JP4842729B2 - Image forming apparatus control method and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置の制御方法と、その制御方法を備えた複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。 The invention also relates to a method of controlling an image forming apparatus of an electrophotographic system, a copying machine provided with a control method thereof, printers, plotters, facsimile or image forming equipment such as a complex machine thereof.
感光体等からなる像担持体を帯電手段で均一に帯電し、光書込装置等の潜像形成手段で像担持体の表面に潜像を形成した後、該像担持体上の潜像を現像手段のトナーで現像してトナー像化し、像担持体上に形成されたトナー像を転写手段で転写材上に直接または中間転写体を介して転写し、画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置が知られており、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等として普及している。 An image carrier made up of a photoconductor and the like is uniformly charged by a charging unit, and a latent image is formed on the surface of the image carrier by a latent image forming unit such as an optical writing device. An electrophotographic image is formed by developing with the toner of the developing means to form a toner image, and transferring the toner image formed on the image carrier onto the transfer material directly or via an intermediate transfer body by the transfer means. Forming apparatuses are known, and are widely used as copiers, printers, plotters, facsimiles, or complex machines of these.
このような画像形成装置においては、高画質化のため、現像に用いるトナーの小粒径化及び高円形度化が進められている。粉砕法により製造されたトナーでは、これらの特性に限界があるため、小粒径化が可能な懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法により製造された重合トナーが採用されつつある。 In such an image forming apparatus, in order to improve the image quality, the toner used for development is reduced in particle size and increased in circularity. Since the toner manufactured by the pulverization method has limitations in these characteristics, a polymerized toner manufactured by a suspension polymerization method, an emulsion polymerization method, or a dispersion polymerization method capable of reducing the particle size is being adopted.
一般に円形度の高いトナーはクリーニング性が悪いことで知られている。これは、トナーがクリーニングブレードのエッジに引っかからずに転がってしまうため、クリーニングブレードをすり抜けやすくなっていることに起因する。このようなクリーニング性が悪いトナーでは接触帯電式の帯電手段（例えば帯電ローラ）が汚れやすく、経時で帯電ムラによる異常画像が発生する。 In general, toner with a high degree of circularity is known to have poor cleaning properties. This is due to the fact that the toner rolls without being caught by the edge of the cleaning blade, so that the cleaning blade is easily slipped through. Such toners with poor cleaning properties tend to stain the contact charging type charging means (for example, a charging roller), and an abnormal image due to uneven charging occurs with time.
この問題に対して、帯電ローラにクリーナを搭載することで帯電ローラの汚れを取り除くこと（例えば特許文献１参照）や、非接触帯電あるいは近接帯電とすることで帯電ローラに汚れを付きにくくするなどの工夫がされてきた（例えば特許文献２参照）。その一方、制御面で帯電ローラの汚れによる異常画像の防止を行う工夫は殆どなされていない。 In order to solve this problem, it is possible to remove dirt on the charging roller by mounting a cleaner on the charging roller (see, for example, Patent Document 1), or to make the charging roller less likely to become dirty by using non-contact charging or proximity charging. Has been devised (for example, see Patent Document 2). On the other hand, there has been little contrivance for preventing abnormal images due to contamination of the charging roller on the control surface.
帯電ローラにトナーや、トナー外添剤、紙粉、感光体潤滑剤なとの異物が付着することによって異常画像が発生するという課題がある。この課題に対しては、前述したように帯電ローラにクリーナを載せるなどして帯電ローラに付着した異物を取ることや、帯電ローラと感光体とを非接触にする非接触帯電方式、あるいはわずかに接触させる近接帯電方式にして、帯電ローラに異物が付着しにくくすることで改善することができる。しかし、最近では環境の面でもユニットの寿命をさらに長寿命化することが必要となってきており、前述した対策よりも、より大きな効果が必要となってきている。また、機械の高速化も求められており、帯電電位と現像バイアスの差である地肌ポテンシャルが一定の場合は、高速化すると帯電ローラの汚れによる異常画像がよりはっきりと出てくる。地肌ポテンシャルを高くすると帯電ローラの汚れによる異常画像や地汚れを低減させることができるが、感光体へのキャリア付着が多くなる。 There is a problem in that an abnormal image is generated when foreign matters such as toner, toner external additives, paper powder, and photoconductor lubricant adhere to the charging roller. To deal with this problem, remove the foreign matter adhering to the charging roller by placing a cleaner on the charging roller as described above, a non-contact charging method in which the charging roller and the photosensitive member are not in contact, or slightly This can be improved by using a proximity charging system that makes contact, and making it difficult for foreign matter to adhere to the charging roller. However, recently, it has become necessary to further extend the life of the unit in terms of the environment, and a greater effect than the above-described measures is required. Further, there is a demand for speeding up of the machine. When the background potential, which is the difference between the charging potential and the developing bias, is constant, an abnormal image due to contamination of the charging roller appears more clearly when the speed is increased. Increasing the background potential can reduce abnormal images and background contamination due to contamination of the charging roller, but increases carrier adhesion to the photoreceptor.
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、像担持体の地肌ポテンシャルを所定の条件で変えることにより、像担持体へのキャリア付着を最小限にとどめながら、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの発生を防止し、帯電手段の寿命を延ばすことができる制御方法を提供すること、及び、その制御方法を備えることにより異常画像や地汚れの発生を防止することができ、高画質化を達成することができる画像形成装置を提供することを目的とし、さらには、その画像形成装置に装備され、像担持体や帯電手段等を交換するときの利便性を向上させることができるプロセスカートリッジを提供すること、さらには、前記画像形成装置に用いられ、高画質化、クリーニング性の向上、帯電手段の長寿命化等を図ることができる特性のトナーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and by changing the background potential of the image carrier under a predetermined condition, an abnormal image due to contamination of the charging means can be obtained while minimizing carrier adhesion to the image carrier. Providing a control method that can prevent the occurrence of background stains and extend the life of the charging means, and the provision of the control method can prevent the occurrence of abnormal images and background stains, resulting in higher image quality. And a process cartridge that is provided in the image forming apparatus and that can improve convenience when replacing an image carrier, charging means, and the like. In addition, the toner used in the image forming apparatus has characteristics that can improve image quality, improve cleaning properties, extend the life of the charging means, and the like. An object of the present invention is to provide.
上述の目的を達成するため、本発明では以下のような技術的手段を採っている。
本発明の第１の手段は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段により前記像担持体上に形成された潜像をトナーで現像してトナー像化する現像手段と、該現像手段により前記像担持体上に形成されたトナー像を転写材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、前記像担持体の線速が可変であり、前記像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値を、前記像担持体の線速によって変える画像形成装置の制御方法において、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が、前記像担持体の線速の速い方が高いことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
The first means of the present invention includes an image carrier, a charging unit for charging the image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the surface of the charged image carrier, and the latent image forming unit. Developing means for developing the latent image formed on the image carrier with toner to form a toner image; and transfer means for transferring the toner image formed on the image carrier on the transfer material by the developing means; a method of controlling an image forming apparatus having a linear velocity of the image bearing member is variable, a target value or setpoint for background potential of said image bearing member, Ru changed by the linear velocity of the image bearing member the control method of images forming device, the absolute value of the target value or set value of the background potential, characterized in that the faster the linear speed of the image bearing member is high.
本発明の第２の手段は、第１の手段の画像形成装置の制御方法において、前記転写手段が前記転写材に流す転写電流が変化する場合には、前記像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値を、前記転写手段が前記転写材に流す転写電流によって変えることを特徴とする。
また、本発明の第３の手段は、第２の手段の画像形成装置の制御方法において、前記転写電流値の高い方が、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が高いことを特徴とする。
According to a second means of the present invention, in the control method of the image forming apparatus of the first means, when the transfer current that the transfer means passes to the transfer material changes , the target value of the background potential of the image carrier is changed. Alternatively, the set value is changed by a transfer current that the transfer unit passes through the transfer material.
The third aspect of the present invention is a control method for an image forming apparatus of the second means, the higher the transfer current value, wherein the absolute value is higher target value or set value of the background potential And
本発明の第４の手段は、第１の手段の画像形成装置の制御方法において、前記像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値が、前記像担持体の回転数及び／又は転写材の通過枚数によって可変であることを特徴とする。
また、本発明の第５の手段は、第４の手段の画像形成装置の制御方法において、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、前記像担持体の回転数が多い方及び／又は転写材の通過枚数の多い方が、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が大きくなることを特徴とする。
According to a fourth means of the present invention, in the control method of the image forming apparatus of the first means, the target value or setting value of the background potential of the image carrier is determined by the number of rotations of the image carrier and / or the transfer material. It is variable according to the number of passing sheets.
According to a fifth means of the present invention, in the method for controlling an image forming apparatus according to the fourth means, the target value or set value of the background potential is the one having a larger number of rotations of the image carrier and / or a transfer material. The larger the number of passing sheets, the larger the absolute value of the target value or set value of the background potential.
