JP2005031118A

JP2005031118A - Image forming apparatus, process cartridge and toner

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Publication number: JP2005031118A
Application number: JP2003192697A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Uchitani; 武志内谷; Takaaki Tawada; 高明多和田; Masahito Yanagida; 雅人柳田; Naohiro Kumagai; 直洋熊谷; Takashi Shintani; 剛史新谷; Masaru Amamiya; 賢雨宮; Yuji Arai; 裕司荒井; Toshio Koike; 寿男小池; Takuji Yoneda; 拓司米田; Takeshi Tabuchi; 健田渕
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-02-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus in which contamination of a charging member can be prevented by using a nearly spherical toner, even when toner not removed in a cleaning step after transfer remains on a photoreceptor and reaches a charging step. <P>SOLUTION: The image forming apparatus comprises a latent image carrier 1 for carrying a latent image, a charging means 2 with a charging member 2a disposed near the latent image carrier 1, and a developing means 4 using a developer comprising a toner having an average circularity of 0.93-1.00, wherein the relation between the maximum static friction coefficient (μ1) of the latent image carrier 1 and the maximum static friction coefficient (μ2) of the charging member 2a is made μ1>μ2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスを用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に帯電部材の汚れを防止する機能を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、潜像担持体として感光体を備え、感光体の表面に放電によって電荷を与え帯電させ、帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを供給して可視像化し、形成された感光体表面の可視像を転写紙表面に転写した後、定着して排出する。
感光体表面を帯電する手段としては、従来、コロナワイヤによるコロナ放電を利用した非接触方式が用いられてきたが、印加電圧が高く、オゾンや窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量が多いため、感光体の劣化や環境への悪影響が問題となっている。
これに代わる手段として、中抵抗の帯電部材を感光体表面に接触させて帯電を行う接触方式がある。接触方式は、印加電圧が低くてすみ、オゾンやＮＯｘの発生がほとんどない。しかしながら、感光体表面を均一に帯電させるのが難しく、また、感光体上の付着物が帯電部材表面を汚し、帯電ムラを発生させる等の問題点がある。また、弾性ローラやブラシなどを接触させる方式であるため、感光体が圧力を受けるため、感光体が摩耗するという問題もある。
そこで、帯電ローラ等の帯電部材を感光体に対して、オゾンやＮＯｘの発生がほとんど問題にならないような近接位置に配置した近接方式が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、近年高画質化への要求が高まっており、特に高精細なカラー画像形成を実現させるため、トナーの小粒径化、球形化が進められている。小粒径化により、ドットの再現性が良好になり、球形化により現像性、転写性の向上を図ることができる。従来の混練粉砕法により、このような小粒径化、球形化したトナーを製造するのは非常に困難であることから、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により製造された重合トナーが採用されつつある。
【０００４】
小粒径、球形トナーを用いた場合の問題として、転写率が高いとはいえ転写されずに感光体上に残留するトナーは存在しており、このようなトナーをブレードクリーニングしようとすると、トナーが感光体とブレードの間をすり抜けてしまい、クリーニング不良を起こすということが挙げられる。クリーニングブレードでクリーニングされなかったトナーは、帯電部材との対向位置に達するが、転写工程を経ているため、初期のトナーの帯電量よりも小さくなっているか、場合によっては極性が変わっているものがある。このため、感光体上の一部のトナーが帯電部材表面に飛翔して付着する現象が生じる。特に、球形トナーは電界の影響を受けやすいため、近接方式であっても帯電部材の汚れを防ぐことが必要である。
【０００５】
接触方式の帯電部材に用いる清掃部材は種々提案されており、例えば、ウレタンスポンジ等で構成したクリーニングパッドを帯電ローラに押圧して設けるものや、クリーニングブラシを帯電ローラに押し当て帯電ローラに連れ回りさせるもの等が挙げられる（例えば、特許文献２参照。）。このような清掃部材は近接方式の帯電部材にも適用できるが、スポンジ状のクリーニングパッドやクリーニングブラシは、経時で目詰まりを起こし、清掃能力が低下するという問題点がある。このようになると帯電ムラを発生させ、画像品質を低下させてしまう。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−２４０６７０号公報
【特許文献２】
特開平７−１９９６０４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、球形に近いトナーを用いることで、転写後のクリーニング工程においてクリーニングされずに感光体上に残留し、帯電工程に達するトナーが存在しても、帯電部材の汚れを防止することができる画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のことを特徴とする。
１．潜像を担持する潜像担持体と、バイアスを印加した帯電部材によって該潜像担持体表面を均一に帯電する帯電手段と、帯電された潜像担持体の表面を露光し、潜像を形成する露光手段と、潜像担持体表面の潜像にトナーを供給し可視像化する現像手段と、潜像担持体表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、前記現像手段で用いられるトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であり、前記帯電部材は、前記潜像担持体に近接して配置され、前記潜像担持体の最大静止摩擦係数（μ１）と前記帯電部材の最大静止摩擦係数（μ２）との関係がμ１＞μ２である画像形成装置である。
【０００９】
２．前記帯電手段は、帯電部材表面に接触して該帯電部材をクリーニングする帯電クリーニング部材を備え、該帯電部材の最大静止摩擦係数（μ２）と前記帯電クリーニング部材の最大静止摩擦係数（μ３）との関係がμ２＜μ３であることを特徴とする。
３．前記潜像担持体の最大静止摩擦係数（μ１）と前記転写手段において最初に潜像担持体と接触する一次転写部材の最大静止摩擦係数（μ４）との関係がμ１＜μ４であることを特徴とする。
【００１０】
４．前記潜像担持体の最大静止摩擦係数（μ１）は０．２〜０．５であり、前記帯電部材の最大静止摩擦係数（μ２）は０．１〜０．４であることを特徴とする。
５．前記帯電部材は、フッ素樹脂を含む表層が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
６．前記現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍで、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の範囲にあることを特徴とする。
７．前記現像手段で用いられるトナーは、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する。
８．前記現像手段で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、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする。
９．前記現像手段で使用されるトナーは、略球形状であり、その形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とする。
【００１２】
１０．潜像を形成する潜像担持体と、バイアスを印加した帯電部材によって該潜像担持体表面を均一に帯電する帯電手段と、潜像担持体表面の潜像にトナーを供給し可視像化する現像手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されるプロセスカートリッジにおいて、前記現像手段で用いられるトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であり、前記帯電部材は、前記潜像担持体に近接して配置され、前記潜像担持体の最大静止摩擦係数（μ１）と前記帯電部材の最大静止摩擦係数（μ２）との関係がμ１＞μ２であるプロセスカートリッジである。
【００１３】
１１．電子写真プロセスの現像工程に供されるトナーであって、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において使用されるトナーであり、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーである。
１２．電子写真プロセスの現像工程に供されるトナーであって、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において使用されるトナーであり、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるトナーである。
１３．前記トナーは、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、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られることを特徴とする。
１４．前記トナーは、略球形状であり、その形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。図２は、図１の画像形成装置の主要部を拡大して示す図である。
画像形成装置は、その内部の略中央に中間転写ベルト５６を備えている。中間転写ベルト５６は、ポリイミドやポリアミド等の耐熱性材料からなり、中抵抗に調整された基体からなる無端状ベルトで、４つのローラ５２、５３、５４、５５に掛け回して支持され、図中矢印Ａ方向に回転駆動される。
中間転写ベルト５６の下方にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーに対応した４つの作像ユニットが中間転写ベルト５６のベルト面に沿って並んでいる。各作像ユニットは感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを有し、各感光体１の周りには、感光体１表面に電荷を与える帯電手段２、感光体１表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像手段４、トナー像転写後の感光体１表面のクリーニングをするクリーニング手段３がそれぞれ配置されている。
また、４つの作像ユニットの下方には、帯電した各感光体の表面に各色の画像データに基づいて露光をし、潜像を形成する露光手段９が備えられている。
中間転写ベルト５６を挟んで、各感光体１と対向する位置には、感光体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト５６上に一次転写する一次転写ローラ５１がそれぞれ配置されている。一次転写ローラ５１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。
【００１５】
中間転写ベルト５６のローラ５２で支持された部分の外側には、二次転写ローラ６１が圧接されている。二次転写ローラ６１は、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。二次転写ローラ６１と中間転写ベルト５６との接触部が二次転写部であり、中間転写ベルト５６上のトナー像が転写紙に転写される。
中間転写ベルト５６のローラ５５で支持された部分の外側には、二次転写後の中間転写ベルト５６の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング手段５７が設けられている。
二次転写部の上方には、転写紙上のトナー像を転写紙に半永久的に定着させる定着手段７０が備えられている。定着手段７０は、内部にハロゲンヒータを有する加熱ローラ７２及び定着ローラ７３に巻き掛けられた無端の定着ベルト７１と、定着ベルト７１を介して定着ローラ７３に対向、圧接して配置される加圧ローラ７４とから構成されている。
画像形成装置の下部には、転写紙を載置し、二次転写部に向けて転写紙を送り出す給紙手段２０が備えられている。
【００１６】
図３は、４つの作像ユニットのうちの１つを拡大して示す図である。いずれの作像ユニットでも同様の構成であるので、この図においては、色の区別を示すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの表示を省略する。以下に、本画像形成装置の特徴をより詳細に説明する。
感光体１は、有機感光体であり、ポリカーボネート系の樹脂で表面保護層が形成されている。
帯電手段２は、帯電部材として導電性芯金の外側に中抵抗の弾性層を被覆して構成される帯電ローラ２ａを備える。帯電ローラ２ａは、図示しない電源に接続されており、所定の電圧が印加される。帯電ローラ２ａは、感光体１に対して微小な間隙をもって配設される。この微小な間隙は、例えば、帯電ローラ２ａの両端部の非画像形成領域に一定の厚みを有するスペーサ部材を巻き付けるなどして、スペーサ部材の表面を感光体１表面に当接させることで、設定することができる。
また、帯電ローラ２ａには、帯電ローラ２ａ表面に接触してクリーニングする帯電クリーニング部材２ｂが設けられている。
現像手段４は、感光体１と対向する位置に、内部に磁界発生手段を備える現像スリーブ４ａが配置されている。現像スリーブ４ａは、感光体１との対向位置において同方向に移動しながら、トナーと磁性キャリアからなる現像剤を担持搬送し、トナーを感光体１の潜像面に供給する。高画質の画像形成のために、現像剤に含まれるトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００の球形に近いトナーである。
クリーニング手段３としては、例えば、ブラシローラ３ｂとクリーニングブレード３ａとからなる構成を用いることができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置において、感光体１の最大静止摩擦係数（μ１）と帯電ローラ２ａの最大静止摩擦係数（μ２）との関係は、μ１＞μ２である。このような構成にすることで、一次転写後の感光体１上に残留するトナーが略球形のトナーであることにより、クリーニング手段３のクリーニングブレード３ａをすり抜け、帯電ローラ２ａとの対向位置に達しても、トナーの付着力は、帯電ローラ２ａ表面よりも感光体１表面の方が大きいため、帯電ローラ２ａ表面に飛翔・付着しずらくなる。これにより、帯電ローラ２ａ表面の汚れを防止して、帯電ムラ等を防ぐことができる。
【００１８】
感光体１のμ１は０．２〜０．５の範囲であることが好ましく、帯電ローラ２ａのμ２は０．１〜０．４の範囲であることが好ましい。感光体１のμ１を０．５以下にすることで、トナーと感光体１との付着力が小さくなるため、転写工程においては、トナーの転写率が向上し、高い転写率が得られる。クリーニング工程においては、クリーニングブレード３ａと感光体１との間の摩擦抵抗が小さくなり、ブレードの鳴きやめくれ等を抑えることができる。また、トナーの感光体１への付着力が小さいため、クリーニングブレード３ａでトナーを掻き取ることが容易になり、クリーニング効率を高めることができる。これにより、帯電ローラ２ａ側に達するトナーを減らし、帯電ローラ２ａの汚れを低減することができる。
一方、感光体１のμ１を０．２未満にすると、トナーは感光体１上を滑りやすくなり、感光体１とクリーニングブレード３ａとの間をすり抜けるクリーニング不良を発生しやすくなるため、好ましくない。
帯電ローラ２ａの汚れ防止の効果を十分に得るために、帯電ローラ２ａのμ２は、感光体１のμ１との差が少なくとも０．１以上あることが好ましい。従って、帯電ローラ２ａのμ２は、０．４以下であることが好ましい。尚、帯電ローラ２ａの構成上可能な範囲として、μ２が０．１以上とする。
【００１９】
感光体１のμ１は、例えば、脂肪酸金属塩等の潤滑剤を塗布することにより調整することができる。潤滑剤塗布手段としては、図３に示すように、クリーニング手段３のブラシローラ３ｂに固形潤滑剤３ｃを当接させ、ブラシローラ３ｂで削り取りながら感光体１表面に塗布する手段等が挙げられる。固形潤滑剤３ｃとしては、ステアリン酸亜鉛やステアリン酸アルミニウム等の脂肪酸金属塩をブロック状に形成したものを用いることができる。
帯電ローラ２ａのμ２は、例えば、帯電ローラ２ａの弾性層の表層にフッ素樹脂粒子を練り込んだ層を設けたり、ポリカーボネート系の樹脂とフッ素樹脂とを混合してコーティングにより表層を形成するなどして、上記範囲に調整することができる。
【００２０】
