JP2012237804A - Cleaning device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられるクリーニング装置、及び、そのクリーニング装置を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a cleaning device used in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine, and an image forming apparatus provided with the cleaning device.
中間転写方式の画像形成装置における中間転写ベルト上の転写残トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置として、静電的な力を用いてトナーを除去するクリーニング装置を採用したものが知られている。 2. Description of the Related Art As an intermediate transfer belt cleaning device that removes transfer residual toner on an intermediate transfer belt in an intermediate transfer type image forming apparatus, a device that employs a cleaning device that removes toner using an electrostatic force is known.
特許文献１には、静電クリーニング方式のクリーニング装置が記載されている。特許文献１に記載のクリーニング装置は、被清掃体たる中間転写ベルトに当接しながら回転するクリーニングブラシローラと、これに当接しながら回転する回収ローラと、回収ローラに当接する掻き取りブレードとを有している。そして、クリーニングブラシローラには、トナーの正規帯電極性（負極性）とは逆極性のクリーニング電圧を印加している。また、回収ローラには、クリーニング電圧と同極性で且つクリーニング電圧よりも値の大きな回収電圧を印加している。中間転写ベルトの表面上に付着している転写残トナーは、クリーニングブラシローラのブラシによって引っ掻かれながら、クリーニング電圧によって中間転写ベルト表面からクリーニングブラシローラに静電転移する。その後、クリーニングブラシローラから回収ローラに静電転移した後、掻き取りブレードによって回収ローラ表面から掻き落とされる。
前記クリーニングブラシローラには、基本的に正規帯電極性に帯電した正規帯電トナーだけが付着しているはずであるが、実際には正規帯電極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーも付着している。これは、中間転写ベルトからクリーニングブラシローラの機械的除去力により逆帯電トナーが付着する場合や、クリーニングブラシローラに除去された後に極性が反転して逆帯電トナーとなる場合があるからである。極性の反転は、ブラシ−トナー間、トナー−トナー間での電荷移動や、回収ローラとの電位差による放電、電荷注入によるものと考えられる。このように、クリーニングブラシローラ上の逆帯電トナーは、クリーニングブラシローラよりも絶対値で高い正極性の電圧が印加された回収ローラに回収されずクリーニングブラシローラに蓄積される。そして、クリーニングブラシローラに蓄積された逆帯電トナーが、クリーニングブラシローラから中間転写ベルトに戻って再付着してしまいクリーニング不良が発生するといった問題が生じる。 The cleaning brush roller should basically have only the regular charged toner charged to the normal charge polarity, but actually the reverse charged toner charged to the opposite polarity to the normal charge polarity also adhered. Yes. This is because the reversely charged toner may adhere from the intermediate transfer belt due to the mechanical removal force of the cleaning brush roller, or the polarity may be reversed after being removed by the cleaning brush roller to become the reversely charged toner. The polarity reversal is considered to be due to charge transfer between the brush and the toner, between the toner and the toner, discharge due to a potential difference with the recovery roller, and charge injection. As described above, the reversely charged toner on the cleaning brush roller is not collected by the collecting roller to which a positive voltage having an absolute value higher than that of the cleaning brush roller is applied, but is accumulated on the cleaning brush roller. Then, there arises a problem that the reversely charged toner accumulated on the cleaning brush roller returns from the cleaning brush roller to the intermediate transfer belt and reattaches, resulting in a cleaning failure.
また、中間転写ベルト上から逆帯電トナーを、前記正規帯電極性のクリーニング電圧が印加されたクリーニングブラシローラで除去する構成においても、クリーニングブラシローラに除去された後に逆帯電トナーの極性が反転して正規帯電トナーとなる場合がある。この場合、クリーニングブラシローラ上の正規帯電トナーは、クリーニングブラシローラよりも絶対値で高い負極性の電圧が印加された回収ローラに回収されずクリーニングブラシローラに蓄積される。そして、クリーニングブラシローラに蓄積された正規帯電トナーが、クリーニングブラシローラから中間転写ベルトに戻って再付着してしまいクリーニング不良が発生するといった問題が生じる。 Further, in the configuration in which the reversely charged toner is removed from the intermediate transfer belt by the cleaning brush roller to which the cleaning voltage having the normal charging polarity is applied, the polarity of the reversely charged toner is reversed after being removed by the cleaning brush roller. In some cases, the toner becomes a regular charged toner. In this case, the normally charged toner on the cleaning brush roller is not collected by the collecting roller to which a negative voltage having an absolute value higher than that of the cleaning brush roller is applied, but is accumulated on the cleaning brush roller. Then, there is a problem that the normally charged toner accumulated in the cleaning brush roller returns from the cleaning brush roller to the intermediate transfer belt and is reattached, resulting in a cleaning failure.
これまで、中間転写ベルトをクリーニングするクリーニング装置において生ずる問題について説明してきたが、感光体や記録材搬送ベルトなどを被清掃体としてクリーニングする構成においても同様の問題が生じ得る。 Up to now, the problem that occurs in the cleaning device that cleans the intermediate transfer belt has been described. However, the same problem may occur in the configuration in which the photosensitive member, the recording material conveyance belt, and the like are cleaned as the member to be cleaned.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、クリーニング部材にトナーが蓄積されてクリーニング不良が発生するのを抑制できるクリーニング装置及びそのクリーニング装置を備えた画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cleaning device capable of suppressing the occurrence of cleaning failure due to accumulation of toner on a cleaning member, and an image forming apparatus including the cleaning device. It is to be.
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転しながら被清掃体上の所定極性に帯電したトナーを静電的に除去するクリーニング部材と、前記クリーニング部材上の前記所定極性に帯電したトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する回収部材と、前記所定極性とは逆極性の電圧を前記クリーニング部材に印加するクリーニング部材電圧印加手段と、前記所定極性とは逆極性の電圧を前記回収部材に印加する回収部材電圧印加手段とを備えたクリーニング装置において、前記回収部材電圧印加手段によって前記回収部材に印加する電圧を、前記クリーニング部材上の所定極性とは逆極性に帯電したトナーが静電的に回収部材へ移動するような電圧に所定のタイミングで変更することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記所定極性はトナーの正規帯電極性であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記所定極性はトナーの正規帯電極性とは逆極性であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３のクリーニング装置において、回転しながら被清掃体上の所定極性とは逆極性に帯電したトナーを静電的に除去する逆極性トナークリーニング部材と、前記逆極性トナークリーニング部材上の前記逆極性に帯電したトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する逆極性トナー回収部材と、前記所定極性の電圧を前記逆極性トナークリーニング部材に印加する逆極性トナークリーニング部材電圧印加手段と、前記所定極性の電圧を前記逆極性トナー回収部材に印加する逆極性トナー回収部材電圧印加手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４のクリーニング装置において、上記所定のタイミングは少なくともジョブ終了時であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５のクリーニング装置において、上記所定のタイミングは少なくとも紙間であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のクリーニング装置において、上記所定のタイミングは少なくともジョブ前であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６または７のクリーニング装置において、上記所定のタイミングは少なくとも所定枚数を出力した後であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８のクリーニング装置において、上記所定のタイミングが少なくとも電源をオンにしたときであることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体の表面に付着している付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、前記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９のクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写する一次転写手段と、前記中間転写体上に担持したトナー像を記録材に転写する二次転写手段と、前記中間転写体の表面に付着した付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、前記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９のクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、像担持体と、前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、前記記録材を前記転写手段による転写位置まで搬送する記録材搬送部材と、前記記録材搬送部材の表面に付着した付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、前記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９のクリーニング装置を用いたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
According to a second aspect of the present invention, in the cleaning device of the first aspect, the predetermined polarity is a normal charging polarity of toner.
According to a third aspect of the present invention, in the cleaning device of the first aspect, the predetermined polarity is a polarity opposite to a normal charging polarity of the toner.
According to a fourth aspect of the present invention, in the cleaning device of the first, second, or third aspect, the reverse polarity toner cleaning that electrostatically removes toner charged to a polarity opposite to a predetermined polarity on the object to be cleaned while rotating. A reverse polarity toner recovery member that electrostatically moves the surface of the reverse polarity toner cleaning member on the reverse polarity toner cleaning member to the surface of the reverse polarity toner cleaning member and recovers the reverse polarity toner cleaning member. And a reverse polarity toner cleaning member voltage applying means for applying the voltage to the member, and a reverse polarity toner collecting member voltage applying means for applying the voltage of the predetermined polarity to the reverse polarity toner collecting member.
According to a fifth aspect of the present invention, in the cleaning device according to the first, second, third, or fourth aspect, the predetermined timing is at least a job end time.
According to a sixth aspect of the present invention, in the cleaning device according to the first, second, third, fourth or fifth aspect, the predetermined timing is at least between sheets.
According to a seventh aspect of the invention, in the cleaning device of the first, second, third, fourth, fifth or sixth aspect, the predetermined timing is at least before a job.
The invention according to
According to a ninth aspect of the present invention, in the cleaning device according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh or eighth aspect, the predetermined timing is at least when the power is turned on. Is.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image carrier that carries a toner image, a toner image forming unit that forms a toner image on the surface of the image carrier, and a deposit that adheres to the surface of the image carrier. An image forming apparatus including a cleaning unit that removes toner that is used, the cleaning unit according to
According to a tenth aspect of the present invention, an image carrier, toner image forming means for forming a toner image on the image carrier, and a toner image formed on the image carrier are primarily transferred onto an intermediate transfer member. An image including: a primary transfer unit configured to perform transfer; a secondary transfer unit configured to transfer a toner image carried on the intermediate transfer member to a recording material; and a cleaning unit configured to remove toner that is attached to the surface of the intermediate transfer member. In the forming apparatus, the cleaning device according to
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an image carrier, a toner image forming unit for forming a toner image on the image carrier, and a transfer unit for transferring the toner image formed on the image carrier to a recording material. And an image forming apparatus comprising: a recording material conveying member that conveys the recording material to a transfer position by the transfer unit; and a cleaning unit that removes toner that is attached to the surface of the recording material conveying member. As a means, the cleaning device according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, or ninth aspect is used.
