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JP4890365B2 - Developing device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents

Developing device, process cartridge, and image forming apparatus Download PDF

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JP4890365B2 JP2007172573A JP2007172573A JP4890365B2 JP 4890365 B2 JP4890365 B2 JP 4890365B2 JP 2007172573 A JP2007172573 A JP 2007172573A JP 2007172573 A JP2007172573 A JP 2007172573A JP 4890365 B2 JP4890365 B2 JP 4890365B2
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元宏 宇佐美
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  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置と、前記現像装置を備えたプロセスカートリッジと、前記現像装置または前記プロセスカートリッジを備え、電子写真方式を利用した画像形成を行う複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。さらに本発明は、前記現像装置または前記プロセスカートリッジを複数備え、カラー作像が可能な画像形成装置に関する。   The present invention relates to a developing device that performs development using a two-component developer composed of toner and a carrier, a process cartridge that includes the developing device, and an image that uses the developing device or the process cartridge and uses an electrophotographic method. The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a plotter, a facsimile, or a complex machine of these. The present invention further relates to an image forming apparatus including a plurality of the developing devices or the process cartridges and capable of color image formation.

従来、二成分現像剤を用いて現像を行う2軸搬送タイプの現像装置として、現像剤担持体(現像ローラ)への現像剤供給および回収用の現像剤搬送部材(スクリュ、オーガ等)および供給回収搬送路と、トナー補給後の搬送攪拌用の現像剤搬送部材および攪拌搬送路で構成され、これらが現像剤担持体の下方に略水平方向に配置されている構成のものが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a biaxial transport type developing device that performs development using a two-component developer, developer supply to a developer carrier (developing roller) and developer transport member (screw, auger, etc.) and supply for collection A collection conveyance path, a developer conveyance member for conveyance agitation after toner replenishment, and an agitation conveyance path are configured, and these are arranged in a substantially horizontal direction below the developer carrier. .

このような2軸搬送タイプの現像装置においては、現像装置内の現像剤は、トナー補給や現像によるトナー消費によって空間的にトナー濃度変動している。そこで従来は、現像剤搬送部材で現像剤を拡散させることによってそのトナー濃度変動を小さくしてきた。例えば、特許文献1(特開平7−114209号公報)に記載の従来技術によれば、それぞれのスクリュに速度差を設けたり、スクリュの形状を切り欠き楕円板状にすることにより、現像剤搬送部材の拡散能力を上げる技術が開示されている。しかし、それらの技術を用いても、現像剤が現像剤担持体に到達するまでに十分に拡散しきれず、現像剤担持体に汲み上げられた現像剤にもトナー濃度変動が残ってしまっているのが現状である。   In such a biaxial transport type developing device, the developer in the developing device spatially varies in toner density due to toner replenishment and toner consumption due to development. Therefore, conventionally, the fluctuation of the toner density has been reduced by diffusing the developer with the developer conveying member. For example, according to the prior art described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-114209), a developer is conveyed by providing a speed difference to each screw or by making the shape of the screw notch into an elliptical plate shape. A technique for increasing the diffusion capacity of a member is disclosed. However, even if these techniques are used, the developer cannot be sufficiently diffused by the time it reaches the developer carrier, and the toner density fluctuation remains in the developer pumped up by the developer carrier. Is the current situation.

特開平7−114209号公報JP 7-114209 A

前述したように、従来の2軸搬送構成の現像装置では、トナー補給や消費によってスクリュ上にできたトナー濃度変動を現像剤搬送部材による拡散効果だけで低減しようとしていた。しかし、この方法では、トナー濃度変動の波形において波長は変化せず振幅だけが低減されるため、トナー濃度変動が十分低減されるには、現像剤が現像装置内を何周も周る必要があった。   As described above, in a conventional developing device having a two-axis conveyance configuration, the toner density fluctuation formed on the screw due to toner replenishment and consumption is intended to be reduced only by the diffusion effect by the developer conveying member. However, in this method, the wavelength does not change in the waveform of the toner density fluctuation, and only the amplitude is reduced. Therefore, in order to sufficiently reduce the toner density fluctuation, the developer needs to go around the developing device many times. there were.

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、トナー濃度変動の位相を制御することによってトナー濃度の均一化を瞬時に行なうことができ、現像剤担持体に現像剤が汲み上げられる前にトナー濃度の変動、さらにはトナー帯電量のばらつきを十分に抑えることができる構成の現像装置と、この現像装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by controlling the phase of the toner density fluctuation, the toner density can be instantaneously uniformed, and the toner density before the developer is pumped up to the developer carrier. It is an object of the present invention to provide a developing device having a configuration capable of sufficiently suppressing the fluctuation of the toner and the variation of the toner charge amount, and a process cartridge and an image forming apparatus provided with the developing device.

上記の目的を達成するための手段として、本発明では以下のような技術的手段を採っている。
本発明の第1の手段は、現像器内に、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向し現像剤を軸方向に搬送する現像剤搬送部材とを備え、前記二成分現像剤のトナーで潜像担持体の潜像を現像し顕像化する現像装置において、現像剤が前記現像器内を1周するのにかかる平均時間をT[s]、前記現像器へのトナーの補給周期をt[s]としたとき、該補給周期tは前記平均時間Tより小さく、かつ前記平均時間Tと前記補給周期tが以下の式(1)の関係を満たすことを特徴とする。
(1/4+n)・t<T<(3/4+n)・t 式(1)
(n=0,1,2,・・・)
As means for achieving the above object, the present invention employs the following technical means.
The first means of the present invention includes a developer carrying member for carrying a two-component developer composed of toner and carrier in the developing device, and a developer that conveys the developer in the axial direction opposite to the developer carrying member. And a developing device that develops and visualizes the latent image on the latent image carrier with the toner of the two-component developer, and calculates an average time required for the developer to make one revolution in the developing unit. [S], where the toner replenishment cycle to the developing unit is t [s], the replenishment cycle t is smaller than the average time T, and the average time T and the replenishment cycle t are the following formulas (1) ) Is satisfied.
(1/4 + n) .t <T <(3/4 + n) .t Formula (1)
(N = 0, 1, 2, ...)

本発明の第2の手段は、第1の手段の現像装置において、画像形成モードが複数あり、その画像形成モードに応じて前記補給周期tが変化した際、全てのtに対して前記式(1)の関係が成り立っていることを特徴とする。
また、本発明の第3の手段は、第1の手段の現像装置において、画像形成モードが複数あり、その画像形成モードに応じて前記補給周期tが変化した際、最も大きいtに対して前記式(1)の関係が成り立っていることを特徴とする。
さらに本発明の第4の手段は、第1〜第3のいずれか1つの手段の現像装置において、画像形成モードが複数あり、その画像形成モードに応じ前記補給周期tが変化した際、それに応じて前記平均時間Tを変化させる機構をもつことを特徴とする。
According to a second means of the present invention, when the developing device of the first means has a plurality of image forming modes and the replenishment cycle t changes in accordance with the image forming mode, the above formula ( It is characterized in that the relationship 1) holds.
According to a third means of the present invention, in the developing device of the first means, there are a plurality of image forming modes, and when the replenishment cycle t changes according to the image forming mode, the largest t is It is characterized in that the relationship of the formula (1) is established.
Furthermore, a fourth means of the present invention is the developing device of any one of the first to third means, wherein there are a plurality of image forming modes, and when the replenishment cycle t changes according to the image forming mode, And a mechanism for changing the average time T.

本発明の第5の手段は、第4の手段の現像装置において、前記現像剤搬送部材の回転数を変化させることにより前記平均時間Tを変化させることを特徴とする。
また、本発明の第6の手段は、第1〜第5のいずれか1つの手段の現像装置において、前記平均時間Tの経時変化に応じて、前記補給周期tを変化させることを特徴とする。
さらに本発明の第7の手段は、第1〜第6のいずれか1つの手段の現像装置において、前記現像剤担持体から現像終了後の現像剤を回収するとともに回収した現像剤を供給用現像剤搬送部材と平行でかつ同方向に搬送する回収用現像剤搬送部材を備えることを特徴とする。
A fifth means of the present invention is characterized in that, in the developing device of the fourth means, the average time T is changed by changing the number of rotations of the developer conveying member.
The sixth means of the present invention is characterized in that, in the developing device of any one of the first to fifth means, the replenishment cycle t is changed in accordance with a change with time of the average time T. .
Further, the seventh means of the present invention is the developing device of any one of the first to sixth means, wherein the developer after development is collected from the developer carrying member and the collected developer is supplied for development. And a recovery developer transport member that transports in parallel and in the same direction as the developer transport member.

本発明の第8の手段は、少なくとも、表面に静電潜像が形成される潜像担持体と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて前記潜像担持体上の静電潜像を現像し顕像化する現像装置とを一体に備えたプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置として、第1〜第7のいずれか1つの手段の現像装置を備えたことを特徴とする。   The eighth means of the present invention includes at least a latent image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and an electrostatic latent image on the latent image carrier using a two-component developer comprising a toner and a carrier. And a developing device that develops and visualizes the toner, the developing device includes a developing device of any one of first to seventh means as the developing device.

本発明の第9の手段は、少なくとも、表面に静電潜像が形成される潜像担持体と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて前記潜像担持体上の静電潜像を現像し顕像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、第1〜第7のいずれか1つの手段の現像装置、あるいは第8の手段のプロセスカーリッジを備えたことを特徴とする。   The ninth means of the present invention comprises at least a latent image carrier on which an electrostatic latent image is formed and a two-component developer comprising a toner and a carrier and the electrostatic latent image on the latent image carrier. An image forming apparatus comprising: a developing device that develops and visualizes a developing device, comprising a developing device of any one of the first to seventh means, or a process cartridge of the eighth means. .

