JP2008233241A - Protection agent, protection film forming device, process cartridge, image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられた像担持体に供給する保護剤、これをかかる像担持体に塗布する保護膜形成装置、これを備えたプロセスカートリッジ、かかる保護膜形成装置またはプロセスカートリッジを備えた画像形成装置、これら保護膜形成装置またはプロセスカートリッジまたは画像形成装置を用いた画像形成方法に関する。 The present invention relates to a protective agent to be supplied to an image carrier provided in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, a protective film forming apparatus for applying the protective agent to the image carrier, a process cartridge provided with the protective agent, and the like. The present invention relates to an image forming apparatus including a protective film forming apparatus or a process cartridge, and an image forming method using the protective film forming apparatus or the process cartridge or the image forming apparatus.
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、光導電性物質等によって構成された感光体等の像担持体を備えた画像形成装置にあっては、像担持体の回転に従って、像担持体に対して帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、定着工程等を施すことにより画像形成を行うようになっている。 In an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, etc., provided with an image carrier such as a photoconductor made of a photoconductive substance, the image carrier is rotated according to the rotation of the image carrier. An image is formed by performing a charging process, an exposure process, a developing process, a transfer process, a fixing process, and the like.
露光工程では、帯電工程で表面が帯電した像担持体に静電潜像を形成する。現像工程では、帯電したトナー粒子を静電潜像に対応して像担持体表面に付着させて可視像を形成する。転写工程で可視像を像担持体から用紙等の転写媒体に転写する。定着工程では、転写媒体に転写された可視像を熱、圧力、その他溶剤気体等によって転写媒体に定着する。これらの工程により、転写媒体上に出力画像が形成される。 In the exposure process, an electrostatic latent image is formed on the image carrier whose surface is charged in the charging process. In the developing step, the charged toner particles are attached to the surface of the image carrier corresponding to the electrostatic latent image to form a visible image. In the transfer step, the visible image is transferred from the image carrier to a transfer medium such as paper. In the fixing step, the visible image transferred to the transfer medium is fixed to the transfer medium by heat, pressure, other solvent gas, or the like. By these steps, an output image is formed on the transfer medium.
現像工程における現像方式は、トナー粒子を帯電させる方法によって、二成分現像方式と一成分現像方式とに大別される。二成分現像方式は、トナー粒子とキャリア粒子との攪拌・混合による摩擦帯電を用いる。一成分現像方式は、キャリア粒子を用いずにトナー粒子への電化付与を行う。一成分現像方式は、トナー粒子を担持する現像剤担持体がトナー粒子の保持に磁気力を用いるか否かにより、磁性一成分現像方式、非磁性一成分現像方式に分類される。 The development method in the development process is roughly classified into a two-component development method and a one-component development method depending on a method of charging toner particles. The two-component development method uses tribocharging by stirring and mixing toner particles and carrier particles. In the one-component development system, electrification is applied to toner particles without using carrier particles. The one-component development method is classified into a magnetic one-component development method and a non-magnetic one-component development method depending on whether or not the developer carrier that carries toner particles uses a magnetic force to hold the toner particles.
これらの現像方式のうち、高速性、現像再現性を要求される複写機やこれをベースとした複合機等では、トナー粒子の帯電の安定性、立ち上がり性、画像品質の長期的安定性等の要求から、二成分現像方式が多く採用され、また、小型のプリンタ、ファクシミリ等には、一成分現像方式が多く採用されている。 Among these development methods, in copying machines that require high speed and development reproducibility, and multi-function machines based on these, such as charging stability of toner particles, start-up property, long-term stability of image quality, etc. Due to demands, the two-component development method is often used, and the one-component development method is often used for small printers, facsimiles, and the like.
昨今では、出力画像のカラー化が進み、高画質化や画像品質の安定化に対する要求がこれまでにも増して強くなってきていることから、現像方式によらず、トナー粒子の平均粒径を小さくするとともに、トナー粒子の形状をより丸い形状としている。 In recent years, the colorization of output images has progressed, and the demand for higher image quality and stabilization of image quality has become stronger than ever, so the average particle size of toner particles can be increased regardless of the development method. The toner particles are made smaller and the shape of the toner particles is rounder.
転写工程後の像担持体上には、転写媒体に転写されなかったトナー成分が残存しており、このままの状態で再度帯電工程が行われると、像担持体の均一な帯電がしばしば阻害される。そのため、一般的に、上述の工程のほかに、転写工程後、帯電工程前に、像担持体上に残存するトナー成分、その他紙粉等の異物を、クリーニングブレード等のクリーニング部材を用いてクリーニングするクリーニング工程によって除去し、像担持体表面を十分に清浄な状態とした上で帯電工程を行うようになっている。 The toner component that has not been transferred to the transfer medium remains on the image carrier after the transfer process. If the charging process is performed again in this state, uniform charging of the image carrier is often hindered. . Therefore, in general, in addition to the above-described steps, after the transfer step and before the charging step, toner components remaining on the image carrier and other foreign matters such as paper dust are cleaned using a cleaning member such as a cleaning blade. The charging step is performed after the surface of the image carrier is sufficiently cleaned.
上述のようにトナー粒子の平均粒径が小さくなり、トナー粒子の形状がより丸い形状となっている昨今では、クリーニング工程によるトナー成分の除去が困難になり、クリーニング部材を像担持体表面に押圧する圧力を増すなどの対策が行われている。 As described above, the average particle size of the toner particles is reduced, and the shape of the toner particles is more round, and it is difficult to remove the toner component by the cleaning process, and the cleaning member is pressed against the surface of the image carrier. Measures such as increasing pressure to take are taken.
このように、像担持体表面は、上述の各工程において、様々な物理的、電気的ストレスを受けており、使用時間が長期になるにつれてその状態が変化する。特に、クリーニング工程での摩擦によるストレスは、像担持体を磨耗させ、また擦過傷を発生させることが知られている。そのため、従来より、像担持体とクリーニング部材との間の摩擦力を低減させるために、各種潤滑剤や潤滑成分の供給、これらによる像担持体表面への膜形成の方法について多くの提案がなされている。 As described above, the surface of the image carrier is subjected to various physical and electrical stresses in each of the above-described steps, and its state changes as the use time becomes longer. In particular, it is known that stress due to friction in the cleaning process wears the image carrier and causes scratches. Therefore, conventionally, in order to reduce the frictional force between the image carrier and the cleaning member, many proposals have been made on the supply of various lubricants and lubricant components and the method of forming a film on the surface of the image carrier using them. ing.
たとえば、〔特許文献1〕、〔特許文献2〕には、像担持体である感光体やクリーニング部材の寿命を延ばすため、感光体表面にステアリン酸亜鉛を主成分とする固体潤滑剤を供給し感光体表面に潤滑皮膜を形成することが提案されている。 For example, in [Patent Document 1] and [Patent Document 2], a solid lubricant mainly composed of zinc stearate is supplied to the surface of the photoconductor in order to extend the life of the photoconductor and the cleaning member which are image carriers. It has been proposed to form a lubricating film on the surface of the photoreceptor.
しかしながら、固体潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を用いる場合であって、ステアリン酸亜鉛を固形化して形成したバーにブラシを擦り付け、感光体表面に供給するようにした構成では、次のような問題がある。 However, in the case where zinc stearate is used as the solid lubricant, the configuration in which the brush is rubbed against the bar formed by solidifying zinc stearate and supplied to the surface of the photoreceptor has the following problems. .
ステアリン酸亜鉛は比較的硬く、ブラシを擦り付けると微粉体となってブラシに付着し、これが感光体表面に付着するため、一般に微粉体をブレード等により引き延ばすことで、ステアリン酸亜鉛を感光体上に膜状に存在させるようになっているが、微粉体がブレードを通過しても微粉末の形状を維持することがあり、この場合には帯電工程で帯電装置に付着しやすいという問題がある。 Zinc stearate is relatively hard, and when it is rubbed, it becomes a fine powder and adheres to the surface of the photoconductor. This generally adheres to the surface of the photoconductor. Although it is made to exist in the form of a film, the fine powder may maintain its shape even when the fine powder passes through the blade. In this case, there is a problem that the fine powder tends to adhere to the charging device in the charging step.
特に、帯電装置に帯電ローラを用いた場合には、感光体と帯電ローラとは、接触あるいは数百μm以下の距離しか離れていないため、微粉体が帯電ローラに付着する確率は非常に大きい。 In particular, when a charging roller is used in the charging device, the photosensitive member and the charging roller are in contact with each other or are separated by a distance of several hundred μm or less, so the probability that fine powder adheres to the charging roller is very high.
さらに、帯電ローラに直流電圧と交流電圧を重畳して帯電を行うと、帯電ローラに付着したステアリン酸亜鉛が帯電のエネルギーで溶解し、クリーニングしきれなかったトナー成分を巻き込みながら、帯電ローラ上に膜状に固着し、その部分の抵抗を高くさせて、帯電ムラが生じやすくなるという問題もある。なお、かかるステアリン酸亜鉛等の潤滑剤等は像担持体に供給され像担持体を保護する働きを有することからこれを保護剤という。 Further, when charging is performed by superimposing a DC voltage and an AC voltage on the charging roller, the zinc stearate adhering to the charging roller is dissolved by the charging energy, and the toner component that could not be cleaned is entrained on the charging roller. There is also a problem that the film is fixed in the form of a film, and the resistance of the portion is increased, so that uneven charging tends to occur. The lubricant such as zinc stearate is supplied to the image carrier and has a function of protecting the image carrier, so that it is called a protective agent.
このような事情により、保護剤として、ブラシで像担持体に供給しても微粉末となりにくいことが求められている。そのためには、ブラシがバーに擦り付けられる際の衝撃で保護剤が粉末にならないように、保護剤のバーに柔らかい材料を用い、ブラシがバーに擦り付けられるとブラシの先端に保護剤が付着し、このブラシの先端が感光体に擦り付けられた際に、ブラシから感光体に保護剤が移行するようにすれば良いことが分かった。 Under such circumstances, it is required that the protective agent is difficult to become a fine powder even when supplied to the image carrier with a brush. For that purpose, a soft material is used for the bar of the protective agent so that the protective agent does not become powder due to the impact when the brush is rubbed against the bar, and when the brush is rubbed against the bar, the protective agent adheres to the tip of the brush, It has been found that the protective agent should be transferred from the brush to the photoconductor when the tip of the brush is rubbed against the photoconductor.
しかし、保護剤を像担持体に供給する初期の段階では、ブラシには保護剤が付着していないため、感光体上に保護剤がなかなか供給されないことによって次のような不具合が生じていた。 However, in the initial stage of supplying the protective agent to the image carrier, the protective agent is not attached to the brush, and the following problems occur due to the fact that the protective agent is not easily supplied onto the photosensitive member.
感光体上に保護剤が存在しない状態で画像形成を繰り返すと、保護剤が存在してない部分は、帯電によるエネルギーを受けて酸化劣化してしまい、感光体上の残トナーのクリーニング性の低下、クリーニング部材端部の磨耗が生じるとともに、トナー成分が像担持体表面に膜状に付着する所謂フィルミングが生じやすい。 If image formation is repeated in the absence of a protective agent on the photoconductor, the portion where the protective agent is not present will be oxidized and deteriorated due to the energy of charging, resulting in a decrease in the cleaning properties of residual toner on the photoconductor. As a result, wear of the edge of the cleaning member occurs, and so-called filming in which the toner component adheres to the surface of the image carrier in a film form is likely to occur.
これらの現象が一旦生じてしまうと、保護剤を供給できるようになっても、かかる現象およびこれに起因する画像品質の低下等の異常はほとんど解消されることがなく、感光体あるいはプロセスカートリッジを交換しなければならない不具合が生じる場合があった。 Once these phenomena occur, even when the protective agent can be supplied, such phenomena and abnormalities such as image quality deterioration caused by this phenomenon are hardly eliminated. In some cases, there was a problem that had to be replaced.
このような状況の下、発明者らは、画像形成の初期に保護剤を感光体に早く供給するための方策を鋭意検討したところ、保護剤とブラシとの間の圧力を高めること等によりブラシ先端に保護剤を早く付着させることが有効であることが分かった。 Under such circumstances, the inventors diligently studied a method for quickly supplying the protective agent to the photoconductor in the initial stage of image formation. As a result, the brush was increased by increasing the pressure between the protective agent and the brush. It was found that it is effective to quickly attach the protective agent to the tip.
ただし、ブラシを押し付ける圧力が大きい状態で画像形成を繰り返すと、ブラシに付着した保護剤の量が多くなりすぎ、感光体上の保護剤の厚みが部分的に多い場所が生じてしまい、その保護剤の厚みが多い部分に、外添剤等のトナー成分が付着して、その部分が異常画像になってしまうことがあることも分かった。したがって、ブラシに対する保護剤の供給は、初期において多くするとともに、経時的には初期における供給量よりも少なくする必要がある。 However, if image formation is repeated with a large pressure applied to the brush, the amount of the protective agent attached to the brush becomes too large, resulting in a part where the protective agent is partially thick on the photoconductor. It has also been found that a toner component such as an external additive adheres to a portion where the thickness of the agent is large, and that portion may become an abnormal image. Therefore, it is necessary to increase the supply of the protective agent to the brush in the initial stage and to decrease the supply amount in the initial stage over time.
本発明は、初期および経時において像担持体に適量が供給されるようにするための保護剤、これを像担持体に供給する保護膜形成装置、これを備えたプロセスカートリッジ、かかる保護膜形成装置またはプロセスカートリッジを備えた画像形成装置、これら保護膜形成装置またはプロセスカートリッジまたは画像形成装置を用いた画像形成方法を提供することを目的とする。 The present invention relates to a protective agent for supplying an appropriate amount to an image carrier at an initial stage and over time, a protective film forming apparatus for supplying the protective agent to the image carrier, a process cartridge including the protective agent, and such a protective film forming apparatus Alternatively, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus provided with a process cartridge, an image forming method using the protective film forming apparatus, the process cartridge, or the image forming apparatus.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、像担持体を保護するために掻き取り部材によって掻き取られ像担持体に塗布される固体状の保護剤において、掻き取り部材によって掻き取られる掻き取り位置において掻き取り部材の掻き取り方向に対して交差する方向に形成された段差を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の保護剤において、25℃における鉛筆硬度が5Bより柔らかいことを特徴とする。
The invention described in claim 2 is characterized in that, in the protective agent described in
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の保護剤において、前記段差は、前記掻き取り方向に対して80°〜−80°の角度で交差する方向に形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the protective agent according to
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか1つに記載の保護剤において、前記段差の高さが10μm〜2000μmであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the protective agent according to any one of the first to third aspects, the height of the step is 10 μm to 2000 μm.
請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか1つに記載の保護剤において、疎水性物質を50重量%以上含有していることを特徴とする。
The invention described in claim 5 is characterized in that the protective agent according to any one of
請求項6記載の発明は、請求項5記載の保護剤において、前記疎水性物質がパラフィンであることを特徴とする。 The invention described in claim 6 is the protective agent according to claim 5, characterized in that the hydrophobic substance is paraffin.
請求項7記載の発明は、請求項5または6記載の保護剤において、両親媒性の有機物を3〜50重量%含有していることを特徴とする。 The invention described in claim 7 is characterized in that the protective agent according to claim 5 or 6 contains 3 to 50% by weight of an amphiphilic organic substance.