本発明においては、回収部材電圧印加手段によって回収部材に印加する電圧を、クリーニング部材上の所定極性のトナーが回収部材に移動するような電圧から、クリーニング部材上の所定極性とは逆極性に帯電したトナーが回収部材に移動するような電圧に所定のタイミングで変更する。これにより、クリーニング部材上の逆極性に帯電したトナーを、クリーニング部材から回収部材に移動させて回収することができるので、逆極性に帯電したトナーがクリーニング部材に蓄積されるのを抑制することができる。よって、逆極性に帯電したトナーがクリーニング部材から被清掃体に戻って再付着しクリーニング不良が発生するのを抑制することができる。 In the present invention, the voltage applied to the recovery member by the recovery member voltage applying means is charged to a polarity opposite to the predetermined polarity on the cleaning member from a voltage at which the toner of the predetermined polarity on the cleaning member moves to the recovery member. The voltage is changed at a predetermined timing to such a voltage that the transferred toner moves to the collecting member. As a result, the toner charged to the reverse polarity on the cleaning member can be recovered by moving from the cleaning member to the recovery member, so that the toner charged to the reverse polarity can be prevented from accumulating on the cleaning member. it can. Therefore, it is possible to prevent the toner charged to the opposite polarity from returning from the cleaning member to the object to be cleaned and reattaching, thereby causing a cleaning failure.
以上、本発明によれば、クリーニング部材にトナーが蓄積されてクリーニング不良が発生するのを抑制できるという優れた効果がある。 As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that it is possible to suppress the occurrence of cleaning failure due to accumulation of toner on the cleaning member.
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、いわゆるタンデム型中間転写方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図２は、本プリンタの要部を示す概略構成図である。本プリンタは、イエロー，マゼンタ，シアン，黒（以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。４つのプロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、ドラム状の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋをそれぞれ有している。感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの回りにはそれぞれ帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、ドラムクリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、除電装置（不図示）等を有している。プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの上方には、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面に対してレーザー光Ｌを照射して静電潜像を書き込むための図示しない光書込ユニットが配設されている。
Hereinafter, as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied, a so-called tandem type intermediate transfer type printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described. First, the basic configuration of the printer will be described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the printer. The printer includes four
プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの下方には、ベルト部材たる無端状の中間転写ベルト８を具備するベルト装置としての転写ユニット７が配設されている。中間転写ベルト８の他、そのループ内側に配設された複数の張架ローラや、ループ外側に配設された二次転写ローラ１８、テンションローラ１６、ベルトクリーニング装置１００などを有している。
Below the
中間転写ベルト８のループ内側には、４つの一次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、従動ローラ１０と、駆動ローラ１１と、二次転写対向ローラ１２と、２つのクリーニング対向ローラ１３，１４が配設されている。これらローラは何れも、自らの周面の一部に中間転写ベルト８を掛け回してベルト張架を行う張架ローラとして機能している。なお、クリーニング対向ローラ１３，１４としての必要条件として必ずしも一定の張力を付与する働きをもたなければならないということはなく、中間転写ベルト８の回転にともなって従動回転するものでもよい。中間転写ベルト８は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動される駆動ローラ１１の回転により、図中時計回り方向に無端移動せしめられる。
Inside the loop of the
ベルトループ内側に配設された４つの一次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に中間転写ベルト８を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト８のおもて面と、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとが当接するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。なお、一次転写ローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、それぞれ図示しない電源によってトナーとは逆極性の一次転写バイアスが印加される。
The four
また、ベルトループ内側に配設された二次転写対向ローラ１２は、ベルトループ外側に配設された二次転写ローラ１８との間に中間転写ベルト８を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト８のおもて面と、二次転写ローラ１８とが当接する二次転写ニップが形成されている。なお、二次転写ローラ１８には、図示しない電源によってトナーとは逆極性の二次転写バイアスが印加される。また、二次転写ローラと数本の支持ローラと駆動ローラにより紙搬送ベルトを架け渡し、二次転写ローラ１８と、二次転写対向ローラ１２との間に、中間転写ベルト８及び紙搬送ベルトを挟み込んだ構成としてもよい。
Further, the
また、ベルトループ内側に配設された２つのクリーニング対向ローラ１３，１４は、ベルトループ外側に配設されたベルトクリーニング装置１００のクリーニングブラシローラ１０２，１０６との間に中間転写ベルト８を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト８のおもて面と、各クリーニングブラシローラ１０２，１０６とが当接するクリーニングニップが形成されている。ベルトクリーニング装置１００は中間転写ベルト８と一体的に交換可能になっているが、ベルトクリーニング装置１００と中間転写ベルト８とで寿命設定が異なる場合には、ベルトクリーニング装置１００を中間転写ベルト８とは独立してプリンタ本体に着脱可能としてもよい。ベルトクリーニング装置１００の詳細については、後述する。
Further, the two cleaning
本プリンタは、記録紙Ｐを収容する給紙カセットや、給紙カセットから記録紙Ｐを給紙路に給紙する給紙ローラなどを有する図示しない給紙部を備えている。また、給紙部から送られてきた記録紙を受け入れて二次転写ニップに向けて所定のタイミングで送り出す図示しないレジストローラ対を、上述した二次転写ニップの図中右側方に備えている。また、二次転写ニップから送り出される記録紙Ｐを受け入れてその記録紙Ｐに対してトナー像の定着処理を施す図示しない定着装置を、上述した二次転写ニップの図中左側方に備えている。また、必要に応じて、現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを補給する図示しないＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー補給装置も備えている。
The printer includes a paper feed unit (not shown) having a paper feed cassette for storing the recording paper P and a paper feed roller for feeding the recording paper P from the paper feed cassette to the paper feed path. In addition, a registration roller pair (not shown) that receives the recording paper sent from the paper feeding unit and feeds it at a predetermined timing toward the secondary transfer nip is provided on the right side of the secondary transfer nip in the drawing. In addition, a fixing device (not shown) that receives the recording paper P sent out from the secondary transfer nip and fixes the toner image to the recording paper P is provided on the left side of the secondary transfer nip in the drawing. . Further, Y, M, C, and K toner supply devices (not shown) for supplying Y, M, C, and K toners to the developing
近年、記録紙として従来広く用いられてきた普通紙に加え、デザインとして表面に凹凸を有する特殊紙やアイロンプリントなどの熱転写に用いる特殊な記録紙が用いられることが増えている。このような特殊紙を用いると、従来の普通紙の場合よりもカラートナーを重ね合わせた中間転写ベルト８上のトナー像を紙に二次転写する際に転写不良が発生し易くなる。そこで、本プリンタでは、中間転写ベルト８に硬度の低い弾性層を設け、転写ニップ部でトナー層や平滑性の悪い記録紙に対して変形できるようにしている。中間転写ベルト８に硬度の低い弾性層を設け、中間転写ベルト８に弾性をもたせることにより、中間転写ベルト８表面が局部的な凸凹に追従して変形できる。これにより、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、文字の転写中抜けがなく、また、平滑性の悪い用紙等に対しても転写ムラのない、均一性に優れた転写画像を得ることができる。
In recent years, in addition to plain paper that has been widely used as recording paper, special recording paper that is used for thermal transfer such as special paper having an uneven surface or iron print as a design has been increasingly used. When such special paper is used, transfer defects are more likely to occur when the toner image on the
本プリンタでは、中間転写ベルト８は、少なくとも基層、弾性層、表面のコート層から構成される。
In this printer, the
中間転写ベルト８の弾性層に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられ、具体的には、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１、２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系）等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
Examples of the material used for the elastic layer of the
弾性層の厚さは、硬度及び層構成にもよるが、０．０７〜０．６［ｍｍ］の範囲が好ましい。さらに好ましくは０．２５〜０．６［ｍｍ］の範囲がよい。又、中間転写ベルト８の厚さが０．０７［ｍｍ］以下と薄いと、二次転写ニップ部で中間転写ベルト８上のトナーに対する圧力が高くなり、転写中抜けが発生しやすくなり、さらに、トナーの転写率が低下する。
The thickness of the elastic layer depends on the hardness and the layer structure, but is preferably in the range of 0.07 to 0.6 [mm]. More preferably, the range of 0.25-0.6 [mm] is good. Further, if the thickness of the
また、弾性層の硬度は、１０［°］≦ＨＳ≦６５［°］（ＪＩＳ−Ａ）であることが好ましい。中間転写ベルト８の層厚によって最適な硬度は異なるものの、硬度が１０［°］（ＪＩＳ−Ａ）より低いと転写中抜けが生じやすい。これに対して硬度が６５［°］（ＪＩＳ−Ａ）より高いものは、ローラヘの張架が困難となり、また、長期の張架によって延伸するために耐久性が無く早期の交換が必要になる。
The hardness of the elastic layer is preferably 10 [°] ≦ HS ≦ 65 [°] (JIS-A). Although the optimum hardness differs depending on the layer thickness of the
中間転写ベルト８の基層は、伸びの少ない樹脂で構成している。具体的に、基層に用いられる材料としては、ポリカーボネート、フッ素樹脂（ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ等）、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（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及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（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−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ピニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
The base layer of the
また、伸びの大きなゴム材料などからなる弾性層の伸びを防止するために、基層と弾性層との間に帆布などの材料で構成された芯体層を設けてもよい。芯体層に用いられる伸びを防止する材料としては、例えば、綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、鉄繊維、銅繊維等の金属繊維からなる群より選ばれる１種あるいは２種以上を用い、糸状あるいは織布状のものを使用することができる。もちろん、上記材料に限定されるものではない。上記の糸は１本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。一方織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり、導電処理を施すことも可能である。 In addition, in order to prevent the elastic layer made of a rubber material having a large elongation from extending, a core layer made of a material such as a canvas may be provided between the base layer and the elastic layer. Examples of materials for preventing elongation used in the core layer include natural fibers such as cotton and silk, polyester fibers, nylon fibers, acrylic fibers, polyolefin fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyvinyl chloride fibers, and polyvinylidene chloride fibers. , One or more selected from the group consisting of synthetic fibers such as polyurethane fiber, polyacetal fiber, polyfluoroethylene fiber and phenol fiber, inorganic fibers such as carbon fiber and glass fiber, and metal fibers such as iron fiber and copper fiber Threaded or woven fabric can be used. Of course, the material is not limited to the above. The above-described yarn may be twisted in any manner, such as one or a plurality of filaments twisted, one-twisted yarn, various twisted yarns, double yarn, or the like. Further, for example, fibers of a material selected from the above material group may be blended. Of course, the yarn can be used after being subjected to an appropriate conductive treatment. On the other hand, the woven fabric can be any woven fabric such as knitted weave, and of course, a woven fabric that has been woven can also be used and can be subjected to a conductive treatment.