本発明の第10の手段は、第9の手段の画像形成装置において、現像色の異なる複数の現像装置またはプロセスカートリッジを備え、記録材にカラー画像を形成することを特徴とする。
また、本発明の第11の手段は、第9の手段の画像形成装置において、少なくとも潜像担持体と該潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置とを有する画像形成ユニットまたはプロセスカーリッジを複数備え、各画像形成ユニットまたは各プロセスカーリッジで現像色の異なる画像を形成して記録材に直接、または中間転写体を介して転写し、記録材にカラー画像を形成することを特徴とする。
A tenth means of the present invention is the image forming apparatus of the ninth means, comprising a plurality of developing devices or process cartridges having different developing colors, and forming a color image on a recording material.
The eleventh means of the present invention is the image forming apparatus of the ninth means, comprising at least a latent image carrier and a developing device for developing the electrostatic latent image formed on the latent image carrier. Equipped with multiple units or process cartridges, each image forming unit or each process cartridge forms an image with a different development color and transfers it directly to the recording material or via an intermediate transfer member to form a color image on the recording material It is characterized by doing.

現像装置内の現像剤は、トナー補給やトナー消費(現像)によって空間的にトナー濃度変動している。従来、スクリュ等の現像剤搬送部材で現像剤を拡散させることによってそのトナー濃度変動を小さくしてきた。スクリュでの拡散能力を上げるには、スクリュの回転数を上げたりフィンを取り付けたりなどスクリュ形状を工夫したりできるが、それにも限界があり、現像剤が現像剤担持体(例えば現像ローラの現像スリーブ)に到達するまでに十分に拡散しきれず、現像スリーブに汲み上げられた現像剤にもトナー濃度変動が残ってしまっているのが現状である。   The developer in the developing device spatially varies in toner density due to toner replenishment and toner consumption (development). Conventionally, the fluctuation of the toner density has been reduced by diffusing the developer with a developer conveying member such as a screw. In order to increase the diffusion capacity of the screw, the screw shape can be devised by increasing the number of rotations of the screw or attaching fins, but there are also limitations, and the developer is a developer carrier (for example, developing on the developing roller). In the present situation, the toner density fluctuations still remain in the developer pumped up by the developing sleeve because the toner cannot be sufficiently diffused until it reaches the sleeve.

そこで本発明の第1の手段の現像装置では、現像剤が現像装置内を1周するのにかかる平均時間Tと現像器へのトナーの補給周期tとを前記の式(1)の関係を満たすように調節することによって、前の周のトナー濃度変動とその次の周からトナー補給によってできるトナー濃度変動との位相をずらすことができる(前の周で撹拌しきれず残ってしまったトナー濃度変動の振幅の谷の部分にトナーを補給することができる)。
このように、空間的にトナー濃度変動のある現像剤に対し、位相をずらしてトナー補給を行うことにより、トナー濃度の高いところと低いところが平均化され、トナー濃度が均一化される。この位相をずらして重ねることによって得られるトナーの拡散効果は、スクリュ等の現像剤搬送部材による撹拌によって得られる効果と比較すると著しく大きい。
これにより、現像スリーブ上に汲み上げられる現像剤のトナー濃度変動は無視できるまで小さくなり、それに伴い帯電もより均一化される。
Therefore, in the developing device of the first means of the present invention, the relationship between the average time T required for the developer to make one revolution in the developing device and the toner replenishment cycle t to the developing device is expressed by the above-mentioned formula (1). By adjusting so as to satisfy, it is possible to shift the phase of the toner density fluctuation in the previous circumference and the toner density fluctuation that can be performed by toner replenishment from the next circumference (the toner density that has remained unstirred in the previous circumference) Toner can be replenished in the valley of the fluctuation amplitude).
In this manner, by supplying toner with a phase shift to a developer whose toner density varies spatially, the high and low toner densities are averaged and the toner density is made uniform. The toner diffusion effect obtained by superimposing the phases out of phase is significantly greater than the effect obtained by stirring with a developer conveying member such as a screw.
As a result, the toner density fluctuation of the developer pumped up on the developing sleeve is reduced to a negligible level, and accordingly, the charging is made more uniform.

ところで、トナー補給を画像出力の周期で行うような場合、出力する用紙の大きさに応じて前記補給周期tが変化する。
このように補給周期tを複数持つような場合、あるtでは位相がずらせても、あるtでは位相が重なってしまう可能性もある。
そこで第2の手段の現像装置では、すべての補給周期tに対して、前記の式(1)の関係を満たすようにTを設定することにより、補給周期tによらず位相をずらすことができ、トナー濃度変動を抑えることができる。
By the way, when toner is replenished at an image output cycle, the replenishment cycle t changes according to the size of the paper to be output.
When there are a plurality of replenishment cycles t as described above, there is a possibility that even if the phase shifts at a certain t, the phases may overlap at a certain t.
Therefore, in the developing device of the second means, the phase can be shifted regardless of the supply cycle t by setting T so as to satisfy the relationship of the above formula (1) for all supply cycles t. , Toner density fluctuations can be suppressed.

次に、現像装置内のトナー濃度変動は、波長が長いほど拡散されにくい。
そこで第3の手段の現像装置では、複数のトナー補給周期tを持つ場合、少なくとも最も大きなt(この補給によってできるトナー濃度変動波長が最も大きい)が前記の式(1)の関係を満たすようにTを設定することにより、拡散されにくい長波長のトナー濃度変動の振幅を抑えることができる。
Next, the toner density fluctuation in the developing device is less diffused as the wavelength is longer.
Accordingly, in the developing device of the third means, when there are a plurality of toner replenishment cycles t, at least the largest t (the largest toner density fluctuation wavelength that can be produced by this replenishment) satisfies the relationship of the above-mentioned formula (1). By setting T, it is possible to suppress the amplitude of long-wavelength toner density fluctuations that are difficult to diffuse.

次に、補給周期tが異なるモードでも、常に前記の式(1)の関係を満たすようにしたい。
そこで第4の手段の現像装置では、補給周期tの変化に応じてTも変化させることによって、常に前記の式(1)の関係を満たすことができる。
また、第5の手段の現像装置では、補給周期tの変化に応じてスクリュ等の現像剤搬送部材の回転数を変化させることによりTも変化するため、常に前記の式(1)の関係を満たすことができる。
Next, it is desired to always satisfy the relationship of the above formula (1) even in the modes with different replenishment cycles t.
Therefore, in the developing device of the fourth means, the relationship of the above formula (1) can always be satisfied by changing T in accordance with the change of the replenishment cycle t.
Further, in the developing device of the fifth means, T is also changed by changing the rotation speed of the developer conveying member such as a screw in accordance with the change of the replenishment cycle t. Therefore, the relationship of the above formula (1) is always satisfied. Can be satisfied.

現像剤は経時で劣化し、スクリュでの現像剤搬送効率が変化する。従って、初期の剤の状態で前記の式(1)の関係を満たしていても、経時で満たさなくなる可能性が高い。
そこで第6の手段の現像装置では、Tの変化に応じて、補給周期tを設定することにより、常に安定して位相をずらすことができ、トナー濃度変動を抑えることができる。
The developer deteriorates with time, and the developer transport efficiency on the screw changes. Therefore, even if the relationship of the above formula (1) is satisfied in the initial agent state, there is a high possibility that it will not be satisfied over time.
Therefore, in the developing device of the sixth means, by setting the replenishment cycle t according to the change of T, the phase can be always stably shifted, and the toner density fluctuation can be suppressed.

第7の手段の現像装置では、回収用現像剤搬送部材(例えば回収搬送スクリュ)を備えて一方向循環構成にしたことにより、現像後の現像剤が全て回収搬送スクリュに回収されて供給搬送スクリュに戻らないため、供給スクリュ上において現像トナー消費によるトナー濃度変動は発生しない。よってトナー濃度変動はトナー補給のみによって生じることになり、本発明の位相制御手段によって、より正確に位相制御がなされて均一なトナー濃度の現像剤を現像に供給することが可能となる。   In the developing device of the seventh means, a developer transport member for recovery (for example, a recovery transport screw) is provided and a one-way circulation configuration is adopted, so that all the developed developer is recovered by the recovery transport screw and supplied and transported. Therefore, the toner density fluctuation due to consumption of the developing toner does not occur on the supply screw. Therefore, the toner density fluctuation is caused only by the replenishment of toner, and the phase control means of the present invention makes it possible to more accurately control the phase and supply a developer having a uniform toner density to the development.

本発明の第8の手段のプロセスカートリッジでは、現像装置として、第1〜第7のいずれか1つの手段の現像装置を備えたことにより、長期間にわたって常に安定したトナー付着量を得ることができるので、画像濃度の安定性が高いプロセスカートリッジを提供することが可能になる。
また、本発明の第9の手段の画像形成装置では、第1〜第7のいずれか1つの手段の現像装置、あるいは第8の手段のプロセスカーリッジを備えたことにより、長期間にわたって常に安定したトナー付着量を得ることができるので、長期にわたり画像濃度変動が少なく、地汚れやトナー飛散がない安定した画質が得られる画像形成装置を提供することができる。
In the process cartridge of the eighth means of the present invention, since the developing device of any one of the first to seventh means is provided as the developing device, a stable toner adhesion amount can be obtained for a long period of time. Therefore, it is possible to provide a process cartridge having high image density stability.
In the image forming apparatus of the ninth means of the present invention, since the developing device of any one of the first to seventh means or the process cartridge of the eighth means is provided, it is always stable over a long period of time. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus which can obtain a stable image quality with little fluctuation in image density over a long period of time and no scumming or toner scattering.

本発明の第10の手段の画像形成装置では、現像色の異なる複数の現像装置またはプロセスカートリッジを備え、記録材にカラー画像を形成することを特徴としており、複数の現像装置に第1〜7のいずれか1つの手段の現像装置を用いることで、長期間にわたって常に安定したトナー付着量を得ることができるので、画像濃度の安定性が高く、色再現性やカラーバランスの優れた高画質カラー画像を得ることの出来る画像形成装置を提供することが可能になる。   The image forming apparatus of the tenth means of the present invention comprises a plurality of developing devices or process cartridges having different developing colors, and forms a color image on a recording material. By using the developing device of any one of the above, it is possible to always obtain a stable toner adhesion amount over a long period of time, so that the image density is highly stable, and high-quality color with excellent color reproducibility and color balance. An image forming apparatus capable of obtaining an image can be provided.

