JP2007256668A - Image forming apparatus and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子写真法を用いた画像形成装置に関し、より詳細には、像担持体の表面に残存するトナーを除去するためのクリーニング部材を備えた画像形成装置ならびにプロセスカートリッジに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus using electrophotography, and more particularly to an image forming apparatus and a process cartridge provided with a cleaning member for removing toner remaining on the surface of an image carrier.
従来、電子写真方式による画像形成では、光導電性物質等の像担持体上に静電荷による潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナー粒子を付着させ可視像を形成している。トナーにより形成された可視像は、最終的に紙等の転写媒体に転写後、熱、圧力や溶剤気体（溶剤蒸気）等によって転写媒体に定着され、出力画像となる。 Conventionally, in electrophotographic image formation, a latent image by an electrostatic charge is formed on an image carrier such as a photoconductive substance, and charged toner particles are attached to the electrostatic latent image to form a visible image. Forming. The visible image formed by the toner is finally transferred to a transfer medium such as paper, and then fixed to the transfer medium by heat, pressure, solvent gas (solvent vapor), or the like, and becomes an output image.
これらの画像形成の方式は、可視像化のためのトナー粒子を帯電させる方法により、トナー粒子とキャリア粒子の攪拌・混合による摩擦帯電を用いる、いわゆる二成分現像方式と、キャリア粒子を用いずにトナー粒子への電荷付与を行う、いわゆる一成分現像方式とに大別される。また、一成分現像方式では、現像ローラへのトナー粒子の保持に磁気力を使用するか否かにより、磁性一成分現像方式、非磁性一成分現像方式に分類される。 These image forming methods include a so-called two-component development method that uses friction charging by stirring and mixing toner particles and carrier particles by a method of charging toner particles for visualization, and without using carrier particles. In other words, the toner particles are roughly classified into so-called one-component development systems in which charge is imparted to toner particles. In addition, the one-component development method is classified into a magnetic one-component development method and a non-magnetic one-component development method depending on whether or not a magnetic force is used for holding toner particles on the developing roller.
これまで、高速性、画像再現性を要求される複写機やこれをベースとした複合機等では、トナー粒子の帯電の安定性、立上り性、画像品質の長期的安定性等の要求から、二成分現像方式が多く採用され、省スペース性、低コスト化等の要求が大きい、小型のプリンター、ファクシミリ等には、一成分現像方式が多く採用されてきた。
また、特に昨今、出力画像のカラー化が進み、画像の高画質化や画像品質の安定化に対する要求は、これまでにも増して強くなっている。
In the past, copying machines that require high speed and image reproducibility, and multi-function machines based on such copying machines, are required to meet the requirements of toner particle charging stability, riseability, and long-term image quality stability. Many component development methods have been adopted, and one-component development methods have been often adopted for small printers, facsimiles, and the like, which have great demands for space saving and cost reduction.
In particular, in recent years, colorization of output images has progressed, and demands for higher image quality and stabilization of image quality have become stronger than ever.
これら電子写真方式による画像形成装置は、現像方式の違いによらず、一般的にドラム形状やベルト形状をした像担持体（一般に感光体）を回転させつつ一様に帯電後にレーザー光等によりこの像担持体上に潜像パターンを形成し、これを現像装置により可視像化して、更に転写媒体上に転写を行っている。 These electrophotographic image forming apparatuses are generally charged with a laser beam or the like after being uniformly charged while rotating an image carrier (generally a photoconductor) having a drum shape or a belt shape, regardless of the development method. A latent image pattern is formed on the image carrier, which is visualized by a developing device, and further transferred onto a transfer medium.
転写媒体にトナー像を転写した後の像担持体上へは、転写されなかったトナー成分が残存する。これらの残存物が、そのまま帯電工程に搬送されると、像担持体の均等な帯電を阻害することがしばしば起こるため、一般的には、転写工程を経た後に、像担持体上に残存するトナー成分等を、クリーニング工程により除去し、像担持体表面を十分に清浄な状態にした上で、前記同様な帯電が行われる。特に、帯電部材を像担持体表面に接触させて、電荷の注入や接触部近傍の領域における放電で帯電を行う接触帯電方式や、帯電部材を像担持体の表面近傍に配設して、微小な空隙における放電で帯電を行う近接帯電方式による帯電では、残存トナー成分等の異物が帯電部材に転移し、帯電部材表面状態を変えてしまうことがあるため、クリーニング工程での像担持体表面の清掃は重要となる。 The toner component that has not been transferred remains on the image carrier after the toner image is transferred to the transfer medium. When these residuals are conveyed to the charging process as they are, it is often the case that the uniform charging of the image carrier is inhibited. Therefore, generally, the toner remaining on the image carrier after passing through the transfer process. The components and the like are removed by a cleaning process, and the surface of the image carrier is sufficiently cleaned, and then the same charging as described above is performed. In particular, a contact charging method in which a charging member is brought into contact with the surface of the image carrier and charging is performed by charge injection or discharge in a region near the contact portion, or a charging member is disposed in the vicinity of the surface of the image carrier. In the charging by the proximity charging method in which charging is performed by discharging in a large gap, foreign matters such as residual toner components may be transferred to the charging member and change the surface state of the charging member. Cleaning is important.
そのため、帯電装置のいかんに関わらず、クリーニング手段は多くの検討がなされてきた。特にクリーニングブレード方式は、簡易で低コストであることから広く検討されてきた。例えば、反発弾性３５〜７５％のクリーニングブレード部材を像担持体の回転方向に対してカウンター方向で当接し、かつ、クリーニング部材に対する像担持体の静止摩擦係数が１．０以下となるように像担持体表面が加工されている画像形成方法が提案され、これらの規定により、クリーニングブレード部材のめくれや、クリーニング不良、像担持体表面の摩耗、損傷及び電子写真性能の劣化をなくすことができるとされている（特許文献１、特許文献２参照）。
Therefore, many studies have been made on the cleaning means regardless of the charging device. In particular, the cleaning blade method has been widely studied because of its simplicity and low cost. For example, the cleaning blade member having a rebound resilience of 35 to 75% is brought into contact with the rotation direction of the image carrier in the counter direction, and the static friction coefficient of the image carrier with respect to the cleaning member is 1.0 or less. An image forming method in which the surface of the carrier is processed has been proposed, and by these rules, it is possible to eliminate turning up of the cleaning blade member, poor cleaning, wear and damage on the surface of the image carrier, and deterioration of electrophotographic performance. (See
しかしながら、像担持体は繰返し作像される過程で、帯電工程を通るため、その表面は常に電荷の授受が生じ、像担持体の表面状態は、通常、一定の状態とはならない。すなわち、初期の静止摩擦係数が１．０以下であったとしても、その範囲は常に維持されるものではなく、特に像担持体表面の最上層に予め有機微粒子を含有させたような場合には、上述の帯電工程による状態変化や、トナー残存成分等の固着による表面状態の変化を免れ得ないため、経時的に十分安定したクリーニング性能を維持できるとは限らなかった。 However, since the image carrier undergoes a charging process in the process of repeatedly forming an image, the surface of the image carrier always receives and transfers charges, and the surface state of the image carrier is usually not constant. That is, even if the initial static friction coefficient is 1.0 or less, the range is not always maintained, and particularly when organic fine particles are previously contained in the uppermost layer on the surface of the image carrier. However, since the state change due to the above-described charging process and the change in the surface state due to the fixing of the residual toner component or the like cannot be avoided, it has not always been possible to maintain a sufficiently stable cleaning performance over time.
従来、像担持体としては、安価であることから有機感光体が用いられてきた。有機感光体を形成する樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等が実用化されている。ただ、これらの樹脂を表面層に用いた時に、繰り返しの使用によって表面層が次第に摩耗していくため寿命は短い。そこで、感光体の高耐久化をはかるために、表面層に連鎖重合性官能基を有する化合物を重合または架橋によって硬化させた樹脂を用いることが検討されている（例えば、特許文献３〜５参照）。
Conventionally, an organic photoreceptor has been used as an image carrier because it is inexpensive. Polycarbonate resins, acrylic resins, and the like have been put to practical use as resins that form organic photoreceptors. However, when these resins are used in the surface layer, the surface layer is gradually worn out by repeated use, so the life is short. Therefore, in order to increase the durability of the photoreceptor, it has been studied to use a resin obtained by curing a compound having a chain polymerizable functional group on the surface layer by polymerization or crosslinking (for example, see
しかし、このような硬化性樹脂を表面層に用いた場合には、クリーニングブレードとの滑り性が非常に悪いという問題がある。像担持体表面の微小な凹凸がクリーニングブレードとの滑り性に大きく寄与しており、表面凹凸が少なく平滑な硬化性樹脂に対してはクリーニングブレードの滑り性が悪く、クリーニングブレードのエッジが像担持体の回転方向に引き込まれてしまう。一般的なリーディング方式では、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦が大きくなればなるほどクリーニングブレードの像担持体への当接圧が大きくなるような構成となっているため、クリーニングブレードの引き込まれが更に助長される。これらによりクリーニングブレードのエッジが不安定な挙動となり、クリーニングブレードの先端が摩耗し易く、経時でのクリーニング性能に問題が出ることがあった。 However, when such a curable resin is used for the surface layer, there is a problem that the sliding property with the cleaning blade is very poor. The minute unevenness on the surface of the image carrier greatly contributes to the slipperiness with the cleaning blade. The cleaning blade has poor slipperiness for a smooth curable resin with little surface unevenness, and the edge of the cleaning blade holds the image. It will be drawn in the direction of body rotation. In a general reading method, the larger the friction between the image carrier and the cleaning blade, the greater the contact pressure of the cleaning blade to the image carrier, so that the cleaning blade is not pulled in. Further encouraged. As a result, the edge of the cleaning blade becomes unstable, the tip of the cleaning blade tends to wear, and the cleaning performance over time may be problematic.
また、近接放電による帯電方式は、小型で均一な帯電を得ることができるが、像担持体表面を近接放電に直接さらすため像担持体表面を化学的に劣化させて像担持体の磨耗を促進することが明らかになってきている。この近接放電による化学的劣化を防止するためには、像担持体表面にステアリン酸亜鉛などの保護剤を塗布することが有効であることもわかってきた（例えば特許文献６参照）。像担持体表面にステアリン酸を均一に塗布するためには特許文献６に記載されているように、保護剤を当接したファーブラシで像担持体に塗布した後にクリーニングブレードを当接することで均一な塗布が可能である。
しかしながら、上記のように硬化性樹脂を表面層に用いた像担持体では、クリーニングブレードとの滑り性が悪く、保護剤の塗布が困難であることもわかってきた。クリーニングブレードのエッジの不安定挙動により、像担持体表面に均一な保護剤の膜が形成されにくいのである。このため、像担持体の帯電による化学的劣化が進み、結果的に像担持体の寿命を短くしてしまうことがあった。
In addition, the charging method by proximity discharge can obtain a small and uniform charge, but since the image carrier surface is directly exposed to the proximity discharge, the image carrier surface is chemically deteriorated to promote wear of the image carrier. It has become clear to do. In order to prevent this chemical deterioration due to the proximity discharge, it has been found effective to apply a protective agent such as zinc stearate to the surface of the image carrier (for example, see Patent Document 6). In order to uniformly apply stearic acid to the surface of the image carrier, as described in
However, it has also been found that an image carrier using a curable resin as a surface layer as described above has a poor sliding property with a cleaning blade and it is difficult to apply a protective agent. Due to the unstable behavior of the edge of the cleaning blade, it is difficult to form a uniform protective agent film on the surface of the image carrier. For this reason, chemical deterioration due to charging of the image carrier progresses, and as a result, the life of the image carrier may be shortened.
感光体表面層にポリカーボネート等の従来の樹脂を用いた場合と、感光体表面層に硬化性樹脂を用いた場合に、感光体表面の摩擦係数は両者の間で大きな違いはないが、クリーニングブレードの滑り性には大きな差がある。これは感光体の駆動トルクの差として表れる。前者も初期的にはクリーニングブレードの滑り性は良くないが、画像形成装置で使用することによってクリーニングブレードの滑り性は良くなる。このようなことが後者の感光体表面層に硬化性樹脂を用いた場合には起こらない。両者の違いを調べた結果、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：atomic force microscope）を用いて測定した３μm四方の十点平均面粗さ（Ｒｚ）で表されるような感光体表面のμmオーダー領域の微小な凹凸であることが分かった。 When using a conventional resin such as polycarbonate for the photoconductor surface layer and using a curable resin for the photoconductor surface layer, the coefficient of friction on the photoconductor surface is not significantly different between the two. There is a big difference in slipperiness. This appears as a difference in the driving torque of the photosensitive member. In the former case, the cleaning blade is not slippery at the initial stage, but when used in an image forming apparatus, the slippage of the cleaning blade is improved. Such a case does not occur when a curable resin is used for the latter photoreceptor surface layer. As a result of investigating the difference between the two, the μm order region of the surface of the photoconductor represented by a 10 μm average surface roughness (Rz) of 3 μm square measured using an atomic force microscope (AFM). It turned out to be minute irregularities.
感光体表面層にポリカーボネート等の従来の樹脂を用いた場合の表面の微小な凹凸は、表面が削れることによって生じると考えられる。逆に、感光体表面層に硬化性樹脂を用いた場合には表面が削れないため、または削れる速度が遅いため、微小な凹凸ができないと考えられる。 It is considered that fine irregularities on the surface when a conventional resin such as polycarbonate is used for the surface layer of the photoreceptor is caused by the surface being scraped. On the contrary, when a curable resin is used for the surface layer of the photoreceptor, the surface cannot be scraped or the scraping speed is slow, so that it is considered that minute irregularities cannot be formed.
また、クリーニング手段として、クリーニング動作中のクリーニング角度を決定する特性値でクリーニングブレードのヤング率、クリーニングブレード厚さ、ブレードの突き出し量を一定の関係で満足させて、良好なクリーニング性能を発揮させるというものが提案されている（特許文献７参照）。これによれば、クリーニングブレードの形状及び特性よりブレードのたわみ量を考慮した上でクリーニング角が求められ、これを基に良好なクリーニング特性を実現するための関係が規定され、トナーのクリーニング性に対する一定の効果が示されている。 In addition, as a cleaning means, the characteristic value that determines the cleaning angle during the cleaning operation satisfies the Young's modulus of the cleaning blade, the thickness of the cleaning blade, and the protruding amount of the blade in a certain relationship, and exhibits good cleaning performance. The thing is proposed (refer patent document 7). According to this, the cleaning angle is obtained in consideration of the deflection amount of the blade from the shape and characteristics of the cleaning blade, and based on this, the relationship for realizing good cleaning characteristics is defined, and the cleaning performance of the toner is determined. A certain effect is shown.
しかしながら、開示されているリーディング機構では、静止時にクリーニングブレードが感光体を押す力の、稜線部接触点における該感光体表面の接線方向成分と、駆動時の同接線方向成分は、逆向きのベクトルとなる。すなわち、長期に渡り、繰り返し感光体の駆動と静止を行うと、クリーニングブレードの稜線部には、大きな歪みが繰り返し加わるため、ブレードの欠けが生じることがある。 However, in the disclosed reading mechanism, the tangential direction component of the surface of the photosensitive member at the ridge line contact point and the tangential direction component during driving of the force with which the cleaning blade pushes the photosensitive member when stationary are the opposite vector. It becomes. That is, when the photosensitive member is repeatedly driven and stopped for a long period of time, a large distortion is repeatedly applied to the ridge line portion of the cleaning blade, so that the blade may be chipped.
また、クリーニングブレードの先端が感光体表面に当接される接点における感光体の接線に対して、クリーニングブレードの支軸が感光体と同じ側に在るクリーニング手段がある（特許文献８の第４図参照）。このクリーニング手段によれば、前述のクリーニングブレード先端（クリーニングブレードの稜線部）にかかる前記接線方向の摩擦力は同じ向きのベクトルとなるため、ブレード先端部の欠けに対しては、ある程度の効果を期待できる。しかし、この図のような構成では支軸を像担持体と干渉しないように位置させる必要があるため、機構が複雑になりがちで画像形成装置の小型化の妨げとなるばかりでなく、部品コストや製造コストも不利となる。 Further, there is a cleaning means in which the support shaft of the cleaning blade is on the same side as the photoconductor with respect to the tangent line of the photoconductor at the contact point where the tip of the cleaning blade comes into contact with the surface of the photoconductor (No. 4 of Patent Document 8). (See figure). According to this cleaning means, the tangential frictional force applied to the tip of the cleaning blade (ridge line portion of the cleaning blade) is a vector in the same direction. I can expect. However, since the support shaft needs to be positioned so as not to interfere with the image carrier in the configuration as shown in this figure, the mechanism tends to be complicated, which not only hinders downsizing of the image forming apparatus, but also reduces the component cost. And manufacturing costs are also disadvantageous.
