP (manufactured by Soken), technopolymer SB (manufactured by Sekisui Plastics), SGP-3G (manufactured by Soken), Micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical), and the like.
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。 In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。 As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０［μｍ］にするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００［ｒｐｍ］、好ましくは５０００〜２００００［ｒｐｍ］である。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５［分］である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０［℃］（加圧下）、好ましくは４０〜９８［℃］である。
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, in order to make the particle size of the
（３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０［℃］、好ましくは４０〜９８［℃］である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。 (3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 [° C.], preferably 40 to 98 [° C.]. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
（４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。 (4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles. In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
（５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。 (5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner. The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like. Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.
上述したように、実施形態１の現像装置４が備える現像ローラ４２の表面上には、凸部の高さや凹部の深さ（Ｗ３）が一定で規則的なパターンからなる凹凸が形成されている。従来の一成分現像装置としては、現像ローラの表面にサウンドブラスト処理等の粗面処理を施して表面に凹凸形状を形成したものがある。このように、現像ローラの表面に粗面処理を施すことにより、現像ローラがトナーを担持し、搬送する性能を向上させていた。しかしながら、粗面処理によって現像ローラの表面上に形成される凹凸は、凸部の高さ、凹部の深さ及び凹凸のパターンが不規則となる。凹部のパターンや深さが不規則であると、現像ローラ表面上のトナー担持量が安定せず、感光体上の潜像を現像したときに濃度ムラとなることがあった。一方、実施形態１の現像装置４では、凹部の深さ（Ｗ３）が一定で、その形成パターンが規則的であるため、現像ローラ４２表面上のトナー担持量が安定し、現像時の濃度ムラの発生を抑制することができる。
As described above, on the surface of the developing
図１（ａ）、図３及び図２２に示すように、実施形態１の現像装置４では、図中矢印Ｂ方向が回転方向である現像ローラ４２がドクタ部において上方から下方に移動する。このような場合には、トナーＴに働く自重によってトナーには下方向の力（Ｆｇ）が加わるため、ドクタブレード４５の応力（Ｆｂ）によるトナーに対する圧縮力を減少させることが出来る。よって、現像ローラ４２の凸部４２ａにおける現像ローラ４２の表面移動方向下流側の部分（図１（ａ）及び図２２中の４２ｃの部分）にトナーが凝集することを抑制できる。これにより、フィルミングの発生を抑制することができ、現像ローラ４２上でのＱ／Ｍ値やＭ／Ａ値の変動を抑制することができる。
As shown in FIGS. 1A, 3, and 22, in the developing
また、現像装置４で用いる現像剤であるトナーとして、加速凝集度が４０［％］以下となるトナーを用いることで、現像ローラ４２の凸部４２ａにおける現像ローラ４２の表面移動方向下流側の部分（図１（ａ）及び図２２中の４２ｃの部分）でのトナーの凝集をより緩和することが可能となる。
Further, as the toner that is a developer used in the developing
次に、規制部材であるドクタブレード４５（ブレード部材４５０）が金属ブレードであることの利点について説明する。
特許文献１に記載の現像装置では、一定の規則的な凹凸形状が形成された現像ローラに接触する規制部材としてゴム製のものを用いていた。しかしながら、ゴム製の規制部材を用いた構成では、製造時の組み付け公差や経時使用のブレードの削れによって、規制部材の突き出し量が変化すると、現像ローラ上のトナー量がばらつくことがあった。具体的には、現像ローラ上のトナーが極端に少なくなって、画像濃度が薄くなったり、逆に、現像ローラ上トナー量が多くなってしまい、帯電不良が発生して、画像の地肌部が汚れる地汚れが発生したりすることがあった。
これに対して、現像装置４のドクタブレード４５として、金属製のブレードを用いることにより、ドクタブレード４５の突き出し量がある程度の範囲で変化しても、現像ローラ４２上のトナー量を安定させることができる。
Next, advantages of the doctor blade 45 (blade member 450), which is a restriction member, being a metal blade will be described.
In the developing device described in
On the other hand, by using a metal blade as the
〔実験〕