本発明の第11の画像形成装置では、少なくとも潜像担持体と該潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置とを有する画像形成ユニットまたはプロセスカートリッジを複数備え、各画像形成ユニットまたはプロセスカートリッジで現像色の異なる画像を形成して記録材に直接、または中間転写体を介して転写し、記録材にカラー画像を形成することを特徴としており、各画像形成ユニットまたはプロセスカートリッジの現像装置に第1〜第7のいずれか1つの手段の現像装置を用いることで、長期間にわたって常に安定したトナー付着量を得ることができるので、長期にわたり画像濃度変動が少なく、地汚れやトナー飛散がない安定した画質が得られる、小型で低コストのカラー画像形成装置を提供することができる。   The eleventh image forming apparatus of the present invention comprises a plurality of image forming units or process cartridges each having at least a latent image carrier and a developing device for developing an electrostatic latent image formed on the latent image carrier. Each image forming unit or process is characterized by forming images of different development colors with a forming unit or process cartridge and transferring them to a recording material directly or via an intermediate transfer member to form a color image on the recording material. By using the developing device of any one of the first to seventh means as the developing device of the cartridge, it is possible to always obtain a stable toner adhesion amount over a long period of time. In addition, it is possible to provide a small-sized and low-cost color image forming apparatus that can obtain stable image quality without toner scattering.

以下、本発明の具体的な構成、動作及び作用効果を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, specific configurations, operations, and effects of the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.

[位相制御の説明]
図1は本発明に係る2軸搬送タイプの現像装置の現像剤循環経路とトナー濃度変動の説明図である。以下、図1に示した2軸搬送タイプの現像装置を例に上げて説明する。
画像に応じて現像部にてトナーが消費され、トナー補給部において間欠的なトナー補給が行われるような現像装置内では、2つの現像剤搬送部材(攪拌搬送スクリュ5cと供給搬送スクリュ5b)の長手方向において、トナー濃度の周期的な変動が見られる。ここでトナー濃度の高い部分を破線で囲んで点描した。
[Description of phase control]
FIG. 1 is an explanatory diagram of developer circulation paths and toner density fluctuations of a biaxial transport type developing device according to the present invention. Hereinafter, description will be made by taking the biaxial conveyance type developing device shown in FIG. 1 as an example.
In the developing device in which toner is consumed in the developing unit according to the image and intermittent toner replenishment is performed in the toner replenishing unit, the two developer conveying members (stirring conveying screw 5c and supply conveying screw 5b) In the longitudinal direction, periodic fluctuations in toner density are observed. Here, a portion where the toner density is high is plotted with a dotted line.

この変動の波長λ[m]は、トナー補給周期T1[s]、トナー消費周期(画像出力周期)T2[s]、搬送スクリュ上の現像剤の搬送速度u[m/s]によって決まる。
トナー補給によって作られる変動の波長は、
λ1=u・T1
であり、トナー消費によって作られる変動の波長は、
λ2=u・T2
である。
The wavelength λ [m] of the fluctuation is determined by the toner replenishment cycle T1 [s], the toner consumption cycle (image output cycle) T2 [s], and the developer conveyance speed u [m / s] on the conveyance screw.
The wavelength of variation created by toner replenishment is
λ1 = u · T1
And the wavelength of variation created by toner consumption is
λ2 = u · T2
It is.

2つの波長の異なる変動があるが、多くの現像装置ではトナー消費により搬送スクリュ上にできる変動より、トナー補給によって搬送スクリュ上にできる変動の振幅の方が大きいので、
λ≒λ1
と近似できる。すなわちトナー濃度の変動とはトナー補給によるものを主に考慮すればよい。つまりこれは補給トナーの周期で発生するトナー濃度変動である。
Although there are two different variations of wavelength, in many developing devices, the amplitude of the variation that can be made on the conveying screw by toner replenishment is larger than the variation that can be made on the conveying screw by toner consumption.
λ ≒ λ1
Can be approximated. That is, the change in toner density may be mainly considered due to toner replenishment. That is, this is a change in toner density that occurs in the replenishment toner cycle.

この波長λの波は、攪拌搬送スクリュ5cと供給搬送スクリュ5bで攪拌されながら現像装置の現像器内を移動する際、波長は変化せず振幅だけが低減される。現像器内を現像剤が1周するのにかかる時間T[s]は、例えば以下のようにして測定できる。
図5(a)に示すように、現像装置の現像器内の攪拌搬送スクリュ5c上にトナー濃度センサ5Sを配置する。そして、トナー補給口からトナーを一回補給し、図5(b)に示すようなトナー濃度センサ5Sの測定値のピーク間の時間ΔtからTを測定する。Tは剤面の高さや現像スリーブ内の磁力配置、トナー濃度等によって変化するので、実際の作像条件と同じ条件にして測定しなければならない。
When the wave of wavelength λ moves in the developing device of the developing device while being stirred by the stirring and conveying screw 5c and the supply and conveying screw 5b, the wavelength does not change and only the amplitude is reduced. The time T [s] required for the developer to make one revolution in the developing device can be measured as follows, for example.
As shown in FIG. 5A, the toner concentration sensor 5S is disposed on the stirring and conveying screw 5c in the developing device of the developing device. Then, the toner is replenished once from the toner replenishing port, and T is measured from the time Δt between the measured values of the toner density sensor 5S as shown in FIG. 5B. Since T varies depending on the height of the agent surface, the magnetic force arrangement in the developing sleeve, the toner density, and the like, it must be measured under the same conditions as the actual image forming conditions.

図2に従来の二軸攪拌方式における、現像剤循環経路およびある時間の現像剤のトナー濃度分布を示す。これは、2[s]おきにトナー補給を行った場合の分布である。攪拌距離が増えるに従い、トナー濃度変動の振幅は徐々に小さくなっていくものの、点Cや点Dなど現像スリーブに近接する位置においてはまだトナー濃度変動の振幅が大きく、トナー濃度の高い現像剤が現像領域に搬送されることで地汚れやトナー飛散が発生してしまう。特に現像スリーブ上流側(点C付近)においてトナー飛散や地汚れの発生がしやすい。よって、点Cに到達する前にトナー濃度変動を抑制することが課題となる。   FIG. 2 shows a developer circulation path and a toner concentration distribution of the developer at a certain time in the conventional biaxial stirring method. This is a distribution when toner is replenished every 2 [s]. As the agitation distance increases, the amplitude of the toner density fluctuation gradually decreases, but at a position close to the developing sleeve, such as point C or point D, the amplitude of the toner density fluctuation is still large, and a developer having a high toner density is present. Contamination and toner scattering occur due to being conveyed to the development area. In particular, toner scattering and scumming are likely to occur on the upstream side of the developing sleeve (near point C). Therefore, it becomes a problem to suppress the toner density fluctuation before the point C is reached.

そこで、前の周でトナー補給により生じたトナー濃度変動の波の位相と異なるようにトナー補給を行い、2つの波を重ね合わせることによりトナー濃度変動の振幅を低減することを考える。これを位相制御機構と呼ぶ。
異なるトナー濃度変動の重ね合わせによって振幅を低減するためには、位相差はπである場合がもっとも効果が高い。この時のトナー濃度変動の様子を図3に示す。
Therefore, it is considered that the toner density is replenished so as to be different from the phase of the toner density fluctuation wave generated by toner replenishment on the previous circumference, and the amplitude of the toner density fluctuation is reduced by superimposing the two waves. This is called a phase control mechanism.
In order to reduce the amplitude by superimposing different toner density fluctuations, it is most effective when the phase difference is π. FIG. 3 shows how the toner density fluctuates at this time.

[トナー補給条件の説明]
ここで、トナー補給による位相制御の効果について説明する。図4に現像剤が現像装置内を一周するのにかかる時間Tとトナー補給周期tとトナー濃度変動の関係を示す。なお、トナー補給により生じるトナー濃度変動を一点鎖線、現像装置内を一周しても残ったトナー濃度変動を点線で示す。図4(1)のT=ntの時は、2つのトナー濃度変動の位相がずれていないためトナー濃度変動の低減効果が得られていないが、図4(2)のT=(n+1/2)tの時は、位相がπずれるため最も低減効果が高い。二つのトナー濃度変動の位相差はπ±(1/4)πの範囲が望ましく、位相差がπの時が最も望ましい。よって、現像剤が現像装置内を一周するのにかかる時間Tは、
(1/4+n)・t<T<(3/4+n)・t 式(1)
の範囲にすることが望ましく、
T=(1/2+n)・t
とすることが最も望ましい。ここで、n=1,2,3,・・・である。
なお、本実施例においては、トナー補給周期t=2[s]に対し、T=9[s]と設定した。
[Description of toner supply conditions]
Here, the effect of phase control by toner replenishment will be described. FIG. 4 shows the relationship between the time T required for the developer to go around the developing device, the toner replenishment cycle t, and the toner density fluctuation. Note that the toner density fluctuation caused by toner replenishment is indicated by a one-dot chain line, and the toner density fluctuation remaining even after one round of the developing device is indicated by a dotted line. When T = nt in FIG. 4 (1), the two toner density fluctuations are not out of phase, so the effect of reducing the toner density fluctuation is not obtained, but T = (n + 1/2) in FIG. 4 (2). ) At t, the phase is shifted by π, so the reduction effect is the highest. The phase difference between the two toner density fluctuations is preferably in the range of π ± (1/4) π, and most preferably when the phase difference is π. Therefore, the time T required for the developer to go around the developing device is
(1/4 + n) .t <T <(3/4 + n) .t Formula (1)
In the range of
T = (1/2 + n) · t
Is most desirable. Here, n = 1, 2, 3,.
In this embodiment, T = 9 [s] is set for the toner replenishment cycle t = 2 [s].

[画像形成装置全体及び、現像装置を含む作像部の構成の説明]
図6は本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施例について説明する。
この画像形成装置は、イエロー(以下、「Y」と記す)、シアン(以下、「C」と記す)、マゼンタ(以下、「M」と記す)、ブラック(以下、「K」と記す)の4色のトナーを用いて多色またはカラー画像を形成するものである。
[Description of overall image forming apparatus and configuration of image forming unit including developing device]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus showing an embodiment of the present invention. Here, an embodiment applied to an electrophotographic image forming apparatus will be described.
The image forming apparatus includes yellow (hereinafter referred to as “Y”), cyan (hereinafter referred to as “C”), magenta (hereinafter referred to as “M”), and black (hereinafter referred to as “K”). A four-color toner is used to form a multicolor or color image.