また、昨今、画像品質の向上や製造エネルギーの削減のために、重合法を用いたトナーが上市されている。これら重合トナーは、粉砕法で製造されたトナーと比較して、角張った部分が少なく、また平均粒子径が小さく揃っているという、優れた特徴を有している。しかしながら、これらの特徴は、ゴムブレードクリーニングに代表されるクリーニング部材のエッジ部を像担持体表面に圧接して、像担持体表面のクリーニングを行う方式に対しては、その形状と粒径の影響により、エッジ部分で堰き止められ難くなり、残存トナー成分のクリーニング不良を引き起こしやすい。 In recent years, a toner using a polymerization method has been put on the market in order to improve image quality and reduce manufacturing energy. These polymerized toners have excellent characteristics such as fewer angular portions and smaller average particle diameters than toners produced by a pulverization method. However, these features are affected by the shape and particle size of a method for cleaning the surface of the image carrier by pressing the edge of a cleaning member represented by rubber blade cleaning against the surface of the image carrier. As a result, it is difficult for the edge portion to be dammed, and the residual toner component tends to be poorly cleaned.
そのため、このような重合トナーのクリーニング不良に対応するため、例えばトナーの平均体積径Ｄと平均円形度Ｓを用いて、所定の条件を満たすクリーニング手段の圧接力を設定する画像形成装置の提案がされている（特許文献９参照）。 Therefore, in order to cope with such poor cleaning of the polymerized toner, there has been proposed an image forming apparatus that sets the pressure contact force of the cleaning unit that satisfies a predetermined condition using, for example, the average volume diameter D and the average circularity S of the toner. (See Patent Document 9).
これによれば、カウンタータイプのクリーニングブレードで圧接力Ｆを大きくした場合、クリーニングブレードの鳴きやメクレ等の不具合が生じるため、経験的な値として、上限値を設定する必要があるとされている。しかしながら、その上限値は、一般的なブレードクリーニングに対するものである（特許文献９の図６参照）。 According to this, it is said that when the pressure contact force F is increased with a counter type cleaning blade, problems such as squeal of the cleaning blade and creaking occur, so it is necessary to set an upper limit value as an empirical value. . However, the upper limit is for general blade cleaning (see FIG. 6 of Patent Document 9).
また、トナー平均粒子径をより小さく、より球形に近くしてトナーがクリーニングされるために、トナーと像担持体間の摩擦係数と、トナーとブレード間の摩擦係数、トナーと像担持体の付着力、トナーがブレードから受ける力及び、ブレードと像担持体間で形成する角度(クリーニング角度)の関係を規定したクリーニング手段も提案されている（特許文献１０参照）。しかし、本発明が問題にするようなクリーニンブレードの圧接力の方向について考慮されたものではない。 Further, since the toner is cleaned by making the average particle diameter of the toner smaller and closer to a spherical shape, the friction coefficient between the toner and the image carrier, the friction coefficient between the toner and the blade, and the attachment of the toner and the image carrier. There has also been proposed a cleaning means that defines the relationship between the adhesion force, the force received by the toner from the blade, and the angle formed between the blade and the image carrier (cleaning angle) (see Patent Document 10). However, the direction of the pressing force of the cleaning blade, which is a problem of the present invention, is not considered.
以上のように、簡便な構成で硬化性樹脂を表面層に持つ像担持体を確実にクリーニングし、トナーによらず安定してクリーニングを行うと共に、クリーニング部材の先端の欠け等、損傷を長期に渡り抑制することは、未だ十分な検討がなされていない。
本発明は、前記した様な現状の問題点に鑑み、架橋樹脂からなる像担持体に対しても充分なクリーニング性能を安定して発揮することができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an image forming apparatus and a process cartridge capable of stably exhibiting sufficient cleaning performance even for an image carrier made of a crosslinked resin in view of the above-described current problems. Objective.
前記課題は次の（１）ないし（１４）の発明（以下本発明１ないし１４という）によって解決される。
The above problems are solved by the following inventions (1) to (14) (hereinafter referred to as the
（１）少なくとも、像担持体と、該像担持体上に当接するクリーニング部材とを備えた画像形成装置であって、
前記像担持体は、表面層が連鎖重合性官能基を有する化合物を重合又は架橋させて硬化させた樹脂からなり、
前記クリーニング部材は、支軸を中心に揺動自在に設けられ、かつ、前記像担持体のクリーニングされた面と鋭角をなして前記像担持体の表面に当接すると共に、前記クリーニング部材の先端が、前記像担持体表面に当接する点において、前記像担持体接線方向の荷重成分が、前記像担持体の静止時と回転時において同一方向となるように前記支軸の位置を設定したことを特徴とする画像形成装置。
(1) An image forming apparatus including at least an image carrier and a cleaning member that contacts the image carrier,
The image carrier is made of a resin obtained by polymerizing or crosslinking a compound having a surface polymerizable functional group on the surface layer, and curing the compound.
The cleaning member is provided so as to be swingable about a support shaft, and makes contact with the surface of the image carrier at an acute angle with the cleaned surface of the image carrier, and the tip of the cleaning member is The position of the support shaft is set so that the load component in the tangential direction of the image carrier is in the same direction when the image carrier is stationary and when the image carrier is in contact with the surface of the image carrier. An image forming apparatus.
（２）少なくとも像担持体と該像担持体上に当接するクリーニング部材とを備えた画像形成装置であって、
前記像担持体は、表面層が連鎖重合性官能基を有する化合物の重合又は架橋させて硬化させた樹脂からなり、
前記クリーニング部材は、支軸を中心に揺動自在に設けられ、かつ、前記像担持体のクリーニングされる面と鋭角をなして前記像担持体の表面に当接すると共に、前記クリーニング部材が前記像担持体表面に当接する点Ｑにおける像担持体の接線Ｌ１と、法線Ｌ２とは、前記支軸が、前記接線Ｌ１に対して前記像担持体とは反対側で、かつ、前記法線Ｌ２に対して前記像担持体の回転方向の上流側に位置することを特徴とする画像形成装置。
(2) An image forming apparatus comprising at least an image carrier and a cleaning member that contacts the image carrier,
The image carrier is made of a resin whose surface layer is polymerized or crosslinked with a compound having a chain polymerizable functional group, and cured.
The cleaning member is provided so as to be swingable about a support shaft, contacts the surface of the image carrier at an acute angle with the surface to be cleaned of the image carrier, and the cleaning member The tangent line L1 and normal line L2 of the image carrier at the point Q that contacts the surface of the carrier body are such that the support shaft is on the opposite side of the tangent line L1 from the image carrier and the normal line L2 The image forming apparatus is located upstream of the image carrier in the rotation direction.
（３）少なくとも像担持体と該像担持体上に当接するクリーニング部材とを備えた画像形成装置であって、
前記像担持体は、表面層が連鎖重合性官能基を有する化合物を重合又は架橋させて硬化させた樹脂からなり、
前記クリーニング部材は、支軸を中心に揺動自在に設けられ、かつ、前記像担持体のクリーニングされた面と鋭角をなして前記像担持体の表面に当接すると共に、前記クリーニング部材が前記像担持体表面に当接する接点Ｑ、前記接点Ｑにおける接線Ｌ１、法線Ｌ２とすると、前記支軸が、前記接線Ｌ１に対して像担持体と同じ側で、かつ、前記法線Ｌ２に対して像担持体の回転方向の下流側に位置することを特徴とする画像形成装置。
(3) An image forming apparatus comprising at least an image carrier and a cleaning member that contacts the image carrier,
The image carrier is made of a resin obtained by polymerizing or crosslinking a compound having a surface polymerizable functional group on the surface layer, and curing the compound.
The cleaning member is provided so as to be swingable about a support shaft, contacts the surface of the image carrier at an acute angle with the cleaned surface of the image carrier, and the cleaning member Assuming that the contact point Q is in contact with the surface of the carrier, the tangent line L1 and the normal line L2 at the contact point Q, the support shaft is on the same side as the image carrier with respect to the tangent line L1 and the normal line L2. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is located downstream in the rotation direction of an image carrier.
（４）前記像担持体の１０点平均表面粗さであるＲｚは、１０ｎｍ以下であることを特徴とする前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の画像形成装置。 (4) The image forming apparatus according to any one of (1) to (3), wherein Rz, which is a 10-point average surface roughness of the image carrier, is 10 nm or less.
（５）前記像担持体の表面に接触又は近接して配設された帯電装置を備えていることを特徴とする前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の画像形成装置。 (5) The image forming apparatus according to any one of (1) to (4), further including a charging device disposed in contact with or close to the surface of the image carrier.
（６）前記帯電装置に交流成分を有する電圧を印加するための電圧印加装置を備えていることを特徴とする前記（１）ないし（５）に記載の画像形成装置。 (6) The image forming apparatus according to any one of (1) to (5), further including a voltage applying device for applying a voltage having an AC component to the charging device.
（７）前記クリーニング部材と前記帯電装置との間に、前記像担持体表面に保護剤を塗布するための保護剤塗布手段が配設されていることを特徴とする前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の画像形成装置。 (7) The protective agent applying means for applying a protective agent to the surface of the image carrier is disposed between the cleaning member and the charging device. ).
（８）前記連鎖重合性官能基を有する化合物が、電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーと、１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物からなることを特徴とする前記（１）ないし（７）のいずれかに記載の画像形成装置。 (8) The compound having a chain polymerizable functional group is composed of a tri- or more functional radical polymerizable monomer having no charge transport structure and a radical polymerizable compound having a monofunctional charge transport structure. The image forming apparatus according to any one of (1) to (7).
（９）前記電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーの官能基と前記１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の官能基が、少なくともアクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基であり、前記１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の電荷輸送構造が、トリアリールアミン構造を有することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
(9) The functional group of the trifunctional or higher radical polymerizable monomer having no charge transporting structure and the functional group of the radical polymerizable compound having the monofunctional charge transporting structure are at least an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group. The image forming apparatus according to
（１０）画像形成に使用するトナーが、下記式１で示される円形度（ＳＲ）が、０．９３〜１．００であることを特徴とする前記（１）ないし（９）のいずれかに記載の画像形成装置。
「円形度ＳＲ」＝「粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長」／「粒子投影像の周囲長」・・・（式1）
(10) The toner used for image formation has a circularity (SR) represented by the following
“Circularity SR” = “perimeter of a circle having the same area as the particle projection area” / “perimeter of the particle projection image” (Formula 1)
（１１）画像形成に使用するトナーが、重量平均径(Ｄ４)と個数平均径(Ｄ１)の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０であることを特徴とする前記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の画像形成装置。 (11) The toner used for image formation has a ratio (D4 / D1) of the weight average diameter (D4) to the number average diameter (D1) of 1.00 to 1.40. Or the image forming apparatus according to any one of (10).
（１２）少なくとも像担持体とクリーニング部材とを一体的に備えたプロセスカートリッジであって、前記像担持体とクリーニング部材が請求項１ないし４のいずれかに記載のものであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
(12) A process cartridge integrally including at least an image carrier and a cleaning member, wherein the image carrier and the cleaning member are those according to any one of
（１３）前記像担持体表面に接触又は近接して配設された帯電装置を備えていることを特徴とする請求項１２に記載のプロセスカートリッジ。 (13) The process cartridge according to (12), further comprising a charging device disposed in contact with or close to the surface of the image carrier.
（１４）前記クリーニング部材と、前記帯電装置との間に、前記像担持体表面に保護成分を塗布又は付着させるための保護剤塗布手段を配設したことを特徴とする前記（１２）又は（１３）に記載のプロセスカートリッジ。 (14) The protective agent applying means for applying or adhering a protective component to the surface of the image carrier is disposed between the cleaning member and the charging device. The process cartridge according to 13).
本発明１ないし１１の画像形成装置によれば、クリーニング部材先端と像担持体との接点における接線方向での作用力が像担持体静止時と駆動時で変らない構成としたため、クリーニング部材が急激な作用力の変化を受けることが抑止され、表面層が硬化性樹脂からなる像担持体においても、クリーニング部材先端の挙動を安定させて、クリーニング部材及び像担持体の耐久性を向上させることができ、初期の高品質な画像を長期にわたって安定して維持することができる。 According to the image forming apparatuses of the first to eleventh aspects of the present invention, since the acting force in the tangential direction at the contact point between the front end of the cleaning member and the image carrier is not changed between when the image carrier is stationary and when the image carrier is driven, the cleaning member rapidly In the image bearing member whose surface layer is made of a curable resin, it is possible to stabilize the behavior of the tip of the cleaning member and improve the durability of the cleaning member and the image bearing member. The initial high quality image can be stably maintained over a long period of time.
本発明１２ないし１４のプロセスカートリッジによれば、像担持体とクリーニング手段を上記画像形成装置のそれと同様の構成としたことから、像担持体表面を安定して確実にクリーニングすることができ、長期間にわたって像担持体を安定した均一な電位に帯電させることができるため、初期の画像品質を変動させることなく維持することができる。また、プロセスカートリッジもしくはこれに使用している部品の交換間隔を広げることが可能となるため、廃棄物の削減、自然環境へ与える負荷を大幅に低減することができる。 According to the process cartridges of the present invention 12 to 14, since the image carrier and the cleaning means have the same configuration as that of the image forming apparatus, the surface of the image carrier can be stably and reliably cleaned. Since the image carrier can be charged to a stable and uniform potential over a period, the initial image quality can be maintained without fluctuation. In addition, since it is possible to increase the replacement interval of the process cartridge or the parts used in the process cartridge, it is possible to reduce waste and greatly reduce the load on the natural environment.
以下、図面を参照して、本発明の画像形成装置およびプロセスカートリッジを実施形態により詳細に説明する。 Hereinafter, an image forming apparatus and a process cartridge according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は本発明によるクリーニング手段の構成を説明するための概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining the structure of a cleaning means according to the present invention.
像担持体である感光体ドラム１に対向して配設されたクリーニング手段２は、クリーニング部材の支軸２１、クリーニング部材保持体２２、クリーニング部材２３および押圧力付与機構２４から主に構成される。
The cleaning means 2 disposed opposite to the
接点Ｑで像担持体表面とクリーニング部材２３とは接し、この接点Ｑでの像担持体表面の接線がＬ１である。また、接点Ｑの位置で接線Ｌ１に対して直交する直線が法線Ｌ２である。この法線Ｌ２は感光体ドラム１の中心方向に採った。
The surface of the image carrier and the cleaning
また、像担持体１は、転写工程後にトナー成分等が残存した表面１ｂとなっているとし、接点Ｑでクリーニング部材２３により感光体ドラム１上の表面残存物が清掃されて、感光体ドラム１はクリーニングされた面１ａとなる。
Further, it is assumed that the
本発明の構成では、クリーニング部材２３は、接線Ｌ１の像担持体表面がクリーニングされた側に対して鋭角となるよう、いわゆるカウンタータイプ(リーディングタイプ)に類する角度で当接されている。
In the configuration of the present invention, the cleaning
しかしながら、前記特許文献８の第４図のような場合を除き、一般的にはその支軸は、図８に示すように接線Ｌ１より上側、かつ、法線Ｌ２より左側の領域Ｂに位置している。
However, except for the case shown in FIG. 4 of
これに対して、本発明のクリーニング手段では、支軸２１は、接線Ｌ１より上側、かつ、法線Ｌ２より右側、すなわち、図２（ａ）の領域Ａ、もしくは接線Ｌ１より下側、かつ、法線Ｌ２より左側、すなわち、図３（ａ）領域Ｃの範囲に位置するように構成される。
On the other hand, in the cleaning means of the present invention, the
支軸２１の位置を領域Ａ、もしくは領域Ｃの範囲とすることにより、像担時体が静止している時にクリーニング部材に作用する力の接線Ｌ１方向の分力と、像担時体駆動時にクリーニング部材に作用する力の接線Ｌ１方向の分力は、同一方向のベクトルとなり、クリーニング部材先端部での急激な作用力による方向転換がなくなるため、長期間の使用による先端の欠損といった不具合を解消することができる。
By setting the position of the
更に、支軸位置を上記したような範囲とすることにより、像担持体表面の動摩擦係数が変動し動摩擦力が大きくなると、力点Ｐにおける押圧力の垂直抗力成分が小さくなるように作用するため、クリーニング部材のエッジの引き込まれやメクレを抑止することができる。 Further, by setting the support shaft position in the above-described range, when the dynamic friction coefficient on the surface of the image carrier fluctuates and the dynamic friction force increases, the vertical drag component of the pressing force at the force point P acts to decrease. It is possible to prevent the edge of the cleaning member from being pulled in and the peeling.