次に、ドクタブレード４５として、金属製のブレードを用いた場合と、ゴム製のブレードを用いた場合とについて、ドクタブレード４５の突き出し量の変化に対する現像ローラ４２上のトナー量の安定性を比較した実験について説明する。
ここで、図２５を用いてドクタブレード４５の突き出し量を変化させる方法について説明する。
[Experiment]
Next, when the metal blade is used as the
Here, a method of changing the protruding amount of the
まず、現像ローラ４２に対して初期接触位置Ｑ１でにおける接線方向（図２５中の上下方向）にドクタブレード４５が延在するように、ドクタブレード４５をエッジ当ての状態で現像ローラ４２に接触させる。ここで、エッジ当てとは、ドクタブレード４５の対向面４５ｂと先端面４５ａとの間の稜線を形成するエッジ部が現像ローラ４２の表面に接触する状態である。
ここで稜線を形成するエッジ部において、稜線は丸みを帯びていても良いし、面取りされていても良い。すなわち、エッジ部は、ドクタブレード４５の対向面４５ｂと、先端面４５ａとを延長させた面が交差する箇所近傍を示す。
具体的には平板状のドクタブレード４５の自由端側の先端の現像ローラ４２側の角部（丸みがあっても良いし、面取りされていても良い）が現像ローラ４２の凸部４２ａに接触するようになっていれば良い。
ここで、ドクタブレード４５を接触させる方法としては、平板状のブレード部材を折り曲げて、その曲げ部分を接触させる方法もあるが、トナーをすりきる効果については上述のようにブレード部材の自由端側の先端を接触させる方法のほうが、効果が高く望ましい。
First, the
Here, in the edge portion forming the ridge line, the ridge line may be rounded or chamfered. That is, the edge portion indicates the vicinity of a location where a surface obtained by extending the opposing
Specifically, a corner (which may be rounded or chamfered) of the developing
Here, as a method of bringing the
次に、ドクタブレード４５の根元を支持するブレードフォルダ４５ｃ（台座部４５２）を初期接触位置Ｑ１における現像ローラ４２の法線方向（図２５（ａ）中の矢印Ｘ方向）に沿って現像ローラ４２側に移動させる。これにより、図２５（ｂ）に示すように、ドクタブレード４５における現像ローラ４２に対して接触する位置が根元側に移動しつつ、ドクタブレード４５が撓み、ドクタブレード４５が、腹当てで撓んだ状態で接触する。ここで、腹当てとは、ドクタブレード４５における現像ローラ４２と対向する対向面４５ｂが接触し、且つ、エッジ部が接触していない状態である。また、このときの現像ローラ４２の表面上におけるドクタブレード４５の接触位置Ｑは、初期接触位置Ｑ１から図２５中の上方に変位する。
Next, the
図２５（ｂ）に示す状態からブレードフォルダ４５ｃを初期接触位置Ｑ１における法線方向に対して直行する方向（図２５中の上下方向）に沿って現像ローラ４２から離れる方向（図２５中の矢印Ｚ方向）に移動させると、突き出し量が徐々に少なくる。そして、図２５（ｃ）に示すように、ドクタブレード４５が撓んだままの状態でエッジ当ての状態となる。図２５（ｃ）に示す状態からさらに突き出し量が徐々に少なくするようにＺ方向にブレードフォルダ４５ｃを移動させると、ドクタブレード４５が現像ローラ４２から離間するまでは、ドクタブレード４５の撓み量が小さくなりつつ、エッジ当ての状態は維持される。
In the state shown in FIG. 25B, the
ドクタブレード４５が、金属製（りん青銅）の金属ブレードである場合と、ウレタンゴム製のゴムブレードである場合とについて、図２５を用いて説明した突き出し量を変化させる方法によって突き出し量を変化させたときの、現像ローラ４２上トナー搬送量の変化を測定した実験結果を図２６に示す。
When the
図２６に示すグラフでは、ドクタブレード４５が腹当ての状態からエッジ当ての状態となった、図２５（ｃ）に示す状態におけるドクタブレード４５の位置をゼロとした。そして、このゼロの位置よりもブレードフォルダ４５ｃを図２５中の矢印Ｚ方向に移動させたときの変位を−（マイナス）とし、図２５中の矢印Ｚ方向とは逆方向に移動させたときの変位を＋（プラス）として示している。すなわち、図２６中の図中右側ほど突き出し量が多い条件となる。
図２６中の破線で示すグラフは、ゴムブレードを用いた場合の実験結果であり、実線で示すグラフは、金属ブレードを用いた場合の実験結果である。
In the graph shown in FIG. 26, the position of the
The graph shown by the broken line in FIG. 26 is the experimental result when the rubber blade is used, and the graph shown by the solid line is the experimental result when the metal blade is used.
図２６に示すように、ドクタブレード４５の位置が、＋（プラス）方向にあるときには、金属ブレード、ゴムブレード共に位置がプラスに大きくなるにつれて、トナー搬送量が増加する。
これに対して、ドクタブレード４５の位置が、−（マイナス）方向にあるときには、金属ブレードの場合（実線）は、図２６に示すように安定した搬送量を示す領域がある。一方、従来の現像装置で用いられていたゴムブレードの場合（破線）、−（マイナス）方向の位置のときは、現像ローラ４２上にほとんどトナーが搬送されなかった。
As shown in FIG. 26, when the position of the
On the other hand, when the position of the
図２６を用いて説明した実験によって、表面に規則的な凹凸形状を有する現像ローラ４２に対する突き出し量について、ゴム製よりも金属製のドクタブレード４５の方が現像ローラ４２上のトナー量が所望量となる突き出し量の範囲が広いことがわかった。
よって、本発明のようにドクタブレード４５として金属製のブレードを用いることにより、ドクタブレード４５の取り付け時の、図２５中のＺ方向の設計公差の余裕度が上がるため、組み付け性が向上する。さらに、メカ公差の余裕度が上がり、部品を低コスト化できる。
According to the experiment described with reference to FIG. 26, regarding the protrusion amount with respect to the developing