本発明の第６の手段は、第４または第５の手段の画像形成装置の制御方法において、前記転写手段が前記転写材に流す転写電流が変化する場合には、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、前記転写手段が前記転写材に流す転写電流によって変えることを特徴とする。
さらに本発明の第７の手段は、第１〜第６のいずれか１つの手段の画像形成装置の制御方法において、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値を設定する際、変化させるのは前記像担持体を帯電する帯電手段の帯電バイアスであることを特徴とする。
According to a sixth means of the present invention, in the control method of the image forming apparatus of the fourth or fifth means, if the transfer current that the transfer means passes through the transfer material changes , the target value of the background potential or The set value is changed by a transfer current that the transfer means passes through the transfer material.
Further, according to a seventh means of the present invention, in the method of controlling an image forming apparatus according to any one of the first to sixth means, when setting the target value or setting value of the background potential, the image potential is changed by the image. It is a charging bias of charging means for charging the carrier.
本発明の第８の手段は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段により前記像担持体上に形成された潜像をトナーで現像してトナー像化する現像手段と、該現像手段により前記像担持体上に形成されたトナー像を転写材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、第１〜第７のいずれか１つの手段の制御方法を備えたことを特徴とする。 The eighth means of the present invention comprises an image carrier, a charging means for charging the image carrier, a latent image forming means for forming a latent image on the surface of the charged image carrier, and the latent image forming means. Developing means for developing the latent image formed on the image carrier with toner to form a toner image; and transfer means for transferring the toner image formed on the image carrier on the transfer material by the developing means; Is provided with a method for controlling any one of the first to seventh means.
本発明の第９の手段は、第８の手段の画像形成装置において、前記帯電手段は帯電ローラであることを特徴とする。
また、本発明の第１０の手段は、第９の手段の画像形成装置において、前記帯電ローラは前記像担持体に対し非接触で配置されることを特徴とする。
さらに本発明の第１１の手段は、第９または第１０の手段の画像形成装置において、前記帯電ローラには直流（ＤＣ）電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳して印加することを特徴とする。
According to a ninth means of the present invention, in the image forming apparatus of the eighth means, the charging means is a charging roller.
According to a tenth means of the present invention, in the image forming apparatus according to the ninth means, the charging roller is disposed in a non-contact manner with respect to the image carrier.
Further, according to an eleventh means of the present invention, in the image forming apparatus according to the ninth or tenth means, an alternating current (AC) voltage is superimposed on the charging roller and applied to the charging roller. .
本発明の第１の参考手段は、第８〜第１１のいずれか１つの手段の画像形成装置に装備されるプロセスカートリッジにおいて、少なくとも前記像担持体と前記帯電手段が一体となって構成されていることを特徴とする。 According to a first reference means of the present invention, in the process cartridge provided in the image forming apparatus of any one of the eighth to eleventh means, at least the image carrier and the charging means are integrated. It is characterized by being.
本発明の第２の参考手段は、第８〜第１１のいずれか１つの手段の画像形成装置に用いられるトナーであって、平均円形度が０．９３以上であることを特徴とする。
また、本発明の第３の参考手段は、第８〜第１１のいずれか１つの手段の画像形成装置に用いられるトナーであって、体積平均粒経（Ｄｖ）が３〜８μｍであり、前記体積平均粒経（Ｄｖ）と個数平均粒経（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする。
さらに本発明の第４の参考手段は、第８〜第１１のいずれか１つの手段の画像形成装置に用いられるトナーであって、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする。
A second reference unit of the present invention is a toner used in the image forming apparatus of any one of the eighth to eleventh units, and has an average circularity of 0.93 or more.
The third reference means of the present invention is a toner used in the image forming apparatus of any one of the eighth to eleventh means, and has a volume average particle size (Dv) of 3 to 8 μm, The ratio (Dv / Dn) of the volume average particle size (Dv) and the number average particle size (Dn) is in the range of 1.00 to 1.40.
Furthermore, a fourth reference means of the present invention is a toner used in the image forming apparatus of any one of the eighth to eleventh means, and the shape factor SF-1 is in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is in the range of 100 to 180.
本発明の第５の参考手段は、第８〜第１１のいずれか１つの手段の画像形成装置に用いられるトナーであって、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲であり、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であり、
長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３
の関係を満足することを特徴とする。
また、本発明の第６の参考手段は、第８〜第１１のいずれか１つの手段の画像形成装置に用いられるトナーであって、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型材を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させることを特徴とする。
The fifth reference means of the present invention is a toner used in the image forming apparatus of any one of the eighth to eleventh means, and the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is 0.5. The ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is in the range of 0.7 to 1.0,
Long axis r1 ≧ short axis r2 ≧ thickness r3
It is characterized by satisfying the relationship.
According to a sixth reference means of the present invention, there is provided a toner used in the image forming apparatus according to any one of the eighth to eleventh means, a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, coloring A toner composition containing an agent and a release agent is crosslinked and / or elongated in an aqueous medium in the presence of resin fine particles.
本発明に係る画像形成装置においては、像担持体の地肌ポテンシャル（地肌部帯電電位−現像バイアス）の目標値または設定値が固定されていると、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れについて、像担持体の線速による差が発生する。これは、実際の地肌ポテンシャル値が線速によって目標の地肌ポテンシャル値と異なってしまうためである。そこで第１の手段の制御方法では、像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値を、像担持体の線速によって変えることを特徴としており、あらかじめ地肌ポテンシャルの目標値または設定値を、像担持体の線速によって変えておくことにより、実際の地肌ポテンシャルを狙いのものにすることができ、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの線速差を低減し、それらの発生を防止することができる。
また、地肌ポテンシャルの目標値または設定値が固定されていると、像担持体の線速は速い方が帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れが悪くなる。そこで第１の手段の制御方法では、地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が、像担持体の線速の速い方が高いことを特徴としており、線速が速い条件の地肌ポテンシャルの目標値を線速が遅い条件のものよりも上げることによって、線速が速い条件での帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの発生を防止することができる。
In the image forming apparatus according to the present invention, when the target value or setting value of the background potential (background portion charging potential-development bias) of the image carrier is fixed, abnormal images and background stains due to contamination of the charging unit are A difference due to the linear velocity of the image carrier occurs. This is because the actual background potential value differs from the target background potential value depending on the linear velocity. Therefore, the control method of the first means is characterized in that the target value or setting value of the background potential of the image carrier is changed depending on the linear velocity of the image carrier, and the target value or setting value of the background potential is previously determined. By changing according to the linear velocity of the carrier, it is possible to target the actual background potential, reduce abnormal images due to contamination of the charging means and the linear velocity difference between background contamination, and prevent them from occurring be able to.
Also, if the target value or setting value of the background potential is fixed, abnormal images and background contamination due to contamination of the charging means become worse when the linear velocity of the image carrier is higher. Therefore, in the control method of the first means, the absolute value of the target value or set value of the ground skin potential, are characterized by higher in fast linear velocity of the image carrier, the background potential of the linear speed is faster conditions By raising the target value from that under the condition where the linear velocity is low, it is possible to prevent the occurrence of abnormal images or background contamination due to the contamination of the charging means under the condition where the linear velocity is high.
本発明に係る画像形成装置においては、転写電流を大きくすると、転写手段通過後の像担持体電位は高くなる。そのため、像担持体を再帯電させにくくなり、実際の地肌ポテンシャルが低くなって帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れが発生しやすくなる。そこで第２の手段の制御方法では、第１の手段の制御方法において、前記転写手段が前記転写材に流す転写電流が変化する場合には、像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、転写手段が転写材に流す転写電流によって変えることを特徴としており、転写電流値によって地肌ポテンシャルの目標値を可変にすることにより、各々の転写電流条件で帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れを防止することができる。
また、第３の手段の制御方法では、第２の手段の制御方法において、転写電流値の高い方が地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が高いことを特徴としており、転写電流値の高い条件の地肌ポテンシャルの目標値を大きくすることによって、各々の転写電流条件で、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れを防止することができる。
In the image forming apparatus according to the present invention, when the transfer current is increased, the potential of the image carrier after passing through the transfer unit is increased. Therefore, it becomes difficult to recharge the image carrier, the actual background potential is lowered, and abnormal images and background contamination due to contamination of the charging means are likely to occur. Therefore, in the control method of the second means, in the control method of the first means, when the transfer current passed through the transfer material by the transfer means changes , the target value or set value of the background potential of the image carrier is The transfer means changes according to the transfer current that flows through the transfer material, and the target value of the background potential is made variable by the transfer current value, so that abnormal images and dirt due to the dirt of the charging means under each transfer current condition. Can be prevented.
Further, the control method of the third means is characterized in that, in the control method of the second means, the higher the transfer current value is, the higher the absolute value of the target value or set value of the background potential is. By increasing the target value of the background potential under high conditions, it is possible to prevent abnormal images and background contamination due to contamination of the charging means under each transfer current condition.