図２（ａ）は、本発明に使用されるクリーニング手段により、像担持体が静止状態における力のバランスを示している。 FIG. 2A shows the balance of force when the image carrier is stationary by the cleaning means used in the present invention.
力点Ｐでの力Ｆ０は、支軸の中心の支点Ｏとして、クリーニング部材と像担持体の接点Ｑで、補助線ＯＱに垂直な方向の押圧力Ｆ１＝Ｆ０・（ＯＰ／ＯＱ）として作用する。このＦ１は、図２（ａ）に示す接線Ｌ１と補助線ＯＱのなす角度θを用い、接点Ｑにおける接線方向成分と法線方向成分に分けられ、それぞれ、Ｆ１・ｓｉｎθ、Ｆ１・ｃｏｓθと表すことができる。 The force F0 at the force point P acts as a fulcrum O at the center of the support shaft as a pressing force F1 = F0 · (OP / OQ) in the direction perpendicular to the auxiliary line OQ at the contact point Q between the cleaning member and the image carrier. . This F1 is divided into a tangential direction component and a normal direction component at the contact point Q using the angle θ formed between the tangent line L1 and the auxiliary line OQ shown in FIG. 2A, and is expressed as F1 · sinθ and F1 · cosθ, respectively. be able to.
接点Ｑで作用する力は、クリーニング部材を変形させ、ひずみ応力として蓄積される部分及び接点Ｑにおける静止摩擦力を加味した上で、バランスが保たれている。 The force acting at the contact point Q is balanced after the cleaning member is deformed and the static frictional force at the contact point Q and the portion accumulated as strain stress is taken into account.
図２（ａ）に示されるように、接線方向成分は像担持体を右向きに押す作用力であるため、クリーニング部材は、その反作用として左向きの力を受けている。 As shown in FIG. 2A, the tangential direction component is an acting force that pushes the image carrier to the right, so that the cleaning member receives a leftward force as a reaction.
像担持体が駆動している場合には、クリーニング部材と像担持体の接点は、わずかにずれてＱ'となり、図２（ａ）と同様な、力のバランスが保たれる。ただしこの時、摩擦力は動摩擦力となる(図２（ｂ）参照)。 When the image carrier is driven, the contact point between the cleaning member and the image carrier is slightly shifted to Q ′, and the balance of force is maintained as in FIG. However, at this time, the frictional force becomes a dynamic frictional force (see FIG. 2B).
図２（ｂ）においても、接線方向成分は像担持体を右向きに押す作用力であるため、クリーニング部材は、その反作用として左向きの力を受けている。 Also in FIG. 2B, since the tangential component is an acting force that pushes the image carrier to the right, the cleaning member receives a leftward force as its reaction.
図３（ａ）に、本発明の画像形成装置に使用されるクリーニング部材の別の構成での静止状態での力のバランスを示す。 FIG. 3A shows the balance of force in a stationary state with another configuration of the cleaning member used in the image forming apparatus of the present invention.
図３（ａ）でも図２（ａ）と同様に、力点Ｐで印加された力Ｆ０は、支軸の中心Ｏとすると、クリーニング部材と像担持体の接点Ｑで、補助線ＯＱに垂直な方向の押圧力Ｆ１＝Ｆ０・（ＯＰ／ＯＱ）として作用し、接点Ｑで作用する力は、クリーニング部材を変形させ、ひずみ応力として蓄積される部分及び接点における静止摩擦力を、加味した上で、バランスが保たれている。 3A, similarly to FIG. 2A, when the force F0 applied at the force point P is the center O of the support shaft, it is perpendicular to the auxiliary line OQ at the contact point Q between the cleaning member and the image carrier. Directional force F1 = F0 · (OP / OQ), and the force acting at the contact point Q is based on the deformation of the cleaning member and the static frictional force at the contact point and the accumulated part as strain stress. , Balanced.
図３（ａ）においても、接線方向成分は像担持体を右向きに押す作用力であるため、クリーニング部材はその反作用として左向きの力を受けている。 Also in FIG. 3A, since the tangential component is an acting force that pushes the image carrier to the right, the cleaning member receives a leftward force as its reaction.
像担持体が駆動している場合にも、図３（ａ）と同様な、力のバランスが保たれる（図３（ｂ）参照）。 Even when the image carrier is driven, the balance of force is maintained as in FIG. 3A (see FIG. 3B).
図３（ｂ）においても、接線方向成分は像担持体を右向きに押す作用力であるため、クリーニング部材は、その反作用として左向きの力を受けている。 Also in FIG. 3B, since the tangential direction component is an acting force that pushes the image carrier rightward, the cleaning member receives a leftward force as a reaction.
図９（ａ）は、従来のカウンタータイプのクリーニング手段における像担持体の静止状態での力のバランスを示している。図９（ａ）のクリーニング手段は、支軸が接線Ｌ１よりも上側、かつ、法線Ｌ２より左側の領域Ｂに位置している。 FIG. 9A shows the balance of force in the stationary state of the image carrier in the conventional counter type cleaning means. In the cleaning means of FIG. 9A, the support shaft is located in the region B on the upper side of the tangent line L1 and on the left side of the normal line L2.
力点Ｐでの力Ｆ０は、支軸の中心Ｏ、クリーニング部材と像担持体の接点Ｑで、補助線ＯＱに垂直な方向の押圧力Ｆ１＝Ｆ０・（ＯＰ／ＯＱ）として作用する。このＦ１は、図９（ａ）に示す接線Ｌ１と補助線ＯＱのなす角度θを用い、点Ｑにおける接線方向成分と法線方向成分に分けられ、それぞれ、Ｆ１・ｓｉｎθ、Ｆ１・ｃｏｓθと表すことができる。 The force F0 at the force point P acts as a pressing force F1 = F0 · (OP / OQ) in the direction perpendicular to the auxiliary line OQ at the center O of the support shaft and the contact point Q between the cleaning member and the image carrier. This F1 is divided into a tangential direction component and a normal direction component at the point Q using the angle θ formed between the tangent line L1 and the auxiliary line OQ shown in FIG. 9A, and is expressed as F1 · sinθ and F1 · cosθ, respectively. be able to.
接点Ｑで作用する力は、クリーニング部材を変形させ、ひずみ応力として蓄積される部分及び接点における静止摩擦力を、加味した上で、バランスが保たれている。 The force acting at the contact point Q is deformed, and the balance is maintained after taking into account the portion accumulated as strain stress and the static frictional force at the contact point.
図９（ａ）に示されるように、接線方向成分は像担持体を左向きに押す作用力であるため、クリーニング部材は、その反作用として右向きの力を受けている。 As shown in FIG. 9A, since the tangential direction component is an acting force that pushes the image carrier leftward, the cleaning member receives a rightward force as a reaction.
従来のカウンタータイプのクリーニング手段で像担持体が駆動している場合でも、クリーニング部材と像担持体の接点は、わずかにずれてＱ'となるが、動摩擦力として図中右向きに像担持体を押す力が働くため、クリーニング部材は、その反作用として左向きの力を受ける (図９（ｂ）参照) 。静止時と駆動時において、クリーニング部材先端が受ける力の方向が逆である。これにより、実使用時に像担持体が静止と回転を繰り返すたびに、クリーニング部材先端に疲労負荷がかかる。 Even when the image carrier is driven by a conventional counter type cleaning means, the contact point between the cleaning member and the image carrier is slightly shifted to Q ′, but the image carrier is moved to the right in the figure as a dynamic friction force. Since the pressing force works, the cleaning member receives a leftward force as a reaction (see FIG. 9B). The direction of the force received by the tip of the cleaning member is opposite when stationary and when driving. As a result, every time the image carrier repeatedly stops and rotates during actual use, a fatigue load is applied to the tip of the cleaning member.
本発明の構成のクリーニング手段では、このように従来のカウンタータイプのクリーニング手段で発生するクリーニング部材先端部での接線方向における力の逆転（疲労負荷など）をなくすことが可能となる。 In the cleaning means having the configuration of the present invention, it is possible to eliminate the reversal of force (such as fatigue load) in the tangential direction at the front end of the cleaning member that occurs in the conventional counter type cleaning means.
該クリーニング部材先端面と像担持体表面のクリーニングされていない側に伸ばした接線Ｌ１のなす角、いわゆるクリーニング角は、７０ｄｅｇ以上９０ｄｅｇ（７０以上９０°）未満であることが好ましく、８０ｄｅｇ以上９０ｄｅｇ未満であることがより好ましい。
クリーニング角が小さくなると、クリーニング性能が低下することが知られているが、特に前述の作用にあるように、動摩擦力の増加に伴い垂直抗力が減少するように構成されたクリーニング手段では、クリーニング性能の維持のためには、十分にクリーニング角を大きくすることが好ましい。
The angle formed by the tangent L1 extending to the uncleaned side of the cleaning member front end surface and the surface of the image carrier, that is, the so-called cleaning angle is preferably 70 deg or more and less than 90 deg (70 or more and 90 °), preferably 80 deg or more and less than 90 deg. It is more preferable that
It is known that when the cleaning angle is reduced, the cleaning performance is deteriorated. In particular, as shown in the above-described operation, the cleaning means configured so that the vertical drag decreases as the dynamic friction force increases, the cleaning performance is improved. In order to maintain this, it is preferable to sufficiently increase the cleaning angle.
また、該クリーニング部材は、反発弾性が３０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましい。反発弾性が小さすぎる場合には、クリーニング部材先端部分が引き込まれた状態で安定しがちであるため、上述のクリーニング角が実質上小さくなる。このような場合にはクリーニング性能が低下しやすく、クリーニング部材への、より大きな押圧力付与を伴うため、像担持体表面へのストレスが大きくなってしまうことがある。 The cleaning member preferably has a rebound resilience of 30% or more, more preferably 40% or more. If the resilience is too small, the cleaning angle tends to be substantially reduced because the tip end of the cleaning member tends to be stable. In such a case, the cleaning performance is likely to deteriorate, and a larger pressing force is applied to the cleaning member, so that the stress on the surface of the image carrier may be increased.
クリーニング部材の材料は、特に制限されるものではないが、クリーニングブレード用材料として一般に公知の、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコンゴム（シリコーン）、フッ素ゴム等の弾性体を、単独で、または２種以上ブレンドして使用することができる。また、これらのゴムブレードは、像担持体との接点部部分を低摩擦係数材料で、コーティングや含浸処理しても良い。また、弾性体の硬度を調整するために、他の有機フィラーや無機フィラーに代表される充填材を分散しても良い。 The material of the cleaning member is not particularly limited, but an elastic body such as urethane rubber, hydrin rubber, epichlorohydrin rubber, silicon rubber (silicone), or fluoro rubber, which is generally known as a cleaning blade material, may be used alone or Two or more kinds can be blended and used. Further, these rubber blades may be coated or impregnated with a low friction coefficient material at the contact portion with the image carrier. Further, in order to adjust the hardness of the elastic body, fillers represented by other organic fillers and inorganic fillers may be dispersed.
これらのクリーニングブレードは、クリーニング部材支持体に、先端部が像担持体表面へ押圧当接できるように、接着や融着等の任意の方法によって固定される。クリーニングブレードの厚みは、押圧する力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね１〜６mm程度であれば好ましく使用でき、２〜４mm程度であれば更に好ましく使用できる。 These cleaning blades are fixed to the cleaning member support by an arbitrary method such as adhesion or fusion so that the tip can be pressed against the surface of the image carrier. The thickness of the cleaning blade cannot be uniquely defined in consideration of the pressing force, but is preferably about 1 to 6 mm, more preferably about 2 to 4 mm.
また、クリーニング部材支持体から突き出し、たわみを持たせることができるクリーニングブレードの長さ、いわゆる自由長についても同様に押圧する力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね１〜１２mm程度であれば好ましく使用でき、２〜８mm程度であれば更に好ましく使用できる。 Also, the length of the cleaning blade that protrudes from the cleaning member support and can bend, that is, the so-called free length is not uniquely defined in consideration of the pressing force in the same manner, but is generally 1 to 12 mm. If it is a grade, it can use preferably, and if it is about 2-8 mm, it can use still more preferably.
また、該クリーニング部材が像担持体を押圧する力は、該クリーニング部材の単位接触長さ当たりの圧力、いわゆる線圧として５ｇｆ／ｃｍ（４９ｄｙｎｅ／ｃｍ）以上６０ｇｆ／ｃｍ（５８８ｄｙｎｅ／ｃｍ）以下であることが好ましく、１０ｇｆ／ｃｍ以上５０ｇｆ／ｃｍ以下（９８ｄｙｎｅ／ｃｍ以上４９０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下）であることがより好ましい。 The force with which the cleaning member presses the image carrier is 5 gf / cm (49 dyne / cm) or more and 60 gf / cm (588 dyne / cm) or less as a pressure per unit contact length of the cleaning member, so-called linear pressure. It is preferably 10 gf / cm or more and 50 gf / cm or less (98 dyne / cm or more and 490 dyne / cm or less).
図４、図５は、いずれも本発明のクリーニング手段を具備する画像形成装置の一例を示す断面図である。 4 and 5 are sectional views showing an example of an image forming apparatus provided with the cleaning means of the present invention.
ドラム状の像担持体１の周囲に、クリーニング手段２、帯電装置３、潜像形成装置４、現像装置５、転写装置６が配置され、以下の動作で画像形成が行なわれる。
Around the drum-shaped
画像形成のための一連のプロセスについて、ネガ−ポジプロセスで説明を行なう。 A series of processes for image formation will be described using a negative-positive process.
有機光導電層を有する感光体（ＯＰＣ）に代表される像担持体１は、除電ランプ（図示せず）等で除電され、帯電部材を有する帯電装置３で均一にマイナスに帯電される。
An
帯電装置による像担持体の帯電が行なわれる際には、電圧印加機構（図示せず）から帯電部材に、像担持体１を所望の電位に帯電させるに適した直流電圧又はこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
When the image carrier is charged by the charging device, a DC voltage suitable for charging the
帯電された像担持体１は、レーザー光学系等の潜像形成装置４によって照射されるレーザー光で潜像形成(露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる)が行なわれる。
The charged
半導体レーザー等の光源から発せられたレーザー光は、高速で回転する多角柱の多面鏡（ポリゴン）等により偏向され像担持体１の表面を像担持体１の回転軸方向に走査する。
Laser light emitted from a light source such as a semiconductor laser is deflected by a polygonal polygon mirror (polygon) that rotates at high speed and scans the surface of the
これにより形成された潜像は、現像装置５にある現像剤担持体である現像スリーブ上に供給されたトナー粒子、又はトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。
The latent image formed in this way is developed with a developer made of toner particles or a mixture of toner particles and carrier particles supplied onto a developing sleeve, which is a developer carrying member in the developing
潜像の現像時には、電圧印加機構（図示せず）から現像スリーブに、像担持体１の露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
At the time of developing the latent image, a voltage of an appropriate magnitude between the exposed portion and the non-exposed portion of the
各色に対応した像担持体１上に形成されたトナー像は、転写装置６によって中間転写媒体６０上に転写され、給紙機構２００から給送された紙などの転写媒体上に、トナー像が転写される。
The toner image formed on the
このとき、転写装置６には、転写バイアスとして、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。その後、中間転写媒体６０は、像担持体１から分離され、転写像が得られる。
At this time, it is preferable that a potential having a polarity opposite to the polarity of toner charging is applied to the
また、像担持体上に残存するトナー粒子は、クリーニング部材２３によって、クリーニング手段２内のトナー回収室へ、回収される。
The toner particles remaining on the image carrier are collected by the cleaning
画像形成装置としては、上述の現像装置が複数配置されたものを用い、複数の現像装置によって順次作製された色が異なる複数トナー像を順次転写材上へ転写した後、定着機構へ送り、熱等によってトナーを定着する装置であっても、あるいは同様に作製された複数のトナー像を順次一旦中間転写媒体上に順次転写した後、これを一括して紙のような転写媒体に転写後に、同様に定着する装置であっても良い。 As the image forming apparatus, an apparatus in which a plurality of the developing devices described above are arranged is used, and a plurality of toner images, which are sequentially produced by the plurality of developing devices, are sequentially transferred onto a transfer material, and then sent to a fixing mechanism to be heated. Even after a plurality of toner images produced in the same manner are sequentially and sequentially transferred onto an intermediate transfer medium, and then collectively transferred to a transfer medium such as paper, Similarly, a fixing device may be used.