Therefore, by using a metal blade as the
図２７は、エッジ当ての状態におけるドクタブレード４５と現像ローラ４２との接触位置Ｑの拡大説明図である。
図２６を用いて説明したように、ドクタブレード４５として金属ブレードを用いた場合に、トナー量が安定する領域が得られるのは、ドクタブレード４５の先端であるエッジ部４５ｅが現像ローラ４２に接触するためである。具体的には図２７に示すように、エッジ部４５ｅが頂面４２ｔに当たる場合は、トナーＴがドクタブレード４５によりすり切られるように薄層化するため、現像ローラ４２の規則的な凹凸形状の凹部４２ｂに埋まったトナーＴのみが搬送されることとなる。このため、現像ローラ４２表面のトナー量を凹部４２ｂの体積に応じた所望量とすることができ、現像ローラ４２によるトナーの搬送量を安定させることができる。また、金属板バネ材料からなる金属ブレードであれば、ある程度の剛性を有しているため、ゴムのような樹脂のものよりもその弾性によって現像ローラ４２の凹部４２ｂに食い込んで、凹部４２ｂ内のトナーを掻き出す可能性が低く、現像ローラ４２によるトナーの搬送量を安定させることができる。
FIG. 27 is an enlarged explanatory view of the contact position Q between the
As described with reference to FIG. 26, when a metal blade is used as the
〔実験２〕
次に、ドクタブレード４５に金属ブレードを用いて、図２５中の初期接触位置Ｑ１における法線方向の移動距離Ｘ１の値を変化させたときのエッジ当てを維持できるドクタブレード４５の位置の範囲を測定した実験２について説明する。
[Experiment 2]
Next, by using a metal blade as the
図２８は、実験２の実験結果を示すグラフである。
図２８のグラフでは、ドクタブレード４５が接触位置Ｑにおいて、現像ローラ４２表面の接線方向にあるときのドクタブレード４５の位置をゼロとして、図２５（ａ）から図２５（ｂ）へのブレードフォルダ４５ｃの移動距離Ｘ１の値を横軸としている。また、図２８のグラフでは、図２５（ｂ）に示す状態からブレードフォルダ４５ｃを図中矢印Ｚ方向に移動させ、図２５（ｃ）の状態になったときを縦軸のゼロとしている。そして、図２５（ｃ）に示す状態からさらにブレードフォルダ４５ｃを図中矢印Ｚ方向に移動させ、ドクタブレード４５が現像ローラ４２の表面から離間するまでの図中Ｚ方向のブレードフォルダ４５ｃの移動距離を縦軸としている。
FIG. 28 is a graph showing the experimental results of
In the graph of FIG. 28, the blade folder from FIG. 25 (a) to FIG. 25 (b) with the position of the
図２８に示すグラフより、移動距離Ｘ１がゼロ以上のときは、初期接触位置Ｑ１における現像ローラ４２表面の法線方向の移動距離Ｘ１が大きいほど、ドクタブレード４５がエッジ当てを維持することができる範囲を広げることができる。移動距離Ｘ１がゼロ以上のときはドクタブレード４５は、現像ローラ４２との接触によって撓んだ状態となるように配置される。このように配置されることにより、ドクタブレード４５の取り付けに際し、図２５中の上下方向の設計公差の余裕度が上がるため、組み付け性が向上する。さらに、メカ公差の余裕度が上がり、部品を低コスト化できる。
From the graph shown in FIG. 28, when the moving distance X1 is zero or more, the
〔実験３〕
次に、ドクタブレード４５に用いる金属ブレードとして、その材料がりん青銅である場合と、ステンレス（ＳＵＳ）である場合とで、スジ画像の発生の有無を確認した。本実験においては、現像ローラ４２表層（表面層４２ｆ）のビッカース硬度をりん青銅よりも大きく、ステンレスよりも小さく設定している。具体的には表面層がアルミニウムで形成されている現像ローラ４２を使用した。なお、ビッカース硬度の測定方法としては、ＪＩＳ Ｚ ２２４４に規定の方法を用いることができる。
本実験で用いたりん青銅のビッカース硬度は８０［Ｈｖ］である。ドクタブレード４５としてこれよりも低い硬度の金属ブレードを用いれば、本実験のりん青銅を用いたドクタブレード４５と同様に固着を抑制する効果があると考えられる。また、硬度に関しては、本実験ではビッカース硬度を採用しているが、材質、形状に応じて、ブリネル硬度、ロックウェル硬度を計測する方法で比較しても良い。
[Experiment 3]
Next, as a metal blade used for the
The Vickers hardness of the phosphor bronze used in this experiment is 80 [Hv]. If a metal blade having a hardness lower than this is used as the
実験３では、それぞれの材料からなるドクタブレード４５を図２５（ｃ）に示す状態で配置し、実施形態１の複写機５００を用いてベタ画像の画像形成を行ってスジ画像の発生の有無を確認した。実験３の結果、金属ブレードの材料としてりん青銅を用いた場合はスジ画像が発生せず、ＳＵＳを用いた場合はスジ画像が発生した。
ここで、実験３で用いたドクタブレード４５を確認したところ、スジ画像が発生したＳＵＳ製のドクタブレード４５にはトナーが固着しており、スジ画像が発生しなかった、りん青銅製のドクタブレード４５にはトナー固着がほとんど確認されなかった。
In
Here, the
図２９は、実験３で用いた各材料のドクタブレード４５について、現像ローラ４２の回転時間に対するドクタブレード４５の削れ量を測定した結果を示すグラフである。図２９中の破線で示すグラフはＳＵＳ製のブレードを用いた場合の削れ量を示し、実線で示すグラフはりん青銅製のブレードを用いた場合の削れ量である。
図２９より、りん青銅はＳＵＳに比べて削れ易いことがわかる。
りん青銅製のドクタブレード４５を用いた場合、トナーが軽度に固着を起こしても、そのトナーの固着が成長する前に、現像ローラ４２との摺擦によってドクタブレード４５ごと固着したトナーが削られるため、固着が成長せず、画像上問題になるスジが発生しないものと考えられる。
FIG. 29 is a graph showing the results of measuring the amount of scraping of the
From FIG. 29, it can be seen that phosphor bronze is easier to cut than SUS.