請求項8記載の発明は、請求項7記載の保護剤において、前記両親媒性の有機物のHLB値が1.0〜6.5であることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項7または8記載の保護剤において、前記両親媒性の有機物が非イオン系界面活性剤であることを特徴とする。
The invention according to
The invention according to claim 9 is the protective agent according to
請求項10記載の発明は、請求項7ないし9の何れか1つに記載の保護剤において、前記疎水性物質と前記両親媒性の有機物との重量比が50:50〜97:3であることを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the protective agent according to any one of the seventh to ninth aspects, wherein a weight ratio of the hydrophobic substance to the amphiphilic organic substance is 50:50 to 97: 3. It is characterized by that.
請求項11記載の発明は、請求項5ないし10の何れか1つに記載の保護剤において、少なくとも1つの吸熱ピーク温度を50〜130℃に有することを特徴とする。 An eleventh aspect of the invention is characterized in that in the protective agent according to any one of the fifth to tenth aspects, at least one endothermic peak temperature is 50 to 130 ° C.
請求項12記載の発明は、請求項1ないし11の何れか1つに記載の保護剤と、この保護剤を掻き取り像担持体に供給する掻き取り部材とを有し、像担持体に供給した保護剤により像担持体に保護膜を形成する保護膜形成装置にある。 A twelfth aspect of the present invention includes the protective agent according to any one of the first to eleventh aspects and a scraping member that supplies the protective agent to the scraped image carrier, and supplies the scrape to the image carrier. The protective film forming apparatus forms a protective film on the image carrier using the protective agent.
請求項13記載の発明は、請求項12記載の保護膜形成装置において、前記掻き取り部材により像担持体に供給した保護剤を押圧して像担持体表面上に皮膜化する皮膜形成部材を有することを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the protective film forming apparatus according to the twelfth aspect, the protective film forming apparatus includes a film forming member that forms a film on the surface of the image carrier by pressing the protective agent supplied to the image carrier by the scraping member. It is characterized by that.
請求項14記載の発明は、請求項12または13記載の保護膜形成装置を有するプロセスカートリッジにある。 According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a process cartridge having the protective film forming apparatus according to the twelfth or thirteenth aspect.
請求項15記載の発明は、請求項12または13記載の保護膜形成装置または請求項14記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にある。 A fifteenth aspect of the present invention is an image forming apparatus having the protective film forming apparatus according to the twelfth or thirteenth aspect or the process cartridge according to the fourteenth aspect.
請求項16記載の発明は、請求項12または13記載の保護膜形成装置または請求項14記載のプロセスカートリッジまたは請求項15記載の画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法にある。 A sixteenth aspect of the present invention is an image forming method for forming an image using the protective film forming apparatus according to the twelfth or thirteenth aspect, the process cartridge according to the fourteenth aspect, or the image forming apparatus according to the fifteenth aspect.
本発明は、像担持体を保護するために掻き取り部材によって掻き取られ像担持体に塗布される固体状の保護剤において、掻き取り部材によって掻き取られる掻き取り位置において掻き取り部材の掻き取り方向に対して交差する方向に形成された段差を有することを特徴とするので、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 The present invention relates to a solid protective agent that is scraped off by a scraping member to be applied to the image bearing member in order to protect the image bearing member. Since there is a step formed in a direction crossing the direction, the amount of scraping by the scraping member is large in the initial state of supply to the image carrier, and the image carrier in such an initial state A large amount of ink is supplied to the image carrier, and the deterioration of the image carrier cleaning performance and filming due to deterioration of the image carrier due to charging, cleaning, etc. can be prevented or suppressed, and over time, the scraping by the scraping member Since the amount to be taken is reduced and the amount supplied to the image carrier is reduced, it is possible to prevent or suppress an excessive amount from being supplied to the image carrier. , It is possible to provide an initial and an appropriate amount is supplied to the image carrier in time, protective agent can contribute to making a good image formation.
25℃における鉛筆硬度が5Bより柔らかいこととすれば、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、また、像担持体に付着する状態が粉末となることが防止ないし抑制されるため帯電ムラ等を防止ないし抑制することができるとともに掻き取り部材の硬度を抑制して像担持体の傷等を防止ないし抑制することができるから、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 If the pencil hardness at 25 ° C. is softer than 5B, the amount of scraping by the scraping member is large in the initial state of supply to the image carrier, and a large amount is supplied to the image carrier in this initial state. It is possible to prevent or suppress the reduction in the cleaning performance and filming of the image carrier due to the deterioration of the image carrier due to charging, cleaning, etc., and the amount of scraping by the scraping member decreases with time. Since the amount supplied to the carrier is reduced, the supply of an excessive amount to the image carrier is prevented or suppressed, so that an appropriate amount is supplied to the image carrier at the initial stage and the time. Since the adhesion state is prevented or suppressed from becoming powder, uneven charging can be prevented or suppressed and the hardness of the scraping member can be suppressed. Since it is possible to prevent or suppress the scratches of the image bearing member, it is possible to provide a protective agent which can contribute to making a good image formation.
前記段差は、前記掻き取り方向に対して80°〜−80°の角度で交差する方向に形成されていることとすれば、段差の走る方向がかかる角度であることによって段差部分において掻き取り部材によって掻き取られやすく、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 If the step is formed in a direction intersecting with the scraping direction at an angle of 80 ° to −80 °, the scraping member in the step portion is determined by the angle in which the step runs. In the initial state of supply to the image carrier, the amount of scraping by the scraping member is large, and in this initial state, a large amount is supplied to the image carrier, and the image is carried by charging, cleaning, etc. It is possible to prevent or suppress the reduction in the cleaning performance and filming of the image carrier due to the deterioration of the body, and the amount of scraping by the scraping member decreases with time and the amount supplied to the image carrier is reduced. As a result, it is possible to prevent or suppress an excessive amount from being supplied to the image carrier. A protective agent that can contribute to favorable image formation can be provided.
前記段差の高さが10μm〜2000μmであることとすれば、段差の高さが低すぎず段差がすぐに消失してしまうことがなく、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、また、段差の大きさが高すぎず掻き取り部材を回転させるためのトルクが過大になることがなくまた掻き取り部材の変形を抑制することにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 If the height of the step is 10 μm to 2000 μm, the height of the step is not too low and the step does not disappear immediately, and the scraping member is in an initial state of supply to the image carrier. In this initial state, a large amount is supplied to the image carrier to prevent deterioration of the image carrier due to deterioration of the image carrier due to charging, cleaning, etc. In addition, the amount of scraping by the scraping member decreases and the amount supplied to the image carrier decreases with time, so that an excessive amount is prevented or suppressed from being supplied to the image carrier. In addition, the size of the step is not too high, and the torque for rotating the scraping member does not become excessive. In addition, an appropriate amount is supplied to the image carrier over time, and a protective agent that can contribute to good image formation can be provided.
疎水性物質を50重量%以上含有していることとすれば、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、また、像担持体に供給されると両親媒性の有機物が像担持体の親水部に吸着されるとともに吸着後にその部分を疎水化させ、この疎水部分と疎水性物質とが分子間力等による分子間相互作用により複合化しつつ均一な保護膜を形成すること、および疎水性物質によって保護剤にしなやかさを付与し像担持体表面全体に付着しやすくなること、さらに像担持体と他の部材との間の摩擦を低減するとともに帯電による像担持体の酸化を防止ないし低減しまた高湿下においても像担持体の表面抵抗を高く維持して画像濃度の低下を防止ないし抑制することで、像担持体表面を良好に保護し、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 If the hydrophobic substance is contained in an amount of 50% by weight or more, the amount of scraping by the scraping member is large in the initial state of supply to the image carrier, and a large amount is contained in the image carrier in this initial state. Can be used to prevent or suppress the cleaning performance and filming of the image carrier due to deterioration of the image carrier due to charging, cleaning, etc., and the amount of scraping by the scraping member decreases over time As a result, the amount supplied to the image carrier is reduced, so that an excessive amount is prevented or suppressed from being supplied to the image carrier, so that an appropriate amount is supplied to the image carrier in the initial stage and over time. When supplied to the support, the amphiphilic organic substance is adsorbed on the hydrophilic part of the image support and the part is hydrophobized after the adsorption, and the hydrophobic part and the hydrophobic substance are intermolecular forces. To form a uniform protective film while being complexed by intermolecular interaction due to, and to impart flexibility to the protective agent by a hydrophobic substance and to easily adhere to the entire surface of the image carrier. By reducing friction with the member, preventing or reducing oxidation of the image carrier due to charging, and maintaining high surface resistance of the image carrier even under high humidity to prevent or suppress a decrease in image density. Thus, it is possible to provide a protective agent that can favorably protect the surface of the image carrier and contribute to good image formation.
前記疎水性物質がパラフィンであることとすれば、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、また、像担持体に供給されると両親媒性の有機物が像担持体の親水部に吸着されるとともに吸着後にその部分を疎水化させ、この疎水部分と疎水性物質とが分子間力等による分子間相互作用により複合化しつつ均一な保護膜を形成すること、および疎水性物質によって保護剤にしなやかさを付与し像担持体表面全体に付着しやすくなること、さらに像担持体と他の部材との間の摩擦を低減するとともに帯電による像担持体の酸化を防止ないし低減しまた高湿下においても像担持体の表面抵抗を高く維持して画像濃度の低下を防止ないし抑制すること、またこれに加えてパラフィンは酸化反応を生じにくいなど化学的安定性に優れ経時的安定性が良好であることで、像担持体表面を良好に保護し、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 If the hydrophobic substance is paraffin, the amount of scraping by the scraping member is large in the initial state of supply to the image carrier, and a large amount is supplied to the image carrier in such an initial state. Deterioration of the image carrier due to deterioration of the image carrier due to charging, cleaning, and the like can prevent or suppress filming, and the amount of scraping by the scraping member decreases with time, and the image carrier is reduced. Since the amount supplied to the body is reduced, an excessive amount is prevented or suppressed from being supplied to the image carrier, so that an appropriate amount is supplied to the image carrier at the initial stage and over time, and also supplied to the image carrier. As a result, the amphiphilic organic substance is adsorbed on the hydrophilic part of the image carrier and the part is hydrophobized after the adsorption, and the hydrophobic part and the hydrophobic substance are caused by intermolecular force or the like. Forming a uniform protective film while complexing by intermolecular interaction, adding flexibility to the protective agent by a hydrophobic substance and facilitating adhering to the entire surface of the image carrier, and image carrier and other members In addition to preventing or reducing oxidation of the image carrier due to charging and maintaining high surface resistance of the image carrier even under high humidity to prevent or suppress a decrease in image density. In addition, paraffin has excellent chemical stability, such as being less prone to oxidation reactions, and good temporal stability, which contributes to good protection of the image carrier surface and good image formation. The protective agent which can be provided can be provided.
前記両親媒性の有機物の含有量が3〜50重量%であることとすれば、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、また、像担持体に供給されると両親媒性の有機物が像担持体の親水部に吸着されるとともに吸着後にその部分を疎水化させることで像担持体表面を良好に保護し、さらにはたとえば疎水性物質を含んでいる場合においてこれが分解されて生じる、潜像のボケの原因となるイオン導電性物質を包んで導電性を付与できなくしてかかるボケを防止するなど、像担持体の保護を良好に行うことができ、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 If the content of the amphiphilic organic substance is 3 to 50% by weight, the amount of scraping by the scraping member is large in the initial state of supply to the image carrier, and the image bearing in this initial state A large amount is supplied to the body, and it is possible to prevent or suppress a decrease in the cleaning performance and filming of the image carrier due to deterioration of the image carrier due to charging, cleaning, etc. Since the amount of scraping is reduced and the amount supplied to the image carrier is reduced, an appropriate amount is supplied to the image carrier in the initial stage and over time by preventing or suppressing an excessive amount from being supplied to the image carrier. In addition, when supplied to the image carrier, the amphiphilic organic substance is adsorbed on the hydrophilic portion of the image carrier, and the surface of the image carrier is improved by hydrophobizing the portion after adsorption. Protecting, and for example, in the case of containing a hydrophobic substance, this is decomposed, and the ionic conductive substance that causes the blur of the latent image is wrapped to make it impossible to impart conductivity, thereby preventing such blur. It is possible to provide a protective agent that can satisfactorily protect the image bearing member and contribute to good image formation.
前記両親媒性の有機物のHLB値が1.0〜6.5であることとすれば、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、また、像担持体に供給されると両親媒性の有機物が像担持体の親水部に吸着されるとともに吸着後にその部分を疎水化させることで像担持体表面を良好に保護し、さらにはたとえば疎水性物質を含む場合に、分解されて生じる親水性の部分を、適度なHLB値を持つことで逆ミセルに類する形態となって疎水性物質中に分散するなど、形成する保護膜による像担持体の保護と劣化した剤の除去性を両立することができるから、像担持体の保護を良好に行うことができ、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 If the HLB value of the amphiphilic organic substance is 1.0 to 6.5, the amount of scraping by the scraping member is large in the initial state of supply to the image carrier, and in this initial state A large amount is supplied to the image carrier, and it is possible to prevent or suppress degradation of the image carrier due to deterioration of the image carrier due to charging, cleaning, etc., filming, and scraping over time. Since the amount of scraping by the member is reduced and the amount supplied to the image carrier is reduced, the supply of an excessive amount to the image carrier is prevented or suppressed, so that an appropriate amount for the image carrier at the initial stage and over time When the liquid is supplied to the image carrier, the amphiphilic organic substance is adsorbed on the hydrophilic portion of the image carrier, and the surface of the image carrier is improved by hydrophobizing the portion after adsorption. In addition, for example, when a hydrophobic substance is included, the hydrophilic portion generated by decomposition is dispersed in the hydrophobic substance in a form similar to a reverse micelle by having an appropriate HLB value, etc. Since the protection of the image carrier by the protective film to be formed and the removability of the deteriorated agent can be compatible, the image carrier can be well protected and contributes to good image formation. Can be provided.
前記両親媒性の有機物が非イオン系界面活性剤であることとすれば、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、また、像担持体に供給されると両親媒性の有機物が像担持体の親水部に吸着されるとともに吸着後にその部分を疎水化させることで像担持体表面を良好に保護し、さらには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、像担持体の保護を良好に行うことができ、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 If the amphiphilic organic substance is a nonionic surfactant, the amount of scraping by the scraping member is large in the initial state of supply to the image carrier, and the image carrier is in this initial state. A large amount is supplied, and it is possible to prevent or suppress deterioration of the image bearing member cleaning performance and filming due to deterioration of the image bearing member due to charging, cleaning, etc., and scraping with a scraping member over time Since the amount supplied to the image carrier is decreased by reducing the amount, an excessive amount is prevented or suppressed from being supplied to the image carrier. In addition, when supplied to the image carrier, the amphiphilic organic substance is adsorbed on the hydrophilic portion of the image carrier, and the surface of the image carrier is improved by hydrophobizing the portion after adsorption. In addition, since the surfactant itself is not ionically dissociated, it is possible to suppress charge leakage due to air discharge even when the usage environment, particularly humidity, varies greatly, and the image carrier Thus, it is possible to provide a protective agent that can be well protected and can contribute to good image formation.
