JP2014044294A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer.
画像形成装置において、被転写体上に転写されずに像担持体上に残留したトナーはクリーニング装置によって除去される。クリーニング装置としては、簡易な構成で、クリーニング性能も優れることから、ポリウレタンゴムなどの弾性体からなる短冊形状のクリーニングブレードを用いることが知られている(例えば、特許文献1)。クリーニングブレードは、先端稜線部(以下、エッジ部という)を像担持体の周面に押し当て、像担持体上に残留するトナーをせき止めて掻き落とし除去する。 In the image forming apparatus, the toner remaining on the image carrier without being transferred onto the transfer medium is removed by a cleaning device. As a cleaning device, it is known to use a strip-shaped cleaning blade made of an elastic body such as polyurethane rubber because it has a simple configuration and excellent cleaning performance (for example, Patent Document 1). The cleaning blade presses the tip ridge line portion (hereinafter referred to as an edge portion) against the peripheral surface of the image carrier, and clogs and removes the toner remaining on the image carrier.
また、近年、画像形成装置の省エネルギー化の要求に応えるべく、省エネ定着が可能な結晶性ポリエステルを含む低融点トナーを用いる技術が知られている(例えば、特許文献2,3)。
In recent years, a technique using a low-melting-point toner containing crystalline polyester capable of energy-saving fixing is known in order to meet the demand for energy saving in image forming apparatuses (for example,
しかしながら、上記クリーニングブレードを用いて上記低融点トナーを像担持体上から除去しようとすると、像担持体へのトナー固着が発生しやすいという問題が発生した。これは、以下の理由によるものと考えられる。 However, when the low-melting-point toner is removed from the image carrier using the cleaning blade, there is a problem that the toner adheres to the image carrier easily. This is considered to be due to the following reasons.
クリーニングブレードはエッジ部を像担持体の周面に押し当てているため、エッジ部と像担持体との間に大きな摩擦力が発生する。このため、クリーニングブレードのエッジ部が異常振動して異音(鳴き)や異常振動(ビビリ)が発生する可能性がある。また、エッジ部が像担持体の回転方向に沿うように反転する所謂ブレード捲れや、クリーニングブレードのエッジ部や像担持体表面が損傷が発生する可能性がある。しかし、実際には、像担持体上の残留したトナーの全てが掻き落とされる訳ではなく、極少量のトナーがクリーニングブレードのエッジ部に残留している。この残留しているトナーがクリーニングブレードと像担持体との間に潤滑作用を及ぼし、上記異音、異常振動、捲れ、破損等の問題を防いでいる。 Since the cleaning blade presses the edge portion against the peripheral surface of the image carrier, a large frictional force is generated between the edge portion and the image carrier. For this reason, the edge part of a cleaning blade may vibrate abnormally, and abnormal noise (squeal) or abnormal vibration (chatter) may occur. Further, there is a possibility that a so-called blade curl that reverses the edge portion so as to follow the rotation direction of the image carrier or damage to the edge portion of the cleaning blade or the surface of the image carrier. However, in practice, not all of the remaining toner on the image carrier is scraped off, and a very small amount of toner remains on the edge portion of the cleaning blade. The remaining toner acts as a lubricant between the cleaning blade and the image carrier, preventing problems such as abnormal noise, abnormal vibration, curling and breakage.
クリーニングブレードのエッジ部に残留している極少量のトナーは、像担持体との間で圧と摩擦熱とを受ける。低融点トナーを用いた場合は、圧と熱とによりトナーが塑性変形を起こして潰れ易く、その形を扁平な形に変えやすい。扁平な形のトナーは、クリーニングブレードをすり抜けやすい。このため、低融点トナーを用いた場合は、トナーがクリーニングブレードをすり抜けやすい。クリーニングブレードをすり抜けた扁平な形のトナーは、像担持体に付着して移動し、再びクリーニングブレードに達する。そして、再び圧と熱とを受けて、クリーニングブレードをすり抜ける。この繰り返しによりトナーが像担持体に強固に付着し、強固に付着したトナーが核となり、他のトナーと凝集して巨大化してトナー固着が発生する。像担持体へのトナー固着がおこると、帯電不良、潜像形成不良につながり、異常画像が生じてしまう。 A very small amount of toner remaining on the edge portion of the cleaning blade receives pressure and frictional heat with the image carrier. When a low-melting-point toner is used, the toner easily undergoes plastic deformation due to pressure and heat and is easily crushed, and the shape can be easily changed to a flat shape. Flat toner tends to slip through the cleaning blade. For this reason, when a low-melting-point toner is used, the toner tends to slip through the cleaning blade. The flat toner passing through the cleaning blade adheres to the image carrier and moves, and reaches the cleaning blade again. Then, it receives pressure and heat again and slips through the cleaning blade. By repeating this, the toner adheres firmly to the image carrier, and the firmly attached toner becomes a nucleus, and agglomerates with other toners to become enormous and cause toner fixation. When the toner adheres to the image carrier, charging failure and latent image formation failure are caused, and an abnormal image is generated.
以上、クリーニングブレードを用いて像担持体上に残留したトナーを除去する画像形成装置における、像担持体へのトナー固着の問題を、低融点トナーを用いて説明したが、これに限られるものではなく、他のトナーにおいても起こり得る問題である。 As described above, the problem of toner fixing to the image carrier in the image forming apparatus that removes the toner remaining on the image carrier using the cleaning blade has been described using the low melting point toner. However, the present invention is not limited to this. This is a problem that may occur with other toners.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、クリーニングブレードを用いて像担持体上に残留したトナーを除去する画像形成装置において、像担持体へのトナー固着を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress toner adhesion to an image carrier in an image forming apparatus that removes toner remaining on the image carrier using a cleaning blade. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can perform the above-described process.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、表面移動する像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、該像担持体上に先端稜線部を押し当てて、該像担持体上から被転写体上に転写されずに残留したトナーを除去するクリーニングブレードとを備えた画像形成装置において、
上記像担持体の表面移動方向に関して上記クリーニングブレードよりも下流側に、該像担持体上に付着したトナーに接触し、該トナーと該像担持体との付着力を弱めるクリーニング補助手段を設けたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
A cleaning assisting means is provided on the downstream side of the cleaning blade with respect to the surface movement direction of the image carrier to contact the toner adhered on the image carrier and weaken the adhesion between the toner and the image carrier. It is characterized by this.
本発明においては、クリーニングブレード下流側に設けたクリーニング補助手段が、像担持体上に付着した、クリーニングブレードをすり抜けたトナーと接触して、トナーと像担持体との付着力を弱める。像担持体との付着力が弱められたトナーは、像担持体の表面移動に伴い再びクリーニングブレードに達した際、クリーニングブレードにより除去されやすくなる。このため、像担持体に付着したトナーが繰り返しクリーニングブレードを通過して、像担持体に強固に付着してしまうことを抑制できる。これにより、強固に付着したトナーが核となり、他のトナーと凝集してトナー固着が発生することを抑制できる。 In the present invention, the cleaning auxiliary means provided on the downstream side of the cleaning blade comes into contact with the toner that has adhered to the image carrier and passed through the cleaning blade, and weakens the adhesion between the toner and the image carrier. The toner whose adhesion with the image carrier is weakened is easily removed by the cleaning blade when it reaches the cleaning blade again as the surface of the image carrier moves. For this reason, it can be suppressed that the toner attached to the image carrier repeatedly passes through the cleaning blade and adheres firmly to the image carrier. As a result, it is possible to prevent the toner adhering firmly from becoming a nucleus and aggregating with other toners to cause toner fixation.
本発明によれば、クリーニングブレードを用いて像担持体上に残留したトナーを除去する画像形成装置において、像担持体へのトナー固着を抑制することができるという優れた効果がある。 According to the present invention, in an image forming apparatus that removes toner remaining on an image carrier using a cleaning blade, there is an excellent effect that toner adhesion to the image carrier can be suppressed.
以下、本発明を、画像形成装置としての複写機に適用した実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る複写機500の全体概略図である。この複写機500は、複写装置本体(以下、プリンタ部100という)、給紙テーブル(以下、給紙部200という)及びプリンタ部100上に取り付けるスキャナ(以下、スキャナ部300という)から構成される。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a copying machine as an image forming apparatus will be described.
