JP2008225242A - Protective-agent applying device, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置における、感光体をクリーニングブレードとの摩擦力等の力学的ストレスや、帯電による電気的ストレスから保護する保護剤を感光体へ塗布する保護剤塗布装置、該保護剤塗布装置を用いたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。 The present invention provides protection for applying to a photoconductor a protective agent that protects the photoconductor from mechanical stress such as frictional force with a cleaning blade and electrical stress due to charging in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine. The present invention relates to an agent coating apparatus, a process cartridge using the protective agent coating apparatus, and an image forming apparatus.
電子写真プロセスを用いた画像形成装置では、感光体に対して帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程を施すことにより画像形成が行われる。帯電工程で生成され感光体表面に残る放電生成物および転写工程後に感光体表面に残る残トナーまたはトナー成分はクリーニングプロセスを経て除去される。 In an image forming apparatus using an electrophotographic process, an image is formed by performing a charging process, an exposure process, a development process, and a transfer process on a photoreceptor. The discharge product generated in the charging process and remaining on the surface of the photoreceptor and the residual toner or toner component remaining on the surface of the photoreceptor after the transfer process are removed through a cleaning process.
一般に用いられるクリーニング方式として、安価で機構が簡単でクリーニング性に優れたゴムブレードが用いられる。しかし、ゴムブレードは感光体に押し当てて感光体表面の残留物を除去するため感光体表面とクリーニングブレード間の摩擦による機械的ストレスが大きく、ゴムブレードの磨耗や特に有機感光体においては感光体表面層の磨耗が生じ、ゴムブレードおよび有機感光体の寿命を短くする。また、高画質化の要求に対して画像形成に用いられるトナーは小粒径のものになってきている。小粒径のトナーを用いた画像形成装置では、残トナーがクリーニングブレードをすり抜けていく割合が多くなり、特に、クリーニングブレードの寸法精度、組み付け精度が十分でなかったり、クリーニングブレードが部分的に震動したりした場合にトナーのすり抜けは激しくなってしまい高画質の画像形成を妨げていた。そのため、有機感光体の寿命を延ばし長期に渡って高画質を保持するには、摩擦による部材の劣化を低減し、クリーニング性を向上させる必要がある。 As a generally used cleaning method, a rubber blade that is inexpensive, has a simple mechanism, and has excellent cleaning properties is used. However, since the rubber blade is pressed against the photoconductor to remove the residue on the surface of the photoconductor, mechanical stress due to friction between the surface of the photoconductor and the cleaning blade is large. Wear of the surface layer occurs, shortening the life of the rubber blade and the organic photoreceptor. In addition, the toner used for image formation in response to the demand for higher image quality has become a small particle size. In an image forming apparatus using small-diameter toner, the rate at which residual toner passes through the cleaning blade increases. In particular, the dimensional accuracy and assembly accuracy of the cleaning blade are insufficient, or the cleaning blade partially vibrates. In such a case, the toner slips through the surface, preventing high-quality image formation. Therefore, in order to extend the life of the organic photoreceptor and maintain high image quality over a long period of time, it is necessary to reduce deterioration of the member due to friction and improve cleaning properties.
この要求に対して、例えば、特許文献1に示す、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸を感光体に供給し、クリーニングブレードで潤滑剤の皮膜を形成する方法などが採用されている。ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸を用いることにより、感光体表面の潤滑性は向上し、感光体とクリーニングブレードとの摩擦を低減することができると供に、転写残トナーのクリーニング性も向上することから、非常に好ましいものであった。 In response to this requirement, for example, a method of supplying a metal soap such as zinc stearate to a photoreceptor and forming a lubricant film with a cleaning blade as shown in Patent Document 1 is employed. By using a metal soap such as zinc stearate, the lubricity of the surface of the photoreceptor is improved, the friction between the photoreceptor and the cleaning blade can be reduced, and the cleaning performance of the residual toner is also improved. Therefore, it was very preferable.
また近年、帯電工程においては、直流電圧に交流電圧を重畳して帯電する帯電ローラ等によるいわゆるAC帯電が用いられるようになってきた。このAC帯電は、感光体の帯電電位の均一性が高い、オゾンやNOx等の酸化性ガスの発生が少ない、装置を小型化できる等の優れた性能を有している反面、印加する交流電圧の周波数に応じ、1秒間に数百〜数千回もの正負放電が帯電部材と感光体の間で繰り返されるため感光体はこの多数の放電を受けて表面層の劣化が加速される。この劣化に対して、感光体に潤滑剤を塗布しておくとAC帯電のエネルギーは、先ず潤滑剤に吸収され、感光体は到達し難くなるため、感光体は保護される。 In recent years, in the charging process, so-called AC charging using a charging roller or the like for charging by superimposing an AC voltage on a DC voltage has been used. This AC charging has excellent performance such as high uniformity of the charging potential of the photoconductor, less generation of oxidizing gas such as ozone and NOx, and miniaturization of the apparatus, but the applied AC voltage. Depending on the frequency, the positive and negative discharges of several hundred to several thousand times per second are repeated between the charging member and the photoconductor, so that the photoconductor is subjected to this large number of discharges and the deterioration of the surface layer is accelerated. For this deterioration, if a lubricant is applied to the photoconductor, the AC charging energy is first absorbed by the lubricant and the photoconductor is difficult to reach, so that the photoconductor is protected.
また、AC帯電のエネルギーにより金属石鹸は分解していくが、金属石鹸は完全に分解し、消失してしまうのではなく、分子量の低い脂肪酸が生成し、感光体とクリーニングブレードとの摩擦力が高くなりやすい。また脂肪酸とともに、トナー成分が感光上に膜状に付着させやすくなってしまい、画像の解像度が低下しやすくなるとともに、感光体の磨耗が生じ、濃度ムラにつながりやすい問題があった。そのため、脂肪酸が生成しても、直ぐに金属石鹸で感光体表面を覆ってしまえるよう、大量の金属石鹸を感光体上に供給するようにしている。しかし、感光体上に大量の金属石鹸を供給しても、実際に感光体表面に付着するのは、ごく一部であり、感光体上に供給された金属石鹸のほとんどは、トナーと供に転写されたり、廃トナーと供に除去されたりしてしまうため、金属石鹸が早期に枯渇してしまい、感光体の寿命より前に、金属石鹸を新しいものに変えないといけなくなっていた。 Also, the metal soap is decomposed by the AC charging energy, but the metal soap is not completely decomposed and disappears, but a fatty acid having a low molecular weight is generated, and the frictional force between the photosensitive member and the cleaning blade is reduced. It tends to be expensive. In addition to the fatty acid, the toner component easily adheres in a film form on the photosensitive member, and the resolution of the image tends to be lowered, and the photosensitive member is worn out, which tends to cause density unevenness. Therefore, a large amount of metal soap is supplied onto the photoconductor so that the surface of the photoconductor can be immediately covered with metal soap even if fatty acids are generated. However, even if a large amount of metal soap is supplied onto the photoconductor, only a small portion of the metal soap actually adheres to the surface of the photoconductor, and most of the metal soap supplied onto the photoconductor is used together with the toner. Since the toner is transferred or removed together with the waste toner, the metal soap is depleted at an early stage, and the metal soap must be replaced with a new one before the life of the photosensitive member.
金属石鹸に変わる保護剤として、例えば、特許文献2では、炭素数20以上70以下の高級アルコールを主成分とする潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を用いることにより、ブレードニップ部先端に高級アルコールが不定形粒子として滞留し、また、適度な像担持体表面への濡れ性を有することから、潤滑性能の持続性が発現するとしている。 As a protective agent that replaces metal soap, for example, in Patent Document 2, a higher alcohol is used at the tip of the blade nip portion by using a lubricant supply device that supplies a lubricant mainly composed of a higher alcohol having 20 to 70 carbon atoms. Is retained as irregularly shaped particles, and has appropriate wettability to the surface of the image bearing member, so that the durability of the lubricating performance is expressed.
しかしながら、高級アルコールによる潤滑剤では、感光体表面に濡れやすく潤滑剤としての効果は期待できるが、像担持体上に吸着した高級アルコール分子、一分子当りの占める吸着占有面積が広くなりがちであり、像担持体の単位面積あたりに吸着する分子の密度(単位面積当りの吸着分子重量)が小さいため、上述のAC帯電による電気的ストレスから感光体を保護することが難しい。 However, lubricants with higher alcohols tend to get wet on the surface of the photoreceptor and can be expected to be effective as lubricants. Since the density of molecules adsorbed per unit area of the image bearing member (adsorbed molecule weight per unit area) is small, it is difficult to protect the photoconductor from the above-described electrical stress due to AC charging.
また、特許文献3では、特定のアルキレンビスアルキル酸アミド化合物の粉体を潤滑性分として使用することにより、クリーニングブレードと像担持体が当圧接される界面に粉体微粒子が存在するため、円滑な潤滑作用が長期間にわたって保持できるとしている。 Further, in Patent Document 3, by using a powder of a specific alkylene bisalkyl acid amide compound as a lubricating component, powder fine particles exist at the interface where the cleaning blade and the image carrier are pressed against each other. It is said that a good lubricating action can be maintained over a long period of time.
しかしながら、分子中に窒素原子を含む構成の潤滑剤では、潤滑剤自体が上述のAC帯電による電気的ストレスを受けた場合に、分解生成物として窒素酸化物やアンモニウム含有化合物に類するイオン解離性の化合物を生成し、潤滑層内に取り込まれてしまい、高湿度下で潤滑層が低抵抗し、画像ボケを発生させることがある。 However, a lubricant having a nitrogen atom in the molecule has an ion dissociation property similar to a nitrogen oxide or an ammonium-containing compound as a decomposition product when the lubricant itself is subjected to the above-described electrical stress due to AC charging. A compound may be generated and taken into the lubricating layer, and the lubricating layer may have low resistance under high humidity, causing image blur.
また、パラフィンを主成分とする保護剤が、AC帯電による電気的ストレスから、感光体を保護し、感光体とクリーニングブレードとの摩擦力を低減することができ、また、廃トナーのクリーニング性が極めて良好になることが分かってきた。特に、パラフィンを主成分とする保護剤は、AC帯電によるストレスで酸化されたとしても、脂肪酸の生成は少なく、感光体とクリーニングブレードとの間の摩擦力の変化が非常に少なく、大変好ましい。 In addition, the protective agent mainly composed of paraffin can protect the photoconductor from electrical stress due to AC charging, and can reduce the frictional force between the photoconductor and the cleaning blade, and can also clean the waste toner. It has been found to be very good. In particular, a protective agent mainly composed of paraffin is very preferable because even if it is oxidized by stress due to AC charging, the production of fatty acid is small and the change in frictional force between the photoreceptor and the cleaning blade is very small.
しかしながら、パラフィンを主成分とする保護剤を用いて画像形成を繰り返した場合、感光体とクリーニングブレードの磨耗によると思われる異常画像が発生する場合があった。特に、保護剤塗布装置を製造するロットによって、異常画像の発生確率が大きく異なることがあった。 However, when image formation is repeated using a protective agent mainly composed of paraffin, an abnormal image that may be caused by wear of the photoreceptor and the cleaning blade may occur. In particular, the probability of occurrence of an abnormal image may vary greatly depending on the lot for manufacturing the protective agent coating apparatus.
その異常画像が発生している場所と発生していない場所とを詳細に調査したところ、スジ状の異常画像が発生した場所と異常画像が発生していない場所では、感光体の膜厚が少なくなっていたり、トナー成分が多く付着していることが分かったが、いかなる原因で、このような現象が起こるのか分からなかった。 A detailed investigation of where the abnormal image occurred and where it did not occur revealed that the film thickness of the photoconductor was small in the place where the streaky abnormal image occurred and where no abnormal image occurred. It was found that the toner component was attached and a large amount of the toner component was adhered, but it was not known why this phenomenon occurred.
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、異常画像を防止することのできる保護剤塗布装置、該保護剤塗布装置を備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and provides a protective agent coating apparatus capable of preventing abnormal images, a process cartridge including the protective agent coating apparatus, and an image forming apparatus. Objective.
前記課題を解決するために提供する本発明は、以下の通りである。
(1) パラフィンを主成分とする保護剤を有機感光体へ塗布する保護剤塗布装置において、保護剤が塗布された有機感光体表面を四酸化ルテニウム水溶液の飽和蒸気に暴露した後、該有機感光体表面に加速電圧0.3〜1kVの電子線を照射して反射電子像あるいは二次電子像を取得し、ついで該反射電子像あるいは二次電子像を黒部と白部からなる二値化画像に変換し、該二値化画像全体に占める黒部の面積の割合を前記有機感光体表面における保護剤の被覆率として算出する保護剤被覆率の測定方法で前記有機感光体における保護剤の被覆率を測定した場合に、該保護剤の被覆率が所定値以上となるように塗布条件が設定されてなることを特徴とする保護剤塗布装置。
(2) 前記有機感光体に前記保護剤を2分間塗布したときに、前記保護剤の被覆率が30〜100%となるように、あるいは前記有機感光体に前記保護剤を10分間塗布したときに、前記保護剤の被覆率が50〜100%となるように塗布条件が設定されてなることを特徴とする前記(1)に記載の保護剤塗布装置。
(3) 前記保護剤は、融点70〜130℃のパラフィンを保護剤全体の40重量%以上含有してなることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の保護剤塗布装置。
(4) 前記パラフィンを主体とする保護剤からなるバーを、ブラシによりかきとり、そのブラシを前記有機感光体に押し当てることにより、該有機感光体表面に保護剤を供給し、ついでブレードを押し当てることにより、前記有機感光体上に保護剤を固定することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の保護剤塗布装置。
(5) 前記(1)〜(4)のいずれかに記載の保護剤塗布装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
(6) 前記(5)に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
(7) 前記(1)〜(4)のいずれかに記載の保護剤塗布装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
The present invention provided to solve the above problems is as follows.
(1) In a protective agent coating apparatus for applying a protective agent mainly composed of paraffin to an organic photoreceptor, the surface of the organic photoreceptor coated with the protective agent is exposed to a saturated vapor of an aqueous ruthenium tetroxide solution, and then the organic photosensitive material is exposed. A reflected electron image or secondary electron image is acquired by irradiating the body surface with an electron beam having an acceleration voltage of 0.3 to 1 kV, and then the reflected electron image or secondary electron image is converted into a binary image composed of a black portion and a white portion. The ratio of the area of the black portion in the entire binarized image is calculated as the ratio of the protective agent on the surface of the organic photoconductor to calculate the ratio of the protective agent on the organic photoconductor. The protective agent coating apparatus is characterized in that the coating conditions are set so that the coverage of the protective agent is equal to or greater than a predetermined value when the above is measured.
(2) When the protective agent is applied to the organophotoreceptor for 2 minutes so that the coverage of the protective agent is 30 to 100%, or when the protective agent is applied to the organophotoreceptor for 10 minutes The coating condition is set so that the covering ratio of the protective agent is 50 to 100%, and the protective agent coating apparatus according to (1) above.
(3) The protective agent coating apparatus according to (1) or (2), wherein the protective agent contains paraffin having a melting point of 70 to 130 ° C. in an amount of 40% by weight or more of the total protective agent.
(4) The bar made of the paraffin-based protective agent is scraped with a brush, and the brush is pressed against the organic photoconductor to supply the protective agent to the surface of the organic photoconductor, and then press the blade. Thus, the protective agent coating apparatus according to any one of (1) to (3), wherein a protective agent is fixed on the organic photoreceptor.
(5) A process cartridge comprising the protective agent coating apparatus according to any one of (1) to (4).
(6) An image forming apparatus comprising the process cartridge according to (5).
(7) An image forming apparatus comprising the protective agent coating apparatus according to any one of (1) to (4).
請求項1,2の発明によれば、保護剤が、十分に感光体意表面に塗布されるため、高画質の画像形成を行うための、保護剤塗布装置を提供することができる。
請求項3の発明によれば、感光体を効果的に保護できる保護剤により、高画質の画像形成を行うための、保護剤塗布装置を提供することができる。
請求項4の発明によれば、感光体に保護剤を効率よく供給できる、高画質の画像形成を行うための、保護剤塗布装置を提供することができる。
請求項5の発明によれば、高画質の画像形成が可能で、長寿命のプロセスカートリッジを提供することができる。
請求項6,7の発明によれば、高画質の画像形成が可能で、長寿命の画像形成装置を提供することができる。
According to the first and second aspects of the present invention, since the protective agent is sufficiently applied to the surface of the photoconductor, it is possible to provide a protective agent coating apparatus for forming a high-quality image.
According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a protective agent coating apparatus for forming a high-quality image with a protective agent that can effectively protect the photoreceptor.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a protective agent coating apparatus capable of efficiently supplying a protective agent to a photoconductor and performing high-quality image formation.
According to the invention of claim 5, it is possible to provide a process cartridge that can form a high-quality image and has a long life.
According to the sixth and seventh aspects of the invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a high quality image and having a long life.