本発明に係る画像形成装置においては、帯電手段の汚れによって経時で異常画像が発生する。そこで第４の手段の制御方法では、第１の手段の制御方法において、像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値が、像担持体の回転数及び／又は転写材の通過枚数によって可変であることを特徴としており、経時において、初期よりも地肌ポテンシャルの目標値または設定値を上げることによって帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの発生を防止することができる。
また、第５の手段の制御方法では、第４の手段の制御方法において、地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、像担持体の回転数が多い方及び／又は転写材の通過枚数の多い方が、地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が大きくなることを特徴としており、経時において、初期よりも地肌ポテンシャルの目標値または設定値を上げることによって帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの発生を防止することができる。
In the image forming apparatus according to the present invention, an abnormal image is generated over time due to contamination of the charging unit. Therefore, in the control method of the fourth means, in the control method of the first means, the target value or setting value of the background potential of the image carrier can be varied depending on the number of rotations of the image carrier and / or the number of passing of the transfer material. It is characterized by the fact that over time, the target value or setting value of the background potential is raised from the initial stage, so that it is possible to prevent the occurrence of abnormal images and background contamination due to contamination of the charging means.
Further, the control method of the fifth means, the control method of the fourth means, the target value or setpoint for background potential is one with a lot of pass number of the rotation speed there are more and / or the transfer medium of the image carrier However, it is characterized in that the absolute value of the target value or setting value of the background potential increases, and over time, abnormal images and background contamination due to contamination of the charging means can be obtained by increasing the target value or setting value of the background potential from the initial value. Can be prevented.
本発明に係る帯電手段を備えた画像形成装置は汚れによって経時で異常画像が発生する。そこで第４または第５の手段の制御方法においては、像担持体の線速が可変であり、地肌ポテンシャルの目標値または設定値を像担持体の線速によって変えることができ、経時において、初期よりも地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値を上げることによって、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの発生を防止することができる。
また、像担持体の線速によって帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの差が発生するが、それは実際の地肌ポテンシャルが線速によって地肌ポテンシャルの目標値または設定値と異なってしまうためである。そこで、上記のように、あらかじめ地肌ポテンシャルの目標値または設定値を線速によって変えておくことにより、実際の地肌ポテンシャルを狙いのものにすることができる。よって、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れについて、径時での線速による差を低減することができ、それらの発生を防止することができる。
In the image forming apparatus including the charging unit according to the present invention, abnormal images are generated over time due to contamination. Therefore, in the control method of the fourth or fifth means, a linear velocity of the image bearing member variable can change the target value or set value of the background potential by the linear velocity of the image carrier, in time, the initial In addition, by raising the absolute value of the target value or setting value of the background potential, it is possible to prevent the occurrence of abnormal images and background contamination due to contamination of the charging means.
In addition, the difference in abnormal image or background stain due to the contamination of the charging means occurs depending on the linear velocity of the image carrier, because the actual background potential differs from the target value or set value of the background potential depending on the linear velocity. . Therefore, as described above, the actual background potential can be aimed by changing the target value or setting value of the background potential in advance according to the linear velocity. Therefore, it is possible to reduce the difference due to the linear velocity at the time of the diameter with respect to the abnormal image or the ground stain due to the stain of the charging means, and to prevent the occurrence thereof.
本発明に係る帯電手段を備えた画像形成装置は汚れによって経時で異常画像が発生する。そこで第６の手段の制御方法では、第４または第５の手段の制御方法において、前記転写手段が転写材に流す転写電流が変化する場合には、地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、転写手段が転写材に流す転写電流によって変えることを特徴としており、経時において、初期よりも地肌ポテンシャルの目標値または設定値を上げることによって、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの発生を防止することができる。
また、転写電流を大きくすると、転写手段通過後の像担持体電位は高くなるが、そのため、像担持体を再帯電させにくくなり、実際の地肌ポテンシャルが低くなって帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れが発生しやすくなる。そこで、上記のように、転写電流値によって地肌ポテンシャルの目標値または設定値を可変にすることにより、経時における各々の転写電流条件で、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの発生を防止することができる。
In the image forming apparatus including the charging unit according to the present invention, abnormal images are generated over time due to contamination. Therefore, in the control method of the sixth means, in the control method of the fourth or fifth means, when the transfer current flowing through the transfer material by the transfer means changes, the target value or setting value of the background potential is transferred. It is characterized in that the means changes according to the transfer current that flows through the transfer material, and over time, the target value or setting value of the background potential is raised from the initial stage to prevent the occurrence of abnormal images and background dirt due to the dirt of the charging means. be able to.
In addition, when the transfer current is increased, the image carrier potential after passing through the transfer unit is increased, so that it is difficult to recharge the image carrier, the actual background potential is lowered, and abnormal images due to contamination of the charging unit are reduced. Dirt is likely to occur. Therefore, as described above, the target value or setting value of the background potential is made variable according to the transfer current value, thereby preventing abnormal images and background stains due to contamination of the charging means under each transfer current condition over time. be able to.
第７の手段の制御方法では、第１〜第６のいずれか１つの手段の制御方法において、地肌ポテンシャルの目標値または設定値を設定する際、変化させるのは像担持体を帯電する帯電手段の帯電バイアスであることを特徴としており、地肌ポテンシャルの目標値または設定値を変える際に帯電バイアスを変化させ、現像バイアスを固定することによって安定してトナーを像担持体に現像することができる。 In the control method of the seventh means, in setting the target value or setting value of the background potential in the control method of any one of the first to sixth means, the charging means for charging the image carrier is changed. The charging bias is changed when the target value or setting value of the background potential is changed and the developing bias is fixed, so that the toner can be stably developed on the image carrier. .
第８の手段の画像形成装置では、第１〜第７のいずれか１つの手段の制御方法を備えたことを特徴としており、上記と同様の効果を得ることができる。
また、第９の手段の画像形成装置では、第８の手段の画像形成装置において、帯電手段は帯電ローラであることにより、オゾンの発生を抑えることができ、窒素酸化ヴ津（ＮＯｘ）などの放電生成物が像担持体に付着するのを軽減することができる。
また、第１０の手段の画像形成装置では、第９の手段の画像形成装置において、帯電ローラは像担持体に対し非接触で配置されることにより、帯電ローラに付着するトナー、トナー外添剤、紙粉などの異物を付着しにくくすることができる。
さらに第１１の手段の画像形成装置では、第９または第１０の手段の画像形成装置において、帯電ローラには直流（ＤＣ）電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳して印加することにより、像担持体表面をより均一に帯電することができる。
The image forming apparatus of the eighth means is characterized by including a control method for any one of the first to seventh means, and the same effect as described above can be obtained.
In the image forming apparatus of the ninth means, in the image forming apparatus of the eighth means, since the charging means is a charging roller, generation of ozone can be suppressed, and nitrogen oxide oxide (NOx) or the like can be suppressed. It is possible to reduce the discharge product from adhering to the image carrier.
Further, in the image forming apparatus of the tenth means, in the image forming apparatus of the ninth means, the charging roller is arranged in a non-contact manner with respect to the image carrier, so that the toner adhering to the charging roller and the toner external additive It is possible to make it difficult to adhere foreign matter such as paper dust.
Further, in the image forming apparatus of the eleventh means, in the image forming apparatus of the ninth or tenth means, the charging roller is applied with an alternating current (AC) voltage superimposed on a direct current (DC) voltage, thereby carrying the image. The body surface can be more uniformly charged.
第１の参考手段のプロセスカートリッジでは、少なくとも像担持体と帯電手段が一体となって構成されていることにより、像胆持体と帯電手段を一体で交換可能とすることで、ユーザーでも容易に交換が可能となり、像担持体や帯電手段を交換するときの利便性を向上させることができる。 In the process cartridge of the first reference means, at least the image carrier and the charging means are integrated, so that the user can easily replace the image buffing body and the charging means integrally. Exchange is possible, and convenience when exchanging the image carrier and the charging means can be improved.
第２の参考手段のトナーでは、平均円形度が０．９３以上であることを特徴としており、平均円形度が０．９３以上の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と像担持体との接触面積が小さいために転写性に優れ、高品位の画質が得られる。しかし、平均円形度が大きいトナーはクリーニングしづらく、帯電手段を汚しやすい。しかし、第８〜第１１のいずれか１つの手段の画像形成装置に用いれば、帯電手段の寿命を延ばすことができる。
また、第３の参考手段のトナーでは、体積平均粒経（Ｄｖ）が３〜８μｍであり、前記体積平均粒経（Ｄｖ）と個数平均粒経（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴としており、小粒径トナーを用いることで潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。また、粒径分布を狭くすることで、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、転写率を高くすることができる。転写率が高くなることで清掃用ブレードへの入力が少なくなるため清掃用ブレードの寿命を延ばすことができる。また、逆帯電トナーの量も減らせるため、帯電装置の汚染を軽減でき、寿命を延ばすことができる。
The toner of the second reference means is characterized in that the average circularity is 0.93 or more, and in the range where the average circularity is 0.93 or more, the surface of the toner particles is smooth, Since the contact area between the toner particles and the image carrier is small, the transferability is excellent and high quality image quality can be obtained. However, toner having a large average circularity is difficult to clean and easily contaminates the charging means. However, if it is used in the image forming apparatus of any one of the eighth to eleventh means, the life of the charging means can be extended.