まず、画像形成装置の基本的な構成について説明する。この画像形成装置は、カラー画像形成ユニット30内に像担持体として4つの感光体1Y、1C、1M、1Kを備えている。なお、ここではドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体1Y、1C、1M、1Kは、中間転写体としての中間転写ベルト10に沿って並設されており、それぞれ中間転写ベルト10に接触しながら、図中の矢印の方向に回転駆動する。各感光体1Y、1C、1M、1Kは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に、光導電性の感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したものである。また、感光層と保護層との間に中間層を設けても良い。なお、本実施例の感光体の外径は30mmである。   First, a basic configuration of the image forming apparatus will be described. The image forming apparatus includes four photoconductors 1Y, 1C, 1M, and 1K as image carriers in a color image forming unit 30. Although a drum-shaped photoconductor is taken as an example here, a belt-shaped photoconductor can also be adopted. The photoconductors 1Y, 1C, 1M, and 1K are arranged in parallel along an intermediate transfer belt 10 as an intermediate transfer body, and are driven to rotate in the direction of the arrow in the drawing while being in contact with the intermediate transfer belt 10. . Each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K is obtained by forming a photoconductive photosensitive layer on a relatively thin cylindrical conductive substrate and further forming a protective layer on the photosensitive layer. Further, an intermediate layer may be provided between the photosensitive layer and the protective layer. The outer diameter of the photoconductor of this example is 30 mm.

図7は、4つの感光体1Y、1C、1M、1Kのうちの、一つの感光体周りの構成を示す概略図であり、一つの作像部(各色毎の画像形成ユニット)の構成を示している。なお、各感光体1Y、1C、1M、1K周りの構成はすべて同じであるため、1つの作像部(画像形成ユニット)の構成についてのみ図示し、色分け用の符号Y、C、M、Kについては省略してある。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration around one of the four photoconductors 1Y, 1C, 1M, and 1K, and shows a configuration of one image forming unit (image forming unit for each color). ing. Since the configuration around each of the photoconductors 1Y, 1C, 1M, and 1K is the same, only the configuration of one image forming unit (image forming unit) is illustrated, and reference symbols Y, C, M, and K for color coding are shown. Is omitted.

各色の画像形成ユニットの感光体1の周りには、転写残トナーを感光体から除去するクリーニング装置7、帯電手段としての帯電装置3、現像手段としての現像装置5の順に配置されている。ここで、図7に示す作像部の帯電装置3、現像装置5、クリーニング装置7と、感光体1とは、図示しないカートリッジ内に一体に構成されており、プロセスカートリッジを構成している。そして、このプロセスカートリッジは、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成され、交換が可能となっている。すなわち、図6に示す画像形成装置は、中間転写ベルト10に沿って4つのプロセスカートリッジを着脱可能に並設した構成である。   Around the photoreceptor 1 of each color image forming unit, a cleaning device 7 that removes transfer residual toner from the photoreceptor, a charging device 3 as a charging unit, and a developing device 5 as a developing unit are arranged in this order. Here, the charging device 3, the developing device 5, the cleaning device 7 and the photosensitive member 1 of the image forming unit shown in FIG. 7 are integrally formed in a cartridge (not shown) to form a process cartridge. The process cartridge is configured to be detachable from the main body of the image forming apparatus and can be replaced. That is, the image forming apparatus shown in FIG. 6 has a configuration in which four process cartridges are detachably arranged in parallel along the intermediate transfer belt 10.

また、図7に示す作像部(プロセスカートリッジ)の帯電装置3と現像装置5との間には、潜像形成手段としての露光装置4から発せられる光が感光体1まで通過できるようにスペースが確保されている。   Further, a space is provided between the charging device 3 and the developing device 5 of the image forming unit (process cartridge) shown in FIG. 7 so that light emitted from the exposure device 4 as a latent image forming unit can pass to the photosensitive member 1. Is secured.

帯電装置3は、回動可能なローラ状の帯電部材3aを感光体1に近接させて配置し、帯電部材3aに外部から交流に直流を重畳させた電圧を印加し、感光体1と帯電部材間で放電をさせて感光体1を帯電する。本実施形態では感光体1の帯電電位は−500Vである。また、帯電部材30aを接触させた接触帯電ローラを用いて感光体1を帯電させても良い。   The charging device 3 is arranged such that a rotatable roller-shaped charging member 3a is disposed close to the photosensitive member 1, and a voltage obtained by superimposing a direct current on an alternating current is applied to the charging member 3a from the outside. The photosensitive member 1 is charged by discharging between them. In the present embodiment, the charged potential of the photoreceptor 1 is −500V. Alternatively, the photoreceptor 1 may be charged using a contact charging roller with which the charging member 30a is in contact.

このようにして帯電した感光体1の表面には、露光装置4によって光が露光されて、各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置4は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体1に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置4は、複数の半導体レーザ光源、光偏向器、走査結像用光学系等からなるレーザ走査方式の露光装置であるが、LEDアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。   Light is exposed by the exposure device 4 on the surface of the photoreceptor 1 charged in this way, and an electrostatic latent image corresponding to each color is formed. The exposure device 4 writes an electrostatic latent image corresponding to each color on the photoreceptor 1 based on image information corresponding to each color. The exposure apparatus 4 of the present embodiment is a laser scanning type exposure apparatus comprising a plurality of semiconductor laser light sources, optical deflectors, scanning imaging optical systems, etc., but is an exposure apparatus comprising an LED array and imaging means. It is also possible to employ other types of exposure apparatuses such as those described above.

現像装置5は、2軸搬送タイプの現像装置であり、現像剤を担持する現像剤担持体である現像ローラ5aと、現像剤を攪拌搬送する攪拌搬送部材である攪拌搬送スクリュ5cと、現像剤供給搬送部材である供給搬送スクリュ5bからなる。攪拌搬送スクリュ5cと供給搬送スクリュ5bは仕切り板5dによって端部以外が隔てられている。ケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ5aが部分的に露出している。また、ここでは、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いている。   The developing device 5 is a two-axis conveying type developing device, and includes a developing roller 5a that is a developer carrying member that carries a developer, an agitating and conveying screw 5c that is an agitating and conveying member that agitates and conveys the developer, and a developer. It consists of the supply conveyance screw 5b which is a supply conveyance member. The stirring and conveying screw 5c and the supply and conveying screw 5b are separated from each other by the partition plate 5d. The developing roller 5a as the developer carrying member is partially exposed from the opening of the casing. Here, a two-component developer composed of toner and carrier is used.

現像装置5は、図6に示したトナーボトル31Y、31C、31M、31Kから、図示しない補給手段により対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル31Y、31C、31M、31Kは、それぞれが単体で交換できるように、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル31Y、31C、31M、31Kだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。   The developing device 5 receives toner of the corresponding color from the toner bottles 31Y, 31C, 31M, and 31K shown in FIG. The toner bottles 31Y, 31C, 31M, and 31K are configured to be detachable from the main body of the image forming apparatus so that they can be replaced individually. With such a configuration, only the toner bottles 31Y, 31C, 31M, and 31K may be replaced at the time of toner end. Therefore, other components that have not yet reached the end of their life when the toner ends can be used as they are, and the user's expense can be reduced.

トナーボトル31Y、31C、31M、31Kから現像装置5内に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュ5cによって現像剤と撹拌されながら供給搬送スクリュ5bへと搬送され、そこで現像ローラ5a上に担持されることになる。この現像ローラ5aは、内部に固定された磁界発生手段としての複数の磁極が着磁されたマグネットローラ(あるいは複数の固定磁石)と、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。供給搬送スクリュ部(供給搬送路)の現像剤は、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ上に汲み上げられ、現像剤規制部材5eによって薄層化されたあと、現像ローラ5a上に穂立ちした状態となって感光体1と対向する現像領域まで搬送される。   The toner replenished into the developing device 5 from the toner bottles 31Y, 31C, 31M, and 31K is conveyed to the supply conveyance screw 5b while being agitated with the developer by the agitation conveyance screw 5c, and is carried on the developing roller 5a there. It will be. The developing roller 5a is composed of a magnet roller (or a plurality of fixed magnets) magnetized with a plurality of magnetic poles as magnetic field generating means fixed inside, and a developing sleeve that rotates coaxially therearound. The developer in the supply / conveyance screw section (supply / conveyance path) is pumped up on the development roller by the magnetic force generated by the magnet roller, and after being thinned by the developer regulating member 5e, the developer stands on the development roller 5a. Then, it is conveyed to the developing area facing the photosensitive member 1.

ここで、現像ローラ5aは、感光体1と対向する領域(以下、「現像領域」と記す)において感光体1の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ5a上に穂立ちしたキャリアは、感光体1の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体1の表面に供給する。このとき、現像ローラ5aには、図示しない電源から−350Vの現像バイアスVBが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体1上の静電潜像と現像ローラ5aとの間では、現像ローラ5a上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ5a上のトナーは、感光体1上の静電潜像に静電的に付着することになる。この付着によって感光体1上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像(顕像化)される。   Here, the developing roller 5 a moves in the same direction at a linear velocity faster than the surface of the photosensitive member 1 in a region facing the photosensitive member 1 (hereinafter referred to as “developing region”). Then, the carrier spiked on the developing roller 5 a supplies the toner adhering to the carrier surface to the surface of the photoreceptor 1 while rubbing the surface of the photoreceptor 1. At this time, a developing bias VB of −350 V is applied to the developing roller 5a from a power source (not shown), thereby forming a developing electric field in the developing region. Then, between the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 and the developing roller 5a, an electrostatic force directed toward the electrostatic latent image side acts on the toner on the developing roller 5a. As a result, the toner on the developing roller 5 a is electrostatically attached to the electrostatic latent image on the photoreceptor 1. By this adhesion, the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 is developed (developed) into a toner image of a corresponding color.