本発明者らは、異常画像が発生する原因を調べるため、異常画像が発生する場所と発生していない場所で、保護剤の存在量が異なるのではないかと考え、保護剤の存在量を調べてみたが、保護剤の料は、異常画像が発生している場所の方が多い場合もあり、少ない場合もあり、はっきり分からなかった。 In order to investigate the cause of the occurrence of abnormal images, the present inventors consider that the amount of protective agent present is different between the place where the abnormal image occurs and the place where it does not occur, and examine the amount of protective agent present. However, the amount of the protective agent was not clear because there were cases where there were more or less places where abnormal images occurred.
次に、本発明者らは、画像形成する画像により、異常画像の発生メカニズムが異なるのではないかと考え、さらに詳細に異常画像の発生する場所を観察したところ、画像形成する画像の画像面積が少ないときには、トナー成分が感光体に付着して画像の解像度が低下することが多く、画像形成する画像の画像面積が大きいときには、感光体が部分的に磨耗し、異常画像が発生しやすいことが分かった。このように、異常画像の発生の仕方が、画像形成する画像によって異なるため、画像形成を行わず、感光体上に保護剤を塗布しただけの状態で、保護剤の塗布状態が異なるのではないかと考え、光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察したところ、保護剤の塗布状態に違いは見られるものの、感光体と保護剤との境界がはっきりと区別できないため、保護剤の塗布状態を表現することができず、保護剤の塗布状態と異常画像の発生の発生状況との相関を見ることはできなかった。これは、本発明の感光体は有機感光体であり、保護剤はパラフィンを主成分としているためである。 Next, the present inventors considered that the mechanism of abnormal image generation differs depending on the image to be imaged, and observed the location where the abnormal image occurs in more detail. When the amount is small, the toner component often adheres to the photoreceptor and the resolution of the image is often lowered. When the image area of the image to be formed is large, the photoreceptor is partially worn and an abnormal image is likely to occur. I understood. As described above, the manner in which an abnormal image is generated differs depending on the image to be formed. Therefore, the application state of the protective agent does not differ only when the protective agent is applied on the photoreceptor without image formation. However, when observed with an optical microscope or an electron microscope, there is a difference in the application state of the protective agent, but the boundary between the photoconductor and the protective agent cannot be clearly distinguished, so the application state of the protective agent can be expressed. The correlation between the state of application of the protective agent and the occurrence of abnormal images could not be observed. This is because the photoreceptor of the present invention is an organic photoreceptor and the protective agent is mainly composed of paraffin.
ところで、高分子中の構造を観察するための手法として、透過電子顕微鏡(TEM)観察では、高分子の切片を四酸化オスミウム(K.Kato: Polym. Eng. Sci., 7, 38(1967))、四酸化ルテニウム(J. S Trent et al.:
Macromolecules, 16,589(1983))、りんタングステン酸(K. Hess et al.: Kalloid-Z, 168,
37(1960))等により処理することが行われている。これにより、各高分子によって化学修飾され方が異なること、また化学修飾する物質は重金属を有しているため、電子が透過しづらくなり、化学修飾された高分子は暗く観察され、化学修飾されていない高分子は明るく観察されるようになることから、TEM像のコントラストをつける手法として一般的に行われている。中でも、四酸化ルテニウムは、多くの高分子材料に応用が可能である。
By the way, as a technique for observing the structure in a polymer, in transmission electron microscope (TEM) observation, a section of the polymer is treated with osmium tetroxide (K. Kato: Polym. Eng. Sci., 7, 38 (1967). ), Ruthenium tetroxide (J. S Trent et al .:
Macromolecules, 16,589 (1983)), phosphotungstic acid (K. Hess et al .: Kalloid-Z, 168,
37 (1960)) or the like. As a result, the chemical modification method differs depending on the polymer, and since the substance to be chemically modified contains heavy metals, it becomes difficult for electrons to pass through, and the chemically modified polymer is observed darkly and chemically modified. Since a high polymer is observed brightly, it is generally performed as a method for providing a contrast of a TEM image. Among them, ruthenium tetroxide can be applied to many polymer materials.
本発明者らは、有機感光体は四酸化ルテニウムで化学修飾されやすく、パラフィンを主体とする保護剤は感光体の一般的なバインダーであるポリカーボネートよりも圧倒的に四酸化ルテニウムで化学修飾されにくいことに着目し、保護剤を塗布した感光体を四酸化ルテニウムで化学修飾すれば、走査電子顕微鏡像(SEM像)において、保護剤の存在している場所と存在していない場所を区別できないか、検討を行った。 The present inventors have found that organic photoreceptors are easily chemically modified with ruthenium tetroxide, and the protective agent mainly composed of paraffin is overwhelmingly less chemically modified with ruthenium tetroxide than polycarbonate, which is a general binder of the photoreceptor. Paying attention to this, if the photoconductor coated with a protective agent is chemically modified with ruthenium tetroxide, can we distinguish between the location where the protective agent is present and the location where it is not present in the scanning electron microscope image (SEM image)? ,Study was carried out.
すなわち、四酸化ルテニウムの構成元素であるRuは、有機感光体の構成元素である水素、炭素、窒素、酸素に比べてはるかに原子番号が大きいことから、SEMにおいて、サンプルからの反射電子あるいは二次電子の量は原子番号の大きい元素ほど多いという特性を利用することができる。また、四酸化ルテニウムは高分子の最表面しか修飾しないことから、走査電子顕微鏡において観察する深さ領域は、できるだけ最表面である必要がある。一般に、SEM観察において、観察する深さは、加速電圧に依存していることが知られており、1kVの加速電圧以下とすれば、数十nm以下の深さの情報のみを見ることができる。 That is, Ru, which is a constituent element of ruthenium tetroxide, has a much larger atomic number than hydrogen, carbon, nitrogen, and oxygen, which are constituent elements of the organophotoreceptor. It is possible to use the characteristic that the amount of secondary electrons is larger for elements with larger atomic numbers. Further, since ruthenium tetroxide modifies only the outermost surface of the polymer, the depth region observed with a scanning electron microscope needs to be the outermost surface as much as possible. In general, in SEM observation, it is known that the observation depth depends on the acceleration voltage, and if the acceleration voltage is 1 kV or less, only information of a depth of several tens of nm or less can be seen. .
これら知見に基づいて、パラフィンを主体とする保護剤を塗布した感光体表面を四酸化ルテニウム蒸気で処理した後、該感光体表面をSEMの加速電圧を0.5〜1kVとして、反射電子あるいは二次電子による観察を行ったところ、保護剤が存在する部分が暗く、保護剤の存在しない部分が明るく観察され、保護剤と露出した感光体表面との境界が、鮮明に分離できることを見出した。さらに、このSEM像(反射電子像あるいは二次電子像)の暗い部分の面積の割合は保護剤の被覆率として扱うことができることを見出した。 Based on these findings, the surface of the photoconductor coated with a protective agent mainly composed of paraffin is treated with ruthenium tetroxide vapor, and then the surface of the photoconductor is subjected to SEM acceleration voltage of 0.5 to 1 kV, and reflected electrons or two As a result of observation by secondary electrons, it was found that the portion where the protective agent was present was dark and the portion where the protective agent was absent was observed brightly, and the boundary between the protective agent and the exposed photoreceptor surface could be clearly separated. Furthermore, it discovered that the ratio of the area of the dark part of this SEM image (a backscattered electron image or a secondary electron image) can be handled as the coverage of a protective agent.
本発明者らは、このようにして求めた保護剤の被覆率によって、異常画像を発生させない保護剤塗布装置を特定することができないか、鋭意検討を行い、本発明を成すに至った。すなわち、本発明に係る保護剤塗布装置は、パラフィンを主成分とする保護剤を有機感光体へ塗布する保護剤塗布装置であって、保護剤が塗布された有機感光体表面を四酸化ルテニウム水溶液の飽和蒸気に暴露した後、該有機感光体表面に加速電圧0.3〜1kVの電子線を照射して反射電子像あるいは二次電子像を取得し、ついで該反射電子像あるいは二次電子像を黒部と白部からなる二値化画像に変換し、該二値化画像全体に占める黒部の面積の割合を前記有機感光体表面における保護剤の被覆率として算出する保護剤被覆率の測定方法で前記有機感光体における保護剤の被覆率を測定した場合に、該保護剤の被覆率が所定値以上となるように塗布条件が設定されてなることを特徴とするものである。また詳しくは、前記有機感光体に前記保護剤を2分間塗布したときに、前記保護剤の被覆率が30〜100%となるように、あるいは前記有機感光体に前記保護剤を10分間塗布したときに、前記保護剤の被覆率が50〜100%となるように塗布条件が設定されてなることを特徴とする。 The present inventors have intensively studied whether or not a protective agent coating apparatus that does not generate an abnormal image can be identified based on the coverage of the protective agent thus obtained, and have come to achieve the present invention. That is, the protective agent coating apparatus according to the present invention is a protective agent coating apparatus that applies a protective agent mainly composed of paraffin to an organic photoreceptor, and the surface of the organic photoreceptor coated with the protective agent is an aqueous ruthenium tetroxide solution. After being exposed to the saturated vapor, the surface of the organic photoreceptor is irradiated with an electron beam having an acceleration voltage of 0.3 to 1 kV to obtain a reflected electron image or a secondary electron image, and then the reflected electron image or the secondary electron image. Is converted into a binarized image consisting of a black part and a white part, and the ratio of the area of the black part in the entire binarized image is calculated as the covering ratio of the protective agent on the surface of the organic photoreceptor. The coating conditions are set such that when the coverage of the protective agent on the organic photoreceptor is measured, the coverage of the protective agent is a predetermined value or more. More specifically, when the protective agent is applied to the organophotoreceptor for 2 minutes, the protective agent coverage is 30 to 100%, or the protective agent is applied to the organophotoreceptor for 10 minutes. Sometimes, the coating conditions are set so that the coverage of the protective agent is 50 to 100%.
ここで、本発明で用いる保護剤被覆率の測定方法について説明する。
(化学修飾処理)
パラフィンを主成分とする保護剤が塗布された感光体表面を四酸化ルテニウムで処理する際には、電子顕微鏡試薬として一般に販売されている、四酸化ルテニウム5%水溶液(例えばTABB社(英国)製)を用いる。室温雰囲気で、密封空間では、四酸化ルテニウム5%水溶液中の四酸化ルテニウムは揮発し、飽和蒸気となる。そこに、感光体を5分間暴露することにより、露出している感光体が導電化され、パラフィンを主成分とする保護剤は導電化されない。
Here, the measuring method of the protective agent coverage used by this invention is demonstrated.
(Chemical modification treatment)
When treating the surface of a photoreceptor coated with a protective agent mainly composed of paraffin with ruthenium tetroxide, a 5% aqueous solution of ruthenium tetroxide, which is generally sold as an electron microscope reagent (for example, manufactured by TABB (UK)) ) Is used. In a sealed space at room temperature, ruthenium tetroxide in a 5% aqueous solution of ruthenium tetroxide is volatilized and becomes saturated vapor. By exposing the photoreceptor there for 5 minutes, the exposed photoreceptor is made conductive, and the protective agent mainly composed of paraffin is not made conductive.
(SEM観察)
SEMで四酸化ルテニウム処理された感光体表面を観察すると、保護剤の存在する部分は、暗くなり、保護剤の存在しない部分は明るく観察される。このときの加速電圧は0.3〜1.0kV、好ましくは0.5〜0.9kVでSEM観察する。加速電圧が1.0kVより大きいと、感光体の深い場所からの情報を検出してしまう。そのため、保護剤が薄く付着していると、保護剤を透過して、四酸化ルテニウムが化学修飾されている感光体表面の情報も拾ってしまうため、保護剤が厚く付着している部分のみしか、観察できなくなり好ましくない。加速電圧が0.3kV未満では、観察される電子顕微鏡写真が全体的に暗くなってしまい、保護剤が存在している場所と存在していない場所との境界が不明確となり、好ましくない。0.5〜1.0kVの加速電圧で観察することにより、表面から数十nmの情報を検出することができ、保護剤が機能する厚みとなった、保護剤が存在する領域を観察することができるようになり、非常に好ましい。
(SEM observation)
When the surface of the photoreceptor treated with ruthenium tetroxide is observed with an SEM, the portion where the protective agent is present becomes dark and the portion where the protective agent is absent is observed brightly. SEM observation is performed at an acceleration voltage of 0.3 to 1.0 kV, preferably 0.5 to 0.9 kV. If the acceleration voltage is greater than 1.0 kV, information from a deep location on the photoreceptor is detected. Therefore, if the protective agent is thinly attached, it passes through the protective agent and picks up information on the surface of the photoconductor that is chemically modified with ruthenium tetroxide, so only the part where the protective agent is thickly attached is collected. This is not preferable because it cannot be observed. If the acceleration voltage is less than 0.3 kV, the observed electron micrograph becomes dark overall, and the boundary between the place where the protective agent is present and the place where the protective agent is not present is unclear, which is not preferable. By observing with an acceleration voltage of 0.5 to 1.0 kV, information of several tens of nanometers can be detected from the surface, and the region where the protective agent is present has a thickness at which the protective agent functions. Is very preferable.
パラフィンを主成分とする保護剤が塗布された感光体表面を四酸化ルテニウムで処理したものを、SEMで観察する場合には、二次電子像、反射電子像のどちらの像であっても、保護剤が存在する場所は暗く、保護剤が存在していない場所は明るく観察される。これは、前述のように反射電子、二次電子ともに、原子番号が大きい元素ほど多く発生するからであるが、発生量の原子番号依存性は、二次電子よりも反射電子の方が高い。そのため、反射電子像は、サンプルが持つ、凹凸情報を排除できるくらい、保護剤の存在している場所はより暗く、保護剤の存在していない場所はより明るくなり、好ましい。しかし、反射電子の発生方向、検出器の問題から、低倍率(およそ400倍以下)では、反射電子像の周辺部が観察できなくなるため、被覆率の測定に用いることができるのは、反射電子像の中心付近のみとなってしまう。また、二次電子像では、反射電子像よりも発生量の原子番号依存性が低いため、サンプルに大きな凹凸があると、その凹凸情報を拾いやすい。特に高倍率(およそ750倍以上)では、保護剤が存在していない箇所に凹凸情報に伴う像が生じてしまうため、二次電子像の二値化の際に障害となることがある。ただし、500倍の倍率での観察では、反射電子像と二次電子像はほとんど同じ像として得ることができることが確認されている。 When observing the surface of a photoreceptor coated with a protective agent mainly composed of paraffin with ruthenium tetroxide with an SEM, whether it is a secondary electron image or a reflected electron image, The place where the protective agent is present is dark and the place where the protective agent is not present is observed brightly. This is because, as described above, both the reflected electrons and the secondary electrons are generated more as the element having a larger atomic number, the reflected electrons are more dependent on the atomic number than the secondary electrons. Therefore, the backscattered electron image is preferable because the place where the protective agent is present is darker and the place where the protective agent is not present is brighter so that the unevenness information of the sample can be eliminated. However, because of the problem of the reflected electron generation direction and detector, the periphery of the reflected electron image cannot be observed at low magnification (approximately 400 times or less). Only near the center of the image. In addition, since the secondary electron image is less dependent on the atomic number of the generated amount than the reflected electron image, if the sample has large irregularities, it is easy to pick up the irregularity information. In particular, at a high magnification (approximately 750 times or more), an image accompanying the unevenness information is generated in a place where the protective agent is not present, which may be an obstacle in binarizing the secondary electron image. However, it has been confirmed that the reflected electron image and the secondary electron image can be obtained as almost the same image by observation at a magnification of 500 times.
パラフィンを感光体上に非常に薄く塗布したサンプルを四酸化ルテニウム飽和蒸気に5分間さらして化学修飾したものを0.8kVの加速電圧でSEM観察したときの二次電子像を図1に示す。一方、図2には、従来の方法である、化学修飾をせず、5kVの加速電圧でSEM観察したときの二次電子像を示した。図1では、パラフィンが存在している場所が暗くなっているのに対し、図2では、パラフィンがどこに存在しているか、全く知ることはできない。 FIG. 1 shows a secondary electron image when a sample in which paraffin is coated very thinly on a photoreceptor is exposed to a ruthenium tetroxide saturated vapor for 5 minutes and subjected to SEM observation at an acceleration voltage of 0.8 kV. On the other hand, FIG. 2 shows a secondary electron image obtained by SEM observation at a 5 kV acceleration voltage without chemical modification, which is a conventional method. In FIG. 1, the place where paraffin exists is dark, whereas in FIG. 2, it is impossible to know where the paraffin exists.
反射電子像あるいは二次電子像を撮る倍率は、保護剤の塗布状況により適宜選択されるものであり、上述の反射電子像、二次電子像の性質を考慮して、反射電子像、二次電子像を選択する。一般的には、100倍〜1000倍、好ましくは200〜800倍を選択することが、保護剤の被覆率を測定する際に、誤差が少なく、信頼性が高いため好ましい。 The magnification at which the backscattered electron image or secondary electron image is taken is appropriately selected depending on the coating condition of the protective agent. In consideration of the properties of the backscattered electron image and secondary electron image, Select an electronic image. Generally, it is preferable to select 100 times to 1000 times, preferably 200 to 800 times, because there are few errors and high reliability when measuring the coverage of the protective agent.