FIG. 1 is an overall schematic diagram of a
プリンタ部100は、四つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ1(Y,M,C,K)、複数の張架ローラに張架されて図1中の矢印A方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト7を備えている。また、露光手段としての露光装置6、定着手段としての定着装置12等を備えている。
四つのプロセスカートリッジ1の、符号の後に付されたY,M,C,Kという添字は、イエロー,マゼンタ,シアン,黒用の仕様であることを示している。4つのプロセスカートリッジ1(Y,M,C,K)は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、K,Y,M,Cという添字を省略して説明する。
The
The suffixes Y, M, C, and K attached to the four
プロセスカートリッジ1は、潜像担持体である感光体2、帯電手段である帯電部材3、現像手段である現像装置4、及び、クリーニング手段であるクリーニング装置5を一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ1は、それぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機500本体に対して着脱可能となっている。
The
感光体2は、図中の矢印で示すように、図中の時計周り方向に回転する。帯電部材3は、ローラ状の帯電ローラであり、感光体2の表面に圧接されており、感光体2の回転により従動回転する。作像時には、帯電部材3には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体2の表面を帯電する。本実施形態のプロセスカートリッジ1は、帯電手段として、感光体2の表面に接触するローラ状の帯電部材3を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
また、本実施形態では、低コスト、省スペース化のために感光体に潤滑剤を塗布する機構を持たない作像システムを搭載している。
The
In the present embodiment, an image forming system that does not have a mechanism for applying a lubricant to a photoconductor is mounted for low cost and space saving.
露光装置6は、スキャナ部300で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体2の表面に対して露光し、感光体2の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部100が備える露光装置6は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはLEDアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
クリーニング装置5は、中間転写ベルト7と対向する位置を通過した感光体2の表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
The
The
四つのプロセスカートリッジ1は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体2上に形成する。四つのプロセスカートリッジ1は、中間転写ベルト7の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体2上に形成されたトナー像を中間転写ベルト7に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト7上に可視像を形成する。
The four
図1において、各感光体2に対して中間転写ベルト7を挟んで対向する位置には一次転写手段としての一次転写ローラ8が配置されている。一次転写ローラ8には不図示の高圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体2との間で一次転写電界を形成する。感光体2と一次転写ローラ8との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体2の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト7の表面に転写される。中間転写ベルト7を張架する複数の張架ローラのうちの一つが不図示の駆動モータによって回転することによって中間転写ベルト7が図中の矢印A方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト7の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト7の表面上にフルカラー画像が形成される。
In FIG. 1, a primary transfer roller 8 serving as a primary transfer unit is disposed at a position facing each
四つのプロセスカートリッジ1が中間転写ベルト7と対向する位置に対して、中間転写ベルト7の表面移動方向下流側には、張架ローラの一つである二次転写対向ローラ9aに対して中間転写ベルト7を挟んで対向する位置に二次転写ローラ9が配置される。これにより、中間転写ベルト7との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ9と二次転写対向ローラ9aとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。給紙部200から給紙され、図1中の矢印S方向に搬送される転写材である転写紙Pが二次転写ニップを通過する。この際に、中間転写ベルト7の表面上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ9と二次転写対向ローラ9aとの間に形成された二次転写電界によって転写紙Pに転写される。
With respect to the position where the four
二次転写ニップに対して転写紙Pの搬送方向下流側に、定着装置12が配置されている。二次転写ニップを通過した転写紙Pは定着装置12に到達し、定着装置12における加熱及び加圧によって転写紙P上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着された転写紙Pは複写機500の装置外に出力される。
一方、二次転写ニップで転写紙Pに転写されず中間転写ベルト7の表面上に残留したトナーは、転写ベルトクリーニング装置11によって回収される。
A fixing
On the other hand, the toner remaining on the surface of the
図1に示すように、中間転写ベルト7の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル400(Y,M,C,K)が複写機500本体に対して着脱可能に配置されている。
各色トナーボトル400に収容されたトナーは、各色に対応する不図示のトナー補給装置によって、各色の現像装置4に供給される。
As shown in FIG. 1, above the
The toner stored in each color toner bottle 400 is supplied to each
次に、現像装置4について説明する。
図2は、図1の複写機に採用される現像装置4の概略構成を示す模式図であり、図1中の紙面奥側から見た断面図である。
図3及び図4は、現像装置4の斜視説明図であり、それぞれ異なる方向の斜め上方から現像装置4を見た斜視説明図である。
現像装置4の外形を形成する現像ケーシング41は、上ケース411、中ケース412及び下ケース413が組み合わさることで形成される。中ケース412はトナー収容部43を形成し、上ケース411にはトナー収容部43と外部とを連通する現像剤補給部であるトナー補給口55が形成されている。また、上ケース411には、現像ローラ42と上ケース411との隙間をシールする入口シール47が設けられている。
Next, the developing
FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the developing
3 and 4 are perspective explanatory views of the developing
The developing
図5は、図2と同じ方向から見た現像装置4の断面説明図であり、図6は、現像装置4の一部を拡大した斜視図であり、その一部をZ−X断面図で示す説明図である。
FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view of the developing
中ケース412には、現像ローラ42、供給ローラ44、ドクタブレード45、パドル46、供給スクリュ48及びトナー残量センサ49等が設けられている。
現像装置4には、内部と外部とを連通する開口部56が長手方向(図中Y軸方向)に沿って設けられている。開口部56内にはトナーを内部から外部(感光体と対向する現像領域α)まで担持搬送する円筒状の現像ローラ42が設けられている。
The
The developing
図7は、下ケース413の図示を省略した現像装置4の一方の端部(図1中の奥側端部)近傍の拡大斜視図であり、図8は、図7の状態から現像ローラ42の図示を省略した現像装置4の拡大斜視図である。
図9は、下ケース413の図示を省略した現像装置4の他方の端部(図1中の手前側端部)近傍の拡大斜視図であり、図10は、図9の状態から現像ローラ42の図示を省略した現像装置4の拡大斜視図である。
FIG. 7 is an enlarged perspective view of the vicinity of one end (the rear end in FIG. 1) of the developing
FIG. 9 is an enlarged perspective view of the vicinity of the other end (the front side end in FIG. 1) of the developing
現像装置4では、供給ローラ44が図2中の矢印C方向(図2中の時計回り方向)に回転して表面移動することにより、トナー収容部43内のトナーTを現像ローラ42に対向する領域である供給ニップβに搬送し、現像ローラ42の表面にトナーを供給する。現像ローラ42は、供給されたトナーを表面上に担持して、図2中の矢印B方向(図2中の時計回り方向)に回転して表面移動することにより、現像ローラ42上のトナーを所定量に規制するドクタブレード45との対向部までトナーを搬送する。ドクタブレード45との対向部で所定量に規制されたトナーは、現像ローラ42の回転によって感光体2との対向部である現像領域αに到達する。
また、供給ニップβでは、供給ローラ44の表面は下方から上方に向かって移動し、現像ローラ42の表面は上方から下方に向かって移動する。
In the developing
In the supply nip β, the surface of the
現像領域αでは、現像バイアス電源142から現像ローラ42に印加された現像バイアスと感光体2表面上の潜像との電位差によって形成される現像電界に応じて、現像ローラ42の表面上のトナーTが感光体2の表面に移動する。移動したトナーは、感光体2の表面上の静電潜像部分に付着し、現像が行われる。感光体2は、現像ローラ42に対して非接触で、図2中の矢印D方向に回転する。このため、現像領域αにおいて、現像ローラ42の表面移動方向と感光体2の表面移動方向とは同方向となる。