転写装置6における中間転写ベルト10は、3つの支持ローラ11、12、13に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト10上には、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体1Y、1C、1M、1Kと接触する中間転写ベルト10の部分の裏面に、それぞれ転写装置6としての一次転写ローラ14Y、14C、14M、14Kを配置している。ここでは、各一次転写ローラ14Y、14C、14M、14Kにより押圧された中間転写ベルト10の部分と各感光体1Y、1C、1M、1Kとによって、一次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像を中間転写ベルト10上に転写する際には、各一次転写ローラ14に正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像は、中間転写ベルト10上に静電的に付着し、転写される。   The intermediate transfer belt 10 in the transfer device 6 is stretched around three support rollers 11, 12, and 13 and is configured to endlessly move in the direction of the arrow in the drawing. On the intermediate transfer belt 10, toner images on the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K are transferred so as to overlap each other by an electrostatic transfer method. Although there is a configuration using a transfer charger in the electrostatic transfer system, a configuration using a transfer roller that generates little transfer dust is adopted here. Specifically, primary transfer rollers 14Y, 14C, 14M, and 14K as transfer devices 6 are disposed on the back surface of the portion of the intermediate transfer belt 10 that contacts the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K, respectively. Here, a primary transfer nip portion is formed by the portions of the intermediate transfer belt 10 pressed by the primary transfer rollers 14Y, 14C, 14M, and 14K and the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K. When transferring the toner images on the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K onto the intermediate transfer belt 10, a positive bias is applied to each primary transfer roller. As a result, a transfer electric field is formed in each primary transfer nip portion, and the toner images on the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K are electrostatically attached to the intermediate transfer belt 10 and transferred.

転写装置6で転写されずに感光体上に残留した転写残トナーは、クリーニング装置7にて回収され,図示しない排トナー回収ボトルへと送られる。ここでクリーニング装置7ではゴムのクリーニングブレードが感光体1に当接されており、感光体1から転写残トナーを除去する。なお、ブレード以外にファーブラシ等によるクリーニングを行っても良い。   Untransferred toner remaining on the photoreceptor without being transferred by the transfer device 6 is collected by the cleaning device 7 and sent to a waste toner collecting bottle (not shown). Here, in the cleaning device 7, a rubber cleaning blade is in contact with the photoreceptor 1, and the transfer residual toner is removed from the photoreceptor 1. In addition to the blade, cleaning with a fur brush or the like may be performed.

中間転写ベルト10の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置15が設けられている。このベルトクリーニング装置15は、中間転写ベルト10の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置15内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。   A belt cleaning device 15 for removing toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 10 is provided around the intermediate transfer belt 10. The belt cleaning device 15 is configured to collect unnecessary toner adhering to the surface of the intermediate transfer belt 10 with a fur brush and a cleaning blade. The collected unnecessary toner is transported from the belt cleaning device 15 to a waste toner tank (not shown) by a transport means (not shown).

また、支持ローラ13に張架された中間転写ベルト10の部分には、二次転写ローラ16が接触して配置されている。この中間転写ベルト10と二次転写ローラ16との間には二次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録材としての記録紙が送り込まれるようになっている。この記録紙は、露光装置4の図中下側にある給紙カセット20内に収容されており、給紙ローラ21、レジストローラ対22等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト10上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、記録紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ16に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト10上のトナー像が記録紙上に転写される。   Further, a secondary transfer roller 16 is disposed in contact with the portion of the intermediate transfer belt 10 stretched around the support roller 13. A secondary transfer nip portion is formed between the intermediate transfer belt 10 and the secondary transfer roller 16, and recording paper as a recording material is fed into this portion at a predetermined timing. The recording paper is accommodated in a paper feed cassette 20 on the lower side of the exposure apparatus 4 in the drawing, and is conveyed to the secondary transfer nip portion by a paper feed roller 21 and a registration roller pair 22. Then, the toner images superimposed on the intermediate transfer belt 10 are collectively transferred onto the recording paper at the secondary transfer nip portion. At the time of this secondary transfer, a positive bias is applied to the secondary transfer roller 16, and the toner image on the intermediate transfer belt 10 is transferred onto the recording paper by the transfer electric field formed thereby.

二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置23が配置されている。この加熱定着装置23は、ヒータを内蔵した加熱ローラ23aと、圧力を加えるための加圧ローラ23bとを備えている。二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ24によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。   A heat fixing device 23 as a fixing unit is disposed downstream of the secondary transfer nip portion in the transfer paper conveyance direction. The heat fixing device 23 includes a heating roller 23a with a built-in heater and a pressure roller 23b for applying pressure. The transfer paper that has passed through the secondary transfer nip is sandwiched between these rollers and receives heat and pressure. As a result, the toner on the transfer paper is melted and the toner image is fixed on the transfer paper. Then, the fixed transfer paper is discharged by a paper discharge roller 24 onto a paper discharge tray on the upper surface of the apparatus.

[現像剤の説明]
次に、本発明に係る現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置に好適に用いられる現像剤について説明する。本発明では現像剤として、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いている。以下、二成分現像剤に用いるトナーとキャリアについて説明する。
[Explanation of developer]
Next, the developer suitably used in the developing device, the process cartridge, and the image forming apparatus according to the present invention will be described. In the present invention, a two-component developer comprising a toner and a carrier is used as the developer. Hereinafter, the toner and carrier used for the two-component developer will be described.

[トナー]
本発明で用いる現像剤のトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
[toner]
The toner of the developer used in the present invention comprises a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent in an aqueous solvent. It is a toner obtained by crosslinking and / or elongation reaction. Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.

(ポリエステル)
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
(polyester)
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.

多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。   Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).

多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
The polycondensation reaction between a polyhydric alcohol (PO) and a polycarboxylic acid (PC) is carried out in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and heated to 150 to 280 ° C. while reducing the pressure as necessary. The produced water is distilled off to obtain a polyester having a hydroxyl group. The hydroxyl value of the polyester is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and furthermore, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation.
The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.

ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物(PIC)とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び/又は伸長されて得られるものである。   In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines.

多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。   Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) ); Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; Those blocked with caprolactam or the like; and combinations of two or more of these.

多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。   The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated.

イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。   The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. . If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates.

イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。   The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.

次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。   Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).

2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。   Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of the compound (B6) obtained by blocking the amino group of B1 to B5 include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.

アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。   The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.

また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。   The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.

ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これに多価イソシアネート(PIC)を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得る。さらにこの(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。   The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyvalent carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate, dibutyltin oxide, etc., and water generated while reducing the pressure as necessary. Distill off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Subsequently, at 40-140 degreeC, this is made to react with polyvalent isocyanate (PIC), and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group is obtained. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a urea-modified polyester.

多価イソシアネート(PIC)を反応させる際、及び(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(PIC)に対して不活性なものが挙げられる。   When reacting polyvalent isocyanate (PIC) and reacting (A) and (B), a solvent may be used as necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to isocyanates (PIC), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).

また、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。   In addition, in the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator can be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).

ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。   The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are deteriorated.

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置100に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。   By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the gloss when used in the full-color image forming apparatus 100 are improved. Therefore, it is preferable to use the urea-modified polyester alone. The unmodified polyester may include a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond.

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常20/80〜95/5、好ましくは70/30〜95/5、さらに好ましくは75/25〜95/5、特に好ましくは80/20〜93/7である。ウレア変性ポリエステルの重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition.
The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, and particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点(Tg)は、通常45〜65℃、好ましくは45〜60℃である。45℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、65℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 ° C, preferably 45 to 60 ° C. If it is less than 45 ° C., the heat resistance of the toner deteriorates, and if it exceeds 65 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient.
In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.

(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phi Sayred, Parachlor Ortonito Aniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thio Indigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red Polyazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Lid Russian nin green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.

着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。   The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.

(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSY VP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit) Manufactured), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo series Fee, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.

荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。   The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the developer fluidity is lowered, and the image density is lowered. Invite.

(離型剤)
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
(Release agent)
As a release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 ° C. works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. The effect on high temperature offset is exhibited without applying a release agent such as oil. Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax, rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline, And petroleum waxes such as petrolatum. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the master batch and the binder resin, and of course, they may be added when dissolved and dispersed in the organic solvent.

(外添剤)
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2μmであることが好ましく、特に5×10−3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。
(External additive)
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 -3 ~2μm, it is particularly preferably 5 × 10 -3 ~0.5μm. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m < 2 > / g. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 wt% of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 wt%.

無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−2μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。 Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using particles having an average particle diameter of 5 × 10 −2 μm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even when stirring and mixing inside the developing device is performed to obtain a good image quality that does not cause the release of the fluidity imparting agent from the toner and does not generate firefly, etc., and further reduces the residual toner. It is done.

酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーやプリントの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。   Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the addition amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rise characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rise characteristics can be obtained. Even if the above is repeated, stable image quality can be obtained.

次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。   Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.

(トナーの製造方法)
1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
(Toner production method)
1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.

2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
The aqueous medium may be water alone, or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methylcellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.

トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.

界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。   As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohols Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.

また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。   Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.

商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。   Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).

また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。   Moreover, as the cationic surfactant, aliphatic quaternary ammonium such as aliphatic primary, secondary or secondary amic acid, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt which has a right fluoroalkyl group is used. Salts, benzalkonium salts, benzethonium chloride, pyridinium salts, imidazolinium salts, trade names include Surflon S-121 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-135 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Smoke), Megafac F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footage F-300 (Neos), and the like.

樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1μm、及び3μm、ポリスチレン微粒子0.5μm及び2μm、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1μm、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage existing on the surface of the toner base particles is in the range of 10 to 90%. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 μm and 3 μm, polystyrene fine particles 0.5 μm and 2 μm, poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 μm, trade names are PB-200H (manufactured by Kao), SGP (manufactured by Soken), Techno Examples include polymer SB (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), and micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.).
In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.

上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。   As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.

分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。   The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, the high-speed shearing method is preferable in order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm. When a high-speed shearing disperser is used, the rotational speed is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 rpm, preferably 5000 to 20000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C.

3)乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.

4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.

5)上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner.
The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.

これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。   Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.