(二値化処理)
このようにして得られた反射電子像あるいは二次電子像において、反射電子像あるいは二次電子像(画像データ)を構成する各画素(あるいは所定個数の画素単位)を黒く見える部分(黒部)、白く見える部分(白部)のいずれかに区分けする画像処理(2値化)を行って、二値化画像を得る。二値化に当っては、例えば画素(ピクセル)ごとに明るさを求め、その明るさがある一定値(閾値)以上であれば白部とし、一定値未満であれば黒部とするようにすればよい。また、閾値は明るさのヒストグラムを参考にして設定されるようにする。
(Binarization processing)
In the reflected electron image or the secondary electron image obtained in this way, each pixel (or a predetermined number of pixel units) constituting the reflected electron image or the secondary electron image (image data) appears black (black portion), Image processing (binarization) that divides the image into white portions (white portions) is performed to obtain a binary image. In binarization, for example, brightness is obtained for each pixel (pixel), and if the brightness is a certain value (threshold value) or more, it is a white part, and if it is less than a certain value, it is a black part. That's fine. The threshold value is set with reference to the brightness histogram.
(黒部の面積率算出)
つぎに、反射電子像あるいは二次電子像に基づいた二値化画像全体に占める黒部の面積率を算出する。例えば、二値化画像全体の面積と黒部の面積を求め、黒部の面積を二値化画像全体の面積で除する演算処理により算出してもよいし、黒部の画素数(ドット数)を二値化画像全体の画素数で除する演算処理により算出してもよい。ここで、反射電子像では保護剤が存在している領域が黒く、保護剤が存在していない領域が白く見えるため、二値化画像全体に占める黒部の面積率は保護剤の被覆率と考えることができる(以後、二値化画像全体に占める黒部の面積率のことを、保護剤の被覆率と呼ぶ。)。なお、500倍の倍率で撮った同一箇所の反射電子像、二次電子像から、保護剤の被覆率を求め、差を求めたところ、両者の誤差は、3%以下であることが確認されている。
(Calculation of area ratio of Kurobe)
Next, the area ratio of the black portion in the entire binarized image based on the reflected electron image or the secondary electron image is calculated. For example, the area of the entire binarized image and the area of the black part may be obtained, and may be calculated by an arithmetic process of dividing the area of the black part by the area of the entire binarized image, or the number of pixels (dot number) of the black part may be calculated as two. You may calculate by the arithmetic processing divided | segmented by the pixel count of the whole value-ized image. Here, in the reflected electron image, the area where the protective agent is present is black and the area where the protective agent is not present appears white. Therefore, the area ratio of the black portion in the entire binarized image is considered as the coverage of the protective agent. (Hereinafter, the area ratio of the black portion in the entire binarized image is referred to as the covering ratio of the protective agent). In addition, when the coverage of the protective agent was obtained from the backscattered electron image and the secondary electron image of the same part taken at a magnification of 500 times, and the difference was obtained, it was confirmed that the error between them was 3% or less. ing.
ここで、前述した保護剤被覆率の測定方法を用いて、保護剤塗布装置により保護剤が塗布された感光体表面の保護剤被覆率を測定し、該測定結果に基づいて前記保護剤塗布装置の合否を判定することが可能である。すなわち、前記保護剤被覆率の測定方法により、保護剤塗布装置で感光体に一定時間保護剤を塗布した後の、保護剤の被覆率を求め、その保護剤の被覆率が、規格内に入っているかどうかにより、その保護剤塗布装置の合否を判定することができる。保護剤の被覆率により保護剤塗布装置の合否を判定する、保護剤の塗布時間は、一つでも良いし、複数の時間であっても良い。なお、本発明の方法により、被覆率を測定した感光体は、測定用に破壊してしまうため、あるいは表面状態が変化してしまうため、画像形成装置に使用することができない。 Here, the protective agent coating device is measured on the surface of the photosensitive member coated with the protective agent by the protective agent coating device using the method for measuring the protective agent coating rate described above, and the protective agent coating device is based on the measurement result. Can be determined. That is, according to the method for measuring the protective agent coverage, the protective agent coverage after the protective agent is applied to the photoreceptor for a certain period of time by the protective agent coating apparatus is obtained, and the protective agent coverage falls within the standard. Whether or not the protective agent coating apparatus is acceptable can be determined depending on whether or not it is present. The number of times of application of the protective agent for determining the pass / fail of the protective agent application device based on the coverage of the protective agent may be one or a plurality of times. Note that a photoconductor whose coverage has been measured by the method of the present invention is not usable for an image forming apparatus because it is destroyed for measurement or its surface state is changed.
パラフィンを主体とした保護剤を用いた、保護剤塗布装置における保護剤の被覆率の適正範囲は、保護剤を2分間塗布する条件では、30〜100%、好ましくは、40〜97%、さらに好ましくは、45〜95%である。保護剤を2分間塗布したときの保護剤の被覆率が30%未満では、感光体を保護剤が被覆するスピードが遅すぎるため、画像形成装置に保護剤塗布装置を用いた場合、AC帯電からの感光体の保護が十分でなく、感光体とクリーニングブレードとの間の摩擦力が部分的に大きくなってしまうため、異常画像を発生しやすく、好ましくない。 The appropriate range of the coverage of the protective agent in the protective agent coating apparatus using the protective agent mainly composed of paraffin is 30 to 100%, preferably 40 to 97% under the condition that the protective agent is applied for 2 minutes. Preferably, it is 45 to 95%. When the protective agent coverage is less than 30% when the protective agent is applied for 2 minutes, the speed at which the protective agent is coated on the photoconductor is too slow. The photosensitive member is not sufficiently protected, and the frictional force between the photosensitive member and the cleaning blade is partially increased, so that an abnormal image is likely to be generated, which is not preferable.
また、パラフィンを主体とした保護剤を用いた、保護剤塗布装置における保護剤の被覆率の適正は、保護剤を10分間塗布する条件では、50〜100%、好ましくは60〜100%、さらに好ましくは70〜100%である。保護剤を10分間塗布したときの保護剤の被覆率が50%未満では、感光体を保護剤が被覆するスピードが遅すぎるため、画像形成装置に保護剤塗布装置を用いた場合、AC帯電からの感光体の保護が十分でなく、感光体とクリーニングブレードとの間の摩擦力が部分的に大きくなってしまうため、異常画像を発生しやすく、好ましくない。 In addition, the appropriate coverage of the protective agent in the protective agent coating apparatus using a protective agent mainly composed of paraffin is 50 to 100%, preferably 60 to 100% under the condition that the protective agent is applied for 10 minutes. Preferably it is 70 to 100%. When the protective agent coverage is less than 50% when the protective agent is applied for 10 minutes, the speed at which the protective agent is coated on the photoreceptor is too slow. The photosensitive member is not sufficiently protected, and the frictional force between the photosensitive member and the cleaning blade is partially increased, so that an abnormal image is likely to be generated, which is not preferable.
本来、保護剤は、感光体全面を覆っておくことが理想であり、保護剤塗布装置における保護剤の被覆率は、保護剤塗布2分及び10分で、100%であることが理想である。しかし、実際の画像形成装置においては、画像形成に伴い、保護剤がトナー等により押し広げられるため、上記被覆率の下限値であっても、十分に感光体を保護することができる。また、保護剤塗布装置においては、塗布開始直後に被覆率が高くても、それ以降、被覆率が高くならない保護剤塗布装置や、塗布開始直後に被覆率が低く、それ以降、直線的に被覆率が上昇していく保護剤塗布装置があり、塗布速度を単純に表現することは難しく、単一の塗布時間で、被覆率が一定以上であっても、異常画像を発生させてしまう保護剤塗布装置が存在する。しかし、保護剤塗布2分と10分における被覆率が上記範囲であれば、異常画像を発生することはない。 Originally, it is ideal that the protective agent covers the entire surface of the photosensitive member, and the coverage of the protective agent in the protective agent coating apparatus is ideally 100% after 2 minutes and 10 minutes of application of the protective agent. . However, in an actual image forming apparatus, the protective agent is pushed and spread with toner or the like as the image is formed, so that the photosensitive member can be sufficiently protected even with the lower limit of the coverage. In addition, in the protective agent coating device, even if the coverage is high immediately after the start of coating, the coating rate does not increase thereafter, or the coating rate is low immediately after the start of coating, and thereafter the coating is linear. There is a protective agent coating device whose rate increases, it is difficult to simply express the coating speed, and a protective agent that generates an abnormal image even if the coverage rate is more than a constant with a single application time There is a coating device. However, if the coverage at 2 minutes and 10 minutes after applying the protective agent is within the above range, an abnormal image will not be generated.
上記方法により被覆率を測定した感光体は破壊してしまうため、使用することができない。ここで、同一条件での製造ロットの保護剤塗布装置を用いて保護剤が被覆された感光体では、その被覆率は同等であると考えても良い。しかし、同一条件であっても、用いる材料の製造ロットにより、被覆率は変化してしまい、画像形成を行ったときに、異常画像を発生させてしまうことが多いため、同一製造ロット毎に、製造した保護剤塗布装置が、前述した被覆率の適正範囲を維持できるかどうか、確認していることが好ましい。 Since the photoreceptor whose coverage is measured by the above method is destroyed, it cannot be used. Here, it may be considered that the coverage is the same for the photoreceptors coated with the protective agent using the protective agent coating apparatus of the production lot under the same conditions. However, even under the same conditions, the coverage changes depending on the production lot of the material to be used, and when an image is formed, an abnormal image is often generated. It is preferable to confirm whether the manufactured protective agent coating apparatus can maintain the above-described appropriate range of the coverage.
本発明に係る保護剤塗布装置に用いる保護剤は、パラフィンを主体としてなるものである。
本発明に係る保護剤塗布装置の保護剤バーに用いる保護剤には、融点が50℃〜130℃、好ましくは60℃〜125℃、さらに好ましくは70〜120℃のパラフィンが主成分である。パラフィンの融点が60℃以下では、高温での保存による変形が生じやすく、150℃以上では、感光体上への塗布性能が著しく低下し、好ましくない。本発明でいう、パラフィンの融点とは、示差走査熱量計(例えば、島津製作所製DSC-60)で、温度を昇温(例えば、昇温スピード10℃/min)し、溶解に伴う吸熱ピークの温度を言うことにする。
The protective agent used in the protective agent coating apparatus according to the present invention is mainly composed of paraffin.
The protective agent used in the protective agent bar of the protective agent coating apparatus according to the present invention is mainly composed of paraffin having a melting point of 50 ° C to 130 ° C, preferably 60 ° C to 125 ° C, more preferably 70 ° C to 120 ° C. When the melting point of paraffin is 60 ° C. or lower, deformation due to storage at high temperatures is likely to occur, and when it is 150 ° C. or higher, the coating performance on the photoreceptor is remarkably deteriorated. In the present invention, the melting point of paraffin is a differential scanning calorimeter (for example, DSC-60 manufactured by Shimadzu Corporation), and the temperature is increased (for example, the heating rate is 10 ° C./min) and the endothermic peak accompanying dissolution is measured. Let's say temperature.
また保護剤に用いるパラフィンは、ノルマルパラフィン、イソパラフィンが例示できる。パラフィンは、一種だけでなく、異なる種類のパラフィンを混合して用いてもかまわない。 Examples of the paraffin used as the protective agent include normal paraffin and isoparaffin. The paraffin may be used by mixing not only one kind but also different kinds of paraffin.
また保護剤中のパラフィンの割合は20〜95重量%、好ましくは40〜93重量%、さらに好ましくは50〜90重量%である。パラフィンの割合が20重量%未満では、保護剤としての機能が低く、画像形成に伴う感光体の磨耗が生じやすく、好ましくない。パラフィンの割合が95重量%を超えると、パラフィンが感光体表面を覆うことが難しく好ましくない。パラフィン単独では、ブラシやブレードの圧力だけでは、感光体上に薄く、膜状に広がりにくいため、他の物質を混合して用いることが不可欠となる。 Moreover, the ratio of the paraffin in a protective agent is 20 to 95 weight%, Preferably it is 40 to 93 weight%, More preferably, it is 50 to 90 weight%. When the proportion of paraffin is less than 20% by weight, the function as a protective agent is low, and the photoreceptor is likely to be worn due to image formation, which is not preferable. When the ratio of paraffin exceeds 95% by weight, it is difficult and difficult for paraffin to cover the surface of the photoreceptor. In the case of paraffin alone, it is indispensable to mix with other substances because it is thin on the photoconductor and hardly spreads in a film form only by the pressure of the brush or blade.
さらに保護剤バーに用いる、パラフィン以外の物質としては、両親媒性の有機化合物、脂肪族不飽和炭化水素、脂環式飽和炭化水素、脂環式不飽和炭化水素や芳香族炭化水素に分類される炭化水素類の他に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリパーフルオロアルキルエーテル(PFA)、パーフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリビニリデンフルオリド(PVdF)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系樹脂やフッ素系ワックス類、ポリメチルシリコーン、ポリメチルフェニルシリコーン等のシリコーン樹脂やシリコーン系ワックス類、雲母等の潤滑性を有する無機化合物等が挙げられ、これに限るものではないが、中でも両親媒性の有機化合物、脂環式飽和炭化水素を保護剤に含有することにより、保護剤の塗布性が向上し、特に環状ポリオレフィン等の脂環式飽和炭化水素が感光体上に保護剤が膜状に被覆することができ、特に好ましい。これらの、パラフィン以外の化合物は、一種類だけでなく、多種類を混合して用いても良い。 Further, substances other than paraffin used for the protective agent bar are classified into amphiphilic organic compounds, aliphatic unsaturated hydrocarbons, alicyclic saturated hydrocarbons, alicyclic unsaturated hydrocarbons and aromatic hydrocarbons. In addition to hydrocarbons, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyperfluoroalkyl ether (PFA), perfluoroethylene-perfluoropropylene copolymer (FEP), polyvinylidene fluoride (PVdF), ethylene-tetra Fluorine resins such as fluoroethylene copolymer (ETFE) and fluorine waxes, silicone resins such as polymethyl silicone and polymethyl phenyl silicone, silicone waxes, and inorganic compounds having lubricity such as mica , But not limited to, amphiphilic organic compounds, alicyclic saturation, among others By containing hydrogen fluoride in the protective agent, the coating property of the protective agent is improved, and in particular, the alicyclic saturated hydrocarbon such as cyclic polyolefin can coat the protective agent on the photoreceptor in a film form, which is particularly preferable. . These compounds other than paraffin may be used not only in one kind but also in a mixture of many kinds.
脂環式飽和炭化水素としては、シクロパラフィン、環状ポリオレフィン等が例示できる。
また両親媒性の有機化合物は、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤やこれらの複合物等に類別されるが、本発明の保護剤は、上述のように像担持体上に保護剤層を形成し、像形成工程を経るため、像担持体の電気的な特性に対して悪影響を与えないようにする必要がある。このうち、両親媒性の有機化合物として非イオン系界面活性剤を用いることにより、界面活性剤自身がイオン解離することがなくなるため、使用環境、特に湿度が、大幅に変動した場合にも、気中放電などによる電荷のリークを抑制することができ、画像品質を高度に維持することができる。
Examples of the alicyclic saturated hydrocarbon include cycloparaffin and cyclic polyolefin.
Amphiphilic organic compounds are classified into anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, and composites thereof. Since the protective agent layer forms a protective agent layer on the image carrier as described above and undergoes an image forming process, it is necessary not to adversely affect the electrical characteristics of the image carrier. Of these, the use of nonionic surfactants as amphiphilic organic compounds eliminates the need for ion dissociation of the surfactants themselves, so even when the operating environment, particularly humidity, varies significantly. Charge leakage due to medium discharge or the like can be suppressed, and image quality can be maintained at a high level.
また、該非イオン系界面活性剤は、下記の化学式(1)のアルキルカルボン酸と多価アルコール類とのエステル化物であることが好ましい。
CnH2n+1COOH 化学式(1)
(ただし、式中のnは15〜35の整数を示す。)
The nonionic surfactant is preferably an esterified product of an alkyl carboxylic acid of the following chemical formula (1) and a polyhydric alcohol.
CnH2n + 1COOH Chemical formula (1)
(However, n in the formula represents an integer of 15 to 35.)
化学式(1)のアルキルカルボン酸として直鎖アルキルカルボン酸を用いることにより、両親媒性の有機化合物が吸着した像担持体表面で、両親媒性の有機化合物の疎水性部分が配列しやすくなり、担持体表面への吸着密度が特に高くなるため、好ましい態様である。 By using a linear alkyl carboxylic acid as the alkyl carboxylic acid of the chemical formula (1), the hydrophobic portion of the amphiphilic organic compound can be easily arranged on the surface of the image carrier on which the amphiphilic organic compound is adsorbed, This is a preferred embodiment because the adsorption density on the surface of the carrier is particularly high.
