JP7463221B2 - Image forming device - Google Patents

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JP7463221B2 JP2020127698A JP2020127698A JP7463221B2 JP 7463221 B2 JP7463221 B2 JP 7463221B2 JP 2020127698 A JP2020127698 A JP 2020127698A JP 2020127698 A JP2020127698 A JP 2020127698A JP 7463221 B2 JP7463221 B2 JP 7463221B2
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Description

本発明は、電子写真プロセス等を利用した画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus that uses an electrophotographic process, etc.

従来から、複写機やレーザープリンターなど、電子写真プロセスを用いて画像形成を行う画像形成装置が知られている。 Image forming devices that form images using electrophotographic processes, such as copying machines and laser printers, are known.

この画像形成装置は、転写工程として、像担持体としての感光ドラム対向部に配置された転写部材に電圧電源より電圧を印加することで、感光ドラム表面に形成されたトナー像を中間転写体や記録材上に静電転写する。複数色のトナー像を形成する場合は、この転写工程を、複数色のトナー像に関して繰り返し実行することにより、中間転写体や記録材表面に複数色のトナー像を形成する。感光ドラムから中間転写体や記録材に転写されなかった現像剤(トナー)は、クリーニング部材によって感光ドラム上から除去され、クリーニングユニット内の廃トナー収容部に廃トナーとして収容される。 In the transfer process, this image forming device applies a voltage from a voltage power source to a transfer member arranged opposite the photosensitive drum as an image carrier, thereby electrostatically transferring the toner image formed on the surface of the photosensitive drum onto an intermediate transfer body or recording material. When forming a toner image of multiple colors, this transfer process is repeatedly performed for the toner images of multiple colors, thereby forming a toner image of multiple colors on the surface of the intermediate transfer body or recording material. The developer (toner) that is not transferred from the photosensitive drum to the intermediate transfer body or recording material is removed from the photosensitive drum by a cleaning member and stored as waste toner in a waste toner storage section in the cleaning unit.

しかし、近年では、装置の小型化を目的として感光ドラム表面のクリーニングシステムを省略したクリーナレスシステムが提案されている。クリーナレスシステムを達成させるためには、感光ドラムから中間転写体へのトナー像の転写効率を向上させ、トナー像を転写部材によって転写した後に、感光ドラム表面に残留する転写残トナーを減らすことが好ましい。 However, in recent years, cleanerless systems have been proposed that omit the cleaning system for the photosensitive drum surface in order to reduce the size of the device. To achieve a cleanerless system, it is preferable to improve the transfer efficiency of the toner image from the photosensitive drum to the intermediate transfer body and reduce the amount of residual toner remaining on the photosensitive drum surface after the toner image is transferred by the transfer member.

特許文献1には、クリーナレスシステムの達成のために、感光ドラム表面に予め微粒子を付着させ、感光ドラムとトナー像の間に微粒子を介在させて感光ドラムとトナー間の付着力を低減して転写効率を向上させる構成が提案されている。 In order to achieve a cleanerless system, Patent Document 1 proposes a configuration in which fine particles are attached to the surface of the photosensitive drum in advance, and the fine particles are placed between the photosensitive drum and the toner image, reducing the adhesive force between the photosensitive drum and the toner, thereby improving transfer efficiency.

さらに、特許文献1には、感光ドラム表面に微粒子を付着させる手段として、微粒子を外添したトナーを用いることで、現像装置から感光ドラム上に微粒子を供給する構成が提案されている。 Furthermore, Patent Document 1 proposes a configuration in which toner with externally added fine particles is used as a means for adhering fine particles to the surface of the photosensitive drum, and the fine particles are supplied from the developing device onto the photosensitive drum.

特開平10-63027JP 10-63027 A

しかしながら、特許文献1のように、転写効率の向上のために、現像装置から感光ドラム上に微粒子を外添したトナーを供給してトナー像を記録材に転写すると、記録材表面に、転写されたトナー像と共に微粒子が移行する。特に、高印字の複数色の転写効率を向上させるためには、より多くの微粒子を感光ドラムの表面に供給する必要がある。すると、記録材表面に、転写されたトナーと共に多量の微粒子が移行してしまうことがある。その結果、記録材にトナーを定着する際に、多量の微粒子がトナーへの熱伝導を阻害して定着性を悪化させる場合があった。 However, as in Patent Document 1, when toner with fine particles added thereto is supplied from a developing device onto a photosensitive drum to transfer a toner image onto a recording material in order to improve transfer efficiency, the fine particles migrate to the surface of the recording material together with the transferred toner image. In particular, to improve the transfer efficiency of high-density printing of multiple colors, it is necessary to supply a larger number of fine particles to the surface of the photosensitive drum. As a result, a large amount of fine particles may migrate to the surface of the recording material together with the transferred toner. As a result, when fixing the toner to the recording material, a large amount of fine particles may inhibit heat conduction to the toner, deteriorating fixability.

そこで、本発明では、転写効率を向上させるために感光ドラム表面に十分な量の微粒子を供給しつつ、微粒子による画像弊害を抑制することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to supply a sufficient amount of fine particles to the photosensitive drum surface to improve transfer efficiency while suppressing image defects caused by the fine particles.

そこで、本発明に係る画像形成装置は、回転可能な第1の像担持体と、第1のトナー粒子及び前記第1のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子により構成される第1の現像剤を担持する回転可能な第1の現像剤担持体であって、前記第1の像担持体と接触して第1の現像部を形成し、前記第1の現像部において前記第1の像担持体の表面に第1の現像剤像を形成するために前記第1の現像剤を供給する第1の現像剤担持体と、を有する第1の画像形成部と、回転可能な第2の像担持体と、第2のトナー粒子及び前記第2のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子により構成される第2の現像剤を担持する回転可能な第2の現像剤担持体であって、前記第2の像担持体と接触して第2の現像部を形成し、前記第2の現像部において前記第2の像担持体の表面に第2の現像剤像を形成するために前記第2の現像剤を供給する第2の現像剤担持体と、を有する第2の画像形成部と、前記第1の像担持体と接触して第1の当接部を形成し、前記第2の像担持体と接触して第2の当接部を形成する中間転写体であって、前記第1の当接部において前記第1の現像剤像が転写され、前記第2の当接部において前記第2の現像剤像が転写される中間転写体と、前記中間転写体と接触して転写部を形成し、前記転写部において前記中間転写体の表面に形成された前記第1の現像剤像と前記第2の現像剤像とを記録材に転写する転写部材と、を有し、前記第1の像担持体が回転した状態で、前記第1の現像部において、前記第1の現像剤担持体の表面に担持された前記キャリア粒子を前記第1の像担持体の表面に供給することが可能であって、前記第2の像担持体が回転した状態で、前記第2の現像部において、前記第2の現像剤担持体の表面に担持された前記キャリア粒子を前記第2の像担持体の表面に供給することが可能な画像形成装置であって、前記中間転写体の表面は移動可能であって、前記中間転写体の表面の移動方向において、前記転写部の下流であって、前記第2の当接部の上流に前記第1の当接部が形成されるように、前記第1の画像形成部と前記第2の画像形成部と、が配置され、前記第1の現像剤担持体を前記第1の像担持体に押圧する押圧力をF1、前記第1のトナー粒子と前記第1の像担持体との間に介在する前記キャリア粒子の総数をN1、とした場合に、前記キャリア粒子を単位キャリア粒子当たりの押圧力であるF1/N1で前記第1のトナー粒子に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第1のトナー粒子との間に形成される付着力Ft1と、前記キャリア粒子を前記F1/N1で前記第1の像担持体に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第1の像担持体との間に形成される付着力Fdr1と、の関係が、Ft1≦Fdr1を満たし、前記第2の現像剤担持体を前記第2の像担持体に押圧する押圧力をF2、前記第2のトナー粒子と前記第2の像担持体との間に介在する前記キャリア粒子の総数をN2、とした場合に、前記キャリア粒子を単位キャリア粒子当たりの押圧力であるF2/N2で前記第2のトナー粒子に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第2のトナー粒子との間に形成される付着力Ft2と、前記キャリア粒子を前記F2/N2で前記第2の像担持体に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第2の像担持体との間に形成される付着力Fdr2と、の関係が、Ft2≦Fdr2を満たし、前記第1の像担持体と前記第1の現像剤担持体、ならびに、前記第2の像担持体と前記第2の現像剤担持体と、がそれぞれ接触した状態で、前記第1の像担持体と前記第2の像担持体とがそれぞれ回転した後において、前記第2の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の付着面積が、前記第1の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の付着面積に比べて大きいことを特徴とする。 Therefore, the image forming apparatus according to the present invention includes a first image forming section having a rotatable first image carrier, a first developer carrier carrying a first developer composed of first toner particles and carrier particles adhering to the surfaces of the first toner particles, the first developer carrier contacting the first image carrier to form a first developing section and supplying the first developer to form a first developer image on the surface of the first image carrier in the first developing section, a second image forming section having a rotatable second image carrier, a second developer carrier carrying a second developer composed of second toner particles and carrier particles adhering to the surfaces of the second toner particles, the second developer carrier contacting the second image carrier to form a second developing section and supplying the second developer to form a second developer image on the surface of the second image carrier in the second developing section, and an intermediate transfer body that comes into contact with an image carrier of a first type to form a first contact portion and comes into contact with a second image carrier to form a second contact portion, the first developer image being transferred at the first contact portion and the second developer image being transferred at the second contact portion; and a transfer member that comes into contact with the intermediate transfer body to form a transfer portion and transfers the first developer image and the second developer image formed on the surface of the intermediate transfer body to a recording material in the transfer portion, the first image carrier being in a rotating state, the carrier particles carried on the surface of the first developer carrier being capable of being supplied to the surface of the first image carrier in the first developing portion, and the second image carrier being in a rotating state, the carrier particles carried on the surface of the second developer carrier being capable of being supplied to the surface of the second image carrier in the second developing portion, the first image forming unit and the second image forming unit are disposed so that the first contact portion is formed downstream of the transfer unit and upstream of the second contact portion in a moving direction of the surface of the intermediate transfer body, and when a pressing force for pressing the first developer carrier against the first image carrier is F1 and a total number of the carrier particles interposed between the first toner particles and the first image carrier is N1, a relationship between an adhesive force Ft1 formed between the carrier particles and the first toner particles, which is measured when the carrier particles are pressed against the first toner particles with a pressing force per unit carrier particle, F1/N1, and an adhesive force Fdr1 formed between the carrier particles and the first image carrier, which is measured when the carrier particles are pressed against the first image carrier with F1/N1, satisfies Ft1≦Fdr1, a pressing force for pressing the second developer carrier against the second image carrier is F2, When the total number of the carrier particles between the second toner particles and the second image carrier is N2, the adhesive force Ft2 formed between the carrier particles and the second toner particles measured when the carrier particles are pressed against the second toner particles with F2/N2, which is the pressing force per unit carrier particle, and the adhesive force Fdr2 formed between the carrier particles and the second image carrier measured when the carrier particles are pressed against the second image carrier with F2/N2 satisfy Ft2≦Fdr2, and the adhesion area of the carrier particles adhered to the surface of the second image carrier is larger than the adhesion area of the carrier particles adhered to the surface of the first image carrier after the first image carrier and the first developer carrier, and the second image carrier and the second developer carrier are in contact with each other and the first image carrier and the second image carrier are rotated.

以上説明したように、本発明によれば、転写効率を向上させるために感光ドラム表面に十分な量の微粒子を供給しつつ、微粒子による画像弊害を抑制することが出来る。 As described above, according to the present invention, it is possible to supply a sufficient amount of fine particles to the photosensitive drum surface to improve transfer efficiency while suppressing image defects caused by the fine particles.

実施例1における転写キャリア供給動作のタイミングチャートである。5 is a timing chart of a transfer carrier supply operation in the first embodiment. 実施例1における画像形成装置の概要である。1 is an outline of an image forming apparatus according to a first embodiment. 実施例1における制御ブロック図である。FIG. 2 is a control block diagram according to the first embodiment. 実施例1における現像カートリッジを説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a developing cartridge according to the first embodiment. 実施例1における現像ブレードの設定を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the setting of a developing blade in the first embodiment. 実施例1における現像ローラと感光ドラムの当接部を説明する図である。4A and 4B are diagrams illustrating a contact portion between a developing roller and a photosensitive drum in the first embodiment. 実施例1におけるトナー表面の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a toner surface in Example 1. 実施例1におけるトナー表面の凸形状の模式図である。3 is a schematic diagram of a convex shape of a toner surface in Example 1. FIG. 実施例1におけるトナー表面の凸形状の模式図である。3 is a schematic diagram of a convex shape of a toner surface in Example 1. FIG. 実施例1におけるトナー表面の凸形状の模式図である。3 is a schematic diagram of a convex shape of a toner surface in Example 1. FIG. 実施例1におけるトナーと転写キャリアの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a toner and a transfer carrier in the first embodiment. 実施例1における転写キャリア供給時の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a transfer carrier supply time in the first embodiment. 実施例1における一次転写時の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing primary transfer in the first embodiment. 実施例1における画像形成動作のタイミングチャートである。4 is a timing chart of an image forming operation in the first embodiment. (a)、(b)実施例1における現像部におけるトナーの接触状態を示す図である。5A and 5B are diagrams illustrating a contact state of toner in the developing unit in the first embodiment. 実施例1における現像部におけるトナーと転写キャリア粒子の存在状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the state of toner and transfer carrier particles in a developing section in Example 1. (a)、(b)実施例1における現像部における転写キャリア粒子の状態を示す図である。5A and 5B are diagrams illustrating the state of transfer carrier particles in the developing section in the first embodiment. 実施例1における転写キャリア粒子の供給動作を説明するタイミングチャートである。5 is a timing chart for explaining a supply operation of transfer carrier particles in the first embodiment. 実施例2における転写キャリア粒子の供給動作を説明するタイミングチャートである。10 is a timing chart for explaining a supply operation of transfer carrier particles in the second embodiment. (a)、(b)実施例2における現像部での非画像形成動作における転写キャリアの供給メカニズムを説明する図である。13A and 13B are diagrams illustrating a transfer carrier supply mechanism during a non-image forming operation in a development unit according to a second embodiment. (a)、(b)実施例2における現像部での画像形成動作における転写キャリアの供給メカニズムを説明する図である。11A and 11B are diagrams illustrating a transfer carrier supply mechanism in an image forming operation in a developing unit according to a second embodiment. その他の実施例における転写キャリア供給部材を説明する図である。13A and 13B are diagrams illustrating a transfer carrier supply member according to another embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The following describes in detail preferred embodiments of the present invention by way of example, with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of the components described in the following embodiments should be modified as appropriate depending on the configuration and various conditions of the device to which the present invention is applied. Therefore, unless otherwise specified, it is not intended to limit the scope of the present invention to these alone.

1.画像形成装置
まず、本発明に係る電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置)の全体構成について説明する。図2は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。図3は画像形成装置100の制御を行う制御部200の構成を示す図である。図2、3を用いて本実施例の画像形成装置100の構成及び動作、制御を説明する。
1. Image forming apparatus First, the overall configuration of an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter, referred to as an image forming apparatus) according to the present invention will be described. Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus 100 according to this embodiment. Fig. 3 is a diagram showing the configuration of a control unit 200 that controls the image forming apparatus 100. The configuration, operation, and control of the image forming apparatus 100 according to this embodiment will be described with reference to Figs. 2 and 3.

本実施例の画像形成装置100は、インライン方式、中間転写方式を採用したフルカラーレーザープリンタである。実施例1は、特に、像担持体のクリーニング手段を持たない所謂ドラムクリーナレス方式を用いた画像形成装置に関するものである。 The image forming apparatus 100 of this embodiment is a full-color laser printer that employs an in-line system and an intermediate transfer system. Example 1 particularly relates to an image forming apparatus that uses a so-called drum cleanerless system that does not have a cleaning means for the image carrier.

画像形成装置100は、画像情報にしたがって、記録材P(例えば、記録用紙、プラスチックシート)にフルカラー画像を形成することが出来る。画像情報は、画像読み取り装置、或いは、画像形成装置100に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等のホスト機器から、画像形成装置100に入力される。 The image forming apparatus 100 can form a full-color image on a recording material P (e.g., recording paper, a plastic sheet) according to image information. The image information is input to the image forming apparatus 100 from an image reading device or a host device such as a personal computer that is communicatively connected to the image forming apparatus 100.

画像形成装置100は、複数の画像形成部として、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための第1、第2、第3、第4のプロセスカートリッジSa、Sb、Sc、Sdを有する。本実施例では、第1~第4のプロセスカートリッジSa、Sb、Sc、Sdは、鉛直方向と交差する方向に一列に配置されている。なお、本実施例では、第1~第4のプロセスカートリッジSa、Sb、Sc、Sdの構成及び動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために符号に与えた添え字a、b、c、dは省略して、総括的に説明する。 The image forming apparatus 100 has a plurality of image forming units, namely, first, second, third and fourth process cartridges Sa, Sb, Sc and Sd for forming images of each color, yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K). In this embodiment, the first to fourth process cartridges Sa, Sb, Sc and Sd are arranged in a row in a direction intersecting the vertical direction. In this embodiment, the configurations and operations of the first to fourth process cartridges Sa, Sb, Sc and Sd are substantially the same except for the colors of the images they form. Therefore, hereinafter, unless a particular distinction is required, the suffixes a, b, c and d given to the reference numerals to indicate that the element is provided for one of the colors will be omitted and a general description will be given.

本実施例では、画像形成装置100は、複数の像担持体として、鉛直方向と交差する方向に並設された4個のドラム型の電子写真感光体、すなわち、感光ドラム1(1a、1b、1c、1d)を有する。感光ドラム1は、感光ドラム駆動部(駆動源)110により回転駆動される。感光ドラム1の周囲には、帯電ローラ2(2a、2b、2c、2d)、スキャナユニット(露光装置)3(3a、3b、3c、3d)、現像ユニット(現像装置)4(4a、4b、4c、4d)、帯電前露光装置5(5a、5b、5c、5d)、が配置されている。帯電ローラ2は、感光ドラム1の表面を均―に帯電する帯電手段である。また、スキャナユニット3は、パーソナルコンピュータ等のホスト機器から入力された画像情報からCPU150で演算された出力に基づき、レーザーを照射して感光ドラム1上に静電像(静電潜像)を形成する露光手段である。現像ユニット4は、静電像をトナー像として現像する現像手段である。帯電前露光装置5は、一次転写後の感光ドラム1の表面電位の不均一さを解消するための露光手段である。そして、感光ドラム1と、感光ドラム1に作用するプロセス手段としての帯電ローラ2、現像ユニット4は一体化され、プロセスカートリッジSを形成している。プロセスカートリッジSは、画像形成装置100に設けられた装着ガイド、位置決め部材などの装着手段を介して、画像形成装置100に着脱可能となっている。 In this embodiment, the image forming apparatus 100 has, as a plurality of image carriers, four drum-shaped electrophotographic photosensitive bodies arranged in a direction intersecting the vertical direction, that is, photosensitive drums 1 (1a, 1b, 1c, 1d). The photosensitive drums 1 are rotated by a photosensitive drum drive unit (drive source) 110. Around the photosensitive drum 1, charging rollers 2 (2a, 2b, 2c, 2d), scanner units (exposure devices) 3 (3a, 3b, 3c, 3d), development units (development devices) 4 (4a, 4b, 4c, 4d), and pre-charge exposure devices 5 (5a, 5b, 5c, 5d) are arranged. The charging roller 2 is a charging means for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 1. The scanner unit 3 is an exposure means for irradiating a laser to form an electrostatic image (electrostatic latent image) on the photosensitive drum 1 based on the output calculated by the CPU 150 from image information input from a host device such as a personal computer. The developing unit 4 is a developing means that develops the electrostatic image into a toner image. The pre-charge exposure device 5 is an exposure means for eliminating unevenness in the surface potential of the photosensitive drum 1 after primary transfer. The photosensitive drum 1, the charging roller 2 as a process means acting on the photosensitive drum 1, and the developing unit 4 are integrated to form a process cartridge S. The process cartridge S is detachably attached to the image forming apparatus 100 via attachment means such as an attachment guide and a positioning member provided in the image forming apparatus 100.

また、4個の感光ドラム1に対向して、感光ドラム1上のトナー像を記録材Pに転写するための中間転写体としての中間転写ベルト10が配置されている。無端状のベルトで形成された中間転写ベルト10は、各感光ドラム1に当接し、図示矢印R3方向(時計方向)に循環移動(回転)する。中間転写ベルト10は、複数の支持部材として、二次転写対向ローラ13、駆動ローラ11、テンションローラ12に掛け渡されている。中間転写ベルト10の表面を移動させるために、駆動ローラ11を図示矢印R2方向に回転駆動させている。 In addition, an intermediate transfer belt 10 is disposed opposite the four photosensitive drums 1 as an intermediate transfer body for transferring the toner image on the photosensitive drum 1 to a recording material P. The intermediate transfer belt 10, which is formed as an endless belt, contacts each photosensitive drum 1 and moves (rotates) in a circular motion in the direction of the illustrated arrow R3 (clockwise). The intermediate transfer belt 10 is stretched around a secondary transfer opposing roller 13, a drive roller 11, and a tension roller 12 as multiple support members. In order to move the surface of the intermediate transfer belt 10, the drive roller 11 is driven to rotate in the direction of the illustrated arrow R2.

中間転写ベルト10の内周面側には、各感光ドラム1に対向するように、一次転写手段としての、4個の一次転写ローラ14(14a、14b、14c、14d)が並設されている。一次転写ローラ14は、中間転写ベルト10を感光ドラム1に向けて押圧し、中間転写ベルト10と感光ドラム1とが当接する一次転写部を形成する。 Four primary transfer rollers 14 (14a, 14b, 14c, 14d) are arranged side by side on the inner peripheral side of the intermediate transfer belt 10 so as to face each photosensitive drum 1. The primary transfer rollers 14 press the intermediate transfer belt 10 against the photosensitive drums 1, forming a primary transfer section where the intermediate transfer belt 10 and the photosensitive drums 1 come into contact.

また、中間転写ベルト10の外周面側において二次転写対向ローラ13に対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ20が配置されている。二次転写ローラ20は、中間転写ベルト10を介して二次転写対向ローラ13に圧接し、中間転写ベルト10と二次転写ローラ13とが当接する二次転写部を形成する。 A secondary transfer roller 20 is disposed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 10 at a position facing the secondary transfer opposing roller 13. The secondary transfer roller 20 is pressed against the secondary transfer opposing roller 13 via the intermediate transfer belt 10, forming a secondary transfer section where the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer roller 13 are in contact.

トナー像が転写された記録材Pは、定着手段としての定着装置30に搬送される。定着装置30において記録材Pに熱及び圧力が加えられることで、記録材Pにトナー像が定着される。 The recording material P onto which the toner image has been transferred is transported to the fixing device 30, which serves as a fixing means. The fixing device 30 applies heat and pressure to the recording material P, thereby fixing the toner image to the recording material P.

なお、画像形成装置100は、所望の一つの画像形成部のみを用いて、又は、幾つか(全てではない)の画像形成部のみを用いて、単色又は、マルチカラーの画像を形成することも出来るようになっている。 In addition, the image forming device 100 can also form a monochromatic or multi-color image using only one desired image forming unit, or using only some (but not all) of the image forming units.

本実施例における画像形成装置100は、プロセススピード148mm/sec、A4サイズ紙対応のプリンターである。 The image forming device 100 in this embodiment is a printer with a process speed of 148 mm/sec and compatible with A4 size paper.

本画像形成装置全体の制御を行う制御部200の構成について図3を参照して説明する。制御部200は、図3に示すように、CPU回路部150、ROM151およびRAM152を内蔵する。CPU回路部150はROM151に格納されている制御プログラムに応じて、一次転写制御部201、二次転写制御部202、現像制御部203、露光制御部204、帯電制御部205を統括的に制御する。環境テーブルや紙厚さ対応テーブルはROM151に格納されておりCPU150が呼び出して反映される。RAM152は、制御データを一時的に保持し、また制御に伴う演算処理の作業領域として用いられる。一次転写制御部201、二次転写制御部202は、それぞれ一次転写電圧電源15と二次転写電圧電源21を制御し、不図示の電流検出回路が検出する電流値に基づいて一次転写電圧電源15と二次転写電圧電源21から出力する電圧を制御している。制御部200は、ホストコンピュータ(不図示)から画像情報と印字命令を受信すると、各制御部(一次転写制御部201、二次転写制御部202、現像制御部203、露光制御部204、帯電制御部205)を制御して印字動作に必要な画像形成動作を実行する。
2.画像形成プロセス
次に、実施例1における画像形成プロセスを説明する。画像形成時には、まず感光ドラム1の表面が、帯電電圧電源132によって-1000Vの帯電電圧を印加された帯電ローラ2によって一様に帯電される。次に、ホスト機器から入力された画像情報からCPU150で演算された出力に基づいてスキャナユニット3から発せられたレーザー光(La、Lb、Lc、Ld)で帯電した感光ドラム1の表面を走査露光する。それによって、感光ドラム1上に画像情報に従った静電像が形成される。次に、感光ドラム1上に形成された静電像は、現像ユニット4によってトナー像として現像される。そして、一次転写ローラ14に、一次転写電圧印加手段としての一次転写電圧電源15(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、感光ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト10上に一次転写される。フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第1~第4のプロセスカートリッジSa、Sb、Sc、Sdにおいて順次に行われ、中間転写ベルト10上に各色のトナー像が次に重ね合わせて一次転写される。
The configuration of the control unit 200 that controls the entire image forming apparatus will be described with reference to FIG. 3. As shown in FIG. 3, the control unit 200 includes a CPU circuit unit 150, a ROM 151, and a RAM 152. The CPU circuit unit 150 controls the primary transfer control unit 201, the secondary transfer control unit 202, the development control unit 203, the exposure control unit 204, and the charging control unit 205 in accordance with a control program stored in the ROM 151. The environment table and the paper thickness correspondence table are stored in the ROM 151 and are called and reflected by the CPU 150. The RAM 152 temporarily holds control data and is used as a work area for arithmetic processing associated with the control. The primary transfer control unit 201 and the secondary transfer control unit 202 control the primary transfer voltage power supply 15 and the secondary transfer voltage power supply 21, respectively, and control the voltages output from the primary transfer voltage power supply 15 and the secondary transfer voltage power supply 21 based on the current values detected by current detection circuits (not shown). When the control unit 200 receives image information and a print command from a host computer (not shown), it controls each control unit (primary transfer control unit 201, secondary transfer control unit 202, development control unit 203, exposure control unit 204, and charging control unit 205) to perform the image formation operations required for the printing operation.
2. Image Forming Process Next, the image forming process in the first embodiment will be described. During image formation, the surface of the photosensitive drum 1 is first uniformly charged by the charging roller 2 to which a charging voltage of −1000V is applied by the charging voltage power supply 132. Next, the surface of the charged photosensitive drum 1 is scanned and exposed by laser light (La, Lb, Lc, Ld) emitted from the scanner unit 3 based on the output calculated by the CPU 150 from the image information input from the host device. Thereby, an electrostatic image according to the image information is formed on the photosensitive drum 1. Next, the electrostatic image formed on the photosensitive drum 1 is developed as a toner image by the developing unit 4. Then, a voltage of the opposite polarity to the normal charging polarity of the toner is applied to the primary transfer roller 14 from the primary transfer voltage power supply 15 (high voltage power supply) as a primary transfer voltage application means. As a result, the toner image on the photosensitive drum 1 is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 10. When a full-color image is formed, the above-mentioned process is carried out in sequence in the first to fourth process cartridges Sa, Sb, Sc, and Sd, and the toner images of each color are then primarily transferred onto the intermediate transfer belt 10 in a superimposed manner.

一次転写ローラ14は外径φ6mmの円筒形状の金属ローラであり、素材はニッケルメッキのSUSを用いている。一次転写ローラ14は、感光ドラム1の中心位置に対して、中間転写ベルト10の移動方向下流側に8mmオフセットされた位置に配置されており、中間転写ベルト10は感光ドラム1に巻きつくような構成になっている。一次転写ローラ14は、感光ドラム1への中間転写ベルト10の巻きつき量を確保出来るように、感光ドラム1と中間転写ベルト10で形成される水平面に対して1mm持ち上げた位置に配置され、中間転写ベルト10を約200gfの力で押圧している。一次転写ローラ14は中間転写ベルト10の回転に伴い従動して回転する。 The primary transfer roller 14 is a cylindrical metal roller with an outer diameter of 6 mm, and is made of nickel-plated SUS. The primary transfer roller 14 is positioned 8 mm offset downstream in the direction of movement of the intermediate transfer belt 10 from the center position of the photosensitive drum 1, and the intermediate transfer belt 10 is configured to wrap around the photosensitive drum 1. The primary transfer roller 14 is positioned 1 mm above the horizontal plane formed by the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 10 so that the amount of winding of the intermediate transfer belt 10 around the photosensitive drum 1 can be ensured, and it presses the intermediate transfer belt 10 with a force of approximately 200 gf. The primary transfer roller 14 rotates in response to the rotation of the intermediate transfer belt 10.