前記疎水性物質と前記両親媒性の有機物との重量比が50:50〜97:3であることとすれば、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、また、像担持体に供給されると両親媒性の有機物が像担持体の親水部に吸着されるとともに吸着後にその部分を疎水化させ、この疎水部分と疎水性物質とが分子間力等による分子間相互作用により複合化しつつ均一な保護膜を形成すること、および疎水性物質の含有量が少なすぎないため保護剤にしなやかさを付与し像担持体表面全体に付着しやすくなり疎水性物質の含有量が多すぎないため像担持体の摩擦力が過大になることがなくたとえば像担持体にこれをクリーニングする部材が当接する場合における摩擦力が課題とならないことで、像担持体表面を良好に保護し、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 If the weight ratio of the hydrophobic substance to the amphiphilic organic substance is 50:50 to 97: 3, the amount of scraping by the scraping member is large in the initial state of supply to the image carrier. In such an initial state, a large amount is supplied to the image carrier, and it is possible to prevent or suppress the deterioration of the image carrier cleaning performance and filming due to the deterioration of the image carrier due to charging, cleaning, etc. Since the amount of scraping by the scraping member is reduced over time, the amount supplied to the image carrier is reduced, so that an excessive amount is prevented or suppressed from being supplied to the image carrier. An appropriate amount is supplied to the image carrier, and when supplied to the image carrier, the amphiphilic organic substance is adsorbed on the hydrophilic part of the image carrier and the part is hydrophobized after adsorption, To form a uniform protective film while combining the hydrophobic part and hydrophobic substance by intermolecular interaction due to intermolecular forces, etc., and because the content of the hydrophobic substance is not too small, the protective agent is flexible The surface of the image carrier tends to adhere to the entire surface of the image carrier, and the content of the hydrophobic substance is not too high so that the friction force of the image carrier does not become excessive. For example, when a member for cleaning the image carrier contacts the image carrier Since the frictional force is not a problem, it is possible to provide a protective agent that can favorably protect the surface of the image carrier and contribute to good image formation.
少なくとも1つの吸熱ピーク温度を50〜130℃に有することとすれば、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量が供給され、また、像担持体に供給されると両親媒性の有機物が像担持体の親水部に吸着されるとともに吸着後にその部分を疎水化させ、この疎水部分と疎水性物質とが分子間力等による分子間相互作用により複合化しつつ均一な保護膜を形成すること、および分子間相互作用力を適切にすることで固体状をなすときにはその形状を維持しつつも延展性を有することと疎水性物質を含有することとによって保護剤にしなやかさを付与し像担持体表面全体に付着しやすくなることで、像担持体表面を良好に保護し、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護剤を提供することができる。 If at least one endothermic peak temperature is 50 to 130 ° C., the amount of scraping by the scraping member is large in the initial state of supply to the image carrier, and a large amount of the image carrier in this initial state. The amount of supply can be reduced, and the deterioration of the cleaning performance of the image bearing member due to deterioration of the image bearing member due to charging, cleaning, etc. can be prevented or suppressed, and the amount of scraping by the scraping member over time can be reduced. Since the amount supplied to the image carrier is decreased and an excessive amount is prevented or suppressed from being supplied to the image carrier, an appropriate amount is supplied to the image carrier at the initial stage and over time. When supplied to the image carrier, the amphiphilic organic substance is adsorbed on the hydrophilic part of the image carrier and the part is hydrophobized after adsorption, and the hydrophobic part and the hydrophobic part To form a uniform protective film while being combined by the intermolecular interaction due to intermolecular forces, etc., and to maintain the shape when forming a solid state by making the intermolecular interaction force appropriate By adding a hydrophobic property to the protective agent, it is easy to adhere to the entire surface of the image carrier, thereby protecting the surface of the image carrier well and forming a good image. Protective agents that can contribute to doing can be provided.
本発明は、請求項1ないし11の何れか1つに記載の保護剤と、この保護剤を掻き取り像担持体に供給する掻き取り部材とを有し、像担持体に供給した保護剤により像担持体に保護膜を形成する保護膜形成装置にあるので、上述の各効果を奏する保護剤を有し、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による保護剤の掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量の保護剤を供給し、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量を供給することを防止ないし抑制することにより、初期および経時において像担持体に適量の保護剤を供給し、また供給した適量の保護剤によって像担持体に保護膜を良好に形成することができるので、良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護膜形成装置を提供することができる。
The present invention includes a protective agent according to any one of
前記掻き取り部材により像担持体に供給した保護剤を押圧して像担持体表面上に皮膜化する皮膜形成部材を有することとすれば、上述の各効果を奏する保護剤を有し、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による保護剤の掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量の保護剤を供給し、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制することができるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量を供給することを防止ないし抑制することにより、初期および経時において像担持体に適量の保護剤を供給し、また皮膜形成部材を用いることによって供給した適量の保護剤によって像担持体に保護膜をさらに良好に形成することができ、保護剤が像担持体以外の部材に付着することを防止ないし抑制し、より良好な画像形成を行うことに寄与することができる保護膜形成装置を提供することができる。 If it has a film-forming member that presses the protective agent supplied to the image carrier by the scraping member to form a film on the surface of the image carrier, it has a protective agent that exhibits the effects described above, and the image carrier. In the initial state of supply to the body, the amount of the protective agent scraped off by the scraping member is large, and in such an initial state, a large amount of protective agent is supplied to the image carrier, and charging of the image carrier by cleaning, etc. The cleaning performance of the image carrier due to deterioration and filming can be prevented or suppressed, and the amount of scraping by the scraping member decreases with time and the amount supplied to the image carrier decreases. Therefore, by preventing or suppressing an excessive amount from being supplied to the image carrier, an appropriate amount of protective agent is supplied to the image carrier in the initial stage and over time, and a film forming member is used. A protective film can be formed more satisfactorily on the image carrier by the appropriate amount of the supplied protective agent, and the protective agent can be prevented or suppressed from adhering to any member other than the image carrier, thereby achieving better image formation. The protective film formation apparatus which can contribute to can be provided.
本発明は、請求項12または13記載の保護膜形成装置を有するプロセスカートリッジにあるので、上述の各効果を奏する保護膜形成装置を有し、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による保護剤の掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量の保護剤を供給し、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングを防止ないし抑制するとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量を供給することを防止ないし抑制することにより、初期および経時において像担持体に適量の保護剤を供給し、また供給された適量の保護剤によって像担持体に保護膜を良好に形成するので、長期にわたって良好な画像形成を行うことができるとともに像担持体等の交換性に優れた高寿命のプロセスカートリッジを提供することができる。 Since the present invention resides in a process cartridge having the protective film forming apparatus according to claim 12 or 13, the protective film forming apparatus having the above-described effects is provided and scraped in an initial state of supply to the image carrier. The amount of the protective agent scraped off by the member is large, and in such an initial state, a large amount of the protective agent is supplied to the image carrier, and the cleaning performance of the image carrier due to the deterioration of the image carrier due to charging, cleaning, etc. In addition to preventing or suppressing reduction and filming, over time, the amount of scraping by the scraping member decreases and the amount supplied to the image carrier decreases, so that excessive supply to the image carrier is prevented. By suppressing, an appropriate amount of protective agent is supplied to the image carrier at the initial stage and over time, and a protective film is favorably formed on the image carrier by the supplied appropriate amount of protective agent. Since, it is possible to provide a process cartridge long life which is excellent in replacement of the image carrier or the like it is possible to perform good image formation over a long period of time.
本発明は、請求項12または13記載の保護膜形成装置または請求項14記載のプロセスカートリッジを有する画像形成装置にあるので、上述の各効果を奏する保護膜形成装置またはプロセスカートリッジを有し、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による保護剤の掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量の保護剤が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングが防止ないし抑制されるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量の保護剤が供給され、また供給された適量の保護剤によって像担持体に保護膜が良好に形成されるので、長期にわたって良好な画像形成を行うことができる高寿命の画像形成装置を提供することができる。
Since the present invention resides in the protective film forming apparatus according to claim 12 or 13 or the image forming apparatus having the process cartridge according to
本発明は、請求項12または13記載の保護膜形成装置または請求項14記載のプロセスカートリッジまたは請求項15記載の画像形成装置を用いて画像形成を行う画像形成方法にあるので、上述の各効果を奏する保護膜形成装置またはプロセスカートリッジを用い、像担持体への供給の初期の状態において掻き取り部材による保護剤の掻き取り量が多く、かかる初期の状態において像担持体に多くの量の保護剤が供給され、帯電、クリーニング等による像担持体の劣化に起因する像担持体のクリーニング性能の低下、フィルミングが防止ないし抑制されるとともに、経時においては掻き取り部材による掻き取り量が減少して像担持体に供給される量が減少するので像担持体に過剰量が供給されることが防止ないし抑制されることにより、初期および経時において像担持体に適量の保護剤が供給され、また供給された適量の保護剤によって像担持体に保護膜が良好に形成されるので、長期にわたって良好な画像形成を行うことができる画像形成方法を提供することができる。
The present invention resides in an image forming method for forming an image using the protective film forming apparatus according to claim 12 or 13, the process cartridge according to
図1に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置100は、カラーレーザ複写機とプリンタとの複合機であるが、他のタイプの複写機、ファクシミリ、プリンタ、これらの複合機等、他の画像形成装置であっても良い。画像形成装置100は、この画像形成装置100で読み取った原稿の画像データ、または外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。画像形成装置100は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、OHPシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体として画像形成を行なうことが可能である。
FIG. 1 shows an outline of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The
画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての潜像担持体である感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKを平行配設したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式を採用している。
The
表面移動部材たる感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKは、画像形成装置100の本体99の図示しないフレームに回転自在に支持され、像担持体である転写媒体としての転写ベルト11の移動方向であるA1方向の上流側からこの順で並んでいる。各符号の数字の後に付されたY、M、C、BKは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒用の部材であることを示している。
The
各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKはそれぞれ、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の画像を形成するための画像形成ユニット画像形成ユニット60Y、60M、60C、60BKに備えられている。
Each of the
感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKは、本体99の内部の中央部よりもやや上方に配設された無端のベルトである中間転写体としての転写ベルト11の外周面側すなわち作像面側に位置している。
The
転写ベルト11は、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対峙しながら矢印A1方向に移動可能となっている。各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印A1方向に移動する転写ベルト11に対しそれぞれ重畳転写され、その後、記録媒体であり転写媒体である転写紙に一括転写されるようになっている。転写紙の図示は省略している。
The
転写ベルト11は、その上側の部分が各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対向しており、この対向した部分が、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BK上のトナー像を転写ベルト11に転写する1次転写部98を形成している。
The upper portion of the
転写ベルト11に対する重畳転写は、転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに形成されたトナー像が、転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対向する位置に配設された1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKによる電圧印加によって、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
In the superimposing transfer to the
転写ベルト11は、体積抵抗10^5〜10^11Ω・cm の導電性を示すものである。表面抵抗が10^5Ω/□を下回る場合には、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKから転写ベルト11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、10^11Ω/□を上回る場合には、転写ベルト11から用紙へトナー像を転写した後に、転写ベルト11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
転写ベルト11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、無端ベルト状の転写ベルト11を得ることもできる。
The
転写ベルト11に表面層を設ける際には、後述の感光体ドラム20Yの表面層に使用する表面層材料のうち、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 a surface layer is provided on the
転写ベルト11は、その縁部にそれぞれ、寄り止め部材としての図示しない寄り止めガイドを有している。寄り止めガイドは、転写ベルト11がA1方向に回転するときに、図1における紙面と垂直な何れかの方向に偏倚することを防止するために配設されている。寄り止めガイドは、ウレタンゴム製であるが、その他、シリコンゴムなど各種ゴム材料により構成することができる。
Each of the
画像形成装置100は、本体99内に、4つの画像形成ユニット60Y、60M、60C、60BKと、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの上方に対向して配設され、転写ベルト11を備えた中間転写ユニットとしての転写ベルトユニット10と、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11に従動し、連れ回りする転写部材としての2次転写バイアスローラである2次転写ローラ5と、画像形成ユニット60Y、60M、60C、60BKの上方に対向して配設された潜像形成手段としての光書込みユニットである光走査装置8とを有している。
The
画像形成装置100はまた、本体99内に、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKと転写ベルト11との間に向けて搬送される転写紙を多数枚積載可能な給紙カセットとしての給紙機構であるシート給送装置61と、シート給送装置61から搬送されてきた転写紙を、画像形成ユニット60Y、60M、60C、60BKによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト11と2次転写ローラ5との間の2次転写部97に向けて繰り出すレジストローラ対4と、転写紙の先端がレジストローラ対4に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
The
画像形成装置100はまた、本体99内に、トナー像を転写された転写紙に同トナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着装置6と、定着済みの転写紙を本体99の外部に排出する排紙ローラ対としての排紙ローラ7と、排出ローラ7により本体99の外部に排出された転写紙を積載する排紙トレイ17とを有している。
The
画像形成装置100はまた、本体99上方に、原稿の画像を読み取る読取装置14と、読取装置14の上方に配設され読取装置14に原稿を給送する自動原稿給送装置(いわゆるADF)15とを有している。
The
画像形成装置100はまた、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKを回転駆動する図示しない駆動装置と、2次転写ローラ5に2次転写バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段としての電源とバイアス制御手段と、種々の検知手段による検知結果等に基づき画像形成装置100の動作全般を制御するCPU、メモリ等を含む図示しない制御手段とを有している。
The
転写ベルトユニット10は、転写ベルト11の他に、1次転写バイアスローラとしての1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKと、転写ベルト11を巻き掛けられた、駆動部材である駆動ローラ72と、クリーニング対向ローラ74と、駆動ローラ72及びクリーニング対向ローラ74とともに転写ベルト11を張架する張架ローラ75、77と、転写ベルト11に対向して配設され転写ベルト11上をクリーニングするベルトクリーニング装置としてのクリーニング装置13とを有している。
In addition to the
転写ベルトユニット10はまた、駆動ローラ72を回転駆動する図示しない駆動系と、1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKに1次転写バイアスを印加する図示しないバイアス印加手段としての電源とバイアス制御手段とを有している。
The transfer belt unit 10 also includes a drive system (not shown) that rotationally drives the drive roller 72, and a power source and bias control as a bias application unit (not shown) that applies a primary transfer bias to the
1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKは、転写ベルト11をその裏面から感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに向けて押圧してそれぞれ1次転写ニップを形成する。
The
各1次転写ニップには、1次転写バイアスの影響により、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKと1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKとの間に1次転写電界が形成される。感光体ドラム20Y、20M、20C、20BK上に形成された各色のトナー像は、この1次転写電界やニップ圧の影響によって転写ベルト11上に1次転写される。
In each primary transfer nip, a primary transfer electric field is formed between the
駆動ローラ72は、転写ベルト11を介して2次転写ローラ5を当接されており、2次転写ニップを形成している。
張架ローラ75は、転写ベルト11に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。
The driving roller 72 is in contact with the secondary transfer roller 5 via the
The tension roller 75 has a function as a tension roller as a pressure member that gives the transfer belt 11 a predetermined tension suitable for transfer.
クリーニング装置13は、詳細な図示を省略するが、転写ベルト11に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、転写ベルト11上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、転写ベルト11をクリーニングするようになっている。
Although not shown in detail, the
シート給送装置61は、転写紙を複数枚重ねた転写紙束の状態で収容するものであり、本体99の下部において多段で配設されている。シート給送装置61は、所定のタイミングで、転写紙をレジストローラ対4に向けて給送するようになっている。
シート給送装置61から送り出された転写紙は、給紙経路を経てレジストローラ対4に至り、レジストローラ対4のローラ間に挟まれる。
The sheet feeding device 61 accommodates a plurality of transfer papers in a state where a plurality of transfer papers are stacked, and is arranged in multiple stages below the
The transfer paper fed from the sheet feeding device 61 reaches the registration roller pair 4 through the paper feed path and is sandwiched between the rollers of the registration roller pair 4.
