JP2006154387A - Image forming apparatus, image forming method, and process cartridge - Google Patents

Image forming apparatus, image forming method, and process cartridge Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus free from contamination of an electrifying roller and also free from an image defect caused by contamination in a photoreceptor and the electrifying roller arranged close to each other in a non-contact state. <P>SOLUTION: The image forming apparatus includes: at least an image carrier; the electrifying device to uniformly electrify the image carrier; an exposing device to expose the charged image carrier to form a latent image; and a developing device to develop the latent image formed on the image carrier with toner to visualize. The charging device has a charging roller placed close to the image carrier in a non-contact state. The toner comprises toner mother particles containing at least a binder resin and a colorant, and an external additive. When the toner is added to an aqueous solution containing a surfactant to be dispersed, the proportion of fee external additive released from the toner surface is 5 to 50%. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真法を用いたファクシミリ、プリンター、複写機等の画像形成装置において、静電潜像形成に際して、帯電ローラを用いて非接触で像担持体として用いられる感光体上の画像形成領域に電荷を均一に付与する帯電部材、静電潜像を現像する際、外添剤の遊離が少なく遊離外添剤による汚染の少ないトナー、その帯電部材とトナーを使用する画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。   The present invention relates to image formation on a photoreceptor that is used as a non-contact image carrier using a charging roller in forming an electrostatic latent image in an image forming apparatus such as a facsimile, a printer, and a copying machine using electrophotography. A charging member that uniformly applies a charge to a region, a toner with little liberation of an external additive when developing an electrostatic latent image, and an image forming apparatus and an image using the charging member and the toner The present invention relates to a forming method.

電子写真法を利用したファクシミリ、プリンター、複写機などの画像形成装置では、感光体を中心に帯電、画像露光、現像などの各装置が配置され、感光体に静電潜像を形成するための帯電が行われる。   In image forming apparatuses such as facsimiles, printers, and copiers that use electrophotography, various devices, such as charging, image exposure, and development, are arranged around the photosensitive member to form an electrostatic latent image on the photosensitive member. Charging is performed.

この感光体を帯電する一手段として、芯金上に弾性状の導電性部材で被覆された帯電部材(例えば帯電ローラ)を感光体に接触させ、該帯電部材に駆動電圧を印加して行う接触帯電方式がある(特許文献1、特許文献2、非特許文献1参照)。   As one means for charging the photosensitive member, a contact member (for example, a charging roller) covered with an elastic conductive member on a core metal is brought into contact with the photosensitive member, and a driving voltage is applied to the charging member. There are charging methods (see Patent Document 1, Patent Document 2, and Non-Patent Document 1).

しかし、接触帯電方式では感光体に帯電部材を接触しながら帯電するため、帯電部材に付着した付着物(例えばトナー、埃など)により画像が不均一に成ることや、感光体に付着した付着物により感光層が偏摩耗し、感光体寿命が短くなるなどの問題点がある。   However, in the contact charging method, charging is performed while the charging member is in contact with the photoconductor, so that the image is uneven due to the adhering material (for example, toner or dust) adhering to the charging member, or the adhering material adhering to the photoconductor. This causes problems such as uneven wear of the photosensitive layer and shortened life of the photoreceptor.

そこで、上記問題点を回避し、感光体を均一に帯電させ、オゾンの発生等も少なく、さらに像担持体上の残留トナーによる汚染も少ない帯電装置として、特許文献3や特許文献4のように、帯電部材の両端にスペーサを設けて像担持体と近接非接触配置している帯電装置を有する画像形成装置が知られている。
近接非接触配置とは感光体との間に微小な間隙が存在する状態を言い、間隙の具体的な範囲としては10μm〜100μmが好ましく、20μm〜50μmがさらに好ましい。
しかし、係る帯電装置を有する画像形成装置においても、帯電ローラ表面の汚染が原因の帯電ムラが発生する場合があり、画像濃度の低下やベタ画像のムラなど画像欠陥を生じる場合がある。安定して良好な画像品質を維持するためには、更なる改良が必要であった。
特開昭63−149668号公報 特開平1−267667号公報 特開2001−194868公報 特開2002−55508公報 中村俊治:電子写真学会誌、Vol.30,No.3、P.312−317(1991)
Therefore, as a charging device that avoids the above problems, charges the photoreceptor uniformly, generates less ozone, and is less contaminated with residual toner on the image carrier, as in Patent Document 3 and Patent Document 4 There is known an image forming apparatus having a charging device in which spacers are provided at both ends of a charging member and are arranged in close contact with an image carrier.
The proximity non-contact arrangement refers to a state in which a minute gap exists between the photosensitive member and the specific range of the gap is preferably 10 μm to 100 μm, more preferably 20 μm to 50 μm.
However, even in an image forming apparatus having such a charging device, charging unevenness may occur due to contamination of the charging roller surface, and image defects such as a decrease in image density and solid image unevenness may occur. In order to maintain stable and good image quality, further improvements were necessary.
JP-A 63-149668 JP-A-1-267667 JP 2001-194868 A JP 2002-55508 A Toshiharu Nakamura: Journal of Electrophotographic Society, Vol. 30, no. 3, P.I. 312-317 (1991)

そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その課題は、近接非接触配置している感光体と帯電ローラにおいて、該帯電ローラの汚染がなく、汚染が原因の画像欠陥が生じない画像形成装置並びに画像形成方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the problem is that the charging roller is not contaminated in the proximity and non-contact arrangement of the photoconductor and the image defect caused by the contamination occurs. An image forming apparatus and an image forming method are provided.

本発明者らが鋭意検討したところによれば、これら不具合は、特にトナーの外添剤量がトナー母体粒子100重量部に対して1重量部以上の場合や、外添剤の個数平均一次粒径が40nmを越える場合、感光体上に脂肪酸金属塩などの潤滑剤を塗布している場合、トナー中に離型剤を含有している場合などに特に顕著であることが明らかとなった。
さらに検討を進めたところ、帯電ローラの汚染原因は主に外添剤の付着であり、感光体からの飛散による該帯電ローラ表面の汚染が問題であることが明らかとなった。
トナーの外添剤について更に鋭意検討を行ったところ、以下の構成とすることにより上記課題を解決することができることを見出した。
As a result of intensive studies by the present inventors, these problems are particularly caused when the amount of the external additive of the toner is 1 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the toner base particles, or the number average primary particles of the external additive. It has been revealed that the diameter is particularly remarkable when the diameter exceeds 40 nm, when a lubricant such as a fatty acid metal salt is applied on the photoreceptor, or when a release agent is contained in the toner.
Further investigations have revealed that the cause of contamination of the charging roller is mainly the adhesion of external additives, and contamination of the surface of the charging roller due to scattering from the photoreceptor is a problem.
As a result of further intensive studies on toner external additives, it was found that the above-described problems can be solved by using the following constitution.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
(1)像担持体と、像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、帯電後の像担持体を露光し潜像を形成させる露光装置と、像担持体上に形成した潜像をトナーにより現像して可視化する現像装置とを、少なくとも有する画像形成装置であって、前記帯電装置が、像担持体に近接非接触配置された帯電ローラを有し、前記トナーが、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー母体粒子と外添剤を含有してなり、前記トナーを界面活性剤含有の水溶液中に添加して分散させた時にトナー表面から遊離した遊離外添剤率が5〜50%であることを特徴とする画像形成装置。
That is, the present invention is as follows.
(1) an image carrier, a charging device that uniformly charges the image carrier, an exposure device that exposes the charged image carrier to form a latent image, and a latent image formed on the image carrier. An image forming apparatus having at least a developing device that is developed and visualized by the charging device, wherein the charging device includes a charging roller disposed in close proximity to and non-contact with the image carrier, and the toner includes at least a binder resin. A toner base particle containing a colorant and an external additive are contained, and a free external additive ratio released from the toner surface when the toner is added and dispersed in an aqueous solution containing a surfactant is 5 to 50. % Of the image forming apparatus.

(2)前記外添剤が平均一次粒子径90〜300nmである大粒径外添剤であることを特徴とする前記(1)記載の画像形成装置。
(3)前記大粒径外添剤が無機酸化物であり、その添加量が外添剤による処理前のトナー100重量部に対して0.4〜5.0重量部であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の画像形成装置。
(2) The image forming apparatus according to (1), wherein the external additive is a large particle size external additive having an average primary particle diameter of 90 to 300 nm.
(3) The large particle size external additive is an inorganic oxide, and the addition amount is 0.4 to 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner before processing with the external additive. The image forming apparatus according to (1) or (2).

(4)前記外添剤が平均一次粒子径8〜80nmの小粒径外添剤をさらに含有することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか一項に記載の画像形成装置。
(5)前記小粒径外添剤がシリカで、その添加量が外添剤による処理前のトナー100重量部に対して0.01〜7.0重量部であることを特徴とする前記(4)記載の画像形成装置。
(6)前記小粒径外添剤がチタニアで、その添加量が外添剤による処理前のトナー100重量部に対して0.01〜7.0重量部であることを特徴とする前記(4)記載の画像形成装置。
(4) The image forming apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the external additive further contains a small particle size external additive having an average primary particle size of 8 to 80 nm. .
(5) The small particle size external additive is silica, and the addition amount is 0.01 to 7.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner before processing with the external additive. 4) The image forming apparatus described above.
(6) The small particle size external additive is titania, and the addition amount is 0.01 to 7.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner before processing with the external additive. 4) The image forming apparatus described above.