本発明の画像形成装置において用いる帯電装置は、帯電部材３を感光体に対して接触又は非接触近接に配置して近接放電を起こすことにより感光体表面を帯電させる方式のものを用いる。
As the charging device used in the image forming apparatus of the present invention, a charging device that charges the surface of the photosensitive member by placing the charging
前記において接触とは感光体に帯電部材が直接接触していることであり、非接触近接とは感光体と帯電部材の間に２００μｍ以下の空隙が必ず存在し実質的に接触していないことをいう。非接触近接方式は帯電部材の表面が感光体表面に残留したトナー等によって汚染されにくいというメリットがある。 In the above, contact means that the charging member is in direct contact with the photosensitive member, and non-contact proximity means that a gap of 200 μm or less always exists between the photosensitive member and the charging member and is not substantially in contact. Say. The non-contact proximity method has an advantage that the surface of the charging member is hardly contaminated by toner remaining on the surface of the photosensitive member.
帯電部材には、帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電ブレード等を用いることができる。最も一般的なのは帯電ローラを用いた方式であり、本実施形態でも帯電ローラを用いているが、帯電ローラに限定されるわけではない。帯電ローラは、例えばＳＵＭ−Ｎｉメッキ（鋼の表面をニッケルメッキ仕上げ）で形成した例えば外形φ８ｍｍの金属軸である芯金の外周に、例えばエピクロルヒドリンゴムからなり、体積固有抵抗値を１×１０3〜１×１０8Ω・ｃｍとした弾性ローラ部を例えば肉厚１．５ｍｍの層として形成したものである。更に弾性ローラ部は、例えばゴム自体のテストピース硬度が６０度のものを使用する。また、弾性ローラ部の両端部に、それぞれ例えばポリエステル又はポリエチレンテレフタレートからなる片面が粘着面に形成された粘着シートを貼ることによって、感光体と帯電ローラの間に空隙を作ることができ、非接触近接方式を実現できる。 As the charging member, a charging roller, a charging brush, a charging blade, or the like can be used. The most common method is a method using a charging roller, and the charging roller is also used in this embodiment, but is not limited to the charging roller. The charging roller is made of, for example, epichlorohydrin rubber on the outer periphery of a metal core that is, for example, a metal shaft having an outer diameter of 8 mm formed by SUM-Ni plating (steel surface is nickel-plated), and has a volume resistivity of 1 × 10 3. An elastic roller portion having a thickness of ˜1 × 10 8 Ω · cm is formed as a layer having a thickness of 1.5 mm, for example. Further, the elastic roller portion is, for example, a rubber having a test piece hardness of 60 degrees. Moreover, a gap can be created between the photosensitive member and the charging roller by sticking an adhesive sheet in which one side made of, for example, polyester or polyethylene terephthalate is formed on the adhesive side to both ends of the elastic roller part, and non-contact Proximity method can be realized.
そして、帯電ローラ芯金に直流電圧又は交流電圧と直流電圧を重畳した電圧を印加することによって近接放電を起こして感光体の表面を帯電できる Then, by applying a DC voltage or a voltage obtained by superimposing an AC voltage and a DC voltage to the charging roller core, proximity discharge can be caused to charge the surface of the photoreceptor.
これにより、放電ワイヤを用いた、いわゆるコロトロンやスコロトロンと言われるコロナ放電器と比して、帯電時に発生するオゾン量を大幅に抑制することが可能となる。 This makes it possible to significantly suppress the amount of ozone generated during charging as compared to a so-called corotron or scorotron using a discharge wire.
しかしながら、帯電部材を像担持体表面に接触または近接して帯電を行う帯電装置では、クリーニング手段で回収しきれなかったトナー成分の影響を受けて帯電部材表面の特性が変動しやすい。本発明のクリーニング手段では、長期間に渡り安定したクリーニング性能を維持できるため、上述の帯電部材表面の変動を大幅に抑制でき、経時的にも安定した帯電、ひいては安定した画像品質の確保が可能となる。 However, in the charging device that charges the charging member in contact with or close to the surface of the image carrier, the characteristics of the charging member surface are likely to vary due to the influence of the toner component that cannot be recovered by the cleaning means. Since the cleaning means of the present invention can maintain a stable cleaning performance for a long period of time, the above-mentioned fluctuation of the surface of the charging member can be greatly suppressed, and stable charging over time can be ensured, and thus stable image quality can be ensured. It becomes.
また、上述のように帯電部材の特性変動は、主としてトナー成分等による帯電部材表面の汚染によるため、帯電装置に、交流成分を有する電圧を印加する場合に、引き起こされやすいが、本発明のクリーニング手段との併用により、像担持体上に残存するトナー成分を確実に低減させられるため、一層均等な帯電による高画質化と、その経時安定化をはかることが可能となる。 Further, as described above, the characteristic variation of the charging member is mainly caused by contamination of the surface of the charging member due to a toner component or the like, and thus is easily caused when a voltage having an AC component is applied to the charging device. By using together with the means, the toner component remaining on the image bearing member can be surely reduced, so that it is possible to achieve higher image quality by even charging and stabilization over time.
また、図５に示すように、本発明の画像形成装置において、前記クリーニング手段より後工程かつ前記帯電装置より前工程に、該像担持体１の表面に保護剤２８をファーブラシ２７により塗布又は付着させる保護剤塗布手段を配設することにより、像担時体表面の外的ストレスによる劣化を高度に抑止することができ、像担持体の長寿命化が図れる。
Further, as shown in FIG. 5, in the image forming apparatus of the present invention, a
保護層を形成する工程は、クリーニング手段により像担持体表面を清掃した直後であることが好ましく、これにより、その後に行われる帯電工程や、現像工程での、電気的、機械的ストレスから、像担持体を効率良く保護することができ、また、これらの高低を経て劣化または変質した保護層成分をクリーニング手段によって、残存トナーの除去と同時に的確に清掃除去することができる。 The step of forming the protective layer is preferably performed immediately after the surface of the image carrier is cleaned by the cleaning means, thereby preventing the image from being subjected to electrical and mechanical stress in the subsequent charging step and developing step. The carrier can be efficiently protected, and the protective layer component that has deteriorated or deteriorated through these heights can be accurately removed by the cleaning means simultaneously with the removal of the residual toner.
保護剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウムより選ばれる金属石鹸等の金属石鹸やシリコーン、ワックスを含むものを固形化したものを用いる。また、フッ素系樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ−ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦなど）などを用いても良い。 As the protective agent, a solidified product containing a metal soap such as a metal soap selected from zinc stearate, aluminum stearate, and calcium stearate, silicone, and wax is used. Alternatively, a fluorine-based resin (PFA, PTFE, PFA-PTFE, PVDF, or the like) may be used.
次に本発明における像担持体について説明する。 Next, the image carrier in the present invention will be described.
本発明に用いる像担持体１は、表面層が連鎖重合性官能基を有する化合物を少なくとも熱、光、放射線のいずれかにより重合又は架橋することにより硬化させた樹脂からなることを特徴とする。これは以下の目的のためである。像担持体１は、上述したように帯電手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段の一連のプロセスが繰り返される環境で使用される。この過程で感光体が摩耗したり傷が発生したりすることにより、画像劣化を引き起こし寿命となる。この摩耗、傷をもたらす要因としては、
１．帯電、除電時の放電による感光体表面組成物の分解及び酸化性ガスによる化学的劣化
２．現像時におけるキャリア付着
３．転写時における転写体との摩擦、および
４．クリーニング時におけるクリーニング・ブラシ、クリーニング・ブレード及び介在するトナーや付着キャリアとの摩擦
などが挙げられる。
The
1. 1. Decomposition of the photoreceptor surface composition due to charging and discharging during static elimination and chemical deterioration due to oxidizing gas. 2. Carrier adhesion during
これらのハザードに強い感光体を設計するためには、表面層を高硬度、高弾性で、かつ、均一にすることが重要で、膜構造からは緻密、かつ、均一な３次元網目構造を形成すればよい。これは、上述したように、連鎖重合性官能基を有する化合物をたとえば熱、光、放射線等の照射（加熱、放射線照射（赤外線、可視光、ＵＶ光、電子線、その他の放射線）あるいは重合開始剤の添加）により重合又は架橋することにより硬化させる樹脂からなる表面層(硬化表面層)によって達成できる。 In order to design a photoreceptor that is resistant to these hazards, it is important to make the surface layer highly hard, highly elastic, and uniform. From the film structure, a dense and uniform three-dimensional network structure is formed. do it. As described above, this is because, for example, a compound having a chain polymerizable functional group is irradiated with heat, light, radiation, etc. (heating, radiation irradiation (infrared, visible light, UV light, electron beam, other radiation)) or polymerization starts. It can be achieved by a surface layer (cured surface layer) made of a resin that is cured by polymerization or crosslinking by addition of an agent.
このような硬化表面層を備えた感光体を以下に説明する。ただし、本発明で用いることのできる硬化表面層を備えた感光体としては、下記に限定されるわけではない。 A photoreceptor having such a cured surface layer will be described below. However, the photoreceptor provided with the cured surface layer that can be used in the present invention is not limited to the following.
図６（ａ）〜（ｄ）は、本発明に用いる感光体の層構造を表す断面図である。図６（ａ）は、導電性支持体１３１上に、電荷発生機能と電荷輸送機能を同時に有する感光層１３２が設けられた単層構造の感光体である。硬化表面層が感光層全体の場合を示したのが図６（ａ）で、硬化表面層が感光層の表面部分である場合を示したのが図６（ｂ）である。 図６（ｃ）は、導電性支持体１３１上に、電荷発生機能を有する電荷発生層１３３と、電荷輸送物機能を有する電荷輸送層１３４が積層された積層構造の感光体である。硬化表面層が電荷輸送層全体の場合を示したのが図６（ｃ）であり、硬化表面層が電荷輸送層の表面部分である場合を示したのが図６（ｄ）である。 また、必要であれば、モアレ防止、残留電位の低減等のために、導電性支持体１３１と感光層１３２の間に下引き層を設けることができる。
6A to 6D are sectional views showing the layer structure of the photoreceptor used in the present invention. FIG. 6A shows a photoconductor having a single layer structure in which a
硬化表面層は、電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーと１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物を硬化させた樹脂からなる場合に、優れた耐久性を示す。具体的には、電荷輸送性構造を有しない３官能以上のラジカル重合性モノマーの官能基が、アクリロイルオキシ基及び／又はメタクリロイルオキシ基であり、１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の官能基が、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基の少なくともいずれかであり、１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物の電荷輸送構造が、トリアリールアミン構造である場合に、特に優れた耐久性を示す。実際に、硬化表面層を備えた耐久性に優れた感光体として、前記特許文献３、特許文献４、特許文献５等が提案されている。
The cured surface layer exhibits excellent durability when it is made of a resin obtained by curing a radically polymerizable compound having a trifunctional or higher functionality having no charge transporting structure and a radically polymerizable compound having a monofunctional charge transporting structure. . Specifically, the radically polymerizable compound having a monofunctional charge transport structure in which the functional group of a tri- or higher functional radical polymerizable monomer having no charge transport structure is an acryloyloxy group and / or a methacryloyloxy group When the functional group is at least one of an acryloyloxy group or a methacryloyloxy group, and the charge transport structure of the radical polymerizable compound having a monofunctional charge transport structure is a triarylamine structure, it is particularly excellent. Shows durability. In fact,
しかし、このような硬化表面層を備えた感光体を画像形成装置において使用した時に、感光体表面に対するクリーニングブレードの滑り性が非常に悪いため、クリーニングブレードの劣化が激しいという課題が明らかとなってきた。このため、感光体とクリーニングブレードを一体としたプロセスカートリッジにおいて、感光体が高耐久であってもクリーニングブレードの寿命によって、プロセスカートリッジとしての寿命が短くなってしまう。したがって、感光体表面に対するクリーニングブレードの滑り性を良くして、クリーニングブレードの劣化を抑制し、寿命を伸ばすことが重要である。 However, when a photoconductor provided with such a hardened surface layer is used in an image forming apparatus, the problem that the cleaning blade deteriorates severely due to the very poor slipping property of the cleaning blade with respect to the photoconductor surface has become apparent. It was. For this reason, in the process cartridge in which the photoconductor and the cleaning blade are integrated, even if the photoconductor is highly durable, the life of the process cartridge is shortened due to the life of the cleaning blade. Therefore, it is important to improve the slipping property of the cleaning blade with respect to the surface of the photosensitive member, to suppress the deterioration of the cleaning blade, and to extend the life.
この感光体表面とクリーニングブレードの滑り性の問題において、重要なのは感光体表面が削れることによって生じるμｍオーダーの領域における微小な凹凸である。感光体表面層にポリカーボネート等の従来の樹脂である場合と、感光体表面層に硬化性樹脂である場合に、感光体表面の摩擦係数は両者の間で大きな違いはないが、クリーニングブレードの滑り性には大きな差がある。前者も初期的にはクリーニングブレードの滑り性は良くないが、画像形成装置で使用することによってクリーニングブレードの滑り性は良くなる。このようなことが後者の感光体表面層に硬化性樹脂を用いた場合には起こらない。両者の違いは、前者は感光体表面が削れることによって感光体表面にμｍオーダー（あるいはサブμｍオーダー）領域の微小な凹凸が生じるが、後者は感光体表面が削れない、又は削れる速度が遅いため、そのような微小な凹凸が生じないという点である。 In the problem of the slipperiness between the surface of the photoreceptor and the cleaning blade, what is important is minute unevenness in a region on the order of μm, which is generated when the surface of the photoreceptor is scraped. When the surface layer of the photoconductor is a conventional resin such as polycarbonate and when the photoconductor surface layer is a curable resin, the coefficient of friction on the surface of the photoconductor is not significantly different between the two. There is a big difference in sex. In the former case, the cleaning blade is not slippery at the initial stage, but when used in an image forming apparatus, the slippage of the cleaning blade is improved. Such a case does not occur when a curable resin is used for the latter photoreceptor surface layer. The difference between the two is that, in the former, fine irregularities in the μm order (or sub-μm order) region are generated on the surface of the photosensitive member by scraping the surface of the photosensitive member, but in the latter, the surface of the photosensitive member cannot be scraped or the scraping speed is slow. That is, such minute unevenness does not occur.
上記の感光体表面のμｍオーダー領域の微小な凹凸は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定した３μｍ四方の十点平均面粗さ（Ｒｚ）で表される。十点平均面粗さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳ Ｂ６０１で定義されている十点平均粗さＲｚを測定面に対し適用できるように拡張したものである。また、この評価法として３μｍ四方に限定されるわけではない。３μｍ四方の十点平均面粗さＲｚが１０ｎｍ以上であれば感光体表面に対するクリーニングブレードの滑り性は問題ないが、１０ｎｍ以下であれば滑り性が悪く、クリーニングブレードの耐久性に問題が発生した。 The minute irregularities in the μm order region on the surface of the photoreceptor are expressed by a 10-point average surface roughness (Rz) of 3 μm square measured using an atomic force microscope (AFM). The ten-point average surface roughness (Rz) is an extension of the ten-point average roughness Rz defined in JIS B601 so that it can be applied to the measurement surface. Further, this evaluation method is not limited to 3 μm square. If the 10-point average surface roughness Rz of 3 μm square is 10 nm or more, there is no problem with the slipping property of the cleaning blade with respect to the surface of the photosensitive member, but if it is 10 nm or less, the slipping property is poor and the durability of the cleaning blade is problematic. .