中間転写ベルト８表面のコート層は、弾性層の表面をコーティングするためのものであり、平滑性のよい層からなるものである。コート層に用いられる材料としては、特に制限はないが、一般的に、中間転写ベルト８表面へのトナーの付着カを小さくして二次転写性を高める材料が用いられる。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の１種類あるいは２種類以上、又は、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素樹脂、フッ素化合物、フッ化炭素、酸化チタン、シリコンカーバイド等の粒子を１種類あるいは２種類以上、又は必要に応じて粒径を変えたものを分散させて使用することができる。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素層を形成させ、表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。
The coat layer on the surface of the
また、必要に応じて、基層、弾性層又はコート層は、抵抗を調整する目的で、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物（ＩＴＯ）等の導電性金属酸化物等を用いることができる。ここで、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし、上記材料に限定されるものではない。 If necessary, the base layer, the elastic layer, or the coating layer is, for example, carbon black, graphite, metal powder such as aluminum or nickel, tin oxide, titanium oxide, antimony oxide, indium oxide, for the purpose of adjusting resistance. Conductive metal oxides such as potassium titanate, antimony oxide-tin oxide composite oxide (ATO), and indium oxide-tin oxide composite oxide (ITO) can be used. Here, the conductive metal oxide may be coated with insulating fine particles such as barium sulfate, magnesium silicate, and calcium carbonate. However, it is not limited to the said material.
パーソナルコンピュータ等から画像情報が送られてくると、本プリンタは、駆動ローラ１１を回転駆動して、中間転写ベルト８を無端移動させる。駆動ローラ１１以外の張架ローラについては、ベルトに従動回転させる。同時に、プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを回転駆動する。また、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面を帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって一様に帯電させながら、帯電後の表面に対してレーザー光Ｌの照射によって静電潜像を形成する。そして、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面に形成した静電潜像を現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって現像することで、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を得る。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、上述したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップにて、中間転写ベルト８のおもて面に重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト８のおもて面には４色重ね合わせトナー像が形成される。
When image information is sent from a personal computer or the like, the printer rotates the drive roller 11 to move the
一方、不図示の給紙部では、給紙ローラによって給紙カセットから記録紙Ｐを１枚ずつ送り出してレジストローラ対まで搬送する。そして、中間転写ベルト８上の４色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで、レジストローラ対を駆動して記録紙Ｐを二次転写ニップに送り込んで、ベルト上の４色重ね合わせトナー像を記録紙Ｐに一括二次転写する。これにより、記録紙Ｐの表面にフルカラー画像を形成する。フルカラー画像形成後の記録紙Ｐについては、二次転写ニップから定着装置に搬送してトナー像の定着処理を施す。
On the other hand, in a paper feed unit (not shown), the recording paper P is sent out from the paper feed cassette one by one by a paper feed roller and conveyed to a pair of registration rollers. Then, at a timing that can be synchronized with the four-color superimposed toner image on the
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像を中間転写ベルト８に一次転写した後の感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについては、ドラムクリーニング装置４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって転写残トナーのクリーニング処理を施す。その後、図示しない除電ランプで除電した後、帯電装置２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで一様に帯電せしめて、次の画像形成に備える。また、記録紙Ｐに一次転写した後の中間転写ベルト８については、ベルトクリーニング装置１００によって転写残トナーのクリーニング処理を施す。
For the
図６は、本プリンタのベルトクリーニング装置１００とその周囲とを拡大して示す拡大構成図である。このベルトクリーニング装置１００は、ベルト部材たる中間転写ベルト８上のトナーのうち正規帯電極性である負極性トナーをクリーニングするための第一クリーニング部１００ａと、中間転写ベルト８上のトナーのうち正規帯電極性と逆極性である正極性トナーをクリーニングする第二クリーニング部１００ｂとを有している。
FIG. 6 is an enlarged configuration diagram showing the
第一クリーニング部１００ａは、クリーニング部材としての第一クリーニングブラシローラ１０２、第一クリーニングブラシローラ１０２に付着したトナーを回収する回収手段としての第一回収ローラ１０３、第一回収ローラ１０３に当接して第一回収ローラ１０３の表面からトナーを掻き取るトナー掻き取り部材としての第一掻き取りブレード１０４を備えている。また、第一クリーニングブラシローラ１０２に電圧を印加する電源１２１や、第一回収ローラ１０３に電圧を印加する電源１２２を備えている。
The
第一クリーニングブラシローラ１０２は、回転自在に支持される金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の起毛（導電性繊維）からなるブラシローラ部とを具備している。
The first
第二クリーニング部１００ｂは、第一クリーニング部１００ａよりも中間転写ベルト８移動方向下流側に配置され、クリーニング部材としての第二クリーニングブラシローラ１０６、回収手段としての第二回収ローラ１０７、第二掻き取りブレード１０８を備えている。また、第二クリーニングブラシローラ１０６に電圧を印加する電源１２３や、第二回収ローラ１０７に電圧を印加する電源１２４を備えている。
The
第二クリーニングブラシローラ１０６は、回転自在に支持される金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の起毛（導電性繊維）からなるブラシローラ部とを具備している。
The second
また、ベルトクリーニング装置１００は、第一クリーニング部１００ａ、第二クリーニング部１００ｂで除去したトナーを、装置ケーシングの一端部に向けて搬送してベルトクリーニング装置１００ケーシングの外に排出する排出スクリュ１０９が設けられている。排出スクリュ１０９によってクリーニング装置から排出されたトナーは、プリンタ本体に備えられた図示しない廃トナータンク（不図示）内に落下する。また、廃タンクではなく、現像装置に戻すようにしてもよい。
Further, the
また、中間転写ベルト８の表面保護のために、第二クリーニングブラシローラ１０６で中間転写ベルト８の表面に潤滑剤を塗布してもよい。この場合は潤滑剤を固形化したものを第二クリーニングブラシローラ１０６に当接させ、潤滑剤を塗布するようにする。また、第二クリーニングブラシローラ１０６よりも中間転写ベルト８移動方向下流側に、中間転写ベルト表面に塗布した潤滑剤を均す均しブレードを設けてもよい。また、第二クリーニングブラシローラ１０６とは別に潤滑剤塗布用のブラシを設けてもよい。第二クリーニングブラシローラ１０６とは別に潤滑剤塗布用のブラシを設けることで、第二クリーニングブラシローラ１０６で潤滑剤を塗布する場合、第二クリーニングブラシローラ１０６にはトナーが常時回収されているため、トナーと潤滑剤とが交じり合い、潤滑剤塗布時にいったん回収したトナーが、再度中間転写ベルト上に付着する場合がある。一方、第二クリーニングブラシローラ１０６とは別に潤滑剤塗布用のブラシを設けることで、回収されたトナーが中間転写ベルト８に再付着するのを抑制できる。
In order to protect the surface of the
本プリンタのベルトクリーニング装置１００における具体的な構成条件の一例は以下のとおりである。
An example of specific configuration conditions in the
＜第一クリーニングブラシローラ１０２の条件＞
ブラシ材質：導電性ポリエステル（繊維内部に導電性カーボンを内包し、繊維表面はポリエステル、いわゆる芯鞘構造）
ブラシ抵抗：１×１０７［Ω］（１０００［Ｖ］の電圧印加条件で軸線方向全域測定）
ブラシ部長さ：３２０［ｍｍ］
接触ニップ幅：８［ｍｍ］
ブラシ植毛密度：１０［万本／ｉｎｃｈ２］、繊維径約２５〜３５［μｍ］、ブラシ先端の斜毛処理あり
ブラシ直径：１５［ｍｍ］
中間転写ベルト８へのブラシ食い込み量：１［ｍｍ］
ブラシ回転数：４８０［ｒｐｍ］
回転方向：ベルトに対してカウンター方向
<Conditions of first
Brush material: Conductive polyester (contains conductive carbon inside the fiber and the fiber surface is polyester, so-called core-sheath structure)
Brush resistance: 1 × 10 7 [Ω] (measured in the whole axial direction under a voltage application condition of 1000 [V])
Brush length: 320 [mm]
Contact nip width: 8 [mm]
Brush flocking density: 10 [10,000 / inch 2 ], fiber diameter of about 25 to 35 [μm], with brush tip treatment of brush tip Brush diameter: 15 [mm]
Amount of brush biting into the intermediate transfer belt 8: 1 [mm]
Brush rotation speed: 480 [rpm]
Rotation direction: Counter direction with respect to belt
＜第二クリーニングブラシローラ１０６の条件＞
ブラシ材質：導電性ポリエステル（繊維内部に導電性カーボンを内包し、繊維表面はポリエステル、いわゆる芯鞘構造）
ブラシ抵抗：１×１０７［Ω］（１０００［Ｖ］の電圧印加条件で軸線方向全域測定）
ブラシ部長さ：３２０［ｍｍ］
接触ニップ幅：８［ｍｍ］
ブラシ植毛密度：１０［万本／ｉｎｃｈ２］、繊維径約２５〜３５［μｍ］、ブラシ先端の斜毛処理あり
ブラシ直径：１５［ｍｍ］
中間転写ベルト８へのブラシ食い込み量：１［ｍｍ］
ブラシ回転数：４８０［ｒｐｍ］
回転方向：ベルトに対してカウンター方向
<Conditions for Second
Brush material: Conductive polyester (contains conductive carbon inside the fiber and the fiber surface is polyester, so-called core-sheath structure)
Brush resistance: 1 × 10 7 [Ω] (measured in the whole axial direction under a voltage application condition of 1000 [V])
Brush length: 320 [mm]
Contact nip width: 8 [mm]
Brush flocking density: 10 [10,000 / inch 2 ], fiber diameter of about 25 to 35 [μm], with brush tip treatment of brush tip Brush diameter: 15 [mm]
Amount of brush biting into the intermediate transfer belt 8: 1 [mm]
Brush rotation speed: 480 [rpm]
Rotation direction: Counter direction with respect to belt
第一クリーニングブラシローラ１０２、第二クリーニングブラシローラ１０６のブラシ繊維は繊維全体としては導電性であるが、繊維表面は絶縁層で覆われているものを用いる。繊維表面に絶縁層を有することで、各クリーニングブラシローラ１０２，１０６と中間転写ベルト８とが接触する際に電流が流れ難くなり、ブラシ繊維がベルトからトナーを静電吸引する際に余分な電流が流れ難くなる。このため、トナーに逆極性の電荷を与えてしまうことがなく、いったんブラシ内に捕捉したトナーを中間転写ベルト８に再付着させる恐れが少なくなる。ただし、このようなブラシを使用しても、繊維表面の絶縁を破壊して電流を流すほどの電圧を回転軸に印加すると、結果として中間転写ベルト８にトナーを戻してしまうことになるので、電圧値の設定には注意を要する。