また、帯電ローラ２ａ表面にわずかに飛翔して付着するトナーがあっても、帯電クリーニング部材２ｂで十分にクリーニングすることができる。帯電ローラ２ａの最大静止摩擦係数（μ２）と帯電クリーニング部材２ｂの最大静止摩擦係数（μ３）との関係がμ２＜μ３であることにより、帯電ローラ２ａ表面に付着したトナーは、接触する帯電クリーニング部材２ｂに容易に転移してクリーニングされる。これにより、長期に亘って安定した帯電性を得ることができる。
上記のμ３を満足するような帯電クリーニング部材２ｂとして、例えばポリウレタン樹脂、メラミン樹脂等の樹脂発泡体ローラや、ナイロンやアクリル等の繊維からなるブラシローラ等を使用することができる。
尚、感光体１のμ１よりも帯電ローラ２ａのμ２が小さい構成であることにより、帯電ローラ２ａ表面に付着するトナーはごく僅かに抑えられるため、帯電クリーニング部材２ｂの交換寿命も大幅に延びる。
【００２１】
更に、感光体１上に形成されたトナー像の転写率を高めることで、転写後の感光体１上に残留するトナー量を減らし、帯電ローラ２ａ表面の汚れをより低減することができる。これは、感光体１の最大静止摩擦係数（μ１）と中間転写ベルト５６の最大静止摩擦係数（μ４）との関係がμ１＜μ４であることにより、達成される。感光体１と中間転写ベルト５６が接する一次転写部においては、一次転写ローラ５１によりトナーの極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、電界の影響を受けて、トナーは中間転写ベルト５６に転写する。このとき、トナーの付着力は感光体１よりも中間転写ベルト５６の方が大きいため、感光体１上から中間転写ベルト５６上に容易に転移して付着し、転写率を一層向上させることができる。
上記の関係を満足させるには、中間転写ベルト５６を構成する材質を選択することによってもできるが、既に述べたように、感光体１に潤滑剤を塗布してμ１を低下させるように調整することによってもできる。
【００２２】
尚、最大静止摩擦係数は、以下の測定方法により得られる。図４は、最大静止摩擦係数の測定方法を示す図である。この図においては、感光体１を被測定物としているが、帯電ローラ２ａ、帯電クリーニング部材２ｂ、中間転写ベルト５６についても同様にして測定することができる。この測定方法はオイラーベルト方式であり、ベルトとして中厚の上質紙を紙すきが長手方向になるようにして感光体１のドラム円周１／４に張架し、ベルトの一方に例えば０．９８Ｎ（１００ｇ）の荷重を掛け、他方にフォースゲージを設置してフォースゲージを引っ張り、ベルトが移動した時点での荷重を読み取って、摩擦係数μｓ＝２／π×１ｎ（Ｆ／０．９８）（但し、μ：静止摩擦係数、Ｆ：測定値）に代入して算出する。
【００２３】
以上の構成からなる画像形成装置の動作について説明する。パソコン等の外部装置から画像形成装置に画像信号が入力されると、図示しない画像信号処理部でこの画像信号をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に変換したデジタル画像信号を作成し、露光手段９にその画像信号を送る。
感光体１は、それぞれの表面が帯電手段２によって均一に帯電される。そして、露光手段９が各色の画像信号に基づき、対応する感光体１の表面を露光して各感光体１に潜像を形成する。
【００２４】
各感光体１表面に形成された潜像は、各現像手段４によってそれぞれ現像され、各色のトナー像となる。そして、各感光体１上に担持されたトナー像は、感光体１と中間転写ベルト５６との接触部において、トナーの極性と逆の極性の一次転写電圧が印加された各一次転写ローラ５１により、矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト５６表面に順次重ね合わせて一次転写される。トナー像が一次転写された後の各感光体１は、次の画像形成プロセスに備えて、それぞれクリーニング手段３によって表面がクリーニングされる。
【００２５】
このようにして中間転写ベルト５６上には４色のトナー像が重ね合わされて、最終的にカラートナー像ができ、中間転写ベルト５６の移動に従って二次転写部に達する。
一方、給紙手段２０に載置された転写紙は、その一枚が給紙コロ２１によって給紙され、レジストローラ８１まで搬送されて待機する。レジストローラ８１は、中間転写ベルト５６上のカラートナー像が二次転写部に到達するタイミングに合わせて転写紙を送り出す。そして、二次転写部において、一次転写電圧と同極性の電圧が印加された二次転写ローラ６１により、中間転写ベルト５６上のカラートナー像が転写紙に一括して二次転写される。二次転写後の中間転写ベルト５６は、中間転写ベルトクリーニング手段５７によってその表面に残留するトナーがクリーニングされる。
【００２６】
カラートナー像が転写された転写紙は、その後定着手段７０に搬送され、そこで定着ベルト７１と加圧ローラ７２とのニップを通過することで、熱と圧によって最終的なカラー画像が定着される。カラー画像が形成された転写紙は排紙ローラ９１により排出される。
【００２７】
本発明が適用されるのは、上記の画像形成装置の構成に限るものでない。単色の画像形成装置に適用できるのはもちろんのこと、カラー画像形成装置が、図１のようにタンデム方式でなく、単一の感光体に対し複数の現像手段を備える方式の画像形成装置であっても良い。また、現像手段が二成分現像方式でなく、一成分現像方式を用いるものであっても良い。
【００２８】
また、本発明は、潜像担持体である感光体と、感光体を帯電する帯電手段と、感光体上に形成される静電潜像にトナーを供給する現像手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置に着脱自在に形成されるプロセスカートリッジにも適用できる。現像手段で用いられるトナーを平均円形度が０．９３〜１．００のトナーとし、帯電手段の帯電部材を感光体に近接して配置し、感光体の最大静止摩擦係数（μ１）と帯電部材の最大静止摩擦係数（μ２）の関係がμ１＞μ２を満たすように構成する。感光体、帯電手段、現像手段のそれぞれの詳細な構成はすでに説明した通りである。本プロセスカートリッジにより、帯電部材の汚れを防止することができ、安定した帯電性を得ることができる。また、帯電部材のクリーニング部材の交換寿命が延びるため、プロセスカートリッジの寿命も延ばすことができる。
【００２９】
本発明に係る画像形成装置において、現像手段４で使用するトナーは、体積平均粒径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が好ましい。小粒径の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。また、逆帯電トナーの量も減らせるため、帯電ローラ２ａの汚れを防止するためにも好適である。
【００３０】
また、現像手段４で使用するトナーは、以下の形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２の値で規定することができるトナーであることが好ましい。図５は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。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（１）
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。
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、下記式（２）で表される。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、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（２）
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。
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。
【００３１】
本発明に係るトナーはＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるトナーである。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１との接触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１との付着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、真球のトナーはクリーニングブレード３ａと感光体１との間隙に入り込みやすいため、トナーの形状係数ＳＦ−１とＳＦ−２はある程度大きい方が好ましいが、大きくなりすぎると、画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。このために、ＳＦ−１とＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。
【００３２】
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。
【００３３】
（変性ポリエステル）
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル（ｉ）を含む。変性ポリエステル（ｉ）としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
【００３４】
変性ポリエステル（ｉ）としては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。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）としては、多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基（アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基）、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
【００３５】
ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。
【００４２】
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。
【００４３】
本発明で用いられる変性ポリエステル（ｉ）は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。変性ポリエステル（ｉ）の重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。この時のピーク分子量は１０００〜１００００が好ましく、１０００未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また１００００を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステル（ｉ）の数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル（ｉｉ）を用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。（ｉ）単独の場合は、数平均分子量は、通常２００００以下、好ましくは１０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
変性ポリエステル（ｉ）を得るための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。
【００４４】
（未変性ポリエステル）
本発明においては、前記変性されたポリエステル（ｉ）単独使用だけでなく、この（ｉ）と共に、未変性ポリエステル（ｉｉ）をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。（ｉｉ）を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。（ｉｉ）としては、前記（ｉ）のポリエステル成分と同様な多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも（ｉ）と同様である。また、（ｉｉ）は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。（ｉ）と（ｉｉ）は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、（ｉ）のポリエステル成分と（ｉｉ）は類似の組成が好ましい。（ｉｉ）を含有させる場合の（ｉ）と（ｉｉ）の重量比は、通常５／９５〜８０／２０、好ましくは５／９５〜３０／７０、さらに好ましくは５／９５〜２５／７５、特に好ましくは７／９３〜２０／８０である。（ｉ）の重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
【００４５】
（ｉｉ）のピーク分子量は、通常１０００〜１００００、好ましくは２０００〜８０００、さらに好ましくは２０００〜５０００である。１０００未満では耐熱保存性が悪化し、１００００を超えると低温定着性が悪化する。（ｉｉ）の水酸基価は５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜１２０、特に好ましくは２０〜８０である。５未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。（ｉｉ）の酸価は１〜５が好ましく、より好ましくは２〜４である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
【００４６】
バインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は通常３５〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。３５℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、７０℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、本発明のトナーにおいては、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
【００４７】
（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。
【００４８】
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。
【００４９】
（荷電制御剤）
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージＮＥＧＶＰ２０３６、コピーチャージＮＸＶＰ４３４（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。荷電制御剤の使用量は、バインダ樹脂の種類、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気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００５０】
（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、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ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。
【００５１】
（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、２０〜５００ｍ^２／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。
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。
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、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
【００５２】
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。
（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。
【００５３】
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。２００００重量部を超えると経済的でない。
【００５４】
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。
【００５５】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
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。
【００５６】
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右する脂肪族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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
また、本発明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。
図６は、本発明に係るトナーの形状を模式的に示す図である。図６において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図６（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図６（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
【００６４】
以上によって製造されたトナーは、磁性キャリアを使用しない１成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