(7)前記トナーに離型剤が0.1〜20wt%含有されていることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれか一項に記載の画像形成装置。
(8)前記像担持体上に脂肪酸金属塩が塗布されていることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の画像形成装置。
(9)前記トナーがトナー母体粒子と外添剤と、さらに脂肪酸金属塩を含有し、脂肪酸金属塩添加量が外添剤による処理前のトナー100重量部に対して0.01〜7.0重量部であることを特徴とする前記(1)〜(8)のいずれか一項に記載の画像形成装置。
(7) The image forming apparatus according to any one of (1) to (6), wherein the toner contains 0.1 to 20 wt% of a release agent.
(8) The image forming apparatus according to any one of (1) to (7), wherein a fatty acid metal salt is applied on the image carrier.
(9) The toner contains toner base particles, an external additive, and a fatty acid metal salt, and the amount of the fatty acid metal salt added is 0.01 to 7.0 with respect to 100 parts by weight of the toner before processing with the external additive. The image forming apparatus according to any one of (1) to (8), wherein the image forming apparatus is a weight part.

(10)前記帯電装置に印加する電圧が交番電圧を重畳した直流電圧であることを特徴とする前記(1)〜(9)のいずれか一項に記載の画像形成装置。
(11)前記帯電装置と前記像担持体が非接触状態で、少なくとも10μm〜100μmの間隙を持たせるようにして画像形成を行うことを特徴とする前記(1)〜(10)のいずれか一項に記載の画像形成装置。
(10) The image forming apparatus according to any one of (1) to (9), wherein the voltage applied to the charging device is a DC voltage on which an alternating voltage is superimposed.
(11) Any one of the above (1) to (10), wherein image formation is performed such that the charging device and the image carrier are in a non-contact state and have a gap of at least 10 μm to 100 μm. The image forming apparatus described in the item.

(12)像担持体と、像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、帯電後の像担持体を露光し潜像を形成させる露光手段と、像担持体上に形成した潜像をトナーにより現像して可視化する現像手段とを、少なくとも有する画像形成方法であって、前記帯電手段が、像担持体に近接非接触配置された帯電ローラを有し、前記トナーが、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー母体粒子と外添剤を含有してなり、前記トナーを界面活性剤含有の水溶液中に添加して分散させた時にトナー表面から遊離した遊離外添剤率が5〜50%であることを特徴とする画像形成方法。 (12) an image carrier, a charging unit that uniformly charges the image carrier, an exposure unit that exposes the charged image carrier to form a latent image, and a latent image formed on the image carrier. An image forming method having at least a developing unit that develops and visualizes the image by the charging unit, wherein the charging unit includes a charging roller disposed in proximity to and non-contact with the image carrier, and the toner includes at least a binder resin. A toner base particle containing a colorant and an external additive are contained, and a free external additive ratio released from the toner surface when the toner is added and dispersed in an aqueous solution containing a surfactant is 5 to 50. %, The image forming method.

(13)像担持体と、像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、露光手段、現像手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記帯電手段が、像担持体に近接非接触配置された帯電ローラを有し、前記現像手段はトナーを保持し、トナーは少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー母体粒子と外添剤を含有してなり、前記トナーを界面活性剤含有の水溶液中に添加して分散させた時にトナー表面から遊離した遊離外添剤率が5〜50%であることを特徴とするプロセスカートリッジ。 (13) A process cartridge that integrally supports at least one member selected from an image carrier, a charging unit that uniformly charges the image carrier, an exposure unit, and a developing unit, and is detachable from the image forming apparatus main body. The charging unit includes a charging roller disposed in close proximity to the image carrier, the developing unit holds toner, and the toner includes toner base particles containing at least a binder resin and a colorant and external additives. A process cartridge comprising an additive, wherein the ratio of free external additives released from the toner surface when the toner is added and dispersed in an aqueous solution containing a surfactant is 5 to 50%.

まず遊離外添剤率測定方法について説明する。
[1]200mlの軟膏瓶に、イオン交換水を100ml、界面活性剤を含有した33%ドライウエル水溶液(商品名ドライウエル、富士写真フイルム株式会社製)を4.4ml添加し、その混合液にトナー5gを加えて手振り30回でよく混ぜ、1時間以上静置する。
[2]手振り20回で攪拌後、超音波ホモジナイザー(商品名homogenizer、形式VCX750、CV33、SONICS&MATERIALS有限会社製)を用いて、出力30%にダイヤルを設定し、1分間超音波エネルギーを付与する。
超音波条件
振動時間:60秒連続
振幅:20W(30%)
振動開始温度:23±1.5℃。
[3]分散液をろ紙(商品名 定性ろ紙(No.2、110mm)、アドバンテック東洋株式会社製)で吸引ろ過し、再度イオン交換水で2回洗浄しろ過し、遊離した添加剤を除去後、トナー粒子を乾燥させる。
[4]添加剤除去前後のトナーの添加剤量を蛍光X線法で定量し、添加剤遊離量を遊離率として評価する。
First, the method for measuring the ratio of free external additives will be described.
[1] To a 200 ml ointment bottle, add 100 ml of ion-exchanged water and 4.4 ml of 33% dry well aqueous solution (trade name dry well, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) containing a surfactant. Add 5 g of toner, mix well by hand shaking 30 times, and let stand for 1 hour or more.
[2] After stirring by hand shaking 20 times, using an ultrasonic homogenizer (trade name homogenizer, model VCX750, CV33, manufactured by SONICS & MATERIALS Ltd.), a dial is set at an output of 30% and ultrasonic energy is applied for 1 minute.
Ultrasonic condition Vibration time: 60 seconds continuous Amplitude: 20W (30%)
Vibration start temperature: 23 ± 1.5 ° C.
[3] The dispersion is suction filtered with a filter paper (trade name: Qualitative filter paper (No. 2, 110 mm), manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.), washed twice with ion-exchanged water, filtered, and free additives are removed. The toner particles are dried.
[4] The amount of the toner additive before and after the removal of the additive is quantified by a fluorescent X-ray method, and the amount of the additive released is evaluated as the release rate.

前項[1]乃至[4]の方法により測定された分散前及び分散後におけるトナーの添加剤量の値を下式:
遊離外添剤率=(分散前外添剤量−分散後の残留外添剤量)/分散前外添剤量×100
に代入して得られた値を遊離外添剤率とする。
The value of the additive amount of the toner before and after dispersion measured by the method of [1] to [4] in the previous item is expressed by the following formula:
Free external additive ratio = (amount of external additive before dispersion−amount of residual external additive after dispersion) / amount of external additive before dispersion × 100
The value obtained by substituting for is the free external additive rate.

上記遊離外添剤率は、シリカ以外にチタニアやアルミナなどの複数の外添剤を有するトナーでは、少なくともシリカにおいて遊離外添剤率の範囲を満たせば良いが、使用している外添剤の全てにおいて遊離外添剤率の範囲を満たすのが好ましい。   For the toner having a plurality of external additives such as titania and alumina in addition to silica, it is sufficient that the free external additive ratio satisfies the range of the free external additive ratio in at least silica. It is preferable to satisfy the range of the ratio of free external additives in all.

特に、トナー母体粒子100重量部に対して、1重量部以上添加されている外添剤において、遊離外添剤率の範囲を満たすのが好ましい。   In particular, the external additive added in an amount of 1 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the toner base particles preferably satisfies the range of the free external additive rate.

以上の測定方法により得られた遊離外添剤率は、トナーに付着した外添剤の遊離し易さを示す指標として用いる。
遊離外添剤率が5%未満では、外添剤が遊離しにくく、外添剤が感光体のクリーニング時にダム効果の発生が阻害され、クリーニング性が悪化する。50%を超えると、外添剤が遊離しすぎて遊離外添剤が感光体フィルミングの原因として作用して、フィルミングの低減が十分ではない。
したがって、感光体表面に付着して生ずるフィルミング性とクリーニングブレードの先端にとどまってトナーのすり抜けを防止するクリーニング性との双方に対応するために、遊離外添剤率が5〜50%の範囲にする。
The ratio of the free external additive obtained by the above measuring method is used as an index indicating the ease with which the external additive attached to the toner is liberated.
When the ratio of the free external additive is less than 5%, the external additive is difficult to be liberated, and the external additive inhibits the generation of the dam effect when cleaning the photoreceptor, and the cleaning property deteriorates. If it exceeds 50%, the external additive is excessively liberated and the free external additive acts as a cause of the photoconductor filming, and the filming is not sufficiently reduced.
Therefore, the ratio of the free external additive is in the range of 5 to 50% in order to cope with both the filming property generated on the surface of the photosensitive member and the cleaning property for preventing the toner from slipping through the tip of the cleaning blade. To.

本発明のように帯電装置が非接触の場合は、直流電圧のみにより帯電させる場合には帯電ムラが大幅に生じ易くなる.これより、直流電圧に交流電圧を重畳印加し、交流電圧により保証することにより、帯電ムラの発生を抑えることができる。   When the charging device is non-contact as in the present invention, uneven charging tends to occur significantly when charging is performed only with a DC voltage. Thus, the occurrence of charging unevenness can be suppressed by applying an AC voltage superimposed on the DC voltage and guaranteeing the AC voltage.

又、帯電装置の間隙は10〜100μmが好適である。100μmを超えると感光体の表面の帯電電位が低下することにより、出力画像に地汚れが生じ易くなるなど、出力画像の画質低下が起こることがある。また、上記間隙が10μmより小さいと、感光体感光体表面のクリーニング部材において除去されなかった感光体表面付着物が帯電部材に摂取区することにより、その一部が帯電部材に転移し、感光体帯電時の帯電ムラの原因となることがある。   The gap of the charging device is preferably 10 to 100 μm. If the thickness exceeds 100 μm, the charged potential on the surface of the photoconductor may decrease, and the image quality of the output image may deteriorate, for example, the output image may be easily soiled. If the gap is smaller than 10 μm, the photosensitive member surface deposit that has not been removed by the cleaning member on the surface of the photosensitive member is ingested by the charging member, so that a part thereof is transferred to the charging member. This may cause uneven charging during charging.