定着装置6は、ベルトユニット62と、ベルトユニット62に圧接された加圧ローラ63とを有している。ベルトユニット62は、無端状の定着ベルト64と、定着ベルト64を張架しながら無端移動させる定着ローラ65と、定着ローラ65とともに定着ベルト64を巻き掛け内部に図示しない熱源を有する加熱ローラ66とを有している
The fixing device 6 includes a belt unit 62 and a
定着装置6は、トナー像を担持した転写紙をベルトユニット62と加圧ローラ63との圧接部である定着部に挟み込む態様で通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
The fixing device 6 passes the transfer paper carrying the toner image through a fixing unit, which is a pressure contact part between the belt unit 62 and the
画像形成ユニット60Y、60M、60C、60BKについて、そのうちの一つの、感光体ドラム20Yを備えた画像形成ユニット60Yの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像形成ユニットの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像形成ユニット60Yの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像形成ユニットの構成に付すかこれを省略し、詳細な説明についても適宜省略することとする。
The configuration of the image forming units 60Y, 60M, 60C, and 60BK will be described as a representative of the configuration of the image forming unit 60Y that includes the
図2に示すように、感光体ドラム20Yを備えた画像形成ユニット60Yは、感光体ドラム20Yの周囲に、図中反時計方向であるその回転方向B1に沿って、1次転写ローラ12Yと、クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置であるクリーニング装置70Yと、感光体ドラム20Yに保護剤42Yを塗布する保護剤塗布手段としての保護膜形成手段である保護膜形成装置40Yと、図示しない除電手段としての除電ランプを備えた除電装置と、帯電手段としての帯電装置90Yと、現像手段としての現像ユニットである現像器たる現像装置80Yとを有している。
As shown in FIG. 2, the image forming unit 60Y including the
感光体ドラム20Yと、クリーニング装置70Yと、保護膜形成装置40Yと、除電装置と、帯電装置90Yと、現像装置80Yとは一体化されており、プロセスカートリッジ68Yを構成している。プロセスカートリッジ68Yは本体99に対して着脱自在となっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことができるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。
The
感光体ドラム20Yは、導電性支持体の上に感光層が設けられた構成であって、有機光導電層を有するOPC感光体である。その詳細については後述する。
The
クリーニング装置70Yは、その先端が感光体ドラム20Yに当接し感光体ドラム20Y上の転写残トナー、キャリア、紙粉等の異物を掻き取って回収しクリーニングするクリーニングブレード78Yと、クリーニングブレード78Yを感光体ドラム20Yに所定の弾性力で押し当てるばね79Yと、クリーニングブレード78Yによって感光体ドラム20Yから除去された転写残トナー等を回収する図示しない回収室とを有している。
クリーニングブレード78Yは、いわゆるカウンタータイプ言い換えるとリーディングタイプに類する角度で感光体ドラム20Yに当接している。
The cleaning device 70 </ b> Y is in contact with the photosensitive drum 20 </ b> Y, scrapes off and collects foreign matters such as transfer residual toner, carrier, and paper dust on the photosensitive drum 20 </ b> Y and collects and cleans the cleaning blade 78 </ b> Y. A
The
帯電装置90Yは、感光体ドラム20Yの表面を一様に帯電する一様帯電手段であって、感光体ドラム20Yの表面に近接して配設された帯電部材としての帯電ローラ91Yと、帯電ローラ91Yに接触配置され帯電ローラ91Yをクリーニングするクリーニングローラ92Yと、帯電ローラ91Yに直流電圧と交流電圧とを重畳させた電圧を印加する図示しない高電圧電源とを有している。
The charging device 90Y is a uniform charging unit that uniformly charges the surface of the
感光体ドラム20Yを帯電する方法としては、本形態の帯電装置90Yのように、帯電ローラ91Yを感光体ドラム20Yに非接触に配置する近接方式のほかに、帯電ローラ91Yのような帯電部材を感光体ドラム20Yに接触させて配置する接触帯電方式すなわち接触方式とがある。高電圧電源は直流電圧のみを帯電ローラ91Yに印加するものであってもよい。
As a method for charging the
帯電装置90Yは、高電圧電源による電圧印加によって、帯電ローラ91Yと感光体ドラム20Yとの間の微小空隙での放電により、感光体ドラム20Yの帯電を行う。よって、放電ワイヤを用いた、いわゆるコロトロン、スコロトロンといわれるコロナ放電を利用した放電器と比して、帯電時に発生するオゾン量を大幅に抑制したものとなっている。
The charging device 90Y charges the
光走査装置8は、感光体ドラム20Yに帯電装置90Yが対向した帯電領域と現像装置80Yが対向した現像領域との間の領域に、光変調及び偏向されたレーザー光Lを走査しながら照射して、帯電装置90Yにより帯電された後の感光体ドラム20Yの表面の被走査面をスポット照射によって露光し、現像装置80Yによってイエロートナー像として可視像化される、画像情報に応じた静電潜像を書き込むようになっている。そのため、図1に示すように、光走査装置8は、光源31、高速で回転する多角柱の多面鏡であるポリゴンミラー32、fθレンズ33、反射ミラー34等を有している。
The
図2に示すように、現像装置80Yは、感光体ドラム20Yに近接対向して配設された現像ローラ81Yと、現像ローラ81Y上の現像剤を一定の高さに規制するドクターブレード82Yと、互いに対向するように配設され、現像剤を攪拌するとともに現像ローラ81Yに現像剤を供給するための第1搬送スクリュ83Y及び第2搬送スクリュ84Yと、第1搬送スクリュ83Yと第2搬送スクリュ84Yとの間に設けられた仕切り壁87Yと、イエロートナーを収容したトナーボトル88Yと、直流成分の現像バイアスを現像ローラ81Yに印加する図示しないバイアス印加手段等とを有している。
As shown in FIG. 2, the developing
現像ローラ81Yは、その表面に現像剤を担持する現像剤担持体である図示しない現像スリーブを有している。バイアス印加手段は現像スリーブに、感光体ドラム20Yの、露光部と非露光部との間の適当な大きさの現像バイアスを印加する。
The developing
現像装置80Y内には、仕切り壁87Yにより、現像ローラ81Yと第1搬送スクリュ83Yとを収容した第1供給部と、第2搬送スクリュ84Yを収容した第2供給部とが分かれた状態で形成されている。
In the developing
第1搬送スクリュ83Yは、駆動手段によって回転駆動されることで、第1供給部内の現像剤を図2における紙面奥側から手前側へと搬送しながら現像ローラ81Yに供給する。第1搬送スクリュ83Yによって第1供給部内の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁87Yに形成された図示しない開口部を通って第2供給部内に進入する。
The first transport screw 83Y is rotationally driven by a driving unit, and supplies the developer in the first supply unit to the developing
第2供給部内において、第2搬送スクリュ84Yは、駆動手段によって回転駆動されることで第1供給部から送られてくる現像剤を第1搬送スクリュ83Yとは逆方向に搬送する。第2搬送スクリュ84Yによって第2供給部の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切壁87Yに設けられたもう一方の図示しない開口部を通って第1供給部内に戻る。
In the second supply unit, the
現像ケース85Y内の現像剤は、磁性キャリアと、イエロートナーとを含む二成分現像剤であって、この現像剤には、トナーボトル88Yからイエロートナーが補給、供給され、第1搬送スクリュ83Y及び第2搬送スクリュ84Yによって、供給されたイエロートナーと現像剤とが攪拌搬送されながら攪拌混合され、摩擦帯電され、現像ローラ81Yに供給され担持される。
The developer in the developing case 85Y is a two-component developer containing a magnetic carrier and yellow toner. The developer is supplied and supplied with yellow toner from the
ドクターブレード82Yによって現像剤の担持量を規制され層厚を規制された現像ローラ81Yは、その回転及びバイアス印加手段による現像バイアスにより、現像ローラ81Yと感光体ドラム20Yとの間の現像領域に、ドクターブレード82Yによって量を適量とされた現像剤を運び、現像剤中のイエロートナーが感光体ドラム20Yの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像をイエロートナー像として可視像化するようになっている。
The developing
現像によりイエロートナーを消費した現像剤は、現像ローラ81Yの回転に伴って現像装置80Y内に戻される。
本形態では、バイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
The developer that has consumed the yellow toner by the development is returned to the developing
In this embodiment, the DC component developing bias is applied by the bias applying means. However, the developing bias may be an AC component, or an AC component superimposed on the DC component.
保護膜形成装置40Yは、バー状に成形された固形の潤滑剤である像担持体保護剤としての保護剤42Yと、感光体ドラム20Yを保護するために保護剤42Yを掻き取り感光体ドラム20Yに供給する保護剤供給部材である掻き取り部材としてのファーブラシたるブラシローラ47Yとを有している。
The protective
保護膜形成装置40Yはまた、保護剤42Yをブラシローラ47Yに押圧する弾性部材としての押圧力付与機構たる加圧バネであるバネ48Yと、ブラシローラ47Yによって感光体ドラム20Yに塗布ないし供給された保護剤42Yを感光体ドラム20Y上に塗布し保護膜を形成するための保護層形成機構49Yとを有している。
The protective
保護剤42Yとブラシローラ47Yとは、その幅方向すなわち図2における紙面に垂直な方向における長さが一致しているとともに、幅方向における配設範囲が互いに一致している。よって、保護剤42Yはブラシローラ47Yにより、幅方向において全体が均一に掻き取られ、消費されるようになっている。
The
保護剤42Yとブラシローラ47Yとは、その幅方向における長さが少なくとも同方向における感光体ドラム20Yの画像形成領域の長さ以上であって、同方向において保護剤42Yとブラシローラ47Yとの配設位置が感光体ドラム20Yの画像形成領域を含むように構成されている。よって、保護剤42Yはブラシローラ47Yにより、幅方向において均一に感光体ドラム20Yの画像形成領域に供給される。
The
保護層形成機構49Yは、その先端が感光体ドラム20Yに当接した皮膜形成部材としての塗布ブレード43Yと、塗布ブレード43を感光体ドラム20Yに所定の弾性力で押し当てる弾性部材としてのバネ44Yとを有している。
The protective
塗布ブレード43Yは、感光体ドラム20Yに当接するブレード45Yと、ブレード45Yを支持しバネ44Yによって付勢されたブレード支持体46Yとを有している。ブレード45Yとブレード支持体46Yとは、接着によって互いに固定されているが、融着等の他の任意の方法で互いに固定してもよい。
The coating blade 43Y includes a
塗布ブレード43Yは、その幅方向における長さが同方向における感光体ドラム20Yの画像形成領域の長さ以上であって、同方向においてその配設位置が感光体ドラム20Yの画像形成領域を含むように構成されている。よって、塗布ブレード43Yは幅方向において少なくとも感光体ドラム20Yの画像形成領域に均一に当接し、幅方向において均一に少なくとも感光体ドラム20Y上の画像形成領域に皮膜を形成する。
The coating blade 43Y has a length in the width direction that is equal to or greater than the length of the image forming area of the
このような構成の保護膜形成装置40Yは、ブラシローラ47Yを、その軸を中心に、感光体ドラム20Yの回転速度と所定の線速差を持って、感光体ドラム20Yの回転方向B1に対しカウンター方向となるD1方向に回転させて、保護剤42Yを掻き削って一旦汲み上げ、掻き削った保護剤42Yを感光体ドラム20Y表面との当接位置まで担持搬送して感光体ドラム20Yに塗布して供給するようになっている。
The protective
感光体ドラム20Yに塗布された保護剤42Yは、保護剤42Yの物質種によっては感光体ドラム20Y上において十分な保護層を形成するに至らないことがありうるが、塗布ブレード43Yによって、感光体ドラム20Y表面に押圧され、引き伸ばされることで薄層化言い換えると皮膜化され、保護剤の皮膜形成が確実かつ均一に施される。
The
経時で保護剤42Yがブラシローラ47Yに掻き削られて減少しても、バネ48Yが所定の圧力で保護剤42Yをブラシローラ47Yに押圧しているので、保護剤42Yは微量となっても適量がブラシローラ47Yに汲み上げられ、保護剤42Yは完全に消費されるまでブラシローラ47Yに接触する。
Even if the
保護剤42Yによって感光体ドラム20Y表面に形成される皮膜は、近接放電による感光体ドラム20Y表面の劣化を防止する機能を有しており、保護膜形成装置40Yは放電劣化防止手段として機能するものである。ここでいう劣化とは、放電による感光体ドラム20Yの磨耗及びこの磨耗の加速、ならびに感光体ドラム20Y表面の活性化の両方を指している。
The film formed on the surface of the
また、かかる皮膜は、感光体ドラム20Yとクリーニングブレード78Yとが互いに摩擦しあうことによって生じる磨耗等の劣化も防止し、保護膜形成装置40Yは摩擦劣化防止手段として機能するものである。
In addition, the coating prevents deterioration such as wear caused by friction between the
このように、保護膜形成装置40Yは、保護剤42Yを感光体ドラム20Y表面に塗布することにより、これら劣化のすべてを解消している。
その他、保護膜形成装置40Yの詳細については後述する。
Thus, the protective
The details of the protective
このような画像形成ユニット60Yにおいては、ネガ−ポジプロセスで画像形成を行う。感光体ドラム20Yは、B1方向への回転に伴い、帯電装置90Yにより表面を一様にマイナス帯電され、光走査装置8からのレーザー光Lの露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成される。このとき、露光の走査方向は感光体ドラム20Yの回転軸方向であり、また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。
In such an image forming unit 60Y, an image is formed by a negative-positive process. As the
この静電潜像を現像装置80Yにより現像剤中のイエロー色のトナーにより現像され、現像により得られたイエロー色のトナー像を1次転写ローラ12YによりA1方向に移動する転写ベルト11に1次転写され、転写後に残留した転写残トナーをクリーニング装置70Yにより除去され、保護膜形成装置40Yによって保護剤42Yが供給され、除電装置により残留電荷が除去されて帯電装置90Yによる次の除電、帯電に供される。
This electrostatic latent image is developed with the yellow toner in the developer by the developing
このとき、クリーニング装置70Yは、感光体ドラム20Y上の、部分的あるいは全面的に劣化した保護剤も、転写残トナー等の他成分とともに除去する。保護膜形成装置40Yは、クリーニング後の感光体ドラム20Y表面に保護剤による保護膜を形成する。
At this time, the
クリーニング装置70Yは、保護層形成機構49Yまたはこれに備えられた塗布ブレード43Yに同様の機能を持たせることによって、省略することも可能である。
しかしながら、感光体ドラム20Yをクリーニングする機能と、保護層を形成する機能とは、感光体ドラム20Yに当接させる部材の材料、その当接力など、感光体ドラム20Yに対するかかる部材の摺擦状態を異ならせる必要があることがある。
そのため、本形態のように、これらの機能を分離し、B1方向において上流側にクリーニング装置70Yを配設し、下流側に保護層形成機構49Yを配設することが好ましい。
The
However, the function of cleaning the
Therefore, as in this embodiment, it is preferable to separate these functions, arrange the
他の感光体ドラム20M、20C、20BKにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色のトナー像は、1次転写ローラ12M、12C、12BKにより、A1方向に移動する転写ベルト11上の同じ位置に順次1次転写される。転写ベルト11上に重ね合わされたトナー像は、転写ベルト11のA1方向の回転に伴い、2次転写ローラ5との対向位置である2次転写ニップまで移動して転写紙に密着し、2次転写バイアスやニップ圧の作用によって転写紙に2次転写され、転写紙上にフルカラー画像が形成される。
Similarly, toner images of the respective colors are formed on the other photosensitive drums 20M, 20C, and 20BK, and the formed toner images of the respective colors are transferred to the A1 direction by the
転写ベルト11と2次転写ローラ5との間に搬送されてきた転写紙は、シート給送装置61から給送ローラ3によって繰り出されてフィードされ、レジストローラ対4によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト11上のトナー像の先端部が2次転写ローラ5に対向するタイミングで送り出されたものである。
2次転写ローラ5には、バイアス印加手段により、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加される。
The transfer paper conveyed between the
The secondary transfer roller 5 is applied with a potential having a polarity opposite to the polarity of toner charging by bias applying means.