また、２成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、磁性キャリアとしては、鉄、マグネタイト、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ等の２価の金属を含むフェライトであって、体積平均粒径２０〜１００μｍが好ましい。平均粒径が２０μｍ未満では、現像時に感光体１にキャリア付着が生じやすく、１００μｍを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。また、Ｚｎを含むＣｕフェライトが飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置１００のプロセスにあわせて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えばシリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーしコア上にコーティングしても良く、また、樹脂粒子を静電気的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、０．０５〜１０μｍ、好ましくは０．３〜４μｍがよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、本発明により、球形に近いトナーを用いることで、転写後のクリーニング工程においてクリーニングされずに感光体上に残留し、帯電工程に達するトナーが存在しても、帯電部材の汚れを防止することができ、経時で安定した帯電性を得ることができる。これにより、高画質で高精細の画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の主要部を拡大して示す図である。
【図３】４つの作像ユニットのうちの１つを拡大して示す図である。
【図４】最大静止摩擦係数の測定方法を示す図である。
【図５】形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
【図６】本発明に係るトナーの形状を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１感光体（潜像担持体）
２帯電手段
２ａ帯電ローラ（帯電部材）
２ｂ帯電クリーニング部材
３クリーニング手段
４現像手段
５１一次転写ローラ
５６中間転写ベルト
６１二次転写ローラ
９露光手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic process, and more particularly to an image forming apparatus having a function of preventing a charging member from being stained.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus using an electrophotographic process includes a photosensitive member as a latent image carrier, charges the surface of the photosensitive member by discharging, charges the surface of the photosensitive member to form an electrostatic latent image, The electrostatic latent image is supplied with toner to be visualized, and the formed visible image on the surface of the photoreceptor is transferred onto the transfer paper surface, and then fixed and discharged.
As a means for charging the surface of the photoconductor, a non-contact method using corona discharge using a corona wire has been conventionally used. However, since the applied voltage is high and a large amount of ozone or nitrogen oxide (NOx) is generated, Deterioration of the photoreceptor and adverse effects on the environment are problems.
As an alternative, there is a contact method in which charging is performed by bringing a medium resistance charging member into contact with the surface of the photoreceptor. The contact method requires a low applied voltage and generates almost no ozone or NOx. However, it is difficult to uniformly charge the surface of the photoreceptor, and there are problems such as deposits on the photoreceptor contaminating the surface of the charging member and causing uneven charging. In addition, since the elastic roller, the brush, or the like is in contact with the photosensitive member, the photosensitive member is subjected to pressure, so that the photosensitive member is worn.
In view of this, there has been proposed a proximity method in which a charging member such as a charging roller is disposed at a proximity position where ozone and NOx are hardly a problem with respect to the photosensitive member (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
On the other hand, in recent years, there has been an increasing demand for higher image quality, and in order to realize particularly high-definition color image formation, toner particles are being made smaller and spherical. The reproducibility of dots is improved by reducing the particle size, and the developability and transferability can be improved by making the particles spherical. Since it is very difficult to produce such a small particle size and spherical toner by the conventional kneading and pulverization method, the polymerization produced by suspension polymerization method, emulsion polymerization method, dispersion polymerization method, etc. Toner is being adopted.
[0004]
As a problem when using a small particle size, spherical toner, there is toner that remains on the photoreceptor without being transferred although the transfer rate is high. May pass between the photosensitive member and the blade, resulting in poor cleaning. The toner that has not been cleaned by the cleaning blade reaches the position facing the charging member, but since it has undergone a transfer process, it may be smaller than the initial toner charge amount, or the polarity may change in some cases. is there. For this reason, a phenomenon occurs in which a part of the toner on the photoreceptor flies and adheres to the surface of the charging member. In particular, since the spherical toner is easily affected by the electric field, it is necessary to prevent the charging member from being stained even in the proximity method.
[0005]
Various cleaning members used for contact type charging members have been proposed. For example, a cleaning pad made of urethane sponge or the like is provided by pressing the charging roller, or a cleaning brush is pressed against the charging roller and rotated around the charging roller. (For example, refer to Patent Document 2). Although such a cleaning member can also be applied to a proximity charging member, a sponge-like cleaning pad or cleaning brush is clogged over time, and has a problem that the cleaning ability is lowered. If this happens, charging unevenness occurs and the image quality is degraded.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-4-240670
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-199604
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, the present invention uses a nearly spherical toner, so that even if there is toner remaining on the photoreceptor without being cleaned in the cleaning process after transfer and reaching the charging process, An object is to provide an image forming apparatus capable of preventing contamination.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by the following.
1. A latent image carrier that carries a latent image, a charging unit that uniformly charges the surface of the latent image carrier by a charging member to which a bias is applied, and the surface of the charged latent image carrier are exposed to form a latent image. An exposing means for developing, a developing means for supplying toner to the latent image on the surface of the latent image carrier to make it visible, and a transferring means for transferring the toner image formed on the surface of the latent image carrier to the transfer body. In the image forming apparatus, the toner used in the developing unit has an average circularity of 0.93 to 1.00, the charging member is disposed close to the latent image carrier, and the latent image carrier Is an image forming apparatus in which the relationship between the maximum static friction coefficient (μ1) and the maximum static friction coefficient (μ2) of the charging member is μ1> μ2.
[0009]
2. The charging means includes a charging cleaning member that contacts the surface of the charging member to clean the charging member, and has a maximum static friction coefficient (μ2) of the charging member and a maximum static friction coefficient (μ3) of the charging cleaning member. The relationship is characterized by μ2 <μ3.
3. The relationship between the maximum static friction coefficient (μ1) of the latent image carrier and the maximum static friction coefficient (μ4) of the primary transfer member that first contacts the latent image carrier in the transfer unit is μ1 <μ4. And
[0010]
4). The latent image bearing member has a maximum static friction coefficient (μ1) of 0.2 to 0.5, and the charging member has a maximum static friction coefficient (μ2) of 0.1 to 0.4. .
5. The charging member has a surface layer containing a fluororesin.
[0011]
6). The toner used in the developing unit has a volume average particle diameter (Dv) of 3 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) of 1.00 to 1.00. It is characterized by being in the range of 1.40.
7. The toner used in the developing unit has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.
8). The toner used in the developing means crosslinks a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent in an aqueous medium. And / or a toner obtained by an extension reaction.
9. The toner used in the developing unit has a substantially spherical shape, and the shape is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (provided that r1 ≧ r2 ≧ r3), and the major axis r1. The ratio (r2 / r1) to the minor axis r2 is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio (r3 / r2) of the thickness r3 to the minor axis r2 is in the range of 0.7 to 1.0. It is characterized by being.