The brush fibers of the first
繊維の構造についてはこれに限ったものではなく電圧の設定値を調整することで、逆に絶縁層の表面に導電層が形成されたものや繊維全体に導電部材が分散されているものを用いることもできる。 The structure of the fiber is not limited to this, but by adjusting the set value of the voltage, on the contrary, the one in which the conductive layer is formed on the surface of the insulating layer or the one in which the conductive member is dispersed throughout the fiber is used. You can also
各クリーニングブラシローラ１０２，１０６は、ブラシロール状に形成後、一方向に毛を倒す斜毛処理を施すと、繊維断面に露出している導電剤を中間転写ベルト８に接触させ難くなる。これにより、トナーへの電荷注入性が低減され、クリーニング性の余裕度が向上する。繊維はナイロン、ポリエステル、アクリル等の絶縁材が一般的で何れの材料の場合も同じ効果である。また、芯鞘構造の代表的な繊維は特開平１０−３１０９７４号公報、特開平１０−１３１０３５、特開平０１−２９２１１６号公報、特公平０７−０３３６３７号公報、特公平０７−０３３６０６号公報、特公平０３−０６４６０４号公報に開示されている。
If each cleaning
＜第一回収ローラ１０３の条件＞
回収ローラ芯金材質：ステンレス鋼（ＳＵＳ）
ローラ直径：１４［ｍｍ］
回収ローラへのブラシ繊維食い込み量：１．５［ｍｍ］
ローラ回転数：４８０［ｒｐｍ］
回転方向：第一クリーニングブラシローラ１０２に対してカウンター方向
<Conditions of
Collection roller metal core material: Stainless steel (SUS)
Roller diameter: 14 [mm]
Amount of brush fiber biting into the collection roller: 1.5 [mm]
Roller rotation speed: 480 [rpm]
Rotation direction: counter direction with respect to the first
＜第二回収ローラ１０７の条件＞
回収ローラ芯金材質：ステンレス鋼（ＳＵＳ）
ローラ直径：１４［ｍｍ］
回収ローラへのブラシ繊維食い込み量：１．５［ｍｍ］
ローラ回転数：４８０［ｒｐｍ］
回転方向：第二クリーニングブラシローラ１０６に対してカウンター方向
<Conditions of
Collection roller metal core material: Stainless steel (SUS)
Roller diameter: 14 [mm]
Amount of brush fiber biting into the collection roller: 1.5 [mm]
Roller rotation speed: 480 [rpm]
Rotation direction: counter direction with respect to the second
第一回収ローラ１０３と第二回収ローラ１０７とにはステンレス鋼（ＳＵＳ）ローラを用いた。本実施形態で用いた第一回収ローラ１０３や第二回収ローラ１０７のみならず、他の材質の導電性ローラまたは表面に数［μｍ］〜１００［μｍ］程度の弾性チューブを被せたもの、あるいはさらにコーティングしたものを用いても良い。第一回収ローラ１０３や第二回収ローラ１０７の表面の材料としては、ＰＶＤＦチューブ、ＰＦＡチューブ、ＰＩチューブ、アクリルコート、シリコーンコート（例えばシリコーン粒子を含有したＰＣ（ポリカーボネート）をコート）、セラミックス、フッ素コーティングなどがある。
Stainless steel (SUS) rollers were used for the
＜第一掻き取りブレード１０４の条件＞
材質：ステンレス鋼（ＳＵＳ）
厚み：１００［μｍ］
ブレード当接角度：２０［°］
第一回収ローラ１０３へのブレード食い込み量：０．６［ｍｍ］
<Conditions of
Material: Stainless steel (SUS)
Thickness: 100 [μm]
Blade contact angle: 20 [°]
Amount of blade biting into the first recovery roller 103: 0.6 [mm]
＜第二掻き取りブレード１０８の条件＞
材質：ステンレス鋼（ＳＵＳ）
厚み：１００［μｍ］
ブレード当接角度：２０［°］
第二回収ローラ１０７へのブレード食い込み量：０．６［ｍｍ］
<Conditions of
Material: Stainless steel (SUS)
Thickness: 100 [μm]
Blade contact angle: 20 [°]
Amount of blade biting into the second collection roller 107: 0.6 [mm]
＜中間転写ベルトの条件＞
材質：弾性ベルト
層厚：５６０［μｍ］
体積抵抗 １．９１Ｅ＋１０［Ω・ｃｍ］ （ａｔ １００［Ｖ］）
表面抵抗 １．７０Ｅ＋１１［Ω／□］ （ａｔ ５００［Ｖ］）
移動速度：３５０［ｍｍ／ｓ］
<Conditions for intermediate transfer belt>
Material: Elastic belt Layer thickness: 560 [μm]
Volume resistance 1.91E + 10 [Ω · cm] (at 100 [V])
Surface resistance 1.70E + 11 [Ω / □] (at 500 [V])
Movement speed: 350 [mm / s]
＜クリーニング対向ローラ１３，１４の条件＞
材質：アルミニウム
直径：１４［ｍｍ］
<Conditions for cleaning
Material: Aluminum Diameter: 14 [mm]
以上、使用した部材の特性を記載したがこの値に限定されることはなく、例えばクリーニングブラシローラの抵抗については１×１０５．５［Ω］〜１×１０１０［Ω］、中間転写ベルトの抵抗については体積抵抗１Ｅ＋８［Ω・ｃｍ］〜１Ｅ＋１３ ［Ω・ｃｍ］、表面抵抗１Ｅ＋８［Ω／□］〜１Ｅ＋１４［Ω／□］程度の範囲であれば使用可能である。 Although the characteristics of the members used have been described above, the present invention is not limited to this value. For example, the resistance of the cleaning brush roller is 1 × 10 5.5 [Ω] to 1 × 10 10 [Ω], an intermediate transfer belt. As for the resistance, a volume resistance of 1E + 8 [Ω · cm] to 1E + 13 [Ω · cm] and a surface resistance of 1E + 8 [Ω / □] to 1E + 14 [Ω / □] can be used.
図２中Ｋ用のプロセスユニット６Ｋの右側方には、光学センサユニット１５０が中間転写ベルト８のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。この光学センサユニット１５０は、図３に示すように、中間転写ベルト８の幅方向に並ぶＹ光学センサ１５１Ｙ、Ｃ光学センサ１５１Ｃ、Ｍ光学センサ１５１Ｍ、Ｋ光学センサ１５１Ｋを有している。これらセンサは何れも反射型フォトセンサからなり、図示しない発光素子から発した光を中間転写ベルト８のおもて面やベルト上のトナー像で反射させ、その反射光量を図示しない受光素子によって検知する。図示しない制御部は、これらセンサからの出力電圧値に基づいて、中間転写ベルト８上のトナー像を検知したり、その画像濃度（単位面積あたりのトナー付着量）を検知したりすることができる。
An
本プリンタにおいては、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、適切な状態に装置を調整するためのプロセスコントロールとして各装置の動作チェック、動作条件の設定および作像した画像の光学センサの検知結果を元に画像の状態を維持するための制御を行う場合がある。画像の状態を維持する制御としては各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御や各色の作像位置のずれを調整する色ずれ量補正処理がある。 In this printer, when the power is turned on or every time a predetermined number of prints are performed, as an operation control for adjusting the apparatus to an appropriate state, the operation check of each apparatus, the setting of the operation condition, and the optical sensor of the formed image are set. Control for maintaining the state of the image may be performed based on the detection result. Control for maintaining the state of the image includes image density control for optimizing the image density of each color and color shift amount correction processing for adjusting the shift of the image forming position of each color.
画像濃度制御は、まず、図３に示すような、各色の階調パターンＳｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙを中間転写ベルト８上における各光学センサ１５１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対向する位置に自動形成する。各色の階調パターンは、１０個の画像濃度が異なる２［ｃｍ］×１［ｃｍ］の面積のトナーパッチからなっている。各色の階調パターンＳｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙを作成するときの、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの帯電電位は、プリントプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ形成せしめながら、それらをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって現像する。この現像の際、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像ローラに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。このような現像により、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの階調パターン像が形成される。これらは、中間転写ベルト８の主走査方向に所定の間隔で並ぶように一次転写される。このときの、各色の階調パターンにおけるトナーパッチのトナー付着量は最小で０．１［ｍｇ／ｃｍ２］、最大で０．５５［ｍｇ／ｃｍ２］ほどあり、また、トナーＱ／ｄ分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性にそろっている。
In the image density control, first, gradation patterns Sk, Sm, Sc, and Sy of each color are automatically formed on the
中間転写ベルト８に形成され各トナーパターン（Ｓｋ、Ｓｍ、Ｓｃ、Ｓｙ）は、中間転写ベルト８の無端移動に伴って、光学センサ１５１との対向位置を通過する。この際、光学センサ１５１は、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の光を受光する。
Each toner pattern (Sk, Sm, Sc, Sy) formed on the
次に、各色トナーパッチを検知したときの光学センサ１５１の出力電圧と、付着量変換アルゴリズムとから、各色のトナーパターンの各トナーパッチにおける付着量を算出し、算出した付着量に基づき作像条件を調整する。具体的には、トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいてその直線グラフを示す関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値を演算し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の現像バイアス値を特定する。 Next, the adhesion amount of each color toner pattern in each toner patch is calculated from the output voltage of the optical sensor 151 when each color toner patch is detected and the adhesion amount conversion algorithm, and the image forming condition is based on the calculated adhesion amount. Adjust. Specifically, a function (y = ax + b) indicating a straight line graph is calculated by regression analysis based on the result of detecting the toner adhesion amount on the toner patch and the development potential when each toner patch is imaged. Then, an appropriate development bias value is calculated by substituting a target value of image density into this function, and development bias values for Y, M, C, and K are specified.