その後、中間転写ベルト10の移動と同期が取られて記録材Pが二次転写部へと搬送される。そして、二次転写ローラ20に、二次転写電圧印加手段としての二次転写電圧電源21(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、中間転写ベルト10上の4色トナー像は、記録材Pを介して中間転写ベルト10に当接している二次転写ローラ20の作用によって、給送手段によって搬送された記録材P上に一括して二次転写される。 Then, in synchronization with the movement of the intermediate transfer belt 10, the recording material P is transported to the secondary transfer section. Then, a voltage of the opposite polarity to the normal charging polarity of the toner is applied to the secondary transfer roller 20 from a secondary transfer voltage power source 21 (high voltage power source) as a secondary transfer voltage application means. As a result, the four-color toner image on the intermediate transfer belt 10 is secondarily transferred all at once onto the recording material P transported by the feeding means by the action of the secondary transfer roller 20 that is in contact with the intermediate transfer belt 10 via the recording material P.

二次転写部材としての二次転写ローラ20は、中間転写ベルト10に対して、50Nの加圧力で当接し、二次転写部(二次転写ニップ)を形成している。二次転写ローラ20は中間転写ベルト10に対して従動回転し、また、中間転写ベルト10上のトナーを紙等の記録材Pに二次転写している時には、二次転写電圧電源21より、1500Vの電圧が印加されている。 The secondary transfer roller 20, which serves as a secondary transfer member, contacts the intermediate transfer belt 10 with a pressure of 50 N, forming a secondary transfer portion (secondary transfer nip). The secondary transfer roller 20 rotates in response to the intermediate transfer belt 10, and a voltage of 1500 V is applied to it from the secondary transfer voltage power source 21 when the toner on the intermediate transfer belt 10 is being secondarily transferred to a recording material P such as paper.

トナー像が転写された記録材Pは、定着手段としての定着装置30に搬送される。定着装置30において、記録材Pは、熱及び圧力が加えられることで、転写されたトナー像が定着され、画像形成装置100から排出される。 The recording material P onto which the toner image has been transferred is transported to the fixing device 30, which serves as a fixing means. In the fixing device 30, heat and pressure are applied to the recording material P to fix the transferred toner image, and the recording material P is discharged from the image forming apparatus 100.

なお、一次転写工程で感光ドラム1の表面に残留した一次転写残トナーは、現像ローラ22(後述)によって回収され、再利用される。一次転写工程で残留した感光ドラム1の表面の転写残トナーは帯電ローラ2を通過するときに正規帯電極性である負極性に帯電される。その後、帯電ローラ2によって形成される感光ドラム1の電位と現像ローラ22に直流電圧を印加されて形成される現像ローラ22(後述)の電位との電位差による電界によって、一次転写残トナーは現像ローラ22に回収され、再利用される。 The primary transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 in the primary transfer process is collected by the developing roller 22 (described later) and reused. The primary transfer residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1 in the primary transfer process is charged to the normal charging polarity, negative, when it passes through the charging roller 2. The primary transfer residual toner is then collected by the developing roller 22 and reused due to an electric field caused by the potential difference between the potential of the photosensitive drum 1 formed by the charging roller 2 and the potential of the developing roller 22 (described later) formed by applying a DC voltage to the developing roller 22.

また、二次転写工程で中間転写ベルト10の表面に残留した二次転写残トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置16により清掃、除去される。
3.プロセスカートリッジの構成
次に、本実施例の画像形成装置100に装着されるプロセスカートリッジSの全体構成について説明する。各色用のプロセスカートリッジSは、図示しない識別部等を除き、同一形状を有する。各色用のプロセスカートリッジSの現像ユニット(現像装置)4内には、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーが収容されている。なお、現像剤収容部である現像ユニット4には、懸濁重合法で製造した負極性の非磁性一成分現像剤(トナー)が収容されている。
Furthermore, any residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 10 in the secondary transfer process is cleaned and removed by an intermediate transfer belt cleaning device 16 .
3. Structure of the Process Cartridge Next, the overall structure of the process cartridge S to be mounted in the image forming apparatus 100 of this embodiment will be described. The process cartridges S for each color have the same shape, except for an identification portion, etc., not shown. The developing unit (developing device) 4 of the process cartridge S for each color contains toner of each color, namely yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). The developing unit 4, which is the developer containing portion, contains a negative polarity non-magnetic one-component developer (toner) manufactured by a suspension polymerization method.

プロセスカートリッジSは、感光ドラム1、回転可能な帯電ローラ2を備えた感光体ユニットと、回転可能な現像ローラ22等を備えた現像ユニット4と、を一体化して構成される。 The process cartridge S is constructed by integrating a photosensitive unit including a photosensitive drum 1 and a rotatable charging roller 2, and a developing unit 4 including a rotatable developing roller 22, etc.

感光ドラム1は、図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。感光ドラム1は、感光ドラム駆動部たる感光ドラム駆動手段110(駆動源)の駆動力が感光体ユニットに伝達されることで、画像形成動作に応じて図示矢印R1方向(反時計方向)に回転駆動される構成としている。 The photosensitive drum 1 is rotatably supported via a bearing (not shown). The photosensitive drum 1 is configured to be rotated in the direction of the arrow R1 (counterclockwise) in response to the image forming operation by transmitting the driving force of the photosensitive drum driving means 110 (driving source) which is the photosensitive drum driving section to the photosensitive unit.

感光ドラム1は、外径φ20mmのアルミの素管上に感光層と表層を設けたもので、表層はポリアリレートで形成する膜厚20mmの薄膜層を用いた。 The photosensitive drum 1 is made by providing a photosensitive layer and a surface layer on an aluminum tube having an outer diameter of φ20 mm. The surface layer is a thin film layer made of polyarylate and has a thickness of 20 mm.

帯電ローラ2は、直径5.5mmの金属軸上に、厚さ1.5mmで体積固有抵抗率が1×10Ωcm程度の導電性ゴムからなる弾性層を設けたローラ部が感光ドラム1に加圧接触し、従動回転する構成とされている。また、帯電ローラ2の表層には多数の凸部が設けられており、平均的な凸部の高さは10μm程度となっている。帯電ローラ2表層に設けた凸部は、帯電部において帯電ローラ2と感光ドラム1との間でスペーサーとしての役割を有している。感光ドラム1上の一次転写残トナーが帯電部に侵入した際に、凸部以外の箇所が一次転写残トナーに触れて帯電ローラ2が転写残トナーで汚れるのを防止する。 The charging roller 2 is configured such that a roller portion, which is provided on a metal shaft having a diameter of 5.5 mm and an elastic layer made of conductive rubber having a thickness of 1.5 mm and a volume resistivity of about 1×10 6 Ωcm, is in pressure contact with the photosensitive drum 1 and rotates driven by the photosensitive drum 1. The surface layer of the charging roller 2 is provided with a large number of protrusions, and the average height of the protrusions is about 10 μm. The protrusions provided on the surface layer of the charging roller 2 serve as spacers between the charging roller 2 and the photosensitive drum 1 in the charging section. When the primary transfer residual toner on the photosensitive drum 1 enters the charging section, the protrusions prevent the charging roller 2 from being soiled with the primary transfer residual toner by contacting the primary transfer residual toner at places other than the protrusions.

一方、現像ユニット4は、図4に示すように、トナーTを担持する現像ローラ22と、現像ブレード23(トナー規制部材)と、トナーTを供給する供給ローラ26と、これらを固定する現像枠体24と、を有している。現像枠体24は、現像ローラ22が配置された現像室24aと、現像室24aから外部へと接続される現像開口(開口部)を封止する吹き出し防止シート24bと、を備えている。 As shown in FIG. 4, the developing unit 4 has a developing roller 22 that carries toner T, a developing blade 23 (toner regulating member), a supply roller 26 that supplies toner T, and a developing frame 24 that fixes these. The developing frame 24 has a developing chamber 24a in which the developing roller 22 is disposed, and a blowout prevention sheet 24b that seals a developing opening (opening) that connects the developing chamber 24a to the outside.

現像ローラ22へのトナーの供給は、現像ローラ22に接触する供給ローラ26により行う。供給ローラ26は現像ローラ22(図示矢印R4方向)に接触して回転(図示矢印R5方向)している。供給ローラ26は、現像室24a内からトナーTを搬送し、現像ローラ22に付着させるとともに、現像ローラ22に残ったトナーTを一旦除去する機能も担う。さらに、供給ローラ26上に付着したトナーTは、現像ローラ22と摺擦することで予備的な摩擦帯電電荷を与えられている。 The supply of toner to the developing roller 22 is performed by a supply roller 26 that contacts the developing roller 22. The supply roller 26 rotates (in the direction of the arrow R5) while in contact with the developing roller 22 (in the direction of the arrow R4). The supply roller 26 transports the toner T from inside the developing chamber 24a and causes it to adhere to the developing roller 22, and also serves the function of temporarily removing any toner T remaining on the developing roller 22. Furthermore, the toner T that has adhered to the supply roller 26 is given a preliminary frictional charge by rubbing against the developing roller 22.

現像ブレード23の一端は現像枠体24に固定された固定部材25に固定され、現像ブレード23の他端が現像ローラ22に当接させられ、現像ローラ22上のトナーコート量規制と電荷付与が可能な構成とされている。現像ローラ22は現像開口部に配置され、感光ドラム1に当接可能とされている。 One end of the developing blade 23 is fixed to a fixed member 25 fixed to the developing frame 24, and the other end of the developing blade 23 is brought into contact with the developing roller 22, enabling the control of the amount of toner coat on the developing roller 22 and the application of electric charge. The developing roller 22 is disposed in the developing opening and is capable of coming into contact with the photosensitive drum 1.

現像ローラ22は、図4の通り、例えば金属芯金22aにシリコンからなる基層22b、ウレタンからなる表層22cが順次積層され構成を有するローラである。現像ローラ駆動部たる現像ローラ駆動手段130(駆動源)の駆動力により、同図中の矢印の方向R4へ回転駆動するように配置されている。 As shown in FIG. 4, the developing roller 22 is a roller having a configuration in which, for example, a base layer 22b made of silicon and a surface layer 22c made of urethane are laminated on a metal core 22a. It is arranged so that it is driven to rotate in the direction R4 indicated by the arrow in the figure by the driving force of the developing roller driving means 130 (driving source) which is the developing roller driving section.

本実施例では、現像ローラ22に所定の直流電圧(現像電圧Vdc)を現像電圧電源131より印加し、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが感光ドラム1に接触する現像部において、静電潜像を顕像化し、トナー像を形成している。 In this embodiment, a predetermined DC voltage (development voltage Vdc) is applied to the development roller 22 from the development voltage power supply 131, and the electrostatic latent image is visualized in the development section where the toner negatively charged by frictional charging contacts the photosensitive drum 1 to form a toner image.

供給ローラ26は、導電性支持体である外径φ5.5(mm)の芯金電極26aの周囲に、発泡ウレタン層26bが設けられている。発泡ウレタン層26bを含んだ供給ローラ26全体の外径はφ11(mm)である。供給ローラ26に対する現像ローラ22の侵入量は1.2mmである。供給ローラ26は、現像ローラ22との当接部において、お互いが逆方向の速度を持つような方向に回転(図示矢印R5方向)する。発泡ウレタン層26bには、この周囲に存在するトナーTの粉圧が作用し、さらに供給ローラ26が回転することで、トナーTが発泡ウレタン層26b内に取り込まれる。供給ローラ26には所定直流電圧(供給電圧Vrs)を供給電圧電源136より印加する。そして、現像ローラ22に印加する電圧(現像電圧Vdc)との電位差(供給ローラコントラストΔVrs=Vrs-Vdc)を制御することで、トナー供給量と予備的な摩擦帯電量をコントロールしている。 The supply roller 26 is provided with a urethane foam layer 26b around a core metal electrode 26a having an outer diameter of φ5.5 (mm) which is a conductive support. The outer diameter of the entire supply roller 26 including the urethane foam layer 26b is φ11 (mm). The amount of penetration of the developing roller 22 into the supply roller 26 is 1.2 mm. The supply roller 26 rotates in a direction (indicated by the arrow R5 in the figure) such that the supply roller 26 and the developing roller 22 have opposite speeds at the contact portion. The powder pressure of the toner T present around the urethane foam layer 26b acts on the urethane foam layer 26b, and the toner T is taken into the urethane foam layer 26b as the supply roller 26 rotates. A predetermined DC voltage (supply voltage Vrs) is applied to the supply roller 26 from the supply voltage power source 136. The amount of toner supply and the amount of preliminary frictional charge are controlled by controlling the potential difference (supply roller contrast ΔVrs = Vrs - Vdc) with the voltage applied to the developing roller 22.

本実施例においては、供給ローラ26に供給電圧Vrs=-500V、現像ローラ22に現像電圧Vdc=-300Vを、それぞれ供給電圧電源136と現像電圧電源131から印加する。それによって、供給ローラ26には現像ローラ22に対して-200Vの電位差がつくように制御部200によって制御し、トナー供給量と予備的な摩擦帯電量を安定化させている。 In this embodiment, a supply voltage Vrs = -500V is applied to the supply roller 26, and a development voltage Vdc = -300V is applied to the development roller 22 from the supply voltage power source 136 and the development voltage power source 131, respectively. As a result, the control unit 200 controls the supply roller 26 so that a potential difference of -200V is created with respect to the development roller 22, stabilizing the amount of toner supply and the amount of preliminary frictional charge.

ここで、以降の説明においては、電位や印加電圧に関し、負極性側に絶対値が大きい(例えば-500Vに対して-1000V)ことを電位が高いと称し、負極性側に絶対値が小さい(例えば-500Vに対して-300V)ことを電位が低いと称する。これは本実施例における負帯電性を持つトナーを基準として考えるためである。 In the following explanation, a high potential and applied voltage refers to an absolute value that is larger on the negative polarity side (e.g., -1000V compared to -500V), and a low potential refers to an absolute value that is smaller on the negative polarity side (e.g., -300V compared to -500V). This is because the negatively charged toner in this embodiment is considered as the standard.

また、本実施例での電圧は、アース電位(0V)との電位差として表現される。したがって、現像電圧Vdc=-300Vは、アース電位に対して、現像ローラ22の芯金に印加された現像電圧によって、-300Vの電位差を有したと解釈される。これは、帯電電圧や転写電圧などに関しても同様である。 In addition, the voltage in this embodiment is expressed as a potential difference with respect to the earth potential (0 V). Therefore, the development voltage Vdc = -300 V is interpreted as having a potential difference of -300 V with respect to the earth potential due to the development voltage applied to the core metal of the development roller 22. This is also true for the charging voltage, transfer voltage, etc.

現像ブレード23は、図4の通り、現像ローラ22に対してカウンター方向を向くようにして当接しており、トナーのコート量の規制及び電荷付与を行っている。 As shown in FIG. 4, the developing blade 23 is in contact with the developing roller 22 in a counter direction, and regulates the amount of toner coated and imparts an electric charge.

本実施例では、トナー規制部材である現像ブレード23として、厚さ50~120μmの板バネ状のSUS板の支持部材を用い、支持部材のバネ弾性を利用してブレード部の表面を現像ローラ22に当接させている。具体的には、図5に示すように当接している。なお、現像ローラ22の断面における中心をゼロ点としたとき、図5の通りXY座標軸を定めて、XYの座標(x、y)で当接位置を定義すると、本実施例ではx=3.86mm、y=-0.60mmである。現像ブレード23のブレード部は、短手方向において、一端にブレード部が形成され、他端が現像枠体24に固定されて、支持された構成とされている。一方、ブレード部は、支持部材の表面に導電性のウレタン樹脂からなる薄膜を被覆して形成したものを用いている。さらに、現像ブレード23に現像ブレード電圧電源133から所定直流電圧を印加し(現像ブレード電圧Vb)、現像ローラ22に印加する電圧(現像電圧Vdc)との電位差(現像ブレードコントラストΔVb=Vb-Vdc)を制御する。それによって、トナー帯電量及びトナーコート量をコントロールしている。 In this embodiment, the developing blade 23, which is a toner regulating member, is a support member made of a 50 to 120 μm thick SUS plate, and the surface of the blade portion is brought into contact with the developing roller 22 by utilizing the spring elasticity of the support member. Specifically, the contact is as shown in FIG. 5. If the center of the cross section of the developing roller 22 is set as the zero point, and the XY coordinate axes are determined as shown in FIG. 5, and the contact position is defined by the XY coordinates (x, y), in this embodiment, x = 3.86 mm, y = -0.60 mm. The blade portion of the developing blade 23 is configured such that a blade portion is formed at one end in the short direction, and the other end is fixed to the developing frame 24 and supported. On the other hand, the blade portion is formed by covering the surface of the support member with a thin film made of conductive urethane resin. Furthermore, a predetermined DC voltage is applied to the developing blade 23 from the developing blade voltage power supply 133 (developing blade voltage Vb), and the potential difference with the voltage applied to the developing roller 22 (developing voltage Vdc) (developing blade contrast ΔVb = Vb - Vdc) is controlled. This controls the toner charge amount and toner coat amount.

本実施例においては、現像ブレード23に現像ブレード電圧Vb=-500V、現像ローラ22に現像電圧Vdc=-300Vを印加する。現像ブレード23には現像ローラ22に対して-200Vの電位差(現像ブレードコントラスト)をつけてトナー帯電量及びトナーコート量を安定化させている。 In this embodiment, a development blade voltage Vb of -500 V is applied to the development blade 23, and a development voltage Vdc of -300 V is applied to the development roller 22. A potential difference (development blade contrast) of -200 V is applied to the development blade 23 relative to the development roller 22 to stabilize the toner charge amount and toner coat amount.

現像ブレード23により現像ローラ22上に形成されたトナー層は、感光ドラム1と当接する現像部へ搬送され、現像部において、反転現像が行われる。図6に示す当接位置Aにおいて、現像ローラ22端部の不図示のコロによって、現像ローラ22の感光体1への侵入量は40μmに設定される。感光ドラム1に押しつけられることにより現像ローラ22の表面は変形する。それにより、現像ニップを形成し、安定した当接状態により現像を行うことが出来る。本実施例における現像ローラ22の感光ドラム1への押圧力は200gfである。現像ローラ22と感光ドラム1との当接部である現像部(以下、現像ニップ部)の幅は、感光ドラム1の回転方向における幅が2.0mm、感光ドラム1の長手方向における幅が220mmである。 The toner layer formed on the developing roller 22 by the developing blade 23 is transported to the developing section that contacts the photosensitive drum 1, where reversal development is performed. At the contact position A shown in FIG. 6, the amount of penetration of the developing roller 22 into the photosensitive body 1 is set to 40 μm by the rollers (not shown) at the end of the developing roller 22. The surface of the developing roller 22 is deformed by being pressed against the photosensitive drum 1. This forms a development nip, and development can be performed in a stable contact state. In this embodiment, the pressing force of the developing roller 22 against the photosensitive drum 1 is 200 gf. The width of the developing section (hereinafter, the development nip section), which is the contact section between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1, is 2.0 mm in the rotation direction of the photosensitive drum 1 and 220 mm in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1.

本実施例におけるトナーは、懸濁重合法で製造した負帯電性を有する非磁性のトナーで、体積平均粒径が7.0μmであり、現像ローラ22上に担持された際に負極性に帯電する。トナーの体積平均粒径はベックマン・コールター株式会社製のレーザー回折式粒度分布測定器LS230で測定した。トナーに関しては後述する。
4.一次転写について
画像形成プロセスの項で述べた一次転写工程に関して詳細に説明する。
The toner in this embodiment is a negatively charged non-magnetic toner produced by a suspension polymerization method, has a volume average particle diameter of 7.0 μm, and is negatively charged when carried on the developing roller 22. The volume average particle diameter of the toner was measured using a laser diffraction particle size distribution measuring instrument LS230 manufactured by Beckman Coulter, Inc. The toner will be described later.
4. Primary Transfer The primary transfer step described in the section on the image forming process will now be described in detail.

まず、感光ドラム1の表面は帯電ローラ2によって一様に所定の電位である帯電電位Vdに帯電される。次に、ホスト機器から入力された画像情報からCPU150で演算された出力に基づいてスキャナユニット3から発せられたレーザー光で帯電した感光ドラム1の表面を走査露光し、感光ドラム1上に画像情報に従った静電像が形成される。この時、静電像が形成される電位である露光後電位Vlが形成される。次に、感光ドラム1上に形成された静電像は、現像電圧Vdcと露光後電位Vlとの電位差(現像コントラストΔVcont=Vl-Vdc)によってトナー像として現像される。そして、一次転写ローラ14に、一次転写電圧印加手段としての一次転写電圧電源15(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の所定直流電圧である一次転写電圧Vtrが印加される。このとき、VtrとVlの電位差(一次転写コントラストΔVtr=Vtr-Vl)が一次転写電界となり、感光ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト10上に一次転写される。 First, the surface of the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined potential, i.e., charging potential Vd, by the charging roller 2. Next, the surface of the charged photosensitive drum 1 is scanned and exposed to a laser beam emitted from the scanner unit 3 based on the output calculated by the CPU 150 from the image information input from the host device, and an electrostatic image according to the image information is formed on the photosensitive drum 1. At this time, a post-exposure potential Vl, which is the potential at which the electrostatic image is formed, is formed. Next, the electrostatic image formed on the photosensitive drum 1 is developed as a toner image by the potential difference (development contrast ΔVcont = Vl - Vdc) between the development voltage Vdc and the post-exposure potential Vl. Then, a primary transfer voltage Vtr, which is a predetermined DC voltage of the opposite polarity to the normal charging polarity of the toner, is applied to the primary transfer roller 14 from a primary transfer voltage power supply 15 (high voltage power supply) as a primary transfer voltage application means. At this time, the potential difference between Vtr and Vl (primary transfer contrast ΔVtr = Vtr - Vl) becomes a primary transfer electric field, and the toner image on the photosensitive drum 1 is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 10.

本実施例における画像形成動作時の各電位設定は、帯電電位Vd=-500V、現像電圧Vdc=-300V、露光後電位Vl=-100V、一次転写電圧Vtr=200Vである。 In this embodiment, the potential settings during image formation are: charging potential Vd = -500V, development voltage Vdc = -300V, post-exposure potential Vl = -100V, and primary transfer voltage Vtr = 200V.

なお、感光ドラム1の表面電位の測定は、トレック社製の表面電位計Model344で行った。
5.現像剤、トナー、転写キャリア粒子
次に、本実施例で用いた現像剤、トナー、転写キャリア粒子について詳細を説明する。
The surface potential of the photosensitive drum 1 was measured using a surface potential meter Model 344 manufactured by Trek.
5. Developer, Toner, and Transfer Carrier Particles Next, the developer, toner, and transfer carrier particles used in this embodiment will be described in detail.

本実施例では現像剤としてトナーと転写キャリア粒子である外添剤Aとの混合物を用いた。ここで、転写キャリア粒子とは、感光ドラム1上に現像されたトナー像と感光ドラム1との間に介在することで、トナー像と感光ドラム1との間の付着力を低減して、トナー像の一次転写効率を向上させる役割を有する微粒子のことを言う。トナーは、離型剤を含有するトナー母粒子及び該トナー母粒子表面の有機ケイ素重合体を含有するトナー粒子である。 In this embodiment, a mixture of toner and external additive A, which is transfer carrier particles, is used as the developer. Here, the transfer carrier particles refer to fine particles that are present between the toner image developed on the photosensitive drum 1 and the photosensitive drum 1, thereby reducing the adhesive force between the toner image and the photosensitive drum 1 and improving the primary transfer efficiency of the toner image. The toner is toner particles that contain toner base particles containing a release agent and an organosilicon polymer on the surface of the toner base particles.

該有機ケイ素重合体は、R-Si(O1/2で表されるT3単位構造を有し、該Rは、炭素数1以上6以下のアルキル基又はフェニル基を表し、有機ケイ素重合体はトナー母粒子表面に凸部を形成している。 The organosilicon polymer has a T3 unit structure represented by R-Si(O 1/2 ) 3 , where R represents an alkyl group or a phenyl group having 1 to 6 carbon atoms, and the organosilicon polymer forms convex portions on the surfaces of the toner base particles.

凸部はトナー母粒子表面に面接触していることを特徴としており、面接触することにより、凸部の移動・脱離・埋没に対する抑制効果が顕著に期待出来る。 The protrusions are characterized by being in surface contact with the surface of the toner base particle, and this surface contact is expected to have a significant effect in inhibiting the movement, detachment, and embedding of the protrusions.

面接触の程度を、図7、図8、図9、図10に示す凸部の模式図にて説明する。 The degree of surface contact is explained using the schematic diagrams of the protrusions shown in Figures 7, 8, 9, and 10.

図7に示す61は、トナー粒子の約1/4程度が分かるトナー粒子の断面画像であり、62はトナー粒子、63はトナー母粒子表面、64が凸部である。トナー粒子の断面は後述する走査透過型電子顕微鏡(以下、STEMともいう)を用いて観察することが出来る。 In FIG. 7, 61 is a cross-sectional image of a toner particle in which about 1/4 of the toner particle can be seen, 62 is a toner particle, 63 is the surface of the toner base particle, and 64 is a protrusion. The cross section of a toner particle can be observed using a scanning transmission electron microscope (hereinafter also referred to as STEM) described later.

トナーの断面画像を観察し、トナー母粒子表面の周に沿った線を描く。その周に沿った線を基準に水平画像へ変換を行う。該水平画像において、該凸部と該トナー母粒子とが連続した界面を形成している部分における該周に沿った線の長さを凸幅wとする。 Observe the cross-sectional image of the toner and draw a line along the periphery of the toner base particle surface. Convert the image into a horizontal image based on the line along the periphery. In the horizontal image, the length of the line along the periphery in the part where the convex portion and the toner base particle form a continuous interface is defined as the convex width w.

また、該凸幅wの法線方向において該凸部の最大長を凸径Dとし、該凸径Dを形成する線分における該凸部の頂点から該周に沿った線までの長さを凸高さHとする。 The maximum length of the convex portion in the normal direction of the convex width w is the convex diameter D, and the length from the apex of the convex portion to a line along the circumference on the line segment that forms the convex diameter D is the convex height H.

図8及び図10において、凸径Dと凸高さHは同じであり、図9において、凸径Dは凸高さHより大きくなる。 In Figures 8 and 10, the convex diameter D and the convex height H are the same, and in Figure 9, the convex diameter D is greater than the convex height H.

また、図10は、中空粒子を潰す・割るなどして得られた、半球粒子の中心部が凹んだ、ボウル形状の粒子に類する粒子の固着状態を模式的に表したものである。 Figure 10 shows a schematic representation of the adhesion state of particles similar to bowl-shaped particles, which are hemispherical particles with a concave center, obtained by crushing or breaking hollow particles.

図10において、凸幅Wはトナー母粒子表面と接している有機ケイ素重合体の長さの合計とする。すなわち、図10における凸幅WはW1とW2の合計となる。 In Figure 10, the convex width W is the total length of the organosilicon polymer in contact with the toner base particle surface. In other words, the convex width W in Figure 10 is the sum of W1 and W2.

凸高さHの個数平均値は、30nm以上300nm以下であり、30nm以上200nm以下であることが好ましい。凸高さHの個数平均値が、30nm以上である場合、トナー母粒子表面と転写部材との間にスペーサー効果が生じ、転写性が顕著に向上する。一方、凸高さHの個数平均値が、300nm以下である場合、移動・脱離・埋没への抑制効果が著しく、長期使用においても高い転写性が維持される。凸高さHが30nm以上300nm以下である凸部において、凸高さHの累積分布をとる。該凸高さHの小さい方から積算して80個数%にあたる該凸高さをH80としたとき、H80は65nm以上120nm以下であることが好ましく、75nm以上100nm以下であることがより好ましい。H80が上記範囲であることで、転写性をより向上させることが出来る。 The number average value of the convex height H is 30 nm or more and 300 nm or less, and preferably 30 nm or more and 200 nm or less. When the number average value of the convex height H is 30 nm or more, a spacer effect occurs between the surface of the toner base particle and the transfer member, and the transferability is significantly improved. On the other hand, when the number average value of the convex height H is 300 nm or less, the effect of suppressing movement, detachment, and embedding is significant, and high transferability is maintained even during long-term use. A cumulative distribution of the convex height H is taken for the convex portion having a convex height H of 30 nm or more and 300 nm or less. When the convex height H that corresponds to 80% by number of the smallest convex heights H is H80, H80 is preferably 65 nm or more and 120 nm or less, and more preferably 75 nm or more and 100 nm or less. By setting H80 in the above range, the transferability can be further improved.

外添剤Aの一次粒子の個数平均粒径Rは、30nm以上1200nm以下であることが好ましい。Rが30nm以上であることで、転写部材との間にスペーサー効果を発現させ、高い転写性を発揮させる。また、Rが大きいほど、転写性能は向上する傾向にある。一方、Rが1200nmを超える場合、トナーの流動性が低下して画像ムラが生じやすくなる。 The number-average particle size R of the primary particles of the external additive A is preferably 30 nm or more and 1200 nm or less. When R is 30 nm or more, a spacer effect is exerted between the transfer member and the external additive A, and high transferability is exhibited. In addition, the larger R is, the more the transferability tends to improve. On the other hand, when R is more than 1200 nm, the fluidity of the toner decreases, and image unevenness is easily generated.

外添剤Aの一次粒子の個数平均粒径Rの凸高さHの個数平均値に対する比は、1.00以上4.00以下であることが好ましい。該比[(外添剤Aの一次粒子の個数平均粒径R)/(凸高さHの個数平均値)]が上記範囲である場合、長寿命化に耐えうる優れた転写性と低温定着性の両立が可能である。 It is preferable that the ratio of the number average particle diameter R of the primary particles of the external additive A to the number average value of the convex height H is 1.00 or more and 4.00 or less. When the ratio [(number average particle diameter R of the primary particles of the external additive A)/(number average value of the convex height H)] is in the above range, it is possible to achieve both excellent transferability and low-temperature fixability that can withstand a long life.