次に、本発明において好適に用いられるトナーについて説明する。 Next, the toner suitably used in the present invention will be described.
まず、本発明のトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であることが好ましい。本発明では、下記式１より得られた値を円形度と定義する。この円形度はトナー粒子における凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
First, the toner of the present invention preferably has an average circularity of 0.93 to 1.00. In the present invention, the value obtained from the following
「円形度ＳＲ」＝「粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長」／「粒子投影像の周囲長」・・・（式1） “Circularity SR” = “perimeter of a circle having the same area as the particle projection area” / “perimeter of the particle projection image” (Formula 1)
平均円形度が０．９３〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。 When the average circularity is in the range of 0.93 to 1.00, the surface of the toner particles is smooth, and the contact area between the toner particles and between the toner particles and the photosensitive member is small, so that the transferability is excellent.
トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。 Since the toner particles have no corners, the developer agitation torque in the developing device is small, and the agitation drive is stabilized, so that no abnormal image is generated.
ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、像担持体の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。 Since there are no angular toner particles in the toner that forms the dots, when the pressure is brought into contact with the transfer medium during the transfer, the pressure is uniformly applied to the entire toner that forms the dots, and the transfer is not easily lost. Since the toner particles are not angular, the abrasive power of the toner particles themselves is small, and the surface of the image carrier is not damaged or worn.
次に、円形度の測定方法について説明する。 Next, a method for measuring the circularity will be described.
円形度は、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。 The circularity can be measured using a flow type particle image analyzer FPIA-1000 manufactured by Toa Medical Electronics.
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ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フォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１００００個／μｌとして前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。 As a specific measuring method, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance, and further measurement is performed. Add about 0.1-0.5g of sample. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the shape and particle size of the toner are measured by the above apparatus with the dispersion concentration being 3000 to 10000 / μl.
また、本発明では、トナーの重量平均径Ｄ４が３〜１０μｍであることが好ましい。
この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。重量平均径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。重量平均径Ｄ４が１０μｍを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。
In the present invention, the weight average diameter D4 of the toner is preferably 3 to 10 μm.
In this range, since the toner particles have a sufficiently small particle size with respect to the minute latent image dots, the dot reproducibility is excellent. When the weight average 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 weight average diameter D4 exceeds 10 μm, it is difficult to suppress scattering of characters and lines.
また、本発明のトナーは、重量平均径Ｄ４と個数平均径Ｄ１の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０であることが好ましい。(Ｄ４／Ｄ１)の値が１に近づくほど、そのトナーの粒度分布がシャープであることを意味する。 In the toner of the present invention, the ratio of the weight average diameter D4 to the number average diameter D1 (D4 / D1) is preferably 1.00 to 1.40. The closer the value of (D4 / D1) is to 1, the sharper the particle size distribution of the toner.
よって、（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０の範囲では、トナー粒径による選択現像が起きないため、画質の安定性に優れる。 Therefore, when (D4 / D1) is in the range of 1.00 to 1.40, the selective development due to the toner particle size does not occur, and the stability of the image quality is excellent.
トナーの粒度分布がシャープであることから、摩擦帯電量分布もシャープとなり、カブリの発生が抑えられる。 Since the toner particle size distribution is sharp, the triboelectric charge amount distribution is also sharp, and fogging is suppressed.
トナー粒径が揃っていると、潜像ドットに対して、緻密に、かつ、整然と並ぶように現像されるので、ドット再現性に優れる。 If the toner particle diameter is uniform, the latent image dots are developed in a precise and orderly manner, so that the dot reproducibility is excellent.
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。 Next, a method for measuring the particle size distribution of toner particles will be described.
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。 As an apparatus for measuring the particle size distribution of toner particles by the Coulter Counter method, there are 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、トナーの重量平均径Ｄ４、個数平均径Ｄ１を求めることができる。 First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably an alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an electrolytic aqueous 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 weight average diameter D4 and the number average 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；８．００〜１０．２８μｍ未満；１０．２８〜１２．７０μｍ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以上ないし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 .35 to less than 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.28 μm; less than 10.28 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.
また、このような略球形の形状のトナーとしては、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、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させるトナーが好ましい。この反応で製造されたトナーは、トナー表面を硬化させることで、ホットオフセットを少なくすることができ、定着装置の汚れとなって、それが画像上に表れるのを抑えることができる。 In addition, as such a substantially spherical toner, a toner composition containing a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent in an aqueous medium in the presence of fine resin particles. A toner that undergoes crosslinking and / or elongation reaction is preferred. The toner manufactured by this reaction can reduce the hot offset by curing the surface of the toner, and it can be suppressed that the fixing device becomes dirty and appears on the image.
トナー作製に使用できる変性ポリエステル系樹脂から成るプレポリマーとしては、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)が挙げられ、また、該プレポリマーと伸長または架橋する化合物としては、アミン類(Ｂ)が挙げられる。 Examples of the prepolymer made of a modified polyester resin that can be used for toner production include a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group, and examples of a compound that extends or crosslinks with the prepolymer include amines (B). Can be mentioned.
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)としては、ポリオール(１)とポリカルボン酸(２)の重縮合物で、かつ、活性水素基を有するポリエステルを更にポリイソシアネート(３)と反応させた物などが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。 Polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is a polycondensate of polyol (1) and polycarboxylic acid (2), and a polyester obtained by further reacting a polyester having an active hydrogen group with polyisocyanate (3). Etc. Examples of the active hydrogen group possessed by the polyester include hydroxyl groups (alcoholic hydroxyl groups and phenolic hydroxyl groups), amino groups, carboxyl groups, mercapto groups, and the like. Among these, alcoholic hydroxyl groups are preferred.
ポリオール（１）としては、ジオール（１−１）及び３価以上のポリオール（１−２）が挙げられ、（１−１）単独、または（１−１）と少量の（１−２）の混合物が好ましい。 Examples of the polyol (1) include a diol (1-1) and a tri- or higher valent polyol (1-2), (1-1) alone or (1-1) and a small amount of (1-2). Mixtures are preferred.
ジオール（１−１）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及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、及びこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。 Diol (1-1) includes 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; Examples include adducts of alkylene oxides (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) of enols. Among these, 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.
３価以上のポリオール（１−２）としては、３〜８価又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。 Examples of the trivalent or higher polyol (1-2) include 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
ポリカルボン酸（２）としては、ジカルボン酸（２−１）及び３価以上のポリカルボン酸（２−２）が挙げられ、（２−１）単独、及び（２−１）と少量の（２−２）の混合物が好ましい。ジカルボン酸（２−１）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価以上のポリカルボン酸（２−２）としては、炭素数９〜２０の芳香族ポリカルボン酸（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、ポリカルボン酸（２）としては、上述のものの酸無水物又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）を用いてポリオール（１）と反応させてもよい。 Examples of polycarboxylic acid (2) include dicarboxylic acid (2-1) and trivalent or higher polycarboxylic acid (2-2). (2-1) alone and (2-1) with a small amount of ( The mixture of 2-2) is preferred. Dicarboxylic acid (2-1) includes alkylene dicarboxylic acid (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acid (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acid (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 polycarboxylic acid (2-2) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (trimellitic acid, pyromellitic acid, and the like). In addition, as polycarboxylic acid (2), you may make it react with polyol (1) using the acid anhydride or lower alkyl ester (methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.) of the above-mentioned thing.
ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）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。 The ratio of the polyol (1) and the polycarboxylic acid (2) is usually 2/1 to 1/1, preferably 1. as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. 5/1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
ポリイソシアネート（３）としては、脂肪族ポリイソシアネート（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）；イソシアヌレート類；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；及びこれら２種以上の併用が挙げられる。 Examples of the polyisocyanate (3) 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.); aromatic aliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanurates; the polyisocyanates such as phenol derivatives, oximes, caprolactam And a combination of two or more of these.
ポリイソシアネート（３）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、更に好ましくは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、変性ポリ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。末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）中のポリイソシアネート（３）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０重量％、好ましくは１〜３０重量％、更に好ましくは２〜２０重量％である。０．５重量％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０重量％を超えると低温定着性が悪化する。 The ratio of the polyisocyanate (3) is usually 5/1 to 1/1, preferably 4 /, as the equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. If the molar ratio of [NCO] is less than 1, the urea content in the modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate. The content of the polyisocyanate (3) component in the prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal is usually 0.5 to 40% by weight, preferably 1 to 30% by weight, more preferably 2 to 20% by weight. It is. If it is less than 0.5% by weight, 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% by weight, the low-temperature fixability deteriorates.
イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有す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 prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2.5 on average. It is. 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.
アミン類（Ｂ）としては、ジアミン（Ｂ１）、３価以上のポリアミン（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）、及び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。ジアミン（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）；及び脂肪族ジアミン（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価以上のポリアミン（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及びＢ１と少量のＢ２の混合物である。 As amines (B), diamine (B1), trivalent or higher polyamine (B2), aminoalcohol (B3), aminomercaptan (B4), amino acid (B5), and amino acids B1 to B5 blocked (B6) etc. are mentioned. Examples of the diamine (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′dimethyldicyclohexylmethane, diaminecyclohexane). , Isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyamine (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 B1 to B5 amino group blocked (B6) include ketimine compounds and oxazoline compounds obtained from the B1 to B5 amines 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.
更に、必要により伸長停止剤を用いて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。伸長停止剤としては、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）、及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。 Furthermore, if necessary, the molecular weight of the urea-modified polyester can be adjusted using an elongation terminator. Examples of the elongation terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー（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、更に好ましくは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（I）の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。本発明においては、ウレア結合で変性されたポリエステル(I)中に、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、更に好ましくは、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 ratio of amines (B) is the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). The ratio is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, and more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] exceeds 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester (I) becomes low and the hot offset resistance deteriorates. In the present invention, the polyester (I) modified with a urea bond 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.
これらの反応により、本発明のトナーに用いられる変性ポリエステル、中でもウレア変性ポリエステル(I)が作製できる。これらウレア変性ポリエステル(I)は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。ウレア変性ポリエステル(I)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の数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル(II)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。(I)単独の場合は、数平均分子量は、通常２００００以下、好ましくは１０００〜１００００、更に好ましくは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。 By these reactions, the modified polyester used in the toner of the present invention, especially the urea-modified polyester (I) can be produced. These urea-modified polyesters (I) are produced by a one-shot method or a prepolymer method. The weight average molecular weight of the urea-modified polyester (I) is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, 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 is not particularly limited when the unmodified polyester (II) described later is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. In the case of (I) alone, the number average molecular weight is usually 20000 or less, preferably 1000 to 10000, more preferably 2000 to 8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are deteriorated.
また、本発明においては、前記ウレア結合で変性されたポリエステル(I)単独使用だけでなく、この(I)と共に、変性されていないポリエステル(II)を結着樹脂成分として含有させることもできる。(II)を併用することで、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向上し、単独使用より好ましい。(II)としては、前記(I)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(I)と同様である。また、(II)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。(I)と(II)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、(I)のポリエステル成分と(II)は類似の組成が好ましい。(II)を含有させる場合の(I)と(II)の重量比は、通常５／９５〜８０／２０、好ましくは５／９５〜３０／７０、更に好ましくは５／９５〜２５／７５、特に好ましくは７／９３〜２０／８０である。(I)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。 In the present invention, not only the polyester (I) modified with the urea bond but also the polyester (II) not modified can be contained as a binder resin component together with the (I). The combined use of (II) improves the low-temperature fixability and gloss when used in a full-color device, and is preferable to single use. Examples of (II) include the same polycondensates of polyol (1) and polycarboxylic acid (2) as in the above-mentioned polyester component (I), and preferred ones are also the same as (I). (II) is not limited to unmodified polyester, but may be modified with a chemical bond other than a urea bond, and may be modified with a urethane bond, for example. It is preferable that (I) and (II) are at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Accordingly, the polyester component (I) and (II) preferably have similar compositions. When (II) is contained, the weight ratio of (I) to (II) is usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 30/70, more preferably 5/95 to 25/75, Particularly preferred is 7/93 to 20/80. When the weight ratio of (I) 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.
(II)のピーク分子量は、通常１０００〜３００００、好ましくは１５００〜１００００、更に好ましくは２０００〜８０００である。１０００未満では耐熱保存性が悪化し、１００００を超えると低温定着性が悪化する。(II)の水酸基価は５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜１２０、特に好ましくは２０〜８０である。５未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。(II)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い傾向がある。 The peak molecular weight of (II) is usually 1000-30000, preferably 1500-10000, more preferably 2000-8000. If it is less than 1000, heat-resistant storage stability will deteriorate, and if it exceeds 10,000, low-temperature fixability will deteriorate. The hydroxyl value of (II) is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The acid value of (II) is usually 1-30, preferably 5-20. By having an acid value, it tends to be negatively charged.
本発明において、結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は通常５０〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。５０℃未満ではトナーの高温保管時のブロッキングが悪化し、７０℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステル樹脂の共存により、本発明の乾式トナーにおいては、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。結着樹脂の貯蔵弾性率としては、測定周波数２０Ｈｚにおいて１００００ｄｙｎｅ／ｃｍ2なる温度（Ｔｇ'）が、通常１００℃以上、好ましくは１１０〜２００℃である。１００℃未満では耐ホットオフセット性が悪化する。結着樹脂の粘性としては、測定周波数２０Ｈｚにおいて１０００ポイズとなる温度(Ｔη)が、通常１８０℃以下、好ましくは９０〜１６０℃である。１８０℃を超えると低温定着性が悪化する。すなわち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、Ｔｇ'はＴηより高いことが好ましい。言い換えるとＴｇ'とＴηの差(Ｔｇ'−Ｔη)は０℃以上が好ましい。さらに好ましくは１０℃以上であり、特に好ましくは２０℃以上である。差の上限は特に限定されない。また、耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、ＴηとＴｇの差は０〜１００℃が好ましい。更に好ましくは１０〜９０℃であり、特に好ましくは２０〜８０℃である。 In the present invention, the glass transition point (Tg) of the binder resin is usually 50 to 70 ° C., preferably 55 to 65 ° C. If it is less than 50 ° C., the blocking of the toner during high temperature storage deteriorates, and if it exceeds 70 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient. Due to the coexistence of the urea-modified polyester resin, the dry toner of the present invention tends to have good heat-resistant storage stability even when the glass transition point is low, as compared with known polyester-based toners. As the storage elastic modulus of the binder resin, the temperature (Tg ′) of 10000 dyne / cm 2 at a measurement frequency of 20 Hz is usually 100 ° C. or higher, preferably 110 to 200 ° C. If it is less than 100 ° C., the resistance to hot offset deteriorates. As the viscosity of the binder resin, the temperature (Tη) at 1000 poise at a measurement frequency of 20 Hz is usually 180 ° C. or lower, preferably 90 to 160 ° C. If it exceeds 180 ° C., the low-temperature fixability deteriorates. That is, from the viewpoint of achieving both low temperature fixability and hot offset resistance, Tg ′ is preferably higher than Tη. In other words, the difference between Tg ′ and Tη (Tg′−Tη) is preferably 0 ° C. or higher. More preferably, it is 10 degreeC or more, Most preferably, it is 20 degreeC or more. The upper limit of the difference is not particularly limited. Further, from the viewpoint of achieving both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability, the difference between Tη and Tg is preferably 0 to 100 ° C. More preferably, it is 10-90 degreeC, Most preferably, it is 20-80 degreeC.
結着樹脂は以下の方法などで製造することができる。ポリオール(１)とポリカルボン酸(２)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溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これにポリイソシアネート(３)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(Ａ)を得る。更に(Ａ)にアミン類(Ｂ)を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステルを得る。(３)を反応させる際および(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(３)に対して不活性なものが挙げられる。ウレア結合で変性されていないポリエステル(II)を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で(II)を製造し、これを前記(I)の反応完了後の溶液に溶解し、混合する。 The binder resin can be produced by the following method. The polyol (1) and the polycarboxylic acid (2) are heated to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and the generated water is distilled off as necessary. Thus, a polyester having a hydroxyl group is obtained. Next, this is reacted with polyisocyanate (3) at 40 to 140 ° C. to obtain a prepolymer (A) having an isocyanate group. Further, (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a polyester modified with a urea bond. When reacting (3) and reacting (A) and (B), a solvent may be used as necessary. Solvents that can be used 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 the isocyanate (3), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran). When using polyester (II) not modified with a urea bond, (II) is produced in the same manner as the polyester having a hydroxyl group, and this is dissolved in the solution after completion of the reaction of (I) and mixed. To do.