メモリ内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切なドラム帯電電位とが予め関連付けられている作像条件データテーブルが格納されている。各プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、特定した現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、これに関連付けられたドラム帯電電位を特定する。
The memory stores an image forming condition data table in which several tens of development bias values and appropriate drum charging potentials individually corresponding to the values are associated in advance. For each of the
色ずれ量補正処理においては、中間転写ベルト８の幅方向の一端部と他端部とにそれぞれ、図４に示すようなシェブロンパッチと呼ばれるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色トナー像からなる色ずれ検知用画像を形成する。シェブロンパッチは、図４に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像を主走査方向から約４５［°］傾けた姿勢で、副走査方向であるベルト移動方向に所定ピッチで並べたラインパターン群である。図４が１セットとなり、このセットが連続して形成される。このシェブロンパッチの付着量は、０．３［ｍｇ／ｃｍ２］ほどである。
In the color misregistration amount correction processing, colors composed of Y, M, C, and K color toner images called chevron patches as shown in FIG. 4 are respectively provided at one end and the other end of the
中間転写ベルト８の幅方向の両端部にそれぞれ形成したシェブロンパッチ内の各色トナー像を検知することで、各色トナー像における主走査方向（感光体軸線方向）の位置、副走査方向（ベルト移動方向）の位置、主走査方向の倍率誤差、主走査方向からのスキューをそれぞれ検出する。ここで言う主走査方向とは、ポリゴンミラーでの反射に伴ってレーザー光が感光体表面上で位相する方向を示している。このようなシェブロンパッチ内のＹ，Ｍ，Ｃトナー像について、Ｋトナー像との検知時間差を光学センサ１５１で読み取っていく。同図では、紙面上下方向が主走査方向に相当し、左から順に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が並んだ後、これらとは姿勢が９０［°］異なっているＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙトナー像が更に並んでいる。基準色となるＫとの検出時間差ｔｋｙ、ｔｋｍ、ｔｋｃについての実測値と理論値との差に基づいて、各色トナー像の副走査方向のズレ量、即ちレジストズレ量を求める。そして、そのレジストズレ量に基づいて、不図示の光書込ユニットのポリゴンミラー１面おき、即ち、１走査ラインピッチを１単位として、感光体１に対する光書込開始タイミングを補正して、各色トナー像のレジストズレを低減する。また、ベルト両端部間での副走査方向ズレ量の差に基づいて、各色トナー像の主走査方向からの傾き（スキュー）を求める。そして、その結果に基づいて、光学系反射ミラーの面倒れ補正を実施して、各色トナー像のスキューズレを低減する。以上のように、シェブロンパッチ内における各トナー像を検知したタイミングに基づいて光書込開始タイミングや面倒れを補正してレジストズレやスキューズレを低減する処理が、色ずれ補正処理である。このような色ずれ補正処理により、温度変化などで各色トナー像の中間転写ベルト８に対する形成位置が経時的にずれていくことに起因する画像の色ずれの発生を抑えることができる。
By detecting each color toner image in the chevron patch formed at both ends in the width direction of the
ベルトクリーニング装置１００に入ってくるクリーニングの対象として前述の画像濃度制御や色ずれ補正処理の未転写のトナー像や通常の作像時に紙に二次転写しきれずに中間転写ベルト上に残ってしまった転写残トナーがある。転写残トナーは、正極性のトナーと負極性のトナーとが混在したブロードな帯電分布となる。
As a cleaning target that enters the
また、低画像面積の画像形成動作が続くと、現像装置内に長時間とどまりつづける古いトナーが増えてくるため、トナー帯電特性が劣化し画像形成に用いると画像品質が悪くなる（現像能力低下、転写性低下）。このような古いトナーが現像装置内に滞留しないように一定のタイミングで感光体１の非画像領域に吐き出させ、吐き出し後にトナー濃度が低下した現像装置に新しいトナーを補給して現像装置内をリフレッシュするリフレッシュモードを備えており、この時のトナー消費パターンも未転写のままベルトクリーニング装置１００に入ってくる。
Further, if the image forming operation with a low image area continues, the amount of old toner that stays in the developing device for a long time increases, so that the toner charging characteristics deteriorate and the image quality deteriorates when used for image formation (development capability decreases, Transferability decline). In order to prevent such old toner from staying in the developing device, the toner is discharged to a non-image area of the
不図示の制御部は、各現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー消費量と、各現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの動作時間とを記憶しておき、所定のタイミングで、現像装置の所定期間の動作時間に対して、トナー消費量が閾値以下である否かを各現像装置について調べ、閾値以下の現像装置について、リフレッシュモードを実行する。
A control unit (not shown) stores the toner consumption amount of each developing
リフレッシュモードが実行されると、各感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの紙間に対応する非画像形成領域に２５０［ｍｍ］×３０［ｍｍ］の矩形のトナー消費パターンが各色のトナー消費量に応じて作成され、各色のトナー消費パターンが重ねて中間転写ベルト８に図５に示すように転写される。トナー消費パターンの付着量は、現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの所定期間の動作時間に対するトナー消費量に基づき決定され、単位面積当りの最大付着量が、１．０［ｍｇ／ｃｍ２］ほどになることがある。また、中間転写ベルト８に転写されたトナー消費パターンのトナーＱ／ｄ分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性に揃っている。
When the refresh mode is executed, a rectangular toner consumption pattern of 250 [mm] × 30 [mm] in each non-image forming area corresponding to the space between the
このようにクリーニング対象となるのは付着量として０．０５［ｍｇ／ｃｍ２］程度以下の少量の転写残トナーから最大１．０［ｍｇ／ｃｍ２］ほどになる未転写トナーまで広範囲で、帯電量についても正規帯電極性が多い未転写トナーや正負の極性が混在したブロードな帯電分布の転写残トナーと様々である。 In this way, the object to be cleaned is a wide range from a small amount of untransferred toner having an adhesion amount of about 0.05 [mg / cm 2 ] or less to an untransferred toner having a maximum of about 1.0 [mg / cm 2 ], The charge amount is also various, such as untransferred toner having a large regular charge polarity and a transfer residual toner having a broad charge distribution in which positive and negative polarities are mixed.
クリーニング時の動作を説明する。二次転写ニップを通過した転写残トナーは、第一クリーニングブラシローラ１０２の位置に中間転写ベルト８の回転により移送される。
The operation during cleaning will be described. The untransferred toner that has passed through the secondary transfer nip is transferred to the position of the first
第一クリーニングブラシローラ１０２には、トナーの正規帯電極性とは逆極性（正極性）の所定の電圧が電源１２１から印加されており、アースされたクリーニング対向ローラ１３に対して、中間転写ベルト８と第一クリーニングブラシローラ１０２の表面電位との電位差で形成される電界により、中間転写ベルト８上の負極性に帯電したトナーを静電的に吸着して第一クリーニングブラシローラ１０２へ移動させる。
A predetermined voltage having a polarity (positive polarity) opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the first
第一クリーニングブラシローラ１０２に移動した負極性のトナーは、第一クリーニングブラシローラ１０２よりも絶対値が大きな正極性の電圧（第一クリーニングブラシローラ１０２に対し電位差＋４００［Ｖ］）が電源１２２によって印加された第一回収ローラ１０３との当接位置まで移送される。そして、第一クリーニングブラシローラ１０２の表面電位と第一回収ローラ１０３の表面電位との電位差で形成される電界により、第一クリーニングブラシローラ１０２上の負極性のトナーを静電的に吸着して第一回収ローラ１０３上へ移動させる。
The negative polarity toner that has moved to the first
第一回収ローラ１０３に移動した負極性のトナーは、第一掻き取りブレード１０４により第一回収ローラ１０３の表面から掻き落とされる。第一掻き取りブレード１０４により掻き落とされたトナーは、排出スクリュ１０９で装置外に排出される。
The negative polarity toner that has moved to the
第一クリーニングブラシローラ１０２により除去できなかった中間転写ベルト８上の正極性の転写残トナーは、第二クリーニングブラシローラ１０６の位置に移送される。
The positive transfer residual toner on the
第二クリーニングブラシローラ１０６には、トナーの正規帯電極性と同極性（負極性）の所定のクリーニング電圧が電源１２３から印加されており、アースされたクリーニング対向ローラ１４に対して、中間転写ベルト８と第二クリーニングブラシローラ１０６の表面電位との電位差で形成される電界により、中間転写ベルト８上の正極性に帯電したトナーを静電的に吸着して第二クリーニングブラシローラ１０６へ移動させる。
A predetermined cleaning voltage having the same polarity (negative polarity) as the normal charging polarity of the toner is applied to the second
第二クリーニングブラシローラ１０６に移動した正極性のトナーは、第二クリーニングブラシローラ１０６よりも絶対値が大きな負極性の電圧（第二クリーニングブラシローラ１０６に対し電位差−４００［Ｖ］）が電源１２４により印加された第二回収ローラ１０７との当接位置まで移送される。そして、第二クリーニングブラシローラ１０６の表面電位と第二回収ローラ１０７の表面電位との電位差で形成される電界により、第二クリーニングブラシローラ１０６上の正極性のトナーを静電的に吸着して第二回収ローラ１０７上へ移動させる。
The positive polarity toner moved to the second
第二回収ローラ１０７に移動した正極性のトナーは、第二掻き取りブレード１０８により第二回収ローラ１０７の表面から掻き落とされる。第二掻き取りブレード１０８により掻き落とされたトナーは、排出スクリュ１０９で装置外に排出される。
The positive toner moved to the
ここで第二クリーニングブラシローラ１０６に移動した正極性トナーの一部は、トナーの正規帯電極性である負極性に戻ってしまう。そのため、電源１２４から第二回収ローラ１０７に印加する電圧を所定のタイミングで第二クリーニングブラシローラ１０６よりも絶対値が小さい負極性の電圧（第二クリーニングブラシローラ１０６に対し電位差＋４００Ｖ）に変更している。これにより、第二クリーニングブラシローラ１０６に残っている負極性のトナーを第二回収ローラ１０７に移動させることができる。
Here, a part of the positive polarity toner moved to the second
図１に、第二クリーニング部１００ｂに印加する電圧のタイミングチャートを示す。なお、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）及び図１（ｄ）に示したタイミングチャートは、作像時に５枚の画像を連続で出力した時の例である。
FIG. 1 shows a timing chart of voltages applied to the
クリーニング装置の第二クリーニング部１００ｂの駆動や電圧印加は、中間転写ベルト８の駆動と同期している。中間転写ベルト８の動作と共に第二クリーニングブラシローラ１０６や第二回収ローラ１０７に電圧が印加され、画像部がクリーニング装置に到達するまでがジョブ前、そして中間転写ベルト８上に転写残トナーなどからなる画像がある画像部、画像部と画像部との間である紙間が交互に来て、最後の画像部が通過してジョブ終了から停止までがジョブ後と分けられる。
The driving and voltage application of the
図１（ａ）に示したタイミングチャートの例では、駆動開始から画像部が終わるまでは転写残トナーの内、第一クリーニング部１００ａで除去できなかった正極性トナーが第二クリーニングブラシローラ１０６に入ってくる。そのため、第二回収ローラ１０７には第二クリーニングブラシローラ１０６よりも絶対値が大きな負極性の電圧を電源１２４によって印加している。例えば、第二クリーニングブラシローラ１０６に−２０００［Ｖ］の電圧を印加し、第二回収ローラ１０７に−２４００［Ｖ］の電圧を印加している。
In the example of the timing chart shown in FIG. 1A, the positive toner that cannot be removed by the
５枚目の画像部が通過したジョブ後は、電源１２４から第二回収ローラ１０７に印加する電圧を、第二クリーニングブラシローラ１０６よりも絶対値が小さな負極性の電圧、例えば−１６００［Ｖ］に切り替えて、第二クリーニングブラシローラ１０６に残っている負極性のトナーを第二回収ローラ１０７に回収する。
After the job in which the fifth image portion has passed, the voltage applied from the