転写紙は、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着装置6に進入し、加圧ローラ63とベルトユニット62との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、転写紙上にフルカラー画像が定着される。定着装置6を通過した定着済みの転写紙は、排紙ローラ7を経て、本体99の上部の排紙トレイ17上にスタックされる。一方、2次転写を終えた2次転写ニップ通過後の転写ベルト11は、クリーニング装置13に備えられたクリーニングブラシ及びクリーニングブレードによってその表面をクリーニングされ、次の現像工程に備える。
When the toner image of all colors is transferred and carried on the transfer paper, it enters the fixing device 6 and passes through the fixing portion between the
保護膜形成装置40Yについて詳細に述べる。なお、画像形成ユニット60M、60C、60BKに備えられた保護膜形成装置についても同様であるので、それらについての説明は省略する。
The protective
すでに述べたように、保護膜形成装置40Yは、バネ48Yを備えていることにより、経時で保護剤42Yがブラシローラ47Yに掻き削られて減少しても、保護剤42Yは、完全に消費されるまで、適量がブラシローラ47Yに汲み上げられ、ブラシローラ47Yに接触することで、感光体ドラム20Yに適量が供給される。
As described above, the protective
しかし、その一方で、すでに述べたように、画像形成の初期に保護剤42Yを感光体ドラム20Yに早く供給するためには、保護剤42Yとブラシローラ47Yとの間の圧力を高めること等によりブラシローラ47Yを構成するブラシ繊維の先端に保護剤42Yを早く付着させることが有効であることが分かったものの、ブラシローラ47Yに対する保護剤42Yの供給は、初期において多くするとともに、経時的には初期における供給量よりも少なくする必要があることが分かった。
On the other hand, as described above, in order to supply the
そこで、図3、図4に示すように、保護膜形成装置40Yでは、保護剤42Yが、ブラシローラ47Yによって掻き取られる掻き取り位置においてブラシローラ47Yによる掻き取り方向である回転方向D1に対して交差する方向に形成された段差41Yを有している。
Therefore, as shown in FIGS. 3 and 4, in the protective
なお、図3は、保護剤42Yのブラシローラ47Yに対向する面をブラシローラ47Y側から見た平面図であり、段差41Yの種々の形態例を示している。
図4は、保護剤42Yのブラシローラ47Yに対向する面を保護剤42Yの幅方向に垂直な平面で切断した断面の拡大図であり、段差41Yの種々の形態例を示している。
FIG. 3 is a plan view of the surface of the
FIG. 4 is an enlarged view of a cross section obtained by cutting the surface of the
ここで、すでに述べたように、保護剤42Yとブラシローラ47Yとは、幅方向における配設範囲が互いに一致しているため、かかる掻き取り位置とは、保護剤42Yの幅方向全体を意味する。幅方向におけるブラシローラ47Yの長さが同方向における保護剤42Yの長さ以上であって、同方向においてブラシローラ47Yの配設位置が保護剤42Yを含むように構成されている場合も同様である。
Here, since the
一方、幅方向におけるブラシローラ47Yの長さが同方向における保護剤42Yの長さより短い場合や、同方向においてブラシローラ47Yの配設位置が保護剤42Yの配設位置に対してシフトしている場合などには、同方向におけるブラシローラ47Yと保護剤42Yとの配設位置のオーバーラップ部分のみが、掻き取り位置となる。
On the other hand, when the length of the brush roller 47Y in the width direction is shorter than the length of the
段差41Yを掻き取り位置に形成することにより、ブラシローラ47Yの回転時に、ブラシローラ47Yを構成する各ブラシ繊維が段差41Yに当接して、ブラシ繊維の先端には強い圧力が生じ、ブラシ繊維の特に先端に保護剤42Yが多く付着する。そして、画像形成を繰り返すに従い、段差41Yはゆるやかになり、ブラシ繊維先端にかかる圧力は、段差41Yの部分と段差41Yでない部分での差が小さくなり、全体としてブラシ繊維先端にかかる圧力は徐々に小さくなり、経時において、ブラシ繊維への保護剤42Yの付着量は減少し、感光体ドラム20Yへの保護剤の供給量が減少するので、感光体ドラム20Y上の保護剤の量が多くなりすぎることはない。
By forming the
本形態では、段差41Yは必ず、掻き取り位置を含み、掻き取り位置の全体にわたるように形成されている。段差41Yは、D1方向に交差するように形成されていれば、D1方向において複数本が形成されていてもよいし、一本のみが形成されていてもよい。
In this embodiment, the
ただし、段差41Yが一本であるときには、図3(a)、(d)に示された各段差41Yのように、掻き取り位置の全体にわたるように連続して形成される。段差41Yは、複数本であるときには、図3(b)に示すように、途切れ途切れに存在してもよいが、掻き取り位置の全範囲のどの部分においても、いずれか一本の段差41Yが存在するように形成する。
However, when there is only one
段差41Yをこのように形成することにより、ブラシローラ47Yの回転時に、ブラシローラ47Yを構成する各ブラシ繊維はすべて、段差41Yに必ず当接するため、幅方向全体にわたり、均一に保護剤42Yを掻き取り、感光体ドラム20Yに供給する。
By forming the
図4(a)に示すように、段差41Yは、保護剤42Yの表面に突部を設けることで形成してもよいし、同図(b)に示すように、保護剤42Yの表面に凹部を設けることで形成してもよい。ただし、ブラシローラ47Yに対する当接圧を大きくする点において、前者のほうが好ましい。
As shown in FIG. 4A, the
同図(a)、(b)に示した例では、D1方向における突部、凹部の両側がD1方向に垂直な面をなす、いわゆる矩形状にして、段差41Yを形成しているが、段差41Yは、D1方向における突部、凹部のいずれか一方のみが垂直な面をなすようにして段差41Yを形成してもよい。
In the example shown in FIGS. 4A and 4B, the
この場合には、同図(c)に示すように、ブラシローラ47Yに対する当接圧を大きくする点において、D1方向上流側が段差41Yをなすように形成することが好ましく、さらには、同様の理由により、この段差41Yが、保護剤42Yの表面に突部を設けることで形成されたものであることが好ましい。
In this case, as shown in FIG. 5C, it is preferable that the upstream side in the direction D1 forms a
これにより、ブラシ繊維の先端が段差41Yで引っかかって特に強い圧力が生じるため、ブラシ繊維先端に保護剤が特に多く付着する。多量の保護剤を特に要する初期の短期間において多くの保護剤が感光体ドラム20Yに供給され、その後は均一な量の保護剤が感光体ドラム20Yに供給される。
As a result, the tip of the brush fiber is caught by the
段差41Yによる引っ掛かりを大きくする点においては、段差41Yを上述のように切り立った面によって形成すること、特にこの面を垂直な面とすることが好ましく、さらには、いわゆるオーバーハングした形状の面とすることが好ましい。
In terms of increasing the catch by the
切り立った面に連なる面の形状は、図4(c)に示したように傾斜した平面であってもよいし、経時における保護剤の掻き取り量の立下りを大きくするには同図において下方に凸となる凹曲面としてもよい。 The shape of the surface connected to the cut surface may be a flat surface as shown in FIG. 4C, or in order to increase the fall of the amount of the protective agent scraping over time, It is good also as the concave curved surface which becomes convex.
保護剤42Yは、25℃における鉛筆硬度が5Bよりも柔らかいものとなっている。保護剤42Yの表面の硬度が同温度における鉛筆硬度5Bよりも硬いと、保護剤42Yはブラシローラ47によって掻き取られたときに粒子になりやすく、帯電ローラ91Y等に付着して帯電ムラを引き起こしやすいためである。
The
また、仮に粒子にならなかったとしても、硬いブラシ繊維を用いなければ掻き取られなくなるため、このようなブラシ繊維によって構成されたブラシローラ47Yを用いると、感光体ドラム20Yに傷が生じやすくなるためである。
同様の理由により、保護剤42Yの25℃における鉛筆硬度は6Bよりも柔らかいものがさらに好ましい。
Further, even if the particles do not become particles, they cannot be scraped unless hard brush fibers are used. Therefore, if the brush roller 47Y made of such brush fibers is used, the
For the same reason, the pencil hardness at 25 ° C. of the
段差41Yは、ブラシローラ47Yの段差41Yによる引っ掛かりを大きくする観点から、D1方向に対して80°〜−80°の角度で交差する方向に形成されている。同様の理由により、かかる角度は、好ましくは、60°〜−60°、さらに好ましくは、45°〜−45°であることが好ましい。この後者の角度について示した例が図3(c)に示した形態となっている。
The
段差41Yの高さは、10μm〜2000μmとしている。段差41Yの高さが10μm以下では、その段差41Yは直ぐに消失してしまい、全てのブラシ繊維の先端に保護剤42Yを早期に付着させることはできず、また、段差の高さが2000μm以上では、ブラシ繊維と段差41Yとの圧力が高くなりすぎるため、ブラシローラ47Yを回転させるトルクが大きくなするとともにブラシ繊維の変形も生じやすくなるためである。
同様の理由により、段差41Yの高さは、30〜1500μmが好ましく、50〜1000μmがさらに好ましい。
The height of the
For the same reason, the height of the
保護剤42Yは、感光体ドラム20Y表面の保護を良好に行うために、両親媒性の有機物を含有している。両親媒性の有機物は、一分子中に親水性を示す構造と親油性言い換えると疎水性を示す構造の両方を有しているため、分子内の親水性部位で感光体ドラム20Y表面の親水部に吸着し、かつ吸着後に当該箇所を疎水化させる作用により、同表面を保護すると考えられる。
The
更に、この吸着した両親媒性の有機化合物の疎水性構造部分と、疎水性有機化合物が、分子間力等に起因する分子間相互作用により複合化しつつ均質な保護膜言い換えると保護剤層が形成されると考えられる。 Furthermore, a hydrophobic protective portion of the adsorbed amphiphilic organic compound and the hydrophobic organic compound are combined by intermolecular interaction caused by intermolecular forces, etc., and a uniform protective film, in other words, a protective agent layer is formed. It is thought that it is done.
感光体ドラム20Y表面に形成された保護剤層は、疎水性の部位を最表面近傍に向けているため、同表面近傍の大気中に多くの親水性の物質が含まれていても、これを吸着しにくく、例えば湿度が高い使用状態でも、同表面の抵抗を低下させることが抑制ないしは防止され、静電潜像電荷の散逸が抑制ないしは防止される。
The protective agent layer formed on the surface of the
感光体ドラム20Y表面に保護剤層が形成された後には、帯電工程や転写工程の電気的ストレスは、保護剤層を形成している同表面上の保護剤に対して加えられるため、保護剤の分子鎖が切断、酸化、親水化といった作用を受けることとなる。
After the protective agent layer is formed on the surface of the
これにより、保護剤は部分的に分解されるが、感光体ドラム20Yへの電気的ストレスは激減し、感光体ドラム20Yの劣化が抑制されるため、極めて長期間に渉る感光体ドラム20Yの使用が可能となる。
As a result, the protective agent is partially decomposed, but the electrical stress on the
電気的ストレスにより劣化した保護剤成分は、親水性を示すようになるが、保護剤層中に余剰に存在する両親媒性の有機化合物の親水性部分に取り囲まれ、感光体ドラム20Y表面に形成された保護剤層中で逆ミセル状態を形成して、やはり周辺の湿度による影響が低下する。
The protective agent component deteriorated by the electrical stress becomes hydrophilic, but is surrounded by the hydrophilic portion of the amphiphilic organic compound that is excessively present in the protective agent layer and formed on the surface of the
両親媒性の有機化合物は、非イオン界面活性剤である。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、保護剤42Yは、上述のように感光体ドラム20Y上に保護剤層を形成し、像形成工程を経るため、感光体ドラム20Y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。
Amphiphilic organic compounds are nonionic surfactants. Amphiphilic organic compounds are classified into anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, and composites thereof, but the
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、画像品質が高度に維持される。
この非イオン系界面活性剤は、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。
By using a nonionic surfactant as an amphiphilic organic compound, the surfactant itself is not ionically dissociated. Charge leakage can be suppressed, and image quality is maintained at a high level.
This nonionic surfactant is an esterified product of an alkylcarboxylic acid of the chemical formula (1) and a polyhydric alcohol.
ただし、式中のnは15〜35の整数を示す。 However, n in a formula shows the integer of 15-35.
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感光体ドラム20Y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、感光体ドラム20Y表面への吸着密度が特に高くなるため好ましい。
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
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、かつ帯電領域での感光体ドラム20Y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、感光体ドラム20Y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 exhibits hydrophobicity, and the larger the number, the more the dissociating substance generated by the air discharge is prevented from being adsorbed on the surface of the image carrier, and the
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、混合して調整してもよい。 The average number of ester bonds per molecule of these amphiphilic organic compounds may 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。
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 amphoteric surfactants include dimethylalkylamine oxide, N-alkylbetaines, imidazoline derivatives, alkyl amino acids and the like.
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。
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。
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.
These amphiphilic organic compounds may be used in a single type or in combination of a plurality of types.
両親媒性の有機物の含有量は、3〜50重量%となっている。感光体ドラム20Y周辺にイオン導電性物質が存在する場合には、感光体ドラム20Yに形成される潜像にボケが生じ得るが、両親媒性の有機物の含有量が3重量%以上であれば、イオン導電性物質を両親媒性の有機物が包み、導電性を付与できなくするため、ボケの発生が抑制ないし防止されるためである。
The content of the amphiphilic organic substance is 3 to 50% by weight. When an ion conductive material is present around the
両親媒性の有機物の含有量を50重量%以下としたのは、後述する疎水性物質の含有量との関係である。両親媒性の有機物の含有量は、好ましくは、5〜40重量%、さらに好ましくは、7〜35重量%である。 The content of the amphiphilic organic substance is 50% by weight or less because of the relationship with the content of the hydrophobic substance described later. The content of the amphiphilic organic substance is preferably 5 to 40% by weight, more preferably 7 to 35% by weight.
両親媒性の有機物のHLB値(界面活性剤の水と油の親和性を示す値:Hydrophile−Lipophile Balance)は、1.0〜6.5となっている。感光体ドラム20Yの保護膜を形成している保護剤の一部は、帯電工程等における電気的ストレスに曝されると劣化し、部分的に親水性となり得るが、HLB値がかかる適度な値であることにより、かかる親水性となった部分が両親媒性の有機物とともに逆ミセルに類する形態となるため、感光体ドラム20Yの保護効果が高いものである。
The HLB value of the amphiphilic organic substance (value indicating the affinity of the surfactant for water and oil: Hydrophile-Lipophile Balance) is 1.0 to 6.5. A part of the protective agent forming the protective film of the
保護剤42Yは、両親媒性有機化合物の他に、疎水性物質としての疎水性の有機物を混合している。疎水性有機物を混合することにより、固形状の保護剤42Yにしなやかさが付与されるとともに、両親媒性有機化合物が感光体ドラム20Y表面全体に付着しやすくなる。また、疎水性有機物は、一般に柔らかいため、保護剤42Yは鉛筆硬度で5Bよりも柔らかい状態を維持することとなり、保護剤42Yにブラシローラ47Yを擦り付けても、保護剤42Yの粒子はほとんど発生せず、ブラシ繊維の先端に保護剤42Yが移行しやすくなり好ましい。
The
保護剤42Y中の疎水性有機物の含有量は、50重量%以上、好ましくは、60重量%以上、さらに好ましくは、70〜90重量%である。疎水性有機物は、感光体ドラム20Y上に塗布されることにより、感光体ドラム20Yとクリーニングブレード78Yとの間の摩擦力を低減し、また帯電による感光体ドラム20Yの酸化を防止する能力があり、高湿下においても、感光体ドラム20Yの表面抵抗を高く維持できるため好ましい。50重量%未満であると、高湿下において、感光体ドラム20Yの表面抵抗が低下し、画像濃度の低下が生じやすいため好ましくない。
The content of the hydrophobic organic substance in the
また、疎水性有機物は帯電のエネルギーにより酸化分解して、イオン導電性物質となり潜像がボケてしまうことが多いが、両親媒性有機物が3重量%以上含有されているので、疎水性有機物が酸化分解してイオン導電性物質となったとしても、そのイオン導電性物質を両親媒性有機物が包み、導電性を付与できなくするため、ボケの発生は非常に少なくなる。 In addition, hydrophobic organic substances are often oxidatively decomposed by the energy of charging and become ionic conductive substances, resulting in blurring of the latent image. However, since the amphiphilic organic substances are contained in an amount of 3% by weight or more, the hydrophobic organic substances are Even if the oxidative decomposition results in an ionic conductive material, the amphipathic organic material is wrapped around the ionic conductive material, making it impossible to impart conductivity, so that the occurrence of blurring is extremely reduced.