The toner of the third reference means has a volume average particle size (Dv) of 3 to 8 μm, and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle size (Dv) to the number average particle size (Dn). It is characterized by being in the range of 1.00 to 1.40. By using a small particle size toner, the toner can be densely attached to the latent image. Further, by narrowing the particle size distribution, the toner charge amount distribution becomes uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the transfer rate can be increased. Since the transfer rate is increased, input to the cleaning blade is reduced, so that the life of the cleaning blade can be extended. Further, since the amount of the reversely charged toner can be reduced, contamination of the charging device can be reduced and the life can be extended.
ところで、トナーの形状係数ＳＦ−１とＳＦ−２は小さいとクリーニングブレードと像担持体との間に入り込みやすくなりクリーニング性は低下し、ブレード、像担持体、帯電手段の寿命も短くなる。また、ＳＦ−１とＳＦ−２が大きいと画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。そこで第４の参考手段のトナーでは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴としており、上記の条件をみたすことにより、高画質化およびクリーニング性の両立が可能となり、帯電手段の寿命も延ばすことができる。 By the way, if the toner shape factors SF-1 and SF-2 are small, the toner easily enters between the cleaning blade and the image carrier, and the cleaning performance is lowered, and the life of the blade, the image carrier, and the charging unit is shortened. On the other hand, if SF-1 and SF-2 are large, the toner is scattered on the image and the image quality is lowered. Therefore, the toner of the fourth reference means is characterized in that the shape factor SF-1 is in the range of 100 to 180 and the shape factor SF-2 is in the range of 100 to 180. By satisfying the above conditions, It is possible to achieve both high image quality and cleanability, and the life of the charging means can be extended.
第５の参考手段のトナーでは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲であり、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であり、
長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３
の関係を満足することを特徴としており、上記の条件を満たすことにより、高画質化およびクリーニング性の両立が可能となり、帯電手段の寿命を延ばすことが可能となる。
また、第６の参考手段のトナーでは、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型材を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させることを特徴としており、重合法によって作られたトナーはトナー１粒づつの対電荷質量比が揃っているので、転写効率を高くすることができる。そのため、像担持体上の清掃用ブレードに入力するトナー量が少ないので、クリーニング性が向上し、帯電手段の汚れも軽減され、帯電手段の寿命を延ばすことができる。
In the toner of the fifth reference means, the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 0. In the range of 7 to 1.0,
Long axis r1 ≧ short axis r2 ≧ thickness r3
This condition is satisfied, and by satisfying the above conditions, it is possible to achieve both high image quality and cleanability, and to extend the life of the charging means.
In the toner of the sixth reference means, a toner composition containing a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is crosslinked and / or in the presence of resin fine particles in an aqueous medium. The toner is characterized by an elongation reaction, and the toner produced by the polymerization method has the same charge-to-charge mass ratio for each toner particle, so that the transfer efficiency can be increased. Therefore, since the amount of toner input to the cleaning blade on the image carrier is small, the cleaning property is improved, the contamination of the charging unit is reduced, and the life of the charging unit can be extended.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
図１は本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略全体構成図であり、本発明をタンデム型のフルカラープリンタに適用した例である。なお、図１はフルカラープリンタの例であるが、これはフルカラープロッタとしても用いることができ、また、装置本体１の上部に画像読取装置（スキャナ）を装備し、装置本体内に画像処理部を設けることにより、プリンタ兼用のフルカラー複写機とすることができる。さらに、通信機能を付加し、電話回線や光ケーブル、ＬＡＮ等と接続することにより、フルカラーファクシミリ、フルカラー複合機として機能させることができる。 FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of an image forming apparatus showing an embodiment of the present invention, which is an example in which the present invention is applied to a tandem type full color printer. Although FIG. 1 shows an example of a full-color printer, it can also be used as a full-color plotter, and is equipped with an image reading device (scanner) on the upper part of the apparatus main body 1 and an image processing unit in the apparatus main body. By providing it, a full-color copying machine that also serves as a printer can be obtained. Furthermore, by adding a communication function and connecting to a telephone line, optical cable, LAN, etc., it can function as a full-color facsimile or a full-color multifunction peripheral.
図１において、装置本体１内には、４個の像担持体ユニットである感光体ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃ及び２Ｄを、装置本体１に対してそれぞれ着脱可能に装着している。装置本体１の中央には、転写ベルト３を複数のローラ間に矢示Ａ方向に回動可能に装着した転写ユニットを配置している。転写ベルト３の内側には４つの転写ブラシ５７が４個の像担持体（感光体）５に対応してそれぞれ設けられている。その転写ベルト３の上側の面に、感光体ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄにそれぞれ設けられている感光体５が接触するように配置している。そして、その感光体ユニット２Ａ〜２Ｄに対応させて、それぞれ使用するトナーの色が異なる現像装置１０Ａ〜１０Ｄを配置している。
In FIG. 1, in an apparatus main body 1,
現像装置１０Ａ〜１０Ｄは、構成が全て同一のものであり、それらは使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置である。そして、現像装置１０Ａはマゼンタ（Ｍ）色のトナーを使用し、現像装置１０Ｂはシアン（Ｃ）色のトナーを使用し、現像装置１０Ｃはイエロー（Ｙ）色のトナーを使用し、現像装置１０Ｄはブラック（Ｂｋ）色のトナーをそれぞれ使用する。そして、その各色の現像装置内には、トナーとキャリアからなる二成分現像剤が収容されている。
The developing
各現像装置１０Ａ〜１０Ｄは、感光体５に対向した現像ローラ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、トナー濃度センサ等から構成される。現像ローラは外側の回転自在のスリーブと、そのスリーブの内側に固定された複数の磁石（または複数の磁極が着磁されたマグネットローラ）から構成されている。また、トナー濃度センサの出力に応じて、図示しないトナー補給装置よりトナーが補給される。
Each of the developing
感光体ユニット２Ａ〜２Ｄの上方には、潜像形成手段である光書込みユニット６を配置しており、転写ベルト３の下方には両面ユニット７を配置している。このプリンタは、装置本体の左方に、画像形成後の転写紙Ｐを反転させて排出したり、両面ユニットへ搬送したりする反転ユニット８を装着している。
An optical writing unit 6 that is a latent image forming unit is disposed above the
光書込みユニット６は、各色毎に用意されたレーザダイオード（ＬＤ）方式の４つの光源と第１光学系（カップリングレンズ、アパーチャ、シリンドリカルレンズ等で構成されるビーム整形用の光学系）、多面（例えば６面）のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、ポリゴンスキャナから各感光体に至る光路に配置された第２光学系（ｆθレンズ、長尺樽型トロイダルレンズ（ＷＴＬ）等のレンズやミラーから構成される走査結像用の光学系）とで構成されている。各光源（レーザダイオード）から射出されたレーザー光は第１光学系でビーム整形された後、ポリゴンスキャナにより偏向走査され、第２光学系で微小なスポット光に集光されて各感光体上に照射される。 The optical writing unit 6 includes four laser diode (LD) light sources prepared for each color and a first optical system (a beam shaping optical system including a coupling lens, an aperture, a cylindrical lens, etc.) A pair of polygon scanners (for example, six faces) and a polygon motor composed of a polygon motor, and a second optical system (fθ lens, long barrel-type toroidal lens (arranged from the polygon scanner to each photoconductor) ( WTL) and other optical systems for scanning and imaging composed of lenses and mirrors. The laser light emitted from each light source (laser diode) is shaped by the first optical system, then deflected and scanned by the polygon scanner, and is condensed into a minute spot light by the second optical system and is applied to each photoconductor. Irradiated.