さて、以上のようにして製造される本発明に係るトナーの特性のうち、トナーの粒径について、トナーの体積平均粒径は3〜8μmが好ましい。粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって現像における濃度変動を小さくすることができる。また、600dpi以上の微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。一方、体積平均粒径(D4)が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。体積平均粒径(D4)が8μmを超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、同時に体積平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)は1.00〜1.40の範囲にあることが好ましく、1.00〜1.30の範囲にあればより好ましい。(D4/D1)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。
このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
Of the characteristics of the toner according to the present invention manufactured as described above, the toner volume average particle diameter is preferably 3 to 8 μm. By using a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution, the gap between the toner particles is reduced, so that the necessary amount of toner can be reduced without impairing the color reproducibility. Therefore, density fluctuation in development can be reduced. Further, the stable reproducibility of a minute dot image of 600 dpi or more is improved, and a stable high image quality can be obtained for a long time. On the other hand, when the volume average particle diameter (D4) is less than 3 μm, phenomena such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties tend to occur. When the volume average particle diameter (D4) exceeds 8 μm, the pile height of the image becomes large and it is difficult to suppress scattering of characters and lines. At the same time, the ratio (D4 / D1) of the volume average particle diameter (D4) to the number average particle diameter (D1) is preferably in the range of 1.00 to 1.40, preferably 1.00 to 1.30. It is more preferable if it is within the range. The closer (D4 / D1) is to 1.00, the sharper the particle size distribution.
With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.

ここで、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。以下に測定方法について述べる。
Here, a method for measuring the particle size distribution of the toner particles will be described.
Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.

まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。   First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measurement device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the volume average particle diameter (D4) and the number average particle diameter (D1) of the toner can be obtained.

チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。   As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm.

次に、トナーの形状係数SF−1は100〜180、形状係数SF−2は100〜180の範囲にあることが好ましい。図9(A),(B)は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記の式(2)で表される。これはトナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・式(2)
この形状係数SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
Next, the shape factor SF-1 of the toner is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180. FIGS. 9A and 9B are diagrams schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape, and is represented by the following formula (2). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of a shape formed by projecting toner onto a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) Expression (2)
When the value of the shape factor SF-1 is 100, the shape of the toner is a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.

また、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記の式(3)で表される。これはトナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100/4πを乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π) ・・・式(3)
この形状係数SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula (3). This is a value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner onto the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4π.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π) (3)
When the value of the shape factor SF-2 is 100, unevenness does not exist on the toner surface, and as the SF-2 value increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.

形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入し該トナーの粒子100個について解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.) and introducing it into an image analyzer (LUSEX3: manufactured by Nireco). 100 pieces were analyzed and calculated.
When the shape of the toner is close to a spherical shape, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity increases, and the toner and the photoconductor The attraction force becomes weaker and the transfer rate becomes higher. On the other hand, if any of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.

[キャリア]
本発明の二成分現像剤に用いるキャリアとしては、磁性キャリアを用いれば良く、鉄、マグネタイト、Mn、Zn、Cu等の2価の金属を含むフェライトであって、体積平均粒径20〜100μmが好ましく、20〜60μmがさらに好ましい。平均粒径が20μm未満では、現像時に感光体にキャリア付着が生じやすく、100μmを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。また、Znを含むCuフェライトは飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置のプロセスに合せて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えばシリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーしコア上にコーティングしても良く、また、樹脂粒子を静電的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、0.05〜10μm、好ましくは0.3〜4μmがよい。
[Career]
As a carrier used in the two-component developer of the present invention, a magnetic carrier may be used, which is a ferrite containing a divalent metal such as iron, magnetite, Mn, Zn, Cu, and has a volume average particle size of 20 to 100 μm. 20-20 micrometers is more preferable. If the average particle size is less than 20 μm, carrier adhesion is likely to occur on the photoreceptor during development, and if it exceeds 100 μm, the miscibility with the toner is low, the toner charge amount is insufficient, and charging failure during continuous use is likely to occur. . Further, Cu ferrite containing Zn is preferable because of its high saturation magnetization, but can be appropriately selected according to the process of the image forming apparatus. The resin for coating the magnetic carrier is not particularly limited, and examples thereof include silicone resin, styrene-acrylic resin, fluorine-containing resin, and olefin resin. The manufacturing method may be that the coating resin is dissolved in a solvent, sprayed into the fluidized bed and coated on the core, or the resin particles are electrostatically attached to the core particles and then melted by heat to coat. You may do. The resin to be coated has a thickness of 0.05 to 10 μm, preferably 0.3 to 4 μm.

次に本発明の第2の実施例として、実施例1に記載の画像形成装置において、トナー補給を紙間で行なうトナー補給制御方法とした。このトナー補給制御方法は、トナー補給用モータの駆動による衝撃による画像の乱れを防止するため、あるいは特願平6−328274号に記載されているトナー補給手段等の理由により従来から採用されている。このようなトナー補給制御方法の場合、紙サイズや通紙方向によってトナー補給周期tが異なる。本実施例においては、紙サイズはA4縦,A4横,A3横の3種類である。それぞれのトナー補給周期は、t(A4縦)=1.33[s],t(A4横)=1.87[s],t(A3横)=2.66[s]である。このとき、現像装置内を現像剤が一周するのにかかる時間Tは全てのtに対して式(1)の関係、
(1/4+n)・t<T<(3/4+n)・t 式(1)
(n=0,1,2,・・・)
を満たす範囲にすることが望ましい。
Next, as a second embodiment of the present invention, a toner replenishment control method for performing toner replenishment between sheets in the image forming apparatus described in the first embodiment is used. This toner replenishment control method has been conventionally employed to prevent image disturbance due to impact caused by driving of a toner replenishing motor, or for reasons such as toner replenishing means described in Japanese Patent Application No. 6-328274. . In such a toner replenishment control method, the toner replenishment cycle t varies depending on the paper size and paper feeding direction. In this embodiment, there are three types of paper sizes: A4 portrait, A4 landscape, and A3 landscape. The respective toner replenishment cycles are t (A4 length) = 1.33 [s], t (A4 width) = 1.87 [s], t (A3 width) = 2.66 [s]. At this time, the time T required for the developer to make a round in the developing device is the relationship of the formula (1) for all t,
(1/4 + n) .t <T <(3/4 + n) .t Formula (1)
(N = 0, 1, 2, ...)
It is desirable to make the range satisfying the above.

例えば、現像剤一周の時間Tを、
8.645≦T≦8.883 、 9.818≦T≦9.975
とすることで、以下の式に示すように全てのtについて式(1)の関係を満たすことができる。なお、本実施例においては、T=8.7[s]となるように、攪拌搬送スクリュの回転数を決定した。
For example, the time T for one round of the developer is
8.645 ≦ T ≦ 8.883, 9.818 ≦ T ≦ 9.975
As shown in the following formula, the relationship of formula (1) can be satisfied for all t. In this example, the rotation speed of the stirring and conveying screw was determined so that T = 8.7 [s].

t(A4縦):
(1/4+6)・1.33=8.313≦T≦8.978=(3/4+6)・1.33
(n=6)
(1/4+7)・1.33=9.643≦T≦10.308=(3/4+7)・1.33
(n=7)
t(A4横):
(1/4+4)・1.87=7.948≦T≦8.883=(3/4+4)・1.87
(n=4)
(1/4+5)・1.87=9.818≦T≦10.753=(3/4+5)・1.87
(n=5)
t(A3縦):
(1/4+3)・2.66=8.645≦T≦9.975=(3/4+3)・2.66
(n=3)
t (A4 length):
(1/4 + 6) * 1.33 = 8.313 <= T <= 8.978 = (3/4 + 6) * 1.33
(N = 6)
(1/4 + 7) * 1.33 = 9.643 ≦ T ≦ 10.308 = (3/4 + 7) * 1.33
(N = 7)
t (A4 side):
(1/4 + 4) · 1.87 = 7.948 ≦ T ≦ 8.883 = (3/4 + 4) · 1.87
(N = 4)
(1/4 + 5) · 1.87 = 9.818 ≦ T ≦ 10.753 = (3/4 + 5) · 1.87
(N = 5)
t (A3 length):
(1/4 + 3) · 2.66 = 8.645 ≦ T ≦ 9.975 = (3/4 + 3) · 2.66
(N = 3)

実施例2に記載の画像形成装置において、対応できる紙サイズおよび通紙方向に、B5縦,B5横を追加した。このとき、全てのtにおいて上記の式(1)の関係を満たすTは、8〜10[s]の範囲には存在しなかった。これよりTを遅くすることは現像スリーブ上のトナー濃度の左右偏差を大きくしてしまうといった問題点につながってしまうし、これより早くすることはスクリュの軸受けの耐久性を考えると難しい。   In the image forming apparatus described in the second embodiment, B5 length and B5 width are added to the corresponding paper size and paper feeding direction. At this time, T satisfying the relationship of the above formula (1) at all t did not exist in the range of 8 to 10 [s]. If T is slower than this, it will lead to the problem of increasing the left-right deviation of the toner density on the developing sleeve, and making it faster than this is difficult in view of the durability of the screw bearing.

このような場合、波長の短いトナー濃度変動は、現像剤搬送部材による現像剤の拡散によって変動が小さくなりやすいため、Tは、最も波長の長いトナー濃度変動に対して上記の式(1)の関係を満たす範囲にすることが望ましい。本実施例においては、最も長い波長は補給周期t=2.66[s]のトナー補給によって発生するため、Tは、
8.645≦T≦9.975
であることが望ましい。本実施例においては、位相をπずらすことにより最も効果が得られるT=9.31[s]とした。
In such a case, the change in the toner concentration with a short wavelength tends to be small due to the diffusion of the developer by the developer conveying member. Therefore, T is the value of the above formula (1) with respect to the change in the toner concentration with the longest wavelength. It is desirable that the range satisfy the relationship. In this embodiment, since the longest wavelength is generated by toner replenishment with a replenishment cycle t = 2.66 [s], T is
8.645 ≦ T ≦ 9.975
It is desirable that In this embodiment, T = 9.31 [s], which is most effective by shifting the phase by π.