When the
現像ローラ４２の表層部分（表面層４２ｆ）の硬度がドクタブレード４５の当接部分の硬度よりも硬く設定されていると、ドクタブレード４５を削る作用が生じ、上述したように固着を解消し易くなると言う効果が生じる。
ここで、現像ローラ４２の表層の硬度を高くするためにニッケル鍍金等を施しても良い。また、現像ローラ４２の表層の硬度を高くした場合においても、ステンレスよりも、りん青銅のほうが削れ易いため、トナー固着に対してはりん青銅を利用することがより望ましいと考えられる。また、りん青銅よりも低い硬度（ビッカース硬度８０［Ｈｖ］以下）の金属であれば固着を抑制する効果があると考えられる。
If the hardness of the surface layer portion (
Here, nickel plating or the like may be applied to increase the hardness of the surface layer of the developing
実験３について説明したように、実施形態１の現像装置４でスジ画像の発生を防止する構成として、現像ローラ４２との摺擦によってドクタブレード４５ごと軽度の固着状態のトナーが削られる構成であるため、ドクタブレード４５の幅方向全域で削られる必要がある。
実施形態１の現像ローラ４２は、感光体２に供給するトナーを担持する表面である溝形成部４２０ａの表面上における幅方向（表面移動方向に直行する方向）についての何れの位置においても、現像ローラ４２の表面移動方向一周分の間に、凸部４２ａの高さ方向についての最上部となる表面である頂面４２ｔが一箇所以上存在する。
As described in
The developing
このような条件を満たす構成として、現像ローラ４２のある位置における表面上の下流凸部４２ａ２を含む凹凸形状は、幅方向に凸部４２ａと凹部４２ｂとが周期的な列状に配置され、この位置に対して表面移動方向について隣り合う位置の上流凸部４２ａ１を含む凹凸形状は、規則的な列状の配置が半周期分ずれた配置である（図１（ｃ）参照）。言い換えると、回転方向について隣り合う二つの列は、幅方向の凹凸の周期を半周期分シフトさせた形状となっている。さらに、頂面４２ｔの軸方向長さＷ２はピッチ幅Ｗ１の１／２以上の大きさとなるように形成している。このような形状を現像ローラ４２の回転方向に繰り返すような表面形状となっている。
As a configuration satisfying such a condition, the concavo-convex shape including the downstream convex portion 42a2 on the surface at a position where the developing
このような構成により、ドクタブレード４５において、現像ローラ４２の下流凸部４２ａ２に接触したときに、頂面４２ｔが接触しなかった個所は、上流凸部４２ａ１に接触するときに頂面４２ｔが接触する。このような構成により、現像ローラ４２が一周する間に、ドクタブレード４５の幅方向についての全域に渡って一度は現像ローラ４２の頂面４２ｔを接触させる構成を実現できる。このように、ドクタブレード４５の幅方向の位置が何れの位置においても、現像ローラ４２が一周する間に頂面４２ｔが接触することとなり、効率よくドクタブレード４５を削る事が可能となり、トナー固着に起因するスジ画像の発生をより確実に防止することができる。
With this configuration, in the
現像ローラ４２の表面を感光体２に接触させて現像を行なう構成では、現像ローラ４２と感光体２とが共に、弾性が無いため、製造時や組み付け時の精度誤差により、感光体２と現像ローラ４２が接触しない部分が発生する。この場合、感光体２と現像ローラ４２が接触していない部分だけトナーＴが感光体２に移動せず、現像が成されないため、画像欠損が起こる。
一方、実施形態１の現像装置４では、感光体２に対して現像ローラ４２がギャップを形成するように配置し、現像バイアス電源１４２によって、現像ローラ４２に直流バイアスに交流バイアスを重畳させた電圧を印加している。これにより、トナーＴを現像ローラ４２から感光体２にジャンピングさせて潜像を現像する構成を取ることができ、現像ローラ４２の感光体２に対する位置の精度に関わらず、画像欠損を防止することができる。
In the configuration in which development is performed by bringing the surface of the developing
On the other hand, in the developing
〔実施形態２〕
以下、本発明を画像形成装置としてのプリンタ（以下、プリンタ６００という）に適用した、本発明の二つ目の実施形態（以下、実施形態２という）について説明する。
図３０は、実施形態２のプリンタ６００の要部の概略断面図である。図３０に示すように、プリンタ６００は、４つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ１、複数の張架ローラに張架されて図３０中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光手段としての露光装置６、及び、定着手段としての定着装置１２等を備えている。
[Embodiment 2]
Hereinafter, a second embodiment (hereinafter referred to as a second embodiment) of the present invention in which the present invention is applied to a printer (hereinafter referred to as a printer 600) as an image forming apparatus will be described.
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view of a main part of the
各プロセスカートリッジ１は、潜像担持体としてのドラム状の感光体２と、帯電手段としての帯電部材３と、現像剤としてのトナーＴを用いて感光体２上の潜像を現像する現像装置４と、感光体クリーニング装置５とを一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ１は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、プリンタ６００本体に対して着脱可能となっている。
Each
感光体２は、図中の矢印で示すように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材３は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体２の表面に圧接されており、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体２の表面を帯電する。実施形態２のプロセスカートリッジ１は、帯電手段として、感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材３を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
The
露光装置６は、感光体２の表面に対して画像情報に基づいて露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。プリンタ６００が備える露光装置６は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
The
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
The
四つのプロセスカートリッジ１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。四つのプロセスカートリッジ１は、中間転写ベルト７の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト７上に可視像を形成する。
The four
図３０において、各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ８が配置されており、一次転写ローラ８には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体２との間で一次転写電界を形成する。感光体２と一次転写ローラ８との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