[0012]
10. A latent image carrier that forms a latent image, a charging means that uniformly charges the surface of the latent image carrier with a charging member to which a bias is applied, and toner is supplied to the latent image on the surface of the latent image carrier to make a visible image The toner used in the developing unit has an average circularity of 0.93 to 1.00 in a process cartridge that is integrally supported and includes at least a developing unit that is detachably formed on the main body of the image forming apparatus. The charging member is disposed close to the latent image carrier, and the relationship between the maximum static friction coefficient (μ1) of the latent image carrier and the maximum static friction coefficient (μ2) of the charging member is μ1> μ2. This is a process cartridge.
[0013]
11. A toner used in a developing step of an electrophotographic process, the toner used in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, having a volume average particle diameter (Dv) of 3 to 8 µm, The toner has a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) in the range of 1.00 to 1.40.
12 A toner used in an electrophotographic process development step, which is used in the image forming apparatus according to claim 1, and has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180. The toner has a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.
13. In the toner, a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent is crosslinked and / or extended in an aqueous medium. It is characterized by being obtained.
14 The toner has a substantially spherical shape, and the shape is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), and a ratio between the major axis r1 and the minor axis r2. (R2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio (r3 / r2) of the thickness r3 to the minor axis r2 is in the range of 0.7 to 1.0. .
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged view showing a main part of the image forming apparatus shown in FIG.
The image forming apparatus includes an intermediate transfer belt 56 in the approximate center of the inside thereof. The intermediate transfer belt 56 is an endless belt made of a heat-resistant material such as polyimide or polyamide and made of a base adjusted to a medium resistance, and is supported by being wound around four rollers 52, 53, 54, and 55. It is rotationally driven in the direction of arrow A.
Below the intermediate transfer belt 56, four image forming units corresponding to yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toners are arranged along the belt surface of the intermediate transfer belt 56. It is out. Each image forming unit has photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K. Around each photoconductor 1, a charging unit 2 for applying a charge to the surface of the photoconductor 1, and a latent image formed on the surface of the photoconductor 1 are displayed. A developing means 4 for developing each color toner to form a toner image and a cleaning means 3 for cleaning the surface of the photoreceptor 1 after the toner image transfer are arranged.
Below the four image forming units, there are provided exposure means 9 for exposing the surface of each charged photoconductor based on the image data of each color to form a latent image.
A primary transfer roller 51 that primarily transfers a toner image formed on the photoconductor 1 onto the intermediate transfer belt 56 is disposed at a position facing each photoconductor 1 with the intermediate transfer belt 56 interposed therebetween. The primary transfer roller 51 is connected to a power source (not shown) and is applied with a predetermined voltage.
[0015]
A secondary transfer roller 61 is pressed against the outside of the portion of the intermediate transfer belt 56 supported by the roller 52. The secondary transfer roller 61 is connected to a power source (not shown) and is applied with a predetermined voltage. A contact portion between the secondary transfer roller 61 and the intermediate transfer belt 56 is a secondary transfer portion, and the toner image on the intermediate transfer belt 56 is transferred onto a transfer sheet.
An intermediate transfer belt cleaning unit 57 for cleaning the surface of the intermediate transfer belt 56 after the secondary transfer is provided outside the portion of the intermediate transfer belt 56 supported by the roller 55.
Above the secondary transfer portion, fixing means 70 is provided for fixing the toner image on the transfer paper semi-permanently on the transfer paper. The fixing unit 70 includes a heating roller 72 having a halogen heater therein and an endless fixing belt 71 wound around the fixing roller 73, and pressure applied to the fixing roller 73 via the fixing belt 71 so as to face and press. And a roller 74.
Under the image forming apparatus, there is provided a paper feeding unit 20 for placing the transfer paper and feeding the transfer paper toward the secondary transfer unit.
[0016]
FIG. 3 is an enlarged view showing one of the four image forming units. Since any image forming unit has the same configuration, Y, M, C, and K indicating color distinction are omitted in this figure. Hereinafter, the features of the image forming apparatus will be described in more detail.
The photoreceptor 1 is an organic photoreceptor, and a surface protective layer is formed of a polycarbonate-based resin.
The charging unit 2 includes a charging roller 2a configured by covering a conductive cored bar with a medium-resistance elastic layer as a charging member. The charging roller 2a is connected to a power source (not shown) and is applied with a predetermined voltage. The charging roller 2 a is disposed with a small gap with respect to the photoreceptor 1. The minute gap is set by, for example, winding a spacer member having a certain thickness around the non-image forming regions at both ends of the charging roller 2a to bring the surface of the spacer member into contact with the surface of the photoreceptor 1. can do.
Further, the charging roller 2a is provided with a charging cleaning member 2b for cleaning in contact with the surface of the charging roller 2a.
The developing unit 4 is provided with a developing sleeve 4 a having a magnetic field generating unit therein at a position facing the photoconductor 1. The developing sleeve 4 a carries a developer composed of toner and a magnetic carrier while moving in the same direction at a position facing the photoreceptor 1, and supplies the toner to the latent image surface of the photoreceptor 1. To form a high-quality image, the toner contained in the developer is a nearly spherical toner having an average circularity of 0.93 to 1.00.
As the cleaning unit 3, for example, a configuration including a brush roller 3b and a cleaning blade 3a can be used.
[0017]
In the image forming apparatus of the present invention, the relationship between the maximum static friction coefficient (μ1) of the photoreceptor 1 and the maximum static friction coefficient (μ2) of the charging roller 2a is μ1> μ2. With such a configuration, the toner remaining on the photoreceptor 1 after the primary transfer is a substantially spherical toner, so that it passes through the cleaning blade 3a of the cleaning means 3 and reaches the position facing the charging roller 2a. However, since the adhesion force of the toner is greater on the surface of the photoreceptor 1 than on the surface of the charging roller 2a, it is difficult to fly and adhere to the surface of the charging roller 2a. As a result, the surface of the charging roller 2a can be prevented from being soiled and uneven charging can be prevented.
[0018]
The μ1 of the photoreceptor 1 is preferably in the range of 0.2 to 0.5, and the μ2 of the charging roller 2a is preferably in the range of 0.1 to 0.4. By making μ1 of the photoconductor 1 0.5 or less, the adhesion force between the toner and the photoconductor 1 is reduced, so that the transfer rate of the toner is improved and a high transfer rate is obtained in the transfer process. In the cleaning process, the frictional resistance between the cleaning blade 3a and the photosensitive member 1 is reduced, and the noise and turning of the blade can be suppressed. Further, since the adhesion force of the toner to the photoreceptor 1 is small, it becomes easy to scrape off the toner with the cleaning blade 3a, and the cleaning efficiency can be improved. As a result, the amount of toner reaching the charging roller 2a can be reduced, and contamination of the charging roller 2a can be reduced.