両面ユニット７は、対をなす搬送ガイド板４５ａ，４５ｂと、対をなす複数（この例では４組）の搬送ローラ４６とからなり、転写紙Ｐの両面に画像を形成する両面画像形成モード時には、片面に画像が形成されて反転ユニット８の反転搬送路５４に搬送されてスイッチバック搬送された転写紙Ｐを受入れて、それを給紙部に向けて搬送する。
The
反転ユニット８は、それぞれ対をなす複数の搬送ローラと、対をなす複数の搬送ガイド板とからなり、上述したように両面画像形成する際の転写紙Ｐを表裏反転させて両面ユニット７へ搬出したり、画像形成後の転写紙Ｐをそのままの向きで機外に排出したり、表裏を反転させて機外に排出したりする働きをする。給紙カセット１１，１２が設けられている給紙部には、転写紙Ｐを１枚ずつ分離して給紙する分離給紙部５５，５６が、それぞれ設けられている。
The reversing
転写ベルト３と反転ユニット８との間には、画像が転写された転写紙Ｐの画像を定着する定着装置９が設けられている。その定着装置９の転写紙搬送方向下流側には、反転排紙路２０を分岐させて形成し、そこに搬送した転写紙Ｐを排紙ローラ対２５により排紙トレイ２６上に排出可能にしている。
A fixing device 9 is provided between the transfer belt 3 and the reversing
装置本体１の下部には、上下２段にサイズの異なる転写紙Ｐを収納可能な給紙カセット１１と１２を、それぞれ配設している。さらに、装置本体１の右側面には、手差しトレイ１３を矢示Ｂ方向に開閉可能に設け、その手差しトレイ１３を開放することにより、そこから手差し給紙ができるようにしている。
In the lower part of the apparatus main body 1,
感光体ユニット２Ａ〜２Ｄは、同一の構成をしたユニットであり、感光体ユニット２Ａはマゼンタ（Ｍ）色に対応する画像を形成し、感光体ユニット２Ｂはシアン（Ｃ）色に対応する画像を形成し、感光体ユニット２Ｃはイエロー（Ｙ）色に対応する画像を形成し、感光体ユニット２Ｄはブラック（Ｂｋ）色に対応する画像を形成する。
The
次に図１に示す構成の画像形成装置（カラープリンタ）の動作を説明する。
まず、この画像形成装置のフルカラー画像形成時の動作を説明する。この画像形成装置がフルカラーの画像データを受け取ると、各感光体５が図１で時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体５の表面が帯電ローラにより一様に帯電される。そして、感光体ユニット２Ａの感光体には、光書込みユニット６によりマゼンタの画像に対応するレーザ光が、感光体ユニット２Ｂの感光体にはシアンの画像に対応するレーザ光が、感光体ユニット２Ｃの感光体にはイエローの画像に対応するレーザ光が、さらに感光体ユニット２Ｄの感光体にはブラックの画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は、感光体５が回転することにより現像装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ及び１０Ｄの位置に達すると、そこでマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各トナーにより現像されて、４色のトナー像となる。
Next, the operation of the image forming apparatus (color printer) configured as shown in FIG. 1 will be described.
First, the operation of the image forming apparatus during full color image formation will be described. When this image forming apparatus receives full-color image data, each
一方、給紙カセット１１又は１２から転写紙Ｐが分離給紙部５５又は５６により給紙され、それが転写ベルト３の直前に設けられているレジストローラ対５９により、各感光体上に形成されているトナー像と一致するタイミングで搬送される。転写紙Ｐは、転写ベルト３の入口付近に配設している紙吸着ローラ５８によりプラスの極性に帯電され、それにより転写ベルト３の表面に静電的に吸着される。そして、転写紙Ｐは、転写ベルト３に吸着した状態で搬送されながら、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック色の各トナー像が順次転写されていき、４色重ね合わせのフルカラーのトナー画像が形成される。
On the other hand, the transfer paper P is fed from the
そのフルカラーのトナー画像が形成（転写）された転写紙Ｐは、定着装置９で熱と圧力が加えられることによりトナー像が溶融定着され、その後は指定されたモードに応じた排紙系を通って、装置本体上部の排紙トレイ２６に反転排紙されたり、定着装置９から直進して反転ユニット８内を通ってストレート排紙されたり、あるいは、両面画像形成モードが選択されているときには、前述した反転ユニット８内の反転搬送路５４に送り込まれた後にスイッチバックされて両面ユニット７に搬送され、そこから再給紙されて感光体ユニット２Ａ〜２Ｄが設けられている作像部で、上記と同様に裏面に画像が形成された後に排出される。以後、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
The transfer paper P on which the full-color toner image is formed (transferred) is melted and fixed by applying heat and pressure by the fixing device 9, and then passes through the paper discharge system corresponding to the designated mode. When the paper is reversed and discharged to the
次に、この画像形成装置の白黒画像形成時の動作を説明する。この画像形成装置が白黒の画像データを受け取ると、紙吸着ローラ５８に対向して転写ベルト３を支持している従動ローラが下方に移動し、転写ベルトがマゼンタ、シアン、イエローの感光体から離間する。ブラックの感光体が図１で時計回り方向に回転し、ブラック感光体の表面が帯電ローラにより一様に帯電される。そして、さらに感光体ユニット２Ｄの感光体にはブラックの画像に対応するレーザ光が照射され、潜像が形成される。潜像は、現像装置１０Ｄの位置に達すると、ブラックのトナーにより現像されてトナー像となる。この際、ブラック以外の３色の画像形成部は停止しており、不要な消耗を防止する。
Next, the operation of the image forming apparatus when forming a monochrome image will be described. When the image forming apparatus receives black and white image data, the driven roller supporting the transfer belt 3 moves downward so as to face the
一方、給紙カセット１１又は１２から転写紙Ｐが分離給紙部５５又は５６により給紙され、それが転写ベルト３の直前に設けられているレジストローラ対５９により、ブラック感光体上に形成されているトナー像と一致するタイミングで搬送される。転写紙Ｐは、転写ベルト３の入口付近に配設している紙吸着ローラ５８により帯電され、それにより転写ベルト３の表面に静電的に吸着される。そして、転写紙Ｐは、転写ベルト３に吸着した状態で搬送されるので、転写ベルト３がマゼンタ、シアン、イエローの感光体から離間していてもブラックの感光体まで搬送され、ブラックのトナー像が転写される。転写紙Ｐを安定して静電吸着搬送するために転写ベルト３は少なくとも表層が高抵抗の材料で構成されている必要がある。その転写紙Ｐは、フルカラー画像の場合と同様に定着装置９で定着され、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理される。以後、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
On the other hand, the transfer paper P is fed from the
転写ベルト３の材質としてはポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料をシームレスベルトに成型し使用することができる。これらの材料はそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材により抵抗調整したりすることが可能である。また、これらの樹脂を基層として、スプレーやディッピング等の方法により表層を形成し、積層構造にしても良い。 As a material of the transfer belt 3, a resin material such as polyvinylidene fluoride, polyimide, polycarbonate, polyethylene terephthalate, etc. can be molded into a seamless belt and used. These materials can be used as they are, or the resistance can be adjusted with a conductive material such as carbon black. Further, using these resins as a base layer, a surface layer may be formed by a method such as spraying or dipping to form a laminated structure.