現像バイアス電源142は、現像領域αに搬送されたトナーによる現像のため、現像ローラ42から感光体2へトナーを向かわせる第一電圧と、感光体2から現像ローラ42へトナーを向かわせる第二電圧とを備えた交番電圧を現像ローラ42に印加する電圧印加部である。
In the developing area α, the toner T on the surface of the developing
The development bias
詳細は後述するが、現像ローラ42の表面には凸部42aの高さや凹部42bの深さが実質的に一定の規則的な凹凸形状を有している。
現像領域αで現像に寄与せず、現像領域αを通過した現像ローラ42の表面上のトナーTは、供給ニップβで供給ローラ44によって回収され、現像ローラ42表面のリセットがなされる。
Although details will be described later, the surface of the developing
The toner T on the surface of the developing
現像ローラ42の表面上に規則的に形成された凹部42bに担持されたトナーTは回収され難い。そして、現像領域αを通過したトナーTが供給ニップβを通過し、現像ローラ42に担持されたままとなると、トナーTが現像ローラ42に固着してトナーフィルミングが発生する。トナーフィルミングが発生すると、現像ローラ42上のトナーTの単位重量当たりの帯電量や現像ローラ42の単位面積当たりのトナー量が不安定になり、現像時の濃度ムラの発生の原因となる。
本実施形態の現像装置4では、現像ローラ42と供給ローラ44とが対向する供給ニップβでは、現像ローラ42の表面移動方向と供給ローラ44の表面移動方向とが逆方向となっている。これにより、供給ニップβにおける現像ローラ42の表面と供給ローラ44の表面との線速差が大きくなり、供給ニップβでの供給ローラ44による回収性能の向上を図ることが出来る。よって、トナーが現像ローラ42に担持されたままとなることを抑制し、現像ローラ42の表面にトナーが固着することを抑制でき、現像剤担持体の表面に現像剤が固着することに起因する現像時の濃度ムラの発生を抑制することが出来る。
また、本実施形態の現像装置4では、現像ローラ42と供給ローラ44との線速比は、現像ローラ42の表面移動速度:供給ローラ44の表面移動速度=1:0.85となっているが、線速比としてはこの値に限るものではない。
The toner T carried in the
In the developing
In the developing
また、現像ローラ42の線速が速いことが望ましい。図2に示すように、現像装置4では供給ローラ44をトナー収容部43の上部に配置し、供給ローラ44の少なくとも一部がパドル46の回転を停止した状態のトナー収容部43内のトナーTの剤面よりも上方となるようになっている。そして、供給ニップβに対して供給ローラ44の表面移動方向下流側の領域(以下、供給ニップ下流側領域と呼ぶ。)がトナーTの剤面よりも上方となっている。供給ニップ下流側領域にトナーが充填されていると、供給ニップ下流側領域に充填された状態のトナーが新たなトナーが供給ニップ下流側領域に入ってくることを阻害し、供給ニップβにおける現像ローラ42からのトナーの回収効率を低下させるおそれがある。一方、本実施形態の現像装置4は、図2に示すように、供給ニップ下流側領域がトナーTの剤面よりも上方となっている。このため、供給ニップ下流側領域にはトナーが充填されておらず、供給ニップ下流側領域に存在するトナーによって、供給ニップβにおける現像ローラ42からのトナーの回収を阻害されることがない。よって、効率的にトナーの回収を行うことができ、トナーのリセット性を向上できる。
Further, it is desirable that the linear velocity of the developing
次に、現像ローラ42について説明する。
図11は、現像ローラ42の斜視説明図であり、図12は、現像ローラ42の側面図である。また、図13は、現像ローラ42の表面形状の説明図であり、図13(a)は、現像ローラ42全体の概略図であり、図13(b)は、図13(a)に示した現像ローラ42の表面の一部の拡大図である。
Next, the developing
FIG. 11 is an explanatory perspective view of the developing
現像ローラ42は、現像ローラ軸421に表面にトナーを担持する現像ローラ円筒部420を設けた構成であり、現像ローラ円筒部420に対して軸方向外側である軸方向両端部近傍の現像ローラ軸421には、スペーサー422が設けられている。
現像ローラ42は、現像ローラ軸421を中心に回転可能に設けられており、現像ローラ軸421の軸方向が現像装置4の長手方向(図中Y軸方向)と平行になるように配置されている。現像ローラ42の現像ローラ軸421の軸方向両端は中ケース412の側壁部412sに対して回転可能に取り付けられている。現像ローラ42の表面の一部は開口部56から現像装置4の外部に露出し、この露出した表面が下方から上方に表面移動してトナーを搬送するように、現像ローラ42は図2中の矢印B方向に回転する。
また、現像ローラ42は、軸方向両端部近傍に設けられたスペーサー422が感光体2の表面に接触することにより、現像領域αにおける現像ローラ円筒部420の表面と感光体2の表面との距離(現像ギャップ)を一定に保っている。
The developing
The developing
Further, in the developing
現像ローラ42は、アルミ合金、鉄合金等からなる部材である。
現像ローラ42の現像ローラ円筒部420は、図13(a)に示すように、その表面の構造の相違に基づき、主として、2つの部分(溝形成部420a、非溝形成部420b)に分けられる。
溝形成部420aは、現像ローラ42の軸方向において中央部を含む部分であり、トナーを適切に担持させるために凹凸加工がその表面に施されている。本実施形態においては、凹凸加工として所謂転造加工が用いられ、凸部42aは互いに巻き方向の異なる螺旋状の第一溝L1および第二溝L2に囲まれて形成されている。本実施形態の現像ローラ42では、凸部42aの軸方向のピッチ幅W1は80[μm]であり、凸部42aの頂面の軸方向長さW2は40[μm]である。さらに、凹部42bから凸部42aの頂面までの高さである凹部深さは10[μm]である。ピッチ幅W1、頂面の軸方向長さW2及び凹部深さの値は一例であり、この値に限られるものではない。
The developing
As shown in FIG. 13A, the developing roller
The
現像ローラ42としては、その表面がトナーを正規帯電させる材料であることことが望ましい。フィルミングによって低帯電トナーが生まれた場合においても、ジャンピングしたトナーTによってたたき出された低帯電トナーが、凸部42aや凹部42bのフィルミングがおきていない部分で帯電できる。このため、低帯電トナーを減少させることができ、画像濃度が安定化する。
The surface of the developing
また、現像ローラ42としては、その表層材料がドクタブレード45(ブレード部材450)よりも硬い材質であることが望ましい。これにより、現像ローラ42の表面の凸部42aがドクタブレード45によって削れ難くなるため、凸部42aとドクタブレード45で囲まれる凹部42bの体積が変わりにくくなり、M/A値(現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量)が安定する。
Further, it is desirable that the surface material of the developing
また、現像ローラ42の凸部42aの高さとして、使用するトナーTの重量平均粒径よりも大きいことが望ましい。平均的な大きさのトナーTが凹部42b内に収まるため、粒径の選択が起こりにくくなり、経時でのM/A値(現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量)が安定する。
The height of the
次に、供給ローラ44について説明する。
図14は、供給ローラ44の斜視説明図であり、図15は、供給ローラ44の側面図である。現像装置4の内部のトナー収容部43の上方の現像ローラ42側には、円筒状の供給ローラ44が設けられている。供給ローラ44は、その軸部である供給ローラ軸441を中心に円筒状の発泡材が巻きついた構成であり、この円筒状の発泡材が表面にトナーを担持する供給ローラ円筒部440となる。
Next, the
FIG. 14 is an explanatory perspective view of the
供給ローラ44は、供給ローラ軸441を中心に回転可能に構成され、当該軸は中ケース412の側壁部412sに対して回転可能に取り付けられている。供給ローラ44は、供給ローラ円筒部440の外周面の一部は、現像ローラ42の現像ローラ円筒部420の外周面と供給ニップβで接触するように配置されており、図2及び図5に示すように、供給ローラ軸441は、現像ローラ軸421よりも上方に配置されている。
また、上述したように、供給ローラ44は現像ローラ42と対向する箇所である供給ニップβで現像ローラ42の表面移動方向に対して逆方向に表面が移動するように回転する。さらに、現像装置4は、図2に示すように、供給ニップβの位置が、現像ローラ42に対するドクタブレード45の当接位置に対して、上方に位置する配置となっている。
The
Further, as described above, the
供給ローラ44は、の供給ローラ円筒部440に発泡材料を用いており、現像ローラ42に接触する表面層は表面に多数の微小孔が分散しているスポンジ層となっている。供給ローラ44の表面層をスポンジ状にすることで、凹部42bの底まで供給ローラ44が届きやすくなるため、現像ローラ42上トナーのリセット性が向上する。
The
また、供給ローラ44の現像ローラ42に対する食い込み量(「現像ローラ42の半径」+「供給ローラ44の半径」−「現像ローラ42と供給ローラ44との軸間距離」)は、現像ローラ42の凸部42aの高さよりも大きくなるように設定している。凸部42aの高さよりも供給ローラ44の食い込み量を大きくすることで、凹部42bにおけるトナーのリセット性を向上できる。なお、供給ローラ44の現像ローラ42に対する食い込み量が凸部42aの高さに対して大きすぎると、トナーが凹部42bに押し込まれてしまい、凝集の原因となるため、食い込み量が大きくなりすぎないように設定する必要がある。
Further, the amount of biting of the
供給ローラ44の供給ローラ円筒部440に用いる発泡材料は、103〜1014[Ω]の電気抵抗値に設定されている。
供給ローラ44には、供給バイアス電源144によって供給バイアスが印加され、供給ニップβで予備帯電されたトナーを現像ローラ42に押し付ける作用を補助する。供給ローラ44は図2及び図5中の時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ42の表面に塗布供給する。
The foam material used for the supply roller
A supply bias is applied to the
また、供給バイアス電源144が供給ローラ44に印加する電圧としては、現像ローラ42に印加された交番電圧に対して、トナーの正規帯電極性(本実施形態のトナーTではマイナス極性)に対して逆極性(プラス極性)の直流電圧を印加する。このとき、現像ローラ42に印加する電圧よりも供給ローラ44に印加する電圧の方がトナーの正規帯電極性に対して逆極性(プラス極性)となる。これにより、現像ローラ42に対して供給ローラ44側にトナーTを引き付ける方向の電界を供給ニップβに形成し、現像ローラ42上トナーのリセット性を向上することができる。なお、供給バイアス電源144を備える構成では、直流電源を別途必要となり、コスト高となるため、現像装置4の仕様に応じて、供給バイアス電源144を設けない構成としても良い。