図１（ｂ）に示したタイミングチャートの例では、紙間で電源１２４から第二回収ローラ１０７に印加する電圧を切り替えている。連続での通紙枚数が多い時は、通紙中に徐々に正規帯電極性である負極性に戻ってしまったトナーが増えていくため、画像部１枚ごとの紙間で負極性のトナーを回収することで第二クリーニングブラシローラ１０６に負極性トナーが蓄積するのを抑制している。
In the example of the timing chart shown in FIG. 1B, the voltage applied from the
図１（ｃ）に示したタイミングチャートの例では、電源１２４から第二回収ローラ１０７に印加する電圧を、ジョブ前に第二クリーニングブラシローラ１０６よりも絶対値が小さな負極性の電圧に切り替えている。前のジョブと次のジョブとの間の停止中に、第二クリーニングブラシローラ１０６上の正極性トナーのうち、極性が正規帯電極性である負極性に戻るトナーがあるため、この負極性に戻ったトナーを画像部が到達する前に第二クリーニングブラシローラ１０６から第二回収ローラ１０７に回収して、画像部のクリーニングに影響が残らないようにしている。
In the example of the timing chart shown in FIG. 1C, the voltage applied from the
また、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）それぞれに示した第二回収ローラ１０７に印加する電圧の制御を単独ではなく組み合わせて、図１（ｄ）に示したようなタイミングチャートのように制御して、電源１２４から第二回収ローラ１０７に印加する電圧を切り替えても良い。
Further, the control of the voltage applied to the
また、図１（ｅ）に示すように、作像時とは別に画像形成装置の電源をオンした時のイニシャライズ時や所定の通紙枚数ごとに、電源１２４から第二回収ローラ１０７に印加する電圧を切り替えて、第二クリーニングブラシローラ１０６に溜まった正極性のトナーと負極性のトナーとを共に第二回収ローラ１０７で回収する回収モードを設けても良い。
Further, as shown in FIG. 1E, the power is applied to the
トナーが正規帯電極性である負極性に帯電しやすく、逆極性である正極性になったトナーも正規帯電極性である負極性に戻るために逆帯電トナークリーニング部である第二クリーニング部１００ｂに本発明を適応し、回収ローラの電圧を切り替えることで第二クリーニングブラシローラ１０６から負極性トナーを回収できる。これにより負極性のトナーが第二クリーニングブラシローラ１０６から中間転写ベルト８に再付着することが無く、クリーニング不良による異常画像の発生を防止することが出来る。
The toner is easily charged to the negative polarity having the normal charge polarity, and the toner having the positive polarity having the reverse polarity also returns to the negative polarity having the normal charge polarity, so that the toner is returned to the
なお、これまで逆帯電トナークリーニング部である第二クリーニング部１００ｂについて本発明の適応について説明したが、正規帯電トナークリーニング部である第一クリーニング部１００ａについても第一クリーニングブラシローラ１０２で正規帯電極性から逆極性に反転するトナーは少ないため影響は少ないが、全く無いわけではないので、第一クリーニング部１００ａに本発明を適応することもできる。
The application of the present invention has been described so far with respect to the
図７（ａ）に示したタイミングチャートの例では、５枚目の画像部が通過したジョブ後は、電源１２２から第一回収ローラ１０３に印加する電圧を、第一クリーニングブラシローラ１０２よりも絶対値が小さな正極性の電圧に切り替えて、第一クリーニングブラシローラ１０２に残っている正極性のトナーを第一回収ローラ１０３に回収する。
In the example of the timing chart shown in FIG. 7A, the voltage applied from the
図７（ｂ）に示したタイミングチャートの例では、紙間で電源１２２から第一回収ローラ１０３に印加する電圧を、第一クリーニングブラシローラ１０２よりも絶対値が小さな正極性の電圧に切り替えて、第一クリーニングブラシローラ１０２に残っている正極性のトナーを第一回収ローラ１０３に回収する。
In the example of the timing chart shown in FIG. 7B, the voltage applied from the
図７（ｃ）に示したタイミングチャートの例では、ジョブ前に電源１２２から第一回収ローラ１０３に印加する電圧を、第一クリーニングブラシローラ１０２よりも絶対値が小さな正極性の電圧に切り替えて、第一クリーニングブラシローラ１０２に残っている正極性のトナーを第一回収ローラ１０３に回収する。
In the example of the timing chart shown in FIG. 7C, the voltage applied from the
図７（ｄ）に示したタイミングチャートの例では、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）それぞれに示したような電圧印加の制御を単独ではなく組み合わせて電源１２２から第一回収ローラ１０３に電圧を印加している。
In the example of the timing chart shown in FIG. 7D, the voltage application control shown in FIG. 7A, FIG. 7B, and FIG. A voltage is applied to the
図７（ｅ）に示したタイミングチャートの例のように、作像時とは別に画像形成装置の電源をオンした時のイニシャライズ時や所定の通紙枚数ごとに、電源１２２から第一回収ローラ１０３に印加する電圧を切り替えて、第一クリーニングブラシローラ１０２に溜まった正極性のトナーと負極性のトナーとを共に第一回収ローラ１０３で回収する回収モードを設けても良い。
As in the example of the timing chart shown in FIG. 7E, the first recovery roller is supplied from the
中間転写ベルト８に形成された各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンなどの未転写トナーもベルトクリーニング装置１００によって回収される。未転写トナーについてもクリーニングされるトナーの移動の流れは転写残トナーと同様であるが、第一クリーニング部１００ａの印加電圧は未転写パターンが作像され、そのパターンがクリーニング装置に入ってくるタイミングに合わせて、付着量が少ない作像時の設定電圧から付着量が多い未転写の設定電圧に切り替えられる。第二クリーニング部１００ｂについては転写残トナーの時と同様の動作となる。
Untransferred toner such as each color gradation pattern, chevron patch, and toner consumption pattern formed on the
これまで、第一クリーニング部１００ａや第二クリーニング部１００ｂでそれぞれ正規帯電トナーや逆帯電トナーを除去するベルトクリーニング装置１００について説明してきたが、図８のようにクリーニング装置に入力されるトナーを大まかに除去するプレクリーニング部１００ｃを設けたベルトクリーニング装置にも本発明を適応することができる。
Up to now, the
プレクリーニング部１００ｃは、クリーニング部材としてのプレクリーニングブラシローラ１１０、プレクリーニングブラシローラ１１０に付着したトナーを回収する回収手段としてのプレ回収ローラ１１１、プレ回収ローラ１１１に当接してプレ回収ローラ１１１の表面からトナーを掻き取るトナー掻き取り部材としてのプレ掻き取りブレード１１２を備えている。また、プレクリーニングブラシローラ１１０に電圧を印加する電源１２５や、プレ回収ローラ１１１に電圧を印加する電源１２６を備えている。
The
プレクリーニング部１００ｃでは、プレクリーニングブラシローラ１１０やプレ回収ローラ１１１に所定の正極性の電圧が印加され、負極性のトナーを除去している。
In the
具体的には、プレクリーニングブラシローラ１１０には、トナーの正規帯電極性とは逆極性である正極性の所定の電圧が電源１２５から印加されており、アースされたクリーニング対向ローラ１５に対して、中間転写ベルト８とプレクリーニングブラシローラ１１０の表面電位との電位差で形成される電界により、中間転写ベルト８上の負極性に帯電したトナーを静電的に吸着してプレクリーニングブラシローラ１１０へ移動させる。
Specifically, a predetermined positive voltage having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the
プレクリーニングブラシローラ１１０に移動した負極性のトナーは、プレクリーニングブラシローラ１１０よりも絶対値が大きな正極性の電圧が電源１２６により印加されたプレ回収ローラ１１１との当接位置まで移送される。そして、プレクリーニングブラシローラ１１０の表面電位とプレ回収ローラ１１１の表面電位との電位差で形成される電界により、プレクリーニングブラシローラ１１０上の負極性のトナーを静電的に吸着してプレ回収ローラ１１１上へ移動させる。
The negative polarity toner that has moved to the
プレ回収ローラ１１１に移動した負極性のトナーは、プレ掻き取りブレード１１２によりプレ回収ローラ１１の表面から掻き落とされる。プレ掻き取りブレード１１２により掻き落とされたトナーは、排出スクリュ１０９で装置外に排出される。
The negative polarity toner that has moved to the
また、プレクリーニング部１００ｃでは、未転写トナーと転写残トナーの付着量に対応した２段階の電圧が設定されている。前述の実施例とは逆で、第一クリーニング部１００ａでは負極性の電圧が電源１２１から第一クリーニングブラシローラ１０２に印加され正極性のトナーを除去している。それと共に第一クリーニング部１００ａを通過し第二クリーニングに搬送されるトナーを負極性に揃える極性制御の役割も果たしている。第二クリーニング部１００ｂでは電源１２３から第二クリーニングブラシローラ１０６に正極性の電圧が印加され、極性が揃えられた負極性のトナーを除去している。正極性のトナーを除去する第一クリーニング部１００ａについて、電源１２２から第一回収ローラ１０３に印加する電圧を図１に示したタイミングチャートのパターンで切り替えることで、第一クリーニングブラシローラ１０２上の正極性から負極性に戻ってしまったトナーを第一回収ローラ１０３に回収している。
In the
次に、本プリンタに好適に使用されるトナーについて説明する。
本プリンタに好適に使用されるトナーは、６００［ｄｐｉ］以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径が３〜６［μｍ］のものが好ましい。また、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が、１．００〜１．４０の範囲にあるトナーが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
Next, toner that is preferably used in the printer will be described.
The toner suitably used in this printer preferably has a volume average particle diameter of 3 to 6 [μm] in order to reproduce minute dots of 600 [dpi] or more. A toner having a ratio (Dv / Dn) of volume average particle diameter (Dv) to number average particle diameter (Dn) in the range of 1.00 to 1.40 is preferable. The closer (Dv / Dn) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図９は、形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記数１で表される。トナーを二次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180. FIG. 9 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is expressed by the following
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。 When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
また、図１０は、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記数２で表される。トナーを二次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／（４π）を乗じた値である。 FIG. 10 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-2. The shape factor SF-2 indicates the ratio of unevenness in the shape of the toner, and is expressed by the following formula 2. A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / (4π).
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。 When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。 Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated. When the shape of the toner is close to a spherical shape, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity increases, and the toner and the photoconductor The attraction force becomes weaker and the transfer rate becomes higher. If either of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.
また、カラープリンタに好適に使用されるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマーと、ポリエステルと、着色剤と、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。 In addition, a toner suitably used for a color printer is a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. Is a toner obtained by crosslinking and / or elongation reaction in an aqueous solvent. Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.
（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
(polyester)
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound.