On the other hand, if μ1 of the photosensitive member 1 is less than 0.2, the toner is liable to slip on the photosensitive member 1, and a cleaning failure that slips between the photosensitive member 1 and the cleaning blade 3a is likely to occur.
In order to sufficiently obtain the effect of preventing the charging roller 2a from being soiled, it is preferable that μ2 of the charging roller 2a is at least 0.1 or more different from μ1 of the photoreceptor 1. Therefore, μ2 of the charging roller 2a is preferably 0.4 or less. Note that μ2 is set to 0.1 or more as a possible range in the configuration of the charging roller 2a.
[0019]
The μ1 of the photoreceptor 1 can be adjusted by applying a lubricant such as a fatty acid metal salt, for example. As the lubricant applying means, as shown in FIG. 3, a means for bringing the solid lubricant 3c into contact with the brush roller 3b of the cleaning means 3 and applying it to the surface of the photoreceptor 1 while scraping off with the brush roller 3b can be used. As solid lubricant 3c, what formed fatty acid metal salts, such as zinc stearate and aluminum stearate, in the shape of a block can be used.
The μ2 of the charging roller 2a is, for example, a layer in which fluororesin particles are kneaded on the surface of the elastic layer of the charging roller 2a, or a surface layer is formed by coating by mixing a polycarbonate resin and a fluororesin. Thus, it can be adjusted to the above range.
[0020]
Further, even if there is toner that slightly flies and adheres to the surface of the charging roller 2a, it can be sufficiently cleaned by the charging cleaning member 2b. Since the relationship between the maximum static friction coefficient (μ2) of the charging roller 2a and the maximum static friction coefficient (μ3) of the charging cleaning member 2b is μ2 <μ3, the toner attached to the surface of the charging roller 2a is charged by cleaning. It is easily transferred to the member 2b and cleaned. Thereby, it is possible to obtain a stable chargeability over a long period of time.
As the charging cleaning member 2b that satisfies the above μ3, for example, a resin foam roller such as polyurethane resin or melamine resin, a brush roller made of fibers such as nylon or acrylic, and the like can be used.
Note that, since μ2 of the charging roller 2a is smaller than μ1 of the photoreceptor 1, the toner adhering to the surface of the charging roller 2a is suppressed to a very small amount, so that the replacement life of the charging cleaning member 2b is greatly extended.
[0021]
Furthermore, by increasing the transfer rate of the toner image formed on the photoconductor 1, the amount of toner remaining on the photoconductor 1 after transfer can be reduced, and contamination on the surface of the charging roller 2a can be further reduced. This is achieved by the relationship between the maximum static friction coefficient (μ1) of the photoreceptor 1 and the maximum static friction coefficient (μ4) of the intermediate transfer belt 56 being μ1 <μ4. In the primary transfer portion where the photoreceptor 1 and the intermediate transfer belt 56 are in contact, the primary transfer roller 51 applies a primary transfer voltage having a polarity opposite to that of the toner, and the toner is transferred to the intermediate transfer belt 56 under the influence of an electric field. To do. At this time, since the intermediate transfer belt 56 has a larger toner adhesion force than the photoreceptor 1, it can be easily transferred and adhered from the photoreceptor 1 to the intermediate transfer belt 56, thereby further improving the transfer rate. it can.
In order to satisfy the above relationship, the material constituting the intermediate transfer belt 56 can be selected. However, as described above, the lubricant is applied to the photosensitive member 1 and adjusted so as to reduce μ1. It can also be done.
[0022]
The maximum static friction coefficient can be obtained by the following measuring method. FIG. 4 is a diagram showing a method for measuring the maximum static friction coefficient. In this figure, the photoconductor 1 is the object to be measured, but the charging roller 2a, the charging cleaning member 2b, and the intermediate transfer belt 56 can be measured in the same manner. This measuring method is an Euler belt method. As a belt, medium-quality high-quality paper is stretched around the drum circumference 1/4 of the photosensitive member 1 so that the paper scraper is in the longitudinal direction, and 0.98 N, for example, is placed on one side of the belt. Apply a load of (100 g), install a force gauge on the other side, pull the force gauge, read the load when the belt moved, and friction coefficient μs = 2 / π × 1n (F / 0.98) ( However, it is calculated by substituting for μ: coefficient of static friction, F: measured value).
[0023]
The operation of the image forming apparatus having the above configuration will be described. When an image signal is input from an external device such as a personal computer to the image forming apparatus, an image signal processing unit (not shown) creates a digital image signal obtained by converting the image signal into four colors of yellow, magenta, cyan, and black, and performs exposure. The image signal is sent to the means 9.
The surface of the photoreceptor 1 is uniformly charged by the charging means 2. Then, the exposure means 9 exposes the surface of the corresponding photoconductor 1 based on the image signal of each color to form a latent image on each photoconductor 1.
[0024]
The latent image formed on the surface of each photoconductor 1 is developed by each developing unit 4 and becomes a toner image of each color. The toner image carried on each photoconductor 1 is transferred to each contact portion between the photoconductor 1 and the intermediate transfer belt 56 by each primary transfer roller 51 to which a primary transfer voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied. Then, primary transfer is performed by sequentially superimposing on the surface of the intermediate transfer belt 56 moving in the arrow A direction. The surface of each photoconductor 1 after the toner image is primarily transferred is cleaned by a cleaning unit 3 in preparation for the next image forming process.
[0025]
In this manner, the four color toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 56 to finally form a color toner image, which reaches the secondary transfer portion as the intermediate transfer belt 56 moves.
On the other hand, one of the transfer sheets placed on the sheet feeding means 20 is fed by the sheet feeding roller 21 and conveyed to the registration roller 81 and stands by. The registration roller 81 feeds the transfer paper in accordance with the timing when the color toner image on the intermediate transfer belt 56 reaches the secondary transfer portion. In the secondary transfer portion, the color toner image on the intermediate transfer belt 56 is secondarily transferred onto the transfer sheet collectively by the secondary transfer roller 61 to which a voltage having the same polarity as the primary transfer voltage is applied. The intermediate transfer belt 56 after the secondary transfer is cleaned of toner remaining on the surface thereof by an intermediate transfer belt cleaning unit 57.
[0026]
The transfer paper onto which the color toner image has been transferred is then conveyed to the fixing means 70, where it passes through the nip between the fixing belt 71 and the pressure roller 72, whereby the final color image is fixed by heat and pressure. . The transfer paper on which the color image is formed is discharged by the paper discharge roller 91.
[0027]
The present invention is not limited to the configuration of the image forming apparatus. Of course, the color image forming apparatus is not a tandem system as shown in FIG. 1 but a system having a plurality of developing units for a single photoconductor. May be. Further, the developing means may use a one-component developing method instead of the two-component developing method.