また、本発明に用いるトナーは概ね以下の方法で製造することができるが勿論これらに限定されることはない。 In addition, the toner used in the present invention can be produced generally by the following method, but is not limited thereto.
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。 The aqueous medium used in the present invention may be water alone, or a solvent miscible with water may be used in combination. Examples of the miscible solvent include alcohol (methanol, isopropanol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methylcellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.) and the like.
トナー粒子は、水系媒体中でイソシアネート基を有するプレポリマー(Ａ)からなる分散体を、(Ｂ)と反応させて形成しても良いし、あらかじめ製造したウレア変性ポリエステル(I)を用いても良い。水系媒体中でウレア変性ポリエステル(I)やプレポリマー(Ａ)からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にウレア変性ポリエステル(I)やプレポリマー(Ａ)からなるトナー原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマー(Ａ)と他のトナー組成物である(以下トナー原料と呼ぶ)着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、荷電制御剤、未変性ポリエステル樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。 The toner particles may be formed by reacting a dispersion made of a prepolymer (A) having an isocyanate group in an aqueous medium with (B), or using a urea-modified polyester (I) produced in advance. good. As a method for stably forming a dispersion comprising urea-modified polyester (I) or prepolymer (A) in an aqueous medium, a toner raw material comprising urea-modified polyester (I) or prepolymer (A) in an aqueous medium is used. And a method of dispersing by shearing force. The prepolymer (A) and other toner compositions (hereinafter referred to as toner raw materials), a colorant masterbatch, a release agent, a charge control agent, an unmodified polyester resin, etc. are dispersed in an aqueous medium. It may be mixed at the time of formation, but it is more preferable to mix the toner raw materials in advance and then add and disperse the mixture in the aqueous medium. In the present invention, other toner materials such as a colorant, a release agent, and a charge control agent do not necessarily have to be mixed when forming particles in an aqueous medium, but after the particles are formed. , May be added. For example, after forming particles containing no colorant, the colorant can be added by a known dyeing method.
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。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。高温な方が、ウレア変性ポリエステル(I)やプレポリマー(Ａ)からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
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. In order to make the particle size of the
ウレア変性ポリエステル(I)やプレポリマー(Ａ)を含むトナー組成物１００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組成物の分散状態が悪く、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、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。 The amount of the aqueous medium used is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight, based on 100 parts of the toner composition containing urea-modified polyester (I) and prepolymer (A). If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner composition is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical. Moreover, a dispersing agent can also be used as needed. It is preferable to use a dispersant because the particle size distribution becomes sharp and the dispersion is stable.
プレポリマー(Ａ)からウレア変性ポリエステル(I)を合成する工程は水系媒体中でトナー組成物を分散する前にアミン類(Ｂ)を加えて反応させても良いし、水系媒体中に分散した後にアミン類(Ｂ)を加えて粒子界面から反応を起こしても良い。この場合製造されるトナー表面に優先的にウレア変性ポリエステルが生成し、粒子内部で濃度勾配を設けることもできる。 In the step of synthesizing the urea-modified polyester (I) from the prepolymer (A), the amine (B) may be added and reacted before the toner composition is dispersed in the aqueous medium, or may be dispersed in the aqueous medium. An amine (B) may be added later to cause a reaction from the particle interface. In this case, urea-modified polyester is preferentially produced on the surface of the manufactured toner, and a concentration gradient can be provided inside the particles.
トナー組成物が分散された油性相を水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤として、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陰イオン界面活性荊、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四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、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 a dispersant for emulsifying and dispersing the oily phase in which the toner composition is dispersed in a liquid containing water, anionic surface active soot such as alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, and phosphate ester, alkyl Amine salt type such as amine salt, amino alcohol fatty acid derivative, polyamine fatty acid derivative, imidazoline, alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, pyridinium salt, alkylisoquinolinium salt, benzethonium chloride, etc. Quaternary ammonium salt type cationic surfactants, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohol derivatives and other nonionic surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl -N, - amphoteric surfactants, such as dimethyl ammonium 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-イル(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)カルボン酸及ぴ金属塩、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 fluoroalkylcarboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3-ω-fluoroalkyl (C 6 -C 11 ) Sodium Oxy] -1-yl (C 3 -C 4 ) sulfonate, 3-ω-fluoroalkanoyl (C 6 -C 8 ) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C 11 to C 20 ) carboxylic acid and metal salt, perfluoroalkyl carboxylic acid (C 7 to C 13 ) and metal salt thereof, perfluoroalkyl (C 4 to C 12 ) sulfonic acid and metal salt thereof, perfluorooctane sulfone Acid diethanolamide, N-propyl-N- (2hydroxyethyl) perfluorooctanesulfonamide, perfluoro Examples include loalkyl (C 6 -C 10 ) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C 6 -C 10 ) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C 6 -C 16 ) ethyl phosphate ester and the like. It is done.
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Ｆ１１０、Ｆ１２０、Ｆ１１３、Ｆ１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３(大日本インキ社製)、エクトップEF１０２、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F１００、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.), Unidyne DS-101. DS-102 (Daikin Kogyo Co., Ltd.), MegaFuck F110, F120, F113, F191, F-812, F-833 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF102, 103, 104, 105, 112, 123A , 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products Co., Ltd.), Footage F100, F150 (manufactured by Neos), and the like.
また、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、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(ダイキン工業杜製)、メガファックＦ１５０、Ｆ−８２４(大日本インキ社製)、エクトップＥＦ１３２(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。 Examples of the cationic surfactant include aliphatic primary, secondary or secondary amine acids having a fluoroalkyl group, aliphatic quaternary ammonium salts such as perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, benzaza Luconium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (manufactured by Daikin Industries) Megafac F150, F-824 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF132 (manufactured by Tochem Products), and Footgent F-300 (manufactured by Neos).
また、水に難溶の無機化合物分散剤として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なども用いることができる。 Further, tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite and the like can be used as an inorganic compound dispersant that is hardly soluble in water.
また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−ヒドロキシプロピル、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、ビニルアルコール又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、又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窒素原子、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エニルエーテル、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。 Further, 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 Such as β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxypropyl methacrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, 3-chloroacrylate 2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate, 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, etc., or esters of compounds containing vinyl alcohol and carboxyl groups, such as Vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, etc., acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl imidazole, ethyleneimine, etc. Homopolymers or copolymers such as those having a nitrogen atom or a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, polyoxypropylene, Siethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonylphenyl Polyoxyethylenes such as esters, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
なお、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、微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。 In addition, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble substance is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is removed from the fine particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. To do. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長及び／又は架橋反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。 When a dispersant is used, the dispersant may remain on the surface of the toner particles. However, it is preferable from the charged surface of the toner that the dispersant is washed and removed after the elongation and / or crosslinking reaction.
更に、トナー組成物の粘度を低くするために、ウレア変性ポリエステル(I)やプレポリマー（Ａ）が可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、例えば、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く、中でもトルエン、キシレン等の芳香族系溶媒がより好ましい。プレポリマー（Ａ）１００部に対する溶剤の使用量は、通常０〜３００部、好ましくは０〜１００部、更に好ましくは２５〜７０部である。溶剤を使用した場合は、伸長及び／又は架橋反応後、常圧又は減圧下にて加温し除去する。 Furthermore, in order to lower the viscosity of the toner composition, a solvent in which the urea-modified polyester (I) or the prepolymer (A) is soluble can be used. The use of a solvent is preferable in that the particle size distribution becomes sharp. The solvent is preferably volatile from the viewpoint of easy removal. Examples of the solvent include 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 preferred, and aromatic solvents such as toluene and xylene are more preferred. The usage-amount of the solvent with respect to 100 parts of prepolymers (A) is 0-300 parts normally, Preferably it is 0-100 parts, More preferably, it is 25-70 parts. When a solvent is used, it is removed by heating under normal pressure or reduced pressure after the elongation and / or crosslinking reaction.
伸長及び／又は架橋反応時間は、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）の組み合わせによる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。 The elongation and / or crosslinking reaction time is selected depending on the reactivity of the isocyanate group structure of the prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. is there. 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.
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。 In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion, a method in which the temperature of the entire system is gradually raised to completely evaporate and remove the organic solvent in the droplets can be employed. Alternatively, the emulsified dispersion can be sprayed into a dry atmosphere to completely remove the water-insoluble organic solvent in the droplets to form toner fine particles, and the aqueous dispersant can be removed by evaporation together. . As a dry atmosphere in which the emulsified dispersion is sprayed, a gas obtained by heating air, nitrogen, carbon dioxide gas, combustion gas, or the like, in particular, various air currents heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling solvent used is generally used. Sufficient quality can be obtained with a short treatment such as spray dryer, belt dryer or rotary kiln.
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。 When the particle size distribution at the time of emulsification dispersion is wide and washing and drying processes are performed while maintaining the particle size distribution, the particle size distribution can be adjusted by classifying into a desired particle size distribution.
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。 In the classification operation, the fine particle portion can be removed in the liquid by a cyclone, a decanter, centrifugation, or the like. Of course, the classification operation may be performed after obtaining the powder as a powder after drying. The unnecessary fine particles or coarse particles obtained can be returned to the kneading step and used for the formation of particles. At that time, fine particles or coarse particles may be wet.
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。 The dispersant used is preferably removed from the obtained dispersion as much as possible, but it is preferable to carry out it simultaneously with the classification operation described above.
得られた乾燥後のトナーの粉体と離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。 By mixing the resulting dried toner powder with dissimilar particles such as release agent fine particles, charge control fine particles, fluidizing agent fine particles, and colorant fine particles, or by giving mechanical impact force to the mixed powder By immobilizing and fusing on the surface, it is possible to prevent detachment of the foreign particles from the surface of the resulting composite particle.
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士又は複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などがあげられる。 Specific means include a method of applying an impact force to the mixture by blades rotating at high speed, a method of injecting and accelerating the mixture into a high-speed air stream, and causing particles or composite particles to collide with an appropriate collision plate, etc. is there. As equipment, Ong mill (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), I-type mill (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.), with reduced pulverization air pressure, hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.) System (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), automatic mortar, etc.
また、該トナーに使用される着色剤としては、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料が使用でき、具体的には、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｃレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドンレッド、ベンジジンイエロー、ローズベンガル等を単独、あるいは混合して用いることができる。更に、必要により、トナー粒子自身に磁気特性を持たせるには、フェライト、マグネタイト、マグヘマイト等の酸化鉄類、鉄、コバルト、ニッケル等の金属あるいは、これらと他の金属との合金等の磁性成分を単独、又は混合して、トナー粒子へ含有させればよい。また、これらの成分は、着色剤成分として使用／併用することもできる。 As the colorant used in the toner, pigments and dyes conventionally used as toner colorants can be used. Specifically, carbon black, lamp black, iron black, ultramarine, nigrosine dye, Aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa yellow G, rhodamine 6C lake, calco oil blue, chrome yellow, quinacridone red, benzidine yellow, rose bengal and the like can be used alone or in combination. Further, if necessary, in order to give the toner particles magnetic properties, magnetic components such as iron oxides such as ferrite, magnetite and maghemite, metals such as iron, cobalt and nickel, or alloys of these with other metals. May be contained alone or in combination in the toner particles. Moreover, these components can also be used / used together as a colorant component.
また、本発明で用いられるトナー中の着色剤の個数平均径は０．５μｍ以下であることが望ましく、好ましくは０．４μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以下が望ましい。トナー中の着色剤の個数平均径が０．５μｍより大きいときには、顔料の分散性が充分なレベルには到らず、好ましい透明性が得られないことがある。０．１μｍより小さい微小粒径の着色剤は、可視光の半波長より十分小さいため、光の反射、吸収特性に悪影響を及ぼさないと考えられる。よって、０．１μｍ未満の着色剤の粒子は良好な色再現性と、定着画像を有するＯＨＰシートの透明性に貢献する。一方、０．５μｍより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、入射光の透過が阻害されたり、散乱されたりして、ＯＨＰシートの投影画像の明るさ及び彩かさが低下する傾向がある。 The number average diameter of the colorant in the toner used in the present invention is desirably 0.5 μm or less, preferably 0.4 μm or less, more preferably 0.3 μm or less. When the number average diameter of the colorant in the toner is larger than 0.5 μm, the dispersibility of the pigment does not reach a sufficient level, and preferable transparency may not be obtained. A colorant having a fine particle diameter of less than 0.1 μm is sufficiently smaller than a half wavelength of visible light, and thus is considered not to adversely affect light reflection and absorption characteristics. Therefore, the colorant particles of less than 0.1 μm contribute to good color reproducibility and transparency of the OHP sheet having a fixed image. On the other hand, if there are many colorants having a particle size larger than 0.5 μm, the transmission of incident light is hindered or scattered, and the brightness and color of the projected image of the OHP sheet tend to decrease. There is.
更に、０．５μｍより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、トナー粒子表面から着色剤が脱離し、カブリ、ドラム汚染、クリーニング不良といった種々の問題を引き起こしやすいため、好ましくない。特に、０．７μｍより大きな粒径の着色剤は、全着色剤の１０個数％以下であることが好ましく、５個数％以下であることが、より好ましい。 Further, if a large amount of colorant having a particle size larger than 0.5 μm is present, the colorant is detached from the surface of the toner particles, and various problems such as fogging, drum contamination, and poor cleaning are liable to occur. In particular, the colorant having a particle size larger than 0.7 μm is preferably 10% by number or less of the total colorant, and more preferably 5% by number or less.
また、着色剤を結着樹脂の一部もしくは全部と共に、予め湿潤液を加えた上で混練しておくことにより、初期的に結着樹脂と着色剤が十分に付着した状態となって、その後のトナー製造工程でのトナー粒子中における着色剤分散がより効果的に行なわれ、着色剤の分散粒径が小さくなり、一層良好な透明性を得ることができる。 Also, by mixing the colorant together with part or all of the binder resin in advance after adding a wetting liquid, the binder resin and the colorant are initially sufficiently adhered, In the toner production process, the colorant is dispersed more effectively in the toner particles, the dispersed particle diameter of the colorant is reduced, and better transparency can be obtained.
予めの混錬に用いる結着樹脂としては、トナー用結着樹脂として例示した樹脂類をそのまま使用することができるが、これらに限定されるものではない。 As the binder resin used for kneading in advance, the resins exemplified as the binder resin for toner can be used as they are, but are not limited thereto.
前記の結着樹脂と着色剤の混合物を予め湿潤液と共に混練する具体的な方法としては、例えば、結着樹脂、着色剤及び湿潤液を、ヘンシェルミキサー等のブレンダーにて混合した後、得られた混合物を二本ロール、三本ロール等の混練機により、結着樹脂の溶融温度よりも低い温度で混練して、サンプルを得る。 As a specific method for kneading the mixture of the binder resin and the colorant with the wetting liquid in advance, for example, the binder resin, the colorant and the wetting liquid are obtained after mixing with a blender such as a Henschel mixer. The obtained mixture is kneaded at a temperature lower than the melting temperature of the binder resin by a kneader such as a two-roll or three-roll to obtain a sample.
また、湿潤液としては、結着樹脂の溶解性や、着色剤との塗れ性を考慮しながら、一般的なものを使用できるが、特に、アセトン、トルエン、ブタノン等の有機溶剤や水が、着色剤の分散性の面から好ましい。中でも、水の使用は、環境への配慮、及び後のトナー製造工程における着色剤の分散安定性維持の点から一層好ましい。 In addition, as the wetting liquid, a general one can be used in consideration of the solubility of the binder resin and the paintability with the colorant, but in particular, an organic solvent such as acetone, toluene, butanone, or water, It is preferable from the viewpoint of dispersibility of the colorant. Among these, the use of water is more preferable from the viewpoint of environmental considerations and maintaining the dispersion stability of the colorant in the subsequent toner production process.