次に、図２は図１に示す画像形成装置（フルカラープリンタ）に装備される感光体ユニット（プロセスカートリッジ）の構成例を示す断面図である。感光体ユニット２Ａ〜２Ｄは、図２に示すように帯電ローラ１７と、静電潜像が形成される感光体５と、その感光体５の表面をクリーニングするブラシローラ１５とクリーニングブレード４７と、ブラシローラ１５についたトナーを弾き飛ばすためのフリッカー装置１９、固形潤滑剤１６から構成されている。帯電ローラ１７にはローラ表面をクリーニングするための帯電クリーニングローラ４９が当接している。クリーニングブレード４７により掻き落とされＥ部に溜まったトナーをブラシローラ１５が回転して抱え込み、フリッカー装置１９によってトナーを弾き飛ばしてトナー搬送オーガ４８側に移動させ、そのトナー搬送オーガ４８を回転させることにより回収した廃トナーを、図１に示した廃トナー収納部１８に搬送するように構成されている。この実施例では、感光体５の直径は３０ｍｍであり、各感光体はそれぞれ矢示Ｃ方向に線速１６２ｍｍ／ｓｅｃで回転する。
ブラシローラ１５は、感光体５に対向して配置され、クリーニングブレード４７によって掻き取られ、Ｅ部に溜まったトナーをトナー搬送オーガ４８に排出する働き、及び固形潤滑剤１６を削って感光体５に塗布する働きを持つ。
Next, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of a photosensitive unit (process cartridge) provided in the image forming apparatus (full color printer) shown in FIG. As shown in FIG. 2, the
The
帯電ローラ１７は、感光体５に対向してその感光体５を帯電する役目をなす。この帯電ローラ１７は、ギャップ管理部材１４を介して感光体５の表面に圧接しており、帯電ローラ１７は感光体５の表面から微小間隙Ｇ（ギャップ）を開け、その感光体５に対して非接触状態で位置している。帯電ローラ１７の芯金はステンレス等の金属が用いられる。芯金が細すぎると帯電ローラ１７の切削加工時や、感光体５に加圧されたときのたわみの影響が無視できなくなり、必要なギャップ精度が得られにくい。また、芯金が太すぎる場合には帯電ローラ１７が大型化したり、質量が重くなったりする問題があるため、芯金の直径としては６〜１０ｍｍ程度が望ましい。
The charging
帯電ローラ１７は１０４〜１０９Ωｃｍの体積抵抗を持つ材料が好ましい。抵抗が低すぎると感光体５にピンホール等の欠陥があった場合に帯電バイアスのリークが発生しやすく、抵抗が高すぎると放電が十分に発生せず均一な帯電電位を得ることができない。
帯電ローラ１７は図示しない電源と接続されており、所定の電圧が印加される。その電圧は、直流（ＤＣ）電圧のみでもよいが、ＤＣ電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳させた電圧であることが好ましい。交流電圧を印加することにより、感光体５表面をより均一に帯電することができる。
The charging
The charging
帯電ローラ１７はクリーニングブレード４７をすり抜けたトナー、外添剤、紙粉などの異物によって経時で汚れてくる。そのため、帯電ローラ１７をクリーニングする部材として、帯電ローラ１７の上方に帯電クリーニングローラ４９が配置されている。この帯電クリーニングローラ４９は直径５ｍｍの芯金にメラミンフォームとよばれる絶縁性スポンジ材質のローラが接着されたものである。帯電クリーニングローラ４９は自重のみで帯電ローラ１７に回動自在に当接しており、帯電ローラ１７の回転に伴い連れまわり方向に回転しながら、帯電ローラ１７表面を清掃する。
The charging
しかしながら、前記の帯電クリーニングローラ４９のクリーニング能力にも限界がある。以下に、本実施例における、経時の帯電ローラ汚れによる異常画像を防ぐための具体的な制御方法について説明する。
通常の画像領域部に対応するところでは帯電ローラ１７によって感光体５の電位が制御値によって決められた値ＶDになるように帯電される。そして、光書込みユニット６により、画像信号に応じて変調制御された書込み光が感光体５に照射され、最も光量の強い部分で感光体電位はＶLまで減衰する。また、現像装置においては、現像ローラ（現像スリーブ）にＶBの現像バイアスが印加される。これにより、感光体５上に形成された静電潜像は、現像装置内でマイナスに帯電されたトナーにより現像バイアスと感光体潜像電位とのポテンシャル（電位差）によってネガ／ポジ（Ｎ／Ｐ）現像され、顕像化される。
However, the cleaning capability of the
At a position corresponding to a normal image area portion, the charging
ここで、感光体５の帯電電位ＶDと現像バイアスＶBの差（絶対値で１２０Ｖ）は地肌ポテンシャルとして定義され、この地肌ポテンシャルが静電的に感光体上へトナーを付着しにくくしている。しかしながら、本機の様に複数の感光体線速を持ち、地肌ポテンシャルの目標とする値（目標値）（または目標として予め設定する値（設定値））が一定の場合は、感光体５の線速によって感光体５の帯電電位が異なってしまい、線速の速い方が、帯電電位が低下し、地肌ポテンシャルが低くなってしまう。これは、感光体５の線速の速い方が感光体５の帯電応答性が悪く、帯電電位が低下するためである。地肌ポテンシャルが低くなると、帯電ローラ１７の汚れによる帯電ムラによって縦黒スジが発生する、または感光体上に地汚れトナーが付着してしまう。そこで、感光体５の線速ごとに地肌ポテンシャルの目標値（または設定値）を変えることによって、線速の速い条件における地汚れや帯電ローラ１７が汚れることによる異常画像を防止することができる。
Here, the difference (120 V in absolute value) between the charging potential VD and the developing bias VB of the
下記の表１に地肌ポテンシャルの目標値（または設定値）を示す。このとき、変化させるのは、帯電電位の方である。この表１の条件と線速によらず地肌ポテンシャルの目標値（または設定値）を絶対値で１２０Ｖで一定にした条件において、９万枚通紙したときの帯電ローラ１７の汚れによる異常画像（地汚れ）のレベルを下記の表２、表３にそれぞれ示す（なお、表２，３において、「Ｋ枚」は「千枚」を意味し、９０Ｋ枚＝９万枚である（後述の表４，５も同様））。地肌ポテンシャルの目標値（または設定値）が線速によらず一定（１２０Ｖ）である場合では、表２に示すように９万枚通紙する前に線速の速い条件と中程度の条件とで異常画像が発生した（表２中の△：一部異常画像、×：異常画像）。一方、表１の条件では、表３に示すように９万枚通紙後も帯電ローラ１７の汚れによる異常画像は発生しなかった（○：異常画像無し）。
Table 1 below shows the target value (or set value) of the background potential. At this time, the charged potential is changed. An abnormal image due to contamination of the charging
ここで、感光体５の線速によって地肌ポテンシャルを変えたが、転写電流によって地肌ポテンシャルを変えても良い。転写電流が大きくなるほど転写後の感光体５の表面電位は高くなり、帯電ローラ１７で感光体５を再帯電しにくくなる。よって、実際の地肌ポテンシャルが低くなり、帯電ローラ１７の汚れによる異常画像や地汚れが発生しやすくなる。よって、転写電流の高い方が地肌ポテンシャルの目標値（または設定値）を高くしたほうがよい。
Here, the background potential is changed by the linear velocity of the
一方、地肌ポテンシャルを高くすると感光体５へのキャリア付着が多くなる。よって、必要以上に地肌ポテンシャルを上げることは好ましくない。よって、帯電ローラ１７が汚れてくる経時において段階的に地肌ポテンシャルを上げることでキャリア付着を最小限にとどめながら帯電ローラ１７の汚れによる異常画像を防ぐことができる。下記の表４に経時で段階的に地肌ポテンシャルの目標値（または設定値）を上げる条件を、下記の表５にその時の条件で９万枚通紙したときの帯電ローラ１７の汚れによる異常画像のレベルを示すことで、本発明の効果を示す。
On the other hand, when the background potential is increased, carrier adhesion to the
感光体５は導電性支持体上に下引き層と、電荷発生材料を主成分とする電荷発生層と、電荷輸送材料を主成分とする電荷輸送層とが、積層形成されている有機感光体（ＯＰＣ）である。
導電性支持体は、体積抵抗１０４Ωｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属管、あるいはニッケル等の金属をエンドレスベルト状に加工したもの等が用いられる。
The
As the conductive support, a conductive support having a volume resistance of 10 4 Ωcm or less, for example, a metal tube such as aluminum or stainless steel, or a metal such as nickel processed into an endless belt is used.
下引き層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール等の水溶性樹脂、共重合ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、アルキッド−メラミン、エポキシ等の三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。この下引き層は、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。下引き層の膜厚は、０〜５μｍが適当である。 In general, the undercoat layer is mainly composed of a resin. However, considering that the photosensitive layer is applied using a solvent, the resin is a resin having high resistance to general organic solvents. Is desirable. Examples of such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon, and curable resins that form a three-dimensional network structure such as polyurethane, alkyd-melamine, and epoxy. Further, a fine powder of metal oxide such as titanium oxide, silica, or alumina may be added to the undercoat layer in order to prevent moire and reduce residual potential. This undercoat layer can be formed using an appropriate solvent and coating method. The thickness of the undercoat layer is suitably from 0 to 5 μm.
電荷発生層は、電荷発生材料を主成分とする層であり、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、フタロシアニン系顔料等がある。これらの電荷発生材料をポリカーボネート等のバインダー樹脂とともに、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン等の溶媒を用いて分散し、分散液を塗布することにより形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート等により行う。電荷発生層の膜厚は、通常は０．０１〜５μｍである。 The charge generation layer is a layer mainly composed of a charge generation material, and representative examples include a monoazo pigment, a disazo pigment, a trisazo pigment, and a phthalocyanine pigment. These charge generation materials can be formed by dispersing together with a binder resin such as polycarbonate using a solvent such as tetrahydrofuran or cyclohexanone and applying a dispersion. Application is performed by dip coating, spray coating, or the like. The thickness of the charge generation layer is usually 0.01 to 5 μm.
電荷輸送層は、電荷輸送材料及びバインダー樹脂をテトラヒドロフラン、トルエン、ジクロルエタン等の適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。電荷輸送材料と共に電荷輸送層に使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル、ポリアリレート、ポリカーボネート、アクリル、エポキシ、メラミン、フェノール等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。電荷輸送層の厚さは、５〜３０μｍの範囲で所望の感光体特性に応じて適宜選択すればよい。 The charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing the charge transport material and the binder resin in a suitable solvent such as tetrahydrofuran, toluene, dichloroethane, and applying and drying the solution. Among charge transport materials, low molecular charge transport materials include electron transport materials and hole transport materials. Examples of the electron transport material include chloroanil, bromoanil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 1, Examples include electron-accepting substances such as 3,7-trinitrodibenzothiophene-5,5-dioxide. Examples of hole transport materials include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, thiophene derivatives, etc. These electron donating substances are listed. The binder resin used in the charge transport layer together with the charge transport material is thermoplastic such as polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, polyester, polyarylate, polycarbonate, acrylic, epoxy, melamine, phenol, etc. Or a thermosetting resin is mentioned. The thickness of the charge transport layer may be appropriately selected in the range of 5 to 30 μm according to desired photoreceptor characteristics.