[0028]
The present invention also includes at least a photosensitive member that is a latent image carrier, a charging unit that charges the photosensitive member, and a developing unit that supplies toner to an electrostatic latent image formed on the photosensitive member. The present invention can also be applied to a process cartridge that is supported and detachably formed on the image forming apparatus. The toner used in the developing unit is a toner having an average circularity of 0.93 to 1.00, the charging member of the charging unit is disposed close to the photosensitive member, and the maximum static friction coefficient (μ1) of the photosensitive member and the charging member The maximum static friction coefficient (μ2) is configured to satisfy μ1> μ2. The detailed configurations of the photosensitive member, the charging unit, and the developing unit are as described above. By this process cartridge, the charging member can be prevented from being soiled, and a stable charging property can be obtained. In addition, since the replacement life of the cleaning member for the charging member is extended, the life of the process cartridge can be extended.
[0029]
In the image forming apparatus according to the present invention, the toner used in the developing unit 4 has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm, and a ratio (Dv / Dn) between the volume average particle diameter (Dv) and the number average particle diameter (Dn). ) Is preferably a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution in the range of 1.00 to 1.40. By using a toner having a small particle diameter, 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. Further, since the amount of the reversely charged toner can be reduced, it is also suitable for preventing the charging roller 2a from being soiled.
[0030]
The toner used in the developing unit 4 is preferably a toner that can be defined by the values of the following shape factors SF-1 and SF-2. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2.
The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) ² / AREA} × (100π / 4) (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula (2). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-2 = {(PERI) ² / AREA} × (100π / 4) (2)
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.
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.
[0031]
The toner according to the present invention is a toner having SF-1 in the range of 100 to 180 and SF-2 in the range of 100 to 180. When the shape of the toner is close to a sphere, the contact between the toner and the toner or the toner and the photosensitive member 1 becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity becomes high, and the toner and the photosensitive member. The adhesion with 1 is weakened and the transfer rate is increased. On the other hand, since the true spherical toner easily enters the gap between the cleaning blade 3a and the photoreceptor 1, it is preferable that the toner shape factors SF-1 and SF-2 be large to some extent. Will be scattered and image quality will deteriorate. For this reason, it is preferable that SF-1 and SF-2 do not exceed 180.
[0032]
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.
[0033]
(Modified polyester)
The toner according to the present invention contains a modified polyester (i) as a binder resin. The modified polyester (i) refers to a state in which a bonding group other than an ester bond is present in the polyester resin, or resin components having different configurations are bonded to the polyester resin by a covalent bond, an ionic bond, or the like. Specifically, the polyester terminal is modified by introducing a functional group such as a carboxylic acid group or an isocyanate group that reacts with a hydroxyl group into the polyester terminal and further reacting with an active hydrogen-containing compound.
[0034]
Examples of the modified polyester (i) include urea-modified polyester obtained by a reaction between a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group and amines (B). As the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group, a polyester having a polycondensate of a polyhydric alcohol (PO) and a polyvalent carboxylic acid (PC) and having an active hydrogen group is further added to a polyvalent isocyanate compound (PIC). And those reacted with. Examples of the active hydrogen group possessed by the polyester include a hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group and phenolic hydroxyl group), an amino group, a carboxyl group, a mercapto group, and the like. Among these, an alcoholic hydroxyl group is preferable.
[0035]
The urea-modified polyester is produced as follows.
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.
[0036]
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.).
[0037]
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.
[0038]
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; phenol derivatives, oximes, polyisocyanates; Those blocked with caprolactam or the like; and combinations of two or more of these.
[0039]
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.
[0040]
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.
[0041]
Next, as the 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).
Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of B1 to B5 blocked amino groups (B6) 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.
[0042]
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.
[0043]
The modified polyester (i) used in the present invention is produced by a one-shot method or a prepolymer method. The weight average molecular weight of the modified polyester (i) is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, more preferably 30,000 to 1,000,000. The peak molecular weight at this time is preferably 1000 to 10000. When the molecular weight is less than 1000, the elongation reaction hardly occurs, the elasticity of the toner is small, and as a result, the resistance to hot offset deteriorates. On the other hand, when it exceeds 10,000, the problem in production becomes high in the deterioration of fixability, particle formation and pulverization. The number average molecular weight of the modified polyester (i) is not particularly limited when the unmodified polyester (ii) described later is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. (I) When used alone, the number average molecular weight is usually 20000 or less, preferably 1000 to 10000, and more preferably 2000 to 8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color device are deteriorated.
In the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B) to obtain the modified polyester (i), a reaction terminator is used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. be able to. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
[0044]
(Unmodified polyester)
In the present invention, not only the modified polyester (i) is used alone, but also the unmodified polyester (ii) can be contained as a binder resin component together with the (i). By using (ii) in combination, the low-temperature fixability and gloss when used in a full-color device are improved, which is preferable to single use. Examples of (ii) include polycondensates of a polyhydric alcohol (PO) and a polyvalent carboxylic acid (PC) similar to the polyester component of (i), and preferred ones are also the same as (i). . Further, (ii) is not limited to unmodified polyester, but may be modified with a chemical bond other than a urea bond, for example, may be modified with a urethane bond. It is preferable that (i) and (ii) are at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, the polyester component (i) and (ii) preferably have similar compositions. When (ii) is contained, the weight ratio of (i) to (ii) is usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 30/70, more preferably 5/95 to 25/75, Particularly preferred is 7/93 to 20/80. If the weight ratio of (i) is less than 5%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
[0045]