本発明の画像形成装置並びに方法は上記の解決するための手段によって、近接非接触配置している像担持体と帯電ローラにおいて、該帯電ローラの汚染がなく、汚染が原因の画像欠陥が生じない画像形成装置を提供することを可能にすることができたという効果を奏するものである。   According to the image forming apparatus and method of the present invention, the image carrier and the charging roller arranged in close proximity and non-contact are free of contamination of the charging roller and no image defect caused by the contamination by the means for solving the above. This provides an effect that the image forming apparatus can be provided.

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.

図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置100の構成を示す概略図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置100に適用した一実施形態について説明する。画像形成装置100は、イエロー(以下、「Y」と記す。)、シアン(以下、「C」と記す。)、マゼンタ(以下、「M」と記す。)、ブラック(以下、「K」と記す。)の4色のトナーから、カラー画像を形成する画像形成装置(以下、「タンデム型」と記す。)100である。この画像形成装置100は、潜像担持体として4つの感光体1Y、1C、1M、1Kを備えている。なお、ここではドラム状の感光体1を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体1Y、1C、1M、1Kは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト6aに接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. Here, an embodiment applied to the electrophotographic image forming apparatus 100 will be described. The image forming apparatus 100 includes yellow (hereinafter referred to as “Y”), cyan (hereinafter referred to as “C”), magenta (hereinafter referred to as “M”), black (hereinafter referred to as “K”). An image forming apparatus (hereinafter, referred to as “tandem type”) 100 that forms a color image from four color toners. The image forming apparatus 100 includes four photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K as latent image carriers. Here, the drum-shaped photosensitive member 1 is taken as an example, but a belt-shaped photosensitive member can also be adopted. Each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K is rotationally driven in the direction of the arrow in the drawing while being in contact with the intermediate transfer belt 6a that is a surface moving member.

図2は、感光体1を配設するプロセスカートリッジ2の構成を示す概略図である。なお、プロセスカートリッジ2Y、2C、2M、2Kにおける各感光体1Y、1C、1M、1K周りの構成はすべて同じであるため、1つのプロセスカートリッジ2についてのみ図示し、色分け用の符号Y、C、M、Kについては省略してある。感光体1の周りには、その表面移動方向に沿って、潜像を可視化してトナー像を形成する現像装置5、感光体1の帯電電位を除電するクリーニング前除電装置(以下、「PCL」と記す。)20、感光体1に潤滑剤を塗布する潤滑剤の塗布装置21、感光体1上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置7、感光体1を帯電させる帯電装置3の順に配置されている。   FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the process cartridge 2 in which the photoreceptor 1 is disposed. Since the configuration around each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K in the process cartridges 2Y, 2C, 2M, and 2K is the same, only one process cartridge 2 is illustrated, and reference numerals Y, C, and M and K are omitted. Around the photosensitive member 1, along the surface movement direction, a developing device 5 that visualizes a latent image to form a toner image, and a neutralizing device before cleaning (hereinafter referred to as "PCL") that neutralizes the charged potential of the photosensitive member 1. 20. A lubricant application device 21 for applying a lubricant to the photosensitive member 1, a cleaning device 7 for cleaning residual toner on the photosensitive member 1, and a charging device 3 for charging the photosensitive member 1 are arranged in this order. Yes.

また、本発明の画像形成装置100の構成を、図1及び図2に基づいて説明する。
帯電装置3は、感光体1の表面を負極性に帯電する。本実施形態における帯電装置3は、いわゆる近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ3aを備えている。すなわち、この帯電装置3は、帯電ローラ3aを感光体1の表面に近接非接触配置させ、その帯電ローラ3aにバイアスを印加することで、感光体1の表面を帯電する。感光体1の表面電位の絶対値が200〜700Vとなるような直流バイアスに交流バイアスを重畳させた帯電バイアスを帯電ローラ3aに印加している。また、帯電装置3には、帯電ローラ3aの表面をクリーニングするクリーニングローラ3bが設けられている。また、トナーが僅かに付着した場合でも、帯電ローラ3aによる帯電ムラ等の帯電不良を引き起こすのを防止するために、帯電ローラ3aの表面をクリーニングローラ3bによってクリーニングする構成にしてもよい。なお、帯電装置3として、帯電ローラ3aの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体1の表面に当接するように設置することにより、帯電ローラ3aの表面と感光体1の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。これによって、感光体1上に残留トナーとの接触を減らすことができる。
The configuration of the image forming apparatus 100 of the present invention will be described with reference to FIGS.
The charging device 3 charges the surface of the photoreceptor 1 to a negative polarity. The charging device 3 in the present embodiment includes a charging roller 3a as a charging member that performs a charging process by a so-called proximity charging method. That is, the charging device 3 charges the surface of the photosensitive member 1 by placing the charging roller 3a in close proximity to the surface of the photosensitive member 1 and applying a bias to the charging roller 3a. A charging bias obtained by superimposing an AC bias on a DC bias such that the absolute value of the surface potential of the photoreceptor 1 is 200 to 700 V is applied to the charging roller 3a. The charging device 3 is provided with a cleaning roller 3b for cleaning the surface of the charging roller 3a. Further, even when toner is slightly adhered, the surface of the charging roller 3a may be cleaned by the cleaning roller 3b in order to prevent charging failure such as charging unevenness by the charging roller 3a. As the charging device 3, a thin film is wound around both end portions in the axial direction on the peripheral surface of the charging roller 3 a, and this is installed so as to contact the surface of the photosensitive member 1, whereby the surface of the charging roller 3 a and the photosensitive member are arranged. It is in the state of being very close to the surface of 1 separated by the thickness of the film. As a result, contact with residual toner on the photoreceptor 1 can be reduced.

このようにして帯電した感光体1の表面には、露光装置4によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置4は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体1に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置4は、レーザ方式の露光装置であるが、LEDアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。   An electrostatic latent image corresponding to each color is formed on the surface of the photoreceptor 1 charged in this manner by exposure by the exposure device 4. The exposure device 4 writes an electrostatic latent image corresponding to each color on the photoreceptor 1 based on image information corresponding to each color. The exposure apparatus 4 of the present embodiment is a laser type exposure apparatus, but other types of exposure apparatuses such as an exposure apparatus including an LED array and an image forming unit may be employed.

現像装置5は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ5aが部分的に露出している。また、ここでは、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用してもよい。現像装置5は、トナーボトルから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。この現像ローラ5aは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ5a上に穂立ちした状態となって感光体1と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ5aは、感光体1と対向する領域(以下、「現像領域」と記す。)において感光体1の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ5a上に穂立ちしたキャリアは、感光体1の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体1の表面に供給し、現像する。このとき、現像ローラ5aには、図示しない電源から300V程度の現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。   In the developing device 5, a developing roller 5a as a developer carrying member is partially exposed from an opening of the casing. Here, a two-component developer composed of a toner and a carrier is used, but a one-component developer not containing a carrier may be used. The developing device 5 receives replenishment of the corresponding color toner from the toner bottle and accommodates it inside. The developing roller 5a is composed of a magnet roller as magnetic field generating means and a developing sleeve that rotates coaxially therearound. The carrier in the developer is transferred to the developing region facing the photosensitive member 1 in a state where it stands on the developing roller 5a by the magnetic force generated by the magnet roller. Here, the developing roller 5 a moves in the same direction at a linear velocity faster than the surface of the photosensitive member 1 in a region facing the photosensitive member 1 (hereinafter referred to as “developing region”). The carrier spiked on the developing roller 5a supplies the toner adhered to the carrier surface to the surface of the photosensitive member 1 and develops it while rubbing the surface of the photosensitive member 1. At this time, a developing bias of about 300 V is applied to the developing roller 5a from a power source (not shown), thereby forming a developing electric field in the developing region.

転写装置6における中間転写ベルト6aは、3つの支持ローラ6b、6c、6dに張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト6a上には、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ6eを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体1Y、1C、1M、1Kと接触する中間転写ベルト6aの部分の裏面に、それぞれ転写装置6としての各一次転写ローラ6eY、6eC、6eM、6eKを配置している。ここでは、一次転写ローラ6eにより押圧された中間転写ベルト6aの部分と感光体1とによって、一次転写領域が形成される。そして、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像を中間転写ベルト6a上に転写する際には、一次転写ローラ6eに正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写する領域(以下、転写領域)と記す。)には転写電界が形成され、各感光体1Y、1C、1M、1K上のトナー像は、中間転写ベルト6a上に静電的に付着し、転写される。   The intermediate transfer belt 6a in the transfer device 6 is stretched around three support rollers 6b, 6c, and 6d, and is configured to endlessly move in the direction of the arrow in the figure. On the intermediate transfer belt 6a, the toner images on the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K are transferred so as to overlap each other by an electrostatic transfer method. Although there is a configuration using a transfer charger in the electrostatic transfer system, a configuration using a transfer roller 6e that generates less transfer dust is adopted here. Specifically, the primary transfer rollers 6eY, 6eC, 6eM, and 6eK as the transfer devices 6 are disposed on the back surface of the portion of the intermediate transfer belt 6a that is in contact with each of the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K. . Here, a primary transfer region is formed by the portion of the intermediate transfer belt 6 a pressed by the primary transfer roller 6 e and the photosensitive member 1. When transferring the toner images on the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K onto the intermediate transfer belt 6a, a positive bias is applied to the primary transfer roller 6e. Accordingly, each primary transfer area (hereinafter referred to as a transfer area) is described. ) Is formed, and the toner images on the photoreceptors 1Y, 1C, 1M, and 1K are electrostatically attached to the intermediate transfer belt 6a and transferred.