1分子中のアルキルカルボン酸エステルは疎水性を示し、その数が多い方が気中放電により発生した解離性物質が像担持体表面に吸着するのを防ぎ、かつ帯電領域での像担持体表面への電気的ストレスを小さくするためには有効である。しかしながら、アルキルカルボン酸エステルの占める割合が多くなりすぎると、親水性を示す多価アルコール類の部分が覆い隠されてしまい、像担持体の表面状態によっては十分な吸着性能が発現しないことがある。よって、両親媒性の有機化合物の1分子当りの平均エステル結合数は、1から3個であることが好ましい。 The alkyl carboxylic acid ester in one molecule is hydrophobic, and the larger the number, the more the dissociable substances generated by air discharge are prevented from adsorbing on the surface of the image carrier, and the surface of the image carrier in the charged region. It is effective to reduce the electrical stress on. However, if the proportion of the alkyl carboxylic acid ester is too large, the portion of the polyhydric alcohol that exhibits hydrophilicity is obscured and sufficient adsorption performance may not be exhibited depending on the surface state of the image carrier. . Therefore, the average number of ester bonds per molecule of the amphiphilic organic compound is preferably 1 to 3.
これら両親媒性の有機化合物の1分子当りの平均エステル結合数は、異なるエステル結合数を持つ複数の両親媒性の有機化合物から1種以上を選択し、混合して調整することもできる。 The average number of ester bonds per molecule of these amphiphilic organic compounds can be adjusted by selecting one or more from a plurality of amphiphilic organic compounds having different numbers of ester bonds.
両親媒性の有機化合物としては、前述のように陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等が挙げられる。 Examples of the amphiphilic organic compound include an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant as described above.
陰イオン系界面活性剤の例としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルカンスルホン酸塩、硫酸アルキル塩、硫酸アルキルポリオキシエチレン塩、リン酸アルキル塩、長鎖脂肪酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩等の、疎水性部位の末端に陰イオン(アニオン)を有し、これと、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属イオン、アルミニウム、亜鉛等の金属イオン、アンモニウムイオン等が結合した化合物が挙げられる。 Examples of anionic surfactants include alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, alkane sulfonate, alkyl sulfate, alkyl polyoxyethylene sulfate, alkyl phosphate, long chain fatty acid salt, α -Anion (anion) at the end of the hydrophobic site, such as sulfo fatty acid ester salt and alkyl ether sulfate, and alkali metal ions such as sodium and potassium, and alkaline earth metal ions such as magnesium and calcium , Compounds in which metal ions such as aluminum and zinc, ammonium ions, and the like are bonded.
陽イオン系界面活性剤の例としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキル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等の、疎水性部位の末端に陽イオン(カチオン)を有し、これと、塩素、フッ素、臭素等や、リン酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、チオ硫酸イオン、炭酸イオン、水酸イオン等が結合した化合物が挙げられる。 Examples of cationic surfactants include a cation (cation) at the end of a hydrophobic site, such as alkyltrimethylammonium salt, dialkylmethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, etc., and chlorine, fluorine , Bromine and the like, and compounds in which phosphate ions, nitrate ions, sulfate ions, thiosulfate ions, carbonate ions, hydroxide ions, and the like are bonded.
両イオン系界面活性剤の例としては、ジメチルアルキルアミンオキシド、N−アルキルベタイン、イミダゾリン誘導体、アルキルアミノ酸等が挙げられる。 Examples of amphoteric surfactants include dimethylalkylamine oxide, N-alkylbetaines, imidazoline derivatives, alkyl amino acids and the like.
非イオン系界面活性剤の例としては、長鎖アルキルアルコール、アルキルポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルポリグルコキシド、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等の、アルコール化合物、エーテル化合物、アミド化合物等が挙げられる。また、ラウリン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸等の長鎖アルキルカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、エリスリトール、ヘキシトール等の多価アルコールやこれらの部分無水物とのエステル化合物も好ましい形態として挙げられる。 Examples of nonionic surfactants include alcohol compounds such as long-chain alkyl alcohols, alkyl polyoxyethylene ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, fatty acid diethanolamides, alkyl polyglucooxides, polyoxyethylene sorbitan alkyl esters, Examples include ether compounds and amide compounds. Also, long-chain alkyl carboxylic acids such as lauric acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, lignoceric acid, serotic acid, montanic acid, and melicic acid, and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, erythritol, and hexitol. And ester compounds with these partial anhydrides are also preferred.
エステル化合物のより具体的な例としては、モノステアリン酸グリセリル、ジステアリン酸グリセリル、モノパルチミン酸グリセリル、ジラウリン酸グリセリル、トリラウリン酸グリセリル、ジパルチミン酸グリセリル、トリパルチミン酸グリセリル、ジミリスチン酸グリセリル、トリミスチン酸グリセリル、パルチミン酸ステアリン酸グリセリル、モノアラキジン酸グリセリル、ジアラキジン酸グリセリル、モノベヘン酸グリセリル、ステアリン酸ベヘン酸グリセリル、セロチン酸ステアリン酸グリセリル、モノモンタン酸グリセリル、モノメリシン酸グリセリル等のアルキルカルボン酸グリセリルやこの置換物、モノステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、モノパルチミン酸ソルビタン、ジパルチミン酸ソルビタン、トリパルチミン酸ソルビタン、ジミリスチン酸ソルビタン、トリミスチン酸ソルビタン、パルチミン酸ステアリン酸ソルビタン、モノアラキジン酸ソルビタン、ジアラキジン酸ソルビタン、モノベヘン酸ソルビタン、ステアリン酸ベヘン酸ソルビタン、セロチン酸ステアリン酸ソルビタン、モノモンタン酸ソルビタン、モノメリシン酸ソルビタン等のアルキルカルボン酸ソルビタンやこの置換物等が挙げられるが、これに限るものではない。 More specific examples of the ester compound include glyceryl monostearate, glyceryl distearate, glyceryl monopartic acid, glyceryl dilaurate, glyceryl trilaurate, glyceryl dipaltimate, glyceryl tripartinate, glyceryl dimyristate, and glyceryl trimistate. Glyceryl stearate, glyceryl stearate, glyceryl monoarachidate, glyceryl diarachidate, glyceryl monobehenate, glyceryl stearate, glyceryl stearate, glyceryl monomontanate, glyceryl monomelicate, and their substitutes, Sorbitan monostearate, sorbitan tristearate, sorbitan monopartitic acid, sorbitan dipartitic acid, Sorbitan palmitate, sorbitan dimyristate, sorbitan trimistate, sorbitan palmitate, sorbitan monoarachidate, sorbitan diarachidate, sorbitan dibehenate, sorbitan monobehenate, sorbitan stearate, sorbitan monostearate, sorbitan monomontanate, monomelicic acid Examples include, but are not limited to, sorbitans of alkylcarboxylic acids such as sorbitan and substituted products thereof.
また、これらの両親媒性有機化合物は単一の種類を用いても良いし、複数種類を併用しても良い。さらに、場合により、金属酸化物、珪酸化合物、雲母等のフィラー保護在中に含有させても良い。 Moreover, these amphiphilic organic compounds may use a single kind, and may use multiple types together. Furthermore, you may make it contain during filler protection, such as a metal oxide, a silicic acid compound, and a mica depending on the case.
以下に図を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図3は本発明に係る保護剤塗布装置構成の概略図である。
像担持体である感光体ドラム(1)に対向して配設された保護剤塗布装置(2)は、保護剤(21)、保護剤供給部材(22)、押圧力付与機構(23)、保護層形成機構(24)等から主に構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 3 is a schematic diagram of a protective agent coating apparatus configuration according to the present invention.
The protective agent coating device (2) disposed to face the photosensitive drum (1), which is an image carrier, includes a protective agent (21), a protective agent supply member (22), a pressing force applying mechanism (23), It is mainly composed of a protective layer forming mechanism (24) and the like.
保護剤(21)は、押圧力付与機構(23)からの押圧力により、例えばブラシ状の保護剤供給部材(22)へ接する。保護剤供給部材(22)は像担持体(1)と線速差をもって回転して摺擦し、この際に、保護剤供給部材表面に保持された保護剤を、像担持体表面に供給する。ついで、像担持体表面に供給された保護剤は、物質種の選択によっては供給時に十分な保護層にならない場合があるため、より均一な保護層を形成するために、例えばブレード状の部材を持つ保護層形成機構により薄層化され像担持体保護層となる。 The protective agent (21) comes into contact with, for example, a brush-like protective agent supply member (22) by the pressing force from the pressing force applying mechanism (23). The protective agent supply member (22) rotates and rubs with the image carrier (1) with a linear velocity difference. At this time, the protective agent held on the surface of the protective agent supply member is supplied to the surface of the image carrier. . Next, since the protective agent supplied to the surface of the image carrier may not be a sufficient protective layer upon supply depending on the selection of the material type, for example, a blade-shaped member is used to form a more uniform protective layer. It is thinned by the protective layer forming mechanism to be an image carrier protective layer.
保護層形成機構に用いるブレードの材料は、特に制限されるものではなく、例えば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、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体を、単独または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 blade used for the protective layer forming mechanism is not particularly limited. For example, elastic materials such as urethane rubber, hydrin rubber, silicone rubber, and fluorine rubber, which are generally known as cleaning blade materials, may be used alone or in combination. Can be 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.
これらのブレードは、ブレード支持体に、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。ブレード厚みについては、押圧で加え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0.5〜5mm程度であれば好ましく使用でき、1〜3mm程度であれば更に好ましく使用できる。 These blades are fixed to the blade 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 blade thickness cannot be uniquely defined in consideration of the force applied by pressing, but can be preferably used if it is about 0.5 to 5 mm, and more preferably about 1 to 3 mm.
また、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で加える、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1〜15mm程度であれば好ましく使用でき、2〜10mm程度であれば更に好ましく使用できる。 Further, the length of the cleaning blade that protrudes from the support and can be deflected, that is, the so-called free length, is similarly applied by pressing, and cannot be uniquely defined in terms of the force, but is generally 1 to 15 mm. If it is a grade, it can use preferably, and if it is about 2-10 mm, it can use still more preferably.
保護層形成用ブレード部材の他の構成としては、バネ板等の弾性金属ブレード表面に、必要によりカップリング剤やプライマー成分等を介して、樹脂、ゴム、エラストマー等の層をコーティング、ディッピング等の方法で形成し、必要により熱硬化等を行い、更に必要であれば表面研摩等を施して用いても良い。 As another configuration of the protective layer forming blade member, a layer of resin, rubber, elastomer or the like is coated on the surface of an elastic metal blade such as a spring plate, if necessary, via a coupling agent, a primer component, etc. It may be formed by a method, and if necessary, heat curing or the like, and if necessary, surface polishing or the like may be applied.
弾性金属ブレードの厚みは、0.05〜3mm程度であれば好ましく使用でき、0.1〜1mm程度であればより好ましく使用できる。また、弾性金属ブレードでは、ブレードのねじれを抑止するために、取り付け後に支軸と略平行となる方向に、曲げ加工等の処理を施しても良い。 The thickness of the elastic metal blade is preferably about 0.05 to 3 mm, and more preferably about 0.1 to 1 mm. Moreover, in an elastic metal blade, in order to suppress the twist of a braid | blade, you may perform processes, such as a bending process, in the direction substantially parallel to a spindle after attachment.
表面層を形成する材料としては、PFA、PTFE、FEP、PVdF等のフッ素樹脂や、フッ素系ゴム、メチルフェニルシリコーンエラストマー等のシリコーン系エラストマー等を、必要により充填剤と共に、用いることができるが、これに限定されるものではない。 As a material for forming the surface layer, fluorine resin such as PFA, PTFE, FEP, PVdF, silicone elastomer such as fluorine rubber, methylphenyl silicone elastomer, and the like can be used together with a filler, if necessary. It is not limited to this.
また、保護層形成機構で像担持体を押圧する力は、保護剤が延展し保護層や保護膜の状態になる力で十分であり、線圧として5gf/cm以上、80gf/cm以下であることが好ましく、10gf/cm以上、60gf/cm以下であることがより好ましい。 Further, the force for pressing the image carrier by the protective layer forming mechanism is sufficient to spread the protective agent and become a protective layer or a protective film, and the linear pressure is 5 gf / cm or more and 80 gf / cm or less. It is preferably 10 gf / cm or more and 60 gf / cm or less.
また、ブラシ状の部材は保護剤供給部材として好ましく用いられるが、この場合、像担持体表面への機械的ストレスを抑制するためにはブラシ繊維は可撓性を持つことが好ましい。 A brush-like member is preferably used as the protective agent supply member. In this case, the brush fiber is preferably flexible in order to suppress mechanical stress on the surface of the image carrier.
可撓性のブラシ繊維の具体的な材料としては、一般的に公知の材料から1種乃至2種以上を選択して使用する事ができる。具体的には、ポリオレフィン系樹脂(例えばポリエチレン、ポリプロピレン);ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂(例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン);塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;スチレン−ブタジエン樹脂;フッ素樹脂(例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン);ポリエステル;ナイロン;アクリル;レーヨン;ポリウレタン;ポリカーボネート;フェノール樹脂;アミノ樹脂(例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂);などの内、可撓性を持つ樹脂を使用することができる。
また、撓みの程度を調整するために、ジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等を複合して用いても良い。
As a specific material of the flexible brush fiber, one or more kinds can be selected and used from generally known materials. Specifically, polyolefin resins (eg, polyethylene, polypropylene); polyvinyl and polyvinylidene resins (eg, polystyrene, acrylic resin, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, and Polyvinyl chloride); vinyl chloride-vinyl acetate copolymer; styrene-acrylic acid copolymer; styrene-butadiene resin; fluorine resin (for example, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polychlorotrifluoroethylene); Polyester; Nylon; Acrylic; Rayon; Polyurethane; Polycarbonate; Phenol resin; Amino resin (eg urea-formaldehyde resin, melamine) Fat, benzoguanamine resins, urea resins, polyamide resins); Among such, may be a resin having flexibility.
Also, in order to adjust the degree of bending, diene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), ethylene propylene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, urethane rubber, silicone rubber, hydrin rubber, norbornene rubber, etc. are used in combination. Also good.
保護剤供給部材の支持体には、固定型と回動可能なロール状のものがある。ロール状の供給部材としては、例えばブラシ繊維をパイル地にしたテープを金属製の芯金にスパイラル状に巻き付けてロールブラシとしたものがある。ブラシ繊維は繊維径10〜500μm程度、ブラシの繊維の長さは1〜15mm、ブラシ密度は1平方インチ当たり1万〜30万本(1平方メートル当たり1.5×107〜4.5×108本)のものが好ましく用いられる。 The support for the protective agent supply member includes a fixed mold and a rotatable roll. As the roll-shaped supply member, for example, there is a roll brush in which a tape having brush fibers piled is wound around a metal core in a spiral shape. The brush fiber has a fiber diameter of about 10 to 500 μm, the length of the brush fiber is 1 to 15 mm, and the brush density is 10,000 to 300,000 per square inch (1.5 × 107 to 4.5 × 10 8 per square meter) ) Is preferably used.
保護剤供給部材は、供給の均一性やその安定性の面から、極カブラシ密度の高い物を使用することが好ましく、1本の繊維を数本〜数百本の微細な繊維から作ることも好ましい。例えば、333デシテックス=6.7デシテックス×50フィラメント(300デニール=6デニール×50フィラメント)のように6.7デシテックス(6デニール)の微細な繊維を50本束ねて1本の繊維として植毛することも可能である。 As the protective agent supply member, it is preferable to use a material having a very high brush density from the viewpoint of supply uniformity and stability, and it is also possible to make one fiber from several to several hundreds of fine fibers. preferable. For example, bundling 50 fine fibers of 6.7 decitex (6 denier), such as 333 decitex = 6.7 decitex × 50 filament (300 denier = 6 denier × 50 filament), and implanting as one fiber Is also possible.
また、ブラシ表面には必要に応じてブラシの表面形状や環境安定性などを安定化することなどを目的として、被覆層を設けても良い。被覆層を構成する成分としては、ブラシ繊維の撓みに応じて変形することが可能な被覆層成分を用いることが好ましく、これらは、可撓性を保持し得る材料であれば、何ら限定される事無く使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル(例えばポリメチルメタクリレート)、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成品(例えばアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成品);パーフルオロアルキルエーテル,ポリフルオロビニル、ポリフルオロビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂;ポリアミド;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂;エポキシ樹脂や、これらの複合樹脂等が挙げられる。 Moreover, you may provide a coating layer in the brush surface for the purpose of stabilizing the surface shape of a brush, environmental stability, etc. as needed. As a component constituting the coating layer, it is preferable to use a coating layer component that can be deformed according to the bending of the brush fiber, and these are not limited as long as the material can maintain flexibility. Polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, etc .; polystyrene, acrylic (for example, polymethyl methacrylate), polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, Polyvinyl and polyvinylidene resins such as polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, and polybiliketones; vinyl chloride-vinyl acetate copolymers; silicone resins composed of organosiloxane bonds or modified products thereof (for example, alkyd resins, Modified products by reester resin, epoxy resin, polyurethane, etc.); Fluororesin such as perfluoroalkyl ether, polyfluorovinyl, polyfluorovinylidene, polychlorotrifluoroethylene; polyamide; polyester; polyurethane; polycarbonate; urea-formaldehyde resin, etc. Amino resins; epoxy resins, composite resins of these, and the like.