The voltage applied to the
次に、ドクタブレード45について説明する。
図16は、ドクタブレード45の斜視説明図であり、図17は、ドクタブレード45の側面図である。
図5〜図10に示すように、現像ローラ42の下方で下ケース413の内側となる中ケース412には、ドクタブレード45が設けられている。
ドクタブレード45は、薄い板状の金属部材であるブレード部材450と、ブレード部材450の一端が固定されている金属製の台座部452とを有する。そして、ブレード部材450の他端側が現像ローラ42に接触するように構成されている。ブレード部材450の現像ローラ42に対する接触状態は、先端が接触する先端当て状態、及び、先端よりも根元側の面部が接触する腹当て状態、の何れでもよい。しかし、先端当て状態の方が、凸部42aの頂面に存在するトナーをすり切ることができ、凹部42bに存在するトナーのみを現像領域αに搬送することで、現像領域αに搬送するトナー量が安定するため、より好ましい。
Next, the
FIG. 16 is an explanatory perspective view of the
As shown in FIGS. 5 to 10, a
The
ドクタブレード45のブレード部材450は台座部452に対して複数のリベット451によって固定されている。台座部452はブレード部材450よりも厚い金属で構成されており、ブレード部材450を現像装置4の本体(中ケース412の側面部)に固定するための基板として機能している。台座部452の長手方向端部にはピン穴454が設けられており、一方は真円形状の主基準穴454aであり、もう一方は主基準穴454a方向に長径を有する楕円形状の従基準穴454bである。主基準穴454aに不図示のピンが入ることで台座部452の現像装置4本体に対する位置が決定し、従基準穴454bで支えられる。ブレード部材450が固定された台座部452が、現像装置4本体(中ケース412)にドクタ固定ネジ455で固定されることによってブレード部材450が現像装置4に固定されることになる。
The
ドクタブレード45のブレード部材450は、SUS304CSPやSUS301CSP、またはリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ42表面に10〜100[N/m]の押圧力で当接させたものである。ブレード部材450は、その押圧力下を通過したトナーを所定量に規制すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらにブレード部材450には、摩擦帯電を補助するために、ドクタバイアス電源145からバイアスが印加される。
The
また、ドクタブレード45のブレード部材450としては、導電性を有するものであることが望ましい。ブレード部材450が導電性であることにより、Q/M値(単位体積当りの帯電量)が大きなトナーTの帯電量を下げることが出来、トナーTのQ/M値の均一化を図ることができる。これにより、トナーTの現像ローラ42に対する張り付きを防ぐことが出来る。
Further, the
また、ドクタバイアス電源145ブレード部材450に印加する電圧としては、現像ローラ42に印加された交番電圧に対して、±200[V]の範囲で直流電圧を印加できる構成とし、使用環境により直流電圧の値を制御出来る構成としても良い。これにより、環境変動によるM/A値(現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量)の変動を抑制することができる。
The voltage applied to the doctor
次に、パドル46について説明する。
図18は、パドル46の斜視説明図であり、図19は、パドル46の側面図である。
現像装置4内には、トナーが収容される空間としてトナー収容部43が設けられており、このトナー収容部43内にはパドル46が現像ケーシング41に対して回転可能に取り付けられている。
Next, the
18 is a perspective explanatory view of the
A
パドル46は、その軸部であるパドル軸461と、マイラー等の弾性シート材からなる薄い羽部材としてのパドル羽460とを備える。パドル軸461は、向かい合う二つの平面部を有し、この二つの平面部にパドル羽460がそれぞれ取り付けられている。二枚のパドル羽460は、パドル軸461を中心に互いに反対方向に突出するように、パドル軸461の平面部に固定されている。
パドル羽460の付け根部分には穴が複数の穴がパドル軸461の軸方向に平行になるように並べて設けられており、パドル軸461は、そのの軸方向に平行になるように複数の凸部が並べて設けられている。そして、パドル羽460の穴にパドル軸461の凸部を挿入して、熱カシメすることによって、パドル軸461に対してパドル羽460を固定する。
The
The base portion of the
パドル46は、パドル軸461の軸方向が現像装置4の長手方向(図中Y軸方向)と平行になるように配置されている。パドル軸461の軸方向両端は中ケース412の側壁部412sに対して回転可能に取り付けられている。
The
パドル46は、パドル軸461から伸びるパドル羽460の先端がトナー収容部43の内壁面に接触する程度の長さにパドル羽460の突出量が設定されている。図2及び図5等に示すように、トナー収容部43の底面部43bはパドル46の回転方向に沿った円弧状であり、パドル46の回転に伴う摺擦動作でパドル羽460がトナー収容部43の底面部43bに引っかからないようになっている。
トナー収容部43の現像ローラ42側には底面部43bから垂直に立ち上がる側壁面部43sが形成されている。この側壁面部43sはパドル軸461の中心と同等若しくは若干低い程度のところでX軸に平行なローラに向かう方向に水平になり、段部50を形成している。
In the
On the developing
側壁面部43sとパドル軸461との距離は、底面部43bとパドル軸461との距離よりも短く設定されている。そのため、底面部43bを摺擦してきたパドル羽460は側壁面部43sに突き当たり、より大きくたわむことになる。その後、段部50にパドル羽460の先端部が差し掛かるとパドル羽460を押さえるものが無くなり、パドル羽460の先端部は開放されることで上方に跳ね上がる。このようなパドル羽460の動きによってトナーは上方へと跳ね上げられ攪拌、搬送、供給される。
The distance between the side
段部50は、X−Y平面に平行な水平面で、現像装置4の長手方向(図中Y軸方向)に延在するように形成されている。本実施形態の現像装置4では、段部50が幅方向の全域に設けられているが、パドル羽460が跳ね上がるようになっていれば、現像装置4内の一部分に設けられていても良い。
The
供給スクリュ48は、供給スクリュ軸481と、この供給スクリュ軸481に固定された螺旋状の羽部である供給スクリュ羽部480となるスクリュ部材である。供給スクリュ軸481を中心に回転可能に設けられており、供給スクリュ軸481の軸方向が現像装置4の長手方向(図中Y軸方向)と平行になるように配置されている。供給スクリュ軸481の軸方向両端は中ケース412の側壁部412sに対して回転可能に取り付けられている。
The
供給スクリュ48の軸方向端部は、現像装置4の長手方向端部に形成されたトナー補給口55の下方に位置している。そして、供給スクリュ48が回転することによって螺旋状の供給スクリュ羽部480がトナー補給口55から補給されたトナーを長手方向における現像装置4の中央部方向に搬送する。
The end of the
上ケース411の開口部56を形成する縁部分には、入口シール47としてマイラー等のシート部材が長手方向に沿って貼着されている。入口シール47は略矩形のシートであってその短手の一端が上ケース411の縁部分に貼着され、他端は自由端とされている。入口シール47の自由端側は現像装置4の内部方向に突出されており、さらに、現像ローラ42に接触するように設けられている。入口シール47は、現像ローラ42の回転方向上流側が上ケース411に固定されており、現像ローラ42の回転方向下流側が自由端とされ、現像ローラ42に対して、入口シール47の面部分が接触するように配置している。また、上ケース411の現像装置4の内部側は供給ローラ44の上部形状に沿うように湾曲形状をしており、上ケース411の湾曲形状の表面と供給ローラ44の表面との隙間は、1.0[mm]である。
A sheet member such as Mylar is attached as an
図7〜図10に示すように、現像装置4の開口部56の長手方向両端部にあたる中ケース412の一部にはサイドシール59が貼着されている。サイドシール59は、現像ローラ42の軸方向両端近傍に設けられたスペーサー422よりも軸方向における内側で、且つ、現像ローラ42にドクタブレード45が接触する軸方向の端部が重なる領域に設けられている。このようなサイドシール59によって現像ケーシング41における開口部56の長手方向端部からトナーが漏れ出ることを防止している。
また、中ケース412に設けられたトナー残量センサ49は、トナー収容部43内のトナーの量を検知するものである。
As shown in FIGS. 7 to 10, side seals 59 are attached to a part of the
A remaining
次に、現像装置4内でのトナーの動きについて説明する。
トナー補給口55から現像装置4内に補給されたトナーは、供給スクリュ48によってトナー収容部43に供給され、パドル46によって攪拌される。また、パドル46の跳ね上げによって現像ローラ42及び供給ローラ44の方向に跳ね上げ、搬送される。供給ローラ44に供給されたトナーは、供給ローラ44が現像ローラ42と接触する供給ニップβで現像ローラ42の表面に受け渡される。現像ローラ42の表面に受け渡されたトナーのうち現像領域αに搬送する所定量を超えた分のトナーは、ドクタブレード45によって現像ローラ42の表面から掻き落とされる。
Next, the movement of toner in the developing
The toner replenished into the developing
ドクタブレード45との対向部を通過した現像ローラ42の表面に残ったトナーは、そのまま現像ローラ42の回転による表面移動方によって搬送され、感光体2と対向する現像領域αに到達する。現像に用いられることなく現像領域αを通過したトナーは、入口シール47が接触する位置を通過し、供給ローラ44との対向位置である供給ニップβにまで搬送される。現像ローラ42によって供給ニップβに到達したトナーは、供給ローラ44によって現像ローラ42の表面から掻き取られ、供給ローラ44によって搬送される。
The toner remaining on the surface of the developing
次に、本実施形態の複写機500に用いるトナーについて説明する。
複写機500で用いるトナーとしては、低温定着性に優れるトナーを用いる。具体的には、有機溶媒中に活性水素基を有する化合物と反応可能な変性ポリエステル樹脂を含むトナー組成分を溶解及び/又は分散させ、溶解液又は分散物を、樹脂微粒子を含む水系媒体中で、架橋剤及び/又は伸長剤と反応させ、得られたトナーである。さらに、このトナーのトナーバインダーが、変性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を含有するものである。
Next, toner used in the copying
As the toner used in the copying
以下、トナーについてを詳述する。
(結晶性ポリエステルの効果)
本実施形態の複写機に用いられるトナー中の結晶性ポリエステル樹脂は、結晶性をもつがゆえに定着開始温度付近において、急激な粘度低下を示す熱溶融特性を示す。つまり、溶融開始温度直前までは結晶性による耐熱保存性が良く、溶融開始温度では急激な粘度低下(シャープメルト性)し、定着することから、良好な耐熱保存性と低温定着性を兼ね備えたトナーを設計することが出来る。また、離型幅(定着下限温度とホットオフセット発生温度の差)についても、良好な結果を示すことが判った。