In FIG. 30, a
４つのプロセスカートリッジ１が中間転写ベルト７と対向する位置に対して、中間転写ベルト７の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に二次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ９と二次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成することにより、図３０中の矢印Ｓ方向に搬送される転写材である転写紙Ｐが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が転写紙Ｐに転写される。
With respect to the position where the four
二次転写ニップに対して転写紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。二次転写ニップを通過した転写紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって転写紙Ｐ上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された転写紙Ｐはプリンタ６００の装置外に出力される。
A fixing
一方、二次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の表面上に残留したトナーＴは、転写ベルトクリーニング装置１１によって回収される。
On the other hand, the toner T remaining on the surface of the
次に、図３１〜図３３を用いて、プロセスカートリッジ１が備える現像装置４について説明する。図３１及び図３２は、四つのプロセスカートリッジ１のうちの一つの拡大断面図であり、図３１は現像ローラ４２の軸方向中央部近傍の断面図であり、図３２は、軸方向端部近傍のサイドシール５９が配置された位置における断面図である。また、図３３は、現像装置４において、鉛直方向に略直線状に配置された、トナーＴを搬送するトナー搬送部材１０６、トナー撹拌部材１０８及び供給ローラ４４の回転軸近傍の断面説明図である。
Next, the developing
現像装置４は、現像剤であるトナーＴを収容するトナー収容室１０１と、トナー収容室１０１の下方に設けられたトナー供給室１０２とから構成され、トナー収容室１０１とトナー供給室１０２とを仕切るように仕切り部材１１０が設けられている。仕切り部材１１０には、図３３に示すように、複数の開口部が設けられている。この仕切り部材１１０の複数の開口部として、トナー収容室１０１内のトナーＴをトナー供給室１０２へ供給する供給口１１１と、トナー供給室１０２内のトナーＴをトナー収容室１０１に戻す返送口１０７とが設けられている。
The developing
トナー供給室１０２の下部には、現像剤担持体である現像ローラ４２が設けられている。また、トナー供給室１０２には、現像ローラ４２の表面にトナーＴを供給する現像剤供給部材である供給ローラ４４が現像ローラ４２の表面に当接するように設けられている。さらに、トナー供給室１０２には、供給ローラ４４によって現像ローラ４２の表面上に供給され、感光体２と現像ローラ４２との対向部に向かうトナーＴの量（層厚）を規制する規制部材としてのドクタブレード４５が現像ローラ４２の表面に当接して設けられている。
Below the
現像ローラ４２は、感光体２に対して非接触で配置されており、図示しない高圧電源から所定のバイアスが印加される。
The developing
トナー収容室１０１内にはトナー収容室１０１内のトナーＴを感光体２の回転軸に平行な方向（図３１中の紙面に直交する方向）に搬送するトナー搬送部材１０６が設けられている。
A
トナー収容室１０１内に設けられたトナー搬送部材１０６は、図３３に示すように搬送スクリュ形状部１０６ａと搬送板形状部１０６ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー搬送部材１０６は、搬送スクリュ形状部１０６ａの回転動作によりトナー収容室１０１内のトナーＴをトナー搬送部材１０６の回転軸に平行な略水平方向（図３３中の矢印Ｈ方向）に搬送できる構成となっている。現像装置４では、トナー搬送部材１０６の回転軸に平行な方向にトナーＴを搬送する搬送スクリュ形状部１０６ａを備えた構成であるが、現像剤搬送部材としてはこれに限ったものでなく、搬送ベルトやコイル状の回転体等の搬送機能を有するものを用いることができる。さらにこれらの搬送機能を有するものと、羽根のような板部材や針金を曲げて構成したパドルのようなもの等のほぐし機能を有するものを組み合わせたものでも良い。
As shown in FIG. 33, the
また、実施形態２の現像装置４では、トナー収容室１０１から供給ローラ４４に向けて、トナーＴをトナー搬送部材１０６の回転軸に直交し、且つ、略鉛直下方にトナーＴを搬送する構成となっている。トナーＴの搬送方向としては、トナー搬送部材１０６の回転軸に直交し、且つ、略水平方向に搬送する構成としてもよい。
In the developing
仕切り部材１１０の鉛直下方のトナー供給室１０２内にはトナー撹拌部材１０８が配置されている。トナー撹拌部材１０８は、図３３に示すように撹拌スクリュ形状部１０８ａと撹拌板形状部１０８ｂとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー撹拌部材１０８は、撹拌スクリュ形状部１０８ａの回転動作によりトナー供給室１０２内のトナーＴをトナー撹拌部材１０８の回転軸に平行な略水平方向（図３３中の矢印ＩまたはＪ方向）に搬送できる構成となっている。
A
図３３に示すように、トナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュ形状部１０８ａは、軸方向について供給口１１１を挟んで外側に向かう方向（図３３中の矢印Ｉ方向）にトナーＴを搬送するように螺旋状の羽部が設けられている。さらに、トナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュ形状部１０８ａは、軸方向について二つの返送口１０７よりも外側と内側とは螺旋状の羽部が逆巻きになっている。このため、供給口１１１からトナー供給室１０２に供給されたトナーＴはトナー撹拌部材１０８の撹拌スクリュ形状部１０８ａの回転によって軸方向外側（矢印Ｉ方向）に搬送され、返送口１０７よりも外側に到達したトナーＴは羽部が逆巻きの撹拌スクリュ形状部１０８ａによって返送口１０７に向かって（矢印Ｊ方向に）搬送される。返送口１０７を挟んで軸方向の外側と内側とでは、撹拌スクリュ形状部１０８ａによるトナーＴの搬送方向が逆であり、返送口１０７に向かうようにトナーＴに搬送力を付与するため、返送口１０７の下方ではトナーＴが軸方向両側から集められ、山状に押し上げられる。これにより、トナー収容室１０１から供給口１１１または返送口１０７を通過してトナー供給室１０２に供給されたトナーＴが過剰である場合は、返送口１０７で山状に押し上げられたトナーＴがトナー供給室１０２から返送口１０７を通ってトナー収容室１０１に戻される。また、トナー撹拌部材１０８は、トナー供給室１０２にあるトナーＴを攪拌し、さらに下部にある供給ローラ４４や現像ローラ４２にトナーＴを供給する役割を持つ。
As shown in FIG. 33, the stirring screw-shaped
供給ローラ４４の表面には空孔（セル）を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室１０２内に供給されたトナーＴを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ４２との当接部での圧力集中によるトナーＴの劣化を防止している。なお、この発泡材料は１０３〜１０１４［Ω］の電気抵抗値に設定される。供給ローラ４４は図３１中の矢印で示すように図３１中の反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーＴを現像ローラ４２の表面に塗布するように供給する。
The surface of the