図4は、本発明に係る保護剤塗布装置を備えるプロセスカートリッジ構成例の概略を説明するための断面図である。
像担持体である感光体ドラム(1)に対向して配設された保護剤塗布装置(2)は、保護剤(21)、保護剤供給部材(22)、押圧力付与機構(23)、保護層形成機構(24)等から主に構成される。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining an outline of a configuration example of a process cartridge including the protective agent applying apparatus according to the present invention.
The protective agent coating device (2) disposed to face the photosensitive drum (1), which is an image carrier, includes a protective agent (21), a protective agent supply member (22), a pressing force applying mechanism (23), It is mainly composed of a protective layer forming mechanism (24) and the like.
また、像担持体(1)は、転写工程後に部分的に劣化した保護剤やトナー成分等が残存した表面となっているが、クリーニング部材(41)により表面残存物が清掃され、クリーニングされる。図4では、クリーニング部材は、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。 Further, the image carrier (1) has a surface on which partially deteriorated protective agent, toner component, etc. remain after the transfer process, but the surface residue is cleaned and cleaned by the cleaning member (41). . In FIG. 4, the cleaning member is abutted at an angle similar to a so-called counter type (leading type).
クリーニング機構により、表面の残留トナーや劣化した保護剤が取り除かれた像担持体表面へは、保護剤供給部材(22)から、保護剤(21)が供給され、保護層形成機構(24)により皮膜状の保護層が形成される。この際、像担持体表面のうち電気的ストレスにより親水性が高くなっている部分に対して、本発明で使用する保護剤は、より良好な吸着性を持つため、一時的に大きな電気的ストレスが掛かり、像担持体表面が部分的に劣化をし始めても、保護剤の吸着により像担持体自身の劣化の進行を防ぐことができる。 The protective agent (21) is supplied from the protective agent supply member (22) to the surface of the image carrier from which the residual toner and the deteriorated protective agent have been removed by the cleaning mechanism, and the protective layer forming mechanism (24) A film-like protective layer is formed. At this time, the protective agent used in the present invention has a better adsorptivity to the portion of the image carrier surface that is highly hydrophilic due to electrical stress. Even if the surface of the image carrier starts to deteriorate partially, the image carrier itself can be prevented from progressing by adsorption of the protective agent.
保護層が形成された像担持体は、帯電後、レーザーなどの露光によって静電線像が形成され、現像装置(5)により現像されて可視像化され、プロセスカートリッジ外の転写ローラ(6)などにより、転写媒体(7)へ転写される。 The image bearing member on which the protective layer is formed is charged, and then an electrostatic ray image is formed by exposure with a laser or the like, developed by the developing device (5), and visualized, and the transfer roller (6) outside the process cartridge. For example, the image is transferred to the transfer medium (7).
図5は、本発明に係る保護剤塗布装置を具備する画像形成装置(100)の一例を示す断面図である。
ドラム状の像担持体(1)の周囲に、保護剤塗布装置(2)、帯電装置(3)、潜像形成装置(8)、現像装置(5)、転写装置(6)、およびクリーニング装置(4)が配置され、以下の動作で画像形成が行なわれる。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of an image forming apparatus (100) including the protective agent coating apparatus according to the present invention.
Around the drum-shaped image carrier (1), a protective agent coating device (2), a charging device (3), a latent image forming device (8), a developing device (5), a transfer device (6), and a cleaning device. (4) is arranged, and image formation is performed by the following operation.
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う。
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。
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、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
A series of processes for image formation will be described using a negative-positive process.
The image carrier (1) typified by a photoreceptor (OPC) having an organic photoconductive layer is neutralized by a static elimination lamp (not shown) or the like, and is uniformly negatively charged by a charging device (3) having a charging member. Is done.
When the image carrier is charged by the charging device, an appropriate size suitable for charging the image carrier (1) to a desired potential from a voltage application mechanism (not shown) to the charging member. A voltage or a charging voltage obtained by superimposing an AC voltage thereon is applied.
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(8)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。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。 The charged image carrier (1) forms a latent image with laser light irradiated by a latent image forming device (8) such as a laser optical system (the absolute value of the exposed portion potential is greater than the absolute value of the non-exposed portion potential). Low potential). Laser light is emitted from a semiconductor laser, and the surface of the image carrier (1) is scanned in the direction of the rotation axis of the image carrier (1) by a polygonal polygon mirror (polygon) that rotates at high speed.
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上に供給されたトナー粒子、また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。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。 The latent image formed in this way is developed with a developer composed of toner particles or a mixture of toner particles and carrier particles supplied on a developing sleeve which is a developer carrying member in the developing device (5). A toner visible image is formed. When developing a latent image, a voltage of an appropriate magnitude or an AC voltage is superimposed on the developing sleeve from a voltage application mechanism (not shown) between the exposed portion and the non-exposed portion of the image carrier (1). The developing bias applied is applied.
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。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。
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(41)によって、クリーニング装置(4)内のトナー回収室へ、回収される。
The toner image formed on the image carrier (1) corresponding to each color is transferred onto the intermediate transfer medium (60) by the transfer device (6) and fed from the paper feed mechanism (200). A toner image is transferred onto a transfer medium such as. At this time, it is preferable that a potential having a polarity opposite to the polarity of toner charging is applied to the transfer device (6) as a transfer bias. Thereafter, the intermediate transfer medium (60) is separated from the image carrier (1) to obtain a transfer image.
The toner particles remaining on the image carrier are collected by the cleaning member (41) into the toner collecting chamber in the cleaning device (4).
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.
また、上述の帯電装置(3)は、像担持体表面に接触または近接して配設された帯電装置であることが好ましく、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。 The charging device (3) described above is preferably a charging device disposed in contact with or close to the surface of the image carrier, whereby a corona called a corotron or a scorotron using a discharge wire. Compared with a discharger, the amount of ozone generated during charging can be greatly reduced.
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、前述のように放電が像担持体表面近傍の領域で行われるため、像担持体への電気的ストレスが大きくなりがちである。本発明の保護剤を用いた保護剤塗布装置を用いることにより、長期間に渡り像担持体を劣化させることなく維持できるため、経時的な画像の変動や使用環境による画像の変動を大幅に抑制でき、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, as described above, since the discharge is performed in the region near the surface of the image carrier, the electrical stress on the image carrier is large. It tends to be. By using the protective agent coating apparatus using the protective agent of the present invention, the image carrier can be maintained for a long time without deteriorating, so that image fluctuations over time and image fluctuations due to usage environments are greatly suppressed. This makes it possible to ensure stable image quality.
次に、本発明において対応して好適に用いられる感光体について説明する。
本発明の画像形成装置に用いる感光体は、導電性支持体の上に感光層が設けられている。感光層の構成は電荷発生材と電荷輸送材を混在させた単層型、あるいは電荷発生層の上に電荷輸送層を設けた順層型、あるいは電荷輸送層の上に電荷発生層を設けた逆層型がある。また、感光体の機械的強度、耐磨耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のため、感光層の上に保護層を設けることもできる。感光層と導電性支持体の間には下引き層が設けられていてもよい。また各層には必要により可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等を適量添加することもできる。
Next, a photoconductor preferably used correspondingly in the present invention will be described.
In the photoreceptor used in the image forming apparatus of the present invention, a photosensitive layer is provided on a conductive support. The photosensitive layer is composed of a single layer type in which a charge generation material and a charge transport material are mixed, a forward layer type in which a charge transport layer is provided on the charge generation layer, or a charge generation layer provided on the charge transport layer. There is a reverse layer type. In addition, a protective layer can be provided on the photosensitive layer in order to improve the mechanical strength, abrasion resistance, gas resistance, cleaning property, and the like of the photoreceptor. An undercoat layer may be provided between the photosensitive layer and the conductive support. In addition, an appropriate amount of a plasticizer, an antioxidant, a leveling agent and the like can be added to each layer as necessary.
感光体の導電性支持体としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板及びそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法でドラム状に素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。ドラム状の支持体としては、直径が20〜150mm、好ましくは、24〜100mm、さらに好ましくは28〜70mmのものを用いることができる。ドラム状の支持体の直径が20mm以下では、ドラム周辺に帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程を配置することが物理的に難しく、ドラム状の支持体の直径が150mm以上では画像形成装置が大きくなってしまい好ましくない。特に、画像形成装置がタンデム型の場合には、複数の感光体を搭載する必要があるため、直径は70mm以下、好ましくは60mm以下であることが好ましい。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。 As the conductive support of the photoreceptor, a material having a volume resistance of 10 10 Ω · cm or less, for example, a metal such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, platinum, tin oxide, oxidation A metal oxide such as indium is deposited or sputtered on a film or cylindrical plastic or paper, or a plate of aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, etc. After forming the tube into a drum shape, it is possible to use a tube that has been surface-treated by cutting, superfinishing, polishing, or the like. A drum-shaped support having a diameter of 20 to 150 mm, preferably 24 to 100 mm, and more preferably 28 to 70 mm can be used. If the diameter of the drum-shaped support is 20 mm or less, it is physically difficult to arrange the charging, exposure, development, transfer, and cleaning steps around the drum. If the diameter of the drum-shaped support is 150 mm or more, image formation is performed. The apparatus becomes undesirably large. In particular, when the image forming apparatus is a tandem type, it is necessary to mount a plurality of photoconductors, and thus the diameter is preferably 70 mm or less, and preferably 60 mm or less. Further, endless nickel belts and endless stainless steel belts disclosed in JP-A-52-36016 can also be used as the conductive support.
感光体の下引層としては樹脂、あるいは白色顔料と樹脂を主成分としたもの、及び導電性基体表面を化学的あるいは電気化学的に酸化させた酸化金属膜等が例示できるが、白色顔料と樹脂を主成分とするものが好ましい。白色顔料としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物が挙げられ、中でも導電性基体からの電荷の注入防止性が優れる酸化チタンを含有させることが最も好ましい。下引層に用いる樹脂としてはポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、メチルセルロース等の熱可塑性樹脂、アクリル、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂、これらの中の一種あるいは多種の混合物を例示することができる。 Examples of the undercoat layer of the photoreceptor include a resin or a white pigment and a resin main component, and a metal oxide film obtained by chemically or electrochemically oxidizing the surface of a conductive substrate. What has resin as a main component is preferable. Examples of the white pigment include metal oxides such as titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, and zinc oxide. Among them, it is most preferable to contain titanium oxide that is excellent in preventing charge injection from the conductive substrate. As the resin used for the undercoat layer, thermoplastic resins such as polyamide, polyvinyl alcohol, casein, and methyl cellulose, thermosetting resins such as acrylic, phenol, melamine, alkyd, unsaturated polyester, and epoxy, one or various kinds of these Mixtures can be exemplified.
感光体の電荷発生物質としては、例えば、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料、テトラキスアゾ顔料等のアゾ顔料、トリアリールメタン系染料、チアジン系染料、オキサジン系染料、キサンテン系染料、シアニン系色素、スチリル系色素、ピリリウム系染料、キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、多環キノン系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料、インダスロン系顔料、スクアリリウム系顔料、フタロシアニン系顔料等の有機系顔料及び染料や、セレン、セレン−ヒ素、セレン−テルル、硫化カドミウム、酸化亜鉛、酸化チタン、アモルファスシリコン等の無機材料を使用することができ、電荷発生物質は一種あるいは多種混合して使用することができる。下引層は、一層であっても、複数の層で構成しても良い。 Examples of the charge generating substance of the photoreceptor include azo pigments such as monoazo pigments, bisazo pigments, trisazo pigments, tetrakisazo pigments, triarylmethane dyes, thiazine dyes, oxazine dyes, xanthene dyes, cyanine Organic dyes, styryl dyes, pyrylium dyes, quinacridone pigments, indigo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, bisbenzimidazole pigments, indanthrone pigments, squarylium pigments, phthalocyanine pigments, etc. Inorganic materials such as selenium pigments and dyes, selenium, selenium-arsenic, selenium-tellurium, cadmium sulfide, zinc oxide, titanium oxide, amorphous silicon, etc. can be used. be able to. The undercoat layer may be a single layer or a plurality of layers.
感光体の電荷輸送物質としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、テトラゾール誘導体、メタロセン誘導体、フェノチアジン誘導体、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、スチリルヒドラゾン化合物、エナミン化合物、ブタジエン化合物、ジスチリル化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、チアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリフェニルメタン誘導体等の一種あるいは多種を混合して使用することができる。 Examples of the charge transport material of the photoreceptor include anthracene derivatives, pyrene derivatives, carbazole derivatives, tetrazole derivatives, metallocene derivatives, phenothiazine derivatives, pyrazoline compounds, hydrazone compounds, styryl compounds, styrylhydrazone compounds, enamine compounds, butadiene compounds, distyryl compounds. , An oxazole compound, an oxadiazole compound, a thiazole compound, an imidazole compound, a triphenylamine derivative, a phenylenediamine derivative, an aminostilbene derivative, a triphenylmethane derivative, and the like, or a mixture thereof can be used.
上記電荷発生層、電荷輸送層の感光層を形成するのに使用する結着樹脂としては、電気絶縁性であり、それ自体公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂及び光導電性樹脂等を使用することができ、適当な結着樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネ−ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ABS樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の光導電性樹脂など一種の結着樹脂あるいは多種と結着樹脂の混合物を挙げることができるが、特にこれらのものに限定されるものではない。 The binder resin used to form the photosensitive layer of the charge generation layer and the charge transport layer is electrically insulating and is a known thermoplastic resin, thermosetting resin, photocurable resin, and photoconductive material. Suitable binder resins include, for example, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, Ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, polyester, phenoxy resin, (meth) acrylic resin, polystyrene, polycarbonate, polyarylate, thermoplastic resin such as polysulfone, polyethersulfone, ABS resin, phenol resin , Epoxy resin, urethane resin, melamine resin, isocyanate resin, alkyd resin, Examples thereof include a thermosetting resin such as a ricone resin, a thermosetting acrylic resin, a type of binder resin such as a photoconductive resin such as polyvinyl carbazole, polyvinyl anthracene, and polyvinyl pyrene, or a mixture of various types of binder resins. In particular, it is not limited to these.
酸化防止剤としては、例えば以下のものが使用される。
(モノフェノール系化合物)
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3−t−ブチル−4−ヒドロキシニソールなど。
As antioxidant, the following are used, for example.
(Monophenol compound)
2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, stearyl-β- (3,5-di-t-butyl-4 -Hydroxyphenyl) propionate, 3-t-butyl-4-hydroxynisol and the like.
(ビスフェノール系化合物)
2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)など。
(Bisphenol compounds)
2,2′-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylene-bis- (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-thiobis- ( 3-methyl-6-t-butylphenol), 4,4′-butylidenebis- (3-methyl-6-t-butylphenol) and the like.
(高分子フェノール系化合物)
1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、トコフェノール類など。
(High molecular phenolic compounds)
1,1,3-tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t- Butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3′-bis (4 ′) -Hydroxy-3'-t-butylphenyl) butyric acid] glycol ester, tocophenols and the like.
(パラフェニレンジアミン類)
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−tーブチル−p−フェニレンジアミンなど。
(Paraphenylenediamines)
N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N-sec-butyl-p-phenylenediamine, N, N'- Di-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-dimethyl-N, N′-di-t-butyl-p-phenylenediamine and the like.
(ハイドロキノン類)
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
(Hydroquinones)
2,5-di-t-octylhydroquinone, 2,6-didodecylhydroquinone, 2-dodecylhydroquinone, 2-dodecyl-5-chlorohydroquinone, 2-t-octyl-5-methylhydroquinone, 2- (2-octadecenyl) ) -5-methylhydroquinone and the like.
(有機硫黄化合物類)
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなど。
(Organic sulfur compounds)
Dilauryl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, ditetradecyl-3,3′-thiodipropionate, and the like.
(有機燐化合物類)
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
(Organic phosphorus compounds)
Triphenylphosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, tri (dinonylphenyl) phosphine, tricresylphosphine, tri (2,4-dibutylphenoxy) phosphine, and the like.
可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなどの一般的な樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は結着樹脂100重量部に対して0〜30重量部程度が適当である。 As the plasticizer, those used as plasticizers for general resins such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate can be used as they are, and the amount used is about 0 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Is appropriate.
電荷輸送層中にレベリング剤を添加してもかまわない。レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、測鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は、バインダー樹脂100重量部に対して、0〜1重量部が適当である。 A leveling agent may be added to the charge transport layer. As the leveling agent, silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the chain are used, and the amount used is 100 parts by weight of binder resin. 0 to 1 part by weight is suitable.