このように、両親媒性有機化合物と疎水性有機化合物との重量比を50:50〜3:97とすることで、かかる種々の条件を満たし、良好な画像形成を行う上で好ましいものとなっている。かかる重量比は、さらに好ましくは、40:60〜5:95である。 Thus, by setting the weight ratio of the amphiphilic organic compound and the hydrophobic organic compound to 50:50 to 3:97, it is preferable for satisfying such various conditions and forming a good image. ing. The weight ratio is more preferably 40:60 to 5:95.
具体的には、疎水性有機化合物の例としては、脂肪族飽和炭化水素、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等が挙げられる。
中でも、特に脂肪族飽和炭化水素は、帯電工程で酸化されても、感光体ドラム20Yとクリーニングブレード78Yとの間の摩擦力が増加し、また、感光体ドラム20Yの表面抵抗を低下させる酸化物として、感光体ドラム20Y上に残存しにくいため、大変好ましい。また、経済的にも安価であるため、非常に好ましい。
Specifically, examples of hydrophobic organic compounds are classified into aliphatic saturated hydrocarbons, 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-tetrafluoro Examples thereof include fluorine resins such as ethylene copolymer (ETFE) and fluorine waxes, silicone resins such as polymethyl silicone and polymethyl phenyl silicone, and silicone waxes.
In particular, even when the saturated aliphatic hydrocarbon is oxidized in the charging process, the frictional force between the
疎水性有機化合物はこれに限るものではないが、特に脂肪族飽和炭化水素が、両親媒性の有機化合物との相溶性が高く、両親媒性の有機化合物を感光体ドラム20Y全面に膜状に付着させまた経済的にも安価であるため、非常に好ましい。
The hydrophobic organic compound is not limited to this, but the aliphatic saturated hydrocarbon is particularly highly compatible with the amphiphilic organic compound, and the amphiphilic organic compound is formed into a film on the entire surface of the
従来、脂肪族飽和炭化水素はトナー中に含まれており、脂肪族飽和炭化水素が感光体ドラム20Y上に付着することは、所謂ワックスフィルミングと呼ばれ、異常画像を発生させるものとして、脂肪族飽和炭化水素が感光体に付着しないような、工夫を講じていた。
Conventionally, aliphatic saturated hydrocarbons are contained in the toner, and the adhesion of the aliphatic saturated hydrocarbons on the
しかし、両親媒性の有機化合物と混合して用いることで、両親媒性の有機化合物の延展し難い欠点を補いながら、感光体ドラム20Yに付着しても異常画像を発生しないことは、新しい発見である。
However, it is a new discovery that, when mixed with an amphiphilic organic compound, an abnormal image is not generated even if it adheres to the
脂肪族飽和炭化水素としては、分子内の結合が、反応性が低く安定した飽和結合のみからなる、脂肪族飽和炭化水素、脂環式飽和炭化水素が好ましく、中でもノルマルパラフィン、イソパラフィンおよびシクロパラフィンが、付加反応が生じ難く化学的に安定であり、実使用の大気中で酸化反応を生じにくいため、経時安定性の面で好ましく用いられる。 As aliphatic saturated hydrocarbons, aliphatic saturated hydrocarbons and alicyclic saturated hydrocarbons, in which the intramolecular bonds consist only of stable saturated bonds with low reactivity, are preferred, among which normal paraffins, isoparaffins and cycloparaffins. The addition reaction is difficult to occur and is chemically stable, and since it is difficult to cause an oxidation reaction in actual air, it is preferably used in terms of stability over time.
更にまた、疎水性有機化合物がノルマルパラフィンを含むことにより、両親媒性の有機化合物中の親油性部位と緩やかな相互作用が行われ、感光体ドラム20Y表面に形成した保護剤層を常にリフレッシュしつつ使用することができ、保護層内に逆ミセルの状態で存在する劣化物の除去性が確実なものとなるため、より好ましい。
Furthermore, since the hydrophobic organic compound contains normal paraffin, a mild interaction with the lipophilic part in the amphiphilic organic compound is performed, and the protective agent layer formed on the surface of the
疎水性有機化合物はパラフィンであることが特に好ましい。より詳しく述べると、保護剤42Yに両親媒性の有機物を含有する場合、両親媒性の有機物は、一分子中に親水性を示す構造と親油性言い換えると疎水性を示す構造の両方を有しているため、分子内の親水性部位で感光体ドラム20Y表面の親水部に吸着し、かつ吸着後に当該箇所を疎水化させる作用により、感光体ドラム20Y表面を保護すると考えられるが、この吸着した両親媒性の有機化合物の疎水性構造部分と、パラフィンである疎水性有機化合物とが、分子間力等に起因する分子間相互作用により複合化しつつ、均質な保護剤層を形成すると考えられるためである。
The hydrophobic organic compound is particularly preferably paraffin. More specifically, when the
また、前述のように感光体ドラム20Y表面に形成された保護剤層は電気的ストレスに曝され、劣化するため、疎水性有機化合物の分子量が小さすぎると、十分な保護効果が発現しなくなることがある。
Further, as described above, the protective agent layer formed on the surface of the
一方で、疎水性有機化合物の分子量が大きすぎると、保護層形成時に十分な延展性が得られず、感光体ドラム20Y上に保護剤成分が粉粒体となって付着し被覆層を形成しないことがある。このような状態では、疎水性有機化合物の感光体ドラム20Y保護への寄与は小さく、感光体ドラム20Yの保護は、表面に吸着した両親媒性の有機化合物の負うところとなる。
そこで、保護剤42Y中の疎水性有機物の分子量としては、重量平均分子量Mw基準で、350〜850であることが好ましく、400〜800であることが更に好ましい。
On the other hand, if the molecular weight of the hydrophobic organic compound is too large, sufficient spreadability cannot be obtained when forming the protective layer, and the protective agent component adheres as a granular material on the
Therefore, the molecular weight of the hydrophobic organic substance in the
保護剤42Yは画像形成装置100中に配設された感光体ドラム20Y近傍で使用されるため、連続使用の元では、駆動系などの熱源から発生する熱によって室温より高い温度雰囲気下に曝されることが多い。よって、使用中に保護剤42Yの形状を維持するには、ある程度の温度までは、保護剤組成物の溶融などの相変化を生じないようにする必要がある。
Since the
また同時に、電気的ストレスから感光体ドラム20Y表面を確実に保護するためには、保護剤42Yは感光体ドラム20Y表面で延展し、保護剤層を形成することが好ましく、このような形態をとるには、保護剤組成物の分子間相互作用力が高すぎない方が好ましい。
At the same time, in order to reliably protect the surface of the
分子間相互作用力が大きいと、一旦確定した相内構造を変化させるには大きなエネルギーが必要となるため、示差熱分析計などによって測定される吸熱ピーク発生温度は高くなる。 When the intermolecular interaction force is large, a large energy is required to change the once-determined internal structure, and therefore the endothermic peak generation temperature measured by a differential thermal analyzer or the like becomes high.
よって、保護剤42Yの形状を維持しつつ、保護剤層形成時の延展性を確保するためには、保護剤42Yは50℃〜130℃に少なくとも1つの吸熱ピーク温度を有することが好ましい。なお吸熱ピーク温度とは、示差熱分析計を用いた、昇温時の示差熱プロフィールにおける、吸熱ピーク位置の温度を指す。
Therefore, in order to ensure the spreadability at the time of forming the protective agent layer while maintaining the shape of the
保護剤42Y中で、疎水性有機化合物と両親媒性の有機化合物とが完全固溶状態になっていると、保護剤の劣化成分が両親媒性の有機化合物中へ、取り込まれ難くなることあるため、疎水性有機化合物と両親媒性の有機化合物とは、一方が他方に分散した状態または部分固溶した状態であることが好ましい。
In the
このような状態は、疎水性有機化合物と両親媒性の有機化合物との吸熱ピーク温度の差を大きく取り、固化する温度に差を設けることにより、制御性良く実現されるため、保護剤42Yは、40〜70℃の範囲および80℃〜130℃の範囲に、少なくとも1つずつの吸熱ピーク温度を有することが好ましい。 Such a state is realized with good controllability by taking a large difference in endothermic peak temperature between the hydrophobic organic compound and the amphiphilic organic compound and providing a difference in the solidifying temperature. It is preferable to have at least one endothermic peak temperature in the range of 40 to 70 ° C and 80 to 130 ° C.
また、保護剤分子の末端部分の結合が切断されて劣化した場合には、末端部分は低分子量となるため、帯電領域のエネルギー等によって気化し、その大部分は気流によって画像形成系外に排出される。 In addition, when the bond at the terminal portion of the protective agent molecule is cleaved and deteriorated, the terminal portion has a low molecular weight, so it is vaporized by the energy of the charged region, etc. Is done.
気化した劣化保護剤成分のうち、比較的分子量が大きめで、周辺部材の温度で凝縮するものは、帯電ローラ91Y等へ付着または吸着することがあるが、これらの低分子量成分は、引き続き行われる帯電過程で容易に分解され、他の低分子量成分と同様に、画像形成系外へ排出されるため、周辺部材への経時的な蓄積は、ほとんど発生しない。
Among the deteriorated protective agent components that have been vaporized, those that have a relatively large molecular weight and condense at the temperature of the peripheral member may adhere to or adsorb to the charging
従って、例えば、金属元素を含む潤滑剤成分等が分解、酸化して、金属酸化物となり、帯電部材に蓄積して汚染し、高抵抗化するような不具合は、かかる保護剤42Yの使用により、解消される。 Therefore, for example, a lubricant component containing a metal element decomposes and oxidizes to become a metal oxide, accumulates in a charging member, contaminates, and increases in resistance. It will be resolved.
保護剤42Yを一定の形状、例えば角柱状や円柱状に成型するための方法としては、固体物質の成型方法として公知の方法を、用いることができる。
例としては、溶融成型方法、粉末成型法、熱プレス成型法、冷間等方圧プレス法(CIP)、熱間等方圧プレス法(HIP)などが挙げられるが、これに限られるものではない。
As a method for molding the
Examples include, but are not limited to, melt molding, powder molding, hot press molding, cold isostatic pressing (CIP), hot isostatic pressing (HIP), etc. Absent.
溶融成型方法を例に、具体的な保護剤42Yの成型方法を説明すると、予め保護剤の溶融温度以上に加熱した、所定形状の型枠中に、加熱溶融した保護剤の所定量を注ぎ込み、必要に応じて融点以上の温度で一定時間維持後、放冷もしくは除冷により冷却し、成型体を得る。成型体の内部歪みを除去するために、冷却の途中で、像担持体保護剤成分の相転移温度を下回る温度まで冷却が進んだ後に、再度、相転移温度以上の温度まで緩やかに再加熱しても良い。
室温近傍の温度まで冷却後、成型体を型枠から外し、保護剤の成型体を得る。また、この後、更に切削加工などにより、保護剤の形状を整えても良い。
Taking a melt molding method as an example, a specific method for molding the
After cooling to a temperature close to room temperature, the molded body is removed from the mold to obtain a molded body of the protective agent. After that, the shape of the protective agent may be further adjusted by cutting or the like.
上述の型枠としては、熱伝導性のよさ、寸法精度の良さから鋼材、ステンレス、アルミニウムなどの金属製型枠が好ましい。また、型枠内壁面には、離型性を良くするために、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などの離型剤をコーティングすることが好ましい。 As the above-mentioned formwork, metal formwork such as steel, stainless steel, and aluminum is preferable because of good thermal conductivity and good dimensional accuracy. The inner wall surface of the mold is preferably coated with a release agent such as a fluororesin or a silicone resin in order to improve the releasability.
段差41Yを設ける方法としては、成型型に予め段差を設けておく方法、保護剤を成型した後に、段差を設けた型を必要により加熱しながら押し付ける方法、加熱した金属等の線を押し付ける方法、レーザー光線を照射する方法、機械的に形成する方法等を例示できるが、成型型に予め段差を設けておく方法が生産性が高く、確実に段差を形成できるため最も好ましい。
As a method of providing the
保護剤42Yをこのようにすることで、上述の画像形成の際に、感光体ドラム20Y表面が電気的ストレスにより親水性となった部分には、両親媒性の有機化合物が吸着することにより、表面を疎水化させると共に、周辺の疎水性有機化合物の存在により、電気的ストレスを感光体ドラム20Y表面へ、直接負荷させることが防止される。
By using the
代わりに、保護剤の一部は、電気的ストレスに曝され劣化し、部分的に親水性となるが、余剰に存在する、適度なHLB値を持つ両親媒性の有機化合物と共に逆ミセルに類する形態となって、疎水性有機化合物中に分散するため、保護層による保護と劣化した保護剤の除去性を両立させることが可能となる。 Instead, some of the protective agents deteriorate upon exposure to electrical stress and become partially hydrophilic, but are similar to reverse micelles with an excess of amphiphilic organic compounds with moderate HLB values. Since it becomes a form and is dispersed in the hydrophobic organic compound, it is possible to achieve both protection by the protective layer and removal of the deteriorated protective agent.
このように、保護剤42Yは感光体ドラム20Yの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する吸着性が高いため、一時的に大きな電気的ストレスがかかり、感光体ドラム20Y表面が部分的に劣化を始めても、保護剤の吸着による劣化の進行が抑制ないし防止される。
As described above, the
感光体ドラム20Yの電気的ストレスは、帯電装置90Yが感光体ドラム20Y表面近傍の領域で放電を行うことから大きくなりがちであるが、保護剤42Yがかかる性質を有していることから、長期間にわたり感光体ドラム20Yを劣化させることなくその性能が維持され、経時的な画像の変動や使用環境による画像の変動が大幅に抑制され、安定した画像品質が確保される。
The electrical stress of the
ブレード45Y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。これらのゴムブレードは、感光体ドラム20Y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。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
ブレード45Yの厚みは、バネ44Y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。
The thickness of the
ブレード45Yの、ブレード支持体46Yから突き出し、たわみを持たせることができる部分の長さ、いわゆる自由長についても同様に、バネ44Y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。
Similarly, the length of the portion of the
塗布ブレード43Y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 coating blade 43Y, a layer of resin, rubber, elastomer or the like is formed on the surface of an elastic metal blade such as a spring plate by a method such as coating or dipping via a coupling agent or a primer component if necessary. If necessary, it may be heat-cured, and if necessary, it may be subjected to surface polishing or the like.