多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。 Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。 Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧しながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。 The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1. The polycondensation reaction of polyhydric alcohol (PO) and polycarboxylic acid (PC) is performed at 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, while reducing the pressure as necessary. The produced water is distilled off to obtain a polyester having a hydroxyl group. The hydroxyl value of the polyester is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and furthermore, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation. The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−イソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５／１を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１／１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０［ｗｔ％］、好ましくは１〜３０［ｗｔ％］、さらに好ましくは２〜２０［ｗｔ％］である。０．５［ｗｔ％］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［ｗｔ％］を超えると低温定着性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines. Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-isocyanatomethyl caproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; phenol derivatives, oximes, caprolactam And a combination of two or more of these. The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5/1, the low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1/1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester becomes low and hot offset resistance deteriorates. The content of the polyisocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 [wt%], preferably 1 to 30 [wt%], more preferably 2 to 20 [wt%]. If it is less than 0.5 [wt%], the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 [wt%], the low-temperature fixability deteriorates. The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。 Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。 Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of the compound (B6) obtained by blocking the amino group of B1 to B5 include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２／１超や、１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2/1 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０［％］未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。 The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧しながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。 The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyvalent carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate, dibutyltin oxide, etc., and water produced while reducing the pressure as necessary. Distill off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Subsequently, at 40-140 degreeC, this is made to react with polyvalent isocyanate (PIC), and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group is obtained. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a urea-modified polyester.
（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。 When reacting (PIC) and when reacting (A) and (B), a solvent may be used if necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to isocyanates (PIC), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。 In addition, in the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator can be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が悪化する。 The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color image forming apparatus are deteriorated.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。 By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color image forming apparatus are improved. Therefore, it is preferable to use the urea-modified polyester alone. The unmodified polyester may include a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。 The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition.
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。 The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, and particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５［℃］、好ましくは４５〜６０［℃］である。４５［℃］未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５［℃］を超えると低温定着性が不十分となる。 The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 [° C.], preferably 45 to 60 [° C.]. If the temperature is less than 45 [° C.], the heat resistance of the toner deteriorates, and if it exceeds 65 [° C.], the low-temperature fixability becomes insufficient.
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。 In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ１、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５［重量％］、好ましくは３〜１０［重量％］である。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Lead yellow, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR1, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R) , Tartrazine rake, quinoline yellow rake, anthrazan yellow BGL, isoindolinone yellow, bengara, red lead, lead vermilion, cadmium red, cadmium mercurial red, antimon vermilion, permanent red 4R, para red, phissa red Parachlor ortho nitro Nirin Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, thioindigo maroon, oil red, quinacridone red, pyrazolone red, Riazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalo Cyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15 [wt%], preferably 3 to 10 [wt%] based on the toner.
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。 The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
（荷電制御剤）
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲ１−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSYVP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge NEG VP2036 of quaternary ammonium salt, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LR1-901, LR-147 which is a boron complex (manufactured by Nippon Carlit) ), Copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo face , Sulfonate group, carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。 The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the developer fluidity is lowered, and the image density is lowered. Invite.
（離型剤）
離型剤としては、融点が５０〜１２０［℃］の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
(Release agent)
As a release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 [° C.] works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. Effective against high temperature offset without applying a release agent such as oil to the fixing roller. Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax and rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline, And petroleum waxes such as petrolatum. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。 The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the master batch and the binder resin, and of course, they may be added when dissolved and dispersed in the organic solvent.
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２［μｍ］であることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５［μｍ］であることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００［ｍ２／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［ｗｔ％］であることが好ましく、特に０．０１〜２．０［ｗｔ％］であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−４［μｍ］以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５［ｗｔ％］の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
(External additive)
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 −3 to 2 [μm], particularly preferably 5 × 10 −3 to 0.5 [μm]. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 [m < 2 > / g]. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 [wt%] of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 [wt%]. Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using particles having an average particle diameter of 5 × 10 −4 [μm] or less, both electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even with stirring and mixing in the developing device to obtain the charge level, the fluidity-imparting agent is not detached from the toner, and good image quality that does not cause firefly and the like can be obtained, and the residual toner is further reduced. Is planned. Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the addition amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 [wt%], the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained. Stable image quality can be obtained even when copying is repeated.
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。 Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
（トナーの製造方法）
（１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
(Toner production method)
(1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
有機溶媒は、沸点が１００［℃］未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組み合わせて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。 The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 [° C.] from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.
（２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
(2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。 The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。 Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。 As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohols Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。 Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。 Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。 In addition, examples of the cationic surfactant include aliphatic quaternary ammonium salts such as aliphatic primary, secondary or secondary amine acids having a fluoroalkyl group, and perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salts. , Benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Manufactured), MegaFuck F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footgent F-300 (Neos), and the like.
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０［％］の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１［μｍ］、及び３［μｍ］、ポリスチレン微粒子０．５［μｍ］及び２［μｍ］、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１［μｍ］、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。 The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage which exists on the surface of a toner base particle becomes the range of 10-90 [%]. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 [μm] and 3 [μm], polystyrene fine particles 0.5 [μm] and 2 [μm], poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 [μm], trade name is PB- 200H (manufactured by Kao Corporation), SGP (manufactured by Sokensha), technopolymer SB (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) and the like. In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。 As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０［μｍ］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１０００〜３００００［ｒｐｍ］、好ましくは５０００〜２００００［ｒｐｍ］である。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０［℃］（加圧下）、好ましくは４０〜９８［℃］である。 The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, in order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 [μm], a high-speed shearing method 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.].
（３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。 (3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０［℃］、好ましくは４０〜９８［℃］である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。 This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 [° C.], preferably 40 to 98 [° C.]. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
（４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。 (4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。 In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
（５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。 荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。 (5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner. The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。 Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.
またトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）はトナーの形状を模式的に示す図である。図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、トナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１１（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１１（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。 The toner has a substantially spherical shape and can be represented by the following shape rule. FIGS. 11A, 11B, and 11C are diagrams schematically illustrating the shape of the toner. In FIGS. 11A, 11B, and 11C, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the toner. The ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) (see FIG. 11B) is 0.5 to 1.0, and the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) (FIG. 11C )) Is preferably in the range of 0.7 to 1.0. When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。 Note that r1, r2, and r3 were measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of field of view and taking pictures.
また、本発明のクリーニング装置は、中間転写ベルトのおもて面をクリーニングするベルトクリーニング装置１００に限らず、図１２に示すように、紙搬送ベルト５１の搬送ベルトクリーニング装置５００にも適用することができる。図１２に示すように、タンデム型直接転写方式の画像形成装置に用いられる被清掃体としての紙搬送ベルト５１は、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにそれぞれ接触してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップを形成している。そして、記録紙Ｐを自らの表面に保持しながら、自らの無端移動に伴って図中左側から右側に向けて搬送する過程で、記録紙ＰをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の一次転写ニップに順次送り込む。これにより、記録紙Ｐには、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。Ｋ用の一次転写ニップを通過した後の紙搬送ベルト５１に付着しているトナーなどの汚れは、搬送ベルトクリーニング装置５００によって除去される。また、光学センサユニット１５０が紙搬送ベルト５１のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。図１２に示すプリンタにおいては、所定のタイミングで画像濃度制御や位置ずれ量補正制御を実施し、紙搬送ベルト５１に所定のトナーパターン（階調パターン、シェブロンパッチ）を形成し、光学センサユニット１５０で上記トナーパターンを検知し、検知結果に基づいて所定の補正処理を実行する。光学センサユニット１５０で検知後の未転写トナー像であるトナーパターンは、搬送ベルトクリーニング装置５００で除去される。このように、紙搬送ベルト５１は、トナー像を担持する像担持体としての機能を備えている。この構成の場合は画像領域のトナーは紙に直接転写されるため、紙搬送ベルト５１に転写残が形成されることは無いが、紙搬送ベルト５１に所定のトナーパターン（階調パターン、シェブロンパッチ）を形成される。
Further, the cleaning device of the present invention is not limited to the
搬送ベルトクリーニング装置５００に本発明のクリーニング装置を適用することによって、経時にわたり紙搬送ベルト５１を良好にクリーニングすることができる。
By applying the cleaning device of the present invention to the transport
また、本発明のクリーニング装置は、図１３に示すように、ドラムクリーニング装置４にも適用できる。通常の作像時の転写残トナーや現像装置内をリフレッシュするリフレッシュモード実行した際のトナー消費パターンや、紙詰まりが発生した際の感光体上トナー像などの未転写トナー像が、ドラムクリーニング装置４に入力される。ドラムクリーニング装置４に本発明のクリーニング装置を適用することによってドラムクリーニング装置４に入力されたトナー像を良好に除去することができる。 The cleaning device of the present invention can also be applied to the drum cleaning device 4 as shown in FIG. The drum cleaning device is used to transfer untransferred toner images during normal image formation, toner consumption patterns when refresh mode is executed to refresh the inside of the developing device, and untransferred toner images such as toner images on the photoconductor when paper jam occurs. 4 is input. By applying the cleaning device of the present invention to the drum cleaning device 4, it is possible to satisfactorily remove the toner image input to the drum cleaning device 4.