Hereinafter, the toner will be described in detail.
(Effect of crystalline polyester)
Since the crystalline polyester resin in the toner used in the copying machine of the present embodiment has crystallinity, it exhibits a thermal melting characteristic that shows a rapid viscosity decrease near the fixing start temperature. In other words, the toner has good heat-resistant storage stability due to crystallinity until just before the melting start temperature, and suddenly drops in viscosity (sharp melt) at the melting start temperature and fixes, so it has both good heat storage stability and low-temperature fixability. Can be designed. It was also found that good results were obtained with respect to the release width (difference between the fixing lower limit temperature and the hot offset occurrence temperature).
(円形度および円形度分布)
トナーは特定の形状と形状の分布を有すことが重要であり、平均円形度が0.95未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。なお形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が0.99〜0.95のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効である事が判明した。より好ましくは、平均円形度が0.99〜0.96で円形度が0.96未満の粒子が10%以下である。平均円形度の値はフロー式粒子像分析装置FPIA−2000(東亜医用電子株式会社製)により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
(Circularity and circularity distribution)
It is important that the toner has a specific shape and shape distribution, and an irregularly shaped toner having an average circularity of less than 0.95 and too far from the spherical shape has a satisfactory transferability and high dust-free toner. A quality image cannot be obtained. As a method for measuring the shape, an optical detection band method is suitable in which a suspension containing particles is passed through an imaging unit detection band on a flat plate, and a particle image is optically detected and analyzed by a CCD camera. A toner with an average circularity of 0.99 to 0.95, which is a value obtained by dividing the perimeter of an equivalent circle having the same projected area obtained by this method by the perimeter of the actual particle, has a high density with a reproducibility of an appropriate density. It was found to be effective in forming a clear image. More preferably, particles having an average circularity of 0.99 to 0.96 and a circularity of less than 0.96 are 10% or less. The value of the average circularity can be measured as the average circularity by a flow type particle image analyzer FPIA-2000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.). As a specific measuring method, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance, and further measurement is performed. Add about 0.1-0.5g of sample. The suspension in which the sample is dispersed is obtained by performing dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and measuring the shape and distribution of the toner with the above apparatus at a dispersion concentration of 3000 to 10,000 / μl. .
(Dv/Dn(体積平均粒径/個数平均粒径の比))
トナーの体積平均粒径(Dv)が4〜8μmであり、個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.25以下、好ましくは1.05〜1.20である乾式トナーである。これにより、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れ、とりわけフルカラー複写機などに用いた場合に画像の光沢性に優れる。一成分現像剤として用いると、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなる。また、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用(攪拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られた。
(Dv / Dn (ratio of volume average particle diameter / number average particle diameter))
Dry toner having a volume average particle diameter (Dv) of 4 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) to the number average particle diameter (Dn) of 1.25 or less, preferably 1.05 to 1.20. It is. Thereby, it is excellent in all of heat-resistant storage stability, low-temperature fixability, and hot offset resistance, and in particular, it is excellent in image gloss when used in a full-color copying machine. When used as a one-component developer, fluctuations in the particle diameter of the toner are reduced even if the balance of the toner is performed. In addition, there is no filming of toner on the developing roller and no toner fusion to a member such as a blade for thinning the toner, and the development is stable and stable even in long-term use (stirring) of the developing device. Sex and images were obtained.
一般的には、トナーの粒子径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリーニング性に対しては不利である。また、上記範囲よりも体積平均粒子径が小さい場合、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。これらの現象は微粉の含有率が多いトナーにおいても同様である。
逆に、トナーの粒子径が上記範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、体積平均粒子径/個数平均粒子径が1.25よりも大きい場合も同様であることが明らかとなった。
また、体積平均粒子径/個数平均粒子径が1.05より小さい場合には、トナーの挙動の安定化、帯電量の均一化の面から好ましい面もあるが、トナーを十分に帯電することが出来なかったり、クリーニング性を悪化させたりする場合があることが明らかとなった。
In general, it is said that the smaller the particle size of the toner, the more advantageous it is to obtain a high-resolution and high-quality image, but it is disadvantageous for transferability and cleaning properties. is there. Further, when the volume average particle diameter is smaller than the above range, or when used as a one-component developer, toner filming on the developing roller or toner on a member such as a blade for thinning the toner It becomes easy to generate the fusion. These phenomena are the same for toner having a high content of fine powder.