The peak molecular weight of (ii) is 1000-10000 normally, Preferably it is 2000-8000, More preferably, it is 2000-5000. If it is less than 1000, heat-resistant storage stability will deteriorate, and if it exceeds 10,000, low-temperature fixability will deteriorate. The hydroxyl value of (ii) is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. As for the acid value of (ii), 1-5 are preferable, More preferably, it is 2-4. Since a high acid value wax is used as the wax, the low acid value binder leads to electrification and high volume resistance, so that it is easy to match the toner used for the two-component developer.
[0046]
The glass transition point (Tg) of the binder resin is usually 35 to 70 ° C, preferably 55 to 65 ° C. If the temperature is lower than 35 ° C., the heat-resistant storage stability of the toner deteriorates, and if it exceeds 70 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient. Since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the toner of the present invention tends to have good heat storage stability even when the glass transition point is low, as compared with known polyester-based toners. Show.
[0047]
(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 Carmin Min BS, 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.
[0048]
The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As the 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.
[0049]
(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 NEGVP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (manufactured by Nippon Carlit) ), Copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo face And other polymeric compounds having functional groups such as sulfonic acid groups, carboxyl groups, and quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used. The amount of the 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 flowability of the developer is lowered, and the image density is lowered. Invite.
[0050]
(Release agent)
As a release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 ° C. works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. The effect on high temperature offset is exhibited without applying a release agent such as oil. Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax, rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline, And petroleum waxes such as petrolatum. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
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.
[0051]
(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 size of the inorganic fine particles is 5 × 10 ^-3 ˜2 μm, especially 5 × 10 ^-3 It is preferable that it is -0.5 micrometer. The specific surface area according to the BET method is 20 to 500 m. ² / G is preferable. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 wt% of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 wt%.
Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, the average particle size of both fine particles is 5 × 10. ^-2 When stirring and mixing is performed using a micrometer or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved, and the stirring and mixing inside the developing device is performed to obtain a desired charge level. However, the fluidity imparting agent is not detached from the toner, a good image quality that does not generate fireflies and the like can be obtained, and the transfer residual toner can be further reduced.
Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the addition amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained, that is, repeated copying. Stable image quality can be obtained even if
[0052]
Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
(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.
[0053]
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. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
[0054]
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 salt, dialkyldimethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, pyridinium salt, alkylisoquinolinium salt, benzethonium chloride, fatty acid amide derivative, polyhydric alcohol 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.
[0055]
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.
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).
[0056]
Moreover, as the cationic surfactant, aliphatic quaternary ammonium such as aliphatic primary, secondary or secondary amic acid, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt which has a right fluoroalkyl group is used. Salt, benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-135 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Smoke), MegaFuck F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footage F-300 (Neos), and the like.
[0057]
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), SGP (manufactured by Soken), 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.
[0058]
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.
[0059]
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.
[0060]
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.
[0061]
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.
[0062]
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.
[0063]
Further, the toner according to the present invention has a substantially spherical shape and can be represented by the following shape rule.
FIG. 6 is a diagram schematically showing the shape of the toner according to the present invention. In FIG. 6, 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 major axis and a minor axis. Ratio (r2 / r1) (see FIG. 6B) is 0.5 to 1.0, and the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) (see FIG. 6C) is 0.7 to 1.0. It is preferable to be in the range of 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. Note that r1, r2, and r3 were measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of field of view and taking pictures.
[0064]
The toner produced as described above can also be used as a one-component magnetic toner that does not use a magnetic carrier or a non-magnetic toner.
When used in a two-component developer, it may be used by mixing with a magnetic carrier, and the magnetic carrier is a ferrite containing a divalent metal such as iron, magnetite, Mn, Zn, Cu, A volume average particle size of 20 to 100 μm is preferred. If the average particle size is less than 20 μm, carrier adhesion is likely to occur on the photoreceptor 1 during development. If the average particle size exceeds 100 μm, the miscibility with the toner is low and the charge amount of the toner is insufficient, resulting in poor charging during continuous use. Cheap. In addition, Cu ferrite containing Zn is preferable because of its high saturation magnetization, but can be appropriately selected according to the process of the image forming apparatus 100. The resin for coating the magnetic carrier is not particularly limited, and examples thereof include silicone resin, styrene-acrylic resin, fluorine-containing resin, and olefin resin. In the manufacturing method, the coating resin may be dissolved in a solvent, sprayed into a fluidized bed and coated on the core, or the resin particles are electrostatically attached to the core particles and then thermally melted for coating. It may be a thing. The resin to be coated has a thickness of 0.05 to 10 μm, preferably 0.3 to 4 μm.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by using a nearly spherical toner, even if there is toner remaining on the photoreceptor without being cleaned in the cleaning process after transfer and reaching the charging process, The contamination of the member can be prevented, and stable chargeability can be obtained over time. Thereby, a high-definition and high-definition image can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view showing a main part of the image forming apparatus of FIG.
FIG. 3 is an enlarged view showing one of four image forming units.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for measuring a maximum static friction coefficient.
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the shape of a toner for explaining the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the shape of a toner according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor (latent image carrier)
2 Charging means
2a Charging roller (charging member)
2b Charging cleaning member
3 Cleaning means
4 Development means
51 Primary transfer roller
56 Intermediate transfer belt
61 Secondary transfer roller
9 Exposure means