表面層は前述のように、感光体の機械的強度、耐磨耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のため設けられる。表面層としては、感光層よりも機械的強度の高い高分子、高分子に無機フィラーを分散させたものが例示できる。表面層に用いる高分子は、熱可塑性高分子、熱硬化性高分子、何れの高分子であっても良いが、熱硬化性高分子は機械的強度が高く、クリーニングブレードとの摩擦による磨耗を抑える能力が極めて高いためたいへん好ましい。表面層は薄い膜厚であれば、電荷輸送能力を有していなくても支障はないが、電荷輸送能力を有しない表面層を厚く形成すると、感光体の感度低下、露光後電位上昇、残留電位上昇を引き起こしやすいため、表面層中に前述の電荷輸送物質を含有させたり、保護層に用いる高分子を電荷輸送能力を有するものを用いることが好ましい。感光層と表面層との機械的強度は一般に大きく異なるため、クリーニングブレードとの摩擦により保護層が磨耗し、消失すると、すぐに感光層は磨耗していってしまうため、表面層を設ける場合には、表面層は十分な膜厚とすることが重要であり、0.01〜12μm、好ましくは1〜10μm、さらに好ましくは2〜8μmとすることが好ましい。表面層の膜厚が0.1μm以下では、薄すぎてクリーニングブレードとの摩擦により部分的に消失しやすくなり、消失した部分から感光層の磨耗が進んでしまうため好ましくない。表面層の膜厚が12μm以上では、感度低下、露光後電位上昇、残留電位上昇が生じやすく、特に電荷輸送能力を有する高分子を用いる場合には、電荷輸送能力を有する高分子のコストが高くなってしまうため好ましくない。 As described above, the surface layer is provided to improve the mechanical strength, abrasion resistance, gas resistance, cleaning property, etc. of the photoreceptor. Examples of the surface layer include a polymer having a mechanical strength higher than that of the photosensitive layer and a polymer in which an inorganic filler is dispersed. The polymer used for the surface layer may be either a thermoplastic polymer or a thermosetting polymer, but the thermosetting polymer has a high mechanical strength and does not wear due to friction with the cleaning blade. It is very preferable because of its extremely high ability to suppress. If the surface layer has a thin film thickness, there is no problem even if it does not have the charge transport capability. However, if the surface layer without the charge transport capability is formed thick, the sensitivity of the photoreceptor decreases, the potential increases after exposure, and the residual layer remains. Since the potential rise is likely to occur, it is preferable to use the above-mentioned charge transporting substance in the surface layer or to use a polymer having a charge transporting capability for the protective layer. When the surface layer is provided, the mechanical strength of the photosensitive layer and the surface layer is generally greatly different, and therefore the protective layer is worn away due to friction with the cleaning blade. It is important that the surface layer has a sufficient film thickness, and is 0.01 to 12 μm, preferably 1 to 10 μm, more preferably 2 to 8 μm. If the film thickness of the surface layer is 0.1 μm or less, it is not preferable because it is too thin and easily disappears due to friction with the cleaning blade, and wear of the photosensitive layer proceeds from the disappeared portion. When the film thickness of the surface layer is 12 μm or more, the sensitivity is lowered, the potential after exposure is increased, and the residual potential is easily increased. In particular, when a polymer having charge transport capability is used, the cost of the polymer having charge transport capability is high. This is not preferable.
表面層に用いる高分子としては、画像形成時の書き込み光に対して透明で、絶縁性、機械的強度、接着性に優れた物が望ましく、ABS樹脂、ACS樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。これらの高分子は熱可塑性高分子であっても良いが、高分子の機械的強度を高めるため、多官能のアクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基等を持つ架橋剤により架橋し、熱硬化性高分子とすることで、表面層の機械的強度は増大し、クリーニングブレードとの摩擦による磨耗を大幅に減少させることができる。 The polymer used for the surface layer is preferably a material that is transparent to the writing light during image formation and has excellent insulation, mechanical strength, and adhesiveness. ABS resin, ACS resin, olefin-vinyl monomer copolymer , Chlorinated polyether, allyl resin, phenol resin, polyacetal, polyamide, polyamideimide, polyacrylate, polyallylsulfone, polybutylene, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyethersulfone, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, acrylic resin, polymethyl Examples include resins such as bentene, polypropylene, polyphenylene oxide, polysulfone, polystyrene, AS resin, butadiene-styrene copolymer, polyurethane, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, and epoxy resin. . These polymers may be thermoplastic polymers, but in order to increase the mechanical strength of the polymers, they are crosslinked with a crosslinking agent having a polyfunctional acryloyl group, carboxyl group, hydroxyl group, amino group, etc. By using a curable polymer, the mechanical strength of the surface layer is increased, and wear due to friction with the cleaning blade can be greatly reduced.
前述のように、表面層には電荷輸送能力を有していることが好ましく、表面層に電荷輸送能力を持たせるためには、表面層に用いる高分子と前述の電荷輸送物質を混合して用いる方法、電荷輸送能力を有する高分子を表面層に用いる方法が考えられ、後者の方法が、高感度で露光後電位上昇、残留電位上昇が少ない感光体を得ることができ好ましい。 As described above, it is preferable that the surface layer has a charge transport capability. In order to provide the surface layer with a charge transport capability, a polymer used for the surface layer and the above-described charge transport material are mixed. A method of using a polymer having a charge transporting capability for the surface layer is conceivable, and the latter method is preferable because it can obtain a photoconductor with high sensitivity and little increase in potential after exposure and little increase in residual potential.
電荷輸送層能力を有する高分子としては、高分子中に電荷輸送能力を有する基;化学式(2);を例示することができる。
Ar2
|
−Ar1−N ・・・ 化学式(2)
|
Ar3
(Ar1は置換もしくは未置換のアリーレン基を表わす。Ar2、Ar3は置換もしくは未置換のアリール基を表わし、同一であっても異なってもよい。)
Examples of the polymer having a charge transport layer ability include a group having a charge transport ability in the polymer; Chemical Formula (2).
Ar2
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-Ar1-N Chemical formula (2)
|
Ar3
(Ar1 represents a substituted or unsubstituted arylene group. Ar2 and Ar3 represent a substituted or unsubstituted aryl group, which may be the same or different.)
この電荷輸送能力を有する基は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の機械的強度の高い高分子の側鎖に付加することが好ましく、モノマーの製造が容易で、塗工性、硬化性にも優れるアクリル樹脂を用いることが好ましい。 The group having the charge transporting ability is preferably added to a side chain of a polymer having high mechanical strength such as a polycarbonate resin or an acrylic resin, and the monomer can be easily produced, and the acrylic having excellent coatability and curability. It is preferable to use a resin.
電荷輸送能力を有するアクリル樹脂は、化学式(2)の基を有する不飽和カルボン酸を重合させることにより機械的強度が高く、透明性にも優れ、電荷輸送能力も高い表面層を形成することができ、単官能の化学式(2)の基を有する不飽和カルボン酸に多官能の不飽和カルボン酸、好ましくは3官能以上の不飽和カルボン酸を混合することで、アクリル樹脂は架橋構造を形成し、熱硬化性高分子となり、表面層の機械的強度は極めて高いものとなる。多官能の不飽和カルボン酸に、化学式(2)の基を付加しても良いが、モノマーの製造コストが高くなってしまうため、多官能の不飽和カルボン酸には、化学式(2)の基を付加せず、通常光硬化性多官能モノマーを用いることが好ましい。 An acrylic resin having a charge transporting ability can form a surface layer having high mechanical strength, excellent transparency, and high charge transporting ability by polymerizing an unsaturated carboxylic acid having a group of the chemical formula (2). The acrylic resin forms a crosslinked structure by mixing a polyfunctional unsaturated carboxylic acid, preferably a tri- or higher functional unsaturated carboxylic acid, with the unsaturated carboxylic acid having a monofunctional chemical formula (2) group. It becomes a thermosetting polymer, and the mechanical strength of the surface layer becomes extremely high. Although the group of the chemical formula (2) may be added to the polyfunctional unsaturated carboxylic acid, since the production cost of the monomer becomes high, the polyfunctional unsaturated carboxylic acid has a group of the chemical formula (2). Usually, it is preferable to use a photocurable polyfunctional monomer.
化学式(2)の基を有する単官能不飽和カルボン酸としては、化学式(3)、化学式(4)を例示することができる。 Examples of the monofunctional unsaturated carboxylic acid having a group of chemical formula (2) include chemical formula (3) and chemical formula (4).
(R7 は水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基又は置換基を有してもよいアリール基)、ハロゲン化カルボニル基若しくはCONR8R9
(R8 及びR9 は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基又は置換基を有してもよいアリール基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい)を表わし、Ar1、Ar2
は置換もしくは未置換のアリーレン基を表わし、同一であっても異なってもよい。
Ar3 、Ar4 は置換もしくは未置換のアリール基を表わし、同一であっても異なってもよい。
Xは単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表わす。
Zは置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル2価基、アルキレンオキシカルボニル2価基を表わす。m、nは0〜3の整数を表わす。)
(R7 represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent or an aryl group which may have a substituent), a carbonyl halide group or CONR8R9.
(R8 and R9 represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent or an aryl group which may have a substituent, and are the same as each other. Or may be different), Ar1, Ar2
Represents a substituted or unsubstituted arylene group, which may be the same or different.
Ar3 and Ar4 each represents a substituted or unsubstituted aryl group, and may be the same or different.
X represents a single bond, a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted alkylene ether group, an oxygen atom, a sulfur atom, or a vinylene group.
Z represents a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted alkylene ether divalent group, or an alkyleneoxycarbonyl divalent group. m and n represent an integer of 0 to 3. )
多官能の不飽和カルボン酸の割合は表面層全体の、5〜75重量%、好ましくは10〜70重量%、さらに好ましくは、20〜60重量%である。多官能不飽和カルボン酸の割合が5重量%以下では、表面層の機械的強度が不十分であり、75%以上では、表面層に強い力が加わったときにクラックが発生しやすく、感度劣化も生じやすいため好ましくない。 The proportion of the polyfunctional unsaturated carboxylic acid is 5 to 75% by weight, preferably 10 to 70% by weight, more preferably 20 to 60% by weight, based on the entire surface layer. When the ratio of the polyfunctional unsaturated carboxylic acid is 5% by weight or less, the mechanical strength of the surface layer is insufficient, and when it is 75% or more, cracks are likely to occur when a strong force is applied to the surface layer, resulting in sensitivity deterioration. Is also not preferable because it is likely to occur.
表面層にアクリル樹脂を用いる場合には、上記不飽和カルボン酸を感光体に塗工後、電子線照射あるいは、紫外線等の活性光線を照射してラジカル重合を生じさせ、表面層を形成することができる。活性光線によるラジカル重合を行う場合には、不飽和カルボン酸に光重合開始剤を溶解したものを用いる。光重合開始剤は通常、光硬化性塗料に用いられる材料を用いることができる。 When an acrylic resin is used for the surface layer, the surface layer is formed by applying the unsaturated carboxylic acid to the photoreceptor and then irradiating with an electron beam or actinic rays such as ultraviolet rays to cause radical polymerization. Can do. When performing radical polymerization with actinic rays, a solution obtained by dissolving a photopolymerization initiator in an unsaturated carboxylic acid is used. As the photopolymerization initiator, materials used for photocurable paints can be used.
表面層中には表面層の機械的強度を高めるために金属、又は金属酸化物の微粒子を分散させることができる。金属酸化物としては酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、TiO、TiN、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アンチモン等が挙げられる。その他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの樹脂に等の無機材料を分散したもの等を添加することができる。 In the surface layer, fine particles of metal or metal oxide can be dispersed in order to increase the mechanical strength of the surface layer. Examples of the metal oxide include titanium oxide, tin oxide, potassium titanate, TiO, TiN, zinc oxide, indium oxide, and antimony oxide. In addition, for the purpose of improving wear resistance, fluorine resins such as polytetrafluoroethylene, silicone resins, and those obtained by dispersing inorganic materials such as these resins can be added.
本発明の像担持体は、感光体上に形成されたトナー像を一次転写して色重ねを行い、更に転写媒体へ転写を行う、いわゆる中間転写方式による画像形成を行う際に使用する、中間転写媒体であってもよい。中間転写媒体としては、体積抵抗105〜1011Ω・cm
の導電性を示すものが好ましい。表面抵抗が105Ω/□を下回る場合には、感光体から中間転写媒体上へトナー像の転写が行われる際に、放電を伴いトナー像が乱れるいわゆる転写チリが生じることがあり、1011Ω/□を上回る場合には、中間転写媒体から紙などの転写媒体へトナー像を転写した後に、中間転写媒体上へトナー像の対抗電荷が残留し、次の画像上に残像として現れることがある。
The image carrier of the present invention is an intermediate used for image formation by a so-called intermediate transfer method in which a toner image formed on a photoreceptor is primarily transferred to perform color superposition and further transferred to a transfer medium. It may be a transfer medium. As an intermediate transfer medium, volume resistance of 10 5 to 10 11 Ω · cm
Those exhibiting electrical conductivity are preferred. If the surface resistance is below 10 5 Omega / □, when the transfer of the toner image is performed from the photosensitive member onto the intermediate transfer medium, there is so-called transfer dust which the toner image with the discharge is disturbed occurs, 10 11 If it exceeds Ω / □, after the toner image is transferred from the intermediate transfer medium to a transfer medium such as paper, the counter charge of the toner image remains on the intermediate transfer medium and appears as an afterimage on the next image. is there.
中間転写媒体としては、例えば、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物やカーボンブラック等の導電性粒子や導電性高分子を、単独または併用して熱可塑性樹脂と共に混練後、押し出し成型したベルト状もしくは円筒状のプラスチックなどを使用することができる。この他に、熱架橋反応性のモノマーやオリゴマーを含む樹脂液に、必要により上述の導電性粒子や導電性高分子を加え、加熱しつつ遠心成型を行い、無端ベルト上の中間転写媒体を得ることもできる。 As an intermediate transfer medium, for example, a metal oxide such as tin oxide or indium oxide, or conductive particles such as carbon black or a conductive polymer, alone or in combination, kneaded with a thermoplastic resin, and then extruded into a belt shape Alternatively, a cylindrical plastic can be used. In addition to this, the above-mentioned conductive particles and conductive polymer are added to a resin solution containing a thermal crosslinking reactive monomer or oligomer, if necessary, and subjected to centrifugal molding while heating to obtain an intermediate transfer medium on an endless belt. You can also
中間転写媒体に表面層を設ける際には、上述の感光体表面層に使用した表面層材料の内、電荷輸送材料を除く組成物に、適宜、導電性物質を併用して抵抗調整を行い、使用することができる。 When providing a surface layer on the intermediate transfer medium, among the surface layer materials used for the above-mentioned photoreceptor surface layer, the composition excluding the charge transport material is appropriately adjusted in combination with a conductive substance, Can be used.
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。
まず、このトナーは、平均円形度が0.93〜1.00であることが好ましい。ここでは、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の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
(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)
Next, the toner suitably used in the present invention will be described.
First, this toner preferably has an average circularity of 0.93 to 1.00. Here, the value obtained from the following formula (1) is defined as circularity. This circularity is an index of the degree of unevenness of the toner particles, and indicates 1.00 when the toner is a perfect sphere, and the circularity becomes smaller as the surface shape becomes more complicated.
(Circularity SR) = (Perimeter length of a circle having the same area as the particle projection area) / (Perimeter length 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。また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。またドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。また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。 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. Further, 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. In addition, since there are no angular toner particles in the toner forming dots, the pressure is uniformly applied to the entire toner forming dots when being pressed against the transfer medium during transfer, and the transfer is not easily lost. Further, 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。
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。
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。
Next, a method for measuring the circularity will be described.
The circularity can be measured using a flow type particle image analyzer FPIA-1000 manufactured by Toa Medical Electronics.
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.
またここでは、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。なお、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。また、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。
Here, 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. If 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. Moreover, when the weight average diameter D4 exceeds 10 μm, it is difficult to suppress scattering of characters and lines.
またこのトナーは、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。
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。また、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。また、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。
The toner preferably has a weight average diameter D4 to number average diameter D1 ratio (D4 / D1) of 1.00 to 1.40. The closer the value of (D4 / D1) is to 1, the sharper the particle size distribution of the toner.
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. In addition, since the toner particle size distribution is sharp, the triboelectric charge amount distribution is also sharp and the occurrence of fog is suppressed. Further, when the toner particle diameter is uniform, the latent image dots are developed so as to be arranged densely and orderly, 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。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。以下に測定方法について述べる。
Next, a method for measuring the particle size distribution of toner particles will be described.
Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均径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 alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measurement device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the 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;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。 As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm.
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、ホットオフセットの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 produced by this reaction can reduce the hot offset by curing the toner surface, and can prevent the fixing device from becoming dirty and appearing on the image.