Conversely, when the toner particle size is larger than the above range, it becomes difficult to obtain a high-resolution and high-quality image, and the toner particle size when the balance of the toner in the developer is performed. In many cases, fluctuations of It was also clarified that the same applies when the volume average particle diameter / number average particle diameter is larger than 1.25.
Further, when the volume average particle size / number average particle size is smaller than 1.05, there are preferable aspects from the viewpoint of stabilizing the behavior of the toner and uniformizing the charge amount, but the toner can be sufficiently charged. It became clear that there were cases where it was not possible or the cleaning performance was deteriorated.
(変性ポリエステル樹脂)
変性ポリエステル樹脂(i)としては、イソシアネートやエポキシなどにより変性されたポリエステルプレポリマーを挙げることができる。これは、活性水素基を持つ化合物(アミン類など)と伸長反応し、離型幅(定着下限温度とホットオフセット発生温度の差)の向上に効果をおよぼす。変性ポリエステル樹脂(i) の合成方法としては、ベースとなるポリエステル樹脂に、従来公知のイソシアネート化剤やエポキシ化剤などを反応させることで容易に合成することが出来る。イソシアネート化剤としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2 種以上の併用が挙げられる。また、エポキシ化剤としては、エピクロロヒドリンなどをその代表例としてあげることが出来る。
(Modified polyester resin)
Examples of the modified polyester resin (i) include polyester prepolymers modified with isocyanate or epoxy. This undergoes an extension reaction with a compound having an active hydrogen group (such as amines), and has an effect of improving the release width (difference between the minimum fixing temperature and the hot offset generation temperature). As a method for synthesizing the modified polyester resin (i), it can be easily synthesized by reacting a conventionally known isocyanate agent or epoxidizing agent with a base polyester resin. Isocyanating agents include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.); aromatic diisocyanates (Tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanurates; block the polyisocyanates with phenol derivatives, oximes, caprolactam, etc. And combinations of two or more of these. Moreover, epichlorohydrin etc. can be mentioned as the representative example as an epoxidizing agent.
イソシアネート化剤の比率は、イソシアネート基[NCO]と、ベースとなるポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。この変性ポリエステル樹脂中のイソシアネート化剤の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。0.5重量%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。 The ratio of the isocyanate agent is usually 5/1 to 1/1, preferably 4/1 to 1 as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the base polyester. 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. If the molar ratio of [NCO] is less than 1, the urea content in the modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate. The content of the isocyanate agent in the modified polyester resin is usually 0.5 to 40% by weight, preferably 1 to 30% by weight, and more preferably 2 to 20% by weight. If it is less than 0.5% by weight, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, the low-temperature fixability deteriorates.
また、この変性ポリエステル樹脂中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、伸長反応後の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。アミン類としては、ジアミン化合物、3価以上のポリアミン化合物、アミノアルコール化合物、アミノメルカプタン化合物、アミ酸化合物、および、これらのアミノ基をブロックした化合物などが挙げられる。ジアミン化合物としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上のポリアミン化合物としては、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。アミノアルコール化合物としては、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化合物としては、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。アミノ酸化合物としては、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。これらのアミノ基をブロックした化合物としては、前記アミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。これらアミン類のうち好ましいものは、ジアミン化合物およびジアミン化合物と少量のポリアミン化合物の混合物である。また、架橋剤、伸長剤として、アミン類を用いることができる。 The number of isocyanate groups contained per molecule in the modified polyester resin is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, and more preferably 1.8 to 2.5 on average. When the number is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester after the elongation reaction becomes low, and the hot offset resistance deteriorates. Examples of amines include diamine compounds, trivalent or higher polyamine compounds, amino alcohol compounds, amino mercaptan compounds, amino acid compounds, and compounds in which these amino groups are blocked. Examples of diamine compounds include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′dimethyldicyclohexylmethane, diaminecyclohexane, isophoronediamine). Etc.); and aliphatic diamines (ethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyamine compound include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol compounds include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of the amino mercaptan compound include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of amino acid compounds include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of the compounds in which these amino groups are blocked include ketimine compounds and oxazoline compounds obtained from the amines and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines, preferred are a diamine compound and a mixture of a diamine compound and a small amount of a polyamine compound. Moreover, amines can be used as a crosslinking agent and an extender.
さらに、必要により伸長停止剤を用いてウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。伸長停止剤としては、モノアミン( ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。 Furthermore, if necessary, the molecular weight of the urea-modified polyester can be adjusted using an elongation terminator. Examples of the elongation terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine and the like), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
アミン類の比率は、変性ポリエステル樹脂中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超える、または、1/2未満では、伸長反応後の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。本実施形態においては、ウレア変性ポリエステル中に、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of amines is usually 1/2 to 2/1 as equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate group [NCO] in modified polyester resin and amino group [NHx] in amines, preferably The ratio is 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] exceeds 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester after the elongation reaction becomes low, and the hot offset resistance deteriorates. In the present embodiment, 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.
本実施形態中の伸長反応後のウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステルの数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル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。単独の場合は、数平均分子量は、通常20000以下、好ましくは1000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。 The urea-modified polyester after the extension reaction in the present embodiment is produced by a one-shot method or a prepolymer method. The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester is not particularly limited when using an unmodified polyester described later, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When used alone, the number average molecular weight is usually 20000 or less, preferably 1000 to 10000, and more preferably 2000 to 8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color apparatus are deteriorated.
(未変性ポリエステル)
本実施形態においては、前記ウレア変性ポリエステルだけでなく、これと共に変性されていないポリエステル樹脂(ii)をトナーバインダー成分として含有させることもできる。(ii)を併用することで、低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。前記、(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)のピーク分子量は、通常1000〜30000、好ましくは1500〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、10000を超えると低温定着性が悪化する。未変性ポリエステル樹脂(ii)の重量平均分子量は2000〜90000であることが好ましく、ガラス転移点(Tg)は40〜80℃であることが好ましい。(ii)の水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。(ii)の酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすい傾向がある。また、酸価及び水酸基価がそれぞれこの範囲を越えるものは高温高湿度下、低温低湿度下の環境下において、環境の影響を受けやすく、画像の劣化を招きやすい。
(Unmodified polyester)
In the present embodiment, not only the urea-modified polyester but also a polyester resin (ii) not modified with the urea-modified polyester can be contained as a toner binder component. By using (ii) in combination, the low-temperature fixability and glossiness when used in a full-color apparatus are improved, which is preferable to single use. The above (i) and (ii) are preferably at least partially compatible in terms of low temperature fixability and hot offset resistance. Accordingly, the polyester component (i) and (ii) preferably have similar compositions. The peak molecular weight of (ii) is usually 1000-30000, preferably 1500-10000, more preferably 2000-8000. If it is less than 1000, heat-resistant storage stability will deteriorate, and if it exceeds 10,000, low-temperature fixability will deteriorate. The weight average molecular weight of the unmodified polyester resin (ii) is preferably 2000 to 90000, and the glass transition point (Tg) is preferably 40 to 80 ° C. The hydroxyl value of (ii) is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The acid value of (ii) is usually 1-30, preferably 5-20. By having an acid value, it tends to be negatively charged. Further, those having an acid value and a hydroxyl value exceeding these ranges are easily affected by the environment under high temperature and high humidity and low temperature and low humidity, and are liable to cause image deterioration.
(結晶性ポリエステル)
結晶性ポリエステル(iii)は、少なくとも融点を有するポリエステルである。前記結晶性ポリエステル(iii)としては、とくに炭素数2〜6のジオール化合物、特に1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールおよびこれらの誘導体を含有するアルコール成分と、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、およびこれらの誘導体を含有する酸成分とを用いて合成される下記一般式(1)で表される繰返し講造単位を有する結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
(式中、R1、R2は炭化水素基であり、その炭素数は1〜20である。また、nは自然数である。)
また、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性および軟化点を制御する方法として、ポリエステル合成時にアルコール成分にグリセリン等の3価以上の多価アルコールや、酸成分に無水トリメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸を追加して縮重合を行った非線状ポリエステルなどを設計、使用するなどの方法が挙げられる。
(Crystalline polyester)
The crystalline polyester (iii) is a polyester having at least a melting point. Examples of the crystalline polyester (iii) include diol compounds having 2 to 6 carbon atoms, particularly alcohol components containing 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and derivatives thereof, maleic acid, and fumaric acid. A crystalline polyester resin having a repeating unit represented by the following general formula (1) synthesized using an acid component containing succinic acid and succinic acid is preferable.