凸高さHの個数平均値が最小値である30nmの場合、Rが30nm以上であれば、転写部材との間にスペーサー効果を発現させ、転写性を良化させることが出来る。これは、脱離などの影響より凸部が存在していない場所に、該外添剤Aが置換されて、スペーサー効果を発現していると考えている。つまり、Rが30nm未満であれば、スペーサー効果を発現しにくい。 When the number average value of the convex height H is 30 nm, which is the minimum value, if R is 30 nm or more, a spacer effect can be exerted between the transfer member and the convexity, improving transferability. This is thought to be because the external additive A is substituted in places where there are no convexities due to the effects of detachment, etc., exerting the spacer effect. In other words, if R is less than 30 nm, the spacer effect is difficult to exert.

外添剤Aのトナー粒子表面に対する固着率は、0%以上20%以下であることが好ましく、0%以上10%以下であることがより好ましい。該固着率が上記範囲にあることで、外添剤Aがトナー粒子の表面を動き易くなり、凸部代替作用によって転写性をより向上させることが出来る。トナーを定着部材に定着させる定着工程において、トナー母粒子から、適切量の離型剤が染み出すことによって、定着部材と紙の分離性能を向上させている。 The adhesion rate of external additive A to the toner particle surface is preferably 0% or more and 20% or less, and more preferably 0% or more and 10% or less. When the adhesion rate is in the above range, external additive A can move easily on the surface of the toner particles, and the transferability can be further improved by the protrusion substitution effect. In the fixing process in which the toner is fixed to the fixing member, an appropriate amount of release agent seeps out from the toner base particles, improving the separation performance between the fixing member and the paper.

走査電子顕微鏡による該トナーの表面観察によって、該トナー表面の1.5μm四方の反射電子像を取得する。該反射電子像中の有機ケイ素重合体部分が明部となるように二値化処理した画像を得たとき、該画像の全面積に対する該画像の明部面積の面積割合(以下単に、明部面積の面積割合ともいう)は、30.0%以上75.0%以下である。また、該画像の明部面積の面積割合は、35.0%以上70.0%以下であることが好ましい。該明部面積の面積割合が高いほど、有機ケイ素重合体のトナー母粒子表面における存在割合が高いことを示している。該明部面積の面積割合が75.0%より高い場合、トナー母粒子由来の成分のトナー母粒子表面における存在割合が少なく、トナー母粒子からの離型剤の染み出しが生じにくくなり、低温定着時に定着器への薄紙巻き付きが発生し易い。一方、該画像の明部面積の面積割合が30.0%未満の場合、トナー母粒子由来の成分のトナー母粒子表面における存在割合が多い。すなわち、トナー母粒子由来の成分のトナー母粒子表面への露出面積が大きく、使用初期の転写性が低下する。該画像の明部面積の面積割合は、以後、トナー母粒子の表面における有機ケイ素重合体の被覆率ともいう。 By observing the surface of the toner with a scanning electron microscope, a reflected electron image of 1.5 μm square of the toner surface is obtained. When an image is obtained by binarizing the reflected electron image so that the organosilicon polymer portion becomes a bright portion, the area ratio of the bright portion area of the image to the total area of the image (hereinafter also simply referred to as the area ratio of the bright portion area) is 30.0% or more and 75.0% or less. In addition, it is preferable that the area ratio of the bright portion area of the image is 35.0% or more and 70.0% or less. The higher the area ratio of the bright portion area, the higher the presence ratio of the organosilicon polymer on the toner mother particle surface. When the area ratio of the bright portion area is higher than 75.0%, the presence ratio of the components derived from the toner mother particle on the toner mother particle surface is low, the exudation of the release agent from the toner mother particle is difficult to occur, and the thin paper is likely to wrap around the fixing device during low-temperature fixing. On the other hand, when the area ratio of the bright portion area of the image is less than 30.0%, the presence ratio of the components derived from the toner mother particle on the toner mother particle surface is high. In other words, the exposed area of the components derived from the toner base particles on the surface of the toner base particles is large, and the transferability is reduced in the initial stage of use. The area ratio of the bright area of the image is hereafter also referred to as the coverage rate of the organosilicon polymer on the surface of the toner base particles.

外添剤Aは、一次粒子の個数平均粒径Rが30nm以上1000nm以下であるものであれば特段限定されることはなく、各種有機微粒子又は無機微粒子を用いることが出来る。流動性を付与し易く、トナー母粒子と同じく負に帯電し易いという観点から、外添剤Aはシリカ微粒子を含有することが好ましい。外添剤A中のシリカ微粒子の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、外添剤Aがシリカ微粒子であることがより好ましい。トナー中の外添剤Aの含有量は、0.02質量%以上5.00質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上3.00質量%以下であることがより好ましい。 External additive A is not particularly limited as long as the number average particle diameter R of the primary particles is 30 nm or more and 1000 nm or less, and various organic or inorganic fine particles can be used. From the viewpoint of easily imparting fluidity and being easily negatively charged like the toner mother particles, external additive A preferably contains silica fine particles. The content of silica fine particles in external additive A is preferably 50 mass% or more, and external additive A is more preferably silica fine particles. The content of external additive A in the toner is preferably 0.02 mass% or more and 5.00 mass% or less, and more preferably 0.05 mass% or more and 3.00 mass% or less.

シリカ微粒子以外の有機微粒子又は無機微粒子としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
(1)流動性付与剤:アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子、カーボンブラック及びフッ化カーボン。
(2)研磨剤:金属酸化物の微粒子(チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、アルミナ、酸化マグネシウム、及び酸化クロムなどの微粒子)、窒化物の微粒子(窒化ケイ素などの微粒子)、炭化物の微粒子(炭化ケイ素などの微粒子)、金属塩の微粒子(硫酸カルシウム、硫酸バリウム、及び炭酸カルシウムなどの微粒子)。
(3)滑剤:フッ素系樹脂の微粒子(フッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどの微粒子)、脂肪酸金属塩の微粒子(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの微粒子)。
(4)荷電制御性微粒子:金属酸化物の微粒子(酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、及びアルミナなどの微粒子)、カーボンブラック。
Examples of organic or inorganic fine particles other than silica fine particles include the following.
(1) Fluidity imparting agents: alumina fine particles, titanium oxide fine particles, carbon black and carbon fluoride.
(2) Abrasives: fine particles of metal oxides (fine particles of strontium titanate, cerium oxide, alumina, magnesium oxide, chromium oxide, etc.), fine particles of nitrides (fine particles of silicon nitride, etc.), fine particles of carbides (fine particles of silicon carbide, etc.), fine particles of metal salts (fine particles of calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, etc.).
(3) Lubricants: fine particles of fluororesin (fine particles of vinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc.), fine particles of fatty acid metal salts (fine particles of zinc stearate, calcium stearate, etc.).
(4) Charge-controlling fine particles: fine particles of metal oxides (fine particles of tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, alumina, etc.), carbon black.

シリカ微粒子及び該有機微粒子又は無機微粒子は、トナーの流動性の改善及びトナー粒子の帯電均一化のために疎水化処理が施されたものを用いてもよい。 The silica fine particles and the organic or inorganic fine particles may be subjected to a hydrophobic treatment to improve the flowability of the toner and to uniformly charge the toner particles.

該疎水化処理のための処理剤としては、未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物、有機チタン化合物が挙げられる。これらの処理剤は単独で又は併用して用いてもよい。 Examples of treatment agents for the hydrophobic treatment include unmodified silicone varnish, various modified silicone varnishes, unmodified silicone oil, various modified silicone oils, silane compounds, silane coupling agents, other organosilicon compounds, and organotitanium compounds. These treatment agents may be used alone or in combination.

該シリカ微粒子は、公知のシリカの微粒子が使用可能であり、乾式シリカの微粒子、湿式シリカの微粒子のいずれであってもよい。好ましくは、ゾルゲル法により得られる湿式シリカの微粒子(以下、ゾルゲルシリカともいう)であることが好ましい。 The silica fine particles can be any known silica fine particles, and may be either dry silica fine particles or wet silica fine particles. Preferably, the silica fine particles are wet silica fine particles obtained by the sol-gel method (hereinafter, also referred to as sol-gel silica).

図11は本実施例で用いた現像剤の拡大図である。図11に示すように、本実施例の現像剤は有機ケイ素重合体の凸部が多数形成されたトナー表面上に転写キャリア粒子である外添剤Aを配置したものになっている。 Figure 11 is an enlarged view of the developer used in this embodiment. As shown in Figure 11, the developer in this embodiment has external additive A, which is a transfer carrier particle, placed on a toner surface on which numerous protrusions of an organosilicon polymer are formed.

図11で示すトナー表面の凸間隔Gと凸高さHは、後述する走査透過型電子顕微鏡(以下、STEMともいう)を用いて測定することが出来る。また、凸間隔Gと凸高さHは走査型プローブ顕微鏡(以下SPM)でも測定することが出来る。走査型プローブ顕微鏡(以下SPM)は、探針,探針を支持するカンチレバー及びカンチレバーの曲がりを検出する変位測定系を備えており、探針と試料との間の原子間力(引力または斥力)を検出して、試料表面の形状観察を行うものである。 The convex spacing G and convex height H on the toner surface shown in Figure 11 can be measured using a scanning transmission electron microscope (hereinafter referred to as STEM), which will be described later. The convex spacing G and convex height H can also be measured with a scanning probe microscope (hereinafter referred to as SPM). A scanning probe microscope (hereinafter referred to as SPM) is equipped with a probe, a cantilever that supports the probe, and a displacement measurement system that detects the bending of the cantilever, and detects the atomic force (attractive or repulsive force) between the probe and the sample to observe the shape of the sample surface.

凸間隔Gが転写キャリアよりも大きいと転写キャリア粒子が凸部間に配置された場合にトナー母体と接触してしまい、転写キャリア粒子とトナー間の付着力Ftが大きくなりトナーから感光ドラム1へ転写キャリア粒子が転移しづらくなる。そのため、凸間隔Gの個数平均値は転写キャリア粒子の個数平均粒径よりも小さいことが好ましい。 If the convex spacing G is larger than the transfer carrier, the transfer carrier particles will come into contact with the toner matrix when placed between the convex portions, and the adhesive force Ft between the transfer carrier particles and the toner will increase, making it difficult for the transfer carrier particles to transfer from the toner to the photosensitive drum 1. Therefore, it is preferable that the number-average convex spacing G is smaller than the number-average particle size of the transfer carrier particles.

また、凸高さHが転写キャリア粒子の粒径よりも高いと、凸部が転写キャリア粒子よりも先に感光ドラム1に接触してしまい、転写キャリア粒子が感光ドラム1と接触しづらくなり、トナーから感光ドラム1へ転写キャリア粒子が転移しづらくなる。そのため、凸高さHの個数平均値は転写キャリア粒子の個数平均粒径よりも小さいことが好ましい。 Furthermore, if the convex height H is greater than the particle size of the transfer carrier particles, the convex portion will come into contact with the photosensitive drum 1 before the transfer carrier particles, making it difficult for the transfer carrier particles to come into contact with the photosensitive drum 1, and making it difficult for the transfer carrier particles to transfer from the toner to the photosensitive drum 1. Therefore, it is preferable that the number-average value of the convex height H is smaller than the number-average particle size of the transfer carrier particles.

ただし、前述したように転写キャリア粒子とトナー間の付着力Ftが転写キャリア粒子と感光ドラム1との間の付着力Fdrよりも小さいことが好ましい。そのため、転写キャリア粒子の材料としては転写キャリア粒子のトナーへの付着力Ftが小さくなるものを選択することが好ましい。例えば、本実施例のように、トナー表面の凸部が有機シリカ重合体などのシリカ系材料で形成されている場合は、転写キャリア粒子の材料としても凸部と材料構成の近いシリカ系の材料を選択することが、凸部と転写キャリア粒子間を低付着力にするため好ましい。 However, as mentioned above, it is preferable that the adhesive force Ft between the transfer carrier particles and the toner is smaller than the adhesive force Fdr between the transfer carrier particles and the photosensitive drum 1. Therefore, it is preferable to select a material for the transfer carrier particles that reduces the adhesive force Ft of the transfer carrier particles to the toner. For example, as in this embodiment, when the convex portions on the toner surface are formed of a silica-based material such as an organic silica polymer, it is preferable to select a silica-based material with a material composition similar to that of the convex portions as the material for the transfer carrier particles, in order to reduce the adhesive force between the convex portions and the transfer carrier particles.

トナーを被覆する転写キャリア粒子の個数は多い方が現像ローラ22から感光ドラム1への転写キャリア粒子の供給の観点からは好ましい。しかし、転写キャリア粒子の添加量が多すぎると画像形成装置100内の部材汚染のリスクが高まるため、所望の一次転写性に合わせて調整することが好ましい。 A larger number of transfer carrier particles covering the toner is preferable from the viewpoint of supplying the transfer carrier particles from the developing roller 22 to the photosensitive drum 1. However, adding too many transfer carrier particles increases the risk of contaminating components inside the image forming device 100, so it is preferable to adjust the amount according to the desired primary transferability.

一次転写性は感光ドラム1上に占める転写キャリア粒子の被覆率の増加に伴って向上し、十分な一次転写性を得るためには感光ドラム1上に占める転写キャリア粒子の被覆率が10%以上であることが好ましい。しかしながら、感光ドラム1上に占める転写キャリア粒子の被覆率が増加するにつれ、一次転写性の向上度合いが鈍化し、転写キャリア粒子による画像形成装置内汚染の各種部材汚染のリスクが高まる。そのため、転写キャリア粒子の感光ドラム1上に占める被覆率は50%以内にしておくことが好ましい。
6.現像剤の物性測定方法
以下、各種測定方法を説明する。
The primary transferability improves with an increase in the coverage of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1, and in order to obtain sufficient primary transferability, it is preferable that the coverage of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 is 10% or more. However, as the coverage of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 increases, the degree of improvement in the primary transferability slows down, and the risk of contamination of various members within the image forming apparatus by the transfer carrier particles increases. Therefore, it is preferable to keep the coverage of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 within 50%.
6. Methods for Measuring Developer Properties Various measuring methods will be described below.

<走査透過型電子顕微鏡(STEM)におけるトナーの断面の観察方法>
走査透過型電子顕微鏡(STEM)で観察されるトナーの断面は以下のようにして作製する。
<Method of observing a cross section of a toner using a scanning transmission electron microscope (STEM)>
A cross section of a toner to be observed with a scanning transmission electron microscope (STEM) is prepared as follows.

以下、トナーの断面の作製手順を説明する。なお、トナーに有機微粒子又は無機微粒子が外添されている場合は、下記方法等によって、有機微粒子又は無機微粒子を除去したものを試料として用いる。 The procedure for preparing a cross section of a toner is explained below. If organic or inorganic fine particles are added to the toner, the toner from which the organic or inorganic fine particles have been removed using the method described below or similar is used as the sample.

イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブ(容量50mL)に、上記ショ糖濃厚液を31gと、コンタミノンN(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)を6mL入れる。ここにトナー1.0gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。遠心分離用チューブをシェイカー(AS-1N アズワン株式会社より販売)にて300spm(strokes per min)、20分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R 株式会社コクサン製)にて3500rpm、30分間の条件で分離する。この操作により、トナー粒子と外添剤とが分離される。トナー粒子と水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナー粒子をスパチュラ等で採取する。採取したトナー粒子を減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、測定用試料を得る。この操作を複数回実施して、必要量を確保する。 160 g of sucrose (Kishida Chemical) is added to 100 mL of ion-exchanged water, and dissolved in a hot water bath to prepare a concentrated sucrose solution. 31 g of the concentrated sucrose solution and 6 mL of Contaminon N (a 10% aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments, pH 7, consisting of a nonionic surfactant, anionic surfactant, and organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are placed in a centrifuge tube (50 mL capacity). 1.0 g of toner is added to this, and the toner clumps are loosened with a spatula or the like. The centrifuge tube is shaken at 300 spm (strokes per minute) for 20 minutes in a shaker (AS-1N, sold by AS ONE Corporation). After shaking, the solution is transferred to a glass tube (50 mL) for a swing rotor, and separated in a centrifuge (H-9R, manufactured by Kokusan Co., Ltd.) at 3,500 rpm for 30 minutes. This operation separates the toner particles from the external additives. Visually check that the toner particles and the aqueous solution are sufficiently separated, and collect the toner particles that have separated to the top layer with a spatula or similar. After filtering the collected toner particles with a vacuum filter, dry them in a dryer for at least one hour to obtain a sample for measurement. This operation is carried out multiple times to ensure the required amount.

また、凸部が有機ケイ素重合体を含有するか否かについては、エネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組合せて確認する。 In addition, whether or not the convex portion contains an organosilicon polymer will be confirmed by combining elemental analysis using energy dispersive X-ray analysis (EDS).

カバーガラス(松波硝子社、角カバーグラス;正方形No.1)上にトナーを一層となるように散布し、オスミウム(Os)・プラズマコーター(filgen社、OPC80T)を用いて、保護膜としてトナーにOs膜(5nm)及びナフタレン膜(20nm)を施す。次に、PTFE製のチューブ(外径3mm(内径1.5mm)×3mm)に光硬化性樹脂D800(日本電子社)を充填し、チューブの上に前記カバーガラスをトナーが光硬化性樹脂D800に接するような向きで静かに置く。この状態で光を照射して樹脂を硬化させた後、カバーガラスとチューブを取り除くことで、最表面にトナーが包埋された円柱型の樹脂を形成する。超音波ウルトラミクロトーム(Leica社、UC7)により、切削速度0.6mm/sで、円柱型の樹脂の最表面からトナーの半径(例えば、重量平均粒径(D4)が8.0μmの場合は4.0μm)の長さだけ切削して、トナー中心部の断面を出す。 Toner is spread onto a cover glass (Matsunami Glass Co., Ltd., square cover glass; square No. 1) in a single layer, and an osmium (Os) plasma coater (Filgen, OPC80T) is used to apply an Os film (5 nm) and a naphthalene film (20 nm) to the toner as a protective film. Next, a PTFE tube (outer diameter 3 mm (inner diameter 1.5 mm) x 3 mm) is filled with photocurable resin D800 (JEOL Ltd.), and the cover glass is gently placed on top of the tube so that the toner is in contact with the photocurable resin D800. In this state, light is irradiated to harden the resin, and then the cover glass and tube are removed to form a cylindrical resin with the toner embedded in the outermost surface. Using an ultrasonic ultramicrotome (Leica, UC7), a cutting speed of 0.6 mm/s is used to cut from the outermost surface of the cylindrical resin to the length of the toner radius (for example, 4.0 μm when the weight average particle size (D4) is 8.0 μm) to expose the cross section of the center of the toner.

次に、膜厚100nmとなるように切削し、トナーの断面の薄片サンプルを作製する。このような手法で切削することで、トナー中心部の断面を得ることが出来る。 Next, the toner is cut to a thickness of 100 nm to produce a thin sample of the toner cross section. By cutting in this manner, a cross section of the center of the toner can be obtained.

走査透過型電子顕微鏡(STEM)として、JEOL社製、JEM-2800を用いた。STEMのプローブサイズは1nm、画像サイズ1024×1024ピクセルにて画像を取得する。また、明視野像のDetector ControlパネルのContrastを1425、Brightnessを3750、Image ControlパネルのContrastを0.0、Brightnessを0.5、Gammmaを1.00に調整して、画像を取得する。画像倍率は100,000倍にて行い、図11のようにトナー1粒子中の断面の周のうち4分の1から2分の1程度収まるように画像取得を行う。得られたSTEM画像について、画像処理ソフト(イメージJ(https://imagej.nih.gov/ij/より入手可能))を用いて画像解析を行い、有機ケイ素重合体を含む凸部を計測する。該計測はSTEM画像中から任意に選択した30個の凸部について行う。なお、凸部が有機ケイ素重合体を含有するか否かについては、走査型電子顕微鏡(SEM)及びエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析の組合せにより確認する。まず、ライン描画ツール(StraghtタブのSegmented lineを選択)にてトナー母粒子の周に沿った線を描く。有機ケイ素重合体の凸部がトナー母粒子に埋没しているような部分は、その埋没はないものとして滑らかに線をつなぐ。その線を基準に水平画像へ変換(EditタブのSelection選択し、propertiesにてline widthを500ピクセルに変更後、EditタブのSelectionを選択しStraghtenerを行う)を行う。該水平画像中、有機ケイ素重合体を含む凸部の一つについて、下記計測を実施する。該凸部と該トナー母粒子とが連続した界面を形成している部分における該周に沿った線の長さを凸幅wとする。該凸幅wの法線方向において該凸部の最大長を凸径Dとし、該凸径Dを形成する線分における該凸部の頂点から該周に沿った線までの長さを凸高さHとする。該計測を、任意に選択した30個の凸部について実施し、各計測値の算術平均値を、凸高さHの個数平均値とする。 A JEM-2800 manufactured by JEOL was used as the scanning transmission electron microscope (STEM). The probe size of the STEM was 1 nm, and images were acquired with an image size of 1024 x 1024 pixels. In addition, the contrast of the Detector Control panel for the bright field image was adjusted to 1425, the brightness to 3750, and the contrast of the Image Control panel to 0.0, the brightness to 0.5, and the gamma to 1.00, to acquire the image. The image magnification was 100,000 times, and the image was acquired so that it covered about one-quarter to one-half of the circumference of the cross section of one toner particle, as shown in Figure 11. The obtained STEM image is subjected to image analysis using image processing software (ImageJ (available from https://imagej.nih.gov/ij/)) and the convex portions containing the organosilicon polymer are measured. The measurement is performed on 30 convex portions arbitrarily selected from the STEM image. Whether or not the convex portions contain the organosilicon polymer is confirmed by a combination of elemental analysis using a scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray analysis (EDS). First, a line is drawn along the periphery of the toner base particle using a line drawing tool (select Segmented line in the Strong tab). Parts where the organosilicon polymer convex portions are buried in the toner base particle are connected smoothly with a line, assuming that they are not buried. The image is converted to a horizontal image based on that line (select Selection on the Edit tab, change line width to 500 pixels in properties, then select Selection on the Edit tab and perform Strengthener). In the horizontal image, the following measurements are performed on one of the convex parts containing the organosilicon polymer. The length of the line along the circumference in the part where the convex part and the toner base particle form a continuous interface is defined as the convex width w. The maximum length of the convex part in the normal direction of the convex width w is defined as the convex diameter D, and the length from the apex of the convex part to the line along the circumference in the line segment that forms the convex diameter D is defined as the convex height H. The measurements are performed on 30 arbitrarily selected convex parts, and the arithmetic average of each measurement value is defined as the number average of the convex height H.

<H80の算出方法>
上記走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いたトナーの断面のSTEM画像において、凸高さHが30nm以上300nm以下である凸部において、該凸高さHの累積分布をとる。該凸高さHの小さい方から積算して80個数%にあたる該凸高さをH80(単位:nm)とする。
<Calculation method of H80>
In the STEM image of the cross section of the toner obtained by the above-mentioned scanning transmission electron microscope (STEM), a cumulative distribution of the convex height H is taken for convex portions having a convex height H of 30 nm or more and 300 nm or less. The convex height H that is integrated from the smallest convex height H and accounts for 80% by number is defined as H80 (unit: nm).

<トナー表面の1.5μm四方の反射電子像における明部面積の面積割合の算出方法>
明部面積の面積割合は、走査電子顕微鏡を用いて、トナーの表面観察を行う。そして、トナー表面の1.5μm四方の反射電子像を取得する。そして、該反射電子像中の有機ケイ素重合体部分が明部となるように二値化処理した画像を得て、該画像の全面積に対する該画像の明部面積の割合を求める。トナーに有機微粒子又は無機微粒子が外添されているときは、下記方法などによって、有機微粒子又は無機微粒子を除去したものを試料として用いる。
<Method of calculating the area ratio of bright areas in a 1.5 μm square reflected electron image of a toner surface>
The bright area ratio is determined by observing the toner surface using a scanning electron microscope. A backscattered electron image of a 1.5 μm square area of the toner surface is obtained. An image is then obtained by binarizing the backscattered electron image so that the organosilicon polymer portion becomes the bright area, and the ratio of the bright area of the image to the total area of the image is determined. When organic or inorganic fine particles are externally added to the toner, the organic or inorganic fine particles are removed by the following method or the like, and the sample is used.

イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブ(容量50mL)に、上記ショ糖濃厚液を31gと、コンタミノンN(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)を6mL入れる。ここにトナー1.0gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。遠心分離用チューブをシェイカー(AS-1N アズワン株式会社より販売)にて300spm(strokes per min)、20分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R 株式会社コクサン製)にて3500rpm、30分間の条件で分離する。この操作により、トナー粒子と外添剤とが分離される。トナー粒子と水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナー粒子をスパチュラなどで採取する。採取したトナー粒子を減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、測定用試料を得る。この操作を複数回実施して、必要量を確保する。 160 g of sucrose (Kishida Chemical) is added to 100 mL of ion-exchanged water, and dissolved in a hot water bath to prepare a concentrated sucrose solution. 31 g of the concentrated sucrose solution and 6 mL of Contaminon N (a 10% aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments, pH 7, consisting of a nonionic surfactant, anionic surfactant, and organic builder, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are placed in a centrifuge tube (50 mL capacity). 1.0 g of toner is added to this, and the toner clumps are loosened with a spatula or the like. The centrifuge tube is shaken at 300 spm (strokes per minute) for 20 minutes in a shaker (AS-1N, sold by AS ONE Corporation). After shaking, the solution is transferred to a glass tube (50 mL) for a swing rotor, and separated in a centrifuge (H-9R, manufactured by Kokusan Co., Ltd.) at 3,500 rpm for 30 minutes. This operation separates the toner particles from the external additives. Visually check that the toner particles and the aqueous solution are sufficiently separated, and collect the toner particles that have separated to the top layer using a spatula or similar tool. After filtering the collected toner particles with a vacuum filter, dry them in a dryer for at least one hour to obtain a sample for measurement. This operation is repeated multiple times to ensure the required amount.

また、凸部が有機ケイ素重合体を含有するか否かについては、後述するエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組合せて確認する。 Whether or not the convex portions contain an organosilicon polymer will be confirmed by combining this with elemental analysis using energy dispersive X-ray analysis (EDS), which will be described later.

SEMの装置及び観察条件は、下記の通りである。
使用装置:カールツァイスマイクロスコピー株式会社製 ULTRA PLUS
加速電圧:1.0kV
WD:2.0mm
Aperture Size:30.0μm
検出信号:EsB(エネルギー選択式反射電子)
EsB Grid:800V
観察倍率:50,000倍
コントラスト:63.0±5.0%(参考値)
ブライトネス:38.0±5.0%(参考値)
解像度:1024×768
前処理:トナー粒子をカーボンテープに散布(蒸着は行わない)
加速電圧及びEsB Gridは、トナー粒子の最表面の構造情報の取得、未蒸着試料のチャージアップ防止、エネルギーの高い反射電子の選択的検出、といった項目を達成するように設定する。観察視野は、トナー粒子の曲率が最も小さくなる頂点付近を選択する。反射電子像の明部が有機ケイ素重合体由来であることは、走査電子顕微鏡(SEM)で取得出来るエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素マッピング像と、前記反射電子像を重ね合わせることで確認した。
The SEM equipment and observation conditions are as follows.
Equipment used: ULTRA PLUS manufactured by Carl Zeiss Microscopy Co., Ltd.
Acceleration voltage: 1.0 kV
WD: 2.0 mm
Aperture Size: 30.0 μm
Detection signal: EsB (energy selective backscattered electrons)
EsB Grid: 800V
Observation magnification: 50,000 times Contrast: 63.0±5.0% (reference value)
Brightness: 38.0±5.0% (reference value)
Resolution: 1024 x 768
Pretreatment: Toner particles are scattered onto carbon tape (no deposition is performed)
The accelerating voltage and EsB Grid are set to achieve the following: obtaining structural information on the outermost surface of the toner particles, preventing charging up of undeposited samples, and selectively detecting high-energy reflected electrons. The observation field is selected to be near the apex where the curvature of the toner particles is smallest. It was confirmed that the bright areas of the reflected electron image were derived from the organosilicon polymer by superimposing the reflected electron image on an element mapping image obtained by energy dispersive X-ray analysis (EDS) that can be obtained by a scanning electron microscope (SEM).

SEM/EDSの装置及び観察条件は、下記の通りである。
使用装置(SEM):カールツァイスマイクロスコピー株式会社製 ULTRA PLUS
使用装置(EDS):サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製 NORAN System 7、Ultra Dry EDS Detecter
加速電圧:5.0kV
WD:7.0mm
Aperture Size:30.0μm
検出信号:SE2(二次電子)
観察倍率:50,000倍
モード:Spectral Imaging
前処理:トナー粒子をカーボンテープに散布し、白金スパッタ
本手法で取得したケイ素元素のマッピング像と、前記反射電子像を重ね合わせ、マッピング像のケイ素原子部と反射電子像の明部とが一致することを確認する。
The SEM/EDS equipment and observation conditions are as follows.
Equipment used (SEM): ULTRA PLUS manufactured by Carl Zeiss Microscopy Co., Ltd.
Equipment used (EDS): NORAN System 7, Ultra Dry EDS Detector, manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.
Acceleration voltage: 5.0 kV
WD: 7.0 mm
Aperture Size: 30.0 μm
Detection signal: SE2 (secondary electrons)
Observation magnification: 50,000x Mode: Spectral Imaging
Pretreatment: Toner particles are scattered on carbon tape and platinum sputtered. The mapping image of silicon element obtained by this method is superimposed on the above-mentioned reflected electron image, and it is confirmed that the silicon atom parts of the mapping image match the bright parts of the reflected electron image.