中間転写ベルト6aの周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置6fが設けられている。このベルトクリーニング装置6fは、中間転写ベルト6aの表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置6f内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。この転写ベルト6aは、体積抵抗率が106〜1011Ωcmである高抵抗の無端状単層ベルトであり、単層の樹脂層または複数の樹脂である。 A belt cleaning device 6f is provided around the intermediate transfer belt 6a to remove toner remaining on the surface thereof. The belt cleaning device 6f is configured to collect unnecessary toner attached to the surface of the intermediate transfer belt 6a with a fur brush and a cleaning blade. The collected unnecessary toner is transported from the belt cleaning device 6f to a waste toner tank (not shown) by a transport means (not shown). The transfer belt 6a is a high-resistance endless single-layer belt having a volume resistivity of 10 6 to 10 11 Ωcm, and is a single-layer resin layer or a plurality of resins.

また、図1の右方向には、転写装置9が配置されている。この転写装置9は、転写搬送ベルト9aと転写ローラ9bを備えている。中間転写体6aに重ね合わされたトナー画像は、ここで、給紙ユニット10から搬送される記録紙に転写される。したがって、本発明装置100では、トナーは2回転写され記録紙上に画像を形成する。この転写装置9の転写は、転写ローラ9bにトナーとは逆極性の電圧を印加することによって行われる。この中間転写ベルト6aと二次転写ローラ9bとの間には二次転写領域が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての記録紙が送り込まれるようになっている。この記録紙は、露光装置4の図中下側にある給紙カセット10内に収容されており、ピックアップローラ、レジストローラ対11等によって、二次転写領域まで搬送される。そして、中間転写ベルト6a上に重ね合わされたトナー像は、二次転写領域において、転写搬送ベルト9a上の記録紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ9bに正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト6a上のトナー像が記録紙上に転写される。   Further, a transfer device 9 is arranged in the right direction of FIG. The transfer device 9 includes a transfer conveyance belt 9a and a transfer roller 9b. Here, the toner image superimposed on the intermediate transfer member 6 a is transferred onto the recording paper conveyed from the paper supply unit 10. Therefore, in the apparatus 100 of the present invention, the toner is transferred twice to form an image on the recording paper. The transfer of the transfer device 9 is performed by applying a voltage having a polarity opposite to that of the toner to the transfer roller 9b. A secondary transfer region is formed between the intermediate transfer belt 6a and the secondary transfer roller 9b, and a recording sheet as a recording member is fed into this portion at a predetermined timing. This recording paper is accommodated in a paper feed cassette 10 on the lower side of the exposure device 4 in the drawing, and is conveyed to the secondary transfer region by a pickup roller, a registration roller pair 11 and the like. Then, the toner images superimposed on the intermediate transfer belt 6a are collectively transferred onto the recording paper on the transfer conveyance belt 9a in the secondary transfer region. During the secondary transfer, a positive bias is applied to the secondary transfer roller 9b, and the toner image on the intermediate transfer belt 6a is transferred onto the recording paper by the transfer electric field formed thereby.

ここで、潤滑剤の塗布装置21は、固定されたケースに収容された潤滑剤成型体21bと、潤滑剤成型体21bに接触して潤滑剤を削り取り、感光体1に塗布するブラシ状ローラ21aと、潤滑剤成型体21bをブラシ状ローラ21aに押しつける加圧スプリング21cから主に構成されている。潤滑剤成型体21bは直方体状に形成されており、ブラシ状ローラ21bは感光体1の軸方向に延びる形状を有している。潤滑剤成型体21bは、そのほぼ全てを使い切れるように、ブラシ状ローラ21aに対して加圧スプリング21cで付勢されている。潤滑剤成型体21bは消耗品であるため経時的にその厚みが減少するが、加圧スプリング21cで加圧されているために常時ブラシ状ローラ21aに当接している。
また、この潤滑剤の塗布装置21は、クリーニング装置7内にクリーニング手段であるクリーニングブレード7aと共に設けても良い。これによって、ブラシ状ローラ21aで感光体1を摺擦することでブラシに付着するトナーを潤滑剤成型体21b又はフリッカーで振り落としたトナーを容易に回収することができる。
Here, the lubricant application device 21 includes a lubricant molded body 21b housed in a fixed case, and a brush roller 21a that contacts the lubricant molded body 21b to scrape off the lubricant and apply it to the photoreceptor 1. And a pressure spring 21c that presses the lubricant molded body 21b against the brush roller 21a. The lubricant molding 21 b is formed in a rectangular parallelepiped shape, and the brush roller 21 b has a shape extending in the axial direction of the photoreceptor 1. The lubricant molded body 21b is urged by a pressure spring 21c against the brush roller 21a so that almost all of the molded lubricant 21b can be used up. Since the molded lubricant 21b is a consumable product, its thickness decreases with time, but since it is pressurized by the pressure spring 21c, it is always in contact with the brush roller 21a.
The lubricant applying device 21 may be provided in the cleaning device 7 together with a cleaning blade 7a as a cleaning means. As a result, by rubbing the photosensitive member 1 with the brush-like roller 21a, it is possible to easily collect the toner attached to the brush by the lubricant molded body 21b or the flicker.

潤滑剤としては、脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらは単独または2種類以上を混合して用いることができる。特に、脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩の脂肪酸としては、直鎖状の炭化水素が好ましく、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が好ましく、ステアリン酸が一層好ましい。金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、鉄などが挙げられる。これらの中で、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄などが好ましく、特に、ステアリン酸亜鉛がもっとも好ましい。   Examples of the lubricant include fatty acid metal salts, silicone oils, fluororesins, and the like, and these can be used alone or in combination of two or more. In particular, fatty acid metal salts are preferred. As the fatty acid of the fatty acid metal salt, a linear hydrocarbon is preferable, for example, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid and the like are preferable, and stearic acid is more preferable. Examples of the metal include lithium, magnesium, calcium, strontium, zinc, cadmium, aluminum, cerium, titanium, and iron. Among these, zinc stearate, magnesium stearate, aluminum stearate, iron stearate and the like are preferable, and zinc stearate is most preferable.

また、クリーニング装置7は、クリーニングブレード7a、支持部材7b、トナー回収コイル7c、ブレード加圧スプリング7dを備える。クリーニングブレード7aは、転写後に残留する感光体1上のトナーを除去する。支持部材7bに貼着してクリーニング装置に配設されるが、支持部材7bは特に限定されないが、金属、プラスチック、セラミック等を用いることができる。
クリーニングブレード7aは、摩擦係数の低い弾性体として、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等のうちウレタンエラストマー、シリコーンエラストマー、フッ素エラストマーを挙げることができる。クリーニングブレード7aとしては、熱硬化性のウレタン樹脂が好ましく、特に、ウレタンエラストマーが、耐摩耗性、耐オゾン性、耐汚染性の観点から好ましい。エラストマーには、ゴムも含まれる。クリーニングブレード7aは、硬度(JIS―A)が、65〜85度の範囲が好ましい。また、クリーニングブレード7aは、厚さが0.8〜3.0mmで、突き出し量が3〜15mmの範囲にあることが好ましい。さらに、その他の条件として当接圧、当接角度、食い込み量等は適宜決定することができる。
The cleaning device 7 includes a cleaning blade 7a, a support member 7b, a toner recovery coil 7c, and a blade pressure spring 7d. The cleaning blade 7a removes the toner on the photoreceptor 1 remaining after the transfer. The support member 7b is attached to the cleaning device by being attached to the support member 7b, but the support member 7b is not particularly limited, but metal, plastic, ceramic, or the like can be used.
In the cleaning blade 7a, examples of the elastic body having a low friction coefficient include urethane elastomer, silicone elastomer, and fluorine elastomer among urethane resin, silicone resin, and fluororesin. As the cleaning blade 7a, a thermosetting urethane resin is preferable, and a urethane elastomer is particularly preferable from the viewpoints of wear resistance, ozone resistance, and contamination resistance. Elastomer includes rubber. The cleaning blade 7a preferably has a hardness (JIS-A) in the range of 65 to 85 degrees. The cleaning blade 7a preferably has a thickness of 0.8 to 3.0 mm and a protrusion amount of 3 to 15 mm. Further, as other conditions, the contact pressure, the contact angle, the amount of biting, and the like can be determined as appropriate.

また、本発明の画像形成装置100が備える潤滑剤の塗布装置21は、感光体1、中間転写体6aの表面の摩擦係数を低下させることで、感光体1とトナーの相互作用を減少させ、感光体1上の静電潜像に現像されたトナーを離れやすくし、転写率を高めることができる。また、クリーニングブレード7aと感光体1との摩擦が大きくなるのを抑え、クリーニング性を高めることができる。このように、感光体1表面に潤滑剤を塗布することで、感光体1表面の摩擦係数は、0.4以下になるようにするのが好ましい。摩擦係数の測定は、オイラーベルト方式の測定装置を用いて行うことができる。   The lubricant application device 21 provided in the image forming apparatus 100 of the present invention reduces the interaction coefficient between the photoreceptor 1 and the toner by reducing the friction coefficient of the surfaces of the photoreceptor 1 and the intermediate transfer body 6a. The toner developed on the electrostatic latent image on the photoreceptor 1 can be easily separated and the transfer rate can be increased. Further, it is possible to suppress an increase in friction between the cleaning blade 7a and the photosensitive member 1 and improve the cleaning property. As described above, it is preferable that the friction coefficient of the surface of the photoreceptor 1 is set to 0.4 or less by applying a lubricant to the surface of the photoreceptor 1. The coefficient of friction can be measured using an Euler belt type measuring device.