この製法によると、得られるトナーに含有される着色剤粒子の粒径が小さくなるばかりでなく、該粒子の分散状態の均一性が高くなるため、ＯＨＰによる投影像の色の再現性がより一層良くなる。 According to this manufacturing method, not only the particle diameter of the colorant particles contained in the obtained toner is reduced, but also the uniformity of the dispersion state of the particles is increased, so that the color reproducibility of the projected image by OHP is further improved. Get better.
この他、本発明の構成をとる限り、トナー中に結着樹脂や着色剤とともにワックスに代表される離型剤を含有させることもできる。 In addition, as long as the configuration of the present invention is adopted, a release agent represented by wax can be contained in the toner together with the binder resin and the colorant.
離型剤としては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど)；長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックスなど)；カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。 Known release agents can be used, such as polyolefin wax (polyethylene wax, polypropylene wax, etc.); long chain hydrocarbon (paraffin wax, sazol wax, etc.); carbonyl group-containing wax, etc. .
これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１，１８−オクタデカンジオールジステアレートなど)；ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど)；ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど)；ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど)；及びジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。 Of these, carbonyl group-containing waxes are preferred. Carbonyl group-containing waxes include polyalkanoic acid esters (carnauba wax, montan wax, trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1,18 -Octadecanediol distearate, etc.); polyalkanol esters (tristearyl trimellitic acid, distearyl maleate, etc.); polyalkanoic acid amides (ethylenediamine dibehenyl amide, etc.); polyalkylamides (trimellitic acid tristearylamide, etc.) And dialkyl ketones (such as distearyl ketone).
これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。これら離型剤の融点は、通常４０〜１６０℃であり、好ましくは５０〜１２０℃、更に好ましくは６０〜９０℃である。融点が４０℃未満のワックスは耐熱保存性に悪影響を与え、１６０℃を超えるワックスは低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より２０℃高い温度での測定値として、５〜１０００ｃｐｓが好ましく、さらに好ましくは１０〜１００ｃｐｓである。１０００ｃｐｓを超えるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。トナー中のワックスの含有量は通常０〜４０重量％であり、好ましくは３〜３０重量％である。 Among these carbonyl group-containing waxes, polyalkanoic acid esters are preferred. The melting point of these release agents is usually 40 to 160 ° C, preferably 50 to 120 ° C, more preferably 60 to 90 ° C. A wax having a melting point of less than 40 ° C. has an adverse effect on heat resistant storage stability, and a wax having a melting point of more than 160 ° C. tends to cause a cold offset when fixing at a low temperature. Further, the melt viscosity of the wax is preferably 5 to 1000 cps, more preferably 10 to 100 cps as a measured value at a temperature 20 ° C. higher than the melting point. Waxes exceeding 1000 cps have poor effects for improving hot offset resistance and low-temperature fixability. The content of the wax in the toner is usually 0 to 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight.
また、トナー帯電量及びその立ち上がりを早くするために、トナー中に、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。ここで、帯電制御剤として有色材料を用いると色の変化が起こるため、無色、白色に近い材料が好ましい。
帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えば、トリフェニルメタン系染料、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、又は化合物、タングステンの単体、又は化合物、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。具体的には第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、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)、第四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)、第四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、第四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)、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、四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。
In addition, a charge control agent may be contained in the toner as needed in order to accelerate the toner charge amount and its rise. Here, since a color change occurs when a colored material is used as the charge control agent, a colorless and nearly white material is preferable.
All known charge control agents can be used, such as triphenylmethane dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (including fluorine-modified quaternary ammonium salts), alkyls. Amide, phosphorus alone or compound, tungsten alone or compound, fluorine-based activator, salicylic acid metal salt, and metal salt of salicylic acid derivative. Specifically, the quaternary ammonium salt Bontron P-51, the oxynaphthoic acid metal complex E-82, the salicylic acid metal complex E-84, the phenol condensate E-89 (above, Orient Chemical Industry Co., Ltd.) Quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy charge PSY VP2038, triphenylmethane derivative copy blue PR, Quaternary ammonium salt copy charge NEG VP2036, copy charge NX VP434 (above, manufactured by Hoechst), LRA-901, boron complex LR-147 (manufactured by Nippon Carlit), quinacridone, azo pigment, other sulfonic acid groups , A polymer compound having a functional group such as a carboxyl group or a quaternary ammonium salt. That.
本発明において帯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重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯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。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後、溶解分散させることもできるし、有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー表面にトナー粒子作製後固定化させてもよい。 In the present invention, the amount of charge control agent used is determined uniquely 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 uniquely limited. However, it is preferably 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 main charge control agent is reduced, the electrostatic attractive force with the developing roller is increased, the flowability of the developer is reduced, and the image density is reduced. Incurs a decline. These charge control agents can be melt-kneaded together with a masterbatch and resin, and then dissolved and dispersed, or they can be added directly when dissolved and dispersed in an organic solvent, or fixed on the toner surface after preparation of toner particles. May be.
また、トナー製造過程で水系媒体中にトナー組成物を分散させるに際して、主に分散安定化のための樹脂微粒子を添加してもよい。 Further, when the toner composition is dispersed in the aqueous medium during the toner production process, resin fine particles mainly for stabilizing the dispersion may be added.
使用される樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。 The resin fine particles used may be any resin that can form an aqueous dispersion, and may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For example, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, Examples thereof include polyamide resin, polyimide resin, silicon resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, aniline resin, ionomer resin, and polycarbonate resin. As the resin fine particles, two or more of the above resins may be used in combination. Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.
ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。 The vinyl resin is a polymer obtained by homopolymerization or copolymerization of a vinyl monomer. For example, a styrene- (meth) acrylate resin, a styrene-butadiene copolymer, a (meth) acrylic acid-acrylate polymer, Examples include, but are not limited to, styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, styrene- (meth) acrylic acid copolymers, and the like.
更に、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は、無機微粒子を好ましく用いることができる。 Further, inorganic fine particles can be preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles.
この無機微粒子の一次粒子径は、５ｎｍ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ2／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５重量％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％であることが好ましい。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。 The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 nm to 2 μm, and particularly preferably 5 nm to 500 nm. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m < 2 > / g. The proportion of the inorganic fine particles used is preferably 0.01 to 5% by weight of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0% by weight. 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.
この他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。 In addition, polymer fine particles, such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylate esters, acrylate copolymers, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, thermosetting Examples thereof include polymer particles made of a resin.
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。 Such a fluidizing agent can be surface-treated to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having an alkyl fluoride group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oils, modified silicone oils and the like are preferable surface treatment agents. .
また、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が０．０１から１μｍのものが好ましい。 Examples of the cleaning property improver for removing the developer after transfer remaining on the photosensitive member or the primary transfer medium include fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate and stearic acid, such as polymethyl methacrylate fine particles, polystyrene. Examples thereof include fine polymer particles produced by soap-free emulsion polymerization of fine particles and the like. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 μm.
これらのトナーを用いることにより、上述の如く、現像の安定性に優れる、高画質なトナー像を形成することができる。しかしながら、転写装置にて転写媒体もしくは中間転写媒体に転写されず、像担持体上に残存してしまったトナーは、その微細さや転動性の良さのために、クリーニング手段による除去が困難で通過してしまうことがある。トナーを像担持体から完全に除去するには、例えばクリーニングブレードのようなトナー除去部材を像担持体に対して強力に押しつける必要がある。この様な負荷は、像担持体やクリーニング手段の寿命を短くするだけでなく、余計な駆動エネルギーを使用してしまうことになる。 By using these toners, a high-quality toner image having excellent development stability can be formed as described above. However, the toner that has not been transferred to the transfer medium or the intermediate transfer medium by the transfer device and has remained on the image carrier is difficult to remove by the cleaning means due to its fineness and good rolling properties. May end up. In order to completely remove the toner from the image carrier, it is necessary to strongly press a toner removing member such as a cleaning blade against the image carrier. Such a load not only shortens the life of the image carrier and the cleaning means, but also uses extra driving energy.
クリーニングブレードを像担持体に当接する荷重を軽減した場合には、像担持体上のトナーや小径のキャリアの除去が不十分となり、これらはクリーニング手段を通過する。トナーやキャリアがクリーニング手段を通過する際に像担持体表面を傷つけて寿命を短くしたり、下流の帯電手段に付着することにより均一な帯電ができずに画像品質が悪化する要因となる。 When the load for bringing the cleaning blade into contact with the image carrier is reduced, the toner and the small-diameter carrier on the image carrier are not sufficiently removed, and they pass through the cleaning means. When the toner or the carrier passes through the cleaning means, the surface of the image carrier is damaged to shorten the life or adhere to the downstream charging means, which may cause uniform charging and deteriorate the image quality.
本発明の画像形成装置は、前述の如く、像担持体表面状態の変動、特に低抵抗部位の存在に対しての許容範囲に優れ、像担持体への帯電性能変動等を、高度に抑制した構成であるため、上記構成のトナーと併用することにより、極めて高画質な画像を、長期にわたって安定して得ることができるものである。 As described above, the image forming apparatus of the present invention has an excellent tolerance for fluctuations in the surface state of the image carrier, particularly the presence of a low-resistance portion, and highly suppresses fluctuations in charging performance to the image carrier. Because of the configuration, when used in combination with the toner having the above configuration, an extremely high quality image can be stably obtained over a long period of time.
また、本発明の画像形成装置は、前述のごとく、クリーニング部材の挙動を安定させて、上記構成のトナーと併用することにより、極めて高画質な画像を、長期わたって安定して得ることができるものである。 In addition, as described above, the image forming apparatus of the present invention can stably obtain an extremely high-quality image over a long period of time by stabilizing the behavior of the cleaning member and using it together with the toner having the above-described configuration. Is.
また、本発明の画像形成装置は、前述のような高品質な画像を得るに適した構成のトナーとの併用ばかりでなく、粉砕法による不定形のトナーに対しても適用でき、装置寿命を大幅に延ばすことは言うまでもない。 In addition, the image forming apparatus of the present invention can be applied not only to the use of the toner having a configuration suitable for obtaining a high-quality image as described above, but also to an irregular shaped toner by a pulverization method, and the life of the apparatus can be improved. Needless to say, it will extend significantly.
このような、粉砕法のトナーを構成する材料としては、通常、電子写真用トナーとして使用されるものが、特に制限なく、適用可能である。 As a material constituting such a pulverized toner, those usually used as an electrophotographic toner can be applied without particular limitation.
該トナーに使用される一般的な結着剤樹脂の例としては、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等のスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン／ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン／プロピレン共重合体、スチレン／ビニルトルエン共重合体、スチレン／ビニルナフタレン共重合体、スチレン／アクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリル酸エチル共重合体、スチレン／アクリル酸ブチル共重合体、スチレン／アクリル酸オクチル共重合体、スチレン／メタクリル酸メチル共重合体、スチレン／メタクリル酸エチル共重合体、スチレン／メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン／α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／ビニルメチルケトン共重合体、スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／イソプレン共重合体、スチレン／マレイン酸共重合体等のスチレン系共重合体；ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル系単重合体やその共重合体；ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等のポリビニル誘導体；ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリアミド系重合体、ポリイミド系重合体、ポリオール系重合体、エポキシ系重合体、テルペン系重合体、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが挙げられ、単独あるいは混合して使用できるが特にこれらに限定するものではない。中でも、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂より選ばれる少なくとも1種以上であることが、電気特性、コスト面等から、より好ましいものである。更には、良好な定着特性を有するものとして、ポリエステル系樹脂及び／又はポリオール系樹脂の使用が、一層好ましい。 Examples of general binder resins used in the toner include homopolymers of styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and the like; styrene / p-chlorostyrene copolymers; Styrene / propylene copolymer, styrene / vinyl toluene copolymer, styrene / vinyl naphthalene copolymer, styrene / methyl acrylate copolymer, styrene / ethyl acrylate copolymer, styrene / butyl acrylate copolymer, Styrene / octyl acrylate copolymer, styrene / methyl methacrylate copolymer, styrene / ethyl methacrylate copolymer, styrene / butyl methacrylate copolymer, styrene / α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene / Acrylonitrile copolymer, styrene / vinyl methyl ketone copolymer, Styrene copolymers such as tylene / butadiene copolymer, styrene / isoprene copolymer, styrene / maleic acid copolymer; polymethyl acrylate, polybutyl acrylate, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, etc. Acrylic ester-based homopolymers and copolymers thereof; polyvinyl derivatives such as polyvinyl chloride and polyvinyl acetate; polyester-based polymers, polyurethane-based polymers, polyamide-based polymers, polyimide-based polymers, polyol-based polymers, Examples thereof include an epoxy polymer, a terpene polymer, an aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, an aromatic petroleum resin, and the like. These can be used alone or in combination, but are not particularly limited thereto. Among these, at least one selected from styrene-acrylic copolymer resins, polyester resins, and polyol resins is more preferable from the viewpoint of electrical characteristics, cost, and the like. Furthermore, it is more preferable to use a polyester-based resin and / or a polyol-based resin as having good fixing characteristics.
また、上述の事由により、帯電部材の被覆層に含まれる前記トナーの結着樹脂を構成する樹脂成分と同じものは、線状ポリエステル樹脂組成物、線状ポリオール樹脂組成物、線状スチレンアクリル樹脂組成物、又はこれらの架橋物の内、少なくとも一種を好ましく用いることができる。 For the reasons described above, the same resin component as the binder resin of the toner contained in the coating layer of the charging member includes a linear polyester resin composition, a linear polyol resin composition, and a linear styrene acrylic resin. At least one of the compositions or these cross-linked products can be preferably used.
粉砕法のトナーでは、これらの樹脂成分と共に、前述のような着色剤成分、ワックス成分、電荷制御成分等を、必要により前混合後、樹脂成分の溶融温度近傍以下で混練して、これを冷却後、粉砕分級工程を経て、トナーを作製すれば良く、また、必要により前述の外添成分を、適宜、添加混合すれば良い。 In the pulverized toner, together with these resin components, the colorant component, wax component, charge control component, and the like as described above are premixed as necessary, and then kneaded at a temperature close to the melting temperature of the resin component, and then cooled. Thereafter, a toner may be prepared through a pulverizing and classifying step, and the above-mentioned external additive components may be appropriately added and mixed as necessary.
また、同様に、本発明のクリーニング手段および上述の如きキャリアならびにトナーをプロセスカートリッジに用いることにより、使用している部品寿命を飛躍的に延ばすことができるため、容易に環境負荷の低減を行なうことができる。 Similarly, by using the cleaning means of the present invention and the carrier and toner as described above in the process cartridge, the life of the parts used can be greatly extended, so the environmental load can be easily reduced. Can do.
次に、本発明のプロセスカートリッジについて説明する。 Next, the process cartridge of the present invention will be described.