この場合、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。
In this case, 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.
ブレード45Yで感光体ドラム20Yを押圧する力は、保護剤42Y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。
The force that presses the
ブラシローラ47Yの感光体ドラム20Y表面への機械的ストレスを抑制するためには、そのブラシ繊維は可撓性を持つことが好ましい。
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。
In order to suppress mechanical stress on the surface of the
As a specific material of the flexible brush fiber, one or more kinds can be selected and used from generally known materials.
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。 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.
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。 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.
ブラシ繊維の基部を支持している支持体は、回動可能なロール状となっており、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たものであって、これによってブラシローラ47Yが形成されている。なお、かかる支持体は固定型であってもよい。 The support that supports the base of the brush fiber is a roll that can be rotated, and is a tape in which the brush fiber is piled and wound around a metal core in a spiral shape. Thus, a brush roller 47Y is formed. Such a support may be a fixed type.
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 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 × 10 7 to 4.5 × 10 per square meter). 8 ) are preferably used.
ブラシローラ47Yは、供給の均一性やその安定性の面から、極カブラシ繊維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。 For the brush roller 47Y, it is preferable to use a material having a high density of the ultrabrush fiber from the viewpoint of the uniformity of supply and its 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.
ブラシローラ47Y表面には、必要に応じ、そ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。 A coating layer may be provided on the surface of the brush roller 47Y as necessary for the purpose of stabilizing the surface shape, environmental stability, and the like. 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.
感光体ドラム20Yの構成について詳細に述べる。なお、画像形成ユニット60M、60C、60BKに備えられた感光体ドラム20M、20C、20BKについても同様の構成であるので、感光体ドラム20M、20C、20BKの説明は省略する。
The configuration of the
感光体ドラム20Yは、導電性支持体の上に感光層を設けた構成となっている。
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。
The
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.
感光体ドラム20Y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。
A protective layer may be provided on the photosensitive layer in order to improve the mechanical strength, abrasion resistance, gas resistance, cleaning property, and the like of the
導電性支持体としては、体積抵抗10^10Ω・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。 Examples of the conductive support include those having a volume resistance of 10 ^ 10 Ω · cm or less, such as metals such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, and platinum, tin oxide, and indium oxide. Metal or oxide film or cylindrical plastic or paper coated by vapor deposition or sputtering, or a plate made of aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, etc. and drums by extrusion, drawing, etc. After forming the tube, it is possible to use a tube that has been surface-treated by cutting, superfinishing, polishing, or the like.
導電性支持体のドラム形状は、直径が20〜150mm、好ましくは、24〜100mm、さらに好ましくは28〜70mmである。直径が20mm以下では、感光体ドラム20Y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、直径が150mm以上では画像形成装置100が大きくなってしまい好ましくない。
The drum shape of the conductive support has a diameter of 20 to 150 mm, preferably 24 to 100 mm, and more preferably 28 to 70 mm. If the diameter is 20 mm or less, it is physically difficult to arrange the charging, exposure, development, transfer, and cleaning steps around the
特に、本形態の画像形成装置100のように画像形成装置がタンデム型の場合には、複数の感光体ドラム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。
In particular, when the image forming apparatus is a tandem type like the
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 include a resin, a white pigment and a resin as a main component, and a metal oxide film obtained by chemically or electrochemically oxidizing the surface of a conductive substrate. What has 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.
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 generation material include monoazo pigments, bisazo pigments, trisazo pigments, tetrakisazo pigments and other azo pigments, triarylmethane dyes, thiazine dyes, oxazine dyes, xanthene dyes, cyanine dyes, Organic pigments such as styryl pigments, pyrylium pigments, quinacridone pigments, indigo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, bisbenzimidazole pigments, indanthrone pigments, squarylium pigments, phthalocyanine pigments, and the like Inorganic materials such as dyes, selenium, selenium-arsenic, selenium-tellurium, cadmium sulfide, zinc oxide, titanium oxide, and amorphous silicon can be used, and charge generating materials can be used alone or in combination. . The undercoat layer may be a single layer or a plurality of layers.
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 include anthracene derivatives, pyrene derivatives, carbazole derivatives, tetrazole derivatives, metallocene derivatives, phenothiazine derivatives, pyrazoline compounds, hydrazone compounds, styryl compounds, styryl hydrazone compounds, enamine compounds, butadiene compounds, distyryl compounds, oxazole compounds. Oxadiazole compounds, thiazole compounds, imidazole compounds, triphenylamine derivatives, phenylenediamine derivatives, aminostilbene derivatives, triphenylmethane derivatives and the like can be used alone or in combination.
これら電荷発生層、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 include silicone resins, thermosetting resins such as thermosetting acrylic resins, photoconductive resins such as polyvinyl carbazole, polyvinyl anthracene, and polyvinyl pyrene. 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 compounds 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
・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よい。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 in 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、感光体ドラム20Y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、また、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。
As described above, the surface layer is provided to improve the mechanical strength, abrasion resistance, gas resistance, cleaning properties, and the like of the
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78Y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ことから、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78Y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。
Since the mechanical strength of the photosensitive layer and the surface layer is generally greatly different, the protective layer is worn away due to friction with the
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。 Examples of the polymer having a charge transport layer ability include a group having a charge transport ability in the polymer; Chemical Formula (2).
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。 Ar1 represents a substituted or unsubstituted arylene group. Ar2 and Ar3 represent a substituted or unsubstituted aryl group, and 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。 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.
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。 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をしては、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 represented by chemical formula (2) include chemical formula (3) and chemical formula (4).
これらの式中、R1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、置換基を有してもよいアリール基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR7(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)を表わす。 In these formulas, R1 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, a cyano group, a nitro group, Group, alkoxy group, -COOR7 (R7 is 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 A 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; They may be the same or different).
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。
Ar1 and Ar2 represent a substituted or unsubstituted arylene group, and may be the same or different.
Ar3 and Ar4 represent a substituted or unsubstituted aryl group, and may be the same or different.
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。
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.
画像形成装置100において現像に用いるトナーについて詳細に述べる。
トナーの平均円形度は0.93〜1.00である。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)
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。
平均円形度が1.00に近いほどトナー粒子に角がないため、現像装置80Y等の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にくい。
The toner used for development in the
The average circularity of the toner is 0.93 to 1.00. 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 = peripheral length of a circle having the same area as the projected particle area / perimeter length of the projected particle image (1)
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.
As the average circularity is closer to 1.00, the toner particles have less corners. Therefore, the developer agitation torque in the development device such as the
ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子が少ないと、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。
トナー粒子が角張っていないと、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、磨耗させたりしにくい。
If there are few angular toner particles in the toner that forms dots, the pressure is uniformly applied to the entire toner that forms the dots when pressed against the transfer medium during transfer, and transfer loss is less likely to occur.
If the toner particles are not square, the abrasive power of the toner particles themselves is small, and the surface of the image carrier is not easily damaged or worn.
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。
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.
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜10000個/μlとして前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。 As a specific measuring method, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance, and further measurement is performed. Add about 0.1-0.5g of sample. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the shape and particle size of the toner are measured by the above apparatus with the dispersion concentration being 3000 to 10000 / μl.
トナーの重量平均径D4は3〜10μmである。
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。
The weight average diameter D4 of the toner is 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.
重量平均径D4が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。
重量平均径D4が10μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。
When the weight average diameter D4 is less than 3 μm, phenomena such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties tend to occur.
When the weight average diameter D4 exceeds 10 μm, it is difficult to suppress scattering of characters and lines.
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。(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。 The toner 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.
(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。
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。
トナー粒径が揃っていると、潜像ドットに対して、緻密に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。
When (D4 / D1) is in the range of 1.00 to 1.40, the selective development due to the toner particle diameter does not occur, and the image quality is excellent.
Since the toner particle size distribution is sharp, the triboelectric charge amount distribution is also sharp, and fogging is suppressed.
When the toner particle diameter is uniform, the latent image dots are developed so as to be arranged in a precise and orderly manner, and the dot reproducibility is excellent.
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。
A method for measuring the particle size distribution of the toner particles will be described.
Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。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。 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. The electrolytic solution is prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using first grade sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added.
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。 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 are 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.
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6の汚れとなりこれが画像上に表れるのを抑えることができる。 As the toner having such a substantially spherical shape, a toner composition containing a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent is crosslinked in the presence of resin fine particles in an aqueous medium. Toner that undergoes 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 6 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を超える場合や1/2未満となる場合では、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] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester (i) is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated. 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、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, a modified polyester used in the toner, especially 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、トナーには、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 addition, the toner may contain not only the polyester (i) modified with the urea bond, but also the polyester (ii) not modified with this (i) as a binder resin component. By using (ii) in combination, the low-temperature fixability and the gloss when used in a full-color device 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.
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。 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 present toner 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 10000 dyne / cm 2 is obtained at a measurement frequency of 20 Hz is usually 100 ° C. or higher, preferably 110 to 200 ° C. If it is less than 100 ° C., the resistance to hot offset deteriorates. As the viscosity of the binder resin, the temperature (Tη) at 1000 poise at a measurement frequency of 20 Hz is usually 180 ° C. or 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 more. More preferably, it is 10 degreeC or more, Most preferably, it is 20 degreeC or more. The upper limit of the difference is not particularly limited. Further, from the viewpoint of achieving both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability, the difference between Tη and Tg is preferably 0 to 100 ° C. More preferably, it is 10-90 degreeC, Most preferably, it is 20-80 degreeC.
結着樹脂は以下の方法などで製造することができる。ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。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。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(3)に対して不活性なものが挙げられる。ウレア結合で変性されていないポリエステル(ii)を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で(ii)を製造し、これを前記(i)の反応完了後の溶液に溶解し、混合する。 The binder resin can be produced by the following method. The polyol (1) and the polycarboxylic acid (2) are heated to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and the generated water is distilled off as necessary. Thus, a polyester having a hydroxyl group is obtained. Next, this is reacted with polyisocyanate (3) at 40 to 140 ° C. to obtain a prepolymer (A) having an isocyanate group. Further, (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a polyester modified with a urea bond. When (3) is reacted and (A) and (B) are reacted, a solvent can be used as necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to 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.
トナーは概ね以下の方法で製造することができる。ただしこれに限定されることはない。
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。
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 can be manufactured generally by the following method. However, it is not limited to this.
As an aqueous medium, 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.
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 number of rotations 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ぴその金属塩、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〕ー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]ー1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及ぴ金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及ぴその金属塩、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)ー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. Examples of the anionic surfactant having a fluoroalkyl group preferably used include fluoroalkylcarboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonylglutamate, 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 Salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and their metal salts, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and their metal salts, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- (2 hydroxyethyl) -Fluorooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Is mentioned.
商品名としては、サーフロンSー111、S−112、Sー113(旭硝子社製)、フロラードFCー93、FCー95、FCー98、FCーl29(住友3M社製)、ユニダインDS一101、DSーl02、(タイキン工莱社製)、メガファックFーll0、Fーl20、F一113、Fー191、Fー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, (Taikin Kogyo Co., Ltd.), Megafuck F-l0, F-l20, F-113, F-191, F-812, F-833 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-ichi 102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fagento F-100, F150 (manufactured by Neos).
カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族一級、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。
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。
Cationic surfactants include aliphatic primary, secondary or secondary amine acids that are right on the fluoroalkyl group, aliphatic quaternary ammonium salts such as perfluoroalkyl (
Tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite, and the like can also be used as a water-insoluble inorganic compound dispersant.
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。 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.
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。 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。
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。
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. 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.
The dispersant used is preferably removed from the obtained dispersion as much as possible, but it is preferable to carry out it simultaneously with the classification operation described above.
得られた乾燥後のトナーの粉体と離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。 By mixing the resulting dried toner powder with dissimilar particles such as release agent fine particles, charge control fine particles, fluidizing agent fine particles, and colorant fine particles, or by giving mechanical impact force to the mixed powder By immobilizing and fusing on the surface, it is possible to prevent detachment of the foreign particles from the surface of the resulting composite particle.
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士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.
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 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.
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。 A large amount of colorant having a particle size larger than 0.5 μm is not preferable because the colorant is detached from the surface of the toner particles and easily causes various problems such as fogging, drum contamination, and poor cleaning. 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.
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。
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。
By adding a wetting liquid in advance with a part or all of the binder resin and kneading the colorant in advance, the binder resin and the colorant are initially sufficiently adhered, and the subsequent toner Colorant dispersion in the toner particles in the production process is more effectively performed, and the dispersed particle diameter of the colorant is reduced, so that better transparency can be obtained.
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。
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. .
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。 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 (ethylene diamine 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.
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。
When the toner composition is dispersed in the aqueous medium during the toner production process, resin fine particles for mainly 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、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμ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 mμ to 2 μm, and particularly preferably 5 mμ to 500 mμ. 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。 In addition, polymer fine particles such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization and dispersion polymerization, methacrylic acid ester and acrylic acid ester copolymer, polycondensation system such as silicone, benzoguanamine and nylon, thermosetting resin And 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、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKや転写ベルト11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
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、転写にて用紙もしくは転写ベルト11に転写されず、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BK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13による除去が困難で通過してしまうことがある。トナーを感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKから完全に除去するには、例えばクリーニングブレード78Yのようなトナー除去部材を感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対して強力に押しつける必要がある。この様な負荷は、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKやクリーニング装置13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 remaining on the
感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対する負荷を軽減した場合には、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BK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13を通過する際に、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BK表面を傷つけ、画像形成装置100の性能を変動させる要因となる。
When the load on the
画像形成装置100は、前述の如く、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BK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、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BK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が、長期にわたって安定して得られるものである。
As described above, the
また、画像形成装置100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。
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。
Further, the
As a material constituting such a pulverized toner, those usually used as an electrophotographic toner can be applied without particular limitation.
該トナーに使用される一般的な結着剤樹脂の例としては、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン/p−クロロスチレン共重合体、スチレン/プロピレン共重合体、スチレン/ビニルトルエン共重合体、スチレン/ビニルナフタレン共重合体、スチレン/アクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリル酸エチル共重合体、スチレン/アクリル酸ブチル共重合体、スチレン/アクリル酸オクチル共重合体、スチレン/メタクリル酸メチル共重合体、スチレン/メタクリル酸エチル共重合体、スチレン/メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン/α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ビニルメチルケトン共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体等のスチレン系共重合体;ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル系単重合体やその共重合体;ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等のポリビニル誘導体;ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリアミド系重合体、ポリイミド系重合体、ポリオール系重合体、エポキシ系重合体、テルペン系重合体、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが挙げられ、単独あるいは混合して使用できるが特にこれらに限定するものではない。中でも、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂より選ばれる少なくとも1種以上であることが、電気特性、コスト面等から、より好ましいものである。更には、良好な定着特性を有するものとして、ポリエステル系樹脂および/またはポリオール系樹脂の使用が、一層好ましい。 Examples of general binder resins used in the toner include homopolymers of styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and the like; styrene / p-chlorostyrene copolymers; Styrene / propylene copolymer, styrene / vinyl toluene copolymer, styrene / vinyl naphthalene copolymer, styrene / methyl acrylate copolymer, styrene / ethyl acrylate copolymer, styrene / butyl acrylate copolymer, Styrene / octyl acrylate copolymer, styrene / methyl methacrylate copolymer, styrene / ethyl methacrylate copolymer, styrene / butyl methacrylate copolymer, styrene / α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene / Acrylonitrile copolymer, styrene / vinyl methyl ketone copolymer, Styrene copolymers such as tylene / butadiene 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, An epoxy polymer, a terpene polymer, an aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, an aromatic petroleum resin, and the like can be used, and these can be used alone or in combination, but are not particularly limited thereto. Of these, at least one selected from styrene-acrylic copolymer resins, polyester resins, and polyol resins is more preferable in terms of electrical characteristics, cost, and the like. Furthermore, it is more preferable to use a polyester-based resin and / or a polyol-based resin as having good fixing characteristics.