また、感光体表面に感光層の保護及び耐久性の向上を目的に保護層を形成することができる。保護層の構成としてはバインダー樹脂にフィラーを分散させることで機械的耐久性を向上させることができる。保護層に添加されるフィラーの量は、バインダー樹脂１００重量部に対して、１０〜７０重量部、好ましくは、２０〜５０重量部である。フィラーの量が、１０重量部未満では摩耗が大きく耐久性に劣り、７０重量部を越えると感度低下や残留電位上昇が無視できなくなるので望ましくない。保護層に添加するフィラーとしては酸化チタン、シリカ、アルミナ等の金属酸化物の微粉末を用いることができる。フィラーの粒径が大きすぎる場合には露光光が保護層で散乱されるため、解像力が低下し画像品質が劣る。また、フィラーの粒径が小さすぎると耐摩耗性に劣る。したがって保護層に添加するフィラーの粒径としては０．１〜０．８μｍが適当である。保護層はフィラーとバインダー樹脂を適当な溶媒を用いて分散し、分散液をスプレーコートにより塗布することにより形成できる。保護層に用いるバインダー樹脂、溶媒としては電荷輸送層と同様の材料を使用することができ、バインダー樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル、ポリアリレート、ポリカーボネート、アクリル、エポキシ、メラミン、フェノール等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂があり、溶媒としてはテトラヒドロフラン、トルエン、ジクロルエタン等を用いることができる。耐久性を向上させるとともに、感光層の静電特性を損なわないために保護層の膜厚としては３〜１０μｍが望ましい。さらに保護層には、電荷輸送材料や、酸化防止剤等を添加することもできる。 Further, a protective layer can be formed on the surface of the photoreceptor for the purpose of protecting the photosensitive layer and improving durability. As a constitution of the protective layer, mechanical durability can be improved by dispersing a filler in a binder resin. The amount of the filler added to the protective layer is 10 to 70 parts by weight, preferably 20 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. When the amount of the filler is less than 10 parts by weight, the wear is large and the durability is inferior. As the filler added to the protective layer, fine powders of metal oxides such as titanium oxide, silica, and alumina can be used. When the particle size of the filler is too large, the exposure light is scattered by the protective layer, so that the resolution is lowered and the image quality is inferior. Moreover, when the particle size of a filler is too small, it is inferior to abrasion resistance. Therefore, the particle size of the filler added to the protective layer is suitably 0.1 to 0.8 μm. The protective layer can be formed by dispersing filler and binder resin using a suitable solvent and applying the dispersion by spray coating. The binder resin used for the protective layer, the solvent can be the same material as the charge transport layer, and as the binder resin, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, polyester, polyarylate, There are thermoplastic or thermosetting resins such as polycarbonate, acrylic, epoxy, melamine, and phenol, and tetrahydrofuran, toluene, dichloroethane, and the like can be used as the solvent. The thickness of the protective layer is preferably 3 to 10 μm in order to improve the durability and not impair the electrostatic characteristics of the photosensitive layer. Furthermore, a charge transport material, an antioxidant, or the like can be added to the protective layer.
以上説明してきた本発明の画像形成装置の制御方法を用いて動作する帯電装置（帯電ローラ１７及び帯電クリーニングローラ４９）と感光体５は、一つのユニット内に一体で支持し、画像形成装置本体１に着脱自在に形成したプロセスカートリッジとすることができる。例えば前述の図２に示す構成の感光体ユニット２Ａ〜２Ｄがプロセスカートリッジの一例であり、感光体５と、帯電ローラ１７及び帯電クリーニングローラ４９と、クリーニング手段（ブラシローラ１５、クリーニングブレード４７、フリッカー装置１９、固形潤滑剤１６等）とが一つのユニット内に一体で支持されている。また、プロセスカートリッジとしては、この他に現像手段を含んで構成するものであっても良い。
このプロセスカートリッジによって、円形度が高く、また、小粒径のトナーを用いた現像が行われる画像形成プロセスであっても、帯電ローラ１７の汚染による異常画像を防止することで、画質の劣化が少ないプロセスカートリッジとすることができ、プロセスカートリッジの寿命の向上や、ユーザーメンテナンス性の向上につながる。
The charging device (charging
Even in an image forming process in which development using a toner having a high circularity and a small particle diameter is performed by this process cartridge, the image quality is deteriorated by preventing abnormal images due to contamination of the charging
次に本発明の画像形成装置において好適に用いられるトナーについて説明する。本発明の参考例に係るトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であることが好ましい。本発明では、下記の式（１）より得られた値を円形度と定義する。
円形度ａ＝Ｌ０／Ｌ ・・・式（１）
（但し、Ｌ０は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を示し、Ｌは、粒子の投影像の周囲長を示す。）
この円形度ａはトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合は１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度ａは小さな値となる。
Next, a toner suitably used in the image forming apparatus of the present invention will be described. The toner according to the reference example of the present invention preferably has an average circularity of 0.93 to 1.00. In the present invention, the value obtained from the following formula (1) is defined as circularity.
Circularity a = L 0 / L (1)
(However, L 0 indicates the perimeter of a circle having the same projected area as the particle image, and L indicates the perimeter of the projected image of the particle.)
The circularity a is an index of the degree of unevenness of the toner particles, and indicates 1.00 when the toner is perfectly spherical, and the circularity a becomes smaller as the surface shape becomes more complicated.
平均円形度が０．９３〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体５との接触面積が小さいために転写性に優れる。
一方、円形度の高いトナーはブレード方式のクリーニングでは感光体５とクリーニングブレード４７の隙間に入り込み、すり抜けやすい。しかしながら、本発明の制御方法により地汚れを防ぐことによって、帯電ローラ１７の汚れによる異常画像を抑えることができる。
When the average circularity is in the range of 0.93 to 1.00, the surface of the toner particles is smooth, and the contact area between the toner particles and between the toner particles and the
On the other hand, toner with a high degree of circularity enters the gap between the
また、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍであり、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の範囲にある小粒径で粒径分布も狭いトナーを使用することによっても良好なクリーニング性が得られる。トナーは粒径分布を狭くすることで、帯電分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像ができ、また、転写率を高くすることができる。このような小粒径トナーはトナーの外添剤微粒子等の含有率が相対的に高くなる傾向にあるため、これらがトナーから脱離してクリーニングブレード４７をすり抜けやすい。しかしながら、本発明の制御方法により地汚れを防ぐことによって、帯電ローラ１７の汚れによる異常画像を抑えることができる。
The volume average particle diameter (Dv) of the toner is 3 to 8 μm, and the ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) is 1.00 to 1.40. Good cleaning properties can also be obtained by using a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution in the range. By narrowing the particle size distribution of the toner, the charge distribution becomes uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the transfer rate can be increased. Such toners having a small particle diameter tend to have a relatively high content of external additive fine particles and the like, so that they are easily detached from the toner and slip through the
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。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記の式（２）で表される。これは、トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４） ・・・式（２）
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。
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. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape, and is represented by the following formula (2). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting toner onto a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) (2)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner is a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記の式（３）で表される。これは、トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π） ・・・式（３）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula (3). This is a value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner onto the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4π.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × (100 / 4π) (3)
When the value of 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。一方、球形トナーは、クリーニングブレード４７をすり抜けやすい。しかしながら、本発明の制御方法により地汚れを防ぐことによって、帯電ローラ１７の汚れによる異常画像を抑えることができる。
なお、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 photosensitive member becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak, and thus the fluidity becomes high. The attracting power with the body also becomes weaker, and the transfer rate becomes higher. On the other hand, spherical toner tends to slip through the
Note that if any of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate decreases, which is not preferable.
本発明の参考例に係る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。
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、本発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）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。
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、例えば以下の方法により測定することができる。即ち、トナーを平滑な測定面上に均一に分散付着させ、該トナーの粒子１００個について、カラーレーザー顕微鏡「ＶＫ−８５００」（キーエンス社製）により５００倍に拡大して、該１００個のトナー粒子の長軸ｒ１（μｍ）、短軸ｒ２（μｍ）、厚さｒ３（μｍ）を測定し、それらの算術平均値から求めることができる。
The toner according to the reference example of the present invention has a substantially spherical shape, and can be represented by the following shape rule.
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 of the present invention has a ratio of the major axis to the minor axis (r2). / R1) is preferably 0.5 to 1.0 and the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) 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.