本発明の画像形成装置100は、ここで用いるトナーに平均一次粒径90〜300nmの無機酸化物を外添することが好ましい。無機酸化物の平均粒径が90nm未満では、トナーが現像装置5内でキャリア又はトナー同士との攪拌・混合で衝撃力を受ける経時的な使用により、無機酸化物がトナーの内部に埋没する。平均粒径が300nmを越えると、無機酸化物はトナー表面から脱離しやすく、現像装置5内の混合・攪拌でトナー表面から脱離しトナー特性が変化して、地かぶり又は濃度低下等の異常画像が発生する。無機酸化物の平均粒径は、90〜150nmが更に望ましい。   In the image forming apparatus 100 of the present invention, it is preferable to externally add an inorganic oxide having an average primary particle size of 90 to 300 nm to the toner used here. When the average particle size of the inorganic oxide is less than 90 nm, the inorganic oxide is buried in the toner by use over time in which the toner receives an impact force by stirring and mixing with the carrier or the toners in the developing device 5. When the average particle diameter exceeds 300 nm, the inorganic oxide easily desorbs from the toner surface, and is desorbed from the toner surface by mixing and stirring in the developing device 5 to change the toner characteristics. Will occur. The average particle size of the inorganic oxide is more preferably 90 to 150 nm.

また、外添剤による処理前のトナー100重量部に対して、0.4重量部以上含有させることが好ましい。無機酸化物の粒径が大きいために、単位重量当たりの個数が少なく、0.4重量部未満では、トナー表面の無機酸化物の個数が少なく転写率を向上させる効果が小さい。ただし、5.0重量部を越えない。5.0重量部を越えると、トナー表面に存在する量が多く、トナー表面を覆ってしまい添加剤が浮遊し、異常画像の原因となる。   Further, it is preferable to contain 0.4 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the toner before processing with the external additive. Since the inorganic oxide has a large particle size, the number per unit weight is small, and if it is less than 0.4 parts by weight, the number of inorganic oxides on the toner surface is small and the effect of improving the transfer rate is small. However, it does not exceed 5.0 parts by weight. If the amount exceeds 5.0 parts by weight, the amount present on the toner surface is large, and the toner surface is covered and the additive floats, causing an abnormal image.

本発明の90〜300nmの無機酸化物としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウムなど、または他の無機酸化物が挙げられる。またチタン酸ストロンチウムやチタン酸バリウムのような酸化物間化合物も使用できる。
更にこのような酸化物の中でも酸化ケイ素が好ましい。酸化ケイ素の場合、色が白色でありカラートナーに使用でき、安全性が高い。製法としては、2種類の製造方法が確立されており、不定形および球形を容易に作ることができる。不定形の場合には、四塩化ケイ素を気相中で燃焼する燃焼型シリカ、球形の場合では水相中で酸化ケイ素を析出させるゾルゲル法による酸化ケイ素の製造方法がある。ゾルゲル法とは、アルコキシシランを水溶液中で、加水分解、縮合させて酸化ケイ素を析出させる。アルコキシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロキシシラン、テトラブトキシシランなどが挙げられる。加水分解の触媒としては、アンモニア、尿素、モノアミン等が挙げられる。
無機酸化物は、トナー母体と像担持体や中間転写体との間に入り、スペーサとして働く。無機酸化物を球形にすることで、接触面積を減少させることができ、トナーの転写を良好にすることが出来る。
Examples of the inorganic oxide of 90 to 300 nm of the present invention include silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, iron oxide, magnesium oxide, calcium oxide, manganese oxide, zinc oxide, strontium oxide, strontium titanate, barium oxide, Examples include cesium oxide or other inorganic oxides. Interoxide compounds such as strontium titanate and barium titanate can also be used.
Further, among these oxides, silicon oxide is preferable. In the case of silicon oxide, the color is white and it can be used for a color toner, and is highly safe. As manufacturing methods, two types of manufacturing methods have been established, and amorphous and spherical shapes can be easily produced. In the case of the amorphous form, there is a combustion type silica in which silicon tetrachloride is burned in the gas phase, and in the case of the spherical form, there is a method for producing silicon oxide by a sol-gel method in which silicon oxide is precipitated in the aqueous phase. In the sol-gel method, alkoxysilane is hydrolyzed and condensed in an aqueous solution to deposit silicon oxide. Examples of the alkoxysilane include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisoproxysilane, and tetrabutoxysilane. Examples of the hydrolysis catalyst include ammonia, urea, monoamine and the like.
The inorganic oxide enters between the toner base and the image carrier or intermediate transfer member and functions as a spacer. By making the inorganic oxide spherical, the contact area can be reduced, and toner transfer can be improved.

さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。ジメチルジクロルシラン(DDS)、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。   Furthermore, it is effective to perform a surface modification treatment with a hydrophobizing agent or the like. Typical examples of the hydrophobizing agent include the following. Dimethyldichlorosilane (DDS), trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyl Trichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, hexamethyldisilazane (HMDS), hexaphenyldisilazane, hexatolyldisilazane and the like.

ここで、用いるトナーは、粉砕法、重合法(懸濁重合、乳化重合分散重合、乳化凝集、乳化会合等)等があるが、これらの製造方法に限るものではない。粉砕法の一例としては、まず、前述した樹脂、着色剤としての顔料または染料、電荷制御剤、離型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合した後、バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、連続式の1軸混練機等の熱混練機を用いて構成材料をよく混練し、圧延冷却後、切断を行なう。切断後のトナー混練物は破砕を行ない、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。その後、混合機により無機微粒子を外添して、混合しトナーとする。また、重合法の一例を示す。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、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び/又は伸長反応させるトナーを用いることが好ましい。   The toner used here includes a pulverization method, a polymerization method (suspension polymerization, emulsion polymerization dispersion polymerization, emulsion aggregation, emulsion association, etc.), but is not limited to these production methods. As an example of the pulverization method, first, the above-mentioned resin, pigment or dye as a colorant, charge control agent, release agent, other additives, etc. are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer, and then batch type. The constituent materials are well kneaded using a two-roll, Banbury mixer, continuous twin-screw extruder, continuous single-screw kneader, or the like, and cut after rolling and cooling. The toner kneaded product after cutting is crushed, coarsely pulverized using a hammer mill, etc., and further pulverized by a fine pulverizer or mechanical pulverizer using a jet stream, and a classifier or Coanda effect using a swirling airflow Is classified to a predetermined particle size by a classifier using Thereafter, inorganic fine particles are externally added by a mixer and mixed to obtain a toner. Moreover, an example of the polymerization method is shown. Use of a toner in which a toner composition containing at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is crosslinked and / or extended in the presence of resin fine particles in an aqueous medium. preferable.

さらに、このトナーには、上述した無機酸化物の他にさらに、微粒子を添加することができる。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。この他、高分子系微粒子、たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子を用いてもよい。このような外添剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。特に、シリカ、酸化チタンに上記の表面処理を施して得られる疎水性シリカ、疎水性酸化チタンを用いることが好ましい。この微粒子の一次粒子径は、8〜80nmであることが好ましく、8〜50nmであることがより好ましく、8〜40nmが特に好ましい。この微粒子の使用割合は、トナー100重量部に対して0.01〜7.0重量部であることが好ましく、特に0.1〜2.0重量部であることが好ましい。   Further, fine particles can be added to the toner in addition to the inorganic oxide described above. Specific examples of the 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, and diatomaceous earth. And chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. In addition, polymer fine particles, such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylic acid ester, acrylic acid ester copolymer, polycondensation system such as silicone, benzoguanamine, nylon, thermosetting Polymer particles made of resin may be used. Such external additives can be surface treated to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having an alkyl fluoride group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oils, modified silicone oils and the like are preferable surface treatment agents. It is done. In particular, it is preferable to use hydrophobic silica and hydrophobic titanium oxide obtained by subjecting silica and titanium oxide to the above surface treatment. The primary particle diameter of the fine particles is preferably 8 to 80 nm, more preferably 8 to 50 nm, and particularly preferably 8 to 40 nm. The use ratio of the fine particles is preferably 0.01 to 7.0 parts by weight, particularly preferably 0.1 to 2.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner.

これらの90〜300nmの無機酸化物および微粒子を含有させる方法としては、通常、微粒子とトナー母体粒子をミキサーに入れ、攪拌する。
また、別の方法として、水系及び/又はアルコール系の溶媒中でトナーに外添処理することができる。水系溶媒中に分散させたトナーに、無機酸化物を投入し、トナー表面に付着させる。また、この無機酸化物が疎水化処理されている場合は、少量のアルコールなどを併用して界面張力を下げて濡れやすくしてから分散させても良い。その後、加熱して溶媒を除去して固定して、脱離を防止することができる。これによって、無機酸化物をトナー表面上に均一に分散させることができる。
また、水系溶媒中にトナー、添加剤を分散させたときに、界面活性剤を添加することにより、トナー表面に更に均一に添加剤が分散させることが出来る。更に、無機酸化物もくはトナーと逆極性の界面活性剤を使用することが好ましい。
As a method for containing these 90 to 300 nm inorganic oxides and fine particles, the fine particles and toner base particles are usually placed in a mixer and stirred.
As another method, the toner can be externally added in a water-based and / or alcohol-based solvent. An inorganic oxide is added to the toner dispersed in an aqueous solvent and adhered to the toner surface. Further, when this inorganic oxide has been subjected to a hydrophobization treatment, it may be dispersed after a small amount of alcohol or the like is used in combination to lower the interfacial tension to facilitate wetting. Thereafter, the solvent can be removed by heating and fixed to prevent desorption. Thereby, the inorganic oxide can be uniformly dispersed on the toner surface.
Further, when the toner and the additive are dispersed in the aqueous solvent, the additive can be dispersed more uniformly on the toner surface by adding the surfactant. Further, it is preferable to use an inorganic oxide or a surfactant having a polarity opposite to that of the toner.