また、上述の事由により、帯電ローラ91Y等の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。
For the above reasons, the same resin component as the binder resin of the toner contained in the coating layer of the charging member such as the charging
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.
〔実施例〕
以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
〔Example〕
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited only to these Examples.
(固形の保護剤の製造)
固体状の保護剤(以下、保護剤バーという)をそれぞれ次のようにして6種類製造した。
(Manufacture of solid protective agent)
Six kinds of solid protective agents (hereinafter referred to as protective agent bars) were produced as follows.
・保護剤バー1
ノルマルパラフィン(平均分子量640)を72重量部、モノステアリン酸ソルビタン(HLB:5.9)を28重量部を蓋付きのガラス製容器に入れ、120℃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。
・
In a glass container with a lid, 72 parts by weight of normal paraffin (average molecular weight 640) and 28 parts by weight of sorbitan monostearate (HLB: 5.9) were stirred with a hot stirrer whose temperature was controlled at 120 ° C. Melted.
予め83℃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。
アルミニウム製の型の内壁の一面全面には、固形の保護剤バーの長手方向(上述の保護剤42Yの幅方向に相当)に幅0.5mm、深さ0.5mmの溝を3本設けた。
The molten
Three grooves having a width of 0.5 mm and a depth of 0.5 mm are provided in the entire surface of the inner wall of the aluminum mold in the longitudinal direction of the solid protective agent bar (corresponding to the width direction of the
冷却後、固形物を型から外し、金型に菱形の溝を設けた面に接していた保護材バーには、菱形の凸部が設けられていた。この面を上側にして、長手方向の両端を切断し、底面を切削して7mm×8mm×310mmの保護剤バー1を作成した。保護剤バー1の底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
After cooling, the solid material was removed from the mold, and the protective bar that was in contact with the surface of the mold provided with the diamond-shaped grooves was provided with diamond-shaped protrusions. With this surface as the upper side, both ends in the longitudinal direction were cut, and the bottom surface was cut to prepare a
保護剤バー1表面を6Bの鉛筆で引っかいたところ、スジが生じたため、保護剤バー1は、6Bよりも柔らかいことが分かった。
保護剤バー1を10mg採取し、吸熱ピークを示差熱分析計DSC−60(島津製作所製)を用いて測定したところ、53℃と88℃に吸熱ピークが得られた。
When the surface of the
When 10 mg of the
・保護剤バー2
保護剤バー1の製造方法に対し、マイクロクリスタリンワックス(平均分子量700)を55重量部、トリステアリン酸ソルビタン(HLB:1.5)を45重量部用いる以外は、保護剤バー1と同様にして保護剤バー2を作製した。
・ Protective agent bar 2
In the same manner as the
保護剤バー2表面を6Bの鉛筆で引っかいたところ、スジが生じたため、保護剤バー2は、6Bよりも柔らかいことが分かった。
この保護剤バー2を10mg採取し、吸熱ピークを示差熱分析計DSC−60(島津製作所製)を用いて測定したところ、56℃と95℃に吸熱ピークが得られた。
When the surface of the protective agent bar 2 was scratched with a 6B pencil, streaks were formed, and it was found that the protective agent bar 2 was softer than 6B.
10 mg of this protective agent bar 2 was sampled and the endothermic peak was measured using a differential thermal analyzer DSC-60 (manufactured by Shimadzu Corporation). As a result, endothermic peaks were obtained at 56 ° C and 95 ° C.
・保護剤バー3
保護剤バー1の製造方法に対し、ノルマルパラフィン(平均分子量640)を71重量部、モノステアリン酸グリセリル(HLB:3.5)を29重量部を用いる以外は、保護剤バー1と同様にして保護剤バー3を作製した。
・ Protective agent bar 3
The production method of the
保護剤バー3表面を6Bの鉛筆で引っかいたところ、スジが生じたため、保護剤バー3は、6Bよりも柔らかいことが分かった。
保護剤バー3を10mg採取し、吸熱ピークを示差熱分析計DSC−60(島津製作所製)を用いて測定したところ、53℃と88℃に吸熱ピークが得られた。
When the surface of the protective agent bar 3 was scratched with a 6B pencil, streaks were formed, and it was found that the protective agent bar 3 was softer than 6B.
When 10 mg of the protective agent bar 3 was sampled and the endothermic peak was measured using a differential thermal analyzer DSC-60 (manufactured by Shimadzu Corporation), endothermic peaks were obtained at 53 ° C and 88 ° C.
・保護剤バー4
保護剤バー1の製造方法に対し、一辺が2.6mmで、幅0.1mm、深さ0.1mmの菱形の溝を設けること以外は保護剤バー1の製造方法と同様にして、保護剤バー4を作製した。
・ Protective agent bar 4
The
・保護剤バー5
保護剤バー1を作成するときに用いる型の内面を鏡面にしたこと以外は、同様にして保護剤バー5を作製した。
保護剤バー5表面を6Bの鉛筆で引っかいたところ、スジが生じたため、保護剤バー5は、6Bよりも柔らかいことが分かった。
ここで、保護剤バー5は段差を有していない点で本発明に不対応のものとなっている。
・ Protective agent bar 5
A protective agent bar 5 was produced in the same manner except that the inner surface of the mold used for producing the
When the surface of the protective agent bar 5 was scratched with a 6B pencil, streaks were formed, and it was found that the protective agent bar 5 was softer than 6B.
Here, the protective agent bar 5 does not correspond to the present invention in that it does not have a step.
・保護剤バー6
保護剤バー5の製造方法に対し、保護剤にステアリン酸亜鉛のみを用い、蓋付きのガラス製容器にステアリン酸亜鉛を入れ、165℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融する以外は同様にして保護剤バー6を作製した。この保護剤バー6を4Bの鉛筆で引っかいたところ、保護剤バー6にはスジが起こらなかったが、2Bの鉛筆で引っかくとスジが生じた。即ち、保護剤バー6表面の硬さは鉛筆硬度4B〜2Bの間であることが分かった。
ここで、保護剤バー6は鉛筆硬度の点で本発明に不対応のものとなっている。
・ Protective agent bar 6
For the manufacturing method of the protective agent bar 5, except that only zinc stearate is used as the protective agent, zinc stearate is put in a glass container with a lid, and it is melted with stirring by a hot stirrer whose temperature is controlled at 165 ° C. Similarly, the protective agent bar 6 was produced. When this protective agent bar 6 was scratched with a 4B pencil, no streak occurred in the protective agent bar 6, but when the 2B pencil was scratched, a streak occurred. That is, the hardness of the surface of the protective agent bar 6 was found to be between the pencil hardnesses 4B to 2B.
Here, the protective agent bar 6 is not compatible with the present invention in terms of pencil hardness.
(保護剤バーを用いた画像形成)
保護剤バー1ないし6を用い画像形成を行ったところ次のような結果が得られた。
(Image formation using a protective agent bar)
When image formation was performed using the protective agent bars 1 to 6, the following results were obtained.
・実施例1
直径30mmのアルミニウムドラムである導電性支持体上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層を、その順に塗布して後、乾燥し、3.6μmの下引き層、約0.14μmの電荷発生層、23μmの電荷輸送層、約3.5μmの保護層からなる感光体ドラムを作製した。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、電荷輸送層に、平均粒径0.18μmのアルミナを23.8質量%添加した処方のものを用いた。
Example 1
An undercoat layer, a charge generation layer, a charge transport layer and a protective layer are applied in this order on a conductive support which is an aluminum drum having a diameter of 30 mm, and then dried, and a 3.6 μm undercoat layer, about 0 μm. A photosensitive drum comprising a .14 μm charge generation layer, a 23 μm charge transport layer, and a protective layer of about 3.5 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. For the protective layer, a charge transporting layer having a formulation in which 23.8% by mass of alumina having an average particle size of 0.18 μm was added was used.
imagio Neo C385(タンデム型カラー画像形成装置、リコー製)のブラック用感光体ユニットに、作製した感光体ドラム及び保護剤バー1を図2に示したのと同様にセットした。
The produced photosensitive drum and
この感光体ユニットを画像形成装置に組み込まず、帯電ローラに直流電圧−600V、交流電圧Peak−to−Peakで1250V、周波数900Hzを印加しながら、感光体ドラムを130rpmで60分回転させた。 This photoreceptor unit was not incorporated into the image forming apparatus, and the photoreceptor drum was rotated at 130 rpm for 60 minutes while applying a DC voltage of -600 V, an AC voltage Peak-to-Peak of 1250 V, and a frequency of 900 Hz to the charging roller.
しかる後、感光体ユニットをimagio Neo C385のブラックステーションにセットし、ブラックのハーフトーン画像を出力したところ、高画質の画像が得られた。 After that, when the photoconductor unit was set on the black station of imagio Neo C385 and a black halftone image was output, a high-quality image was obtained.
・実施例2
実施例1の後、保護剤バー1を用いた感光体ユニットを画像形成装置から取り出し、帯電ローラに直流電圧−600V、交流電圧Peak−to−Peakで1250V、周波数900Hzを印加しながら、感光体ドラムを130rpmでさらに60分回転させた。
感光体ユニットをimagio Neo C385のブラックステーションにセットし、ブラックのハーフトーン画像を出力したところ、高画質の画像が得られた。
Example 2
After Example 1, the photoconductor unit using the
When the photoconductor unit was set on an imagio Neo C385 black station and a black halftone image was output, a high-quality image was obtained.
・実施例3
imagio Neo C385のブラックステーションに、保護バー2を図2に示したのと同様にセットし、画像面積が5%のカラーチャートを、5枚ずつ、計50000枚画像形成した。
ブラックのハーフトーン画像を出力したところ、高画質の画像が得られた。
なお他の色のステーションには、保護剤バー6を用いているが、これについては比較例3で述べる
Example 3
The protective bar 2 was set in the black station of imagio Neo C385 in the same manner as shown in FIG. 2, and five color charts each having an image area of 5% were formed on a total of 50000 sheets.
When a black halftone image was output, a high-quality image was obtained.
In addition, although the protective agent bar 6 is used for the station of another color, this is described in the comparative example 3.
・実施例4
実施例3において、すべての色のステーションに保護剤バー3を図2に示したのと同様にセットした。画像面積が5%のカラーチャートを、5枚ずつ、計50000枚画像形成した。
各色のハーフトーン画像を出力したところ、いずれも高画質の画像が得られた。
Example 4
In Example 3, the protective agent bar 3 was set in the same manner as shown in FIG. A total of 50000 images of a color chart having an image area of 5% were formed on each of 5 sheets.
When a halftone image of each color was output, a high-quality image was obtained.
・実施例5
実施例4に対し、保護剤バー4を用いる以外は実施例4と同様に画像形成装置を作製し、画像面積が5%のカラーチャートを、5枚ずつ、計50000枚画像形成した。
各色のハーフトーン画像を出力したところ、いずれも高画質の画像が得られた。
Example 5
In contrast to Example 4, an image forming apparatus was prepared in the same manner as in Example 4 except that the protective agent bar 4 was used, and five color charts each having an image area of 5% were formed on a total of 50000 images.
When a halftone image of each color was output, a high-quality image was obtained.
・実施例6
実施例5に対し、感光体の保護層に、アクリル系熱硬化性樹脂を用い、保護剤バー1を用いる以外は実施例5と同様にして、画像面積が5%のカラーチャートを、5枚ずつ、計100000枚画像形成した。
各色のハーフトーン画像を出力したところ、いずれも高画質の画像が得られた。
Example 6
In contrast to Example 5, five color charts having an image area of 5% were obtained in the same manner as in Example 5 except that an acrylic thermosetting resin was used for the protective layer of the photoreceptor and the
When a halftone image of each color was output, a high-quality image was obtained.
・比較例1
実施例1に対し保護バー5を用いる以外は実施例1と同様にして画像形成を行ったところ、異常画像とはいえないものの、拡大鏡で画像を観察したところ、一部画像が流れている部分が観察された。
Comparative example 1
When image formation was performed in the same manner as in Example 1 except that the protective bar 5 was used for Example 1, it was not an abnormal image, but when the image was observed with a magnifier, a part of the image was flowing. A portion was observed.
・比較例2
実施例2に対し保護バー5を用いる以外は実施例2と同様にして画像形成を行ったところ、部分的に画像が流れている個所が、肉眼で観察された。
Comparative example 2
When image formation was carried out in the same manner as in Example 2 except that the protective bar 5 was used for Example 2, a portion where an image partially flowed was observed with the naked eye.
・比較例3
imagio Neo C385のブラックステーション以外の色のステーションに、保護バー6を図2に示したのと同様にセットし、画像面積が5%のカラーチャートを、5枚ずつ、計50000枚画像形成した。
シアン、マゼンタのハーフトーン画像を出力したところ、いずれの画像にも、スジ状の異常画像が見られた。
Comparative example 3
The protection bar 6 was set in the same color station as that shown in FIG. 2 in a station other than the black station of imagio Neo C385, and 50000 color charts each having an image area of 5% were formed.
When cyan and magenta halftone images were output, streaky abnormal images were observed in both images.
これらの結果から、保護剤バーに段差を設けることの効果、鉛筆硬度を所定の範囲とすることの効果が確かめられた。 From these results, the effect of providing a step in the protective agent bar and the effect of setting the pencil hardness within a predetermined range were confirmed.
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and the present invention described in the claims is not specifically limited by the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.
たとえば、プロセスカートリッジは、少なくとも像担持体と、保護膜形成装置とを一体に含んでいるとともに画像形成装置本体に着脱自在であればよく、プロセスカートリッジを構成する他の構成部品の選択は、像担持体、当該構成部品の寿命、コスト、プロセスカートリッジ化の構造上の容易性等を考慮して適宜行なわれるものである。 For example, the process cartridge needs to include at least the image carrier and the protective film forming apparatus and be detachable from the main body of the image forming apparatus. The selection of other components constituting the process cartridge is as follows. This is appropriately performed in consideration of the life of the carrier, the component parts, the cost, the ease of construction of the process cartridge, and the like.
いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、1つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる1ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができる。また、カラー画像形成装置でなく、モノクロ画像形成装置にも適用することができる。いずれのタイプの画像形成装置でも、中間転写体を用いず、各色のトナー像を転写紙等に直接転写しても良い。この場合の構成は、たとえば、図2を参照して、転写ベルト11が転写紙に相当することとなる。
Similarly to a so-called tandem type image forming apparatus, a so-called one-drum type image forming apparatus that sequentially forms toner images of respective colors on a single photosensitive drum and sequentially superimposes the color toner images to obtain a color image. Can be applied. Further, the present invention can be applied not only to a color image forming apparatus but also to a monochrome image forming apparatus. In any type of image forming apparatus, the toner image of each color may be directly transferred onto a transfer sheet or the like without using an intermediate transfer member. In the configuration in this case, for example, referring to FIG. 2, the
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
20Y、20M、20C、20BK 像担持体
40Y 保護膜形成装置
41Y 段差
42Y 保護剤
43Y 皮膜形成部材
47Y 掻き取り部材
68Y、68M、68C、68BK プロセスカートリッジ
90Y 帯電手段
100 画像形成装置
D1 掻き取り方向
20Y, 20M, 20C,
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