図７は、像担持体１、帯電装置３、現像装置５、及びクリーニング手段２よりなるプロセスカートリッジならびに中間転写媒体６０、一次転写装置６１を示している。
そして、前記像担持体１と前記クリーニング手段２には、前記した画像形成装置のそれらと同様の構成のものを使用した。前記像担持体１は１０点平均表面粗さ（Ｒｚ）が１０ｎｍ以下とすることが好ましい。
FIG. 7 shows a process cartridge including the
For the
プロセスカートリッジの場合も、画像形成装置と同様に、帯電装置３による像担持体の帯電が行なわれる際には、電圧印加機構（図示せず）から帯電部材に、像担持体１を所望の電位に帯電させるに適した、適当な大きさの電圧又はこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。なお、該帯電装置は像担持体表面に接触又は近接して配設することが好ましい。
In the case of the process cartridge, as in the case of the image forming apparatus, when the image carrier is charged by the charging
帯電された像担持体１は、レーザー光学系等の潜像形成装置によって照射されるレーザー光で潜像形成（露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる）が行なわれる。
The charged
レーザー光は半導体レーザーから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡（ポリゴン）等により像担持体１の表面を、像担持体１の回転軸方向に走査する。
Laser light is emitted from a semiconductor laser, and the surface of the
このようにして形成された潜像が、現像装置５にある現像剤担持体である現像スリーブ５a上に供給されたトナー粒子、又はトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。
The latent image formed in this way is developed with a developer made of toner particles or a mixture of toner particles and carrier particles supplied onto a developing
潜像の現像時には、電圧印加機構（図示せず）から現像スリーブに、像担持体１の露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧又はこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
At the time of developing the latent image, a voltage of an appropriate magnitude or an AC voltage superimposed on the developing sleeve from the voltage application mechanism (not shown) between the exposed portion and the non-exposed portion of the
像担持体１上に形成されたトナー像は、一次転写装置６１にて中間転写媒体６０上に転写される。
The toner image formed on the
このとき、一次転写装置６１には、転写バイアスとして、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。その後、中間転写媒体６０は、像担持体１から分離され、転写像が得られる。
At this time, it is preferable that a potential having a polarity opposite to that of toner charging is applied to the
また、像担持体上に残存するトナー粒子は、クリーニング部材２３によって、クリーニング手段２内のトナー回収室２５へ回収される。
The toner particles remaining on the image carrier are collected by the cleaning
像担持体１には、ファーブラシ２７が当接されており、更にファーブラシ２７には保護剤２８が当接されている。図７のように保護剤塗布手段はクリーニング部材２３より後工程で、かつ、前記帯電装置３より前工程に、配設することが好ましい。
A
前記したプロセスカートリッジによれば、表面層が硬化性樹脂からなる像担持体を使用したにもかかわらず、クリーニング手段のクリーニング部材先端と像担持体との接点における接線方向での作用力が像担持体静止時と駆動時で変らない構成としたため、クリーニング部材が急激な作用力の変化を受けることが抑止され、クリーニング部材先端の挙動を安定させて、クリーニング部材及び像担持体の耐久性を向上させることができ、初期の高品質な画像を長期にわたって安定して維持することができる。 According to the process cartridge described above, the tangential acting force at the contact point between the front end of the cleaning member of the cleaning means and the image carrier is used in spite of the use of the image carrier whose surface layer is made of curable resin. Since the structure does not change between when the body is stationary and when it is driven, the cleaning member is prevented from undergoing sudden changes in the working force, and the behavior of the cleaning member tip is stabilized, improving the durability of the cleaning member and the image carrier. The initial high-quality image can be stably maintained over a long period of time.
また、それと共にプロセスカートリッジもしくはこれに使用している部品の交換間隔を広げることが可能となるため、廃棄物の削減、自然環境へ与える負荷を大幅に低減することができる。 In addition, since it becomes possible to increase the replacement interval of the process cartridge or the parts used in the process cartridge, it is possible to reduce waste and greatly reduce the load on the natural environment.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されて解釈されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is limited to a following example and is not interpreted.
（実施例１）像担持体として下記処方の硬化性樹脂からなるφ３０の感光体を使用し、クリーニング部材には 厚み＝２ｍｍの板状に成形した、反発弾性＝６０％のウレタンゴムブレードを、当接角＝１５ｄｅｇ.、自由長＝７．３ｍｍ、支軸角（接点における像担持体のクリーニングされた面側の接線と、接点と支軸中心を結んだ線分のなす角)＝１６５ｄｅｇ．となるよう調整した支持体に接着し、押圧力＝２５ｇｆ／ｃｍとして、リコー製カラーＭＦＰ Ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ４５５に搭載可能なクリーニング手段（Ｃ１）を作製した。 (Example 1) A φ30 photoconductor composed of a curable resin having the following formulation was used as an image carrier, and a urethane rubber blade having a rebound resilience = 60%, formed into a plate shape with a thickness = 2 mm as a cleaning member, Contact angle = 15 deg., Free length = 7.3 mm, support shaft angle (angle formed by a tangent line on the cleaned surface side of the image carrier at the contact point and a line segment connecting the contact point and the support shaft center) = 165 deg. A cleaning means (C1) that can be mounted on a Ricoh color MFP Image Neo Neo C455 was produced by adhering to the support adjusted so that the pressure was 25 gf / cm.
なお、上記当接角、自由長、支軸角、押圧力については、図１０を参照されたい。 Refer to FIG. 10 for the contact angle, free length, spindle angle, and pressing force.
感光体の作製
φ３０ｍｍのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液を順次、塗布、乾燥することにより、３．５μｍの下引き層、０．２μｍの電荷発生層、１８μｍの電荷輸送層を形成した。この電荷輸送層上に下記組成の架橋型電荷輸送層用塗工液をスプレー塗工し、２０分自然乾燥した後、メタルハライドランプ：１６０Ｗ／ｃｍ、照射距離：１２０ｍｍ、照射強度：５００ｍＷ／ｃｍ2、照射時間：６０秒の条件で光照射を行ない塗布膜を硬化させた。更に１３０℃で２０分乾燥を加え５．２μｍの架橋型電荷輸送層用を設け、電子写真感光体を得た。
Preparation of Photoreceptor By coating and drying an undercoat layer coating solution, a charge generation layer coating solution, and a charge transport layer coating solution on a φ30 mm aluminum cylinder in order, 3.5 μm An undercoat layer, a 0.2 μm charge generation layer, and an 18 μm charge transport layer were formed. On this charge transport layer, a coating solution for a crosslinkable charge transport layer having the following composition is spray-coated and naturally dried for 20 minutes, and then a metal halide lamp: 160 W / cm, irradiation distance: 120 mm, irradiation intensity: 500 mW / cm 2. , Irradiation time: Light irradiation was performed under the condition of 60 seconds to cure the coating film. Further, drying was performed at 130 ° C. for 20 minutes, and a 5.2 μm cross-linked charge transport layer was provided to obtain an electrophotographic photosensitive member.
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂 ６部
（ベッコゾール１３０７−６０−ＥＬ、大日本インキ化学工業製）
メラミン樹脂 ４部
（スーパーベッカミン Ｇ−８２１−６０、大日本インキ化学工業製）
酸化チタン ４０部
メチルエチルケトン ５０部
[Coating liquid for undercoat layer]
Titanium oxide 40 parts Methyl ethyl ketone 50 parts
〔電荷発生層用塗工液〕
下記構造式（Ｉ）のビスアゾ顔料 ２．５部
ポリビニルブチラール（ＸＹＨＬ、ＵＣＣ製） ０．５部
シクロヘキサノン ２００部
メチルエチルケトン ８０部
[Coating liquid for charge generation layer]
Bisazo pigment of the following structural formula (I) 2.5 parts polyvinyl butyral (XYHL, manufactured by UCC) 0.5
〔電荷輸送層用塗工液〕
ビスフェノールＺポリカーボネート（パンライトＴＳ−２０５０、帝人化成製）
１０部
下記構造式（II）の低分子電荷輸送物質（Ｄ−１） ７部
テトラヒドロフラン １００部
１％シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液 ０．２部
（ＫＦ５０−１００ＣＳ、信越化学工業製）
[Coating liquid for charge transport layer]
Bisphenol Z polycarbonate (Panlite TS-2050, manufactured by Teijin Chemicals)
10 parts low molecular charge transport material (D-1) of the following structural formula (II) 7 parts tetrahydrofuran 100
〔架橋型電荷輸送層用塗工液〕
電荷輸送性構造を有さない３官能以上のラジカル重合性モノマー １０部
トリメチロールプロパントリアクリレート
（ＫＡＹＡＲＡＤ ＴＭＰＴＡ、日本化薬製）
分子量：２９６、官能基数：３官能、分子量／官能基数＝９９
１官能の電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物 １０部
（例示化合物Ｎｏ．５４（特許文献４参照））
光重合開始剤 １部
１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
（イルガキュア１８４、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製）
テトラヒドロフラン １００部
[Coating liquid for cross-linked charge transport layer]
Trifunctional or higher-functional radical polymerizable monomer having no charge transport structure 10 parts trimethylolpropane triacrylate (KAYARAD TMPTA, manufactured by Nippon Kayaku)
Molecular weight: 296, number of functional groups: trifunctional, molecular weight / number of functional groups = 99
10 parts of a radically polymerizable compound having a monofunctional charge transporting structure (Exemplary Compound No. 54 (see Patent Document 4))
リコー製カラーＭＦＰ Ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ Ｃ４５５の改造機を用い、作像ユニットに上記のクリーニング手段（Ｃ１）を設置し、Ａ４版、画像面積率５％のカラー原稿２０万枚の連続画像出図試験を行ない、試験前後における画像の異常の有無を確認した。 Using a modified Ricoh color MFP Image Neo Neo C455, install the above cleaning means (C1) in the image forming unit, and perform continuous image drawing tests on 200,000 color originals with A4 size and 5% image area ratio. The presence or absence of image abnormality before and after the test was confirmed.
＜感光体表面の十点平均面粗さＲｚ測定方法＞
原子間力顕微鏡（ＳＩＩ社製 ＳＰＡ５００）を用いて、３μｍ×３μｍの領域の十点平均面粗さ（Rｚ）を測定。十点平均面粗さ（Rｚ）は、ＪＩＳＢ６０１で定義されている十点平均粗さRｚを測定面に対し適用できるように拡張したものである。
<Measuring method of 10-point average surface roughness Rz of the photoreceptor surface>
Using an atomic force microscope (SPA 500 manufactured by SII), the 10-point average surface roughness (Rz) of a 3 μm × 3 μm region was measured. The ten-point average surface roughness (Rz) is an extension of the ten-point average roughness Rz defined in JIS B601 so that it can be applied to the measurement surface.
この時、試験用のトナーは、重量平均径（Ｄ４）＝５．５μｍ、個数平均径（Ｄ１）＝４．７μｍ、円形度ＳＲ＝０．９７の、重合法により作製したトナーを用いた。
画像の異常としては、クリーニング不良に起因するスジ状の画像欠陥、また感光体膜厚現象に起因する地肌部のカブリを評価した。
At this time, a toner prepared by a polymerization method having a weight average diameter (D4) = 5.5 μm, a number average diameter (D1) = 4.7 μm, and a circularity SR = 0.97 was used as a test toner.
As image abnormalities, streak-like image defects caused by poor cleaning and background fogging caused by the photoreceptor film thickness phenomenon were evaluated.
各評価結果を表１に示す。２０万枚通紙後も画像品質に問題はなかった。 Each evaluation result is shown in Table 1. There was no problem in image quality even after passing 200,000 sheets.
（実施例２）支軸角＝−１５ｄｅｇ．となるように設定した以外は実施例１と同様にして試験を行った。 (Example 2) Support shaft angle = -15 deg. The test was performed in the same manner as in Example 1 except that the setting was made to be.
評価結果を表１に示す。２０万枚通紙後においても画像品質に問題はなかった。 The evaluation results are shown in Table 1. There was no problem in image quality even after passing 200,000 sheets.
（比較例１）支軸角＝１５ｄｅｇ．となるよう調整した以外は実施例１と同様にして試験を行った。
評価結果を表１に示す。
１０万枚通紙後においてスジが発生し、２０万枚時点では許容できないレベルとなった。
(Comparative Example 1) Support shaft angle = 15 deg. The test was performed in the same manner as in Example 1 except that the adjustment was performed.
The evaluation results are shown in Table 1.
Streaks occurred after 100,000 sheets were passed, and the level was unacceptable at the time of 200,000 sheets.
（比較例２）感光体に実施例１の表面層(架橋型電荷輸送層)のない構成のφ３０感光体とした以外は実施例１と同様にして試験を行った。 (Comparative Example 2) A test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the photoconductor was a φ30 photoconductor having no surface layer (crosslinked charge transport layer) in Example 1.
スジに関しては比較例１よりも程度がよかったものの、１０万枚通紙後において地肌カブリが発生し、２０万枚時点では許容できないレベルとなった。 Although the degree of streaking was better than that of Comparative Example 1, background fogging occurred after passing 100,000 sheets, and the level was not acceptable at the time of 200,000 sheets.
なお、本発明は各実施の形態に示す事項に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、上記各実施の形態の中で示唆した以外にも、上記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。 It should be noted that the present invention is not limited to the matters shown in each embodiment, and within the scope of the technical idea of the present invention, each of the above embodiments is appropriately changed in addition to the suggestions in each of the above embodiments. Obviously you get.
１ 像担持体
２ クリーニング装置
３ 帯電装置
４ 潜像形成装置
５ 現像装置
６ 転写装置
２１ クリーニング部材支軸
２２ クリーニングホルダ
２３ クリーニング部材（ブレード）
２４ スプリング
２７ ファーブラシ
２８ 保護剤
６０ 中間転写媒体
６１ 一次転写媒体
１００ 画像形成装置
１３１ 導電性支持体
１３２ 感光層
１３３ 電荷発生層
１３４ 電荷輸送層
DESCRIPTION OF
24
Claims (14)
前記像担持体は、表面層が連鎖重合性官能基を有する化合物を重合又は架橋させて硬化させた樹脂からなり、
前記クリーニング部材は、支軸を中心に揺動自在に設けられ、かつ、前記像担持体のクリーニングされた面と鋭角をなして前記像担持体の表面に当接すると共に、前記クリーニング部材の先端が、前記像担持体表面に当接する点において、前記像担持体接線方向の荷重成分が、前記像担持体の静止時と回転時において同一方向となるように前記支軸の位置を設定したことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising at least an image carrier and a cleaning member in contact with the image carrier,
The image carrier is made of a resin obtained by polymerizing or crosslinking a compound having a surface polymerizable functional group on the surface layer, and curing the compound.
The cleaning member is provided so as to be swingable about a support shaft, and makes contact with the surface of the image carrier at an acute angle with the cleaned surface of the image carrier, and the tip of the cleaning member is The position of the support shaft is set so that the load component in the tangential direction of the image carrier is in the same direction when the image carrier is stationary and when the image carrier is in contact with the surface of the image carrier. An image forming apparatus.
前記像担持体は、表面層が連鎖重合性官能基を有する化合物の重合又は架橋させて硬化させた樹脂からなり、
前記クリーニング部材は、支軸を中心に揺動自在に設けられ、かつ、前記像担持体のクリーニングされる面と鋭角をなして前記像担持体の表面に当接すると共に、前記クリーニング部材が前記像担持体表面に当接する点Ｑにおける像担持体の接線Ｌ１と、法線Ｌ２とは、前記支軸が、前記接線Ｌ１に対して前記像担持体とは反対側で、かつ、前記法線Ｌ２に対して前記像担持体の回転方向の上流側に位置することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising at least an image carrier and a cleaning member that contacts the image carrier,
The image carrier is made of a resin whose surface layer is polymerized or crosslinked with a compound having a chain polymerizable functional group, and cured.
The cleaning member is provided so as to be swingable about a support shaft, contacts the surface of the image carrier at an acute angle with the surface to be cleaned of the image carrier, and the cleaning member The tangent line L1 and normal line L2 of the image carrier at the point Q that contacts the surface of the carrier body are such that the support shaft is on the opposite side of the tangent line L1 from the image carrier and the normal line L2 The image forming apparatus is located upstream of the image carrier in the rotation direction.
前記像担持体は、表面層が連鎖重合性官能基を有する化合物を重合又は架橋させて硬化させた樹脂からなり、
前記クリーニング部材は、支軸を中心に揺動自在に設けられ、かつ、前記像担持体のクリーニングされた面と鋭角をなして前記像担持体の表面に当接すると共に、前記クリーニング部材が前記像担持体表面に当接する接点Ｑ、前記接点Ｑにおける接線Ｌ１、法線Ｌ２とすると、前記支軸が、前記接線Ｌ１に対して像担持体と同じ側で、かつ、前記法線Ｌ２に対して像担持体の回転方向の下流側に位置することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus comprising at least an image carrier and a cleaning member that contacts the image carrier,
The image carrier is made of a resin obtained by polymerizing or crosslinking a compound having a surface polymerizable functional group on the surface layer, and curing the compound.
The cleaning member is provided so as to be swingable about a support shaft, contacts the surface of the image carrier at an acute angle with the cleaned surface of the image carrier, and the cleaning member Assuming that the contact point Q is in contact with the surface of the carrier, the tangent line L1 and the normal line L2 at the contact point Q, the support shaft is on the same side as the image carrier with respect to the tangent line L1 and the normal line L2. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is located downstream in the rotation direction of an image carrier.
「円形度ＳＲ」＝「粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長」／「粒子投影像の周囲長」・・・（式1） 10. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner used for image formation has a circularity (SR) represented by the following formula 1 of 0.93 to 1.00.
“Circularity SR” = “perimeter of a circle having the same area as the particle projection area” / “perimeter of the particle projection image” (Formula 1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|---|---|---|
| JP2011197131A (en) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus, and process cartridge |
| JP2012063529A (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Ricoh Co Ltd | Electrophotographic photoreceptor, image forming apparatus, and process cartridge |
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