さらに、このトナーには、上述した無機酸化物や微粒子のほかに、感光体や中間転写体に塗布することができる潤滑剤を添加することができる。添加する潤滑剤は、感光体や中間転写体に塗布するものと同じものを使用することが、潤滑剤の効果を安定化させる観点から好ましい。したがって、トナーに添加される潤滑剤としては、脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩の脂肪酸としては、直鎖状の炭化水素が好ましく、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が好ましく、ステアリン酸が一層好ましい。金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、鉄などが挙げられる。これらの中で、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄などが好ましく、特に、ステアリン酸亜鉛がもっとも好ましい。
脂肪酸金属塩の添加量は、外添剤による処理前のトナー100重量部に対して0.01〜7.0重量部であることが好ましい。
脂肪酸金属塩を添加する場合には、その他の無機微粒子などと同時に添加するか、無機微粒子などを添加した後に添加することが、無機微粒子の遊離外添剤率を維持する観点から好ましい。
Furthermore, in addition to the inorganic oxides and fine particles described above, a lubricant that can be applied to the photosensitive member and the intermediate transfer member can be added to the toner. As the lubricant to be added, it is preferable to use the same lubricant as that applied to the photosensitive member or the intermediate transfer member from the viewpoint of stabilizing the effect of the lubricant. Therefore, a fatty acid metal salt is preferable as the lubricant added to the toner. As the fatty acid of the fatty acid metal salt, a linear hydrocarbon is preferable, for example, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid and the like are preferable, and stearic acid is more preferable. Examples of the metal include lithium, magnesium, calcium, strontium, zinc, cadmium, aluminum, cerium, titanium, and iron. Of these, zinc stearate, magnesium stearate, aluminum stearate, iron stearate and the like are preferred, and zinc stearate is most preferred.
The addition amount of the fatty acid metal salt is preferably 0.01 to 7.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner before processing with the external additive.
When the fatty acid metal salt is added, it is preferable to add it at the same time as other inorganic fine particles, or after adding the inorganic fine particles, from the viewpoint of maintaining the free external additive rate of the inorganic fine particles.

さらに、本発明の画像形成装置100では、転写による画質、転写率は、転写電圧、電流値とトナーの帯電量、トナーの表面形態、トナー表面の外添剤の種類、添加量によって大きく影響を受ける。さらに、トナー表面上にある無機酸化物等の外添剤も転写でトナーとともに転写されるものと感光体上に残るものとがある。   Further, in the image forming apparatus 100 of the present invention, the image quality and transfer rate by transfer are greatly affected by the transfer voltage, current value and toner charge amount, toner surface form, toner surface external additive type, and addition amount. receive. Further, some external additives such as inorganic oxides on the toner surface are transferred together with the toner by transfer, and others are left on the photoreceptor.

図3は、トナー表面上の外添剤が受ける力を模式的に示した図である。
これは、感光体1上にあるトナーと感光体1とに挟まれた無機酸化物は、転写ローラによる電界による力と、外添剤が有している電荷が感光体1上の静電潜像によって電気的吸引力を受け、かつ、感光体1との間で物理的な付着力を受けている。この2者の力とのバランスで無機酸化物の残留する量が決定される。トナーと無機酸化物とは、静電的な力、ファンデルワールス力、無機酸化物がトナー表面に突き刺さる量、トナー表面の粘着性などにより、離脱力が異なる。これらの力を制御することにより、転写時の無機酸化物の飛散量を防ぎ、帯電ローラの汚染を防止する。具体的には、無機酸化物がトナー表面に突き刺さる量を、無機酸化物添加時の混合強度によって制御したり、水系及び/又はアルコール系の溶媒中でトナーに外添処理する工程の攪拌強度や界面活性剤の種類により制御を行ったりする方法や、外添剤の処方量をトナー表面に合わせて適量処方し制御する方法などがある。制御の結果、トナーの遊離外添率が5〜50%になるようにするのが好ましく、特に10〜35%にするのが好ましい。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the force received by the external additive on the toner surface.
This is because the toner on the photoconductor 1 and the inorganic oxide sandwiched between the photoconductor 1 and the electrostatic force on the photoconductor 1 due to the force of the electric field generated by the transfer roller and the charge of the external additive. The image is subjected to an electrical attraction force and a physical adhesion force to the photoreceptor 1. The amount of inorganic oxide remaining is determined by the balance between these two forces. The toner and the inorganic oxide have different detachment forces depending on electrostatic force, van der Waals force, amount of the inorganic oxide pierced on the toner surface, adhesiveness on the toner surface, and the like. By controlling these forces, the amount of inorganic oxide scattered during transfer is prevented, and contamination of the charging roller is prevented. Specifically, the amount of the inorganic oxide that pierces the toner surface is controlled by the mixing strength at the time of adding the inorganic oxide, or the stirring strength in the step of externally adding to the toner in an aqueous and / or alcohol solvent. There are a method of controlling depending on the type of the surfactant, and a method of prescribing and controlling an appropriate amount of the external additive according to the toner surface. As a result of the control, it is preferable that the free external addition rate of the toner is 5 to 50%, and particularly preferably 10 to 35%.

また、このときに、感光体1上に残った無機酸化物は、クリーニング装置に達する。このクリーニング装置におけるクリーニングブレードは、カウンター方式に配設する。カウンター方式は、トレイリング方式と比較して、クリーニング不良の発生が少なく、また、バウンディング、ビビリ音の発生によるクリーニング異常の発生が少ない。また、トナー粒子が小粒径で、球形化されてクリーニング性が低くても、本発明に用いられるトナーは無機微粒子を含有することで、転写残トナーと感光体1との付着力を低減することで、クリーニングブレードでクリーニングすることができる。
また、転写でトナーから脱離した無機酸化物が、クリーニングブレードに達すると、このクリーニングブレード先端に堰き止められて滞留することで、以降にクリーニングブレードに達するトナーのクリーニングに寄与する。
At this time, the inorganic oxide remaining on the photoreceptor 1 reaches the cleaning device. The cleaning blade in this cleaning device is arranged in a counter manner. Compared with the trailing method, the counter method is less likely to cause a cleaning failure and less likely to cause a cleaning abnormality due to the occurrence of bounding and chatter noise. Even if the toner particles have a small particle size and are spheroidized and have low cleaning properties, the toner used in the present invention contains inorganic fine particles, thereby reducing the adhesion between the transfer residual toner and the photoreceptor 1. Therefore, it can be cleaned with a cleaning blade.
Further, when the inorganic oxide released from the toner by the transfer reaches the cleaning blade, the inorganic oxide is dammed up and stays at the tip of the cleaning blade, thereby contributing to cleaning of the toner that reaches the cleaning blade thereafter.

ここで、本発明に用いられるトナーは樹脂に関しては公知のものが全て可能である。
まず結着樹脂としては、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;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;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、脂肪族叉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。
Here, as the toner used in the present invention, all known resins can be used.
First, as the binder resin, styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and a substituted polymer thereof; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer. Polymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic copolymer Acid methyl copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer Coalescence, styrene-butadiene copolymer, Styrene copolymers such as tylene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester copolymer; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polychlorinated Vinyl, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, Aromatic petroleum resins, chlorinated paraffin, paraffin wax and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.

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、ポ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。使用量は一般にバインダー樹脂100重量部に対し0.1〜50重量部である。   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 Se Red, parachlor ortho nitro Nilin Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red, Po Azo Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalo Anine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The amount used is generally 0.1 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the binder resin.

カラートナーについては、顔料系の着色剤の使用が、周囲への着色剤移行、耐光性、帯電性、定着性などから、より好ましい。Yellowトナーであれば、具体的にはC.I.Pingment Yellow180、C.I.Pingment Yellow155、C.I.Pingment Yellow74、C.I.Pingment Yellow93などを使用すると安全性、耐光性、透明性の面からと好ましい。Magentaトナーであれば、具体的にはC.I.Pingment Red 57−1、C.I.Pingment Red 122、C.I.Pingment Red 184、C.I.Pingment Violet 19、C.I.Pingment Red 269などを使用すると耐光性、透明性、色目の面からと好ましい。Cyanトナーであれば、具体的にはC.I.Pingment Blue 15−1、C.I.Pingment Blue 15−2、C.I.Pingment Blue 15−3、C.I.Pingment Blue 16などを使用すると耐光性、透明性、色目の面からと好ましい。
特にカラー顔料を使用する場合は、トナー中の顔料分散を助けるため、予め樹脂と顔料を5:5〜2:1程度で分散したマスターバッチを使用するとよい。
ブラックトナーには、カーボンブラックの使用がコスト面から非常に有利である。またカーボンブラックのみを使用したブラックトナーは色目が赤から黄色を帯びるので、補色剤等をいれて、色目の調整を行なってもよい。
For color toners, the use of pigment-based colorants is more preferred from the viewpoint of migration of colorants to the surroundings, light resistance, chargeability, fixability, and the like. If it is a yellow toner, specifically C.I. I. Pingment Yellow 180, C.I. I. Pingment Yellow155, C.I. I. Pingment Yellow 74, C.I. I. Pingment Yellow 93 or the like is preferable in terms of safety, light resistance, and transparency. In the case of Magenta toner, specifically, C.I. I. Pingment Red 57-1, C.I. I. Pingment Red 122, C.I. I. Pingment Red 184, C.I. I. Pingment Violet 19, C.I. I. Pingment Red 269 or the like is preferable in terms of light resistance, transparency, and color. In the case of Cyan toner, specifically, C.I. I. Pingment Blue 15-1, C.I. I. Pingment Blue 15-2, C.I. I. Pingment Blue 15-3, C.I. I. Pingment Blue 16 or the like is preferable in terms of light resistance, transparency and color.
In particular, when a color pigment is used, it is preferable to use a master batch in which a resin and a pigment are dispersed at a ratio of about 5: 5 to 2: 1 in order to help disperse the pigment in the toner.
For black toner, the use of carbon black is very advantageous from the viewpoint of cost. In addition, since the color of black toner using only carbon black changes from red to yellow, the color may be adjusted by adding a complementary colorant or the like.