反射電子像の全面積に対する明部面積の面積率の算出は、上記手法で得られたトナー粒子の表面の反射電子像を、画像処理ソフトImageJ(開発元 Wayne Rashand)を用いて解析することで取得した。以下に手順を示す。 The ratio of the bright area to the total area of the reflected electron image was calculated by analyzing the reflected electron image of the toner particle surface obtained by the above method using image processing software ImageJ (developed by Wayne Rashand). The procedure is as follows:

まず、ImageメニューのTypeから、反射電子像を8-bitに変換する。次に、ProcessメニューのFiltersから、Median径を2.0ピクセルに設定し、画像ノイズを低減させる。反射電子像下部に表示されている観察条件表示部を除いた上で画像中心を見積もり、ツールバーの長方形ツール(Rectangle Tool)を用いて反射電子像の画像中心から1.5μm四方の範囲を選択する。次に、ImageメニューのAdjustから、Thresholdを選択する。Defaultを選択し、Autoをクリックした後、Applyをクリックして二値化画像を得る。この操作によって、反射電子像の明部が白で表示される。再度、反射電子像下部に表示されている観察条件表示部を除いた上で画像中心を見積もり、ツールバーの長方形ツール(Rectangle Tool)を用いて反射電子像の画像中心から1.5μm四方の範囲を選択する。次に、AnalyzeメニューのHistogramを選択する。新規に開いたHistogramウインドウから、Count値を読み取る(反射電子像の全面積に相当)。また、Listをクリックし、輝度0のときのCount値を読み取る(反射電子像の明部面積に相当)。上記値から、反射電子像の全面積に対する明部面積の面積率を算出する。上記手順を、評価対象のトナー粒子につき10視野について行い、個数平均値を算出して、反射電子像中の有機ケイ素重合体部分が明部となるように二値化処理した画像の、全面積に対する該画像の明部面積の面積割合(%)とする。 First, convert the backscattered electron image to 8-bit from Type in the Image menu. Next, set the Median diameter to 2.0 pixels from Filters in the Process menu to reduce image noise. Estimate the image center after excluding the observation condition display section displayed at the bottom of the backscattered electron image, and select a 1.5 μm square range from the center of the backscattered electron image using the Rectangle Tool on the toolbar. Next, select Threshold from Adjust in the Image menu. Select Default, click Auto, and then click Apply to obtain a binarized image. This operation displays the bright areas of the backscattered electron image in white. Again, estimate the image center after excluding the observation condition display section displayed at the bottom of the backscattered electron image, and select a 1.5 μm square range from the center of the backscattered electron image using the Rectangle Tool on the toolbar. Next, select Histogram from the Analyze menu. Read the Count value from the newly opened Histogram window (corresponding to the total area of the reflected electron image). Also, click List and read the Count value when the brightness is 0 (corresponding to the bright area of the reflected electron image). From this value, calculate the area ratio of the bright area to the total area of the reflected electron image. The above procedure is carried out for 10 fields of view for the toner particles to be evaluated, and the number average value is calculated to obtain the area ratio (%) of the bright area of the image to the total area of the image that has been binarized so that the organosilicon polymer portion in the reflected electron image becomes the bright area.

<有機ケイ素重合体の同定方法>
有機ケイ素重合体の同定方法は走査型電子顕微鏡(SEM)による観察及びエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組み合わせて行う。
<Method of Identifying Organosilicon Polymer>
The organosilicon polymer is identified by a combination of observation with a scanning electron microscope (SEM) and elemental analysis by energy dispersive X-ray analysis (EDS).

走査型電子顕微鏡「日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡 S-4800」((株)日立ハイテクノロジーズ)を用いて、最大5万倍に拡大した視野において、トナーを観察する。トナー粒子表面にピントを合わせて、表面を観察する。表面に存在する粒子などに対してEDS分析を行い、Si元素ピークの有無から、分析した粒子などが有機ケイ素重合体であるか否かを判断する。トナー粒子表面に、有機ケイ素重合体とシリカ微粒子の両方が含まれている場合には、Si、及びOの元素含有量(atomic%)の比(Si/O比)を標品と比較することで有機ケイ素重合体の同定を行う。有機ケイ素重合体、及びシリカ微粒子それぞれの標品に対して、同条件でEDS分析を行い、Si、及びOそれぞれの元素含有量(atomic%)を得る。有機ケイ素重合体のSi/O比をAとし、シリカ微粒子のSi/O比をBとする。AがBに対して、有意に大きくなる測定条件を選択する。具体的には、標品に対して、同条件で10回の測定を行い、A及びB、それぞれの相加平均値を得る。得られた平均値がA/B>1.1となる測定条件を選択する。判別対象の粒子などのSi/O比が[(A+B)/2]よりもA側にある場合に当該粒子などを有機ケイ素重合体と判断する。 Using a scanning electron microscope "Hitachi Ultra High Resolution Field Emission Scanning Electron Microscope S-4800" (Hitachi High-Technologies Corporation), the toner is observed in a field of view magnified up to 50,000 times. The surface is observed by focusing on the surface of the toner particle. EDS analysis is performed on the particles present on the surface, and the presence or absence of an Si element peak determines whether the analyzed particles are organosilicon polymers or not. If both organosilicon polymers and silica fine particles are present on the surface of the toner particle, the organosilicon polymer is identified by comparing the ratio of the elemental contents (atomic%) of Si and O (Si/O ratio) with a standard. EDS analysis is performed on the standard specimens of the organosilicon polymer and the silica fine particles under the same conditions to obtain the elemental contents (atomic%) of Si and O. The Si/O ratio of the organosilicon polymer is designated as A, and the Si/O ratio of the silica fine particles is designated as B. Measurement conditions are selected under which A is significantly larger than B. Specifically, 10 measurements are performed on the standard specimen under the same conditions, and the arithmetic mean values of A and B are obtained. Select the measurement conditions that result in an average value of A/B>1.1. If the Si/O ratio of the particle to be identified is on the A side of [(A+B)/2], the particle is determined to be an organosilicon polymer.

有機ケイ素重合体粒子の標品として、トスパール120A(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社)を、シリカ微粒子の標品として、HDK V15(旭化成)を用いる。 Tospearl 120A (Momentive Performance Materials Japan, LLC) is used as a sample of organosilicon polymer particles, and HDK V15 (Asahi Kasei) is used as a sample of silica microparticles.

<外添剤の一次粒子の個数平均粒径Rの測定方法>
走査型電子顕微鏡「日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡 S-4800」((株)日立ハイテクノロジーズ)及びエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組み合わせて行う。
<Method of measuring number average particle size R of primary particles of external additive>
This is performed in combination with a scanning electron microscope "Hitachi Ultra-High Resolution Field Emission Scanning Electron Microscope S-4800" (Hitachi High-Technologies Corporation) and elemental analysis using energy dispersive X-ray analysis (EDS).

最大5万倍に拡大した視野において、上述するEDSによる元素分析手法を併用し、ランダムに外添剤粒子を撮影する。撮影された画像から、ランダムに100個の外添剤粒子を選び出し、対象とする外添剤粒子の一次粒子の長径を測定して、その算術平均値を個数平均粒径Rとする。観察倍率は、外添剤粒子の大きさによって適宜調整する。 In a field of view magnified up to 50,000 times, the external additive particles are randomly photographed using the EDS elemental analysis method described above. From the photographed image, 100 external additive particles are randomly selected, the major axis of the primary particles of the target external additive particles is measured, and the arithmetic average value is taken as the number-average particle size R. The observation magnification is adjusted appropriately depending on the size of the external additive particles.

<有機ケイ素重合体の構成化合物の組成と比率の同定方法>
トナー中に含まれる有機ケイ素重合体の構成化合物の組成と比率の同定には、NMRを用いる。トナー中に、有機ケイ素重合体以外に、シリカ微粒子などの外添剤が含まれる場合は、以下の操作を行う。
<Method for identifying the composition and ratio of constituent compounds of organosilicon polymer>
The composition and ratio of the constituent compounds of the organosilicon polymer contained in the toner are identified using NMR. When the toner contains an external additive such as silica fine particles in addition to the organosilicon polymer, the following procedure is carried out.

トナー1gをバイアル瓶に入れクロロホルム31gに溶解させ、分散させる。分散には超音波式ホモジナイザーを用いて30分間処理して分散液を作製する。
超音波処理装置:超音波式ホモジナイザーVP-050(タイテック株式会社製)
マイクロチップ:ステップ型マイクロチップ、先端径φ2mm
マイクロチップの先端位置:ガラスバイアルの中央部、且つバイアル底面から5mmの高さ
超音波条件:強度30%、30分
このとき、分散液が昇温しないようにバイアルを氷水で冷却しながら超音波を掛ける。該分散液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R;株式会社コクサン社製)にて、58.33S-1、30分間の条件で遠心分離を行う。遠心分離後のガラスチューブ内においては、下層に比重の重い粒子、例えば、シリカ微粒子が含まれる。上層の有機ケイ素重合体を含むクロロホルム溶液を採取して、クロロホルムを真空乾燥(40℃/24時間)にて除去しサンプルを作製する。上記サンプル又は有機ケイ素重合体を用いて、有機ケイ素重合体の構成化合物の存在量比及び、有機ケイ素重合体中のR-Si(O1/2で表されるT3単位構造の割合を、固体29Si-NMRで測定・算出する。
1 g of the toner is placed in a vial, dissolved in 31 g of chloroform, and dispersed in the vial by treating with an ultrasonic homogenizer for 30 minutes to prepare a dispersion liquid.
Ultrasonic treatment device: Ultrasonic homogenizer VP-050 (manufactured by Taitec Co., Ltd.)
Microchip: Step type microchip, tip diameter φ2mm
Tip position of the microchip: Center of the glass vial, and 5 mm above the bottom of the vial. Ultrasonic conditions: Intensity 30%, 30 minutes. At this time, ultrasonic waves are applied while cooling the vial with ice water so that the temperature of the dispersion does not rise. The dispersion is transferred to a glass tube for a swing rotor (50 mL) and centrifuged in a centrifuge (H-9R; manufactured by Kokusan Co., Ltd.) at 58.33 S -1 for 30 minutes. After centrifugation, the lower layer of the glass tube contains particles with a high specific gravity, such as silica fine particles. The chloroform solution containing the organosilicon polymer in the upper layer is collected, and the chloroform is removed by vacuum drying (40°C/24 hours) to prepare a sample. Using the above sample or the organosilicon polymer, the abundance ratio of the constituent compounds of the organosilicon polymer and the proportion of the T3 unit structure represented by R-Si(O 1/2 ) 3 in the organosilicon polymer are measured and calculated by solid-state 29 Si-NMR.

まず、上記Rで表される炭化水素基は、13C-NMRにより確認する。
13C-NMR(固体)の測定条件≫
装置:JEOLRESONANCE製JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料:サンプル又は有機ケイ素重合体
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:123.25MHz(13C)
基準物質:アダマンタン(外部標準:29.5ppm)
試料回転数:20kHz
コンタクト時間:2ms
遅延時間:2s
積算回数:1024回
該方法にて、ケイ素原子に結合しているメチル基(Si-CH)、エチル基(Si-C)、プロピル基(Si-C)、ブチル基(Si-C)、ペンチル基(Si-C11)、ヘキシル基(Si-C13)又はフェニル基(Si-C-)などに起因するシグナルの有無により、上記Rで表される炭化水素基を確認する。一方、固体29Si-NMRでは、有機ケイ素重合体の構成化合物のSiに結合する官能基の構造によって、異なるシフト領域にピークが検出される。各ピーク位置は標準サンプルを用いて特定することでSiに結合する構造を特定することが出来る。また、得られたピーク面積から各構成化合物の存在量比を算出することが出来る。全ピーク面積に対してT3単位構造のピーク面積の割合を計算によって求めることが出来る。
First, the hydrocarbon group represented by R is confirmed by 13 C-NMR.
< 13C -NMR (solid) measurement conditions>
Equipment: JEOL RESONANCE JNM-ECX500II
Sample tube: 3.2 mm diameter
Sample: Sample or organosilicon polymer Measurement temperature: Room temperature Pulse mode: CP/MAS
Measurement nuclear frequency: 123.25MHz ( 13C )
Reference substance: Adamantane (external standard: 29.5 ppm)
Sample rotation speed: 20 kHz
Contact time: 2 ms
Delay time: 2s
Number of integrations: 1024 times. Using this method, the presence or absence of signals due to methyl groups (Si-CH 3 ), ethyl groups (Si-C 2 H 5 ), propyl groups (Si-C 3 H 7 ), butyl groups (Si-C 4 H 9 ), pentyl groups (Si-C 5 H 11 ), hexyl groups (Si-C 6 H 13 ), or phenyl groups (Si-C 6 H 5 -) bonded to silicon atoms is used to confirm the presence or absence of the hydrocarbon group represented by R. On the other hand, in solid-state 29 Si-NMR, peaks are detected in different shift regions depending on the structure of the functional groups bonded to Si in the constituent compounds of the organosilicon polymer. The structure bonded to Si can be identified by identifying the position of each peak using a standard sample. Furthermore, the abundance ratio of each constituent compound can be calculated from the obtained peak area. The ratio of the peak area of the T3 unit structure to the total peak area can be calculated.

固体29Si-NMRの測定条件は、具体的には下記の通りである。
装置:JNM-ECX5002 (JEOL RESONANCE)
温度:室温
測定法:DDMAS法 29Si 45°
試料管:ジルコニア3.2mmφ
試料:試験管に粉末状態で充填
試料回転数:10kHz
relaxation delay :180s
Scan:2000
該測定後に、サンプル又は有機ケイ素重合体の、置換基及び結合基の異なる複数のシラン成分をカーブフィティングにて下記X1構造、X2構造、X3構造、及びX4構造にピーク分離して、それぞれピーク面積を算出する。
The specific measurement conditions for solid-state 29Si -NMR are as follows.
Apparatus: JNM-ECX5002 (JEOL RESONANCE)
Temperature: Room temperature Measurement method: DDMAS method 29 Si 45°
Sample tube: Zirconia 3.2 mm diameter
Sample: Powdered sample filled in test tube Sample rotation speed: 10 kHz
Relaxation delay: 180s
Scan: 2000
After the measurement, the peaks of a plurality of silane components having different substituents and bonding groups of the sample or organosilicon polymer are separated into the following X1, X2, X3, and X4 structures by curve fitting, and the peak areas of each are calculated.

なお、下記X3構造がT3単位構造である。
X1構造:(Ri)(Rj)(Rk)SiO1/2 (A1)
X2構造:(Rg)(Rh)Si(O1/2 (A2)
X3構造:RmSi(O1/2 (A3)
X4構造:Si(O1/2 (A4)
The following X3 structure is a T3 unit structure.
X1 structure: (Ri) (Rj) (Rk) SiO 1/2 (A1)
X2 structure: (Rg)(Rh)Si(O1 /2 ) 2 (A2)
X3 structure: RmSi(O1 /2 ) 3 (A3)
X4 structure: Si(O1 /2 ) 4 (A4)

Figure 0007463221000001
Figure 0007463221000001

該式(A1)、(A2)及び(A3)中のRi、Rj、Rk、Rg、Rh、Rmはケイ素に結合している、炭素数1~6の炭化水素基などの有機基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基又はアルコキシ基を示す。なお、構造をさらに詳細に確認する必要がある場合、上記13C-NMR及び29Si-NMRの測定結果と共にH-NMRの測定結果によって同定してもよい。 In the formulae (A1), (A2) and (A3), Ri, Rj, Rk, Rg, Rh and Rm each represent an organic group such as a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, a hydroxyl group, an acetoxy group or an alkoxy group, which is bonded to a silicon atom. When it is necessary to confirm the structure in more detail, it may be identified by the results of 1 H-NMR measurement together with the results of 13 C-NMR and 29 Si-NMR measurement.

<トナー中に含まれる有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子の定量方法>
トナーを、上記のようにクロロホルムに分散させ、その後に遠心分離を用い、比重の差で有機ケイ素重合体及びシリカ微粒子などの外添剤を分離し、各サンプルを得、有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤の含有量を求める。
<Method for quantifying organosilicon polymer or silica fine particles contained in toner>
The toner is dispersed in chloroform as described above, and then centrifugal separation is used to separate the external additives such as the organosilicon polymer and silica fine particles based on the difference in specific gravity to obtain samples, and the content of the external additives such as the organosilicon polymer or silica fine particles is determined.

以下、外添剤がシリカ微粒子の場合について例示する。他の微粒子であっても、同様の手法で定量することが出来る。 The following is an example of an external additive that is silica microparticles. Other microparticles can also be quantified using the same method.

まず、プレスしたトナーを蛍光X線で測定し、検量線法又はFP法などの解析処理を行うことでトナー中のケイ素の含有量を求める。次に、有機ケイ素重合体及びシリカ微粒子を形成する各構成化合物について、固体29Si-NMR及び熱分解GC/MSなどを用いて構造を特定し、有機ケイ素重合体中及びシリカ微粒子中のケイ素含有量を求める。蛍光X線で求めたトナー中のケイ素の含有量と、固体29Si-NMR及び熱分解GC/MSで求めた有機ケイ素重合体中及びシリカ微粒子中のケイ素含有量の関係から、計算によってトナー中の有機ケイ素重合体及びシリカ微粒子の含有量を求める。 First, the pressed toner is measured by fluorescent X-rays, and the silicon content in the toner is determined by performing analytical processing such as the calibration curve method or FP method. Next, the structures of the constituent compounds forming the organosilicon polymer and the silica fine particles are identified using solid-state 29Si -NMR and pyrolysis GC/MS, and the silicon content in the organosilicon polymer and the silica fine particles is determined. The content of the organosilicon polymer and the silica fine particles in the toner is calculated from the relationship between the silicon content in the toner determined by fluorescent X-rays and the silicon content in the organosilicon polymer and the silica fine particles determined by solid-state 29Si -NMR and pyrolysis GC/MS.

<有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤の水洗法による、トナー母粒子又はトナー粒子に対する固着率の測定方法>
(水洗工程)
50mL容量のバイアルに「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の30質量%水溶液20gを秤量し、トナー1gと混合する。いわき産業(株)製「KM Shaker」(model: V.SX)にセットし、speedを50に設定して120秒間振とうする。これにより、有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子の固着状態に依っては、有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤が、トナー母粒子又はトナー粒子表面から、分散液側へ移行する。その後、遠心分離機(H-9R;株式会社コクサン社製)(16.67S-1にて5分間)にて、トナーと上澄み液に移行した有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤を分離する。沈殿しているトナーは、真空乾燥(40℃/24時間)することで乾固させて、水洗後トナーとする。
<Method of measuring the adhesion rate of external additives such as organosilicon polymers or silica fine particles to toner base particles or toner particles by water washing method>
(Water washing process)
20 g of a 30% by weight aqueous solution of "Contaminon N" (a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments, consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, with a pH of 7) is weighed out and placed in a 50 mL vial, and mixed with 1 g of toner. The vial is then set in a "KM Shaker" (model: V.SX) manufactured by Iwaki Sangyo Co., Ltd., and shaken for 120 seconds at a speed of 50. Depending on the adhesion state of the organosilicon polymer or silica fine particles, the external additives such as the organosilicon polymer or silica fine particles will migrate from the toner base particles or toner particle surfaces to the dispersion liquid. Thereafter, the toner and the external additives such as the organosilicon polymer or silica fine particles that have migrated to the supernatant liquid are separated using a centrifuge (H-9R; manufactured by Kokusan Co., Ltd.) (16.67 S-1 for 5 minutes). The precipitated toner is dried by vacuum drying (40°C/24 hours) and is used as a toner after washing with water.

次に、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S-4800((株)日立ハイテクノロジーズ)を用いて、上記水洗工程を行わないトナー(水洗前トナー)、及び、上記水洗工程を経て得られたトナー(水洗後トナー)を撮影する。 Next, a Hitachi ultra-high resolution field emission scanning electron microscope S-4800 (Hitachi High-Technologies Corporation) was used to photograph the toner that was not subjected to the above-mentioned washing process (toner before washing) and the toner obtained through the above-mentioned washing process (toner after washing).

また、測定対象の同定は、エネルギー分散型X線分析(EDS)を用いた元素分析により行う。 The measurement target is identified by elemental analysis using energy dispersive X-ray analysis (EDS).

そして、撮影されたトナー表面画像を、画像解析ソフトImage-Pro Plus ver.5.0((株)日本ローパー)を用いて解析し、被覆率を算出する。 The captured toner surface image is then analyzed using image analysis software Image-Pro Plus ver. 5.0 (Nippon Roper Co., Ltd.) to calculate the coverage rate.

S-4800の画像撮影条件は以下のとおりである。
(1)試料作製
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上にトナーを吹きつける。さらにエアブローして、余分なトナーを試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを36mmに調節する。
(2)S-4800観察条件の設定
被覆率の測定に際して、予め、上述したエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を行い、トナー表面の有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤を区別した上で測定を行う。S-4800の筺体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S-4800の「PC-SEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20~40μAであることを確認する。試料ホルダをS-4800筺体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。
The image capturing conditions for the S-4800 are as follows.
(1) Sample preparation: Apply a thin layer of conductive paste to a sample stage (aluminum sample stage 15 mm x 6 mm), then spray toner onto the paste. Then, use air to remove excess toner from the sample stage and allow it to dry thoroughly. Set the sample stage in the sample holder, and adjust the sample stage height to 36 mm using the sample height gauge.
(2) Setting the S-4800 observation conditions When measuring the coverage, perform elemental analysis by the energy dispersive X-ray analysis (EDS) described above in advance to distinguish between external additives such as organosilicon polymers or silica fine particles on the toner surface before carrying out the measurement. Pour liquid nitrogen into the anti-contamination trap attached to the S-4800 housing until it overflows, and leave it for 30 minutes. Start the S-4800's "PC-SEM" and perform flushing (cleaning the FE chip, which is the electron source). Click on the accelerating voltage display area on the control panel on the screen, press the [Flushing] button, and open the flushing execution dialog. Check that the flushing intensity is 2 and execute it. Check that the emission current due to flushing is 20 to 40 μA. Insert the sample holder into the sample chamber of the S-4800 housing. Press [Origin] on the control panel to move the sample holder to the observation position.

加速電圧表示部をクリックしてHV設定ダイアログを開き、加速電圧を[1.1kV]、エミッション電流を[20μA]に設定する。オペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、信号選択を[SE]に設置し、SE検出器を[上(U)]及び[+BSE]を選択し、[+BSE]の右の選択ボックスで[L.A.100]を選択し、反射電子像で観察するモードにする。同じくオペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、電子光学系条件ブロックのプローブ電流を[Normal]に、焦点モードを[UHR]に、WDを[4.5mm]に設定する。コントロールパネルの加速電圧表示部の[ON]ボタンを押し、加速電圧を印加する。
(3)トナーの個数平均粒径(D1)算出
コントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を5000(5k)倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。この操作をさらに2度繰り返し、ピントを合わせる。
Click on the acceleration voltage display to open the HV setting dialog, and set the acceleration voltage to [1.1 kV] and the emission current to [20 μA]. In the [Basic] tab of the operation panel, set the signal selection to [SE], select the SE detector to [Upper (U)] and [+BSE], and select [L.A. 100] in the selection box to the right of [+BSE] to set the mode to observation with backscattered electron images. In the same [Basic] tab of the operation panel, set the probe current in the electron optical system condition block to [Normal], the focus mode to [UHR], and the WD to [4.5 mm]. Press the [ON] button on the acceleration voltage display of the control panel to apply the acceleration voltage.
(3) Calculation of toner number average particle diameter (D1) Drag within the magnification display area of the control panel to set the magnification to 5000 (5k). Rotate the focus knob [COARSE] on the operation panel to adjust the aperture alignment when the image is in focus to a certain extent. Click [Align] on the control panel to display the alignment dialog and select [Beam]. Rotate the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) on the operation panel to move the displayed beam to the center of the concentric circle. Next, select [Aperture] and rotate the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) one by one to stop the image movement or adjust it so that the movement is minimized. Close the aperture dialog and adjust the focus with autofocus. Repeat this operation two more times to adjust the focus.

その後、トナー300個について粒径を測定して個数平均粒径(D1)を求める。なお、個々の粒子の粒径は、トナーの粒子を観察した際の最大径とする。
(4)焦点調整
(3)で得た、個数平均粒径(D1)の±0.1μmの粒子について、最大径の中点を測定画面の中央に合わせた状態でコントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を10000(10k)倍に設定する。
Thereafter, the particle diameters of 300 toner particles are measured to obtain the number average particle diameter (D1). The particle diameter of each particle is the maximum diameter observed when the toner particles are observed.
(4) Focus Adjustment For the particles obtained in (3) with a number average particle diameter (D1) of ±0.1 μm, align the midpoint of the maximum diameter with the center of the measurement screen, and drag within the magnification display section of the control panel to set the magnification to 10,000 (10k) times.

操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。その後、倍率を50,000(50k)倍に設定し、上記と同様にフォーカスつまみ、STIGMA/ALIGNMENTつまみを使用して焦点調整を行い、再度オートフォーカスでピントを合わせる。この操作を再度繰り返し、ピントを合わせる。ここで、観察面の傾斜角度が大きいと被覆率の測定精度が低くなりやすいので、ピント調整の際に観察面全体のピントが同時に合うものを選ぶことで、表面の傾斜が極力無いものを選択して解析する。
(5)画像保存
ABCモードで明るさ合わせを行い、サイズ640×480ピクセルで写真撮影して保存する。この画像ファイルを用いて下記の解析を行う。トナー1つに対して写真を1枚撮影し、トナー粒子について画像を得る。
(6)画像解析
下記解析ソフトを用いて、上述した手法で得た画像を二値化処理することで被覆率を算出する。このとき、上記一画面を正方形で12分割してそれぞれ解析する。画像解析ソフトImage-Pro Plus ver.5.0の解析条件は以下のとおりである。ただし、分割区画内に、粒径が30nm未満及び300nmを超える有機ケイ素重合体、又は、粒径が30nm未満及び1200nmを超えるシリカ微粒子などの外添剤が入る場合はその区画では被覆率の算出を行わないこととする。
Rotate the focus knob [COARSE] on the operation panel, and adjust the aperture alignment when the image is in focus to some extent. Click [Align] on the control panel to display the alignment dialog, and select [Beam]. Rotate the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) on the operation panel to move the displayed beam to the center of the concentric circle. Next, select [Aperture], and rotate the STIGMA/ALIGNMENT knobs (X, Y) one by one to stop the image movement or adjust it so that it moves as little as possible. Close the aperture dialog, and adjust the focus with autofocus. Then, set the magnification to 50,000 (50k) times, and adjust the focus using the focus knob and STIGMA/ALIGNMENT knob in the same way as above, and adjust the focus again with autofocus. Repeat this operation to adjust the focus. Here, if the inclination angle of the observation surface is large, the measurement accuracy of the coverage rate is likely to be low, so when adjusting the focus, select an observation surface with as little surface inclination as possible for analysis by selecting one that can simultaneously bring the entire observation surface into focus.
(5) Image storage Adjust the brightness in ABC mode, take a photograph with a size of 640 x 480 pixels, and save it. Use this image file to perform the following analysis. Take one photograph for each toner particle to obtain an image of the toner particles.
(6) Image Analysis The image obtained by the above-mentioned method is binarized using the following analysis software to calculate the coverage. At this time, the above screen is divided into 12 squares and each is analyzed. The analysis conditions for the image analysis software Image-Pro Plus ver. 5.0 are as follows. However, if an external additive such as an organosilicon polymer with a particle size of less than 30 nm and more than 300 nm, or silica fine particles with a particle size of less than 30 nm and more than 1200 nm is included in a divided section, the coverage is not calculated for that section.

画像解析ソフトImage-Pro Plus5.0において、ツールバーの「測定」から「カウント/サイズ」、「オプション」の順に選択し、二値化条件を設定する。オブジェクト抽出オプションの中で8連結を選択し、平滑化を0とする。その他、予め選別、穴を埋める、包括線は選択せず、「境界線を除外」は「なし」とする。ツールバーの「測定」から「測定項目」を選択し、面積の選別レンジに2~10と入力する。 In the image analysis software Image-Pro Plus 5.0, select "Count/Size" from "Measurement" on the toolbar, then "Options", and set the binarization conditions. Select 8 connectivity in the object extraction options, and set smoothing to 0. In addition, do not select pre-sort, fill holes, or encompass lines, and set "Exclude boundaries" to "None". Select "Measurement item" from "Measurement" on the toolbar, and enter 2 to 107 as the selection range for area.

被覆率の計算は、正方形の領域を囲って行う。このとき、領域の面積(C)は24,000~26,000ピクセルになるようにする。「処理」-二値化で自動二値化し、有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤の無い領域の面積の総和(D)を算出する。正方形の領域の面積C、有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤の無い領域の面積の総和Dから下記式で被覆率が求められる。 The coverage rate is calculated by enclosing a square region. In this case, the area of the region (C) should be between 24,000 and 26,000 pixels. Automatic binarization is performed using "Processing" - Binarization, and the total area (D) of regions free of external additives such as organosilicon polymers or silica microparticles is calculated. The coverage rate can be calculated using the following formula from the area C of the square region and the total area D of regions free of external additives such as organosilicon polymers or silica microparticles.