(In the formula, R1 and R2 are hydrocarbon groups, and the number of carbon atoms is 1 to 20. Also, n is a natural number.)
In addition, as a method for controlling the crystallinity and softening point of the crystalline polyester resin, a trivalent or higher polyhydric alcohol such as glycerin as an alcohol component and a trivalent or higher polyvalent such as trimellitic anhydride as an acid component can be used during polyester synthesis. Examples thereof include a method of designing and using a non-linear polyester that has been subjected to condensation polymerization by adding a polyvalent carboxylic acid.
結晶性ポリエステルの分子構造は、固体NMRなどにより確認することができる。分子量については、上記の分子量分布がシャープで低分子量のものが低温定着性に優れるという観点から鋭意検討した結果、o−ジクロロベンゼンの可溶分のGPCによる分子量分布で、横軸をlog(M)、縦軸を重量% で表した分子量分布図のピーク位置が3.5〜4.0の範囲にあり、ピークの半値幅が1.5以下であり、重量平均分子量(Mw)で1000〜6500、数平均分子量(Mn)で500〜2000、Mw/Mnが2〜5であることが好ましいことを見出した。融解温度およびF1/2 温度については耐熱保存性が悪化しない範囲で低いことが望ましく、50〜130℃の範囲に有ることが好ましいことを見出した。
融解温度およびF1/2温度が50℃以下の場合は耐熱保存性が悪化し、現像装置内部の温度でブロッキングが発生しやすくなり、130℃以上の場合には定着下限温度が高くなるため低温定着性が得られなくなる。
トナー中の、結晶性ポリエステル樹脂の分散粒径は長軸径で0.2〜3.0μmであることが好ましい。
The molecular structure of the crystalline polyester can be confirmed by solid NMR. As for the molecular weight, as a result of intensive studies from the viewpoint that the above-mentioned molecular weight distribution is sharp and the low molecular weight is excellent in low-temperature fixability, the molecular weight distribution by GPC of the soluble part of o-dichlorobenzene is expressed by log (M ), The peak position of the molecular weight distribution diagram in which the vertical axis is expressed in weight% is in the range of 3.5 to 4.0, the half width of the peak is 1.5 or less, and the weight average molecular weight (Mw) is 1000 to 1000. It was found that 6500, the number average molecular weight (Mn) is 500 to 2000, and Mw / Mn is preferably 2 to 5. It has been found that the melting temperature and F1 / 2 temperature are desirably low so long as the heat resistant storage stability does not deteriorate, and are preferably in the range of 50 to 130 ° C.
When the melting temperature and F1 / 2 temperature are 50 ° C. or lower, heat-resistant storage stability deteriorates, and blocking tends to occur at the temperature inside the developing device. Sex cannot be obtained.
The dispersed particle diameter of the crystalline polyester resin in the toner is preferably 0.2 to 3.0 μm in major axis diameter.
結晶性ポリエステルの酸価は、紙と樹脂との親和性の観点から、目的とする低温定着性を達成するためにはその酸価が8mgKOH/g以上、より好ましくは20mgKOH/g以上であることが好ましい。一方、ホットオフセット性を向上させるには45mgKOH/g以下のものであることが好ましい。更に、結晶性高分子の水酸基価については、所定の低温定着性を達成し、かつ良好な帯電特性を達成するためには0〜50mgKOH/g、より好ましくは5〜50mgKOH/gのものが好ましい。 The acid value of the crystalline polyester is 8 mgKOH / g or more, more preferably 20 mgKOH / g or more in order to achieve the desired low-temperature fixability from the viewpoint of the affinity between paper and resin. Is preferred. On the other hand, in order to improve hot offset property, it is preferable that it is 45 mgKOH / g or less. Further, the hydroxyl value of the crystalline polymer is preferably 0 to 50 mgKOH / g, more preferably 5 to 50 mgKOH / g in order to achieve a predetermined low-temperature fixability and to achieve good charging characteristics. .
本実施形態に基づくトナーにおいては、低温定着性を発現させるため、トナー中の前記(i)、(ii)、(iii)の重量比は、通常(i)/(ii)+(iii)が5/95〜25/75、好ましくは、10/90〜25/75、さらに好ましくは12/88〜25/75、特に好ましくは12/88〜22/78であり、かつ(ii)と(iii)の重量比が、99/1〜50/50、好ましくは95/5〜60/40、さらに好ましくは、90/10〜65/35である。上記範囲を外れると、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となる。
In the toner according to the exemplary embodiment, the weight ratio of (i), (ii), and (iii) in the toner is usually (i) / (ii) + (iii) in order to develop low-temperature fixability. 5/95 to 25/75, preferably 10/90 to 25/75, more preferably 12/88 to 25/75, particularly preferably 12/88 to 22/78, and (ii) and (iii ) Is 99/1 to 50/50, preferably 95/5 to 60/40, more preferably 90/10 to 65/35. Outside the above range, hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
本実施形態において、トナーバインダーのガラス転移点(Tg)は通常40〜70℃、好ましくは40〜65℃ である。40℃ 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樹脂の共存により、本実施形態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。トナーバインダーの貯蔵弾性率としては、測定周波数20Hzにおいて10000dyne/cm2となる温度(TG’)が、通常100℃以上、好ましくは110〜200℃である。100℃未満では耐ホットオフセット性が悪化する。トナーバインダーの粘性としては、測定周波数20Hzにおいて1000ポイズとなる温度(Tη)が、通常180℃以下、好ましくは90〜160℃ である。180℃を超えると低温定着性が悪化する。すなわち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、TG’はTηより高いことが好ましい。言い換えるとTG ’とTηの差(TG’−Tη)は0℃以上が好ましい。さらに好ましくは10℃以上であり、特に好ましくは20℃ 以上である。差の上限は特に限定されない。また、耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、TηとTgの差は0〜100℃が好ましい。さらに好ましくは10〜90℃であり、特に好ましくは20〜80℃である。前記トナー中に含有されるポリエステル樹脂のTHF可溶分の分子量分布において、分子量のピークが1000〜30000にあり、分子量30000以上成分が1〜80重量%で、且つ、数平均分子量が2000〜15000であることが好ましい。また、前記トナー中に含有されるポリエステル樹脂のTHF可溶分の分子量分布おいて、分子量1000以下成分が0.1〜5.0重量%であることが好ましい。また、前記トナー中に含有されるポリエステル樹脂のTHF不溶分が1〜15重量%であることが好ましい。 In this embodiment, the glass transition point (Tg) of the toner binder is usually 40 to 70 ° C., preferably 40 to 65 ° C. If it is less than 40 ° C., the heat-resistant storage stability of the toner is deteriorated, and if it exceeds 70 ° C., the low-temperature fixability is insufficient. Due to the coexistence of the urea-modified polyester resin, the toner of the present embodiment tends to have good heat-resistant storage stability even when the glass transition point is low, as compared with a known polyester toner. As the storage elastic modulus of the toner binder, the temperature (TG ′) at which 10000 dyne / cm 2 is obtained at a measurement frequency of 20 Hz is usually 100 ° C. or higher, preferably 110 to 200 ° C. If it is less than 100 ° C., the resistance to hot offset deteriorates. As the viscosity of the toner binder, the temperature (Tη) at 1000 poise at a measurement frequency of 20 Hz is usually 180 ° C. or lower, preferably 90 to 160 ° C. If it exceeds 180 ° C., the low-temperature fixability deteriorates. That is, TG ′ is preferably higher than Tη from the viewpoint of achieving both low temperature fixability and hot offset resistance. In other words, the difference between TG ′ and Tη (TG′−Tη) is preferably 0 ° C. or higher. More preferably, it is 10 degreeC or more, Most preferably, it is 20 degreeC or more. The upper limit of the difference is not particularly limited. Further, from the viewpoint of achieving both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability, the difference between Tη and Tg is preferably 0 to 100 ° C. More preferably, it is 10-90 degreeC, Most preferably, it is 20-80 degreeC. In the molecular weight distribution of the THF-soluble component of the polyester resin contained in the toner, the molecular weight peak is 1000 to 30000, the molecular weight is 30,000 or more, the component is 1 to 80% by weight, and the number average molecular weight is 2000 to 15000. It is preferable that Further, in the molecular weight distribution of the THF-soluble component of the polyester resin contained in the toner, the component having a molecular weight of 1000 or less is preferably 0.1 to 5.0% by weight. The polyester resin contained in the toner preferably has a THF insoluble content of 1 to 15% by weight.