供給ニップβに対して現像ローラ４２の表面移動方向下流側の現像ローラ４２の表面に接触するように、規制部材であるドクタブレード４５が配置されている。供給ローラ４４から現像ローラ４２の表面に供給されたトナーＴは、現像ローラ４２の回転によってドクタブレード４５が接触する位置に搬送される。
A
ドクタブレード４５としては、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用いることができ、その自由端側を現像ローラ４２の表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ］の押圧力で当接させたもので、現像ローラ４２上のトナーＴに対してその押圧力下を通過させることで、トナー層を薄層化すると共に、摩擦帯電によってトナーＴに電荷を付与する。
As the
感光体２は現像ローラ４２と非接触であり、図３１中の時計回りの方向に回転している。このため、現像ローラ４２と感光体２とが対向する現像領域αにおいては、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とが同方向となる。
The
現像ローラ４２上の薄層化されたトナー層は、現像ローラ４２の回転によって現像領域αへ搬送され、現像ローラ４２に印加されたバイアスと感光体２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体２の表面に移動して感光体２の表面上の静電潜像が現像される。
The thinned toner layer on the developing
現像領域αで現像に用いられず、現像ローラ４２上に残されたトナーＴが再びトナー供給室１０２内へと戻る箇所には、現像剤除電部材である下シール部材としての除電シール１０９が現像ローラ４２に当接して設けられ、トナーＴが現像装置４の外部に漏れ出ないように封止される。除電シール１０９には、除電能力を補助するため図示しないバイアス電源よりバイアスが印加される。
A
上述した現像装置４において、現像ローラ４２上のトナーＴを用いた感光体２上の潜像の現像は、次のように行われる。供給ニップβで現像ローラ４２の表面上に供給されたトナーＴは、現像ローラ４２の回転に伴って、供給ニップβから現像領域αに向けて搬送され、その途中にあるドクタブレード４５を通過し、所定量に規制される。所定量に規制されたトナーＴは、さらに、現像領域αまで搬送され、現像ローラ４２と感光体２上の静電潜像との間の現像電界によって、感光体２の表面上の静電潜像部分に付着し、これにより現像が行われる。現像電界には、トナーが感光体２の方向に向かう電圧と現像ローラ４２に戻ってくる電圧が交互に繰り返されるようなＡＣバイアスをもちいる。実施形態２では、ｆ＝５００〜１００００［Ｈｚ］、Ｖｐｐ＝５００〜３０００［Ｖ］、Ｄｕｔｙ＝５０〜９０［％］の矩形波を用いた。その後、現像に寄与しなかったトナーＴは、現像ローラ４２の回転によってさらに搬送され、トナーＴが再びトナー供給室１０２に戻り、繰り返し利用される。
In the developing
実施形態２の現像装置４においても、上述した実施形態１で説明した現像ローラ４２についての本発明の特徴部を備えた構成を適用することが出来、ドクタブレード４５について構成も適用可能である。
Also in the developing
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
トナーＴ等の現像剤を表面上に担持して表面が無端移動し、感光体２等の潜像担持体と対向する現像領域α等の現像領域で潜像担持体の表面の潜像に現像剤を供給して現像する現像ローラ４２等の現像剤担持体と、現像剤担持体の表面に接触し、現像領域に向かう現像剤の量を規制するドクタブレード４５等の規制部材とを有し、現像剤担持体の表面に凹凸形状を備える現像装置において、規制部材の材質が金属製であり、凹凸形状の凸部４２ａ等凸部の最上部は略平面状の頂面４２ｔ等の頂面を形成しており、凹凸形状の凹部４２ｂ等の凹部を挟んで隣接し、現像剤担持体の表面移動方向で一方の位置が他方の位置よりも上流側となる二つの凸部のうち、上流頂面４２ｔ１等の上流側に位置する上流凸部の頂面における表面移動方向下流端である上流頂面下流側端部４２ｔ１ｂ等の上流頂面下流側端部は、下流頂面４２ｔ２等の下流側に位置する下流凸部の頂面における表面移動方向上流端である下流頂面上流側端部４２ｔ２ａ等の下流頂面上流側端部に対して、表面移動方向下流側に位置する。これによれば、上記実施形態１について説明したように、上流頂面下流側端部が下流頂面上流側端部よりも表面移動方向下流側に位置するため、規制部材が二つの凸部のうちの下流凸部の頂面にのみ接触した状態で、現像剤担持体が表面移動すると、規制部材が下流頂面上流側端部に接触する前に、上流頂面下流側端部に接触する。その後、規制部材が下流頂面上流側端部に接触するまでは、下流凸部の頂面と上流凸部の頂面との両方の凸部の頂面に接触した状態になる。さらにその後、規制部材が下流頂面上流側端部に接触した後は、二つの凸部のうちの上流凸部の頂面にのみ接触する状態となる。このように、規制部材が、二つの凸部のうちの下流凸部の頂面のみに接触する状態から上流凸部の頂面にのみ接触する状態となるまでの間は、少なくとも何れか一方の頂面に接触しているため、規制部材が凹部に入り込むことを防止できる。よって、現像剤担持体の表面に接触する金属製の規制部材が凹部に入り込むことに起因して、トナー搬送量が変動することを防止できる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、凹部４２ｂ等の凹部は、互いに平行であり、かつ、現像ローラ４２等の現像剤担持体の表面移動方向に直交する軸方向に対して傾斜する方向に略等間隔で形成された複数の第一溝Ｌ１等の第１の溝と、互いに平行であり、かつ、軸方向に対して傾斜する方向に略等間隔で形成され、第１の溝と交差する複数の第二溝Ｌ２等の第２の溝とによって形成形成され、第１の溝と第２の溝とで囲まれる領域に凸部４２ａ等の凸部が形成されている。これによれば、上記実施形態１について説明したように、転造加工等の従来公知の加工方法を採用して現像剤担持体の表面に規則的な凹凸形状を作成することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、現像ローラ現像剤担持体の表面はニッケル鍍金が施されている。これによれば、上記実施形態１で説明したように、ニッケル鍍金を施すことにより、現像剤担持体の錆びを防止すると共に、トナー等の一成分の現像剤を所望の極性（マイナス極性）に帯電させることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｃ）の何れか一つの態様において、現像ローラ４２等の現像剤担持体は、現像領域α等の現像領域において感光体２等の潜像担持体に対して一定の間隔を持って非接触の状態で対向するように配置される構成であり、現像剤担持体に交番電圧を印加する現像バイアス電源１４２等の現像バイアス印加手段を有する。これによれば、上記実施形態１で説明したように、現像剤担持体から現像剤を潜像担持体にジャンピングさせて現像する構成を取ることができ、現像剤担持体と潜像担持体との隙間にある程度の精度誤差があっても、画像欠損の発生を防止することができる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｄ）の何れか一つの態様において、トナーＴ等の現像剤として、非磁性または磁性の一成分の現像剤を用いる。これによれば、上記実施形態１について説明したように、一成分の現像剤を用いることで発生しやすいフィルミングの発生を抑制できる。
（態様Ｆ）
少なくとも感光体２等の潜像担持体と、潜像担持体表面を帯電させるための帯電部材３等の帯電手段と、潜像担持体上に静電潜像を形成するための露光装置６等の潜像形成手段と、静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する複写機５００等の画像形成装置において、現像手段として、〔態様Ａ〕乃至〔態様Ｅ〕の何れか一つの態様の現像装置を用いる。これによれば、上記実施形態１について説明したように、現像剤担持体の表面に接触する規制部材が凹部に入り込むことに起因して、トナー搬送量が変動することを防止できるため、画像濃度が安定し、均一な画像を作成出来る画像形成装置を提供することが出来る。
（態様Ｇ）