実施例2に記載の画像形成装置において、ジョブ情報より用紙サイズを読み取り、トナー補給周期t(A4縦),t(A4横),t(A3横)に対し、常にTが上記の式(1)の関係を満たすように、スクリュの回転数を変化させ現像剤搬送速度uを制御した。本実施例においては、スクリュ回転数をA4縦:400[rpm]、A4横:388[rpm]、A3横:429[rpm]にすることにより、Tは、A4縦:9.975[s]、A4横:10.285[s]、A3横:9.31[s]となった。これにより、すべてのtの条件で効率のよいπ分の位相制御(T=t×n+t/2)ができ、トナー濃度変動の拡散効果がアップした。   In the image forming apparatus described in the second embodiment, the paper size is read from the job information, and T is always given by the above formula (1) with respect to the toner replenishment cycle t (A4 vertical), t (A4 horizontal), t (A3 horizontal). The developer transport speed u was controlled by changing the number of rotations of the screw so as to satisfy the relationship (1). In this embodiment, the screw rotation speed is set to A4 vertical: 400 [rpm], A4 horizontal: 388 [rpm], and A3 horizontal: 429 [rpm], so that T is A4 vertical: 9.975 [s]. , A4 horizontal: 10.285 [s], A3 horizontal: 9.31 [s]. As a result, phase control (T = t × n + t / 2) for efficient π can be performed efficiently under all the conditions of t, and the diffusion effect of toner density fluctuation is improved.

実施例1に記載の現像装置においては、現像剤の劣化によってスクリュの搬送効率が変化する。例えば、実施例1に記載のとおり、初期的にはT0=9[s]であった場合でも、経時でT=10[s]に変化し、上記の式(1)の関係を満たさなくなっていることが分かった。
そこで、数百枚のプリントごとに紙間にてTを測定することにした。測定方法は、前述の図5に記載の通りである。そして本実施例では、Tが経時変化により上記の式(1)の範囲から外れたら、スクリュの回転数を初期のT/T0倍に変化させる制御を組み込んだ。このように、Tの変化に応じてスクリュの回転数を初期のT/T0倍に変化させ、補給周期tを設定することにより、常に安定して位相をずらすことができ、トナー濃度変動を抑えることができる。
In the developing device described in the first embodiment, the screw conveyance efficiency changes due to the deterioration of the developer. For example, as described in the first embodiment, even when T 0 = 9 [s] initially, it changes to T = 10 [s] with time and does not satisfy the relationship of the above formula (1). I found out.
Therefore, it was decided to measure T between papers every several hundred prints. The measuring method is as described in FIG. In this embodiment, when T deviates from the range of the above formula (1) due to a change with time, a control for changing the rotational speed of the screw to the initial T / T 0 times is incorporated. In this way, by changing the screw rotation speed to the initial T / T 0 times in accordance with the change in T and setting the replenishment cycle t, the phase can be always stably shifted, and the toner density fluctuation can be reduced. Can be suppressed.

実施例1に記載の画像形成ユニットやプロセスカートリッジ及び画像形成装置に用いる現像装置のその他の実施例として、現像ローラから現像後の現像剤を回収し、供給搬送スクリュと平行でかつ同方向に搬送する回収搬送スクリュを備えた3軸搬送タイプの現像装置があげられる。   As another embodiment of the developing device used in the image forming unit, the process cartridge, and the image forming apparatus described in the first embodiment, the developed developer is collected from the developing roller, and is transported in parallel and in the same direction as the supply transport screw. And a three-axis conveyance type developing device including a collecting and conveying screw.

図7に示したような通常の二軸搬送スクリュ(供給搬送スクリュ、攪拌搬送スクリュの2つの現像剤搬送スクリュを持つ)構成と本構成の差異について以下に説明する。
二軸搬送スクリュ構成においては、現像後の現像剤が供給搬送スクリュに落ち、ふたたび現像ローラに汲み上げられるため、画像面積率の大きい画像を連続出力すると、現像ローラ下流にてトナー濃度の低下した現像剤が現像に使用される。するとその部分においては画像濃度が不足した画像となってしまう不具合がある。ここで本実施例の回収搬送スクリュを備える現像装置においては、現像後の現像剤を供給搬送スクリュには戻さずに回収搬送スクリュにて全て回収させるので、トナー濃度の低下した現像剤を直ぐに現像に使用することがなくなり、出力画像の面積に寄らずに画像濃度の安定した画像を得ることができるというものである。よって供給搬送スクリュ上においてはトナー消費によるトナー濃度変動が発生しない。また、回収搬送スクリュにおいてはある程度の距離を攪拌搬送されてから攪拌搬送スクリュに送られる。よってトナー濃度の変動がトナー補給のみの寄与となるため、実施例1〜5で説明した位相制御機構によって、より正確な制御が安定に行われ、地汚れやトナー飛散の発生を抑制できる。
The difference between the configuration of the normal biaxial conveyance screw (having two developer conveyance screws, the supply conveyance screw and the agitation conveyance screw) as shown in FIG. 7 and this configuration will be described below.
In the biaxial conveying screw configuration, the developer after development falls on the supply conveying screw and is again pumped up to the developing roller. Therefore, when an image with a large image area ratio is continuously output, the developing with the toner density decreased downstream of the developing roller. The agent is used for development. Then, there is a problem that an image with insufficient image density is formed in that portion. Here, in the developing device provided with the recovery and conveyance screw of this embodiment, the developer after development is not returned to the supply and conveyance screw, but is completely collected by the recovery and conveyance screw, so that the developer having a lowered toner concentration is immediately developed. Therefore, an image with a stable image density can be obtained without depending on the area of the output image. Therefore, the toner density fluctuation due to toner consumption does not occur on the supply and conveyance screw. Further, the recovery and conveyance screw is agitated and conveyed at a certain distance and then sent to the agitation and conveyance screw. Therefore, since the change in toner density contributes only to toner replenishment, more accurate control is stably performed by the phase control mechanism described in the first to fifth embodiments, and the occurrence of background contamination and toner scattering can be suppressed.

以下、図8にて3軸搬送タイプの現像装置40の構成について説明する。この現像装置40は主に現像ローラ41、回収搬送スクリュ43bを備えた回収搬送路43a、供給搬送スクリュ44bを備えた供給搬送路44a、攪拌搬送スクリュ45bを備えた攪拌搬送路45a、ケースの仕切り部48、現像剤層規制部材42、回収部ケーシング46a、回収ケーシング先端部46b、トナー濃度センサ47、トナー補給手段50等から構成される。   Hereinafter, the configuration of the three-axis conveyance type developing device 40 will be described with reference to FIG. The developing device 40 mainly includes a developing roller 41, a recovery conveyance path 43a including a recovery conveyance screw 43b, a supply conveyance path 44a including a supply conveyance screw 44b, an agitation conveyance path 45a including an agitation conveyance screw 45b, and a case partition. A portion 48, a developer layer regulating member 42, a collecting portion casing 46a, a collecting casing front end portion 46b, a toner concentration sensor 47, a toner replenishing means 50, and the like.

回収搬送スクリュ43bの軸中心位置は、現像ローラ41のそれよりも下方に、かつ、供給搬送スクリュ44bと攪拌搬送スクリュ45bのそれよりも上方になるように、回収部が配置されている。供給搬送路44aと攪拌搬送路45aは仕切り部48の端部および開口部にて連通しており、現像剤が循環するようになっている。端部および開口部以外の部分ではケースの仕切り部48により仕切られていて供給搬送路44aと攪拌搬送路45a間で現像剤の移動はない。本実施例の現像ローラの外径は18mm、各スクリュの外径は14mm、軸径は5mmとした。また、各スクリュのスクリューピッチは25mmとした。なお、これらの値は本発明を限定するものではなく、一例を示したものである。   The collection unit is arranged so that the axial center position of the collection conveyance screw 43b is below the developing roller 41 and above the supply conveyance screw 44b and the stirring conveyance screw 45b. The supply conveyance path 44a and the agitation conveyance path 45a communicate with each other at the end of the partition 48 and the opening so that the developer circulates. The portions other than the end and the opening are partitioned by the partition 48 of the case, and the developer does not move between the supply transport path 44a and the stirring transport path 45a. The outer diameter of the developing roller of this example was 18 mm, the outer diameter of each screw was 14 mm, and the shaft diameter was 5 mm. The screw pitch of each screw was 25 mm. Note that these values do not limit the present invention, but are examples.

現像ローラ41は主に内部に固定された磁界発生手段(例えば複数の磁極が着磁されたマグネットローラ)と回転可能な現像スリーブから構成されている。
供給搬送路44aから現像ローラ41へ現像ローラ41内の磁極により汲み上げられた現像剤は、現像剤層規制部材42により薄層化され、像担持体である感光体1と近接する現像領域に搬送されて現像が行われる。現像領域を通過した回収現像剤は反発磁極により現像ローラ41から離れ、回収搬送部43aに落下する。回収ケーシング端部46bと現像ローラ41は当接することなく、所定の間隙を保って設置される。
The developing roller 41 is mainly composed of magnetic field generating means (for example, a magnet roller having a plurality of magnetic poles magnetized) fixed inside and a rotatable developing sleeve.
The developer pumped up from the supply transport path 44a to the developing roller 41 by the magnetic pole in the developing roller 41 is thinned by the developer layer regulating member 42 and transported to the developing area close to the photoreceptor 1 as the image carrier. Then, development is performed. The collected developer that has passed through the developing region is separated from the developing roller 41 by the repulsive magnetic pole and falls to the collecting and conveying unit 43a. The collection casing end 46b and the developing roller 41 are installed with a predetermined gap without contact.

以上のような構成の3軸搬送タイプの現像装置40では、回収搬送スクリュ43bを備えて一方向循環構成にすることで、現像後の現像剤が全て回収搬送スクリュ43bに回収されて供給搬送スクリュ44bに戻らないため、供給搬送スクリュ44b上において現像剤のトナー消費によるトナー濃度変動は発生しない。よってトナー濃度変動はトナー補給のみによって生じることになり、実施例1〜5で説明した本発明の位相制御手段によって、より正確に位相制御がなされて均一なトナー濃度の現像剤を現像に供給することができる。   In the three-axis transport type developing device 40 having the above-described configuration, the developer transport screw 43b is provided so as to have a one-way circulation configuration, whereby all the developed developer is recovered by the recovery transport screw 43b and supplied and transported. Therefore, the toner density fluctuation due to the toner consumption of the developer does not occur on the supply conveyance screw 44b. Therefore, the toner density fluctuation is caused only by toner replenishment, and the phase control means of the present invention described in the first to fifth embodiments controls the phase more accurately and supplies a developer having a uniform toner density to development. be able to.