被覆率(%)=100-(D/C×100)
得られた全データの算術平均値を被覆率とする。
Coverage rate (%) = 100 - (D / C x 100)
The arithmetic mean value of all the data obtained is taken as the coverage rate.

そして、水洗前トナーと水洗後トナーの、それぞれの被覆率を算出し、
〔水洗後トナーの被覆率〕/〔水洗前トナーの被覆率〕×100を、本発明の「固着率」とする。
7.トナー粒子、外添剤、現像剤の製造方法
次に、本実施例のトナー粒子、外添剤A、現像剤の製造例について説明する。
Then, the coverage of the toner before and after washing is calculated,
[Toner coverage after washing]/[Toner coverage before washing]×100 is defined as the “adhesion rate” in the present invention.
7. Methods for Producing Toner Particles, External Additives, and Developer Next, examples of producing the toner particles, external additive A, and developer of this embodiment will be described.

<トナー粒子の製造例>
(水系媒体1の調製)
撹拌機、温度計、及び還留管を具備した反応容器に、イオン交換水650.0部及びリン酸ナトリウム(ラサ工業社製・12水和物)14.0部を投入し、窒素パージしながら65℃で1.0時間保温した。T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、15000rpmで攪拌しながら、イオン交換水10.0部に9.2部の塩化カルシウム(2水和物)を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。さらに、水系媒体に10質量%塩酸を投入し、pHを5.0に調整し、水系媒体1を得た。
<Production Example of Toner Particles>
(Preparation of aqueous medium 1)
In a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux tube, 650.0 parts of ion-exchanged water and 14.0 parts of sodium phosphate (12-hydrate, manufactured by Rasa Kogyo Co., Ltd.) were charged, and the mixture was kept warm at 65 ° C. for 1.0 hours while purging with nitrogen. A calcium chloride aqueous solution in which 9.2 parts of calcium chloride (dihydrate) was dissolved in 10.0 parts of ion-exchanged water was charged all at once using a T.K. homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) while stirring at 15,000 rpm, to prepare an aqueous medium containing a dispersion stabilizer. Furthermore, 10% by mass of hydrochloric acid was charged into the aqueous medium, and the pH was adjusted to 5.0, to obtain aqueous medium 1.

(重合性単量体組成物の調製)
・スチレン :60.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 : 6.5部
前記材料をアトライタ(三井三池化工機株式会社製)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5.0時間分散させた後、ジルコニア粒子を取り除き、着色剤分散液を調製した。
・スチレン :20.0部
・n-ブチルアクリレート :20.0部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) : 0.3部
・飽和ポリエステル樹脂 : 5.0部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)とテレフタル酸との重縮合物(モル比10:12)、ガラス転移温度(Tg)が68℃、重量平均分子量(Mw)が10000、分子量分布(Mw/Mn)が5.12)
・フィッシャートロプシュワックス(融点78℃) : 7.0部
該材料を上記着色剤分散液に加え、65℃に加熱後、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、500rpmで均一に溶解及び分散し、重合性単量体組成物を調製した。
(Preparation of Polymerizable Monomer Composition)
The above materials were put into an attritor (manufactured by Mitsui Miike Chemical Engineering Co., Ltd.), and further dispersed at 220 rpm for 5.0 hours using zirconia particles having a diameter of 1.7 mm, and then the zirconia particles were removed to prepare a colorant dispersion.
Styrene: 20.0 parts n-Butyl acrylate: 20.0 parts Crosslinking agent (divinylbenzene): 0.3 parts Saturated polyester resin: 5.0 parts (polycondensate of propylene oxide modified bisphenol A (2 mole adduct) and terephthalic acid (molar ratio 10:12), glass transition temperature (Tg) 68°C, weight average molecular weight (Mw) 10,000, molecular weight distribution (Mw/Mn) 5.12)
Fischer-Tropsch wax (melting point 78° C.): 7.0 parts This material was added to the colorant dispersion and heated to 65° C., and then dissolved and dispersed uniformly at 500 rpm using a T.K. homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) to prepare a polymerizable monomer composition.

(造粒工程)
水系媒体1の温度を70℃に調整し、T.K.ホモミクサーの回転数を15000rpmに保ちながら、水系媒体1中に重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるt-ブチルパーオキシピバレート10.0部を添加した。そのまま、該撹拌装置にて15000rpmを維持しつつ10分間造粒した。
(Granulation process)
The temperature of the aqueous medium 1 was adjusted to 70° C., and the polymerizable monomer composition was charged into the aqueous medium 1 while maintaining the rotation speed of the T.K. homomixer at 15,000 rpm, and 10.0 parts of t-butyl peroxypivalate as a polymerization initiator was added. Granulation was continued for 10 minutes while maintaining the rotation speed at 15,000 rpm with the stirring device.

(重合工程及び蒸留工程)
造粒工程の後、攪拌機をプロペラ撹拌羽根に換え150rpmで攪拌しながら70℃を保持して5.0時間重合を行い、さらに、85℃に昇温して2.0時間保持することで重合を行った。その後、反応容器の還留管を冷却管に付け替え、得られたスラリーを100℃まで加熱することで、蒸留を6時間行い、未反応の重合性単量体を留去し、樹脂粒子分散液を得た。
(Polymerization process and distillation process)
After the granulation step, the agitator was replaced with a propeller agitator blade, and polymerization was carried out for 5.0 hours while stirring at 150 rpm and maintaining the temperature at 70° C., and then the temperature was raised to 85° C. and maintained at that temperature for 2.0 hours. Thereafter, the reflux tube of the reaction vessel was replaced with a cooling tube, and the obtained slurry was heated to 100° C. to carry out distillation for 6 hours, thereby distilling off the unreacted polymerizable monomer, and a resin particle dispersion was obtained.

(有機ケイ素重合体の形成工程)
撹拌機、温度計を備えた反応容器に、イオン交換水60.0部を秤量し、10質量%の塩酸を用いてpHを4.0に調整した。これを撹拌しながら加熱し、温度を40℃にした。その後、有機ケイ素化合物であるメチルトリエトキシシラン40.0部を添加して2時間以上撹拌して加水分解を行った。加水分解の終点は目視にて油水が分離せず1層になったことで確認を行い、冷却して有機ケイ素化合物の加水分解液を得た。
(Organosilicon Polymer Formation Step)
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, 60.0 parts of ion-exchanged water was weighed, and the pH was adjusted to 4.0 using 10% by mass hydrochloric acid. This was heated while stirring, and the temperature was set to 40°C. Then, 40.0 parts of methyltriethoxysilane, an organosilicon compound, was added, and the mixture was stirred for 2 hours or more to carry out hydrolysis. The end point of hydrolysis was confirmed by visual observation that the oil and water were not separated and became one layer, and the mixture was cooled to obtain a hydrolyzed liquid of an organosilicon compound.

上記で得られた樹脂粒子分散液の温度を55℃に調整した後、該有機ケイ素化合物の加水分解液を25.0部(有機ケイ素化合物の添加量は10.0部)添加して、有機ケイ素化合物の重合を開始した。そのまま0.25時間保持した後に、3.0%炭酸水素ナトリウム水溶液で、pHを5.5に調整した。55℃で撹拌を継続したまま、1.0時間保持(縮合反応1)した後、3.0%炭酸水素ナトリウム水溶液を用いてpHを9.5に調整し、さらに4.0時間保持(縮合反応2)してトナー粒子分散液を得た。 After adjusting the temperature of the resin particle dispersion obtained above to 55°C, 25.0 parts of the hydrolyzed liquid of the organosilicon compound (addition amount of organosilicon compound was 10.0 parts) was added to initiate polymerization of the organosilicon compound. After holding for 0.25 hours, the pH was adjusted to 5.5 with a 3.0% aqueous sodium bicarbonate solution. With continued stirring at 55°C, the mixture was held for 1.0 hour (condensation reaction 1), after which the pH was adjusted to 9.5 with a 3.0% aqueous sodium bicarbonate solution and held for a further 4.0 hours (condensation reaction 2) to obtain a toner particle dispersion.

(洗浄工程及び乾燥工程)
有機ケイ素重合体の形成工程終了後、トナー粒子分散液を冷却し、トナー粒子分散液に塩酸を加えpHを1.5以下に調整して1.0時間、撹拌しながら放置した。その後、加圧ろ過器で固液分離し、トナーケーキを得た。得られたトナーケーキはイオン交換水でリスラリーして再び分散液とした後に、前述のろ過器で固液分離してトナーケーキを得た。得られたトナーケーキを40℃の恒温槽に移し、72時間かけて乾燥及び分級を行い、トナー粒子を得た。
(Washing process and drying process)
After the organosilicon polymer formation process was completed, the toner particle dispersion was cooled, and hydrochloric acid was added to the toner particle dispersion to adjust the pH to 1.5 or less, and the mixture was left for 1.0 hour while stirring. Thereafter, the mixture was subjected to solid-liquid separation using a pressure filter to obtain a toner cake. The obtained toner cake was reslurried with ion-exchanged water to form a dispersion again, and then subjected to solid-liquid separation using the aforementioned filter to obtain a toner cake. The obtained toner cake was transferred to a thermostatic chamber at 40°C, and dried and classified for 72 hours to obtain toner particles.

<外添剤Aの製造例>
外添剤Aは以下のように製造した。攪拌機、滴下ノズル、温度計を具備した1.5Lのガラス製反応容器に5%アンモニア水150部を入れて、アルカリ触媒溶液とした。該アルカリ触媒溶液を50℃に調整した後、攪拌しながらテトラエトキシシラン100部と5%アンモニア水50部とを同時に滴下し、8時間反応させてシリカ微粒子分散液を得た。その後、得られたシリカ微粒子分散液を噴霧乾燥により乾燥し、ピンミルで解砕し、外添剤Aとして一次粒子の個数平均粒径が100nmのシリカ微粒子を得た。
<Production Example of External Additive A>
The external additive A was produced as follows. 150 parts of 5% aqueous ammonia was added to a 1.5 L glass reaction vessel equipped with a stirrer, a dropping nozzle, and a thermometer to prepare an alkaline catalyst solution. After adjusting the alkaline catalyst solution to 50°C, 100 parts of tetraethoxysilane and 50 parts of 5% aqueous ammonia were dropped simultaneously while stirring, and reacted for 8 hours to obtain a silica microparticle dispersion. The obtained silica microparticle dispersion was then dried by spray drying and crushed with a pin mill to obtain silica microparticles with a number average particle size of 100 nm as the external additive A.

<現像剤の製造例>
ジャケット内に7℃の水を通水したヘンシェルミキサ(日本コークス工業株式会社製 FM10C型)中に100.00部のトナー粒子1、及び、1.00部の外添剤Aを投入した。次に、該ジャケット内の水温が7℃±1℃で安定してから、回転羽根の周速を38m/secとして10分間混合した。該混合において、ヘンシェルミキサの槽内温度が25℃を超えないようジャケット内の通水量を適宜調整した。得られた混合物を目開き75μmのメッシュで篩い現像剤を得た。
<Production Example of Developer>
100.00 parts of toner particles 1 and 1.00 parts of external additive A were charged into a Henschel mixer (FM10C type manufactured by Nippon Coke & Engineering Co., Ltd.) with water at 7°C passing through the jacket. Next, after the water temperature in the jacket stabilized at 7°C ± 1°C, the mixture was mixed for 10 minutes with the peripheral speed of the rotating blade set to 38 m/sec. During the mixing, the amount of water passing through the jacket was appropriately adjusted so that the temperature inside the tank of the Henschel mixer did not exceed 25°C. The obtained mixture was sieved through a mesh with an opening of 75 μm to obtain a developer.

現像剤の物性を表1に示す。 The physical properties of the developer are shown in Table 1.

Figure 0007463221000002
Figure 0007463221000002

表中、「X」は、外添剤Aの一次粒子の個数平均粒径Rの凸高さHの個数平均値に対する比を表す。製造した現像剤に対してSEMを用いて観察を実施したところ、トナー粒子の有機ケイ素重合体の凸部上に外添剤Aが転写キャリア粒子として配置されていることが確認でき、トナー粒子一個当たりの外添剤Aの平均被覆個数は500個程度であった。 In the table, "X" represents the ratio of the number-average particle size R of the primary particles of external additive A to the number-average height H of the protrusions. When the manufactured developer was observed using an SEM, it was confirmed that external additive A was arranged as transfer carrier particles on the protrusions of the organosilicon polymer of the toner particles, and the average number of external additive A particles coated per toner particle was about 500.

本実施例で用いた現像剤は、上述したように、トナーと転写キャリア粒子の混合物を用いた。一次転写性は感光ドラム1の表面を占める転写キャリア粒子の被覆率の増加に伴ってある程度向上する。しかし、感光ドラム1の表面を占める転写キャリア粒子の被覆率が増加するにつれ、一次転写性の向上度合いが鈍化し、転写キャリア粒子による画像形成装置内汚染の各種部材汚染のリスクが高まる。そのため、転写キャリア粒子の感光ドラム1の表面を占める被覆率は80%以内にしておくことが好ましい。
8.転写キャリアの供給について
次に、感光ドラム1上への転写キャリア粒子の供給手段について説明する。
As described above, the developer used in this embodiment is a mixture of toner and transfer carrier particles. The primary transferability improves to a certain extent with an increase in the coverage of the transfer carrier particles occupying the surface of the photosensitive drum 1. However, as the coverage of the transfer carrier particles occupying the surface of the photosensitive drum 1 increases, the degree of improvement in the primary transferability slows down, and the risk of contamination of various members within the image forming apparatus by the transfer carrier particles increases. Therefore, it is preferable to keep the coverage of the transfer carrier particles occupying the surface of the photosensitive drum 1 within 80%.
8. Supply of Transfer Carrier Next, a means for supplying transfer carrier particles onto the photosensitive drum 1 will be described.

転写キャリア粒子とは、上述したように、感光ドラム1上に現像されたトナー像と感光ドラム1との間に介在することで、トナー像と感光ドラム1との間の付着力を低減してトナー像の一次転写効率を向上させる役割を有する粒子のことを言う。 As described above, transfer carrier particles are particles that are present between the toner image developed on the photosensitive drum 1 and the photosensitive drum 1, thereby reducing the adhesive force between the toner image and the photosensitive drum 1 and improving the primary transfer efficiency of the toner image.

本実施例では、トナー像が現像される前に現像ローラ22に担持されたトナーを用いて、感光ドラム1の表面に予め転写キャリア粒子を供給する。前もって感光ドラム1上を転写キャリア粒子で被膜することで、トナー像と感光ドラム1との間に転写キャリア粒子を介在させる。 In this embodiment, before the toner image is developed, transfer carrier particles are supplied to the surface of the photosensitive drum 1 in advance using the toner carried by the developing roller 22. By coating the photosensitive drum 1 with transfer carrier particles in advance, the transfer carrier particles are interposed between the toner image and the photosensitive drum 1.

図12(a)は、現像ローラ22と感光ドラム1の当接時における現像ニップ部の模式図である。図12(a)に示すように、現像ニップ部では現像ローラ22上に担持されたトナーと感光ドラム1が転写キャリア粒子を介して接触している。図12(b)は、図12(a)で示した現像ローラ22に担持されたトナーと感光ドラム1が現像ニップ部を通過した後の状態を示した模式図である。図12(b)に示すように、現像ニップ部でトナーと感光ドラム1との間に介在していた転写キャリア粒子は、現像ニップ部通過後に現像ローラ22に担持されたトナーの表面上から感光ドラム1の表面に転移することで供給される。 Figure 12(a) is a schematic diagram of the development nip when the development roller 22 and the photosensitive drum 1 are in contact with each other. As shown in Figure 12(a), in the development nip, the toner carried on the development roller 22 and the photosensitive drum 1 are in contact with each other via the transfer carrier particles. Figure 12(b) is a schematic diagram showing the state after the toner carried on the development roller 22 and the photosensitive drum 1 shown in Figure 12(a) have passed through the development nip. As shown in Figure 12(b), the transfer carrier particles that were interposed between the toner and the photosensitive drum 1 in the development nip are transferred from the surface of the toner carried on the development roller 22 to the surface of the photosensitive drum 1 after passing through the development nip, and are supplied.

図12(a)に示すように、現像ニップ部でトナーと感光ドラム1との間に介在する転写キャリア粒子とトナー間の付着力Ftが、転写キャリア粒子と感光ドラム1間の付着力Fdrよりも大きい場合には、転写キャリア粒子は感光ドラム1上に転移しづらい。そのため、FtがFdrよりも小さいことが好ましい。 As shown in FIG. 12(a), if the adhesive force Ft between the transfer carrier particles and the toner present between the toner and the photosensitive drum 1 in the development nip portion is greater than the adhesive force Fdr between the transfer carrier particles and the photosensitive drum 1, the transfer carrier particles are less likely to be transferred onto the photosensitive drum 1. Therefore, it is preferable that Ft is smaller than Fdr.

図13(a)は、トナー像が感光ドラム1の表面に担持されている場合の一次転写部の模式図である。図13(b)は、図13(a)で示したトナー像の一次転写が終了して感光ドラム1と中間転写ベルト10が分離した状態の模式図である。FtがFdrよりも小さい場合、トナー像が感光ドラム1から中間転写ベルト10の表面上に一次転写する際に、トナー像のみ中間転写ベルト10上に一次転写し、トナー像と感光ドラム1との間に介在する転写キャリア粒子は感光ドラム1上に残留する。 Figure 13(a) is a schematic diagram of the primary transfer section when a toner image is carried on the surface of the photosensitive drum 1. Figure 13(b) is a schematic diagram of the state in which the photosensitive drum 1 and intermediate transfer belt 10 are separated after the primary transfer of the toner image shown in Figure 13(a) is completed. If Ft is smaller than Fdr, when the toner image is primarily transferred from the photosensitive drum 1 onto the surface of the intermediate transfer belt 10, only the toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 10, and the transfer carrier particles interposed between the toner image and the photosensitive drum 1 remain on the photosensitive drum 1.

仮に、トナー像と共にトナー像と感光ドラム1との間に介在する転写キャリア粒子が中間転写ベルト10に一次転写し、感光ドラム1の表面上から転写キャリア粒子が失われた場合を考える。その際には、次に感光ドラム1の表面上に現像するトナー像と感光ドラム1との間に転写キャリア粒子が介在せずトナー像と感光ドラム1との間の付着力が大きいため、一次転写性が低下してしまうこととなる。 Let us consider a case where the transfer carrier particles interposed between the toner image and the photosensitive drum 1 are transferred to the intermediate transfer belt 10 together with the toner image, and the transfer carrier particles are lost from the surface of the photosensitive drum 1. In that case, the transfer carrier particles are not interposed between the toner image developed next on the surface of the photosensitive drum 1 and the photosensitive drum 1, and the adhesive force between the toner image and the photosensitive drum 1 is large, so the primary transferability is reduced.

したがって、現像ローラ22に担持されたトナー上から感光ドラム1へと転写キャリア粒子を供給し易くなるだけではなく、感光ドラム1上に被膜された転写キャリア粒子を維持する観点からも、FtがFdrよりも小さいことが好ましい。 Therefore, it is preferable that Ft is smaller than Fdr, not only because this makes it easier to supply transfer carrier particles from the toner carried by the developing roller 22 to the photosensitive drum 1, but also from the viewpoint of maintaining the transfer carrier particles coated on the photosensitive drum 1.

図14は、本実施例で用いた画像形成装置100のプリント動作のタイミングチャートである。図14に示すように、本実施例の画像形成装置100は画像形成動作中において、現像ローラ22から感光ドラム1へとトナーの現像を開始する前に、現像ローラ22と感光ドラム1が当接状態で回転駆動する。それにより、現像ローラ22から感光ドラム1へと転写キャリア粒子を供給するタイミング(転写キャリア供給モード)を設けている。転写キャリア供給モードは、画像形成のタイミング以外で実行されればよく、例えば、画像形成動作の前に行われる前回転動作や、画像形成動作の後に行われる後回転動作で実行される。 Figure 14 is a timing chart of the print operation of the image forming apparatus 100 used in this embodiment. As shown in Figure 14, during image formation operation, the image forming apparatus 100 of this embodiment rotates while the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 are in contact with each other before starting to develop toner from the developing roller 22 to the photosensitive drum 1. This provides a timing (transfer carrier supply mode) for supplying transfer carrier particles from the developing roller 22 to the photosensitive drum 1. The transfer carrier supply mode may be executed at any time other than image formation, for example, during a pre-rotation operation performed before an image formation operation or a post-rotation operation performed after an image formation operation.

感光ドラム1の表面全体に亘ってトナー像の一次転写効率を向上させるために、トナー像の現像を開始する前までに、感光ドラム1の表面全体を転写キャリア粒子で被膜する。そのために、転写キャリア粒子の供給タイミングの時間は感光ドラム1を1周以上回転させる時間に設定するのが好ましい。そのため、本実施例では、感光ドラム1の表面全体に転写キャリア粒子を被膜出来るように、図14に示す転写キャリア粒子供給タイミングの長さを感光ドラム1が1周する時間と略同じ500msecに設定している。 In order to improve the primary transfer efficiency of the toner image over the entire surface of the photosensitive drum 1, the entire surface of the photosensitive drum 1 is coated with transfer carrier particles before the development of the toner image begins. For this reason, it is preferable to set the time for supplying the transfer carrier particles to the time it takes for the photosensitive drum 1 to rotate one or more revolutions. For this reason, in this embodiment, the length of the transfer carrier particle supply timing shown in FIG. 14 is set to 500 msec, which is approximately the same as the time it takes for the photosensitive drum 1 to rotate one revolution, so that the entire surface of the photosensitive drum 1 can be coated with the transfer carrier particles.

また、本実施例では、図14に示す転写キャリア粒子供給タイミングにおいて感光ドラム1の表面電位を正規極性に帯電したトナーが現像しない非画像形成電位Vd=-500Vにしている。そのため、本実施例の転写キャリア粒子の供給タイミングでは、正規極性が負極性であるトナーは現像ローラ22から感光ドラム1の表面に現像せず、転写キャリア粒子のみが現像ローラ22から感光ドラム1上へと供給される。 In addition, in this embodiment, at the timing of supplying transfer carrier particles shown in FIG. 14, the surface potential of the photosensitive drum 1 is set to a non-image forming potential Vd = -500 V at which toner charged to the normal polarity is not developed. Therefore, at the timing of supplying transfer carrier particles in this embodiment, toner whose normal polarity is negative is not developed on the surface of the photosensitive drum 1 from the developing roller 22, and only the transfer carrier particles are supplied from the developing roller 22 onto the photosensitive drum 1.

本実施例のように、現像ローラ22と感光ドラム1との間で電位差がある状態で現像ローラ22上のトナーから感光ドラム1に転写キャリア粒子を供給する場合には以下の問題がある。転写キャリア粒子の粒径が大きすぎると、転写キャリア粒子が現像ローラ22と感光ドラム1との間の電位差により生じる静電的な力の影響を受けやすい。そのため、現像ローラ22上のトナーから感光ドラム1への転写キャリア粒子の供給を制御することが難しくなる。例えば、本実施例のように、非画像形成電位にて転写キャリア粒子を供給する構成において、転写キャリア粒子が負極性に帯電している場合、現像ローラ22側に転写キャリア粒子が静電力で引き付けられる。したがって、転写キャリア粒子を現像ローラ22上のトナーから感光ドラム1へ供給しづらくなる。ここで、転写キャリア粒子の粒径は、静電的な力の影響を受けづらい1000nm以下にしておくことが好ましい。本実施例では、現像ローラ22と感光ドラム1との間の電位差に関係なく安定して現像ローラ22上のトナーから感光ドラム1の表面に転写キャリア粒子を供給するため、転写キャリア粒子として粒径100nmの粒子を用いている。
9.特徴及び作用効果
次に、本実施例の特徴について以下に述べる。転写キャリア粒子とトナーとの間の付着力であるFtと、転写キャリア粒子と感光ドラム1との間の付着力Fdrとにおいて、Ft<Fdrとする。そして、上記関係による転写キャリア粒子の感光ドラム1への供給量を、以下のように制御する。少なくとも二つのプロセスカートリッジ間で、中間転写体10の搬送方向に対して上流のプロセスカートリッジよりも下流のプロセスカートリッジにおける転写キャリア粒子の供給量を多くする。実施例1は、画像形成装置100の起動に伴う準備動作時の現像ローラ22と感光ドラム1との当接時間をプロセスカートリッジごとに変えることが特徴である。転写キャリア粒子を感光ドラム1の表面に供給する動作を、転写キャリア供給動作と呼ぶ。
When the transfer carrier particles are supplied from the toner on the developing roller 22 to the photosensitive drum 1 in a state where there is a potential difference between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 as in this embodiment, the following problem occurs. If the particle size of the transfer carrier particles is too large, the transfer carrier particles are easily affected by electrostatic force caused by the potential difference between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1. Therefore, it becomes difficult to control the supply of the transfer carrier particles from the toner on the developing roller 22 to the photosensitive drum 1. For example, in a configuration in which the transfer carrier particles are supplied at a non-image forming potential as in this embodiment, when the transfer carrier particles are negatively charged, the transfer carrier particles are attracted to the developing roller 22 side by electrostatic force. Therefore, it becomes difficult to supply the transfer carrier particles from the toner on the developing roller 22 to the photosensitive drum 1. Here, it is preferable that the particle size of the transfer carrier particles is 1000 nm or less, which is less susceptible to electrostatic force. In this embodiment, in order to stably supply the transfer carrier particles from the toner on the developing roller 22 to the surface of the photosensitive drum 1 regardless of the potential difference between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1, particles with a particle size of 100 nm are used as the transfer carrier particles.
9. Features and Effects Next, the features of this embodiment are described below. In the adhesive force Ft between the transfer carrier particles and the toner, and the adhesive force Fdr between the transfer carrier particles and the photosensitive drum 1, Ft<Fdr is satisfied. The amount of transfer carrier particles supplied to the photosensitive drum 1 according to the above relationship is controlled as follows. Between at least two process cartridges, the amount of transfer carrier particles supplied to the downstream process cartridge is made greater than the upstream process cartridge in the transport direction of the intermediate transfer body 10. The first embodiment is characterized in that the contact time between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 during the preparation operation accompanying the start-up of the image forming apparatus 100 is changed for each process cartridge. The operation of supplying the transfer carrier particles to the surface of the photosensitive drum 1 is called the transfer carrier supply operation.

感光ドラム1を被覆する転写キャリア粒子は、多い方がトナーと感光ドラム1との直接の接触数が少なくなるため一次転写性の向上の観点から好ましい。特に、高印字の複数色の一次転写効率を向上させるためには、多量の転写キャリア粒子が感光ドラム1上に付着している状態が好ましい。本実施例の現像剤を用いることによって、一次転写工程において、多くの転写キャリア粒子は感光ドラム1上にFt<Fdrの関係によって概ね残留する。しかし、感光ドラム1の表面にさらに多量の転写キャリア粒子が付着している場合には、感光ドラム1との付着力の関係ではなく、転写キャリア同士の付着力で転写キャリア粒子の行き先が決まってしまう。つまり、一部はFtとFdrの関係が、見かけ上Ft≧Fdrとなり、トナーと共に一次転写、二次転写されて記録材P上に移行することがある。また、先述の式(1)で表される部分構造を有する有機ケイ素重合体を含有する凸部と凸部の間のトナー母体と転写キャリア粒子が接触する場合は、Ft≧Fdrになる場合がある。すると、転写キャリア粒子が一部トナーと共に一次転写、二次転写され、記録材P上に移行する。特に、感光ドラム1上の転写キャリア粒子が多い場合、トナー母体と接触する機会が増加するため、より多く記録材P上に移行する。その結果、記録材上の高印字の複数色トナーを定着する際に転写キャリア粒子がトナーへの熱伝導を阻害して定着性を悪化させる課題が発生する。 The more transfer carrier particles that cover the photosensitive drum 1, the fewer the number of direct contacts between the toner and the photosensitive drum 1, which is preferable from the viewpoint of improving primary transferability. In particular, in order to improve the primary transfer efficiency of high-printing multiple colors, it is preferable for a large number of transfer carrier particles to adhere to the photosensitive drum 1. By using the developer of this embodiment, in the primary transfer process, many transfer carrier particles remain on the photosensitive drum 1 due to the relationship Ft<Fdr. However, if even more transfer carrier particles are adhered to the surface of the photosensitive drum 1, the destination of the transfer carrier particles is determined not by the relationship of adhesion with the photosensitive drum 1, but by the adhesion between the transfer carriers themselves. In other words, the relationship between Ft and Fdr appears to be Ft≧Fdr for some of the transfer carrier particles, and the transfer carrier particles may be transferred to the recording material P after being subjected to primary and secondary transfer together with the toner. In addition, when the toner matrix between the convex portions containing the organosilicon polymer having the partial structure represented by the above-mentioned formula (1) comes into contact with the transfer carrier particles, Ft≧Fdr may be satisfied. Then, some of the transfer carrier particles are primarily transferred and secondarily transferred together with the toner, and move onto the recording material P. In particular, when there are many transfer carrier particles on the photosensitive drum 1, the opportunities for contact with the toner matrix increase, and more of them move onto the recording material P. As a result, when fixing high-density multi-color toner on the recording material, the transfer carrier particles impede the thermal conduction to the toner, causing a problem of poor fixability.

そこで、本実施例では、転写キャリア粒子の感光ドラム1への供給量(すなわち付着量)を、プロセスカートリッジ間で中間転写体10の搬送方向に対して上流のプロセスカートリッジよりも下流のプロセスカートリッジを多くする。それにより、記録材P上に移行する転写キャリア粒子の量を抑えて定着性への影響を少なくし、かつ各プロセスカートリッジに必要な一次転写性を満足させることが出来る。下流のプロセスカートリッジは上流のプロセスカートリッジで印字した中間転写ベルト10上のトナー層の上にトナーを転写する必要があるため、上流のプロセスカートリッジに比べて転写しづらくなる。したがって、下流のプロセスカートリッジほど一次転写性を向上させるために転写キャリア粒子が必要になる。その必要な転写性に合わせて転写キャリア粒子を供給すれば、一次転写性と定着性の両立を図ることが可能になる。 Therefore, in this embodiment, the amount of transfer carrier particles supplied to the photosensitive drum 1 (i.e., the amount of adhesion) is made greater in downstream process cartridges than in upstream process cartridges in the transport direction of the intermediate transfer body 10 between the process cartridges. This reduces the amount of transfer carrier particles transferred onto the recording material P, reducing the impact on fixability, and making it possible to satisfy the primary transferability required for each process cartridge. Since downstream process cartridges need to transfer toner onto the toner layer on the intermediate transfer belt 10 printed by the upstream process cartridge, transfer is more difficult than with upstream process cartridges. Therefore, the more downstream the process cartridge, the more transfer carrier particles are required to improve primary transferability. By supplying transfer carrier particles according to the required transferability, it becomes possible to achieve both primary transferability and fixability.

本実施例では、上記の感光ドラム1の表面状態を実現するために、以下の制御を行う。画像形成装置100の起動時の準備動作である前回転動作時において、中間転写体10の搬送方向に対して上流のプロセスカートリッジよりも下流のプロセスカートリッジの現像ローラ22の感光ドラム1への当接時間を長くする。図1を用いて詳細に説明する。 In this embodiment, the following control is performed to achieve the above-described surface condition of the photosensitive drum 1. During the pre-rotation operation, which is a preparatory operation at the start of the image forming apparatus 100, the contact time of the developing roller 22 of the downstream process cartridge with the photosensitive drum 1 in the transport direction of the intermediate transfer body 10 is made longer than that of the upstream process cartridge. A detailed explanation will be given using FIG. 1.

図1は、画像形成装置100の起動に伴う準備動作時における各プロセスカートリッジの現像ローラ22の回転駆動および現像当接のタイミングチャートになっており、現像ローラ22の当接時間はT前多で表している。 FIG. 1 is a timing chart of the rotational drive and development contact of the developing roller 22 of each process cartridge during preparatory operations accompanying the start-up of the image forming apparatus 100, and the contact time of the developing roller 22 is represented by Tpre.

まず、各プロセスカートリッジに共通する内容について説明する。いずれのプロセスカートリッジも画像形成装置100の起動後に現像ローラ22の回転が始まる。回転駆動の立ち上げ中は、感光ドラム駆動部110、現像駆動部130たるモータの回転速度が不安定であるため、モータの回転及び現像ローラ22の回転が安定した後に、現像ローラ22を感光ドラム1へ当接させている。この現像当接時間T前多に、現像ローラ22上のトナー層の安定化を行っている。その後、現像ローラ22を感光ドラム1から離間して、現像ローラ22の回転駆動を終了する。 First, the contents common to each process cartridge will be described. In each process cartridge, the development roller 22 starts to rotate after the image forming apparatus 100 is started. During the start-up of the rotation drive, the rotation speed of the motor, which is the photosensitive drum drive unit 110 and the development drive unit 130, is unstable, so the development roller 22 is brought into contact with the photosensitive drum 1 after the rotation of the motor and the rotation of the development roller 22 have stabilized. Before this development contact time T, the toner layer on the development roller 22 is stabilized. Thereafter, the development roller 22 is separated from the photosensitive drum 1, and the rotation drive of the development roller 22 is terminated.

この現像ローラ22の当接時間T前多を、Sa、Sb、Scに対してSdの現像ローラ22の当接時間を長くする。それによって、感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積(量)を、中間転写ベルト10の搬送方向において上流に比べて下流の方が多くすることが出来る。転写キャリア粒子の供給タイミングの時間は、感光ドラム1が1周する以上の時間に設定するのが好ましい。本実施例では、T前多がSa、Sb、Scは500ms(感光ドラム1が1周以上)、Sdは1000ms(感光ドラム1が2周以上)の時間当接させることで転写キャリア粒子を供給している。 The contact time T of the developing roller 22 is set to be longer for the developing roller 22 Sd than for the developing rollers Sa, Sb, and Sc. This allows the adhesion area (amount) of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 to be greater downstream than upstream in the transport direction of the intermediate transfer belt 10. It is preferable to set the time for the transfer carrier particles to be supplied to a time that is longer than the time it takes for the photosensitive drum 1 to make one revolution. In this embodiment, the transfer carrier particles are supplied by making the contact time T for Sa, Sb, and Sc of 500 ms (the photosensitive drum 1 makes one revolution or more) and for Sd of 1000 ms (the photosensitive drum 1 makes two revolutions or more).

本実施例では、転写キャリア粒子供給タイミングである画像形成装置100の前回転動作時において、現像当接時間T前多中に正規帯電極性に帯電したトナーが現像しないように、感光ドラム1の表面電位を調整している。転写キャリア供給動作における感光ドラム1の表面電位を非画像形成電位Vd=-500V、現像ローラ22に印加する現像電圧Vdc=-300Vにしている。そのため、本実施例の転写キャリア供給動作においては、現像ローラ22から感光ドラム1へとトナーは現像せず、転写キャリア粒子のみが現像ローラ22から感光ドラム1上へと供給される。 In this embodiment, during the pre-rotation operation of the image forming apparatus 100, which is the timing for supplying transfer carrier particles, the surface potential of the photosensitive drum 1 is adjusted so that the toner charged to the normal charging polarity is not developed during the pre- development contact time T. The surface potential of the photosensitive drum 1 during the transfer carrier supply operation is set to a non-image forming potential Vd = -500 V, and the development voltage Vdc applied to the development roller 22 is set to -300 V. Therefore, during the transfer carrier supply operation of this embodiment, the toner is not developed from the development roller 22 onto the photosensitive drum 1, and only the transfer carrier particles are supplied from the development roller 22 onto the photosensitive drum 1.

本実施例では、感光ドラム1の表面全周に転写キャリア粒子が付着している場合を100%とした際に、以下の付着面積率としている。転写キャリア供給動作により、Sa、Sb、Scにおける感光ドラム1上に占める転写キャリア粒子の付着面積率は15~25%に制御され、Sdの付着面積率は45%程度に制御している。 In this embodiment, the adhesion area ratio is as follows, assuming that the case where transfer carrier particles are attached to the entire surface of the photosensitive drum 1 is 100%. By the transfer carrier supply operation, the adhesion area ratio of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 at Sa, Sb, and Sc is controlled to 15-25%, and the adhesion area ratio at Sd is controlled to about 45%.

以上、感光ドラム1上に占める転写キャリア粒子の付着面積率について述べた。ここで、転写キャリア粒子は感光ドラム1上に略均一に付着していることが望ましい。仮に、付着面積率自体は先述の値の範囲であっても、局所的に付着している場合などは所望の一次転写性を満足できない部分が発生してしまうため、略均一な付着状態である必要がある。そこで、本実施例においては付着状態の数値化としてクラーク・エバンス指数(CEI)で評価を行っている。本実施例におけるクラーク・エバンス指数はいずれのステーションでも0.80から1.30の範囲に収まっていた。 The above describes the adhesion area ratio of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1. It is desirable that the transfer carrier particles adhere approximately uniformly to the photosensitive drum 1. Even if the adhesion area ratio itself is within the range of values described above, if the particles adhere locally, there will be areas that do not satisfy the desired primary transfer properties, so the adhesion state must be approximately uniform. Therefore, in this embodiment, the Clark-Evans Index (CEI) is used to evaluate the adhesion state as a numerical value. The Clark-Evans Index in this embodiment was in the range of 0.80 to 1.30 at all stations.

CEIが1より小さい場合は集中分布(凝集度合いが大きい)、CEIが1に等しい場合はポアソン分布(ランダム分布)、CEIが1より大きい場合は規則分布(一定間隔に分布している)となる。CEIの限界値は2.1程度である。 When the CEI is less than 1, the distribution is concentrated (high degree of aggregation), when the CEI is equal to 1, the distribution is Poisson (random), and when the CEI is greater than 1, the distribution is regular (distributed at regular intervals). The limit value of the CEI is about 2.1.

なお、感光ドラム1上のいずれの箇所でも所望の一次転写性を満足させるためには、クラーク・エバンス指数としては0.60以上であることが好ましい。それ以下の場合、局所的な付着状態になるため、一部での一次転写性が低下してしまい好ましくない。 In order to achieve the desired primary transferability at any point on the photosensitive drum 1, the Clark-Evans index is preferably 0.60 or more. If it is less than that, localized adhesion occurs, which is undesirable as it reduces the primary transferability in some areas.

付着面積率、付着状態(クラークエバンス指数)、付着力の測定方法および付着力の検証結果については後述する。
10.各種パラメータの測定、検証方法
次に、パラメータの測定、検証方法について説明する。
(1) 感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率
感光ドラム1の表面を顕微鏡で観察し、感光ドラム1の表面に占める転写キャリア粒子の被膜率を算出した。具体的には、感光ドラム1の表面をレーザー顕微鏡(VK-X200 キーエンス)によって、倍率3000倍で観察する。観察する画像に対し、転写キャリア粒子の部分とそれ以外の部分とで明確に差が出るコントラストで二値化処理を行い、感光ドラム1表面に占める転写キャリア粒子の総面積率を、感光ドラム1の表面の転写キャリア粒子の被膜率として算出した。
(2) 感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着状態(クラークエバンス指数)
感光ドラム1の表面を顕微鏡で観察し、感光ドラム1の表面における転写キャリア粒子の付着状態(クラーク・エバンス指数)を算出した。具体的には、(1)と同様に、感光ドラム1の表面をレーザー顕微鏡(VK-X200 キーエンス)によって、倍率3000倍で観察する。観察する画像に対し、転写キャリア粒子の部分とそれ以外の部分とで明確に差が出るコントラストで二値化処理を行う。二値化処理を行った画像の各粒子に対して、座標を算出したのち、全粒子の最近接重心間距離の平均rを計算する。クラーク・エバンス指数(CEI)は、ポアソン分布をしている粒子の最近接重心間距離の期待値をE(r)としたとき、CEI=r/E(r)で定義され、その値をクラーク・エバンス指数として算出した。
(3) 付着力測定方法
本実施例で用いた転写キャリア粒子とトナーとの付着力を、SPMを用いて測定した。具体的には、レバー先端に転写キャリア粒子を固定したカンチレバーを作成し、カンチレバーを所定の押圧力でトナーに押圧する。その後、カンチレバーをトナーから脱離させるのに必要な力を転写キャリア粒子とトナー間との付着力Ftとして測定した。
The adhesion area rate, adhesion state (Clark Evans Index), measurement method for adhesion, and verification results of adhesion will be described later.
10. Methods for Measuring and Verifying Various Parameters Next, methods for measuring and verifying parameters will be described.
(1) Adhesion area ratio of transfer carrier particles on photosensitive drum 1 The surface of the photosensitive drum 1 was observed under a microscope, and the coverage ratio of the transfer carrier particles on the surface of the photosensitive drum 1 was calculated. Specifically, the surface of the photosensitive drum 1 was observed under a laser microscope (VK-X200, Keyence) at a magnification of 3000 times. The observed image was subjected to binarization processing with a contrast that clearly showed a difference between the transfer carrier particle portion and the other portion, and the total area ratio of the transfer carrier particles on the surface of the photosensitive drum 1 was calculated as the coverage ratio of the transfer carrier particles on the surface of the photosensitive drum 1.
(2) Adhesion state of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 (Clark-Evans index)
The surface of the photosensitive drum 1 was observed under a microscope, and the adhesion state (Clark-Evans index) of the transfer carrier particles on the surface of the photosensitive drum 1 was calculated. Specifically, similarly to (1), the surface of the photosensitive drum 1 was observed under a laser microscope (VK-X200, Keyence) at a magnification of 3000 times. The image to be observed was binarized with a contrast that clearly differentiated the transfer carrier particle portion from the other portion. After calculating the coordinates of each particle in the binarized image, the average r of the closest center-of-gravity distance of all particles was calculated. The Clark-Evans index (CEI) is defined as CEI=r/E(r), where E(r) is the expected value of the closest center-of-gravity distance of particles having a Poisson distribution, and this value was calculated as the Clark-Evans index.
(3) Adhesion force measurement method The adhesion force between the transfer carrier particles and the toner used in this embodiment was measured using an SPM. Specifically, a cantilever was prepared with a transfer carrier particle fixed to the tip of the lever, and the cantilever was pressed against the toner with a predetermined pressure. After that, the force required to detach the cantilever from the toner was measured as the adhesion force Ft between the transfer carrier particles and the toner.

付着力測定時のカンチレバーをトナーに押圧する所定の押圧力は、現像ニップ部においてトナーと感光ドラム1との間に介在する転写キャリア粒子がトナーに対して押圧される力に設定することが好ましい。以下に説明する計算方法で押圧力を算出した。ここで、「現像ニップ部においてトナーと感光ドラム1との間に転写キャリアが介在する」とは、転写キャリア粒子がトナーと感光ドラム1の両方に同時に接触している状態のことをいう。 The specified pressure with which the cantilever is pressed against the toner during adhesion measurement is preferably set to the force with which the transfer carrier particles interposed between the toner and the photosensitive drum 1 in the development nip are pressed against the toner. The pressing force was calculated using the calculation method described below. Here, "transfer carrier interposed between the toner and the photosensitive drum 1 in the development nip" refers to a state in which the transfer carrier particles are in contact with both the toner and the photosensitive drum 1 at the same time.

まず、計算を行うにあたり、仮定した条件を図15と図16を用いて説明する。図15(a)は現像ニップ部の模式図であり、現像ニップ部において現像ローラ22と感光ドラム1はトナーを介して接触しているものと仮定した。また、図15(b)は、図15(a)の点線ABにおける感光ドラム1の表面と平行な断面を示したもので、感光ドラム1と接触しているトナーは斜線部に示すように最密充填しているものと仮定した。図16は、図15の点線で囲ったトナーと感光ドラム1の接触部を拡大した模式図である。図16に示すように、トナーと感光ドラム1は転写キャリア粒子を介して接触しているものと仮定した。また、感光ドラム1の表面上には転写キャリア粒子がまだ供給されておらず、感光ドラム1の表面上には予め転写キャリア粒子が存在していない状態とした。 First, the conditions assumed for the calculation will be explained using Figures 15 and 16. Figure 15(a) is a schematic diagram of the development nip portion, and it is assumed that the development roller 22 and the photosensitive drum 1 are in contact with each other through the toner in the development nip portion. Also, Figure 15(b) shows a cross section parallel to the surface of the photosensitive drum 1 at the dotted line AB in Figure 15(a), and it is assumed that the toner in contact with the photosensitive drum 1 is closest packed as shown in the hatched area. Figure 16 is a schematic diagram showing an enlarged contact area between the toner and the photosensitive drum 1 surrounded by the dotted line in Figure 15. As shown in Figure 16, it is assumed that the toner and the photosensitive drum 1 are in contact with each other through the transfer carrier particles. Also, it is assumed that the transfer carrier particles have not yet been supplied to the surface of the photosensitive drum 1, and that there are no transfer carrier particles on the surface of the photosensitive drum 1 in advance.

以上のような仮定を行った上で、現像ニップ部にてトナーと感光ドラム1との間に介在する転写キャリア粒子の総数Nを計算で以下のように算出した。算出したNと現像ローラ22と感光ドラム1との当接力Fより、現像部における転写キャリア1個当たりのトナーに対する押圧力であるF/Nを算出し、算出したF/Nを付着力測定時のカンチレバーのトナーに対する所定の押圧力として採用した。 Based on the above assumptions, the total number N of transfer carrier particles present between the toner and the photosensitive drum 1 in the development nip was calculated as follows. From the calculated N and the contact force F between the development roller 22 and the photosensitive drum 1, F/N, which is the pressing force on the toner per transfer carrier particle in the development section, was calculated, and the calculated F/N was used as the specified pressing force of the cantilever on the toner when measuring the adhesion force.

まず、現像ニップ部においてトナーと感光ドラム1との間に介在する転写キャリア粒子の総数Nの計算方法について説明する。 First, we will explain how to calculate the total number N of transfer carrier particles present between the toner and the photosensitive drum 1 in the development nip.

図17(a)は現像部におけるトナー、転写キャリア粒子、感光ドラム1の接触状態を二次元で示した模式図である。図17(b)に示すように、転写キャリア粒子の粒径をrとすると、感光ドラム1とトナー表面との距離がrを超えるとトナー上の転写キャリア粒子は感光ドラム1とほぼ接触しなくなる。従って、トナー円周上に配置された転写キャリア粒子が感光ドラム1と接触可能であるトナー円周部分はAからBを結んだ円弧上になる。実際は、図17(b)のようにトナーを球として考える必要があり、円弧ABを円周方向に積分した表面積(図17(b)の斜線部)がトナー表面積に占める比率を求める必要がある。斜線部の表面積は球冠の表面積として一般的に求めることができ、式(2)のようになる。したがって、トナー表面積に占める比率は式(3)のようになる。トナーの平均粒径R、転写キャリア粒子の粒径rより実際の数値は算出出来る。 Figure 17(a) is a schematic diagram showing the contact state of the toner, transfer carrier particles, and photosensitive drum 1 in the development section in two dimensions. As shown in Figure 17(b), if the particle size of the transfer carrier particles is r, when the distance between the photosensitive drum 1 and the toner surface exceeds r, the transfer carrier particles on the toner will hardly contact the photosensitive drum 1. Therefore, the toner circumferential portion where the transfer carrier particles arranged on the toner circumference can contact the photosensitive drum 1 is on an arc connecting A to B. In reality, it is necessary to consider the toner as a sphere as shown in Figure 17(b), and it is necessary to find the ratio of the surface area (shaded area in Figure 17(b)) obtained by integrating the arc AB in the circumferential direction to the toner surface area. The surface area of the shaded area can generally be found as the surface area of a spherical crown, as shown in formula (2). Therefore, the ratio of the toner surface area is as shown in formula (3). The actual value can be calculated from the average particle size R of the toner and the particle size r of the transfer carrier particles.

Figure 0007463221000003
Figure 0007463221000003

上記計算により、本実施例の構成における円弧ABがトナー円周部に占める比率は約1.43%と計算される。 From the above calculations, the ratio of the arc AB in the configuration of this embodiment to the toner circumference is calculated to be approximately 1.43%.

従って、現像ニップ部において転写キャリア粒子がトナーと感光ドラム1との間に介在するのはトナー全表面のうちの約1.43%の領域であるとすることが出来る。そして、トナー1個当たりに被覆されている転写キャリア粒子の個数は500個である。以上から、トナー1個当たりに対するトナーと感光ドラム1間に介在する転写キャリア粒子の個数Mは「500個×1.43%」で計算され、約7.2個となる。 Therefore, it can be said that the area of the transfer carrier particles between the toner and the photosensitive drum 1 in the development nip portion is approximately 1.43% of the entire toner surface. The number of transfer carrier particles coated on one toner particle is 500. From the above, the number M of transfer carrier particles between the toner and the photosensitive drum 1 per toner particle is calculated as "500 particles x 1.43%", which is approximately 7.2 particles.

そして、トナー1個当たりに対するトナーと感光ドラム1との間に介在する転写キャリア粒子の個数7.2個に現像部で感光ドラム1と接触しているトナーの総数を乗算する。すると、現像ニップ部でトナーと感光ドラム1との間に介在している転写キャリア粒子の総数Nを算出することが出来る。 Then, multiply the number of transfer carrier particles between the toner and the photosensitive drum 1 per toner particle (7.2) by the total number of toner particles in contact with the photosensitive drum 1 in the development section. Then, the total number N of transfer carrier particles between the toner and the photosensitive drum 1 in the development nip can be calculated.

現像ニップ部で感光ドラム1と接触しているトナーの総数Lは「現像ニップ部の面積×トナーの充填率)/トナーの最大断面積」で計算出来る。 The total amount of toner L in contact with the photosensitive drum 1 in the development nip can be calculated by (area of the development nip x toner filling rate) / maximum cross-sectional area of the toner.

(現像ニップ部で感光ドラム1と接触しているトナーの総数)
=(220[mm]×2.0[mm]×π/√12)/(π×(7.0/2)
=約10.37×10
(二次元の円の最密充填率であるπ/√12≒0.9069、を用いた。)
従って、「現像ニップ部においてトナーと感光ドラム1間に介在している転写キャリアの総数N」は、以下のように算出される。これまで算出した「現像ニップ部で感光ドラム1と接触しているトナーの総数」と「トナー1個当たりに対するトナーと感光ドラム1との間に介在する転写キャリア粒子の個数」の乗算より算出され、総数Nは約7.47×10個となる。
(Total number of toner particles in contact with the photosensitive drum 1 at the development nip)
= (220 [mm] × 2.0 [mm] × π / √12) / (π × (7.0 / 2) 2 )
= approx. 10.37 x 106 (The closest packing rate of a two-dimensional circle, π/√12 ≒ 0.9069, was used.)
Therefore, the "total number N of transfer carrier particles present between the toner and the photosensitive drum 1 in the development nip" is calculated as follows: The total number N is calculated by multiplying the "total number of toner particles in contact with the photosensitive drum 1 in the development nip" calculated so far by the "number of transfer carrier particles present between the toner and the photosensitive drum 1 per toner particle", and is approximately 7.47 x 107 particles.

本実施例における現像ローラ22の感光ドラム1への押圧力はF=200gfであるため、「現像部における転写キャリア一個当たりのトナーに対する押圧力」であるF/Nは26.3nNと求まる。以上求めたF/Nの値を、SPMによる付着力測定時のカンチレバーをトナーに押圧する所定の押圧力として採用した。カンチレバーをトナーに押圧する所定圧における転写キャリア粒子とトナーの凸部との間の付着力は32.8(nN)であった。さらに、転写キャリア粒子と感光ドラム1との間の付着力は210.1(nN)、転写キャリア粒子とトナーの母体間の付着力は250.7(nN)であった。すなわち、転写キャリア粒子とトナーの凸部との間の付着力が転写キャリア粒子と感光ドラム1との間の付着力よりも小さく、転写キャリア粒子とトナーの母体間の付着力が転写キャリア粒子と感光ドラム1との間の付着力よりも大きいことが確認出来た。
11.効果確認
本実施例の効果を確認する目的で、以下の条件において、実施例の構成、および比較例1の構成の一次転写性と定着性について検証を行った。画像形成装置100にHP Color LaserJet Pro M452dw(HP社、商品名)を、記録材PにCS-680(キヤノンマーケティングジャパン、商品名)を用いた。
In this embodiment, the pressing force of the developing roller 22 against the photosensitive drum 1 is F=200 gf, so that F/N, which is the "pressing force against the toner per transfer carrier particle in the developing section", is calculated as 26.3 nN. The value of F/N calculated above was adopted as the predetermined pressing force for pressing the cantilever against the toner when measuring the adhesion force by SPM. The adhesion force between the transfer carrier particles and the convex portion of the toner at the predetermined pressure for pressing the cantilever against the toner was 32.8 (nN). Furthermore, the adhesion force between the transfer carrier particles and the photosensitive drum 1 was 210.1 (nN), and the adhesion force between the transfer carrier particles and the base of the toner was 250.7 (nN). In other words, it was confirmed that the adhesion force between the transfer carrier particles and the convex portion of the toner was smaller than the adhesion force between the transfer carrier particles and the photosensitive drum 1, and the adhesion force between the transfer carrier particles and the base of the toner was larger than the adhesion force between the transfer carrier particles and the photosensitive drum 1.
11. Effect Confirmation In order to confirm the effect of this embodiment, the primary transfer property and fixation property of the configuration of this embodiment and the configuration of Comparative Example 1 were verified under the following conditions. An HP Color LaserJet Pro M452dw (product name, HP) was used as the image forming apparatus 100, and CS-680 (product name, Canon Marketing Japan) was used as the recording material P.

一次転写性の検証は、HP Color LaserJet Pro M452dwに同梱されているプロセスカートリッジのクリーニングブレードを取り外して行った。一次転写残トナーが、現像ローラ22を通過する時に回収しきれずに感光ドラム1の一周後にゴースト画像として顕在化する画像不良(以下、クリーナーレスゴーストとする)の発生有無で評価を行うためである。定着性の検証は、記録材Pへトナーが完璧に定着しきらず、オフセットしてしまう画像不良(以下、コールドオフセットとする)の発生有無で評価を行った。なお、どちらも検証を簡単にするために、シアン(Sc)ステーションとブラック(Sd)ステーションを用いた二次色のベタ黒画像で評価を行った。 The primary transferability was verified by removing the cleaning blade from the process cartridge included with the HP Color LaserJet Pro M452dw. This was to evaluate whether or not an image defect (hereinafter referred to as cleanerless ghost) occurred, in which the primary transfer residual toner could not be completely collected when passing through the developing roller 22 and appears as a ghost image after one revolution of the photosensitive drum 1. The fixability was verified by whether or not an image defect (hereinafter referred to as cold offset), in which the toner was not completely fixed to the recording material P and offset, occurred. Note that in both cases, evaluation was performed using a secondary color solid black image using the cyan (Sc) station and black (Sd) station to simplify the verification.

実施例1の構成は、先に述べたように、中間転写ベルト10の搬送方向に対して相対的に上流のプロセスカートリッジであるScの感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率を20%としている。そして、下流のプロセスカートリッジであるSdの感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率が45%という構成である。 As described above, in the configuration of Example 1, the adhesion area ratio of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 of Sc, which is the upstream process cartridge relatively to the transport direction of the intermediate transfer belt 10, is 20%. And the adhesion area ratio of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 of Sd, which is the downstream process cartridge, is 45%.

一方、比較例1の構成は、上流のプロセスカートリッジであるScの感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率が45%、下流のプロセスカートリッジであるSdの感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率が20%という構成である。比較例2は、Sc、Sd共に感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率が45%とした。 On the other hand, in the configuration of Comparative Example 1, the adhesion area ratio of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 of the upstream process cartridge Sc is 45%, and the adhesion area ratio of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 of the downstream process cartridge Sd is 20%. In Comparative Example 2, the adhesion area ratio of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 of both Sc and Sd is 45%.

表2に、実施例1及び比較例1のクリーナーレスゴースト(一次転写性)の発生有無とコールドオフセット(定着性)の発生有無をまとめた。表中のOKは画像不良の発生無し、NGは画像不良の発生を表している。 Table 2 summarizes the occurrence of cleanerless ghost (primary transferability) and cold offset (fixability) for Example 1 and Comparative Example 1. In the table, OK indicates no image defects, and NG indicates image defects.

Figure 0007463221000004
Figure 0007463221000004

実施例1は、表2にあるように、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流のScの感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率より、下流のSdの感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率を高くしている。上流のプロセスカートリッジScはシアン単色の100%の印字量を一次転写できれば良い。したがって、下流のプロセスカートリッジSdと比較して付着面積率は低くてもクリーナーレスゴーストは発生せず、一次転写性は良好であった。一方、下流のプロセスカートリッジSdは、既に中間転写ベルト10上に形成されたシアンのベタ黒画像の上にブラックのトナーを転写する必要がある。そのため、上流のプロセスカートリッジScに比べて下流のプロセスカートリッジの付着面積率を高くしている。これにより、Scと同様にクリーナーレスゴーストは発生せず、一次転写性は良好であった。また、実施例1においては、定着性に関しても、転写キャリア粒子が転写されることを抑制した構成であるため、コールドオフセットの発生はなかった。 In Example 1, as shown in Table 2, the adhesion area ratio of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 of the downstream process cartridge Sd is higher than the adhesion area ratio of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 of the upstream process cartridge Sc with respect to the conveying direction of the intermediate transfer belt 10. The upstream process cartridge Sc only needs to perform primary transfer of 100% of the print amount of the cyan single color. Therefore, even if the adhesion area ratio is lower than that of the downstream process cartridge Sd, the cleanerless ghost did not occur and the primary transferability was good. On the other hand, the downstream process cartridge Sd needs to transfer black toner onto the solid black image of cyan already formed on the intermediate transfer belt 10. Therefore, the adhesion area ratio of the downstream process cartridge is higher than that of the upstream process cartridge Sc. As a result, like Sc, the cleanerless ghost did not occur and the primary transferability was good. In addition, in Example 1, with regard to fixability, since the configuration is such that the transfer carrier particles are suppressed from being transferred, cold offset did not occur.

一方、比較例1の構成は、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流のScの感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率より、下流のSdの感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率を低くしている。まず、定着性に関しては、実施例1と付着総量が同様なため、コールドオフセットの発生はなかった。また、転写キャリア粒子の付着面積率の高いScは実施例1よりも付着面積率が高いため、クリーナーレスゴーストは発生せず、一次転写性は良好であった。しかしながら、Sdは実施例1よりも付着面積率が低いため、十分な一次転写性を発揮することが出来ず、クリーナーレスゴーストが発生する結果となった。 On the other hand, in the configuration of Comparative Example 1, the adhesion area rate of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 of Sd, which is downstream, is lower than the adhesion area rate of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 of Sc, which is upstream, in the transport direction of the intermediate transfer belt 10. First, regarding fixability, since the total adhesion amount is similar to that of Example 1, no cold offset occurred. Also, since Sc, which has a high adhesion area rate of transfer carrier particles, has a higher adhesion area rate than Example 1, no cleanerless ghost occurred and the primary transferability was good. However, since Sd has a lower adhesion area rate than Example 1, it was unable to exhibit sufficient primary transferability, resulting in the occurrence of cleanerless ghost.

また、比較例2の構成においては、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流のScの感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率と、下流のSdの感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率を同じとしている。さらに、付着面積率は共に45%としているため、転写性を高める構成と言える。表2の結果から、比較例2は、転写性の問題は無いが、定着性においてコールドオフセットが発生した。これは、転写キャリア粒子が記録材Pに許容量以上に転写されて定着を阻害したものと考えられる。 In addition, in the configuration of Comparative Example 2, the adhesion area ratio of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 Sc upstream in the transport direction of the intermediate transfer belt 10 is the same as the adhesion area ratio of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 Sd downstream. Furthermore, since both adhesion area ratios are 45%, it can be said that this configuration enhances transferability. From the results in Table 2, Comparative Example 2 had no problems with transferability, but cold offset occurred in fixability. This is thought to be due to the transfer of more than the allowable amount of transfer carrier particles to the recording material P, inhibiting fixation.

実施例1の構成は、以下に記載の特徴を有する。 The configuration of Example 1 has the following characteristics:

第1の画像形成部であるイエローステーションは、回転可能な第1の感光ドラム1aと、第1のトナー粒子及び第1のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子により構成される第1の現像剤を担持する回転可能な第1の現像ローラ22aを有する。現像ローラ22aは、第1の感光ドラム1aと接触して第1の現像部を形成し、第1の現像部において第1の感光ドラム1aの表面に第1の現像剤像を形成するために第1の現像剤を供給する。 The yellow station, which is the first image forming section, has a rotatable first photosensitive drum 1a and a rotatable first developing roller 22a that carries a first developer composed of first toner particles and carrier particles adhering to the surface of the first toner particles. The developing roller 22a contacts the first photosensitive drum 1a to form a first developing section, and supplies the first developer to form a first developer image on the surface of the first photosensitive drum 1a in the first developing section.

第2の画像形成部であるマゼンタステーションは、回転可能な第2の感光ドラム1bと、第2のトナー粒子及び第2のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子により構成される第2の現像剤を担持する回転可能な第2の現像ローラ22bを有する。現像ローラ22bは、第2の感光ドラム1bと接触して第2の現像部を形成し、第2の現像部において第2の感光ドラム1bの表面に第2の現像剤像を形成するために第2の現像剤を供給する。 The magenta station, which is the second image forming section, has a rotatable second photosensitive drum 1b and a rotatable second developing roller 22b that carries a second developer composed of second toner particles and carrier particles adhering to the surface of the second toner particles. The developing roller 22b contacts the second photosensitive drum 1b to form a second developing section, and supplies the second developer to form a second developer image on the surface of the second photosensitive drum 1b in the second developing section.

第1の感光ドラム1aと接触して第1の当接部である一次転写部を形成し、第2の感光ドラム1bと接触して第2の当接部である一次転写部を形成する中間転写ベルト10を有する。中間転写ベルト10は、第1の当接部において第1の現像剤像が転写され、第2の当接部において第2の現像剤像が転写される。 The intermediate transfer belt 10 contacts the first photosensitive drum 1a to form a first contact portion, which is a primary transfer portion, and contacts the second photosensitive drum 1b to form a second contact portion, which is a primary transfer portion. The intermediate transfer belt 10 transfers a first developer image at the first contact portion, and a second developer image at the second contact portion.

中間転写ベルト10と接触して二次転写部を形成し、二次転写部において中間転写ベルト10の表面に形成された第1の現像剤像と第2の現像剤像とを記録材に転写する二次転写ローラ20を有する。 It has a secondary transfer roller 20 that contacts the intermediate transfer belt 10 to form a secondary transfer section and transfers the first developer image and the second developer image formed on the surface of the intermediate transfer belt 10 to a recording material in the secondary transfer section.

第1の感光ドラム1aが回転した状態で、第1の現像部において、第1の現像ローラ22aの表面に担持されたキャリア粒子を第1の感光ドラム1の表面に供給することが可能である。第2の感光ドラム1bが回転した状態で、第2の現像部において、第2の現像ローラ22bの表面に担持されたキャリア粒子を第2の感光ドラム1bの表面に供給することが可能である。 When the first photosensitive drum 1a is rotating, in the first developing section, the carrier particles carried on the surface of the first developing roller 22a can be supplied to the surface of the first photosensitive drum 1. When the second photosensitive drum 1b is rotating, in the second developing section, the carrier particles carried on the surface of the second developing roller 22b can be supplied to the surface of the second photosensitive drum 1b.

中間転写ベルト10の表面は移動可能であって、中間転写ベルト10の移動方向において、二次転写部の下流であって、第2の当接部の上流に第1の当接部が形成されるように、第1の画像形成部と第2の画像形成部と、が配置される。 The surface of the intermediate transfer belt 10 is movable, and the first image forming unit and the second image forming unit are arranged so that the first contact portion is formed downstream of the secondary transfer unit and upstream of the second contact portion in the direction of movement of the intermediate transfer belt 10.

現像ローラ22を感光ドラム1に押圧する押圧力をF、トナー粒子と感光ドラム1との間に介在するキャリア粒子の総数をN、とする。 Let F be the pressure applied by the developing roller 22 against the photosensitive drum 1, and N be the total number of carrier particles between the toner particles and the photosensitive drum 1.

キャリア粒子を単位キャリア粒子当たりの押圧力であるF/Nでトナー粒子に押圧した際に測定されるキャリア粒子とトナー粒子との間に形成される付着力をFtとする。キャリア粒子をF/Nで感光ドラム1に押圧した際に測定されるキャリア粒子と感光ドラム1との間に形成される付着力Fdrとする。本実施例におけるFtとFdrとの関係が、Ft≦Fdrを満たす。 The adhesive force formed between the carrier particles and the toner particles measured when the carrier particles are pressed against the toner particles with F/N, which is the pressing force per unit carrier particle, is defined as Ft. The adhesive force formed between the carrier particles and the photosensitive drum 1 measured when the carrier particles are pressed against the photosensitive drum 1 with F/N is defined as Fdr. In this embodiment, the relationship between Ft and Fdr satisfies Ft≦Fdr.

感光ドラム1と現像ローラ22と、がそれぞれ接触した状態で、感光ドラム1が回転した後において、第2の感光ドラム1bの表面に付着したキャリア粒子の付着面積が、第1の感光ドラム1aの表面に付着したキャリア粒子の付着面積に比べて大きい。 After the photosensitive drum 1 rotates while the photosensitive drum 1 and the developing roller 22 are in contact with each other, the adhesion area of the carrier particles adhered to the surface of the second photosensitive drum 1b is larger than the adhesion area of the carrier particles adhered to the surface of the first photosensitive drum 1a.

また、感光ドラム1と第2の現像ローラ22と、が接触した状態で、感光ドラム1が回転した後におけるキャリア粒子の分布状態は均一であり、クラーク・エバンス指数で0.6以上である。 In addition, when the photosensitive drum 1 and the second developing roller 22 are in contact with each other, the distribution of the carrier particles after the photosensitive drum 1 rotates is uniform, and the Clark-Evans index is 0.6 or more.

したがって、上記説明した通り、本実施例の構成において、転写効率を向上させるために感光ドラム1表面に十分な量の微粒子を供給しつつ、微粒子による定着阻害を抑制することが出来る。 Therefore, as described above, in the configuration of this embodiment, it is possible to supply a sufficient amount of fine particles to the surface of the photosensitive drum 1 to improve transfer efficiency, while suppressing fixing inhibition caused by the fine particles.

本実施例においては、画像形成装置の起動に伴う準備動作時に、現像ローラ22の感光ドラム1への当接時間を中間転写ベルト10の搬送方向の上流に対して下流を長くしたものの、上記実施例に限らない。具体的には、本実施例の(イ)画像形成装置の起動に伴う準備動作(前回転動作)時、に限らず、(ロ)プリント動作時の作像前の回転動作、(ハ)プリント動作時の作像後の回転動作(後回転動作)、において現像当接時間をコントロールしても良い。または、(イ)、(ロ)、(ハ)のすべて、あるいは組み合わせでもよい。 In this embodiment, during the preparatory operation accompanying the start-up of the image forming apparatus, the contact time of the developing roller 22 with the photosensitive drum 1 is longer downstream than upstream in the transport direction of the intermediate transfer belt 10, but this is not limited to the above embodiment. Specifically, the development contact time may be controlled not only during (a) the preparatory operation accompanying the start-up of the image forming apparatus (pre-rotation operation) in this embodiment, but also during (b) the rotation operation before image formation during a print operation and (c) the rotation operation after image formation during a print operation (post-rotation operation). Alternatively, all or a combination of (a), (b), and (c) may be used.

例えば、図18に(ハ)プリント動作時の作像後の回転動作、において現像当接時間をコントロールする場合の回転駆動および現像当接のタイミングチャートを示す。具体的には、プリント動作時のScステーションとSdステーションの現像ローラ22の回転駆動と現像当接のタイミングチャートを示している。いずれのステーションもプリント信号を受け取ってから一定時間後に現像ローラ22の回転駆動が開始する。モータの回転駆動が安定してから現像当接を開始し、作像開始までに現像ローラ22上のトナー層を安定化させる(T)。そのあと、作像を開始し作像を終了させる(T作像)。作像後の現像ローラ22上のトナー層の状態は帯電量、コート量ともに画像パターンによって異なるので、均一な状態に戻すために作像終了後も現像ローラ22を一定時間回転させている(T)。この作像後の回転動作の時間を変えることで、感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着状態をコントロールすればよい。図18では、ScのTを500ms(感光ドラム1の1周以上)、SdのTを1000ms(感光ドラム1の2周以上)と設定している。それによって、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流より下流のほうが、感光ドラム1上の転写キャリア粒子の量を多くしている。このようにして、本実施例と同様の作用効果を得ることが出来る。 For example, FIG. 18 shows a timing chart of rotation drive and development contact in the case of controlling the development contact time in the rotation operation after image formation during the print operation (c). Specifically, the timing chart shows the rotation drive and development contact of the development roller 22 of the Sc station and the Sd station during the print operation. In each station, the rotation drive of the development roller 22 starts a certain time after receiving the print signal. The development contact starts after the rotation drive of the motor is stabilized, and the toner layer on the development roller 22 is stabilized before the image formation starts ( before T). After that, the image formation starts and ends (T image formation ). Since the state of the toner layer on the development roller 22 after the image formation differs depending on the image pattern in both the charge amount and the coat amount, the development roller 22 is rotated for a certain time even after the image formation ends in order to return to a uniform state ( after T). By changing the time of this rotation operation after the image formation, the adhesion state of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 can be controlled. 18, the time after T of Sc is set to 500 ms (one revolution or more of the photosensitive drum 1), and the time after T of Sd is set to 1000 ms (two revolutions or more of the photosensitive drum 1). This makes the amount of transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 greater downstream than upstream with respect to the transport direction of the intermediate transfer belt 10. In this way, it is possible to obtain the same effect as in this embodiment.

本実施例においては、Sa、Sb、Scに比べてSdの転写キャリア粒子の付着面積率を高くしたものの、上記実施例の構成に限らない。各色トナー単体の転写性能に合わせて、Sa~Sdのうち少なくとも2つのプロセスカートリッジの間で(上流のプロセスカートリッジの転写キャリア粒子付着面積率)<(下流のプロセスカートリッジの転写キャリア粒子付着面積率)の関係を満たせばよい。転写キャリア粒子の付着面積率を上流から下流にかけて徐々に増やしてもよく、Sa<Sb<Sc<Sdとしてもよい。 In this embodiment, the adhesion area ratio of the transfer carrier particles of Sd is higher than that of Sa, Sb, and Sc, but the configuration is not limited to the above embodiment. It is sufficient that the relationship (transfer carrier particle adhesion area ratio of the upstream process cartridge) < (transfer carrier particle adhesion area ratio of the downstream process cartridge) is satisfied between at least two process cartridges among Sa to Sd in accordance with the transfer performance of each color toner alone. The adhesion area ratio of the transfer carrier particles may be gradually increased from upstream to downstream, and may be Sa < Sb < Sc < Sd.

実施例2における構成について、実施例1と共通する部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。 In the configuration of Example 2, the same components and parts as in Example 1 are given the same reference numerals and will not be described again.

本実施例の特徴は、トナーに付着している転写キャリア粒子の量を各ステーションで変えることである。実施例2の特徴であるトナーに付着している転写キャリアの量をステーションで変えて供給する手段及び、実施例2における特有の作用効果について、以下で詳しく説明する。
1.特徴及び作用効果
実施例2における特徴及び作用効果は3つある。
The feature of this embodiment is that the amount of transfer carrier particles adhering to the toner is changed for each station. The means for changing the amount of transfer carrier particles adhering to the toner for each station, which is a feature of the second embodiment, and the unique functions and effects of the second embodiment will be described in detail below.
1. Features, Functions and Effects The second embodiment has three features, functions and effects.

一つ目の特徴は、実施例1と同様に、「転写キャリア粒子とトナーとの間の付着力Ft」と「転写キャリア粒子と感光ドラム1との間の付着力Fdr」におけるFt<Fdrの関係によって、転写キャリア粒子を感光ドラム1の表面に供給することである。このようにすることで、転写キャリア粒子を感光ドラム1の表面に介在させることができ、トナーを感光ドラム1と接触させないことによりトナーの付着力を下げている。その結果、一次転写工程における一次転写性を向上させる作用効果を得ている。 The first feature is that, as in Example 1, the transfer carrier particles are supplied to the surface of the photosensitive drum 1 based on the relationship Ft<Fdr, where "adhesion force Ft between the transfer carrier particles and the toner" and "adhesion force Fdr between the transfer carrier particles and the photosensitive drum 1". In this way, the transfer carrier particles can be interposed on the surface of the photosensitive drum 1, and the adhesion force of the toner is reduced by preventing the toner from contacting the photosensitive drum 1. As a result, an effect of improving the primary transferability in the primary transfer process is obtained.

二つ目の特徴は、転写キャリアの供給量(付着量)を、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流ステーションよりも下流ステーションの方が多くなるように調整することである。高い一次転写性が求められる下流ステーションでは、転写キャリア粒子を上流ステー所に比べて多く供給して一次転写性を向上させる。一方、それほど高い一次転写性が求められない上流ステーションでは、転写キャリア粒子の供給量を少なくしている。その結果、記録材P上のトナー中の転写キャリア粒子の総量を必要最低限にすることが出来、定着性の影響を小さくする作用効果を得ている。 The second feature is that the supply amount (adhesion amount) of transfer carrier is adjusted so that it is greater at downstream stations than at upstream stations in the transport direction of the intermediate transfer belt 10. At downstream stations where high primary transfer performance is required, more transfer carrier particles are supplied than at upstream stations to improve primary transfer performance. On the other hand, at upstream stations where high primary transfer performance is not required, the supply amount of transfer carrier particles is reduced. As a result, the total amount of transfer carrier particles in the toner on the recording material P can be kept to the minimum necessary, which has the effect of reducing the impact of fixation.

上記二つの特徴及び作用効果は実施例1と同様であるため、詳細な説明は省略する。 The above two features and effects are the same as those in Example 1, so detailed explanations will be omitted.

三つ目の特徴は、転写キャリア粒子の供給をステーションごとに変える手段が、トナーに付着している転写キャリア粒子の量をステーションごとに変えることである。実施例1では、ステーションによらず転写キャリア粒子の添加量を転写キャリア粒子のトナー1個当たりに対する被覆個数が500個程度になるように調整した。実施例2では、下記の表3のように、Saステーションは300個、Sbステーションは400個、Scステーションは500個、Sdステーションは600個程度になるように、ステーションごとにトナー1個あたりの転写キャリア粒子の添加量を調整した。このとき、実施例1で説明した通り、現像ニップ部において転写キャリア粒子がトナーと感光ドラム1との間に介在するのは、トナー全表面のうちの約1.43%である。そのため、トナー1個当たりに対するトナーと感光ドラム1との間に介在する転写キャリア粒子の個数Mも表3のようになる。それにより、感光ドラム1上への転写キャリア粒子の供給量を、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流ステーションよりも下流ステーションで多くすることが出来ている。 The third feature is that the means for changing the supply of transfer carrier particles for each station changes the amount of transfer carrier particles attached to the toner for each station. In Example 1, the amount of transfer carrier particles added was adjusted so that the number of transfer carrier particles coated per toner particle of the transfer carrier particles was about 500 regardless of the station. In Example 2, the amount of transfer carrier particles added per toner particle for each station was adjusted so that the number of transfer carrier particles coated per toner particle of the transfer carrier particles was about 300 for the Sa station, 400 for the Sb station, 500 for the Sc station, and 600 for the Sd station, as shown in Table 3 below. At this time, as explained in Example 1, the transfer carrier particles interposed between the toner and the photosensitive drum 1 in the development nip portion account for about 1.43% of the total toner surface. Therefore, the number M of transfer carrier particles interposed between the toner and the photosensitive drum 1 per toner particle is also as shown in Table 3. As a result, the amount of transfer carrier particles supplied to the photosensitive drum 1 can be made greater at the downstream station than at the upstream station in the conveying direction of the intermediate transfer belt 10.

なお、本実施例では、転写キャリア供給動作の実行タイミングは、図19のようにプリント動作時の現像当接時間であり、各ステーションで共通である。 In this embodiment, the timing for executing the transfer carrier supply operation is the development contact time during the print operation, as shown in Figure 19, and is common to each station.

本実施例における、三つ目の特徴に関する作用効果について述べる。 The effect of the third feature of this embodiment will be described below.

本実施例では、転写キャリア粒子の供給時間をステーションごとに変えることなく、転写キャリア粒子の感光ドラム1上への供給量を、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流ステーションよりも下流ステーションで多くする。そのため、一回のプリント動作の転写キャリア粒子の供給動作時間を最低限にすることが出来る。その結果、1回のプリント動作にかかる時間を低減し、生産性を向上することが可能になる。 In this embodiment, the amount of transfer carrier particles supplied onto the photosensitive drum 1 is greater at downstream stations than at upstream stations in the transport direction of the intermediate transfer belt 10, without changing the supply time of the transfer carrier particles for each station. This makes it possible to minimize the operation time of supplying transfer carrier particles for one printing operation. As a result, it becomes possible to reduce the time required for one printing operation and improve productivity.

Figure 0007463221000005
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説明した通り、転写効率を向上させるために感光ドラム1の表面に十分な量の微粒子を供給しつつ、微粒子による定着阻害を抑制することが出来る。 As explained above, it is possible to supply a sufficient amount of fine particles to the surface of the photosensitive drum 1 to improve transfer efficiency while suppressing the fixing interference caused by the fine particles.

実施例1、2では、現像ローラ22と感光ドラム1との当接時の回転において周速差を設けていないものの、上記実施例に限らず、感光ドラム1の回転に対して現像ローラ22の回転に周速差を設けても良い。このような周速差は、現像するトナー量を安定させる役割や、現像ローラ22上のコートの微小な不均一さを感光ドラム1上では隠して見えづらくさせる役割を有する。また、本実施の転写キャリア粒子の供給においても下記のような作用を有する。 In Examples 1 and 2, there is no difference in the circumferential speed of the developing roller 22 when it comes into contact with the photosensitive drum 1, but this is not limited to the above examples, and a difference in the circumferential speed of the developing roller 22 relative to the rotation of the photosensitive drum 1 may be provided. Such a difference in circumferential speed has the role of stabilizing the amount of toner to be developed and of hiding minute unevenness in the coat on the developing roller 22 on the photosensitive drum 1, making it difficult to see. In addition, the supply of transfer carrier particles in this embodiment also has the following effects.

図20(a)は、現像ローラ22と感光ドラム1との間を非画像形成電位関係に設定した場合の現像ニップ部のトナーと転写キャリア粒子の挙動を示す模式図である。図20(a)に示すように、現像ローラ22と感光ドラム1との間に周速度差を設けたことで、以下のような現象が生じる。現像ローラ22と感光ドラム1との間に介在しているトナーが、現像ローラ22から受ける現像ローラ22の回転方向に平行な力をf1とする。現像ローラ22と感光ドラム1との間に介在しているトナーが感光ドラム1から受ける感光ドラム1の回転方向に平行な力f2とする。実施例1、2、3に記載した条件では、f1とf2の釣り合いが取れていたのに対し、実施例1、2、3の構成においてはf1とf2との釣り合いが崩れ、現像ニップ部においてトナーが転動する。そして、トナーが転動することで、感光ドラム1と接触していないトナー上の転写キャリア粒子もトナーの転動に伴って移動する。そのため、感光ドラム1と接触することが出来ることによって、トナー上から感光ドラム1の表面への転写キャリア粒子の供給機会が増加する。したがって、図18(b)に示すように、現像ニップ通過後の感光ドラム1の表面上には、実施例1、2、3と比較してもより多くの転写キャリア粒子を現像ローラ22のトナー上から供給することが出来る。 Figure 20(a) is a schematic diagram showing the behavior of the toner and transfer carrier particles in the development nip when the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 are set to a non-image forming potential relationship. As shown in Figure 20(a), by providing a peripheral speed difference between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1, the following phenomenon occurs. The force that the toner interposed between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 receives from the developing roller 22 is parallel to the rotation direction of the developing roller 22. The force that the toner interposed between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 receives from the photosensitive drum 1 is parallel to the rotation direction of the photosensitive drum 1 is f2. In the conditions described in Examples 1, 2, and 3, f1 and f2 were balanced, whereas in the configurations of Examples 1, 2, and 3, the balance between f1 and f2 is lost, and the toner rolls in the development nip. And, as the toner rolls, the transfer carrier particles on the toner that are not in contact with the photosensitive drum 1 also move with the toner rolling. Therefore, by being able to come into contact with the photosensitive drum 1, the opportunity for transfer carrier particles to be supplied from the toner to the surface of the photosensitive drum 1 increases. Therefore, as shown in FIG. 18(b), more transfer carrier particles can be supplied from the toner on the developing roller 22 to the surface of the photosensitive drum 1 after passing through the development nip, even compared to Examples 1, 2, and 3.

図21(a)は、現像ローラ22と感光ドラム1との間を画像形成電位関係に設定した場合の現像ニップ部のトナーと転写キャリア粒子の挙動を示す模式図である。図21(a)に示すように、現像ローラ22と感光ドラム1との間を画像形成電位関係に設定した場合でも、現像ローラ22と感光ドラム1との間に周速度差を設けたことにより、以下の現象が生じる。現像ニップ部でトナーが転動し、現像ニップ部内でのトナーの表面上から感光ドラム1の表面上への転写キャリア粒子の供給効率が向上する。そして、図21(b)に示すように、現像ローラ22と感光ドラム1との間を画像形成電位関係に設定しているため、現像ニップ部通過後には、トナーが現像ローラ22から感光ドラム1の表面に現像される。しかし、現像ニップ部通過時のトナーの表面から感光ドラム1の表面への転写キャリア粒子の供給効率が向上したことで、感光ドラム1の表面上に現像したトナーと感光ドラム1との間に転写キャリア粒子を多く介在させることが出来る。 21(a) is a schematic diagram showing the behavior of the toner and transfer carrier particles in the development nip when the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 are set to an image formation potential relationship. As shown in FIG. 21(a), even when the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 are set to an image formation potential relationship, the following phenomenon occurs due to the difference in peripheral speed between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1. The toner rolls in the development nip, and the efficiency of supplying the transfer carrier particles from the surface of the toner in the development nip to the surface of the photosensitive drum 1 is improved. Then, as shown in FIG. 21(b), since the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 are set to an image formation potential relationship, the toner is developed from the developing roller 22 onto the surface of the photosensitive drum 1 after passing through the development nip. However, since the efficiency of supplying the transfer carrier particles from the surface of the toner to the surface of the photosensitive drum 1 when passing through the development nip is improved, it is possible to interpose a large number of transfer carrier particles between the toner developed on the surface of the photosensitive drum 1 and the photosensitive drum 1.

以上から、実施例2においては、感光ドラム1を駆動する第1の駆動部110と、現像ローラ22を駆動する第2の駆動部130と、第1の駆動部と第2の駆動部と、を制御する制御部200と、を有する。制御部200は、現像部において、現像ローラ22の表面移動速度と感光ドラム1の表面移動速度とが異なる表面移動速度を有するように、第1の駆動部と第2の駆動部と、を制御することを特徴とする。 In view of the above, Example 2 has a first drive unit 110 that drives the photosensitive drum 1, a second drive unit 130 that drives the developing roller 22, and a control unit 200 that controls the first drive unit and the second drive unit. The control unit 200 is characterized by controlling the first drive unit and the second drive unit so that the surface movement speed of the developing roller 22 and the surface movement speed of the photosensitive drum 1 have different surface movement speeds in the developing unit.

実施例3における構成について、実施例1、2と共通する部材・部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。 In the configuration of Example 3, the same components and parts as in Examples 1 and 2 are designated by the same reference numerals and will not be described again.

本実施例の特徴は、現像周速差を設けつつ、現像ブレード23を通過後の現像ローラ22にコートされているトナー量をステーションごとに変えることである。実施例3において、転写キャリアの供給量を制御することが出来るメカニズム及び、実施例3の作用効果について、以下で詳しく説明する。
1.特徴及び作用効果
実施例3においては、特徴及び作用効果が3つある。
The feature of this embodiment is that, while providing a difference in developing peripheral speed, the amount of toner coated on the developing roller 22 after passing the developing blade 23 is changed for each station. In the third embodiment, the mechanism by which the supply amount of the transfer carrier can be controlled and the effects of the third embodiment will be described in detail below.
1. Features and Effects The third embodiment has three features and effects.

一つ目の特徴は、実施例1と同様に、「転写キャリア粒子とトナーとの間の付着力Ft」と「転写キャリア粒子と感光ドラム1との間の付着力Fdr」におけるFt<Fdrの関係によって、転写キャリア粒子を感光ドラム1の表面に供給することである。このようにすることで、転写キャリア粒子を感光ドラム1の表面に介在させることができ、トナーを感光ドラム1と接触させないことによりトナーの付着力を下げている。その結果、一次転写工程における一次転写性を向上させる作用効果を得ている。 The first feature is that, as in Example 1, the transfer carrier particles are supplied to the surface of the photosensitive drum 1 based on the relationship Ft<Fdr, where "adhesion force Ft between the transfer carrier particles and the toner" and "adhesion force Fdr between the transfer carrier particles and the photosensitive drum 1". In this way, the transfer carrier particles can be interposed on the surface of the photosensitive drum 1, and the adhesion force of the toner is reduced by preventing the toner from contacting the photosensitive drum 1. As a result, an effect of improving the primary transferability in the primary transfer process is obtained.

二つ目の特徴は、転写キャリアの供給量(付着量)を、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流ステーションよりも下流ステーションの方が多くなるように調整することである。高い一次転写性が求められる下流ステーションでは、転写キャリア粒子を上流ステー所に比べて多く供給して一次転写性を向上させる。一方、それほど高い一次転写性が求められない上流ステーションでは、転写キャリア粒子の供給量を少なくしている。その結果、記録材P上のトナー中の転写キャリア粒子の総量を必要最低限にすることができ、定着性の影響を小さくする作用効果を得ている。 The second feature is that the supply amount (adhesion amount) of transfer carrier is adjusted so that it is greater at downstream stations than at upstream stations in the transport direction of the intermediate transfer belt 10. At downstream stations where high primary transfer performance is required, more transfer carrier particles are supplied than at upstream stations to improve primary transfer performance. On the other hand, at upstream stations where high primary transfer performance is not required, the supply amount of transfer carrier particles is reduced. As a result, the total amount of transfer carrier particles in the toner on the recording material P can be kept to the minimum necessary, achieving the effect of reducing the impact of fixation.

上記二つの特徴及び作用効果は実施例1、2と同様であるため、詳細な説明は省略する。 The above two features and effects are the same as those in Examples 1 and 2, so detailed explanations will be omitted.

3つ目の特徴は、現像周速差を設けつつ、現像ブレード23を通過後の現像ローラ22の表面にコートされているトナー量をステーションごとに変えることである。現像ローラ22の表面にコートされているトナー量を、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流ステーションよりも下流ステーションで多くする。このとき、転写キャリアの供給量(付着量)を中間転写ベルト10の搬送方向に対して、上流ステーションよりも下流ステーションで多くすることが出来る。 The third feature is that the amount of toner coated on the surface of the developing roller 22 after passing through the developing blade 23 is changed for each station while providing a difference in developing peripheral speed. The amount of toner coated on the surface of the developing roller 22 is made greater at downstream stations than at upstream stations in the transport direction of the intermediate transfer belt 10. At this time, the supply amount (adhesion amount) of the transfer carrier can be made greater at downstream stations than at upstream stations in the transport direction of the intermediate transfer belt 10.

実施例2でも述べたように、現像ローラ22と感光ドラム1に周速差を設けると、以下のような現象が生じる。現像ローラ22と感光ドラムとの1間に介在しているトナーが、現像ローラ22から受ける現像ローラ22の回転方向に平行な力をf1とする。現像ローラ22と感光ドラム1との間に介在しているトナーが、感光ドラム1から受ける感光ドラム1の回転方向に平行な力をf2とする。現像周速差によりf1とf2の釣り合いが崩れ、現像ニップ部においてトナーが転動する。そして、トナーが転動することで、感光ドラム1と接触していないトナー上の転写キャリア粒子もトナーの転動に伴って移動し、感光ドラム1と接触することが出来るようになる。したがって、トナー上から感光ドラム1への転写キャリア粒子の供給機会が増加する。転動によって感光ドラム1と接触していないトナー上の転写キャリア粒子の移動は、現像ローラ22上にコートされているトナー量に応じて多くなる。よって、現像ローラ22と感光ドラム1との間に周速差を設けてトナーを転動させつつ、現像ローラ22上にコートされているトナー量を制御することで、転写キャリア粒子の供給量を制御することが出来る。 As described in the second embodiment, when a difference in peripheral speed is provided between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1, the following phenomenon occurs. The force that the toner interposed between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 receives from the developing roller 22 is parallel to the rotation direction of the developing roller 22. The force that the toner interposed between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 receives from the photosensitive drum 1 is parallel to the rotation direction of the photosensitive drum 1. The balance between f1 and f2 is lost due to the difference in development peripheral speed, and the toner rolls in the development nip. Then, as the toner rolls, the transfer carrier particles on the toner that are not in contact with the photosensitive drum 1 also move with the toner rolling, and can come into contact with the photosensitive drum 1. Therefore, the opportunity to supply transfer carrier particles from the toner to the photosensitive drum 1 increases. The movement of transfer carrier particles on the toner that is not in contact with the photosensitive drum 1 due to rolling increases according to the amount of toner coated on the developing roller 22. Therefore, by controlling the amount of toner coated on the developing roller 22 while creating a peripheral speed difference between the developing roller 22 and the photosensitive drum 1 to cause the toner to roll, it is possible to control the amount of transfer carrier particles supplied.

実施例3においては、表4のように、Sa~Sdまでの現像ローラ22上のトナー量をそれぞれSa:0.28、Sb:0.30、Sc:0.32、Sd:0.34[mg/cm]になるように調整した。なお、調整手段としては、現像ブレード23と現像ローラ22との当接位置を変えることで、現像ブレード23によるトナーを規制する力を調整している。具体的には、表4のように、現像ローラ22の中心からそれぞれ、Sa:0.70、Sb:0.60、Sc:0.50、Sd:0.40[mm]の位置に現像ブレード23の先端が配置されるように調整した。 In Example 3, the toner amounts on the developing roller 22 from Sa to Sd were adjusted to Sa: 0.28, Sb: 0.30, Sc: 0.32, and Sd: 0.34 [mg/ cm2 ], respectively, as shown in Table 4. As an adjustment means, the force with which the developing blade 23 restricts the toner was adjusted by changing the contact position between the developing blade 23 and the developing roller 22. Specifically, as shown in Table 4, the tip of the developing blade 23 was adjusted to be located at positions Sa: 0.70, Sb: 0.60, Sc: 0.50, and Sd: 0.40 [mm] from the center of the developing roller 22, respectively.

また、実施例3においては、現像ローラ22は感光ドラム1とその現像ニップ部において、感光体1に対して140%の周速比を持って同方向に回転している。すなわち、現像ローラ22の表面の移動速度が、感光ドラム1の表面の移動速度に対して1.4倍速くなっている。 In addition, in Example 3, the developing roller 22 rotates in the same direction as the photosensitive drum 1 at the development nip with the photosensitive drum 1, with a peripheral speed ratio of 140% to the photosensitive drum 1. In other words, the moving speed of the surface of the developing roller 22 is 1.4 times faster than the moving speed of the surface of the photosensitive drum 1.

Figure 0007463221000006
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なお、実施例3では、転写キャリア供給動作の実行タイミングは、図14のようにプリント動作時の現像当接時間であり、各ステーションで共通である。また、ステーションによらず、転写キャリア粒子の添加量は、転写キャリア粒子のトナー1個当たりに対する被覆個数が500個程度になるように調整した。 In Example 3, the timing for executing the transfer carrier supply operation is the development contact time during the print operation as shown in FIG. 14, and is common to each station. In addition, regardless of the station, the amount of transfer carrier particles added was adjusted so that the number of transfer carrier particles coated per toner particle was about 500.

次に、実施例3における作用効果について述べる。 Next, the effects of Example 3 will be described.

実施例3では、転写キャリア粒子の供給時間をステーションごとに変えることなく、感光ドラム1の表面への転写キャリア粒子の供給を、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流ステーションよりも下流ステーションで多くすることが出来る。そのため、1回のプリント動作の転写キャリア粒子の供給動作時間を最低限に実行することが出来る。その結果、1回のプリント動作にかかる時間を低減して、生産性を向上することが可能になる。なおかつ、転写キャリア粒子の添加量を抑えることが出来るため、転写キャリア粒子が、現像器内の部品(例えば、現像ブレード23や供給ローラ26)へ移行することによる汚染のリスクを低減することが出来る。 In the third embodiment, the supply of transfer carrier particles to the surface of the photosensitive drum 1 can be increased at downstream stations relative to the transport direction of the intermediate transfer belt 10, without changing the supply time of the transfer carrier particles for each station. Therefore, the operation time of supplying transfer carrier particles for one printing operation can be minimized. As a result, it is possible to reduce the time required for one printing operation and improve productivity. Furthermore, since the amount of transfer carrier particles added can be reduced, the risk of contamination caused by the transfer carrier particles migrating to parts inside the developing unit (e.g., the developing blade 23 and the supply roller 26) can be reduced.

説明した通り、転写効率を向上させるために感光ドラム表面に十分な量の微粒子を供給しつつ、微粒子による定着阻害を抑制することが出来る。 As explained above, it is possible to supply a sufficient amount of fine particles to the photosensitive drum surface to improve transfer efficiency while suppressing the fixing interference caused by the fine particles.

また、実施例1、2、3においては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の四色の場合について述べたものの、上記実施例に限らず、例えば、白色トナーや金属色トナーなどを含んだ4つ以上のステーションの場合であってもよい。この場合も少なくとも2つのプロセスカートリッジの間で(上流のプロセスカートリッジの転写キャリア粒子付着面積率)<(下流のプロセスカートリッジの転写キャリア粒子付着面積率)の関係を満たせば効果がある。 In addition, in the first, second and third embodiments, four colors, yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (K), are described, but the present invention is not limited to the above embodiments and may be applied to four or more stations including white toner and metallic toner. In this case, too, it is effective if the relationship (transfer carrier particle adhesion area ratio of the upstream process cartridge) < (transfer carrier particle adhesion area ratio of the downstream process cartridge) is satisfied between at least two process cartridges.

なお、実施例1、2、3においては、転写キャリア粒子の「付着面積率」で特徴を述べたものの、「転写キャリア粒子間の付着力Fc」が「トナーと転写キャリアの間の付着力Ft」よりも小さい場合(Fc<Ft)は、「付着量」でもよい。すなわち(上流のプロセスカートリッジの転写キャリア粒子付着量)<(下流のプロセスカートリッジの転写キャリア粒子付着量)の関係が成立していても良い。Fc<Ftの場合は、感光ドラム1上に供給された転写キャリア粒子の上にさらに転写キャリア粒子が供給されることがない。そのため、感光ドラム1上の転写キャリア粒子は一層になり、「付着面積率」の大小関係は「付着量」の大小関係と同義になるためである。 In the first, second and third embodiments, the characteristics are described in terms of the "adhesion area ratio" of the transfer carrier particles. However, if the "adhesion force between transfer carrier particles Fc" is smaller than the "adhesion force between the toner and the transfer carrier Ft" (Fc<Ft), the "adhesion amount" may be used. In other words, the relationship (adhesion amount of transfer carrier particles in the upstream process cartridge) < (adhesion amount of transfer carrier particles in the downstream process cartridge) may be established. In the case of Fc<Ft, no further transfer carrier particles are supplied on top of the transfer carrier particles supplied onto the photosensitive drum 1. Therefore, the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 form a single layer, and the magnitude relationship of the "adhesion area ratio" is synonymous with the magnitude relationship of the "adhesion amount".

したがって、感光ドラム1と現像ローラ22が接触した状態で感光ドラム1が回転した後において、第2の感光ドラム1bの表面に付着したキャリア粒子の付着量が、第1の感光ドラム1aの表面に付着したキャリア粒子の付着量に比べて多いということである。 Therefore, after the photosensitive drum 1 rotates with the photosensitive drum 1 and the developing roller 22 in contact with each other, the amount of carrier particles adhering to the surface of the second photosensitive drum 1b is greater than the amount of carrier particles adhering to the surface of the first photosensitive drum 1a.

実施例1、2、3では、感光ドラム1上にクリーニング部材を設けていないものの、上記実施例に限らず、感光ドラムクリーニング部材を設けても良い。感光ドラム1上にクリーニング部材を設けると、感光ドラム1上に被膜した転写キャリア粒子が感光ドラム1周毎にクリーニング部材に回収されてしまう。しかし、現像と同時に転写キャリア粒子を供給することが出来るため、現像開始から一次転写までの間の感光ドラム1の転写キャリア粒子の付着面積(あるいは量)を制御すればよい。例えば、中間転写ベルト10の搬送方向に対して上流のプロセスカートリッジより下流のプロセスカートリッジの方が感光ドラム1の回転に対する現像ローラ22の回転の周速差を大きくする。すると、下流のプロセスカートリッジの方が上流のプロセスカートリッジよりも多くのトナーを転動させることが出来る。その結果、中間転写ベルト10の搬送方向下流の感光ドラム1への転写キャリア粒子の供給機会が上流のプロセスカートリッジに比べて増加するため、実施例1、2、3と同様の状態にすることが出来、実施例1、2、3と同様の作用効果を得ることが出来る。 In the first, second and third embodiments, a cleaning member is not provided on the photosensitive drum 1, but a photosensitive drum cleaning member may be provided without being limited to the above embodiments. If a cleaning member is provided on the photosensitive drum 1, the transfer carrier particles coated on the photosensitive drum 1 are collected by the cleaning member every time the photosensitive drum rotates. However, since the transfer carrier particles can be supplied simultaneously with the development, it is sufficient to control the adhesion area (or amount) of the transfer carrier particles on the photosensitive drum 1 from the start of development to the primary transfer. For example, the difference in the peripheral speed of the rotation of the developing roller 22 with respect to the rotation of the photosensitive drum 1 is made larger in the downstream process cartridge than in the upstream process cartridge with respect to the transport direction of the intermediate transfer belt 10. Then, the downstream process cartridge can roll more toner than the upstream process cartridge. As a result, the opportunity to supply the transfer carrier particles to the photosensitive drum 1 downstream in the transport direction of the intermediate transfer belt 10 increases compared to the upstream process cartridge, so that the same state as in the first, second and third embodiments can be achieved, and the same effect as in the first, second and third embodiments can be obtained.

実施例1、2、3では、トナーを介してFt<Fdrの関係によって転写キャリア粒子を感光ドラム1へ供給したものの、上記実施例に限らず、現像ユニット4とは別に転写キャリア粒子供給部材を設けてもよい。その場合は、「転写キャリア粒子と転写キャリア粒子供給部材間の付着力Fs」と「Fdr」との関係を、Fs<Fdrとし、転写キャリア粒子を感光ドラム1へ供給すればよい。転写キャリア粒子供給部材としては、この付着力の関係を満たせばよく、例えば、図22のように、ブラシ部材を転写キャリア供給部材として転写キャリア粒子を感光ドラム1上へ供給してもよい。図22においては、転写キャリア粒子の供給は転写キャリア粒子供給ローラ6を介して行う。転写キャリア粒子供給ローラ6は転写キャリア粒子を感光ドラム1上に供給する役割を有し、表面にブラシ層を設けたブラシローラである。転写キャリア粒子供給ローラ6は、感光ドラム1の回転方向と逆方向に回転駆動され、転写キャリア粒子を搭載する転写キャリア粒子容器からブラシ上に転写キャリアを補給される。そして、転写キャリア粒子供給ローラ6と感光ドラム1との接触部にて、ブラシ上から感光ドラム1上へと転写キャリア粒子を供給している。 In the first, second and third embodiments, the transfer carrier particles are supplied to the photosensitive drum 1 via the toner in the relationship Ft<Fdr. However, this is not limited to the above embodiments, and a transfer carrier particle supply member may be provided separately from the developing unit 4. In that case, the relationship between the "adhesive force Fs between the transfer carrier particles and the transfer carrier particle supply member" and "Fdr" is set to Fs<Fdr, and the transfer carrier particles are supplied to the photosensitive drum 1. The transfer carrier particle supply member only needs to satisfy this adhesive force relationship. For example, as shown in FIG. 22, a brush member may be used as the transfer carrier supply member to supply the transfer carrier particles onto the photosensitive drum 1. In FIG. 22, the transfer carrier particles are supplied via the transfer carrier particle supply roller 6. The transfer carrier particle supply roller 6 has the role of supplying the transfer carrier particles onto the photosensitive drum 1, and is a brush roller with a brush layer on its surface. The transfer carrier particle supply roller 6 is driven to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the photosensitive drum 1, and the transfer carrier is replenished onto the brush from a transfer carrier particle container carrying the transfer carrier particles. Then, at the contact point between the transfer carrier particle supply roller 6 and the photosensitive drum 1, the transfer carrier particles are supplied from the brush onto the photosensitive drum 1.

実施例1、2、3では、現像ブレード23は支持部材としてSUS板を用いたものの、上記実施例に限らず、例えばリン青銅やアルミニウム等の金属薄板を用いても良い。また、上記実施例においては支持部材の表面に導電性のウレタン樹脂からなる薄膜を被覆して形成したものを用いているものの、上記実施例に限らず、ポリアミドエラストマーやウレタンゴムからなる導電性樹脂からなる薄膜を被覆して形成したものを用いている。あるいは、導電性の支持部材そのものを現像ブレード23として現像ローラ22に当接させてもよい。 In Examples 1, 2, and 3, the developing blade 23 uses a SUS plate as the support member, but this is not limited to the above examples, and a thin metal plate such as phosphor bronze or aluminum may also be used. Also, in the above examples, the surface of the support member is coated with a thin film of conductive urethane resin, but this is not limited to the above examples, and a thin film of conductive resin made of polyamide elastomer or urethane rubber may be used. Alternatively, the conductive support member itself may be brought into contact with the developing roller 22 as the developing blade 23.

実施例1、2、3では、供給ローラ26、および現像ブレード23には現像ローラ22に対して-200Vの電位差を付けてトナー帯電量やトナー供給量、トナーコート量を安定化させているものの、上記実施例に限らない。トナー帯電量やトナー供給量、トナーコート量が電圧によらず安定であれば電位差を設けなくてもよい。その場合は、現像ローラ22と同電位にすることで、高圧電源を削減することが可能になり、装置の小型化・低コスト化を実現することが出来る。 In Examples 1, 2, and 3, the supply roller 26 and the developing blade 23 are provided with a potential difference of -200V with respect to the developing roller 22 to stabilize the toner charge amount, toner supply amount, and toner coat amount, but this is not limited to the above examples. If the toner charge amount, toner supply amount, and toner coat amount are stable regardless of voltage, there is no need to provide a potential difference. In that case, by setting them at the same potential as the developing roller 22, it is possible to reduce the high-voltage power supply, and to achieve a smaller and less expensive device.

実施例1、2、3では、各ステーションの一次転写性を、転写キャリア粒子の付着状態で制御することが出来る。そのため、各ステーションにおいて一次転写電圧を変える必要がなくなり、一次転写電圧を印加する一次転写電源を各ステーションで共通化することが可能になり、装置の小型化・低コスト化を実現することが出来る。 In Examples 1, 2, and 3, the primary transfer performance of each station can be controlled by the adhesion state of the transfer carrier particles. This eliminates the need to change the primary transfer voltage at each station, and makes it possible to share the primary transfer power supply that applies the primary transfer voltage at each station, thereby realizing a smaller, less expensive device.

なお、一次転写電源を各ステーションで個別に持っていたとしても、各ステーションに必要な一次転写性に合わせて最適な一次転写電圧を設定することが出来るようになる。そのため、一次転写部における画像の散りや再転写などを抑制することが出来る。再転写とは、上流ステーションで形成された画像が中間転写ベルト10に転写され、下流ステーションの一次転写部を通過することで放電を受け、下流ステーションの感光ドラム1へ再度転写される現象をいう。 Even if each station has its own primary transfer power supply, it is possible to set the optimal primary transfer voltage according to the primary transfer characteristics required for each station. This makes it possible to suppress image scattering and retransfer at the primary transfer section. Retransfer refers to the phenomenon in which an image formed at an upstream station is transferred to the intermediate transfer belt 10, discharges as it passes through the primary transfer section of the downstream station, and is then retransferred to the photosensitive drum 1 of the downstream station.

1 感光ドラム(感光体)
2 帯電ローラ
3 露光ユニット
4 現像ユニット
10 中間転写ベルト
14 一次転写ローラ
22 現像ローラ
62 トナー粒子
100 画像形成装置
1 Photosensitive drum (photoconductor)
2 Charging roller 3 Exposure unit 4 Development unit 10 Intermediate transfer belt 14 Primary transfer roller 22 Development roller 62 Toner particles 100 Image forming apparatus

Claims (19)

回転可能な第1の像担持体と、第1のトナー粒子及び前記第1のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子により構成される第1の現像剤を担持する回転可能な第1の現像剤担持体であって、前記第1の像担持体と接触して第1の現像部を形成し、前記第1の現像部において前記第1の像担持体の表面に第1の現像剤像を形成するために前記第1の現像剤を供給する第1の現像剤担持体と、を有する第1の画像形成部と、
回転可能な第2の像担持体と、第2のトナー粒子及び前記第2のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子により構成される第2の現像剤を担持する回転可能な第2の現像剤担持体であって、前記第2の像担持体と接触して第2の現像部を形成し、前記第2の現像部において前記第2の像担持体の表面に第2の現像剤像を形成するために前記第2の現像剤を供給する第2の現像剤担持体と、を有する第2の画像形成部と、
前記第1の像担持体と接触して第1の当接部を形成し、前記第2の像担持体と接触して第2の当接部を形成する中間転写体であって、前記第1の当接部において前記第1の現像剤像が転写され、前記第2の当接部において前記第2の現像剤像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体と接触して転写部を形成し、前記転写部において前記中間転写体の表面に形成された前記第1の現像剤像と前記第2の現像剤像とを記録材に転写する転写部材と、を有し、
前記第1の像担持体が回転した状態で、前記第1の現像部において、前記第1の現像剤担持体の表面に担持された前記キャリア粒子を前記第1の像担持体の表面に供給することが可能であって、前記第2の像担持体が回転した状態で、前記第2の現像部において、前記第2の現像剤担持体の表面に担持された前記キャリア粒子を前記第2の像担持体の表面に供給することが可能な画像形成装置であって、
前記中間転写体の表面は移動可能であって、前記中間転写体の表面の移動方向において、前記転写部の下流であって、前記第2の当接部の上流に前記第1の当接部が形成されるように、前記第1の画像形成部と前記第2の画像形成部と、が配置され、
前記第1の現像剤担持体を前記第1の像担持体に押圧する押圧力をF1、前記第1のトナー粒子と前記第1の像担持体との間に介在する前記キャリア粒子の総数をN1、とした場合に、
前記キャリア粒子を単位キャリア粒子当たりの押圧力であるF1/N1で前記第1のトナー粒子に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第1のトナー粒子との間に形成される付着力Ft1と、
前記キャリア粒子を前記F1/N1で前記第1の像担持体に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第1の像担持体との間に形成される付着力Fdr1と、の関係が、
Ft1≦Fdr1
を満たし、
前記第2の現像剤担持体を前記第2の像担持体に押圧する押圧力をF2、前記第2のトナー粒子と前記第2の像担持体との間に介在する前記キャリア粒子の総数をN2、とした場合に、
前記キャリア粒子を単位キャリア粒子当たりの押圧力であるF2/N2で前記第2のトナー粒子に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第2のトナー粒子との間に形成される付着力Ft2と、
前記キャリア粒子を前記F2/N2で前記第2の像担持体に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第2の像担持体との間に形成される付着力Fdr2と、の関係が、
Ft2≦Fdr2
を満たし、
前記第1の像担持体と前記第1の現像剤担持体、ならびに、前記第2の像担持体と前記第2の現像剤担持体と、がそれぞれ接触した状態で、前記第1の像担持体と前記第2の像担持体とがそれぞれ回転した後において、前記第2の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の付着面積が、前記第1の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の付着面積に比べて大きいことを特徴とする画像形成装置。
a first image forming section including a rotatable first image carrier and a rotatable first developer carrier carrying a first developer composed of first toner particles and carrier particles adhering to the surfaces of the first toner particles, the first developer carrier coming into contact with the first image carrier to form a first developing section and supplying the first developer to form a first developer image on a surface of the first image carrier in the first developing section;
a second image forming section including a rotatable second image carrier and a rotatable second developer carrier carrying a second developer composed of second toner particles and carrier particles adhering to the surfaces of the second toner particles, the second developer carrier contacting the second image carrier to form a second developing section and supplying the second developer to form a second developer image on the surface of the second image carrier in the second developing section;
an intermediate transfer body that comes into contact with the first image carrier to form a first contact portion and that comes into contact with the second image carrier to form a second contact portion, the first developer image being transferred at the first contact portion and the second developer image being transferred at the second contact portion;
a transfer member that contacts the intermediate transfer body to form a transfer section and transfers the first developer image and the second developer image formed on the surface of the intermediate transfer body to a recording material in the transfer section;
an image forming apparatus capable of supplying the carrier particles carried on a surface of the first developer carrier to a surface of the first image carrier in a first developing section while the first image carrier is rotating, and capable of supplying the carrier particles carried on a surface of the second developer carrier to a surface of the second image carrier in a second developing section while the second image carrier is rotating,
a surface of the intermediate transfer body is movable, and the first image forming unit and the second image forming unit are disposed so that the first contact portion is formed downstream of the transfer unit and upstream of the second contact portion in a moving direction of the surface of the intermediate transfer body;
When a pressing force for pressing the first developer carrier against the first image carrier is F1 and a total number of the carrier particles interposed between the first toner particles and the first image carrier is N1,
an adhesive force Ft1 formed between the carrier particles and the first toner particles, the adhesive force Ft1 being measured when the carrier particles are pressed against the first toner particles with a pressing force F1/N1 per unit carrier particle;
and an adhesive force Fdr1 formed between the carrier particles and the first image carrier, the adhesive force Fdr1 being measured when the carrier particles are pressed against the first image carrier at F1/N1,
Ft1≦Fdr1
The filling,
When a pressing force for pressing the second developer carrier against the second image carrier is F2 and a total number of the carrier particles interposed between the second toner particles and the second image carrier is N2,
an adhesive force Ft2 formed between the carrier particles and the second toner particles, the adhesive force Ft2 being measured when the carrier particles are pressed against the second toner particles with a pressing force F2/N2 per unit carrier particle;
and an adhesive force Fdr2 formed between the carrier particles and the second image carrier, the adhesive force Fdr2 being measured when the carrier particles are pressed against the second image carrier at F2/N2,
Ft2≦Fdr2
The filling,
An image forming apparatus characterized in that, after the first image carrier and the first developer carrier, and the second image carrier and the second developer carrier are respectively in contact with each other and the first image carrier and the second image carrier are respectively rotated, the adhesion area of the carrier particles adhered to the surface of the second image carrier is larger than the adhesion area of the carrier particles adhered to the surface of the first image carrier.
前記第1の現像剤と前記第2の現像剤と、は、前記第1のトナー粒子の表面と前記第2のトナー粒子の表面に共に存在する、下記式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体を含有する微粒子から形成される凸部を有し、前記凸部上に前記キャリア粒子が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
R-Si(O1/2 (1)
(前記Rは、炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。)
2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the first developer and the second developer have convex portions formed from fine particles containing an organosilicon polymer having a structure represented by the following formula (1), which are present on both the surfaces of the first toner particles and the surfaces of the second toner particles, and the carrier particles are disposed on the convex portions.
R-Si(O1 /2 ) 3 (1)
(The above R represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.)
前記中間転写体に転写されずに前記第1の像担持体に残った前記第1の現像剤を前記第1の現像剤担持体によって回収し、前記中間転写体に転写されずに前記第2の像担持体に残った前記第2の現像剤を前記第2の現像剤担持体によって回収することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the first developer remaining on the first image carrier without being transferred to the intermediate transfer body is collected by the first developer carrier, and the second developer remaining on the second image carrier without being transferred to the intermediate transfer body is collected by the second developer carrier. 前記第1の現像剤と前記第2の現像剤と、は一成分現像剤であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3, characterized in that the first developer and the second developer are one-component developers. 前記第1の像担持体と前記第1の現像剤担持体、ならびに、前記第2の像担持体と前記第2の現像剤担持体と、がそれぞれ接触した状態で、前記第1の像担持体と前記第2の像担持体とがそれぞれ回転した後において、前記第1の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の前記第1の像担持体の表面における第1の分布と、前記第2の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の前記第2の像担持体の表面における第2の分布と、は共に均一な分布状態にあることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that after the first image carrier and the first developer carrier, and the second image carrier and the second developer carrier are in contact with each other and the first image carrier and the second image carrier are rotated, the first distribution of the carrier particles adhering to the surface of the first image carrier on the surface of the first image carrier and the second distribution of the carrier particles adhering to the surface of the second image carrier on the surface of the second image carrier are both in a uniform distribution state. 前記第1の分布の状態と前記第2の分布の状態と、はクラーク・エバンス指数で0.6以上であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5, characterized in that the first distribution state and the second distribution state have a Clark-Evans index of 0.6 or more. 前記第1の像担持体と前記第1の現像剤担持体、ならびに、前記第2の像担持体と前記第2の現像剤担持体と、がそれぞれ接触した状態で、前記第1の像担持体と前記第2の像担持体とがそれぞれ回転した後において、前記第2の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の付着量が、前記第1の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の付着量に比べて多いことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that after the first image carrier and the first developer carrier, and the second image carrier and the second developer carrier are in contact with each other and the first image carrier and the second image carrier are rotated, the amount of carrier particles adhering to the surface of the second image carrier is greater than the amount of carrier particles adhering to the surface of the first image carrier. 前記第1の現像剤担持体によって前記第1の現像剤を現像し、前記第2の現像剤担持体によって前記第2の現像剤を現像する画像形成モードと、前記第1の現像剤担持体から前記第1の像担持体に前記キャリア粒子を供給し、前記第2の現像剤担持体から前記第2の像担持体に前記キャリア粒子を供給する供給モードを実行可能な請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, capable of executing an image forming mode in which the first developer is developed by the first developer carrier and the second developer is developed by the second developer carrier, and a supply mode in which the carrier particles are supplied from the first developer carrier to the first image carrier and the carrier particles are supplied from the second developer carrier to the second image carrier. 前記第1の像担持体を駆動する第1の駆動部と、
前記第1の現像剤担持体を駆動する第2の駆動部と、
前記第1の駆動部と前記第2の駆動部と、を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記第1の現像部において、前記第1の現像剤担持体の表面移動速度と前記第1の像担持体の表面移動速度とが異なる表面移動速度を有するように、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部と、を制御することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
a first drive unit that drives the first image carrier;
a second drive unit that drives the first developer carrier;
A control unit that controls the first drive unit and the second drive unit,
9. The image forming apparatus according to claim 8, wherein the control unit controls the first drive unit and the second drive unit so that a surface movement speed of the first developer carrier and a surface movement speed of the first image carrier are different in the first developing unit.
前記供給モードにおいて、前記第1の像担持体と前記第2の像担持体と、を1周以上回転させるように前記第1の駆動部を制御することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9, characterized in that in the supply mode, the first drive unit is controlled so as to rotate the first image carrier and the second image carrier one or more revolutions. 前記供給モードにおいて、前記第1の像担持体の回転時間よりも前記第2の像担持体の回転時間の方が長くなるように、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部と、を制御することを特徴とする請求項9または10に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9 or 10, characterized in that in the supply mode, the first drive unit and the second drive unit are controlled so that the rotation time of the second image carrier is longer than the rotation time of the first image carrier. 前記供給モードは、前記画像形成モードの前に行われる前回転動作時に行われることを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 11, characterized in that the supply mode is performed during a pre-rotation operation performed before the image forming mode. 前記供給モードは、前記画像形成モードの後に行われる後回転動作時に行われることを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 8 to 12, characterized in that the supply mode is performed during a post-rotation operation performed after the image forming mode. 前記第2のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子の量は、前記第1のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子の量よりも多いことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the amount of carrier particles adhering to the surface of the second toner particles is greater than the amount of carrier particles adhering to the surface of the first toner particles. 隣接する前記凸部間の最近接距離を凸間隔Gとした場合、前記凸間隔Gの平均が前記キャリア粒子の平均粒径以下であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 The image forming device according to claim 2, characterized in that, when the closest distance between adjacent convex portions is defined as a convex interval G, the average of the convex interval G is equal to or smaller than the average particle size of the carrier particles. 前記凸部の前記第1のトナー粒子の表面からの高さを凸高さHとした場合、前記凸高さHの平均が前記キャリア粒子の平均粒径以下であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2, characterized in that, when the height of the convex portion from the surface of the first toner particle is defined as a convex height H, the average of the convex height H is equal to or less than the average particle size of the carrier particles. 前記キャリア粒子はシリカであることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the carrier particles are silica. 前記キャリア粒子は有機シリカ重合体であることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the carrier particles are organic silica polymers. 前記キャリア粒子の平均粒径は30nm以上1000nm以下であることを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the average particle size of the carrier particles is 30 nm or more and 1000 nm or less.
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