潜像を担持する感光体２等の潜像担持体と、潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを備える複写機５００等の画像形成装置における少なくとも潜像担持体と現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能に構成したプロセスカートリッジ１等のプロセスカートリッジにおいて、〔態様Ａ〕乃至〔態様Ｅ〕の何れか一つの態様の現像装置を用いる。これによれば、上記実施形態１について説明したように、現像剤担持体の表面に接触する規制部材が凹部に入り込むことに起因して、トナー搬送量が変動することを防止抑制して、画像濃度が安定する現像装置を、プロセスカートリッジを構成する他の部材ともに装置本体から取り外すことができ、均一な画像を作成出来る現像装置の交換性の向上を図ることができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A developer such as toner T is carried on the surface, the surface moves endlessly, and a latent image on the surface of the latent image carrier is developed in a development area such as a development area α facing the latent image carrier such as the
(Aspect B)
In (Aspect A), the recesses such as the
(Aspect C)
In (Aspect A) or (Aspect B), the surface of the developing roller developer carrying member is subjected to nickel plating. According to this, as described in the first embodiment, by applying nickel plating, the developer carrying member is prevented from being rusted, and one component developer such as toner is set to a desired polarity (minus polarity). Can be charged.
(Aspect D)
In any one of (Aspect A) to (Aspect C), the developer carrier such as the developing
(Aspect E)
In any one of (Aspect A) to (Aspect D), a non-magnetic or magnetic one-component developer is used as the developer for toner T or the like. According to this, as described in the first embodiment, it is possible to suppress the occurrence of filming that tends to occur by using a one-component developer.
(Aspect F)
At least a latent image carrier such as the
(Aspect G)
At least a latent image carrier and a developing unit in an image forming apparatus such as a copying
１ プロセスカートリッジ
２ 感光体
４ 現像装置
６ 露光装置
７ 中間転写ベルト
１２ 定着装置
４１ 現像ケーシング
４２ 現像ローラ
４２ａ 凸部
４２ａ１ 上流凸部
４２ａ２ 下流凸部
４２ｂ 凹部
４２ｆ 表面層
４２ｔ 頂面
４２ｔ１ 上流頂面
４２ｔ１ｂ 上流頂面下流側端部
４２ｔ２ 下流頂面
４２ｔ２ａ 下流頂面上流側端部
４２ｇ 基材
４２ｔ３ 第二上流頂面
４３ トナー収容部
４４ 供給ローラ
４５ ドクタブレード
１００ プリンタ部
３００ スキャナ部
５００ 複写機
Ｌ１ 第一溝
Ｌ２ 第二溝
Ｐ 転写紙
α 現像領域
β 供給ニップ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該現像剤担持体の表面に接触し、該現像領域に向かう現像剤の量を規制する規制部材とを有し、
該現像剤担持体の表面に凹凸形状を備える現像装置において、
上記現像剤担持体の表面に接触する上記規制部材は、上記現像剤担持体の表面より硬度が小さい金属であり、
上記現像剤担持体の表面の上記凹凸形状の凸部の最上部は略平面状の頂面を形成しており、
該凹凸形状の凹部を挟んで隣接し、上記現像剤担持体の表面移動方向で一方の位置が他方の位置よりも上流側となる二つの該凸部のうち、上流側に位置する上流凸部の頂面における表面移動方向下流端である上流頂面下流側端部は、下流側に位置する下流凸部の頂面における表面移動方向上流端である下流頂面上流側端部に対して、表面移動方向下流側に位置することを特徴とする現像装置。 A developer carrying member that carries the developer on the surface, moves the surface endlessly, and supplies the developer to the latent image on the surface of the latent image carrying member in a developing region facing the latent image carrying member;
A regulating member that contacts the surface of the developer carrying member and regulates the amount of developer toward the developing region;
In the developing device having a concavo-convex shape on the surface of the developer carrying member,
The regulating member in contact with the surface of the developer carrying member is a metallic hardness is smaller than the surface of the developer carrying member,
The top of the concavo-convex convex portion on the surface of the developer carrying member forms a substantially flat top surface,
An upstream convex portion located on the upstream side of the two convex portions adjacent to each other with the concave and convex portions sandwiched therebetween, and one position is upstream from the other position in the surface movement direction of the developer carrier. The upstream top surface downstream side end that is the downstream end in the surface movement direction on the top surface of the top surface of the downstream top surface that is the upstream end in the surface movement direction on the top surface of the downstream convex portion located on the downstream side, A developing device located on the downstream side in the surface movement direction.