In addition, r1, r2, r3 can be measured by the following method, for example. That is, the toner is uniformly dispersed and adhered on a smooth measurement surface, and 100 particles of the toner are magnified 500 times by a color laser microscope “VK-8500” (manufactured by Keyence Corporation). The major axis r1 (μm), the minor axis r2 (μm), and the thickness r3 (μm) of the particles can be measured and obtained from their arithmetic average values.
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、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、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。 The toner suitably used in the image forming apparatus of the present invention includes a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. 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。
多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
(polyester)
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。
２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。
Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred.
Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下で、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、さらには転写紙Ｐへの定着時、転写紙Ｐ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、重量平均分子量は１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
The polycondensation reaction between polyhydric alcohol (PO) and polycarboxylic acid (PC) is heated to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and the pressure is reduced 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 the acid value, it tends to be negatively charged, and when fixing to the transfer paper P, the affinity between the transfer paper P and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation.
The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。 In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines.
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α'，α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。 Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) ); Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; Those blocked with caprolactam or the like; and combinations of two or more of these.
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated.
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. . If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates.
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。 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.
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 trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan.
Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of the compound (B6) obtained by blocking the amino group of B1 to B5 include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。
［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
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 ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2.
When [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
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で、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらに、この（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。 The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Water produced by heating polyhydric alcohol (PO) and polyhydric carboxylic acid (PC) to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxy titanate or dibutyltin oxide, and if necessary, reducing the pressure. Is distilled 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。
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。
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).
In addition, in the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator can be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。 The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are deteriorated.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性および図１の画像形成装置（フルカラープリンタ）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。
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。
By using unmodified polyester and urea-modified polyester in combination, low-temperature fixability and gloss when used in the image forming apparatus (full-color printer) of FIG. 1 are improved, so that urea-modified polyester is used alone. preferable. The unmodified polyester may include a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond.
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。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 ° C, preferably 45 to 60 ° C. If it is less than 45 ° C., the heat resistance of the toner deteriorates, and if it exceeds 65 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient.
In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブ
リリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phi Sayred, Parachlor Ortonito Aniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thio Indigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red Polyazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Lid Russian nin green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。 The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
（荷電制御剤）
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSY VP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit) Manufactured), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo series Fee, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。 The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the developer fluidity is lowered, and the image density is lowered. Invite.
（離型剤）
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラ１７とトナー界面との間で働き、これにより定着ローラ１７にオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
(Release agent)
As the release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 ° C. works between the fixing
The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the master batch and the binder resin, and of course, they may be added when dissolved and dispersed in the organic solvent.
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
(External additive)
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 −3 to 2 μm, and 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%.
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−２μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。 Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using particles having an average particle size of 5 × 10-2 μm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even when stirring and mixing inside the developing device is performed, a fluidity-imparting agent is not detached from the toner, a good image quality that does not cause fireflies and the like is obtained, and a reduction in residual toner is further achieved. .
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。
しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーやプリントの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large.
However, when the addition amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rise characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rise characteristics can be obtained. Even if the above is repeated, stable image quality can be obtained.
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。 Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
（トナーの製造方法）
（１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
(Toner production method)
(1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.
（２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、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。
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。また、２０００重量部を超えると経済的でない。
(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.
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. Moreover, when it exceeds 2000 weight part, 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。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
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.
さらに、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上げることができる。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。
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。
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be increased 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.
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１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン−アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage existing on the surface of the toner base particles is in the range of 10 to 90%. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 μm and 3 μm, polystyrene fine particles 0.5 μm and 2 μm, poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 μm, trade names are PB-200H (manufactured by Kao Corporation), SGP (manufactured by Soken Co., Ltd.), Techno Examples include polymer SB (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), and micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.).
In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノ
メタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。 The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, the high-speed shearing method is preferable in order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm. When a high-speed shearing disperser is used, the rotational speed is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 rpm, preferably 5000 to 20000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C.
（３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
(3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
（４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
(4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
（５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
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。
(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.
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.
１：画像形成装置本体
２Ａ〜２Ｄ：感光体ユニット（プロセスカートリッジ）
３：転写ベルト
５：感光体（像担持体）
６：光書込みユニット（潜像形成手段）
７：両面ユニット
８：反転ユニット
９：定着装置
１０Ａ〜１０Ｄ：現像装置（現像手段）
１１，１２：給紙カセット
１３：手差しトレイ
１５：ブラシローラ
１７：帯電ローラ（帯電手段）
２０：反転排紙路
２５：排紙ローラ対
２６：排紙トレイ
４７：クリーニングブレード
４８：トナー搬送オーガ
４９：帯電クリーニングローラ
５５，５６：分離給紙部
５７：転写ブラシ（転写手段）
５８：紙吸着ローラ
５９：レジストローラ対
Ｐ：転写紙（転写材）
1: Image forming apparatus
3: Transfer belt 5: Photoconductor (image carrier)
6: Optical writing unit (latent image forming means)
7: Duplex unit 8: Reversing unit 9: Fixing
11, 12: Paper feed cassette 13: Manual feed tray 15: Brush roller 17: Charging roller (charging means)
20: Reverse paper discharge path 25: Paper discharge roller pair 26: Paper discharge tray 47: Cleaning blade 48: Toner transport auger 49:
58: Paper adsorption roller 59: Registration roller pair P: Transfer paper (transfer material)
Claims (11)
前記像担持体の線速が可変であり、前記像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値を、前記像担持体の線速によって変える画像形成装置の制御方法において、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が、前記像担持体の線速の速い方が高いことを特徴とする画像形成装置の制御方法。 An image carrier, a charging unit for charging the image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the surface of the charged image carrier, and the latent image forming unit formed on the image carrier. A control method for an image forming apparatus, comprising: developing means for developing a latent image with toner to form a toner image; and transfer means for transferring a toner image formed on the image carrier by the developing means onto a transfer material. Because
In the control method of an image forming apparatus in which the linear velocity of the image carrier is variable and the target value or setting value of the background potential of the image carrier is changed according to the linear velocity of the image carrier, the target value of the background potential Alternatively, the absolute value of the set value is higher when the linear velocity of the image carrier is higher.
前記転写手段が前記転写材に流す転写電流が変化する場合には、前記像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値を、前記転写手段が前記転写手段に流す転写電流によって変えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 The method of controlling an image forming apparatus according to claim 1.
When a transfer current flowing through the transfer material by the transfer unit changes, a target value or a set value of a background potential of the image carrier is changed by a transfer current that the transfer unit passes through the transfer unit. Control method for image forming apparatus.
前記転写電流値の高い方が、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が高いことを特徴とする画像形成装置の制御方法。 The method of controlling an image forming apparatus according to claim 2,
The method for controlling an image forming apparatus, wherein a higher transfer current value has a higher target value or set value of the background potential.
前記像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値が、前記像担持体の回転数及び／又は転写材の通過枚数によって可変であることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 The method of controlling an image forming apparatus according to claim 1.
A control method for an image forming apparatus, wherein a target value or a set value of the background potential of the image carrier is variable depending on the number of rotations of the image carrier and / or the number of passages of a transfer material.
前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、前記像担持体の回転数が多い方及び／又は転写材の通過枚数の多い方が、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が大きくなることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 The method of controlling an image forming apparatus according to claim 4.
As for the target value or setting value of the background potential, the absolute value of the target value or setting value of the background potential increases as the number of rotations of the image carrier and / or the number of passing sheets of the transfer material increases. And a control method for the image forming apparatus.
前記転写手段が前記転写材に流す転写電流が変化する場合には、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、前記転写手段が前記転写材に流す転写電流によって変えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 In the control method of the image forming apparatus according to claim 4 or 5,
An image forming apparatus characterized in that, when a transfer current flowing through the transfer material by the transfer unit changes, a target value or a set value of the background potential is changed by a transfer current passed through the transfer material by the transfer unit. Control method.
前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値を設定する際、変化させるのは前記像担持体を帯電する帯電手段の帯電バイアスであることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 In the control method of the image forming device according to any one of claims 1 to 6,
A method for controlling an image forming apparatus, wherein when setting the target value or set value of the background potential, the charging bias of a charging unit that charges the image carrier is changed.
請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御方法を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a charging unit for charging the image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the surface of the charged image carrier, and the latent image forming unit formed on the image carrier. An image forming apparatus comprising: a developing unit that develops a latent image with toner to form a toner image; and a transfer unit that transfers a toner image formed on the image carrier onto the transfer material by the developing unit.
An image forming apparatus comprising the control method according to claim 1.
前記帯電手段は帯電ローラであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 8.
The image forming apparatus, wherein the charging unit is a charging roller.
前記帯電ローラは前記像担持体に対し非接触で配置されることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9.
The image forming apparatus, wherein the charging roller is disposed in a non-contact manner with respect to the image carrier.
前記帯電ローラには直流（ＤＣ）電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳して印加することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9 or 10, wherein:
An image forming apparatus, wherein a direct current (DC) voltage is applied to the charging roller so as to be superimposed on a direct current (DC) voltage.
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