本発明のカラートナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、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、四級アンモニウム塩(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、第四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、E−304、X−11、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)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415、サリチル酸系金属錯体のTN−105(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−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、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。   The color toner of the present invention may contain a charge control agent as necessary. All 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). Quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus simple substances or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine-based activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Nitronine-based dye Bontron 03, quaternary ammonium salt Bontron P-51, metal-containing azo dye Bontron S-34, oxynaphthoic acid metal complex E-82, salicylic acid metal complex E- 84, E-304, X-11, phenolic condensate E-89 (above, manufactured by Orient Chemical Industries), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415, salicylic acid metal complex TN -105 (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy charge PSY VP2038, triphenylmethane derivative copy blue PR, quaternary ammonium salt copy charge NEG VP2036, copy charge NX VP434 (above , Manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 (Japan (Manufactured by Carlit Co., Ltd.), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo pigments, and other polymer compounds having functional groups such as sulfonic acid groups, carboxyl groups, and quaternary ammonium salts.

本発明において補強の荷電制御剤の使用量は、帯電制御剤量、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.3〜5重量部の範囲がよい。10重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。   The amount of charge control agent used in the present invention is determined by the toner production method including the charge control agent amount, the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the dispersion method. Although it is not limited uniquely, Preferably it is used in 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of binder resin. The range of 0.3 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the main charge control agent is reduced, the electrostatic attractive force with the developing roller is increased, the flowability of the developer is reduced, and the image density is reduced. Incurs a decline.

本発明のトナーに用いるワックス(離型剤)としては、その融点が40〜120℃のものが好ましく、特に50〜110℃のものが好ましい。ワックスの融点が120℃より高いときには低温での定着性が不足する場合があり、一方融点が40℃より低いときには耐オフセツト性、耐久性が低下する場合がある。なお、ワックスの融点は、示差走査熱量測定法(DSC)によって求めることができる。すなわち、数mgの試料を一定の昇温速度、例えば(10℃/min)で加熟したときの融解ピーク値を融点とする。   The wax (release agent) used in the toner of the present invention preferably has a melting point of 40 to 120 ° C., particularly preferably 50 to 110 ° C. When the melting point of the wax is higher than 120 ° C., the fixing property at a low temperature may be insufficient. On the other hand, when the melting point is lower than 40 ° C., the offset resistance and durability may be lowered. The melting point of the wax can be obtained by differential scanning calorimetry (DSC). That is, the melting peak value when a sample of several mg is ripened at a constant temperature increase rate, for example, (10 ° C./min) is defined as the melting point.

本発明において用いることができるワックスとしては、例えば固形のパラフィンワックス、マイクロワツクス、ライスワツクス、脂肪酸アミド系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族モノケトン類、脂肪酸金属塩系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、部分ケン化脂肪酸エステル系ワックス、シリコーンワニス、高級アルコール、カルナウバワツクスなどを挙げることができる。また低分子量ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンなども用いることができる。特に、環球法による軟化点が70〜150℃のポリオレフィンが好ましく、さらには当該軟化点が120〜150℃のポリオレフィンが好ましい。
ワックスは、トナーに対し、0.1〜20wt%含有されていることが好ましい。
Examples of the wax that can be used in the present invention include solid paraffin wax, microwax, rice wax, fatty acid amide wax, fatty acid wax, aliphatic monoketone, fatty acid metal salt wax, fatty acid ester wax, and partial kenne. Fatty acid ester wax, silicone varnish, higher alcohol, carnauba wax, and the like. Also, polyolefins such as low molecular weight polyethylene and polypropylene can be used. Particularly, a polyolefin having a softening point of 70 to 150 ° C. by the ring and ball method is preferable, and a polyolefin having a softening point of 120 to 150 ° C. is more preferable.
The wax is preferably contained in an amount of 0.1 to 20 wt% with respect to the toner.

以下に本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
(実施例1)
球形疎水シリカの作成
テトラメトキシシランとアンモニア水を50℃で反応させ、ゾルゲル法による球形シリカを得た。水洗浄を行ったのち、乾燥操作せずに、メタノール化してトルエン中にシリカを分散し、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)処理を行って、[無機酸化物粒子1]を得た。無機酸化物粒子をメタノールに超音波分散機で攪拌し、レーザー回折散乱式粒度分布装置にて平均粒径D50を測定したところ120nmであった。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited only to these examples.
Example 1
Preparation of spherical hydrophobic silica Tetramethoxysilane and aqueous ammonia were reacted at 50 ° C. to obtain spherical silica by a sol-gel method. After washing with water, without performing a drying operation, methanolization was performed, silica was dispersed in toluene, and hexamethyldisilazane (HMDS) treatment was performed to obtain [Inorganic oxide particles 1]. The inorganic oxide particles were stirred in methanol with an ultrasonic disperser, and the average particle size D 50 was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution device.

トナー母体粒子作成
(トナー母体1)
下記表1に示す処方のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナー母体粒子を、混練/粉砕/分級法により、重量平均粒径7μmの粒子を得た。
Preparation of toner base particles (toner base 1)
Yellow, magenta, cyan, and black toner base particles having the formulations shown in Table 1 below were obtained by kneading / pulverization / classification to obtain particles having a weight average particle diameter of 7 μm.

Figure 2006154387
Figure 2006154387

(トナー母体2)
下記表2に示す処方のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナー母体粒子を、混練/粉砕/分級法により、重量平均粒径7μmの粒子を得た。
(Toner base 2)
The yellow, magenta, cyan, and black toner base particles having the formulations shown in Table 2 below were obtained by kneading / pulverizing / classifying particles having a weight average particle diameter of 7 μm.

Figure 2006154387
Figure 2006154387

外添剤の混合
上記で得られた[トナー母体1]100重量部と、[無機酸化物粒子1]1.0部、疎水性シリカ(HDK H1303、クラリアントジャパン製、平均粒径D50:13nm)0.5重量部を三井鉱山製ヘンシェルミキサー20Bにより、混合羽の回転数2500rpmで3分間混合し、目開き38μmの篩を通過させて凝集物を取り除くことによって、トナーを4色得た。
Mixing of external additives 100 parts by weight of [Toner Base 1] obtained above, 1.0 part of [Inorganic Oxide Particles 1], hydrophobic silica (HDK H1303, manufactured by Clariant Japan, average particle diameter D 50 : 13 nm 4 parts of toner were obtained by mixing 0.5 part by weight with a Henschel mixer 20B manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd. for 3 minutes at a rotating speed of 2500 rpm and passing through a 38 μm sieve to remove aggregates.

<複写画像の画質評価機>
上記実施例1で得られた黒トナーは、図1の試作機を用いて、黒トナー1色だけで画質等の評価を行った。
<Image quality evaluation machine for copied images>
The black toner obtained in Example 1 was evaluated for image quality and the like with only one black toner using the prototype shown in FIG.

(実施例2乃至6)
実施例2乃至6では、表3に示すように、トナー母体の種類と、外添剤の量と、外添剤の種類と、外添剤混合条件を変えて実施例1と同様にトナーを作成し、評価を行った。実施例2及び4及び6では、その他に疎水性酸化チタン(MT−150AI、テイカ製、平均粒径D50:15nm)を使用した。実施例5及び6では、その他にステアリン酸亜鉛(SZ−2000、堺化学工業製)を使用し、また試作機を改良し像担持体上にステアリン酸亜鉛を塗布する装置を作り使用した。
(Examples 2 to 6)
In Examples 2 to 6, as shown in Table 3, the toner was prepared in the same manner as in Example 1 by changing the type of toner base, the amount of external additive, the type of external additive, and the external additive mixing conditions. Created and evaluated. In Examples 2 and 4 and 6, in addition, hydrophobic titanium oxide (MT-150AI, manufactured by Teika, average particle diameter D 50 : 15 nm) was used. In Examples 5 and 6, zinc stearate (SZ-2000, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) was used in addition to the above, and an apparatus for applying zinc stearate on an image carrier was improved and used.

(比較例1乃至3)
比較例2乃至3では、表3に示すように、トナー母体の種類と、外添剤の量と、外添剤混合条件を変えて実施例1と同様に、トナーを作成し、評価した。比較例1及び2では、母体トナーと外添剤を緩く付着させるために、外添剤処方量を増やし、混合回転数を減らした。比較例3では、母体トナーと外添剤を強く付着させるために、外添剤処方量を減らし、混合回転数を増やした。
(Comparative Examples 1 to 3)
In Comparative Examples 2 to 3, as shown in Table 3, toners were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 by changing the type of the toner base, the amount of the external additive, and the external additive mixing conditions. In Comparative Examples 1 and 2, in order to loosely adhere the base toner and the external additive, the amount of the external additive was increased and the mixing rotation speed was reduced. In Comparative Example 3, in order to strongly adhere the base toner and the external additive, the prescription amount of the external additive was decreased and the mixing rotation speed was increased.

Figure 2006154387
Figure 2006154387

(評価方法)
各実施例、比較例についてクリーニング性、帯電ローラ汚れを各トナーの外添剤遊離率と共に確認し画像評価を行った。
(Evaluation methods)
For each of the examples and comparative examples, the cleaning property and charging roller contamination were confirmed together with the external additive release rate of each toner, and image evaluation was performed.