トナー作成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 comprising a modified polyester resin that can be used for toner preparation 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さら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およ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。 Examples of the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group include a product obtained by further reacting a polyester having an active hydrogen group with a polyisocyanate (3), which is a polycondensate of polyol (1) and polycarboxylic acid (2). Can be mentioned. 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)および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。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およびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上のポリオール(1−2)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。 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. 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 alicyclic diol; bisphenol And alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyol (1-2) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)および3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられ、(2−1)単独、および(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または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。 Examples of the 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;およびこれら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.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanurates; polyisocyanates such as phenol derivatives, oximes, caprolactams 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、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、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%、さらに好ましくは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)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。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);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上のポリアミン(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および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-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 B1 to B5 blocked amino groups (B6) include ketimine compounds and oxazoline compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
さらに、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)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。 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、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステル(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、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。 The 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, 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)が作成できる。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、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。 By these reactions, the modified polyester used in the toner of the present invention, especially the urea-modified polyester (i) can be prepared. 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. (I) When used alone, the number average molecular weight is usually 20000 or less, preferably 1000 to 10000, and 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、当該トナーにおいては、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、さらに好ましくは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 toner, 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). By using (ii) in combination, the low-temperature fixability and glossiness when used in a full-color apparatus are improved, which is preferable to single use. Examples of (ii) include the same polycondensates of polyol (1) and polycarboxylic acid (2) as in the polyester component (i) above, 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) and (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. If the weight ratio of (i) is less than 5%, the hot offset resistance deteriorates, 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、さらに好ましくは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.
当該トナーにおいて、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となる温度(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。さらに好ましくは10〜90℃であり、特に好ましくは20〜80℃である。 In the toner, 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 ′) at which the measurement frequency is 20 Hz is 10000 dyne / cm 2 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 less, preferably 90 to 160 ° C. If it exceeds 180 ° C., the low-temperature fixability deteriorates. That is, TG ′ is preferably higher than Tη from the viewpoint of achieving both low temperature fixability and hot offset resistance. 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.
なお、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。さらに(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。
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 (3) is reacted and (A) and (B) are reacted, a solvent can be used as necessary.
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。 Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to the isocyanate (3), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran). When polyester (ii) not modified with urea bond is used in combination, (ii) is produced by the same method as 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、本発明で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。
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。
In addition, the toner used in the present invention can be generally produced by the following method, but is not limited thereto.
As an aqueous medium used in the present invention, water alone may be used, but 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 (methyl cellosolve, 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 composed 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 dispersion 2 to 20 μm, a high-speed shearing type is preferable. When a high-speed shearing disperser is used, the rotational speed is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 rpm, preferably 5000 to 20000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C. Higher temperatures are preferred in that the dispersion made of urea-modified polyester (i) or prepolymer (A) has a low viscosity and is easy to disperse.
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 relative to 100 parts of the toner composition containing the urea-modified polyester (i) and the prepolymer (A) is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner 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ー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ーアルキルーN,Nー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。 Anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamines, etc. as a dispersant for emulsifying and dispersing the oily phase in which the toner composition is dispersed in a liquid containing water Amine salts such as salts, aminoalcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, imidazolines, alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, etc. Nonionic surfactants such as quaternary ammonium salt type cationic surfactants, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohol derivatives, such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl N, amphoteric surfactants such as N-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、3一[オメガーフルオロアルキル(C6〜C11)オキシ〕−1ーアルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3ー[オメガーフルオロアルカノイル(C6〜C8)一Nーエチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、NープロピルーN一(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ーエチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる, Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 31- [omega-fluoroalkyl (C6-C11) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [omega-fluoroalkanoyl (C6-C8) mono-N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carboxylic acid and metal salt, Perfluoroalkylcarboxylic acid (C7 to C13) and its metal salt, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acid and its metal salt, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- (2hydroxyethyl) -Fluorooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned,
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−l29(住友3M社製)、ユニダインDS一101、DS−l02、(タイキン工莱社製)、メガファックF−ll0、F−l20、F一113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF一102、l03、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。 Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-1101 , DS-102, (manufactured by Taikin Kogyo Co., Ltd.), Mega-Fac F-ll0, F-120, F-1113, F-191, F-812, F-833 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-1 102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fagento F-100, F150 (manufactured by Neos).
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(C6一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ーl21(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDSー202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEFーl32(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF一300(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 1 C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, benza Luconium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-21 (Asahi Glass), Florard FC-135 (Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Megafac F-150, F-824 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-32 (manufactured by Tochem Products), and Footgent F1300 (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事が出来る。 Further, tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite and the like can be used as an inorganic compound dispersant which 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ーシアノアクリル酸、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一ヒドロキシエチル、メタクリル酸β一ヒドロキシエチル、アクリル酸βーヒドロキシプロビル、メタクリル酸β一ヒドロキシプロピル、アクリル酸γーヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ一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ークロロー2一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ーメチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエ一テル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、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、ピニルビリジン、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 or other (meth) acrylic monomer containing a hydroxyl group, For example, β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxypropyl methacrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, 3-chloro-2-acrylate -Hydroxypropyl, 3-chloro-2-methacrylic acid 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, or esters of compounds containing vinyl alcohol and carboxyl groups For example, pinyl acetate, pinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, pinylviridine, vinylpyrrolidone, vinylimidazole, ethyleneimine Homopolymers or copolymers such as those having a nitrogen atom or its heterocyclic ring, polyoxyethylene, polyoxypropylene, Oxyethylene 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。 If 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 dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and then 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、伸長および/または架橋反応後、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, but it is preferable from the charged surface of the toner that the dispersant is washed and removed after the elongation and / or crosslinking reaction.
さらに、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、さらに好ましくは25〜70部である。溶剤を使用した場合は、伸長および/または架橋反応後、常圧また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 elongation and / or crosslinking reaction.
伸長および/または架橋反応時間は、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 cross-linking 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 processing time such as spray dryer, belt dryer, 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。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。 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. 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, but it is preferably performed in a liquid in terms of efficiency. 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.
また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。 In addition, the dried toner powder is mixed with different kinds of particles such as release agent fine particles, charge control fine particles, fluidizing agent fine particles, and colorant fine particles, and mechanical impact force is applied to the mixed powder. By immobilizing and fusing on the surface, it is possible to prevent detachment of 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、粒子同士また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 in 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.) has been modified to reduce the pulverization air pressure, hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), kryptron 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。 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.
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または混合して、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。 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、ここ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。 The number average diameter of the colorant in the toner used here 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.
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。 A colorant having a fine particle diameter of less than 0.1 μm is sufficiently smaller than a half wavelength of visible light, and is considered not to adversely affect the 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 diameter 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.
さらに、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%以下である事が好ましく、5個数%以下である事が、より好ましい。 Further, if there are many colorants having a particle diameter larger than 0.5 μm, the colorant is detached from the surface of the toner particles and easily causes various problems such as fogging, drum contamination, and poor cleaning, which is not preferable. In particular, the colorant having a particle size larger than 0.7 μm is preferably 10% by number or less, more preferably 5% by number or less of the total colorant.
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事により、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事ができる。 In addition, by adding a wetting liquid in advance with a part or all of the binder resin and kneading the colorant, 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、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。
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。
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);およ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。
In addition, a release agent typified by wax may be contained in the toner together with the binder resin and the colorant.
Known release agents can be used, such as polyolefin wax (polyethylene wax, polypropylene wax, etc.); long chain hydrocarbons (paraffin wax, sasol wax, etc.); carbonyl group-containing wax, etc. .
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. -Octadecandiol diol distearate, etc.); polyalkanol esters (tristearyl trimellitic acid, distearyl maleate, etc.); polyalkanoic acid amides (ethylenediamine dibehenyl amide, etc.); polyalkylamides (trimellitic acid tristearyl amide, 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℃、さらに好ましくは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、電荷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。 In addition, a charge control agent may be contained in the toner as necessary 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 material that is colorless and close to white is preferable.
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、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的には第四級アンモニウム塩のボントロンPー51、オキシナフトエ酸系金属錯体のEー82、サリチル酸系金属錯体のEー84、フェノール系縮合物のEー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ー302、TP一415(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ー901、ホウ素錯体であるLRー147(日本カ一リット社製)、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。 Any known charge control agent can be used. Examples include triphenylmethane dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (including fluorine-modified quaternary ammonium salts), alkyls. Amide, phosphorus simple substance or compound, tungsten simple substance or compound, fluorine-based activator, salicylic acid metal salt, metal salt of salicylic acid derivative, and the like. Specifically, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex, E-89 of a phenol condensate (above, Orient Chemical Co., Ltd.) Manufactured), TP-302 of quaternary ammonium salt molybdenum complex, TP-1415 (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), copy charge PSY VP2038 of quaternary ammonium salt, copy blue PR of triphenylmethane derivative, Quaternary ammonium salt copy charge NEG VP2036, copy charge NX VP434 (from Hoechst), LRA-901, boron complex LR-147 (Nihon Kalit Ltd), quinacridone, azo pigment, other sulfone Of polymer system having functional group such as acid group, carboxyl group, quaternary ammonium salt Compounds.
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を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事もできるし、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成後固定化させてもよい。 The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the 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 dissolved and dispersed after being melt-kneaded with a masterbatch and resin, or may be added when directly dissolving and dispersing in an organic solvent, or may be fixed on the toner surface after preparation of toner particles. Also good.
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。
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。
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.
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, such as 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。
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、ペンガラ、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。
Further, inorganic fine particles can be preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles.
The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 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, pengala, 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たと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。 Other polymer fine particles such as polystyrene, methacrylic acid ester, acrylic acid ester copolymer obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, polycondensation system such as silicone, benzoguanamine, nylon, thermosetting resin, etc. Examples include polymer particles.
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 photoreceptor 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、クリーニング装置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装置の寿命を短くするだけでなく、余計な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 is not transferred to the transfer medium or intermediate transfer medium by the transfer device and remains on the image carrier is difficult to remove by the cleaning device 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 device, but also uses extra energy.
像担持体に対する負荷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装置を通過する際に、像担持体表面を傷つけ、画像形成装置の性能を変動させる要因となる。 When the load on the image carrier is reduced, the toner and the small-diameter carrier on the image carrier are not sufficiently removed, and these damage the surface of the image carrier when passing through the cleaning device. It becomes a factor which fluctuates performance.
本発明の画像形成装置は、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。 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 has a configuration in which fluctuations in charging performance to the image carrier are highly suppressed. By using in combination with the toner having the above structure, an extremely high quality image can be stably obtained over a long period of time.
また、該画像形成装置は、上述のような、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。 Further, the image forming apparatus 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, thereby greatly increasing the life of the apparatus. Needless to say, it will be extended.
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。
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および/またはポリオール系樹脂の使用が、一層好ましい。
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、また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。
As a material constituting such a pulverized toner, those usually used as an electrophotographic toner can be applied without particular limitation.
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 copolymers, styrene / isoprene copolymers, styrene / maleic acid copolymers; 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.
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、トナーを作成すれば良く、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 pulverization and classification step, and the above-mentioned external additive components may be appropriately added and mixed as necessary.
以下、本発明を実施した例を説明する。
(実施例1〜3、比較例1)
以下の条件で感光体に保護剤を被覆し、その被覆率を測定した。
(1)保護剤
溶融温度が106℃のノルマルパラフィン79重量部と、溶融温度が112℃のノルマルパラフィン10重量部、環状ポリオレフィンTOPAS−TM(軟化温度60℃、チコナ社製)11重量部を、蓋付きのガラス製容器に入れ、125℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融した(保護剤処方1組成物)。
ついで予め88℃に加熱した内寸法12mm×8mm×350mmのアルミニウム製の金型を満たすように、溶融した保護剤処方1組成物を流し込み、50℃まで室温雰囲気で放冷後、温度設定をした恒温槽にて60℃まで再加熱して、その温度で20分間保持し、その後、室温まで放冷した。冷却後、固形物を金型から外し、7mm×8mm×310mmに切削成型して、金属製支持体に両面テープで貼り付けた。
Hereinafter, the example which implemented this invention is demonstrated.
(Examples 1 to 3, Comparative Example 1)
The photoconductor was coated with a protective agent under the following conditions, and the coverage was measured.
(1) Protective agent 79 parts by weight of normal paraffin having a melting temperature of 106 ° C., 10 parts by weight of normal paraffin having a melting temperature of 112 ° C., 11 parts by weight of cyclic polyolefin TOPAS-TM (softening temperature 60 ° C., manufactured by Ticona) It put into the glass container with a lid | cover, and it melted, stirring with the hot stirrer temperature-controlled at 125 degreeC (protective agent prescription 1 composition).
Next, the molten protective agent formulation 1 composition was poured so as to fill an aluminum mold having an internal dimension of 12 mm × 8 mm × 350 mm heated to 88 ° C. in advance, and the temperature was set after cooling to 50 ° C. in a room temperature atmosphere. It was reheated to 60 ° C. in a thermostatic bath, kept at that temperature for 20 minutes, and then allowed to cool to room temperature. After cooling, the solid was removed from the mold, cut and molded to 7 mm × 8 mm × 310 mm, and attached to a metal support with double-sided tape.
(2)感光体
直径40mmのアルミニウムドラム(導電性支持体)上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層を、その順に塗布した後に乾燥し、3.6μmの下引き層、0.15μmの電荷発生層、25μmの電荷輸送層、約3.7μmの保護層からなる感光体を作製した。このとき、保護層の塗工はスプレー法により、それ以外は浸漬塗工法により行った。保護層には、平均粒径0.18μmのアルミナを23.5質量%添加した。このときの感光体の表面の表面粗さ(Rzjis)は、0.3〜0.5μmとした。
(2) Photosensitive member An undercoat layer, a charge generation layer, a charge transport layer, and a protective layer are applied in that order on an aluminum drum (conductive support) having a diameter of 40 mm, and then dried to form a 3.6 μm undercoat layer. A photoreceptor comprising a 0.15 μm charge generation layer, a 25 μm charge transport layer, and a protective layer of about 3.7 μm was prepared. At this time, the coating of the protective layer was performed by a spray method, and the others were performed by a dip coating method. 23.5% by mass of alumina having an average particle size of 0.18 μm was added to the protective layer. At this time, the surface roughness (Rzjis) of the surface of the photosensitive member was set to 0.3 to 0.5 μm.
(3)保護剤塗布
前述のように作製した保護剤及び感光体を、図3の構成で保護剤塗布装置にセットした。保護剤をブラシに押し付ける圧力を0.9N,2.1N,3.6N,4.9Nの4段階に変化させて、感光体に保護剤を2分及び10分間塗布した。なお、ブラシには、毛の太さが平均30μmで、長さ2.0mmの導電性ポリエステルを静電植毛により作製したものを用いた。ここで、保護剤をブラシに押し付ける圧力の小さい条件のほうから順番に保護剤塗布装置名を保護剤塗布装置4,1,2,3とした。
(3) Protective Agent Application The protective agent and photoconductor produced as described above were set in a protective agent application apparatus with the configuration shown in FIG. The pressure for pressing the protective agent against the brush was changed in four stages of 0.9N, 2.1N, 3.6N, and 4.9N, and the protective agent was applied to the photoreceptor for 2 minutes and 10 minutes. In addition, what produced the electroconductive polyester with the thickness of the hair of 30 micrometers on average and 2.0 mm in length by electrostatic flocking was used for the brush. Here, the protective agent application devices 4, 1, 2, and 3 are named in order from the lower pressure condition for pressing the protective agent against the brush.
(4)保護剤被覆率の測定
保護剤が塗布された感光体表面を四酸化ルテニウム5%水溶液(TABB社製)の飽和蒸気に5分間暴露し、四酸化ルテニウムを化学修飾した。
ついで化学修飾した感光体表面を、透過型電子顕微鏡/走査型電子顕微鏡(Garl
Zeiss製 ULTRA55)を用い、加速電圧0.8kV、倍率500倍で、反射電子SEM像を得た。得られた反射電子SEM像の構成画素を黒部と白部に区分けする(2値化する)画像処理を施して二値化画像を得、該二値化画像全体に占める黒部の面積の割合(被覆率)を測定した。ここでは、各感光体表面のランダムに選択した5箇所の場所について被覆率を測定し、それぞれの平均値を求めた。その結果を表1に示す。
(4) Measurement of protective agent coverage The surface of the photoreceptor coated with the protective agent was exposed to saturated vapor of a 5% aqueous solution of ruthenium tetroxide (TABB) for 5 minutes to chemically modify ruthenium tetroxide.
Next, the surface of the photosensitive member that was chemically modified was transferred to a transmission electron microscope / scanning electron microscope (Garl).
A reflected electron SEM image was obtained using ULTRA55) manufactured by Zeiss at an acceleration voltage of 0.8 kV and a magnification of 500 times. A component image of the obtained reflected electron SEM image is divided into a black portion and a white portion (binarized), image processing is performed to obtain a binarized image, and the proportion of the black portion area in the entire binarized image ( Coverage) was measured. Here, the coverage was measured at five randomly selected locations on the surface of each photoconductor, and the average value of each was determined. The results are shown in Table 1.