以上、本実施形態によれば、回転しながら被清掃体である中間転写ベルト８上の所定極性である正極性に帯電したトナーを静電的に除去するクリーニング部材である第二クリーニングブラシローラ１０６と、第二クリーニングブラシローラ１０６上の正極性に帯電したトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する回収部材である第二回収ローラ１０７と、正極性とは逆極性である負極性の電圧を第二クリーニングブラシローラ１０６に印加するクリーニング部材電圧印加手段であり電源１２３と、負極性の電圧を第二回収ローラ１０７に印加する回収部材電圧印加手段である電源１２４とを備えたクリーニング装置であるベルトクリーニング装置１００において、所定のタイミングで、第二クリーニングブラシローラ１０６上の負極性に帯電したトナーを静電的に第二回収ローラ１０７へ移動させるように電源１２４によって第二回収ローラ１０７に印加される電圧を変更する。所定のタイミングで、第二クリーニングブラシローラ１０６上の負極性に帯電したトナーを静電的に第二回収ローラ１０７へ移動させるように電源１２４によって第二回収ローラ１０７に印加される電圧を変更することで、負極性に帯電したトナーを第二クリーニングブラシローラ１０６から第二回収ローラ１０７に移動させることができる。これにより、負極性に帯電したトナーが第二クリーニングブラシローラ１０６に蓄積されるのを抑制することができる。よって、負極性に帯電したトナーが第二クリーニングブラシローラ１０６から中間転写ベルト８に戻り再付着してクリーニング不良が発生することを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、回転しながら中間転写ベルト８上の所定極性である負極性に帯電したトナーを静電的に除去するクリーニング部材である第一クリーニングブラシローラ１０２と、第一クリーニングブラシローラ１０２上の負極性に帯電したトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する回収部材である第一回収ローラ１０３と、負極性とは逆極性である正極性の電圧を第一クリーニングブラシローラ１０２に印加するクリーニング部材電圧印加手段であり電源１２１と、正極性の電圧を第一回収ローラ１０３に印加する回収部材電圧印加手段である電源１２２とを備えたクリーニング装置であるベルトクリーニング装置１００において、所定のタイミングで、第一クリーニングブラシローラ１０２上の正極性に帯電したトナーを静電的に第一回収ローラ１０３へ移動させるように電源１２２によって第一回収ローラ１０３に印加される電圧を変更する。所定のタイミングで、第一クリーニングブラシローラ１０２上の正極性に帯電したトナーを静電的に第一回収ローラ１０３へ移動させるように電源によって第一回収ローラ１０３に印加される電圧を変更することで、正極性に帯電したトナーを第一クリーニングブラシローラ１０２から第一回収ローラ１０３に移動させることができる。これにより、正極性に帯電したトナーが第一クリーニングブラシローラ１０２に蓄積されるのを抑制することができる。よって、正極性に帯電したトナーが第一クリーニングブラシローラ１０２から中間転写ベルト８に戻り再付着してクリーニング不良が発生することを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、前記所定のタイミングが少なくともジョブ終了時であることで、ジョブ中に第二クリーニングブラシローラ１０６に溜まった負極性のトナーを第二回収ローラ１０７で回収して、第二クリーニングブラシローラ１０６をきれいにすることができる。
また、本実施形態によれば、前記所定のタイミングが少なくとも紙間であることで、連続通紙中に負極性のトナーが第二クリーニングブラシローラ１０６に溜まっていくのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、前記所定のタイミングが少なくともジョブ前であることで、前回のジョブ後からの停止中に第二クリーニングブラシローラ１０６上で正極性から負極性に戻ってしまったトナーを第二回収ローラ１０７で回収することができる。
また、本実施形態によれば、前記所定のタイミングが少なくとも所定枚数を出力した後であることで、第二クリーニングブラシローラ１０６に負極性のトナーが溜まっていくのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、前記所定のタイミングが少なくとも電源をオンにしたときであることで、停止中に第二クリーニングブラシローラ１０６上で正極性から負極性に戻ってしまったトナーを、第二回収ローラ１０７で回収することができる。
また、本実施形態によれば、トナー像を担持する像担持体である感光体１と、感光体１の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、感光体１の表面に付着している付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、前記クリーニング手段として、本発明を適用したドラムクリーニング装置４を用いたことで、感光体１上のトナーを良好にクリーニングすることができる。これにより、高画質な画像形成を実現することができる。
また、本実施形態によれば、像担持体である感光体１と、感光体１上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、感光体１上に形成されたトナー像を中間転写体である中間転写ベルト８上に一次転写する一次転写手段である一次転写ローラ９と、中間転写ベルト８上に担持したトナー像を記録材である記録紙Ｐに転写する二次転写手段である二次転写ローラ１８と、中間転写ベルト８の表面に付着した付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、前記クリーニング手段として、本発明を適用したベルトクリーニング装置１００を用いたことで、中間転写ベルト８上のトナーを良好にクリーニングすることができる。これにより、高画質な画像形成を実現することができる。
また、本実施形態によれば、像担持体である感光体１と、感光体１上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、感光体１上に形成されたトナー像を記録材である記録紙Ｐに転写する転写手段である転写ローラ５９と、記録紙Ｐを転写ローラ５９による転写位置である一次転写ニップまで搬送する記録材搬送部材である紙搬送ベルト５１と、紙搬送ベルト５１の表面に付着した付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、前記クリーニング手段として、本発明を適用した搬送ベルトクリーニング装置５００を用いたことで、紙搬送ベルト５１上のトナーを良好にクリーニングすることができる。これにより、高画質な画像形成を実現することができる。
As described above, according to the present exemplary embodiment, the second
Further, according to the present embodiment, the first
Further, according to the present embodiment, since the predetermined timing is at least when the job is completed, the negative toner collected on the second
Further, according to the present embodiment, the predetermined timing is at least between sheets, so that negative-polarity toner can be prevented from accumulating on the second
Further, according to the present embodiment, the toner that has returned from the positive polarity to the negative polarity on the second
Further, according to the present embodiment, it is possible to prevent negative toner from accumulating on the second
Further, according to the present embodiment, the predetermined timing is at least when the power is turned on. It can be recovered by the
In addition, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the
Further, according to the present embodiment, the
１ 感光体
２ 帯電装置
４ ドラムクリーニング装置
５ 現像装置
６ プロセスユニット
７ 転写ユニット
８ 中間転写ベルト
９ 一次転写ローラ
１０ 従動ローラ
１１ 駆動ローラ
１２ 二次転写対向ローラ
１３ クリーニング対向ローラ
１４ クリーニング対向ローラ
１６ テンションローラ
１８ 二次転写ローラ
５１ 紙搬送ベルト
５９ 転写ローラ
１００ ベルトクリーニング装置
１００ａ 第一クリーニング部
１００ｂ 第二クリーニング部
１００ｃ プレクリーニング部
１０２ 第一クリーニングブラシローラ
１０３ 第一回収ローラ
１０４ 第一掻き取りブレード
１０６ 第二クリーニングブラシローラ
１０７ 第二回収ローラ
１０８ 第二掻き取りブレード
１０９ 排出スクリュ
１１０ プレクリーニングブラシローラ
１１１ プレ回収ローラ
１１２ プレ掻き取りブレード
１２１ 電源
１２２ 電源
１２３ 電源
１２４ 電源
１２５ 電源
１２６ 電源
１５０ 光学センサユニット
１５１ 光学センサ
５００ 搬送ベルトクリーニング装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記クリーニング部材上の前記所定極性に帯電したトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する回収部材と、
前記所定極性とは逆極性の電圧を前記クリーニング部材に印加するクリーニング部材電圧印加手段と、
前記所定極性とは逆極性の電圧を前記回収部材に印加する回収部材電圧印加手段とを備えたクリーニング装置において、
前記回収部材電圧印加手段によって前記回収部材に印加する電圧を、前記クリーニング部材上の所定極性とは逆極性に帯電したトナーが静電的に回収部材へ移動するような電圧に所定のタイミングで変更することを特徴とするクリーニング装置。 A cleaning member that electrostatically removes toner charged to a predetermined polarity on the object to be cleaned while rotating;
A collecting member for electrostatically moving the toner charged to the predetermined polarity on the cleaning member to its own surface and collecting the toner;
Cleaning member voltage application means for applying a voltage having a polarity opposite to the predetermined polarity to the cleaning member;
In a cleaning device comprising a recovery member voltage application means for applying a voltage having a polarity opposite to the predetermined polarity to the recovery member,
The voltage applied to the recovery member by the recovery member voltage applying means is changed to a voltage at which the toner charged to a polarity opposite to the predetermined polarity on the cleaning member electrostatically moves to the recovery member at a predetermined timing. A cleaning device.
上記所定極性はトナーの正規帯電極性であることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1.
The cleaning device according to claim 1, wherein the predetermined polarity is a normal charging polarity of toner.
上記所定極性はトナーの正規帯電極性とは逆極性であることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1.
The cleaning device according to claim 1, wherein the predetermined polarity is a polarity opposite to a normal charging polarity of the toner.
回転しながら被清掃体上の所定極性とは逆極性に帯電したトナーを静電的に除去する逆極性トナークリーニング部材と、
前記逆極性トナークリーニング部材上の前記逆極性に帯電したトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する逆極性トナー回収部材と、
前記所定極性の電圧を前記逆極性トナークリーニング部材に印加する逆極性トナークリーニング部材電圧印加手段と、
前記所定極性の電圧を前記逆極性トナー回収部材に印加する逆極性トナー回収部材電圧印加手段とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1, 2 or 3,
A reverse polarity toner cleaning member that electrostatically removes toner charged to a polarity opposite to the predetermined polarity on the object to be cleaned while rotating;
A reverse polarity toner recovery member that electrostatically moves the toner charged to the reverse polarity on the reverse polarity toner cleaning member to its surface and recovers the toner;
Reverse polarity toner cleaning member voltage applying means for applying the predetermined polarity voltage to the reverse polarity toner cleaning member;
A cleaning apparatus comprising: a reverse polarity toner recovery member voltage application unit that applies a voltage of the predetermined polarity to the reverse polarity toner recovery member.
上記所定のタイミングは少なくともジョブ終了時であることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1, 2, 3 or 4.
The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the predetermined timing is at least a job end time.
上記所定のタイミングは少なくとも紙間であることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
The cleaning device, wherein the predetermined timing is at least between sheets.
上記所定のタイミングは少なくともジョブ前であることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
The cleaning apparatus, wherein the predetermined timing is at least before a job.
上記所定のタイミングは少なくとも所定枚数を出力した後であることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7.
The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the predetermined timing is after outputting at least a predetermined number of sheets.
上記所定のタイミングが少なくとも電源をオンにしたときであることを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
The cleaning apparatus, wherein the predetermined timing is at least when the power is turned on.
前記像担持体の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記像担持体の表面に付着している付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
前記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９のクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying a toner image;
Toner image forming means for forming a toner image on the surface of the image carrier;
In an image forming apparatus comprising: a cleaning unit that removes toner that is an adhering matter adhering to the surface of the image carrier;
An image forming apparatus using the cleaning device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9 as the cleaning unit.
前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写する一次転写手段と、
前記中間転写体上に担持したトナー像を記録材に転写する二次転写手段と、
前記中間転写体の表面に付着した付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
前記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９のクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Toner image forming means for forming a toner image on the image carrier;
Primary transfer means for primarily transferring a toner image formed on the image carrier onto an intermediate transfer body;
Secondary transfer means for transferring a toner image carried on the intermediate transfer member to a recording material;
In an image forming apparatus comprising: a cleaning unit that removes toner that is attached to the surface of the intermediate transfer member;
An image forming apparatus using the cleaning device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9 as the cleaning unit.
前記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記像担持体上に形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
前記記録材を前記転写手段による転写位置まで搬送する記録材搬送部材と、
前記記録材搬送部材の表面に付着した付着物たるトナーを除去するクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
前記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９のクリーニング装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
Toner image forming means for forming a toner image on the image carrier;
Transfer means for transferring a toner image formed on the image carrier to a recording material;
A recording material conveying member for conveying the recording material to a transfer position by the transfer means;
In an image forming apparatus comprising: a cleaning unit that removes toner that is attached to the surface of the recording material conveying member;
An image forming apparatus using the cleaning device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9 as the cleaning unit.
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