上記凹部は、互いに平行であり、かつ、現像剤担持体の表面移動方向に直交する軸方向に対して傾斜する方向に略等間隔で形成された複数の第１の溝と、互いに平行であり、かつ、該軸方向に対して傾斜する方向に略等間隔で形成され、該第１の溝と交差する複数の第２の溝とによって形成形成され、
該第１の溝と該第２の溝とで囲まれる領域に上記凸部が形成されていることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1.
The recesses are parallel to each other and to a plurality of first grooves formed at substantially equal intervals in a direction inclined with respect to an axial direction orthogonal to the surface movement direction of the developer carrier. And formed at a substantially equal interval in a direction inclined with respect to the axial direction, and formed by a plurality of second grooves intersecting with the first groove,
The developing device, wherein the convex portion is formed in a region surrounded by the first groove and the second groove.
上記現像剤担持体の表面はニッケル鍍金が施されていることを特徴とする現像装置。 The developing device according to claim 1 or 2,
The developing device according to claim 1, wherein the surface of the developer carrying member is nickel plated.
上記現像剤担持体は、上記現像領域において上記潜像担持体に対して一定の間隔を持って非接触の状態で対向するように配置される構成であり、
該現像剤担持体に交番電圧を印加する現像バイアス印加手段を有することを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 1 to 3,
The developer carrier is configured to face the latent image carrier in a non-contact state with a certain distance in the development region,
A developing device comprising developing bias applying means for applying an alternating voltage to the developer carrying member.
上記現像剤として、非磁性または磁性の一成分の現像剤を用いることを特徴とする現像装置。 In the developing device according to any one of claims 1 to 4,
A developing apparatus using a non-magnetic or magnetic one-component developer as the developer.
該潜像担持体表面を帯電させるための帯電手段と、
該潜像担持体上に静電潜像を形成するための潜像形成手段と、
該静電潜像を現像してトナー像化するための現像手段とを有する画像形成装置において、
該現像手段として、請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 At least a latent image carrier;
Charging means for charging the surface of the latent image carrier;
Latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the latent image carrier;
In an image forming apparatus having developing means for developing the electrostatic latent image into a toner image,
An image forming apparatus using the developing device according to claim 1 as the developing unit.
上記現像手段として、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 In an image forming apparatus comprising a latent image carrier that carries a latent image and a developing unit that develops the latent image on the latent image carrier, at least the latent image carrier and the developing unit are shared as one unit. In a process cartridge configured to be held in a holding body and detachable integrally with the image forming apparatus main body,
6. A process cartridge using the developing device according to claim 1 as the developing means.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012037879A JP5920656B2 (en) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge |
| CN201310053676.2A CN103293911B (en) | 2012-02-23 | 2013-02-19 | Developing unit, image processing system, and cartridge processing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012037879A JP5920656B2 (en) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013174664A JP2013174664A (en) | 2013-09-05 |
| JP5920656B2 true JP5920656B2 (en) | 2016-05-18 |
Family
ID=49267635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012037879A Active JP5920656B2 (en) | 2012-02-23 | 2012-02-23 | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5920656B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4462328B2 (en) * | 2007-10-29 | 2010-05-12 | セイコーエプソン株式会社 | Developing device, image forming apparatus, and image forming method |
| JP2010243547A (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-28 | Seiko Epson Corp | Developing device, image forming apparatus, and image forming method |
-
2012
- 2012-02-23 JP JP2012037879A patent/JP5920656B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013174664A (en) | 2013-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6120129B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2013076978A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2013171121A (en) | Developing device, and image forming apparatus | |
| JP2013171137A (en) | Developing device, image forming apparatus and process cartridge | |
| JP6098927B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JP2013200551A (en) | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge | |
| JP2015049390A (en) | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge | |
| JP2015049371A (en) | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge | |
| JP2015043055A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2013195451A (en) | Development device, image formation device and process cartridge | |
| JP5920656B2 (en) | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge | |
| JP2015132692A (en) | Developing apparatus, image forming apparatus, and process cartridge | |
| JP2013137500A (en) | Development device and image forming apparatus | |
| JP2015055698A (en) | Developing apparatus, image forming apparatus, and process cartridge | |
| JP2014126568A (en) | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge | |
| JP2013195557A (en) | Toner carrier, developing device, image forming device and process unit | |
| JP2013218253A (en) | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge | |
| JP2013076977A (en) | Developing device, and image forming apparatus | |
| JP2014074765A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2015165289A (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2014056052A (en) | Developer carrier, developing device, process cartridge, and image forming apparatus | |
| JP2014021396A (en) | Developing device, image forming device, and process cartridge | |
| JP2014178459A (en) | Image forming apparatus and process cartridge | |
| JP2014137457A (en) | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge | |
| JP2015014761A (en) | Developing device, image forming apparatus, and process cartridge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150119 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150904 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151104 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160318 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160331 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5920656 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |