JPH10213923A - Toner and image forming device - Google Patents

Toner and image forming device

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Publication number
JPH10213923A
JPH10213923A JP1626397A JP1626397A JPH10213923A JP H10213923 A JPH10213923 A JP H10213923A JP 1626397 A JP1626397 A JP 1626397A JP 1626397 A JP1626397 A JP 1626397A JP H10213923 A JPH10213923 A JP H10213923A
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JP
Japan
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toner
aperture
image forming
image
carrying roller
Prior art date
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Application number
JP1626397A
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Japanese (ja)
Inventor
Kisho Sato
紀章 佐藤
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a satisfactory image by driving at low voltage by incorporating specified carbon black into a core material obtd. by adding a colorant, a releasing agent, an electric charge controlling agent, etc., to a bonding resin. SOLUTION: Carbon black 16b, wax 16c and an electric charge controlling agent 16d are added to a bonding resin 16a. They are kneaded, cooled and classified to form powder having negative chargeability as a core material and an additive 16e is properly added to the core material to produce the objective toner 16. The carbon black 16b has about 150-320ml/100g DBP oil absorption. The toner 16 is fed to a toner flow controlling means by a toner feeding means while being charged by friction with the toner flow controlling means, the flow of the fed toner is controlled by the toner flow controlling means and a toner image is formed on recording paper.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、プロッタ、ファクシミリ等に利用し得る画像形成装
置、及びそれに用いられるトナーに関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an image forming apparatus that can be used in a copying machine, a printer, a plotter, a facsimile, and the like, and a toner used in the image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、複数の荷電体通過部(以下、アパ
チャと称する)が形成された電極体を用いた画像形成装
置であって、トナー粒子の前記アパチャの通過を画像デ
ータに基づいて制御し、通過したトナー粒子による画像
を記録用紙上に形成するものが、例えば、米国特許第
3,689,935号明細書に於いて開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus using an electrode body in which a plurality of charged body passage portions (hereinafter, referred to as apertures) is formed, wherein the passage of toner particles through the apertures is controlled based on image data. A method of forming an image on a recording sheet by passing toner particles is disclosed in, for example, US Pat. No. 3,689,935.

【0003】この種の画像形成装置は、具体的には、以
下のように構成される。
[0003] This type of image forming apparatus is specifically configured as follows.

【0004】すなわち、前記画像形成装置は、絶縁体よ
りなる薄い平板と、その平板の一方の面に形成される連
続した基準電極と、前記平板の他方の面に複数形成さ
れ、互いに絶縁された制御電極と、前記平板、基準電
極、及び制御電極を貫くように各制御電極毎に対応して
形成され、少なくとも1列に配列された複数のアパチャ
とから構成されるアパチャ電極体を用いるものである。
そして、前記基準電極と制御電極との間に、画像データ
に基づいて選択的に電位差を与え、トナー粒子のアパチ
ャ通過を制御することによって、記録用紙上に記録を行
う。
That is, in the image forming apparatus, a thin flat plate made of an insulator, a continuous reference electrode formed on one surface of the flat plate, and a plurality of flat electrodes formed on the other surface of the flat plate are insulated from each other. An aperture electrode body comprising a control electrode and a plurality of apertures formed corresponding to each control electrode so as to penetrate the flat plate, the reference electrode, and the control electrode and arranged in at least one row. is there.
Then, a potential difference is selectively applied between the reference electrode and the control electrode based on the image data to control the passage of the toner particles through the aperture, thereby performing recording on the recording paper.

【0005】この画像形成装置は、前記アパチャ電極体
と、帯電したトナー粒子を前記アパチャに向けて供給す
る手段と、前記の電位差を与える手段と、記録用紙とア
パチャ電極体とが相対的に移動し得るように、記録用紙
をトナー粒子の流路中に位置決めする手段とから構成さ
れる。
[0005] In this image forming apparatus, the aperture electrode body, means for supplying charged toner particles to the aperture, means for applying the potential difference, and the recording paper and the aperture electrode body relatively move. Means for positioning the recording paper in the flow path of the toner particles.

【0006】また、米国特許第4,743,926号、
4,755,837号、4,780,733号、及び
4,814,796号の各明細書には、前記構成のアパ
チャ電極体が、記録用紙側に制御電極を、トナー供給側
に基準電極を向けるように配設された画像形成装置が開
示されている。
Further, US Pat. No. 4,743,926,
Nos. 4,755,837, 4,780,733, and 4,814,796 describe that the aperture electrode body having the above-described structure includes a control electrode on the recording paper side and a reference electrode on the toner supply side. An image forming apparatus disposed so as to face the image is disclosed.

【0007】これに対して、米国特許第4,912,4
89号明細書には、アパチャ電極体を、記録用紙側に基
準電極を、トナー供給側に制御電極を向けて配設するこ
とにより、制御電極に対して印加される電圧を、前記の
各米国特許明細書に開示される画像形成装置に比べ、1
/4程度に抑えることができる画像形成装置が記載され
ている。
On the other hand, US Pat. No. 4,912,4
No. 89 describes that the voltage applied to the control electrode is controlled by arranging the aperture electrode body, the reference electrode on the recording paper side, and the control electrode on the toner supply side. Compared to the image forming apparatus disclosed in the patent specification, 1
There is described an image forming apparatus that can be reduced to about / 4.

【0008】尚、以下の説明に於いて、トナーにアパチ
ャを通過させず、記録用紙上にトナー粒子を付着させな
い時、すなわち、画像の白地部分を形成する時を「オフ
時」と称し、逆の場合、すなわち、トナーにアパチャを
通過させ、記録用紙上にトナーを付着させてドットを形
成する時を「オン時」と称する。また、制御電極に対し
て印加される電圧を「制御電圧」と称する。
In the following description, when the toner does not pass through the aperture and the toner particles do not adhere to the recording paper, that is, when a white background portion of the image is formed, it is referred to as “off time”. In other words, the time when the aperture is made to pass through the toner and the dot is formed by attaching the toner to the recording paper is referred to as “on”. Further, the voltage applied to the control electrode is referred to as “control voltage”.

【0009】すなわち、「オン時の制御電圧」といえ
ば、トナーにアパチャを通過させ、記録用紙上にトナー
粒子を付着させ、記録用紙上にトナーによるドットを形
成するために、制御電極に対して印加される電圧を指
す。逆に、「オフ時の制御電圧」といえば、トナーにア
パチャを通過させず、記録用紙上に画像の白地部分を形
成させるために、制御電極に対して印加される電圧を指
す。また、オン時の制御電圧とオフ時の制御電圧との電
圧差を「駆動電圧」と称する。
That is, the "control voltage at the time of turning on" means that the control electrode is applied to the control electrode in order to allow the toner to pass through the aperture, adhere the toner particles on the recording paper, and form a dot by the toner on the recording paper. Refers to the applied voltage. Conversely, the “off-time control voltage” refers to a voltage applied to the control electrode in order to prevent the toner from passing through the aperture and form a white portion of the image on the recording paper. The voltage difference between the control voltage at the time of ON and the control voltage at the time of OFF is referred to as “drive voltage”.

【0010】また、前記構成の画像形成装置によって、
記録用紙上の任意の位置に配置されたトナーによるドッ
トの集合体を、「トナー像」と称する。すなわち、トナ
ー像とは、記録用紙の素地である白地上に選択的にトナ
ーによるドットを配置して形成されたものをいい、ドッ
ト部のみならず、ドット部と白地部との配列を以てトナ
ー像と成す。
Further, according to the image forming apparatus having the above configuration,
An aggregate of dots made of toner arranged at an arbitrary position on a recording sheet is referred to as a “toner image”. In other words, the toner image refers to an image formed by selectively arranging dots of toner on a white background, which is a base material of a recording sheet, and includes not only a dot portion but also an arrangement of a dot portion and a white background portion. And

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の画像形成装置に於いて、前記制御電極
は、IC等の回路素子によって駆動されるため、可能な
限り駆動電圧を小さくすることが好ましく、実用的で安
価なICを用いるためには、駆動電圧は50V以内に設
定されなければならない。ところが、従来の画像形成装
置に於いて、制御電圧と画像濃度との関係(以下、制御
電圧特性と称する)は、図5aの破線に示す曲線のよう
になっており、50Vの駆動電圧を保持する範囲でオン
時及びオフ時の制御電圧を如何に調整しても、オン時に
於ける反射濃度値1.5以上の十分な濃さと、オフ時に
於ける反射濃度0.07以下のかぶりの無い良好な白地
とを同時に達成できる画像形成の条件を得ることは、実
質的に不可能であった。
However, in the above-described conventional image forming apparatus, since the control electrodes are driven by circuit elements such as ICs, it is necessary to reduce the drive voltage as much as possible. In order to use a practical and inexpensive IC, the drive voltage must be set within 50V. However, in the conventional image forming apparatus, the relationship between the control voltage and the image density (hereinafter, referred to as control voltage characteristic) is as shown by a curve shown by a broken line in FIG. No matter how much the control voltage at the time of ON and OFF is adjusted within the range, the reflection density value at the time of ON is 1.5 or more, and there is no fog at the reflection density of 0.07 or less at the time of OFF. It has been substantially impossible to obtain image forming conditions that can simultaneously achieve a good white background.

【0012】尚、図5に示す制御電圧特性は、トナーと
して負帯電性のものを使用した場合が示されている。
Incidentally, the control voltage characteristic shown in FIG. 5 shows a case where a negatively charged toner is used as the toner.

【0013】具体的には、図5aの破線で示す制御電圧
特性は、高電圧側の傾きが急峻であるのに対し、低電圧
側の傾きはなだらかである。したがって、オン時の濃度
を得るためには+65V以上が必要であり、トナー消耗
による濃度の低下を考慮すると、実際には+70V程度
の制御電圧となる。この電圧を基準として、制御電圧を
下げた場合、低電圧側の制御電圧特性の勾配はなだらか
であるために、制御電圧をオン時から50V下げて+2
0Vにしても、オフの状態は得られない。確実にオフす
るためには、オフ時の制御電圧を−20V以下にする必
要があり、駆動電圧は90Vに達する。このような条件
では、高価なICが必要となり、安価な画像形成装置を
提供できない。
More specifically, in the control voltage characteristic shown by the broken line in FIG. 5A, the slope on the high voltage side is steep, while the slope on the low voltage side is gentle. Therefore, in order to obtain the on-state density, +65 V or more is necessary. In consideration of the decrease in density due to toner consumption, the control voltage is actually about +70 V. When the control voltage is lowered with reference to this voltage, the slope of the control voltage characteristic on the low voltage side is gentle.
Even at 0 V, the off state cannot be obtained. In order to turn off reliably, the control voltage at the time of turning off needs to be -20 V or less, and the drive voltage reaches 90 V. Under such conditions, an expensive IC is required, and an inexpensive image forming apparatus cannot be provided.

【0014】ところで、理想的な制御電圧特性は、図5
bの実線の如く、ある電圧しきい値で2値的に濃度が制
御できるものであり、このような条件では、駆動電圧は
極めて小さくできる。しかし、実際には、図5aの破線
のようになる。この理由の最たるものは、トナー流制御
手段に供給されるトナーの帯電量にばらつきが生じるこ
とである。
The ideal control voltage characteristic is shown in FIG.
As shown by the solid line b, the density can be controlled in a binary manner at a certain voltage threshold, and under such conditions, the driving voltage can be extremely reduced. However, in reality, it becomes like a broken line in FIG. 5A. The most significant reason is that the charge amount of the toner supplied to the toner flow control means varies.

【0015】すなわち、トナーに対する静電気力は帯電
量が異なれば当然異なるため、ある狭い範囲の帯電量の
トナーに対して制御電圧特性が図5bのようになるとし
た場合、それとは異なる帯電量のトナーに対しては電圧
しきい値も当然異なり、図5bを横方向に平行移動した
ものが得られる。このように、帯電量分布を持つトナー
の制御電圧特性は、異なる帯電量についての図5bの曲
線を、帯電量分布に従って重ね合わせたものとなり、結
果的に、図5aの破線のようになる。
That is, since the electrostatic force on the toner is naturally different if the charge amount is different, if the control voltage characteristic is as shown in FIG. Of course, the voltage threshold is also different, and a horizontal translation of FIG. 5b is obtained. As described above, the control voltage characteristic of the toner having the charge amount distribution is obtained by superimposing the curves of FIG. 5B for the different charge amounts according to the charge amount distribution, and as a result, becomes a broken line in FIG. 5A.

【0016】このようなトナーの帯電量分布は、粒子径
の分布に起因するものもあるが、最も大きな理由は、ト
ナーが均一に飽和帯電しないことである。すなわち、十
分に飽和帯電したトナーから、殆ど帯電しなかったトナ
ーまで、広く分布をもつことである。したがって、トナ
ーは均一に飽和帯電されることが最も好ましく、そのた
めには、トナーの摩擦帯電の時間を長くして、トナーに
対する摩擦帯電の機会を増やせばよい。
Such a charge amount distribution of the toner may be caused by a distribution of the particle diameter. The most significant reason is that the toner is not uniformly saturated and charged. That is, the toner has a wide distribution from a toner that is sufficiently charged to a toner that is hardly charged. Therefore, it is most preferable that the toner be uniformly charged with saturation. To this end, the time of frictional charging of the toner may be lengthened to increase the chance of frictional charging of the toner.

【0017】しかしながら、従来の画像形成装置に於い
ては、トナー供給手段によるトナーの帯電は、トナー供
給手段を構成するトナー担持体とトナー供給体との間、
及びトナー担持体とトナー層規制ブレード帯電との間で
の摩擦帯電によって行われてきたが、それだけでは十分
ではなかった。このため、本出願人は、電極体のアパチ
ャ形成部近傍に対して前記トナー担持体を摺接させつつ
トナーをアパチャに供給することによって、トナーの摩
擦帯電の機会を増大させた構成の画像形成装置を、例え
ば、特開平6−155798号公報等に於いて提案して
いる。
However, in the conventional image forming apparatus, the toner is charged by the toner supply means between the toner carrier and the toner supply body constituting the toner supply means.
And frictional charging between the toner carrier and the toner layer regulating blade has been performed, but it has not been sufficient. For this reason, the present applicant provides an image forming apparatus configured to increase the chance of frictional charging of the toner by supplying the toner to the aperture while sliding the toner carrier in the vicinity of the aperture forming portion of the electrode body. An apparatus has been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-155798.

【0018】この画像形成装置に於いては、前記アパチ
ャと前記トナー担持体との間に於いてもトナーを摩擦帯
電させることができるため、トナーの帯電が飽和値に達
し、しかも、この摺接により、トナーが前記トナー担持
体表面上で転動し、トナーと前記トナー担持体表面間の
静電気的鏡像力等による付着力が弱められ、オン時に於
けるトナーのアパチャからの吐出が促進される。しか
も、前記トナー担持体表面と前記制御電極との距離がト
ナーの粒径程度にまで非常に近接し、この部分の電界の
制御が、小さな駆動電圧で行えるため、安価なICを用
いても良好なコントラストの画像が形成できる効果があ
った。
In this image forming apparatus, since the toner can be frictionally charged even between the aperture and the toner carrier, the charging of the toner reaches a saturation value, and the sliding contact is performed. As a result, the toner rolls on the surface of the toner carrier, the adhesive force between the toner and the surface of the toner carrier due to electrostatic image force or the like is weakened, and the ejection of the toner from the aperture at the time of ON is promoted. . In addition, the distance between the surface of the toner carrier and the control electrode is very close to the particle diameter of the toner, and the electric field in this portion can be controlled with a small driving voltage. There was an effect that an image with a high contrast could be formed.

【0019】しかしながら、上述のような画像形成装置
に於いても、トナーの帯電量が高くなりすぎることによ
り、トナーがトナー担持体表面に強固に付着し、前記の
摺接によってもトナーがトナー担持体表面から離脱でき
ないために、特にオン時の制御電圧を高くしないと十分
な画像濃度が得られなくなる問題が生じた。
However, even in the above-described image forming apparatus, the toner is strongly attached to the surface of the toner carrier due to the excessively high charge amount of the toner. Since it cannot be separated from the body surface, there arises a problem that a sufficient image density cannot be obtained unless the control voltage at the time of ON is increased.

【0020】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、良好な画像を低電圧駆動で形成
することができるトナー、及びそのトナーを用い、トナ
ーの帯電量を低く抑えつつ、短時間で均一にトナーを飽
和帯電することができ、安価で良好な画像を形成できる
画像形成装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a toner capable of forming a good image by low-voltage driving, and using the toner, the charge amount of the toner is suppressed to a low level. It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus which can uniformly charge a toner in a short time and form a good image at low cost.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項1に記載のトナーは、帯電したトナ
ーの流れを制御するトナー流制御手段と、そのトナー流
制御手段に対して前記トナーを供給するトナー供給手段
とを備え、前記トナーを介して、前記トナー供給手段と
前記トナー流制御手段とが互いに接触するように構成さ
れる画像形成装置に用いられるものであって、DBP吸
油量が約150ml/100g乃至約320ml/10
0gのカーボンブラックを、少なくとも結着樹脂からな
るコア材に内添して構成されることを特徴としている。
In order to achieve this object, a toner according to the present invention comprises a toner flow control means for controlling the flow of charged toner, and a toner flow control means. A toner supply unit for supplying the toner by using the toner supply unit and the toner flow control unit via the toner, the image forming apparatus is configured to be in contact with each other, DBP oil absorption about 150ml / 100g to about 320ml / 10
It is characterized in that 0 g of carbon black is internally added to at least a core material made of a binder resin.

【0022】このトナーは、具体的には、結着樹脂に着
色剤、離型剤、荷電制御剤等を添加して構成されたコア
材に、前記のカーボンブラックを分散等により内添し、
必要に応じて流動性付与剤等の外添剤を外添することに
よって製造される。
Specifically, the toner is prepared by internally adding the above-described carbon black to a core material obtained by adding a colorant, a release agent, a charge control agent, and the like to a binder resin by dispersion or the like.
It is manufactured by externally adding an external additive such as a fluidity-imparting agent as necessary.

【0023】請求項2に記載の画像形成装置は、DBP
吸油量が約150ml/100g乃至約320ml/1
00gのカーボンブラックを少なくとも結着樹脂からな
るコア材に内添して構成したトナーを用い、帯電された
前記トナーの流れを制御するトナー流制御手段と、前記
トナーを帯電させ、かつ前記トナー流制御手段に対して
供給するトナー供給手段とを備え、前記トナーを介して
前記トナー供給手段と前記トナー流制御手段とが互いに
接触することによって、前記トナーを前記トナー流制御
手段に供給するように構成されることを特徴としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising:
Oil absorption about 150ml / 100g to about 320ml / 1
A toner flow control means for controlling the flow of the charged toner using a toner constituted by adding at least 00 g of carbon black to a core material made of at least a binder resin; A toner supply unit for supplying the toner to the toner flow control unit by contacting the toner supply unit and the toner flow control unit with each other via the toner. It is characterized by being composed.

【0024】すなわち、画像形成に際して、前記の構成
を有するトナーは、前記トナー供給手段によって、トナ
ー流制御手段と摺擦して帯電されながらトナー流制御手
段に供給され、そのトナー流制御手段は、供給されたト
ナーの流れを制御することにより、記録用紙上にトナー
像を形成する。
That is, at the time of image formation, the toner having the above configuration is supplied to the toner flow control means while being charged by being rubbed with the toner flow control means by the toner supply means. By controlling the flow of the supplied toner, a toner image is formed on recording paper.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した一つ
の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】図1は、本実施の形態のトナー16の構成
の概略を示す拡大図である。
FIG. 1 is an enlarged view schematically showing the configuration of the toner 16 of the present embodiment.

【0027】トナー16は、結着樹脂16aと、カーボ
ンブラック16bと、離型剤であるWAX16cと、荷
電制御剤16dとから構成される。その製造方法は、ま
ず、結着樹脂16aに、カーボンブラック16bと、W
AX16cと、荷電制御剤16dとを配合し、混練、冷
却、粉砕、分級して、負帯電性を示す粉体であるコア材
を製造し、次に、適宜外添剤16eを加えるものであ
る。
The toner 16 includes a binder resin 16a, carbon black 16b, a wax 16c as a release agent, and a charge control agent 16d. First, a carbon black 16b and a W
AX16c and a charge control agent 16d are blended, kneaded, cooled, pulverized, and classified to produce a core material which is a powder having negative chargeability, and then external additives 16e are appropriately added. .

【0028】ここで、具体的な組成の例として、以下の
トナーA乃至Gを示す。
The following toners A to G are shown as specific examples of the composition.

【0029】(実施例1) 結着樹脂(三菱レイヨン製ポリエステル) 100重量部 着色剤(三菱化学製カーボンブラック) (DBP吸油量 210ml/100g) 13重量部 WAX(三洋化成製ポリプロピレン) 5重量部 荷電制御剤(オリエント化学製含金属染料) 2重量部 を配合し、連続式の1軸押出機を用いて混練し、冷却
後、粉砕及び分級を行って、平均粒径9μmの負帯電を
示す黒色のコア材を作成し、これに外添剤としてワッカ
ー製シリカ微粉体 H2000を1重量部外添すること
により、トナーAを得た。
(Example 1) Binder resin (polyester manufactured by Mitsubishi Rayon) 100 parts by weight Colorant (carbon black manufactured by Mitsubishi Chemical) (DBP oil absorption 210 ml / 100 g) 13 parts by weight WAX (polypropylene manufactured by Sanyo Chemical) 5 parts by weight 2 parts by weight of a charge controlling agent (Metal-containing dye manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) are mixed, kneaded using a continuous single-screw extruder, cooled, pulverized and classified, and exhibit a negative charge with an average particle diameter of 9 μm. Toner A was obtained by preparing a black core material and externally adding 1 part by weight of Wicker silica fine powder H2000 as an external additive thereto.

【0030】(比較例1) 結着樹脂(三菱レイヨン製ポリエステル) 100重量部 着色剤(三菱化学製カーボンブラック) (DBP吸油量 65ml/100g) 13重量部 WAX(三洋化成製ポリプロピレン) 5重量部 荷電制御剤(オリエント化学製含金属染料) 2重量部 を配合し、連続式の1軸押出機を用いて混練し、冷却
後、粉砕及び分級を行って、平均粒径9μmの負帯電を
示す黒色のコア材を作成し、これに前記H2000を1
重量部外添してトナーBを得た。
(Comparative Example 1) Binder resin (polyester made by Mitsubishi Rayon) 100 parts by weight Colorant (carbon black made by Mitsubishi Chemical) (DBP oil absorption 65 ml / 100 g) 13 parts by weight WAX (polypropylene made by Sanyo Chemical) 5 parts by weight 2 parts by weight of a charge controlling agent (Metal-containing dye manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) are mixed, kneaded using a continuous single-screw extruder, cooled, pulverized and classified, and exhibit a negative charge with an average particle diameter of 9 μm. A black core material was prepared, and the H2000 was
By weight, toner B was obtained by external addition.

【0031】(比較例2) 結着樹脂(三菱レイヨン製ポリエステル) 100重量部 着色剤(三菱化学製カーボンブラック) (DBP吸油量 78ml/100g) 13重量部 WAX(三洋化成製ポリプロピレン) 5重量部 荷電制御剤(オリエント化学製含金属染料) 2重量部 を配合し、連続式の1軸押出機を用いて混練し、冷却
後、粉砕及び分級を行って、平均粒径9μmの負帯電を
示す黒色のコア材を作成し、これに前記H2000を1
重量部外添してトナーCを得た。
(Comparative Example 2) Binder resin (polyester made by Mitsubishi Rayon) 100 parts by weight Colorant (carbon black made by Mitsubishi Chemical) (DBP oil absorption 78 ml / 100 g) 13 parts by weight WAX (polypropylene made by Sanyo Chemical) 5 parts by weight 2 parts by weight of a charge controlling agent (Metal-containing dye manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) are mixed, kneaded using a continuous single-screw extruder, cooled, pulverized and classified, and exhibit a negative charge with an average particle diameter of 9 μm. A black core material was prepared, and the H2000 was
Toner C was obtained by external addition by weight.

【0032】(比較例3) 結着樹脂(三菱レイヨン製ポリエステル) 100重量部 着色剤(三菱化学製カーボンブラック) (DBP吸油量 115ml/100g) 13重量部 WAX(三洋化成製ポリプロピレン) 5重量部 荷電制御剤(オリエント化学製含金属染料) 2重量部 を配合し、連続式の1軸押出機を用いて混練し、冷却
後、粉砕及び分級を行って、平均粒径9μmの負帯電を
示す黒色のコア材を作成し、これに前記H2000を1
重量部外添してトナーDを得た。
(Comparative Example 3) Binder resin (polyester made by Mitsubishi Rayon) 100 parts by weight Colorant (carbon black made by Mitsubishi Chemical) (DBP oil absorption 115 ml / 100 g) 13 parts by weight WAX (polypropylene made by Sanyo Chemical) 5 parts by weight 2 parts by weight of a charge controlling agent (Metal-containing dye manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) are mixed, kneaded using a continuous single-screw extruder, cooled, pulverized and classified, and exhibit a negative charge with an average particle diameter of 9 μm. A black core material was prepared, and the H2000 was
Toner D was obtained by external addition by weight.

【0033】(実施例2) 結着樹脂(三菱レイヨン製ポリエステル) 100重量部 着色剤(三菱化学製カーボンブラック) (DBP吸油量 165ml/100g) 13重量部 WAX(三洋化成製ポリプロピレン) 5重量部 荷電制御剤(オリエント化学製含金属染料) 2重量部 を配合し、連続式の1軸押出機を用いて混練し、冷却
後、粉砕及び分級を行って、平均粒径9μmの負帯電を
示す黒色のコア材を作成し、これに前記H2000を1
重量部外添してトナーEを得た。
Example 2 Binder resin (polyester made by Mitsubishi Rayon) 100 parts by weight Colorant (carbon black made by Mitsubishi Chemical) (DBP oil absorption 165 ml / 100 g) 13 parts by weight WAX (polypropylene made by Sanyo Chemical) 5 parts by weight 2 parts by weight of a charge controlling agent (Metal-containing dye manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) are mixed, kneaded using a continuous single-screw extruder, cooled, pulverized and classified, and exhibit a negative charge with an average particle diameter of 9 μm. A black core material was prepared, and the H2000 was
Toner E was obtained by external addition by weight.

【0034】(実施例3) 結着樹脂(三菱レイヨン製ポリエステル) 100重量部 着色剤(三菱化学製カーボンブラック) (DBP吸油量 180ml/100g) 13重量部 WAX(三洋化成製ポリプロピレン) 5重量部 荷電制御剤(オリエント化学製含金属染料) 2重量部 を配合し、連続式の1軸押出機を用いて混練し、冷却
後、粉砕及び分級を行って、平均粒径9μmの負帯電を
示す黒色のコア材を作成し、これに前記H2000を1
重量部外添してトナーFを得た。
Example 3 Binder resin (polyester made by Mitsubishi Rayon) 100 parts by weight Colorant (carbon black made by Mitsubishi Chemical) (DBP oil absorption 180 ml / 100 g) 13 parts by weight WAX (polypropylene made by Sanyo Chemical) 5 parts by weight 2 parts by weight of a charge controlling agent (Metal-containing dye manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) are mixed, kneaded using a continuous single-screw extruder, cooled, pulverized and classified, and exhibit a negative charge with an average particle diameter of 9 μm. A black core material was prepared, and the H2000 was
Toner F was obtained by external addition by weight.

【0035】(実施例4) 結着樹脂(三菱レイヨン製ポリエステル) 100重量部 着色剤(三菱化学製カーボンブラック) (DBP吸油量 310ml/100g) 13重量部 WAX(三洋化成製ポリプロピレン) 5重量部 荷電制御剤(オリエント化学製含金属染料) 2重量部 を配合し、連続式の1軸押出機を用いて混練し、冷却
後、粉砕及び分級を行って、平均粒径9μmの負帯電を
示す黒色のコア材を作成し、これに前記H2000を1
重量部外添してトナーGを得た。
(Example 4) Binder resin (polyester made by Mitsubishi Rayon) 100 parts by weight Colorant (carbon black made by Mitsubishi Chemical) (DBP oil absorption 310 ml / 100 g) 13 parts by weight WAX (polypropylene made by Sanyo Chemical) 5 parts by weight 2 parts by weight of a charge controlling agent (Metal-containing dye manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) are mixed, kneaded using a continuous single-screw extruder, cooled, pulverized and classified, and exhibit a negative charge with an average particle diameter of 9 μm. A black core material was prepared, and the H2000 was
By weight, toner G was obtained by external addition.

【0036】以上の計7種類の負帯電性トナーA乃至G
を、図2に示す画像形成装置に用いて実際に画像形成を
行い、その結果を評価した。
A total of seven types of negatively chargeable toners A to G
Was actually used to form an image using the image forming apparatus shown in FIG. 2, and the results were evaluated.

【0037】まず、その画像形成装置の概要について、
図2を用いて説明する。
First, an outline of the image forming apparatus will be described.
This will be described with reference to FIG.

【0038】本画像形成装置は、トナー流制御手段とし
てのアパチャ電極体1と、トナー供給手段としてのトナ
ー供給装置10と、アパチャ電極体1を通過したトナー
16を静電気的に記録用紙20に引き付けるための背面
電極22と、前記記録用紙20上に付着したトナー16
によるトナー像を熱定着するための定着装置26とから
構成される。
In this image forming apparatus, the aperture electrode body 1 as a toner flow control means, the toner supply device 10 as a toner supply means, and the toner 16 passing through the aperture electrode body 1 are electrostatically attracted to the recording paper 20. Back electrode 22 and toner 16 adhering to recording paper 20
And a fixing device 26 for thermally fixing the toner image.

【0039】図2に於けるアパチャ電極体1の左側に
は、約1mmの間隙を有して、背面電極22が配設され
る。その背面電極22の下方には、一対の搬送ローラ1
19が配設されており、記録用紙20を前記の間隙に挿
入可能に駆動される。また、前記アパチャ電極体1の図
2に於ける右側には、トナー供給装置10が配設されて
おり、アパチャ電極体1を経た記録用紙20の搬送方向
先には、定着装置26が配設される。
On the left side of the aperture electrode body 1 in FIG. 2, a back electrode 22 is disposed with a gap of about 1 mm. Below the back electrode 22, a pair of transport rollers 1
A recording paper 19 is provided so that the recording paper 20 can be inserted into the gap. A toner supply device 10 is provided on the right side of the aperture electrode body 1 in FIG. 2, and a fixing device 26 is provided at a position in the conveyance direction of the recording paper 20 passing through the aperture electrode body 1. Is done.

【0040】次に、前記の各構成要素の詳細を説明す
る。
Next, the details of each of the above components will be described.

【0041】前記トナー供給装置10は、その筐体を兼
ねるトナーケース11と、そのトナーケース11内の空
間であるトナー溜21に収納されるトナー16をかくは
んするためのアジテータ17と、そのトナー16をアパ
チャ電極体1に向けて供給するためのトナー担持体であ
るトナー担持ローラ14と、そのトナー担持ローラ14
の表面にトナー16を擦りつけて摩擦帯電させながら供
給するための供給ローラ12と、その供給ローラ12と
トナー担持ローラ14との間で負極性に摩擦帯電されな
がらトナー担持ローラ14上に担持されたトナー16
の、トナー担持ローラ1上での量を均一にならしなが
ら、トナー16をさらに摩擦帯電させるためのトナー層
規制ブレード18と、アパチャ電極体1を経た前記トナ
ー担持ローラ14の表面をクリーニングするための回収
ローラ15及び回収ブレード19とから構成される。
The toner supply device 10 includes a toner case 11 also serving as a housing thereof, an agitator 17 for stirring toner 16 stored in a toner reservoir 21 which is a space in the toner case 11, and a toner 16 Carrying roller 14 serving as a toner carrying body for supplying the toner toward the aperture electrode body 1 and the toner carrying roller 14
A supply roller 12 for supplying the toner 16 while rubbing and frictionally charging the surface of the toner, and the toner is carried on the toner carrying roller 14 while being negatively triboelectrically charged between the supply roller 12 and the toner carrying roller 14. Toner 16
The toner layer regulating blade 18 for further frictionally charging the toner 16 while the amount on the toner carrying roller 1 is made uniform, and the surface of the toner carrying roller 14 passing through the aperture electrode body 1 for cleaning. And a collecting blade 15.

【0042】前記トナー担持ローラ14としては、例え
ば、金属製中心軸の周囲に、半導電性の合成樹脂やゴム
等で構成される表面層を配したローラ部材等を用いるこ
とができる。尚、金属製中心軸自体をそのまま用いるこ
とも可能である。
As the toner carrying roller 14, for example, a roller member having a surface layer made of a semiconductive synthetic resin, rubber or the like disposed around a metal central shaft can be used. The metal center shaft itself can be used as it is.

【0043】前記供給ローラ12としては、例えば、金
属製中心軸の周囲に、半導電性の体積固有抵抗を示す合
成樹脂または合成ゴムを発泡スポンジ状に形成した層を
配したローラ部材を用いることができる。尚、前記半導
電性スポンジ層の代わりに半導電性ゴム層を用いること
も可能である。
As the supply roller 12, for example, a roller member in which a layer formed of a synthetic resin or synthetic rubber having a semiconductive volume resistivity and formed in a foamed sponge shape around a metal central shaft is used. Can be. Incidentally, it is also possible to use a semiconductive rubber layer instead of the semiconductive sponge layer.

【0044】前記トナー層規制ブレード18としては、
金属または合成樹脂等で構成された板状部材等を用いる
ことができる。
The toner layer regulating blade 18 includes:
A plate-like member made of metal, synthetic resin, or the like can be used.

【0045】前記供給ローラ12、トナー担持ローラ1
4、及びトナー層規制ブレード18の材質は、トナー1
6の帯電が所定の極性、及び帯電量となるように、トナ
ー16の組成に応じて適切なものが選択される。尚、ト
ナー16の帯電性は、トナー16自身の組成によっても
変更することが可能である。
The supply roller 12, the toner carrying roller 1
4 and the material of the toner layer regulating blade 18 are the toner 1
An appropriate one is selected according to the composition of the toner 16 so that the charge of No. 6 has a predetermined polarity and a predetermined charge amount. Note that the chargeability of the toner 16 can be changed also by the composition of the toner 16 itself.

【0046】ここで、前記供給ローラ12、トナー担持
ローラ14、回収ローラ15、及びアジテータ17は、
図2に於ける矢印方向に回動可能に、トナーケース11
によって支持されており、それぞれ平行に配設される。
また、トナー担持ローラ14及び供給ローラ12につい
て、あるいはトナー担持ローラ14及び回収ローラ15
について、それぞれ接した状態で配設される。さらに、
前記トナー層規制ブレード18は、前記トナー担持ロー
ラ14上のトナー16の量が、所望の量で一定になるよ
うに、トナー担持ローラ14に対する位置関係が調整さ
れる。また、回収ブレード19は、回収ローラ17のブ
ラシ先端と接触するように配置されており、回収ローラ
17が回転すると、ブラシに付着しているトナー16が
トナー溜21にかき落とされるように構成される。
Here, the supply roller 12, the toner carrying roller 14, the collection roller 15, and the agitator 17
The toner case 11 is rotatable in the direction of the arrow in FIG.
And are arranged in parallel with each other.
Further, the toner carrying roller 14 and the supply roller 12 or the toner carrying roller 14 and the collecting roller 15
Are arranged in contact with each other. further,
The positional relationship of the toner layer regulating blade 18 with respect to the toner carrying roller 14 is adjusted such that the amount of the toner 16 on the toner carrying roller 14 is constant at a desired amount. The collection blade 19 is arranged so as to be in contact with the tip of the brush of the collection roller 17. When the collection roller 17 rotates, the toner 16 attached to the brush is scraped off into the toner reservoir 21. You.

【0047】前記アパチャ電極体1は、図3に示すよう
に、厚さ約25μmのポリイミド製の絶縁シート2に、
直径100μm程度のアパチャ6が1列に配列形成さ
れ、各アパチャ6毎に厚さ1μm程度の金属泊パターン
からなる制御電極4が形成されたものである。そして、
前記アパチャ電極体1は、図2に示すように、記録用紙
20に制御電極4を対向させた状態で、アパチャ6の近
傍の位置でトナー担持ローラ14と摺接するように配設
される。
As shown in FIG. 3, the aperture electrode body 1 is formed on a polyimide insulating sheet 2 having a thickness of about 25 μm.
Apertures 6 having a diameter of about 100 μm are arranged in a row, and control electrodes 4 each having a thickness of about 1 μm and a metal electrode pattern are formed for each aperture 6. And
As shown in FIG. 2, the aperture electrode body 1 is disposed so as to be in sliding contact with the toner carrying roller 14 at a position near the aperture 6 with the control electrode 4 facing the recording paper 20.

【0048】ここで、前記アパチャ電極体1のアパチャ
6とトナー担持ローラ14との位置関係の詳細を説明す
ると、図4に示すように、各アパチャ6の中心線30
が、トナー担持ローラ14の周面の図4に於ける最左端
と、トナー担持ローラ14の中心軸32とを通過するよ
うに、前記アパチャ電極体1とトナー担持ローラ14と
が配置される。
Here, the positional relationship between the aperture 6 of the aperture electrode body 1 and the toner carrying roller 14 will be described in detail. As shown in FIG.
The aperture electrode body 1 and the toner carrying roller 14 are arranged so that the toner passes through the leftmost end of the peripheral surface of the toner carrying roller 14 in FIG. 4 and the central axis 32 of the toner carrying roller 14.

【0049】この構成によれば、各アパチャ6は、図4
に示すように、トナー担持ローラ14の周面の最左端部
を基準として、上下均等に配置されるため、各アパチャ
6を通過するトナー16の分布をアパチャ6内の全域で
均一にすることができる。また、アパチャ6の壁面とト
ナー16の飛翔方向とが平行であるため、トナー16の
飛翔時にアパチャ6の壁面が障害となることがなく、常
に安定したトナー16の飛翔が可能である。
According to this configuration, each aperture 6 is arranged as shown in FIG.
As shown in (1), the toner carrying rollers 14 are arranged vertically evenly on the basis of the leftmost end of the peripheral surface, so that the distribution of the toner 16 passing through each aperture 6 can be made uniform throughout the aperture 6. it can. Further, since the wall surface of the aperture 6 and the flying direction of the toner 16 are parallel, the wall surface of the aperture 6 does not hinder the flying of the toner 16 and the flying of the toner 16 is always stable.

【0050】更に、アパチャ電極体1は、図4に示すよ
うに、トナー担持ローラ14に対して、アパチャ6を中
心として上下に同じ角度だけたわむように圧接される。
したがって、アパチャ電極体1とトナー担持ローラ14
との接触面積を大きくすることができると共に、アパチ
ャ6の下部周辺を上下均一に圧接することができるた
め、トナー16の摩擦帯電の機会を増加させることによ
り、短時間でトナー16を飽和帯電に至らせ、同時に、
アパチャ電極体1にシワが発生せず、形成画像上の濃度
むら発生を抑えることができる。
Further, as shown in FIG. 4, the aperture electrode body 1 is pressed against the toner carrying roller 14 so as to bend up and down by the same angle about the aperture 6.
Therefore, the aperture electrode body 1 and the toner carrying roller 14
The contact area with the toner 16 can be increased, and the lower periphery of the aperture 6 can be pressed uniformly up and down, so that the chance of frictional charging of the toner 16 is increased, so that the toner 16 can be charged to saturation in a short time. And at the same time,
Wrinkles do not occur in the aperture electrode body 1, and the occurrence of uneven density on the formed image can be suppressed.

【0051】尚、トナー担持ローラ14の金属製中心軸
は接地されており、各制御電極4には、画像データに基
いて、各制御電極4に電圧を印加するための制御電圧印
加回路8が接続される。したがって、各制御電極4に制
御電圧を印加すれば、トナー担持ローラ14と制御電極
4との間に、制御電圧に等しい電位差が発生し、したが
って、その部分に電界が発生する。
The central metal shaft of the toner carrying roller 14 is grounded. Each control electrode 4 has a control voltage application circuit 8 for applying a voltage to each control electrode 4 based on image data. Connected. Therefore, when a control voltage is applied to each control electrode 4, a potential difference equal to the control voltage is generated between the toner carrying roller 14 and the control electrode 4, and an electric field is generated in that portion.

【0052】前記制御電圧印加回路8は、例えば、オフ
時に0V、オン時に+50Vの制御電圧を印加するもの
であり、したがって、前記トナー担持ローラ14と各制
御電極4との間に、0Vまたは+50Vの電位差が発生
する。
The control voltage application circuit 8 applies, for example, a control voltage of 0 V when off and +50 V when on. Therefore, 0 V or +50 V is applied between the toner carrying roller 14 and each control electrode 4. Is generated.

【0053】また、前記背面電極22には、直流電源2
4が接続されており、その直流電源24は、前記背面電
極22に対して、約+1kVの電圧を印加し得るように
構成される。
The back electrode 22 has a DC power supply 2
4 is connected, and the DC power supply 24 is configured to apply a voltage of about +1 kV to the back electrode 22.

【0054】続いて、前記構成の画像形成装置の動作を
説明する。
Next, the operation of the image forming apparatus having the above configuration will be described.

【0055】まず、アジテータ17及び供給ローラ12
の図2に示す矢印方向の回転により、トナー溜21中の
トナー16は、供給ローラ12の表面に付着し、そのト
ナー16は、トナー担持ローラ14に摺擦されることに
よって負極性に摩擦帯電され、トナー担持ローラ14上
に担持される。担持されたトナー16は、トナー層規制
ブレード18によって均一に薄層化され、トナー担持ロ
ーラ14の回転によってアパチャ電極体1に向かって搬
送される。そして、トナー担持ローラ14上のトナー1
6は、アパチャ電極体1の絶縁シート2に摺擦されなが
ら、アパチャ6の位置まで供給される。
First, the agitator 17 and the supply roller 12
2, the toner 16 in the toner reservoir 21 adheres to the surface of the supply roller 12, and the toner 16 is frictionally charged to a negative polarity by being rubbed against the toner carrying roller 14. And is carried on the toner carrying roller 14. The carried toner 16 is uniformly thinned by the toner layer regulating blade 18, and is conveyed toward the aperture electrode body 1 by the rotation of the toner carrying roller 14. Then, the toner 1 on the toner carrying roller 14
6 is supplied to the position of the aperture 6 while being rubbed against the insulating sheet 2 of the aperture electrode body 1.

【0056】ここで、各制御電極4には、画像データに
応じて、オン時の制御電圧である+50V、または、オ
フ時の制御電圧である0Vが、制御電圧印加回路8より
印加される。
Here, a control voltage application circuit 8 applies +50 V as an ON control voltage or 0 V as an OFF control voltage to each control electrode 4 in accordance with image data.

【0057】制御電極4に+50Vが印加されると、対
応するアパチャ6の近傍には、制御電極4とトナー担持
ローラ14との間の電位差により電界が形成される。負
帯電されたトナー16は、電位の高い方向に静電力を受
けるため、トナー担持ローラ14の表面から離脱して制
御電極4に向かって飛翔し、アパチャ6を通過する。こ
の通過したトナー16は、更に、背面電極22に印加さ
れている電圧によって記録用紙20とアパチャ電極体1
との間に形成される電界により、記録用紙20に向かっ
て飛翔し、記録用紙20上に堆積して画素を形成する。
When +50 V is applied to the control electrode 4, an electric field is formed near the corresponding aperture 6 due to a potential difference between the control electrode 4 and the toner carrying roller 14. The negatively charged toner 16 receives an electrostatic force in the direction of higher potential, so that the toner 16 separates from the surface of the toner carrying roller 14, flies toward the control electrode 4, and passes through the aperture 6. The passed toner 16 is further applied to the recording paper 20 and the aperture electrode body 1 by the voltage applied to the back electrode 22.
And flies toward the recording paper 20 and accumulates on the recording paper 20 to form pixels.

【0058】また、制御電極4に0Vが印加されると、
トナー担持ローラ14と制御電極4との間に電位差がな
いので電界が形成されず、トナー担持ローラ14上のト
ナー16は、アパチャ6を通過しない。
When 0 V is applied to the control electrode 4,
Since there is no potential difference between the toner carrying roller 14 and the control electrode 4, no electric field is formed, and the toner 16 on the toner carrying roller 14 does not pass through the aperture 6.

【0059】尚、オフ時の制御電圧として−20Vを用
いると、制御電極4とトナー担持ローラ14との間に生
じる電界は、負帯電のトナー16に対して、トナー担持
ローラ14に向かう静電気力を与えるため、トナー16
のアパチャ6不通過を確実に制御することができる。
When -20 V is used as the control voltage at the time of OFF, an electric field generated between the control electrode 4 and the toner carrying roller 14 causes an electrostatic force toward the toner carrying roller 14 against the negatively charged toner 16. Toner 16
Can be reliably controlled.

【0060】記録用紙20は、その面上にアパチャ6の
1列分の画素が形成される間に、一対の搬送ローラ11
9によって、アパチャ6の配列と垂直の方向に1画素分
送られる。この動作を繰り返すことによって、記録用紙
20の全面にトナー像が形成される。そのトナー像は、
その後、定着装置26によって記録用紙20上に定着さ
れる。
The recording paper 20 has a pair of transport rollers 11 while the pixels for one row of the aperture 6 are formed on the surface thereof.
9, one pixel is sent in a direction perpendicular to the arrangement of the apertures 6. By repeating this operation, a toner image is formed on the entire surface of the recording paper 20. The toner image is
Thereafter, the sheet is fixed on the recording paper 20 by the fixing device 26.

【0061】アパチャ6を通過せずトナー担持ローラ1
4に残留したトナー16は、ブラシローラで構成された
回収ローラ15で掻き取られ、さらに、その回収ローラ
15のブラシに付着したトナー16は、回収ブレード2
1で剥ぎ取られ、トナー溜21に再び回収される。トナ
ー溜21に回収されたトナー16は、アジテータ17の
回転により未使用のトナー16と混合、攪拌され、その
一部は、再び画像形成に供される。
The toner carrying roller 1 does not pass through the aperture 6
The toner 16 remaining on the collecting roller 4 is scraped off by a collecting roller 15 composed of a brush roller, and the toner 16 attached to the brush of the collecting roller 15 is collected by the collecting blade 2.
1 and is collected in the toner reservoir 21 again. The toner 16 collected in the toner reservoir 21 is mixed and stirred with the unused toner 16 by the rotation of the agitator 17, and a part of the toner 16 is again used for image formation.

【0062】次に、トナー16として、前記の7種類の
トナーA乃至Gを用いて、前記構成の画像形成装置によ
って画像評価を行った結果について説明する。
Next, a description will be given of the result of image evaluation performed by the image forming apparatus having the above-described configuration using the above seven types of toners A to G as the toner 16.

【0063】尚、記録用紙20の搬送速度は25mm/
秒に設定するが、トナー層規制ブレード18によって形
成される、トナー担持ローラ14表面上のトナー16の
層厚はトナー種類が変わることによって若干変動するた
め、トナー供給装置10に備えられた、トナー担持ロー
ラ14等の、回転駆動される各種のローラ部材の回転速
度は、前記層厚に応じて適宜調整したが、トナー担持ロ
ーラ14の周速度はおおむね75乃至150mm/秒の
間を維持するように調整した。
The transport speed of the recording paper 20 is 25 mm /
Although it is set to seconds, the layer thickness of the toner 16 on the surface of the toner carrying roller 14 formed by the toner layer regulating blade 18 slightly changes due to a change in toner type. The rotational speeds of the various roller members that are rotationally driven, such as the carrying roller 14, were appropriately adjusted according to the layer thickness. However, the peripheral speed of the toner carrying roller 14 was generally maintained at 75 to 150 mm / sec. Was adjusted.

【0064】前記の条件で行った、各種トナー画像評価
の結果を表1に示す。
Table 1 shows the results of various toner image evaluations performed under the above conditions.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】ここで、評価方法について説明する。濃度
の測定は、制御電極4に+50V、+20V及び0Vを
印加した部分をMACHBETH社製RD914反射濃
度計で測定し、オン時である+50V及び+20Vに於
ける反射濃度を表1における「+50V濃度」及び「+
20V濃度」、オフ時である−20Vに於ける濃度を
「被り」とした。
Here, the evaluation method will be described. The density was measured by measuring the portion where +50 V, +20 V and 0 V were applied to the control electrode 4 with an RD914 reflection densitometer manufactured by MACHBETH. And "+
The density at 20 V density and the density at -20 V when off were defined as "covering".

【0067】尚、前記の測定方法の場合、オン時の濃度
は1.5以上、オフ時の濃度である被りは0.10以下
であることが実用上必要である。
In the case of the above-mentioned measuring method, it is practically necessary that the density at the time of ON is 1.5 or more and the fog which is the density at the time of OFF is 0.10 or less.

【0068】帯電量の測定は、以下のように行った。The measurement of the charge amount was performed as follows.

【0069】前記構成の画像形成装置からアパチャ電極
体1を取り外した状態で、トナー担持ローラ14、供給
ローラ12、及びアジテーター17を5秒間回転させ
る。回転終了後、トナー担持ローラ14上の約20平方
センチ程度の面積分、トナー16をファラデーケージに
吸い取り、ファラデーケージに接続したKEITHLE
Y社製エレクトロメーターにより電荷値を読みとり、そ
の値を吸い取ったトナー重量で割って帯電量(単位:μ
C/g)を得た。
The toner carrying roller 14, the supply roller 12, and the agitator 17 are rotated for 5 seconds with the aperture electrode body 1 removed from the image forming apparatus having the above-described configuration. After the rotation is completed, the toner 16 is sucked into the Faraday cage by an area of about 20 square centimeters on the toner carrying roller 14 and the KEITHLE connected to the Faraday cage.
The charge value was read by an electrometer manufactured by Company Y, and the value was divided by the weight of the absorbed toner to obtain a charge amount (unit: μ).
C / g).

【0070】DBP吸油量の測定は、以下のように行っ
た。
The measurement of the DBP oil absorption was carried out as follows.

【0071】150℃±1℃で1時間乾燥したトナーA
グラム(通常、約20.00gで行う)をアブソープト
メーター(brabender社製、スプリング張力
2.68kg/cm)の混合室に投入し、そのリミット
スイッチを予め、最大トルクの70%に設定した上で、
混合室の回転機を回転させる。
Toner A dried at 150 ° C. ± 1 ° C. for 1 hour
Gram (usually performed at about 20.00 g) was put into a mixing chamber of an absolute meter (manufactured by Brabender, spring tension: 2.68 kg / cm), and its limit switch was previously set to 70% of the maximum torque. Above,
Rotate the rotating machine in the mixing chamber.

【0072】これと同時に、自動ビューレットからDB
P(ジブチルフタレート:比重1.045〜1.05
0)を、4ml/分の割合で添加し始め、トルクが急速
に増加してリミットスイッチが作動するまでに添加した
DBP量(Bml)よりDBP吸油量D(ml/100
g)をD=B/A×100により求める。
At the same time, the DB
P (dibutyl phthalate: specific gravity 1.045 to 1.05
0) was added at a rate of 4 ml / min, and the DBP oil absorption D (ml / 100) was calculated from the DBP amount (Bml) added until the torque rapidly increased and the limit switch was activated.
g) is determined by D = B / A × 100.

【0073】表1より、DBP吸油量が約150乃至約
320ml/100gの範囲にあるカーボンブラックを
使用したトナーA、E、F、Gと比較すると、それ以外
の範囲にあるトナーB、C、Dは、帯電量が高く、+2
0V濃度が低い。すなわち、これらのトナーは、高帯電
量によって静電的鏡像力が強く働き、+20V印加時に
於いてトナー担持ローラ14表面からトナー16が離れ
にくくなり、画像濃度が低下する。尚、制御電圧を+5
0Vまで上昇させると、全てのトナーA乃至Gに於いて
十分な画像濃度が達成されるが、オフ電圧が−20Vで
あるため実用的でない。また、DBP吸油量が330m
l/100g以上のカーボンブラックでは、トナーの導
電率が高くなりすぎ、所定の極性に帯電する非磁性1成
分トナーが作成できなかった。
From Table 1, it can be seen that when compared with toners A, E, F, and G using carbon black having a DBP oil absorption of about 150 to about 320 ml / 100 g, toners B, C, and D has a high charge amount, +2
0V density is low. In other words, these toners have a strong electrostatic image force due to the high charge amount, and when +20 V is applied, the toner 16 hardly separates from the surface of the toner carrying roller 14 and the image density decreases. Note that the control voltage is +5
When the voltage is increased to 0 V, a sufficient image density is achieved for all of the toners A to G, but is not practical because the off voltage is -20 V. The DBP oil absorption is 330 m.
With 1/100 g or more of carbon black, the toner conductivity was too high, and a non-magnetic one-component toner charged to a predetermined polarity could not be prepared.

【0074】したがって、トナーA、E、F、Gのよう
に、DBP吸油量が約150乃至約320ml/100
gのカーボンブラックを使用すれば、実用的な電圧で良
好な画像コントラストが得られる、特に、DBP吸油量
が約210ml/100gのカーボンブラックを用いた
トナーAが、最も良好な画像形成が可能であった。
Therefore, like the toners A, E, F and G, the DBP oil absorption is about 150 to about 320 ml / 100.
g of carbon black, a good image contrast can be obtained at a practical voltage. In particular, the toner A using carbon black having a DBP oil absorption of about 210 ml / 100 g can form the best image. there were.

【0075】このトナーAを用いた前記構成の画像形成
装置に於いては、供給ローラ12とトナー担持ローラ1
4との間、トナー担持ローラ14とトナー層規制ブレー
ド18との間、並びにトナー担持ローラ14とアパチャ
電極体1との間、の計3ヶ所での摺擦により、トナー1
6が、均一に飽和値まで摩擦帯電され、かつ従来の非磁
性1成分電子写真現像ユニットでの平均帯電量(絶対値
で約10乃至30μC/g)と比較して低めの帯電量に
設定されるため、図5aの実線に示すように、従来より
急峻な勾配の制御電圧特性を得ることができる。したが
って、表1に示したように、40Vの駆動電圧で、必要
かつ十分なコントラストを得ることができる。
In the image forming apparatus having the above configuration using the toner A, the supply roller 12 and the toner carrying roller 1
4, between the toner carrying roller 14 and the toner layer regulating blade 18, and between the toner carrying roller 14 and the aperture electrode body 1.
6 is uniformly triboelectrically charged to a saturation value, and is set to a lower charge amount than the average charge amount (absolute value: about 10 to 30 μC / g) in a conventional non-magnetic one-component electrophotographic developing unit. Therefore, as shown by the solid line in FIG. 5A, it is possible to obtain a control voltage characteristic having a steeper gradient than in the related art. Therefore, as shown in Table 1, a necessary and sufficient contrast can be obtained with a driving voltage of 40 V.

【0076】上述したように、本実施の形態のトナー1
6を用いた、前記構成の画像形成装置に於いては、トナ
ー16を従来よりも低めの帯電量にも拘わらず均一かつ
飽和した帯電量に設定することができるため(従来の非
磁性1成分現像ユニットに於いては、トナーの帯電量を
低めにしようとすれば、トナー自身の帯電能よりもかな
り低いレベルの帯電でトナーを使用することになり、ト
ナーの帯電量分布が広くなり、逆帯電トナーも発生し、
制御性が悪化していた)、鏡像力によるトナー担持ロー
ラ14表面への拘束力を小さくし、アパチャ6に対して
常に安定した特性のトナー16を供給することができ、
良好なコントラストの画像形成を長期にわたって行うこ
とができる。
As described above, the toner 1 of the present embodiment
6, the toner 16 can be set to a uniform and saturated charge amount irrespective of the charge amount lower than the conventional one (the conventional non-magnetic one-component type). In the developing unit, if an attempt is made to lower the charge amount of the toner, the toner will be used at a charge level considerably lower than the charge ability of the toner itself, and the charge amount distribution of the toner will be widened, Charged toner is also generated,
Controllability was deteriorated), the restraining force on the surface of the toner carrying roller 14 due to the mirror image force was reduced, and the toner 16 having always stable characteristics could be supplied to the aperture 6.
Image formation with good contrast can be performed over a long period of time.

【0077】また、アパチャ電極体1とトナー担持ロー
ラ14上のトナー16とは、アパチャ6の入口部分で接
触していることにより、アパチャ6の入口部分に堆積す
るトナー16は、トナー担持ローラ14により順次供給
されるトナー16により押し流されるため、トナー16
がアパチャ6を塞ぐことがない。
Further, since the aperture electrode body 1 and the toner 16 on the toner carrying roller 14 are in contact with each other at the entrance of the aperture 6, the toner 16 deposited on the entrance of the aperture 6 is Is washed away by the toner 16 sequentially supplied by the
Does not block aperture 6.

【0078】尚、本発明は、以上に詳述した実施の形態
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
に於いて、種々の変更を加えることが可能である。
The present invention is not limited to the embodiment described in detail above, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

【0079】例えば、前記の実施の形態の画像形成装置
に於いては、トナー流制御手段として、アパチャ電極体
を用いたが、例えば、米国特許第5036341号明細
書に記載されているような、網目状の電極体を用いるこ
とも可能である。
For example, in the image forming apparatus of the above embodiment, an aperture electrode is used as the toner flow control means. For example, as described in US Pat. No. 5,036,341, It is also possible to use a reticulated electrode body.

【0080】また、前記の実施の形態の画像形成装置に
於いては、トナー担持ローラ14上の残留トナーを回収
する手段としてブラシ状の回収ローラ用いたが、これに
限られず、粘着性の強いシリコンゴム等でも良い。ま
た、ウレタン等の樹脂ブレードで剥ぎ取ってもよい。
Further, in the image forming apparatus of the above-described embodiment, a brush-like collecting roller is used as a means for collecting the residual toner on the toner carrying roller 14, but the present invention is not limited to this. Silicon rubber or the like may be used. Further, it may be peeled off with a resin blade such as urethane.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上に説明したことから明らかなよう
に、本発明の請求項1に記載のトナーによれば、短時間
で均一かつ飽和帯電させることができ、トナー流制御手
段に対して印加する制御電圧を低く抑えながら、良好な
コントラストで画像形成を行うことができる。
As is apparent from the above description, according to the toner of the first aspect of the present invention, uniform and saturated charging can be performed in a short time, and the toner is applied to the toner flow control means. It is possible to form an image with good contrast while keeping the control voltage to be kept low.

【0082】請求項2に記載の画像形成装置によれば、
前記構成のトナーを用い、前記トナーをトナー流制御手
段とトナー供給手段との間の摺接により、さらに摩擦帯
電の機会を与えることにより、トナーとトナー供給手段
との静電気的鏡像力による束縛力が小さくなるような低
めのトナー帯電量に設定しつつ、トナーを均一かつ飽和
帯電させることができるため、低電圧駆動が達成され、
安価で良好な画像を形成できる画像形成装置を提供する
ことができる。
According to the image forming apparatus of the second aspect,
By using the toner having the above-described configuration, the toner is slidably contacted between the toner flow control unit and the toner supply unit to further provide an opportunity for triboelectric charging. Since the toner can be uniformly and saturatedly charged while setting a lower toner charge amount such that is smaller, low voltage driving is achieved,
An image forming apparatus capable of forming a good image at low cost can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一つの実施の形態のトナーの概略構成
を示す拡大図である。
FIG. 1 is an enlarged view showing a schematic configuration of a toner according to one embodiment of the present invention.

【図2】前記トナーを用いる画像形成装置の概略構成を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus using the toner.

【図3】前記の画像形成装置に用いられるアパチャ電極
体の構成を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration of an aperture electrode body used in the image forming apparatus.

【図4】前記の画像形成装置に於けるアパチャ電極体と
トナー担持ローラとの位置関係を模式的に示す図であ
る。
FIG. 4 is a view schematically showing a positional relationship between an aperture electrode body and a toner carrying roller in the image forming apparatus.

【図5】前記の画像形成装置に於ける画像濃度の電圧制
御特性の説明のための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining voltage control characteristics of image density in the image forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アパチャ電極体 4 制御電極 6 アパチャ 10 トナー供給装置 16 トナー 16a 結着樹脂 16b カーボンブラック DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aperture electrode body 4 Control electrode 6 Aperture 10 Toner supply device 16 Toner 16a Binder resin 16b Carbon black

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 帯電したトナーの流れを制御するトナー
流制御手段と、そのトナー流制御手段に対して前記トナ
ーを供給するトナー供給手段とを備え、前記トナーを介
して、前記トナー供給手段と前記トナー流制御手段とが
互いに接触するように構成される画像形成装置に用いら
れるトナーであって、 DBP吸油量が約150ml/100g乃至約320m
l/100gのカーボンブラックを、少なくとも結着樹
脂からなるコア材に内添して構成されることを特徴とす
るトナー。
1. A toner flow control means for controlling the flow of charged toner, and a toner supply means for supplying the toner to the toner flow control means, wherein the toner supply means is provided via the toner. A toner used in an image forming apparatus in which the toner flow control means is configured to be in contact with each other, wherein the DBP oil absorption is about 150 ml / 100 g to about 320 m
A toner characterized in that 1/100 g of carbon black is internally added to at least a core material made of a binder resin.
【請求項2】 DBP吸油量が約150ml/100g
乃至約320ml/100gのカーボンブラックを少な
くとも結着樹脂からなるコア材に内添して構成したトナ
ーを用い、 帯電された前記トナーの流れを制御するトナー流制御手
段と、前記トナーを帯電させ、かつ前記トナー流制御手
段に対して供給するトナー供給手段とを備え、前記トナ
ーを介して前記トナー供給手段と前記トナー流制御手段
とが互いに接触することによって、前記トナーを前記ト
ナー流制御手段に供給するように構成されることを特徴
とする画像形成装置。
2. DBP oil absorption about 150ml / 100g
A toner flow control means for controlling the flow of the charged toner, using a toner in which at least about 320 ml / 100 g of carbon black is internally added to a core material made of at least a binder resin, and charging the toner; And a toner supply unit that supplies the toner flow control unit with the toner flow control unit. The toner supply unit and the toner flow control unit come into contact with each other via the toner, so that the toner is supplied to the toner flow control unit. An image forming apparatus configured to supply the image.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003005528A (en) * 2001-06-26 2003-01-08 Canon Inc Developing device and image forming device

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