クリーニング性
図1の試作機を用いて、高温高湿(30℃、90%RH)条件下で画像面積率25%の原稿を2万枚画像出力し、感光体上の転写残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム株式会社製)で白紙に移し、それをX−Rite938(X−Rite社製)で測定し、ブランクとの差が0.005未満のものを◎、0.005以上0.010未満のものを○、0.010以上0.02未満のものを△、0.02以上を×として評価した。
1. Cleanability Using the prototype shown in FIG. 1, 20,000 originals with an image area ratio of 25% were output under high temperature and high humidity (30 ° C., 90% RH) conditions, and the residual toner on the photoconductor was scotch tape. It is transferred to a white paper (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd.) and measured with X-Rite 938 (manufactured by X-Rite). Were evaluated as ○, 0.010 or more and less than 0.02 as Δ, and 0.02 or more as ×.

帯電ローラ汚れ
図1の試作機を用いて、高温高湿(30℃、90%RH)条件下で画像面積率25%の原稿を2万枚画像出力し、帯電ローラに付着した外添剤に由来する汚れを確認した。汚れが全くなく良好なものを◎、わずかに汚れがあるが問題ないものを○、少し汚れがあるが使用できるものを△、汚れがひどく使用に耐えられないものを×とした。
Charging roller stains Using the prototype shown in FIG. 1, 20,000 original images with an image area ratio of 25% were output under high temperature and high humidity (30 ° C., 90% RH) conditions. The originating stain was confirmed. Good samples with no dirt were marked with ◎, those with slight dirt but no problem were marked with ○, those with slight dirt that could be used were marked with △, and those with bad dirt that could not be used.

Figure 2006154387
Figure 2006154387

表4からわかるように、実施例1乃至6では各外添剤処方量が、前記請求項の範囲内であることで、外添剤遊離率が5〜50%の間にあり、クリーニング性、帯電ローラの汚れに関して良好な結果が得られた。比較例1乃至3では、外添剤遊離率がこの範囲を外れ、クリーニング性、帯電ローラの汚れに問題が発生している。   As can be seen from Table 4, in Examples 1 to 6, the amount of each external additive formulated is within the range of the above claims, so that the external additive liberation rate is between 5% and 50%, and the cleaning property, Good results were obtained with respect to the fouling of the charging roller. In Comparative Examples 1 to 3, the external additive liberation rate is out of this range, and there are problems with cleaning performance and charging roller contamination.

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの概略図である。It is the schematic of the process cartridge which concerns on embodiment of this invention. 感光体と中間転写体とに挟まれたトナーを模式的に示した図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating toner sandwiched between a photoreceptor and an intermediate transfer member.

符号の説明Explanation of symbols

1 感光体
2 プロセスカートリッジ
3 帯電装置
3a 帯電ローラ
3b クリーニングローラ
4 露光装置
5 現像装置
5a 現像ローラ
5b 攪拌搬送スクリュー
5c ドクターブレード
6 転写装置
6a 中間転写体
6b、6c、6d 支持ローラ
6e 一次転写ローラ
6f ベルトクリーニング装置
7 クリーニング装置
7a クリーニングブレード
7b 支持部材
7c 回収スクリュー
7d 加圧スプリング
8 定着装置
8a 加熱ローラ
8b 加圧ローラ
9 転写搬送装置
9a 転写搬送ベルト
9b 二次転写ローラ
10 給紙ユニット
11 レジストローラ
12 排紙ローラ
20 発光手段(PCL)
21 塗布装置
21a ブラシ状ローラ
21b 潤滑剤成型体
21c 加圧スプリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 2 Process cartridge 3 Charging apparatus 3a Charging roller 3b Cleaning roller 4 Exposure apparatus 5 Developing apparatus 5a Developing roller 5b Agitating and conveying screw 5c Doctor blade 6 Transfer apparatus 6a Intermediate transfer body 6b, 6c, 6d Support roller 6e Primary transfer roller 6f Belt cleaning device 7 Cleaning device 7a Cleaning blade 7b Support member 7c Recovery screw 7d Pressure spring 8 Fixing device 8a Heating roller 8b Pressure roller 9 Transfer conveyance device 9a Transfer conveyance belt 9b Secondary transfer roller 10 Paper feed unit 11 Registration roller 12 Paper discharge roller 20 Light emitting means (PCL)
21 Coating device 21a Brush-like roller 21b Lubricant molding 21c Pressure spring

Claims (13)

像担持体と、像担持体を一様に帯電させる帯電装置と、帯電後の像担持体を露光し潜像を形成させる露光装置と、像担持体上に形成した潜像をトナーにより現像して可視化する現像装置とを、少なくとも有する画像形成装置であって、前記帯電装置が、像担持体に近接非接触配置された帯電ローラを有し、前記トナーが、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー母体粒子と外添剤を含有してなり、前記トナーを界面活性剤含有の水溶液中に添加して分散させた時にトナー表面から遊離した遊離外添剤率が5〜50%であることを特徴とする画像形成装置。   An image carrier, a charging device that uniformly charges the image carrier, an exposure device that exposes the charged image carrier to form a latent image, and a latent image formed on the image carrier is developed with toner. An image forming apparatus having at least a developing device that is visualized in such a manner that the charging device has a charging roller disposed in close proximity to and non-contact with the image carrier, and the toner includes at least a binder resin and a colorant. It contains toner base particles and external additives, and the ratio of free external additives released from the toner surface when the toner is added and dispersed in an aqueous solution containing a surfactant is 5 to 50%. An image forming apparatus. 前記外添剤が平均一次粒子径90〜300nmである大粒径外添剤であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。   2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the external additive is a large particle size external additive having an average primary particle diameter of 90 to 300 nm. 前記大粒径外添剤が無機酸化物であり、その添加量が外添剤による処理前のトナー100重量部に対して0.4〜5.0重量部であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。   The external additive having a large particle size is an inorganic oxide, and the amount of the additive is 0.4 to 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner before processing with the external additive. The image forming apparatus according to 1 or 2. 前記外添剤が平均一次粒子径8〜80nmの小粒径外添剤をさらに含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the external additive further contains a small particle size external additive having an average primary particle diameter of 8 to 80 nm. 前記小粒径外添剤がシリカで、その添加量が外添剤による処理前のトナー100重量部に対して0.01〜7.0重量部であることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。   5. The small particle size external additive is silica, and the addition amount is 0.01 to 7.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of toner before processing with the external additive. Image forming apparatus. 前記小粒径外添剤がチタニアで、その添加量が外添剤による処理前のトナー100重量部に対して0.01〜7.0重量部であることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。   5. The small particle size external additive is titania, and the addition amount is 0.01 to 7.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of toner before processing with the external additive. Image forming apparatus. 前記トナーに離型剤が0.1〜20wt%含有されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner contains 0.1 to 20 wt% of a release agent. 前記像担持体上に脂肪酸金属塩が塗布されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein a fatty acid metal salt is applied on the image carrier. 前記トナーがトナー母体粒子と外添剤と、さらに脂肪酸金属塩を含有し、該脂肪酸金属塩添加量が外添剤による処理前のトナー100重量部に対して0.01〜7.0重量部であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The toner contains toner base particles, an external additive, and a fatty acid metal salt, and the amount of the fatty acid metal salt added is 0.01 to 7.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner before treatment with the external additive. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an image forming apparatus. 前記帯電装置に印加する電圧が交番電圧を重畳した直流電圧であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the voltage applied to the charging device is a DC voltage on which an alternating voltage is superimposed. 前記帯電装置と前記像担持体が非接触状態で、少なくとも10μm〜100μmの間隙を持たせるようにして画像形成を行うことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の画像形成装置。   11. The image formation according to claim 1, wherein image formation is performed such that the charging device and the image carrier are in a non-contact state and have a gap of at least 10 μm to 100 μm. apparatus. 像担持体と、像担持体を一様に帯電させる帯電手段と、帯電後の像担持体を露光し潜像を形成させる露光手段と、像担持体上に形成した潜像をトナーにより現像して可視化する現像手段とを、少なくとも有する画像形成方法であって、前記帯電手段が、像担持体に近接非接触配置された帯電ローラを有し、前記トナーが、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー母体粒子と外添剤を含有してなり、前記トナーを界面活性剤含有の水溶液中に添加して分散させた時にトナー表面から遊離した遊離外添剤率が5〜50%であることを特徴とする画像形成方法。   An image carrier, a charging unit for uniformly charging the image carrier, an exposure unit for exposing the charged image carrier to form a latent image, and developing the latent image formed on the image carrier with toner. An image forming method having at least a developing unit that is visualized by the charging unit, wherein the charging unit includes a charging roller disposed in proximity to and non-contact with the image carrier, and the toner includes at least a binder resin and a colorant. It contains toner base particles and external additives, and the ratio of free external additives released from the toner surface when the toner is added and dispersed in an aqueous solution containing a surfactant is 5 to 50%. An image forming method. 像担持体と、像担持体を一様に帯電させる帯電手段、露光手段、現像手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、前記帯電手段が、像担持体に近接非接触配置された帯電ローラを有し、前記現像手段はトナーを保持し、トナーは少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー母体粒子と外添剤を含有してなり、前記トナーを界面活性剤含有の水溶液中に添加して分散させた時にトナー表面から遊離した遊離外添剤率が5〜50%であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
In the process cartridge that integrally supports at least one means selected from an image carrier and a charging unit that uniformly charges the image carrier, an exposure unit, and a development unit, and is detachable from the main body of the image forming apparatus, the charging unit The means has a charging roller arranged in close contact with the image carrier, the developing means holds toner, and the toner contains toner base particles containing at least a binder resin and a colorant and an external additive. A process cartridge characterized in that when the toner is added and dispersed in an aqueous solution containing a surfactant, the ratio of free external additives released from the toner surface is 5 to 50%.
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