なお、保護剤塗布装置3で保護剤塗布を2分及び10分行い、化学修飾した感光体について、加速電圧1.1kV、0.9kV、0.35kV、0.25kVの条件で、倍率500倍の反射電子SEM像を得た。ついで得られた反射電子SEM像それぞれを2値化して二値化画像を得て、該二値化画像全体に占める黒部の面積の割合(被覆率)を測定した。その結果を表2に示す。加速電圧0.35〜0.9kVでは、被覆率の変化が小さく、その差は1%以下であった。なお、加速電圧が0.25kVでのSEM像は、全体が暗く、ピントも合わなかったため、被覆率を求めることができなかった。 In addition, the protective agent application apparatus 3 performs the protective agent application for 2 minutes and 10 minutes, and the chemically modified photoconductor has a magnification of 500 times under the conditions of an acceleration voltage of 1.1 kV, 0.9 kV, 0.35 kV, and 0.25 kV. A backscattered electron SEM image was obtained. Subsequently, each of the obtained reflected electron SEM images was binarized to obtain a binarized image, and the ratio (coverage) of the area of the black portion in the entire binarized image was measured. The results are shown in Table 2. When the acceleration voltage was 0.35 to 0.9 kV, the change in coverage was small, and the difference was 1% or less. The SEM image at an acceleration voltage of 0.25 kV was dark overall and was not in focus, so the coverage could not be determined.
つぎに保護剤塗布装置1〜4を各4台を用いて、上記保護剤塗布装置が搭載可能なように改造したリコー製カラーMFP imagio Neo C600に搭載し、A4横、画像面積率4.5%のカラー原稿を5枚ずつ、計5000枚の画像形成を、23℃/55%RHの環境で行なった。また試験前後における画像の異常の有無を、20℃/50%RHの常温常湿環境、30℃/85%RHの高温高湿環境にて確認した。この時、トナーは、重量平均径(D4)=5.1μm、個数平均径(D1)=4.4μm、円形度SR=0.98の、重合法により作成したトナーを用いた。 Next, using four of each of the protective agent coating apparatuses 1 to 4, the Ricoh color MFP image Neo Neo C600 is modified so that the protective agent coating apparatus can be mounted. Image formation of 5000 color originals, 5 sheets each, was performed in an environment of 23 ° C./55% RH. Also, the presence or absence of image abnormality before and after the test was confirmed in a normal temperature and normal humidity environment of 20 ° C./50% RH and a high temperature and high humidity environment of 30 ° C./85% RH. At this time, a toner prepared by a polymerization method having a weight average diameter (D4) = 5.1 μm, a number average diameter (D1) = 4.4 μm, and a circularity SR = 0.98 was used.
実施例1〜3の保護剤塗布装置を用いた画像形成装置により、常温常湿環境、高温高湿環境での画像形成した画像は、高品質な画像が得られたが、比較例1の保護剤塗布装置4を用いた画像形成装置により画像形成した画像には、常温常湿環境、高温高湿環境、何れのハーフトーン画像にも微細な斑点状の異常画像が見られた。 With the image forming apparatus using the protective agent coating apparatus of Examples 1 to 3, high-quality images were obtained in images formed in a normal temperature and normal humidity environment and a high temperature and high humidity environment. In the image formed by the image forming apparatus using the agent coating apparatus 4, a fine speckled abnormal image was observed in any halftone image in a normal temperature and normal humidity environment and a high temperature and high humidity environment.
(実施例4、比較例2)
実施例1において、保護剤作製条件のうち、出発原料を溶融温度が133℃のノルマルパラフィン65重量部、溶融温度が108℃のノルマルパラフィン22重量部、環状ポリオレフィンTOPAS−TM(軟化温度60℃、チコナ社製)13重量部とし、それ以外は実施例1と同様として保護剤を作製した。
ついで、作製した保護剤を、実施例2,3の保護剤塗布装置2,3の保護剤と交換してセットし、それぞれ保護剤塗布装置5,6とし、この保護剤塗布装置5,6を用いて実施例1と同様に保護剤塗布を行って、保護剤被覆率を測定した。その結果を表3に示す。
(Example 4, Comparative Example 2)
In Example 1, among the protective agent preparation conditions, the starting material was 65 parts by weight of normal paraffin with a melting temperature of 133 ° C, 22 parts by weight of normal paraffin with a melting temperature of 108 ° C, cyclic polyolefin TOPAS-TM (softening temperature 60 ° C, A protective agent was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was 13 parts by weight.
Next, the prepared protective agent was replaced and set with the protective agent of the protective agent coating devices 2 and 3 of Examples 2 and 3, and the protective agent coating devices 5 and 6 were respectively set. The protective agent was applied in the same manner as in Example 1 and the protective agent coverage was measured. The results are shown in Table 3.
つぎに、保護剤塗布装置5,6を各4台作製し、それらの保護剤塗布装置を用いて、実施例1と同様にして画像形成装置を作製し、画像形成の評価を行った。このとき、A4横、画像面積率5%のカラー原稿を5枚ずつ、計7000枚の画像形成を、23℃/55%RHの環境で行なった。また試験前後における画像の異常の有無を、20℃/50%RHの常温常湿環境、30℃/85%RHの高温高湿環境にて確認した。 Next, four protective agent coating devices 5 and 6 were prepared, and using these protective agent coating devices, an image forming apparatus was prepared in the same manner as in Example 1, and image formation was evaluated. At this time, a total of 7000 images were formed in an environment of 23 ° C./55% RH, five color originals each having an A4 width and an image area ratio of 5%. Also, the presence or absence of image abnormality before and after the test was confirmed in a normal temperature and normal humidity environment of 20 ° C./50% RH and a high temperature and high humidity environment of 30 ° C./85% RH.
実施例4の保護剤塗布装置6を用いた画像形成装置では、何れの環境でも、実使用上、問題ない画像が得られたが、凝視すると、微細なスジ状の画像がうっすらと見られた。一方、比較例2の保護剤塗布装置5を用いた画像形成装置では、何れの環境でも、微細なスジ状の異常画像が見られた。 In the image forming apparatus using the protective agent coating apparatus 6 of Example 4, an image having no problem in practical use was obtained in any environment, but when staring, a fine streak-like image was slightly seen. . On the other hand, in the image forming apparatus using the protective agent coating apparatus 5 of Comparative Example 2, a fine streak-like abnormal image was seen in any environment.
(実施例5,6)
実施例1において、保護剤作製条件のうち、出発原料を溶融温度が126℃のノルマルパラフィン55重量部、溶融温度が108℃のノルマルパラフィン22重量部、環状ポリオレフィンTOPAS−TM(軟化温度60℃、チコナ社製)13重量部、ポリテトラフルオロエチレン粒子10重量部とし、それ以外は実施例1と同様として保護剤を作製した。
ついで、作製した保護剤を、実施例4、比較例2の保護剤塗布装置の保護剤と交換してセットし、それぞれ保護剤塗布装置7,8とした。この保護剤塗布装置7,8を用いて実施例1と同様に保護剤塗布を行って、保護剤被覆率を測定した。その結果を表4に示す。
(Examples 5 and 6)
In Example 1, among the protective agent preparation conditions, the starting material was 55 parts by weight of normal paraffin having a melting temperature of 126 ° C., 22 parts by weight of normal paraffin having a melting temperature of 108 ° C., cyclic polyolefin TOPAS-TM (softening temperature 60 ° C., A protective agent was produced in the same manner as in Example 1 except that 13 parts by weight of Chicona) and 10 parts by weight of polytetrafluoroethylene particles were used.
Subsequently, the produced protective agent was replaced with the protective agent of the protective agent coating apparatus of Example 4 and Comparative Example 2 and set, and designated as protective agent application apparatuses 7 and 8, respectively. Using these protective agent applicators 7 and 8, the protective agent was applied in the same manner as in Example 1, and the protective agent coverage was measured. The results are shown in Table 4.
つぎに、保護剤塗布装置7,8を各4台作製し、それらの保護剤塗布装置を用いて、実施例1と同様にして画像形成装置を作製し、画像形成の評価を行った。このとき、A4横、画像面積率5%のカラー原稿を5枚ずつ、計7000枚の画像形成を、23℃/55%RHの環境で行なった。また試験前後における画像の異常の有無を、20℃/50%RHの常温常湿環境、30℃/85%RHの高温高湿環境にて確認した。何れの環境でも、高画質の画像が得られた。 Next, four protective agent coating devices 7 and 8 were prepared, and using these protective agent coating devices, an image forming apparatus was prepared in the same manner as in Example 1, and image formation was evaluated. At this time, a total of 7000 images were formed in an environment of 23 ° C./55% RH, five color originals each having an A4 width and an image area ratio of 5%. Also, the presence or absence of image abnormality before and after the test was confirmed in a normal temperature and normal humidity environment of 20 ° C./50% RH and a high temperature and high humidity environment of 30 ° C./85% RH. High-quality images were obtained in any environment.
(実施例7)
実施例1において、保護剤作製条件のうち、出発原料を溶融温度が66℃のノルマルパラフィン55重量部、溶融温度が108℃のノルマルパラフィン32重量部、環状ポリオレフィンTOPAS−TM(軟化温度60℃、チコナ社製)13重量部とし、それ以外は実施例1と同様として保護剤を作製した。
ついで、作製した保護剤を、実施例1の保護剤塗布装置の保護剤と交換してセットし、保護剤塗布装置9とした。この保護剤塗布装置9を用いて実施例1と同様に保護剤塗布を行って、保護剤被覆率を測定したところ、被覆率は、それぞれ56.3%(塗布2分)、89.7%(塗布10分)となった。
(Example 7)
In Example 1, among the protective agent preparation conditions, the starting material was 55 parts by weight of normal paraffin with a melting temperature of 66 ° C., 32 parts by weight of normal paraffin with a melting temperature of 108 ° C., cyclic polyolefin TOPAS-TM (softening temperature 60 ° C., A protective agent was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount was 13 parts by weight.
Subsequently, the produced protective agent was replaced with the protective agent of the protective agent coating apparatus of Example 1 and set, and a protective agent coating apparatus 9 was obtained. Using this protective agent coating apparatus 9, the protective agent was applied in the same manner as in Example 1 and the protective agent coverage was measured. (Coating 10 minutes).
つぎに、保護剤塗布装置9を4台作製し、その保護剤塗布装置を用いて、実施例1と同様にして画像形成装置を作製し、画像形成の評価を行った。このとき、A4横、画像面積率7%のカラー原稿を5枚ずつ、計4000枚の画像形成を、28℃/55%RHの環境で行なった。また試験前後における画像の異常の有無を、20℃/50%RHの常温常湿環境、30℃/85%RHの高温高湿環境にて確認したところ、実使用上、問題ない画像が得られたが、凝視すると、微細な濃淡ムラがうっすらと見られた。 Next, four protective agent coating apparatuses 9 were produced, and using the protective agent coating apparatus, an image forming apparatus was produced in the same manner as in Example 1, and image formation was evaluated. At this time, a total of 4000 images were formed in an environment of 28 ° C./55% RH, five color originals each having A4 width and an image area ratio of 7%. In addition, when the presence or absence of image abnormality before and after the test was confirmed in a room temperature / humidity environment of 20 ° C./50% RH and a high temperature / humidity environment of 30 ° C./85% RH, an image having no problem in actual use was obtained. However, when staring, fine unevenness in the density was slightly visible.
(実施例8)
実施例7において、保護剤作製条件のうち、溶融温度が66℃のノルマルパラフィンの代わりに、溶融温度が74℃のノルマルパラフィンを用い、それ以外は実施例7と同様に保護剤を作製した。
ついで、作製した保護剤を、実施例7の保護剤塗布装置の保護剤と交換してセットし、保護剤塗布装置10とした。この保護剤塗布装置10を用いて実施例1と同様に保護剤塗布を行って、保護剤被覆率を測定したところ、被覆率は、それぞれ51.3%(塗布2分)、79.6%(塗布10分)となった。
(Example 8)
In Example 7, the protective agent was prepared in the same manner as in Example 7 except that normal paraffin having a melting temperature of 74 ° C. was used instead of normal paraffin having a melting temperature of 66 ° C. among the protective agent preparation conditions.
Next, the produced protective agent was replaced with the protective agent of the protective agent coating apparatus of Example 7 and set, and the protective agent application apparatus 10 was obtained. Using this protective agent coating apparatus 10, the protective agent was applied in the same manner as in Example 1, and the protective agent coverage was measured. (Coating 10 minutes).
つぎに、保護剤塗布装置10を4台作製し、その保護剤塗布装置を用いて、実施例1と同様にして画像形成装置を作製し、画像形成の評価を行った。このとき、A4横、画像面積率7%のカラー原稿を5枚ずつ、計4000枚の画像形成を、28℃/55%RHの環境で行なった。また試験前後における画像の異常の有無を、20℃/50%RHの常温常湿環境、30℃/85%RHの高温高湿環境にて確認したところ、実使用上、問題のない高品質の画像が得られた。 Next, four protective agent coating apparatuses 10 were produced, and using the protective agent coating apparatus, an image forming apparatus was produced in the same manner as in Example 1, and image formation was evaluated. At this time, a total of 4000 images were formed in an environment of 28 ° C./55% RH, five color originals each having A4 width and an image area ratio of 7%. In addition, the presence or absence of abnormalities in the image before and after the test was confirmed in a normal temperature / humidity environment of 20 ° C./50% RH and a high temperature / high humidity environment of 30 ° C./85% RH. An image was obtained.
(比較例3)
実施例1の保護剤塗布装置1について、該装置に用いたブラシと同一規格であるが、ブラシの製造ロットが5ヶ月前のブラシを用い、それ以外は同一構成とした保護剤塗布装置11を作製した。この保護剤塗布装置11を用いて、実施例1と同様に保護剤塗布を行って、保護剤被覆率を測定したところ、保護剤被覆率はそれぞれ、それぞれ28.8%(塗布2分)、46.1%(塗布10分)となった。
(Comparative Example 3)
About the protective agent coating apparatus 1 of Example 1, although it is the same specification as the brush used for this apparatus, the manufacturing lot of the brush used the brush of five months ago, and other than that, the protective agent coating apparatus 11 having the same configuration is used. Produced. Using this protective agent coating apparatus 11, the protective agent was applied in the same manner as in Example 1 and the protective agent coverage was measured. The protective agent coverage was 28.8% (2 minutes application), respectively. It became 46.1% (application | coating 10 minutes).
つぎに、保護剤塗布装置11を4台作製して、それらの保護剤塗布装置を用いる以外は実施例1と同様にして画像形成装置を作製し、実施例1と同様の画像形成試験を行ったところ、常温常湿環境、高温高湿環境、何れのハーフトーン画像にも微細な斑点状の異常画像が見られた。 Next, four protective agent coating apparatuses 11 are manufactured, and an image forming apparatus is manufactured in the same manner as in Example 1 except that these protective agent coating apparatuses are used, and an image forming test similar to that in Example 1 is performed. As a result, a fine speckled abnormal image was observed in each halftone image in a normal temperature and normal humidity environment and a high temperature and high humidity environment.
なお、これまで本発明を図面に示した実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the present invention has been described with the embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and other embodiments, additions, modifications, deletions, etc. Can be changed within the range that can be conceived, and any embodiment is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited.
1 感光体ドラム(像坦持体)
2 保護剤塗布装置
3 帯電装置
4 クリーニング装置
5 現像装置
6 転写ローラ
7 転写媒体
8 潜像形成装置
21 保護剤
22 保護剤供給部材
23,42 押圧力付与機構
24 保護層形成機構
41 クリーニング部材
60 中間転写媒体
100 画像形成装置
200 給紙機構
1 Photosensitive drum (image carrier)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Protective agent coating device 3 Charging device 4 Cleaning device 5 Developing device 6 Transfer roller 7 Transfer medium 8 Latent image forming device 21 Protective agent 22 Protective agent supply member 23, 42 Pressing force applying mechanism 24 Protective layer forming mechanism 41 Cleaning member 60 Intermediate Transfer medium 100 Image forming apparatus 200 Paper feed mechanism
Claims (7)
保護剤が塗布された有機感光体表面を四酸化ルテニウム水溶液の飽和蒸気に暴露した後、該有機感光体表面に加速電圧0.3〜1kVの電子線を照射して反射電子像あるいは二次電子像を取得し、ついで該反射電子像あるいは二次電子像を黒部と白部からなる二値化画像に変換し、該二値化画像全体に占める黒部の面積の割合を前記有機感光体表面における保護剤の被覆率として算出する保護剤被覆率の測定方法で前記有機感光体における保護剤の被覆率を測定した場合に、該保護剤の被覆率が所定値以上となるように塗布条件が設定されてなることを特徴とする保護剤塗布装置。 In a protective agent coating apparatus for applying a protective agent mainly composed of paraffin to an organic photoreceptor,
After exposing the surface of the organic photoreceptor coated with the protective agent to saturated vapor of ruthenium tetroxide aqueous solution, the surface of the organic photoreceptor is irradiated with an electron beam having an acceleration voltage of 0.3 to 1 kV to produce a reflected electron image or a secondary electron. An image is acquired, and then the reflected electron image or the secondary electron image is converted into a binarized image composed of a black portion and a white portion, and the ratio of the area of the black portion to the entire binarized image is determined on the surface of the organic photoreceptor. When the protective agent coverage on the organic photoreceptor is measured by a method for measuring the protective agent coverage calculated as the protective agent coverage, the coating conditions are set so that the protective agent coverage is a predetermined value or more. A protective agent coating apparatus characterized by being made.
An image forming apparatus comprising the protective agent coating apparatus according to claim 1.
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