本発明に係る2軸搬送タイプの現像装置の現像剤循環経路とトナー濃度変動の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a developer circulation path and toner density fluctuations of a biaxial conveyance type developing device according to the present invention. (a)は図1の2軸搬送タイプの現像装置における現像剤循環経路を模式的にループとして示した図であり、(b)は(a)の現像剤循環経路における、ある時間のA点からD点までの位置の現像剤のトナー濃度変動の様子を示す図である。2A is a diagram schematically showing a developer circulation path in the two-axis conveyance type developing device of FIG. 1 as a loop, and FIG. 2B is a point A at a certain time in the developer circulation path of FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a change in toner density of a developer at positions from point to point D; トナー濃度変動の波の位相と異なるようにπだけ位相をずらしてトナー補給を行い、2つの波を重ね合わせることによりトナー濃度変動の振幅を低減する位相制御方法の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a phase control method for supplying toner by shifting the phase by π so as to be different from the phase of the toner density fluctuation wave, and reducing the amplitude of the toner density fluctuation by superimposing two waves. 現像剤が現像装置内を一周するのにかかる時間Tとトナー補給周期tとトナー濃度変動の関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a time T required for the developer to make a round in the developing device, a toner supply period t, and a toner density fluctuation. (a)は搬送スクリュ上の現像剤搬送速度uを測定するためのトナー濃度センサの設置位置の説明図であり、(b)はトナー濃度センサの出力の変化を示す図である。(A) is an explanatory view of the installation position of the toner density sensor for measuring the developer conveyance speed u on the conveyance screw, and (b) is a diagram showing a change in the output of the toner density sensor. 本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. 図6に示す画像形成装置の一つの感光体周り(作像部)の構成を示す概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration around one photoconductor (image forming unit) of the image forming apparatus illustrated in FIG. 6. 本発明に係る3軸搬送タイプの現像装置の一実施例を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an embodiment of a three-axis conveyance type developing device according to the present invention. 形状係数SF−1とSF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating the shape of a toner in order to explain shape factors SF-1 and SF-2.

符号の説明Explanation of symbols

1(1Y、1C、1M、1K):感光体(潜像担持体)
3:帯電装置
4:露光装置(潜像形成手段)
5:現像装置
5a:現像ローラ(現像剤担持体)
5b:供給搬送スクリュ(現像剤供給搬送部材)
5c:攪拌搬送スクリュ(現像剤攪拌搬送部材)
5d:仕切り板
5e:現像剤規制部材
5S:トナー濃度センサ
6:転写装置
7:感光体クリーニング装置
10:中間転写ベルト(中間転写体)
11、12、13:支持ローラ
14(14Y、14C、14M、14K):一次転写ローラ
15:ベルトクリーニング装置
16:二次転写ローラ
20:給紙カセット
21:給紙ローラ
22:レジストローラ対
23:加熱定着装置(定着手段)
24:排紙ローラ
30:カラー画像形成ユニット
31Y、31C、31M、31K:トナーボトル
40:3軸搬送タイプの現像装置
41:現像ローラ(現像剤担持体)
42:現像剤層規制部材
43a:回収搬送路
43b:回収搬送スクリュ(現像剤回収搬送部材)
44a:供給搬送路
44b:供給搬送スクリュ(現像剤供給搬送部材)
45a:攪拌搬送路
45b:攪拌搬送スクリュ(現像剤攪拌搬送部材)
46a:回収部ケーシング
46b:回収ケーシング先端部
47:トナー濃度センサ
48:仕切り部
50:トナー補給手段
1 (1Y, 1C, 1M, 1K): photoconductor (latent image carrier)
3: Charging device 4: Exposure device (latent image forming means)
5: Developing device 5a: Developing roller (developer carrier)
5b: Supply conveyance screw (developer supply conveyance member)
5c: Agitating and conveying screw (developer agitating and conveying member)
5d: Partition plate 5e: Developer regulating member 5S: Toner density sensor 6: Transfer device 7: Photoconductor cleaning device 10: Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
11, 12, 13: Support roller 14 (14Y, 14C, 14M, 14K): Primary transfer roller 15: Belt cleaning device 16: Secondary transfer roller 20: Paper feed cassette 21: Paper feed roller 22: Registration roller pair 23: Heat fixing device (fixing means)
24: paper discharge roller 30: color image forming unit 31Y, 31C, 31M, 31K: toner bottle 40: triaxial conveyance type developing device 41: developing roller (developer carrier)
42: Developer layer regulating member 43a: Collection conveyance path 43b: Collection conveyance screw (developer collection conveyance member)
44a: supply conveyance path 44b: supply conveyance screw (developer supply conveyance member)
45a: Agitating and conveying path 45b: Agitating and conveying screw (developer agitating and conveying member)
46a: Collection unit casing 46b: Collection casing tip 47: Toner concentration sensor 48: Partition unit 50: Toner replenishing means

Claims (11)

現像器内に、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に対向し現像剤を軸方向に搬送する現像剤搬送部材とを備え、前記二成分現像剤のトナーで潜像担持体の潜像を現像し顕像化する現像装置において、
現像剤が前記現像器内を1周するのにかかる平均時間をT[s]、前記現像器へのトナーの補給周期をt[s]としたとき、該補給周期tは前記平均時間Tより小さく、かつ前記平均時間Tと前記補給周期tが以下の式(1)の関係を満たすことを特徴とする現像装置。
(1/4+n)・t<T<(3/4+n)・t 式(1)
(n=0,1,2,・・・)
In the developing device, a developer carrying member carrying a two-component developer composed of toner and a carrier, and a developer carrying member for carrying the developer in the axial direction facing the developer carrying member, the two-component developer is provided. In a developing device for developing and developing a latent image on a latent image carrier with developer toner,
When the average time it takes for the developer to make one revolution in the developing unit is T [s] and the toner replenishment cycle to the developer is t [s], the replenishment cycle t is calculated from the average time T. A developing device characterized in that the developing time is small and the average time T and the replenishment cycle t satisfy the relationship of the following formula (1).
(1/4 + n) .t <T <(3/4 + n) .t Formula (1)
(N = 0, 1, 2, ...)
請求項1に記載の現像装置において、
画像形成モードが複数あり、その画像形成モードに応じて前記補給周期tが変化した際、全てのtに対して前記式(1)の関係が成り立っていることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
A developing device characterized in that when there are a plurality of image forming modes and the replenishment cycle t changes in accordance with the image forming modes, the relationship of the formula (1) is established for all t.
請求項1に記載の現像装置において、
画像形成モードが複数あり、その画像形成モードに応じて前記補給周期tが変化した際、最も大きいtに対して前記式(1)の関係が成り立っていることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1,
A developing device characterized in that there are a plurality of image forming modes, and the relationship of the formula (1) is established with respect to the largest t when the replenishment cycle t changes according to the image forming mode.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の現像装置において、
画像形成モードが複数あり、その画像形成モードに応じ前記補給周期tが変化した際、それに応じて前記平均時間Tを変化させる機構をもつことを特徴とする現像装置。
The developing device according to any one of claims 1 to 3,
A developing device having a plurality of image forming modes, and a mechanism for changing the average time T according to the change of the replenishment cycle t according to the image forming mode.
請求項4に記載の現像装置において、
前記現像剤搬送部材の回転数を変化させることにより前記平均時間Tを変化させることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 4,
The developing device, wherein the average time T is changed by changing a rotation speed of the developer conveying member.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記平均時間Tの経時変化に応じて、前記補給周期tを変化させることを特徴とする現像装置。
In the developing device according to any one of claims 1 to 5,
The developing device, wherein the replenishment cycle t is changed in accordance with a change with time of the average time T.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体から現像終了後の現像剤を回収するとともに回収した現像剤を供給用現像剤搬送部材と平行でかつ同方向に搬送する回収用現像剤搬送部材を備えることを特徴とする現像装置。
In the developing device according to any one of claims 1 to 6,
Development comprising a recovery developer transport member that recovers the developer after completion of development from the developer carrier and transports the recovered developer in parallel and in the same direction as the supply developer transport member. apparatus.
少なくとも、表面に静電潜像が形成される潜像担持体と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて前記潜像担持体上の静電潜像を現像し顕像化する現像装置とを一体に備えたプロセスカートリッジにおいて、
前記現像装置として、請求項1〜7のいずれか1項に記載の現像装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
At least a latent image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a developing device that develops and visualizes the electrostatic latent image on the latent image carrier using a two-component developer composed of toner and carrier. In a process cartridge that is integrated with
A process cartridge comprising the developing device according to claim 1 as the developing device.
少なくとも、表面に静電潜像が形成される潜像担持体と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いて前記潜像担持体上の静電潜像を現像し顕像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の現像装置、あるいは請求項8に記載のプロセスカーリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
At least a latent image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and a developing device that develops and visualizes the electrostatic latent image on the latent image carrier using a two-component developer composed of toner and carrier. In an image forming apparatus comprising:
An image forming apparatus comprising the developing device according to claim 1 or the process cartridge according to claim 8.
請求項9記載の画像形成装置において、
現像色の異なる複数の現像装置またはプロセスカートリッジを備え、記録材にカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 9.
An image forming apparatus comprising a plurality of developing devices or process cartridges having different developing colors and forming a color image on a recording material.
請求項10記載の画像形成装置において、
少なくとも潜像担持体と該潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置とを有する画像形成ユニットまたはプロセスカーリッジを複数備え、各画像形成ユニットまたは各プロセスカーリッジで現像色の異なる画像を形成して記録材に直接、または中間転写体を介して転写し、記録材にカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 10.
A plurality of image forming units or process cartridges having at least a latent image carrier and a developing device for developing an electrostatic latent image formed on the latent image carrier, and developing colors in each image forming unit or each process cartridge An image forming apparatus for forming a color image on a recording material by forming an image having different images and transferring the image directly to a recording material or via an intermediate transfer member.
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