Claims

A latent image carrier for carrying a latent image;
Charging means for uniformly charging the surface of the latent image carrier with a charging member to which a bias is applied;
Exposure means for exposing the surface of the charged latent image carrier to form a latent image;
Developing means for supplying a toner to the latent image on the surface of the latent image carrier to visualize it;
In an image forming apparatus comprising transfer means for transferring a toner image formed on the surface of a latent image carrier to a transfer target,
The toner used in the developing unit has an average circularity of 0.93 to 1.00,
The charging member is disposed in proximity to the latent image carrier;
An image forming apparatus, wherein a relationship between a maximum static friction coefficient (μ1) of the latent image carrier and a maximum static friction coefficient (μ2) of the charging member is μ1> μ2.

The image forming apparatus according to claim 1.
The charging means includes a charging cleaning member that contacts the surface of the charging member and cleans the charging member,
An image forming apparatus, wherein a relationship between a maximum static friction coefficient (μ2) of the charging member and a maximum static friction coefficient (μ3) of the charging cleaning member is μ2 <μ3.

The image forming apparatus according to claim 1, wherein
The relationship between the maximum static friction coefficient (μ1) of the latent image carrier and the maximum static friction coefficient (μ4) of the primary transfer member that first contacts the latent image carrier in the transfer unit is μ1 <μ4. An image forming apparatus.

The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The latent image bearing member has a maximum static friction coefficient (μ1) of 0.2 to 0.5, and the charging member has a maximum static friction coefficient (μ2) of 0.1 to 0.4. Image forming apparatus.

The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus, wherein the charging member has a surface layer containing a fluororesin.

The image forming apparatus according to claim 1,
The toner used in the developing unit has a volume average particle diameter (Dv) of 3 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) of 1.00 to 1.00. 1. An image forming apparatus having a range of 1.40.

The image forming apparatus according to claim 1,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner used in the developing unit has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.

The image forming apparatus according to claim 1,
The toner used in the developing means crosslinks a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent in an aqueous medium. And / or an image forming apparatus, wherein the toner is obtained by an extension reaction.

The image forming apparatus according to claim 1,
The toner used in the developing unit has a substantially spherical shape, and the shape is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), and the major axis r1. The ratio (r2 / r1) to the minor axis r2 is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio (r3 / r2) of the thickness r3 to the minor axis r2 is in the range of 0.7 to 1.0. An image forming apparatus comprising:

A latent image carrier for forming a latent image;
Charging means for uniformly charging the surface of the latent image carrier with a charging member to which a bias is applied;
In a process cartridge that is integrally supported and includes at least a developing unit that supplies toner to a latent image on the surface of the latent image carrier and visualizes the image, and is detachably formed on the image forming apparatus main body.
The toner used in the developing unit has an average circularity of 0.93 to 1.00,
The charging member is disposed in proximity to the latent image carrier;
A process cartridge wherein the relationship between the maximum static friction coefficient (μ1) of the latent image carrier and the maximum static friction coefficient (μ2) of the charging member is μ1> μ2.

Toner used in the development process of the electrophotographic process,
The toner is a toner used in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The volume average particle diameter (Dv) 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 in the range of 1.00 to 1.40. Features toner.

Toner used in the development process of the electrophotographic process,
The toner is a toner used in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A toner having a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.

The toner according to claim 11 or 12,
In the toner, a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent is crosslinked and / or extended in an aqueous medium. A toner obtained by allowing the toner to be obtained.

The toner according to any one of claims 11 to 13,
The toner has a substantially spherical shape, and the shape is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), and the ratio between the major axis r1 and the minor axis r2. (R2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio (r3 / r2) of the thickness r3 to the minor axis r2 is in the range of 0.7 to 1.0. toner.