(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、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。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher, Yellow lead, Titanium yellow, Polyazo yellow, Oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), Pigment yellow L, Benzidine yellow (G, GR), Permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R) ), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phi Se Red, parachlor ortho nitro Nirin Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Tolujing 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, Riazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Lid Cyanine Green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, lithopone and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、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。 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 masterbatch or the masterbatch, in addition to the modified and unmodified polyester resins mentioned above, styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and polymers of substituted products thereof; Styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer Styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α- Chloromethyl methacrylate copolymer, Tylene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-malein Styrene copolymers such as acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, poly Acrylic resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax, etc. The
本マスターバッチはマスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法もある。このフラッシング法は、着色剤のウエットケーキをそのまま用いる事ができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。 This master batch can be obtained by mixing and kneading a resin for a master batch and a colorant under a high shear force to obtain a master batch. At this time, an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the resin. There is also a so-called flushing method in which an aqueous paste containing water of a colorant is mixed and kneaded together with a resin and an organic solvent, the colorant is transferred to the resin side, and moisture and organic solvent components are removed. This flushing method is preferably used because the wet cake of the colorant can be used as it is and does not need to be dried. For mixing and kneading, a high shear dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
(離型剤)
また、トナーバインダー、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。ワックスとしては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス( ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートなど) ; ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど) などが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。ワックスの融点は、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点が40℃ 未満のワックスは耐熱保存性に悪影響を与え、160℃を超えるワックスは低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000cpsが好ましく、さらに好ましくは10〜100cpsである。1000cpsを超えるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。トナー中のワックスの含有量は通常0〜40重量%であり、好ましくは3〜30重量%である。
(Release agent)
Further, a wax may be contained together with the toner binder and the colorant. Known waxes can be used, for example, polyolefin wax (polyethylene wax, polypropylene wax, etc.); long chain hydrocarbon (paraffin wax, sasol wax, etc.); carbonyl group-containing wax, etc. Of these, carbonyl group-containing waxes are preferred. Examples of the carbonyl group-containing wax include polyalkanoic acid esters (carnauba wax, montan wax, trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1,18. -Octadecanediol distearate, etc.); polyalkanol ester (tristearyl trimellitic acid, distearyl maleate, etc.); polyalkanoic acid amide (ethylenediamine dibehenyl amide, etc.); polyalkylamide (tristearyl amide, trimellitic acid, etc.) And dialkyl ketones (such as distearyl ketone). Among these carbonyl group-containing waxes, polyalkanoic acid esters are preferred. The melting point of the wax is usually 40 to 160 ° C, preferably 50 to 120 ° C, more preferably 60 to 90 ° C. A wax having a melting point of less than 40 ° C. has an adverse effect on heat resistant storage stability, and a wax having a melting point of more than 160 ° C. tends to cause a cold offset during fixing at a low temperature. Further, the melt viscosity of the wax is preferably 5 to 1000 cps, more preferably 10 to 100 cps as a measured value at a
(帯電制御剤)
本実施形態のトナーは、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、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、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、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(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。
(Charge control agent)
The toner of the exemplary embodiment 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-89 of a phenol-based condensate (manufactured by Orient Chemical Industry Co., Ltd.), TP-302 of a quaternary ammonium salt molybdenum complex, TP-415 (manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.), quaternary ammonium Copy charge PSY VP2038 of salt, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone Azo pigments, sulfonate group, carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as a quaternary ammonium salt.
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではない。しかし、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させる事もできるし、もちろん有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー表面にトナー粒子作成後固定化させてもよい。 The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. However, it is preferably used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the main charge control agent is reduced, the electrostatic attractive force with the developing roller is increased, the flowability of the developer is reduced, and the image density is reduced. Incurs a decline. These charge control agents can be dissolved and dispersed after being melt-kneaded with a masterbatch and resin, and of course, they can be added directly when dissolved and dispersed in an organic solvent, or fixed on the toner surface after preparation of toner particles. May be.
(樹脂微粒子)
本実施形態のトナーに使用される樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。前記樹脂微粒子の体積平均粒径が5〜500nmであることが好ましい。
(Resin fine particles)
The resin fine particles used in the toner of the present embodiment can be any resin as long as it can form an aqueous dispersion, and may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For example, a vinyl resin, a polyurethane resin, Examples thereof include epoxy resins, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, silicon resins, phenol resins, melamine resins, urea resins, aniline resins, ionomer resins, and polycarbonate resins. As the resin fine particles, two or more of the above resins may be used in combination. Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.
The vinyl resin is a polymer obtained by homopolymerization or copolymerization of a vinyl monomer, such as a styrene- (meth) acrylate resin, a styrene-butadiene copolymer, a (meth) acrylic acid-acrylate polymer, Examples include styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, styrene- (meth) acrylic acid copolymers, and the like. It is preferable that the resin fine particles have a volume average particle diameter of 5 to 500 nm.
(外添剤)
本実施形態の得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量% であることが好ましい.無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、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。
(External additive)
As the external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the colored particles obtained in this embodiment, inorganic fine particles can be preferably used. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 mμ to 2 μm, and particularly preferably 5 mμ to 500 mμ. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m < 2 > / g. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5% by weight of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0% by weight. Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
この他、高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01 から1μmのものが好ましい。
In addition, polymer fine particles such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization and dispersion polymerization, methacrylic acid ester and acrylic acid ester copolymer, polycondensation system such as silicone, benzoguanamine and nylon, thermosetting resin And polymer particles.
Such a fluidizing agent can be surface-treated to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having an alkyl fluoride group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oils, modified silicone oils and the like are preferable surface treatment agents. .
Examples of the cleaning property improver for removing the developer after transfer remaining on the photoreceptor or the primary transfer medium include, for example, zinc stearate, calcium stearate, fatty acid metal salts such as stearic acid, such as polymethyl methacrylate fine particles, polystyrene fine particles, etc. And polymer fine particles produced by soap-free emulsion polymerization. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 μm.
次に、クリーニング装置について説明する。先ず、従来のクリーニング装置について説明する。
図33は、従来の感光体のクリーニング装置の概略構成図であり、(a)は断面図、(b)は下面図を示す。なお、図33では、クリーニング装置5の筺体の一部の図示し、外枠部の図示を省略している。クリーニング装置5は、ポリウレタンゴム等の弾性体からなる短冊形状のクリーニングブレード13を備えている。このクリーニングブレード13の基端部は支持部材14に支持されている。支持部材14は、ネジ15等により筺体の一部10に固定されている。このクリーニングブレード13のエッジ部を感光体2の周面に押し当て、感光体2上に残留するトナーをせき止めて、掻き落とし除去する。
Next, the cleaning device will be described. First, a conventional cleaning device will be described.
FIG. 33 is a schematic configuration diagram of a conventional photoconductor cleaning device, where (a) is a cross-sectional view and (b) is a bottom view. In FIG. 33, a part of the housing of the
しかし、上述のような結晶性ポリエステルを含む低融点トナーを使用すると、トナーが感光体2に固着してしまい、異常画像を出現させてしまうという問題が発生した。低融点トナーが感光体に固着するメカニズムは以下の通りである。
1.低融点トナーが感光体2の画像領域に現像される、または、非画像領域に地肌汚れとして付着する。
2.転写部において転写しきれなかった残トナー、または、中間転写ベルト7から感光体2上に逆転写された逆転写トナーが、クリーニングブレード13の位置に達する。
3.クリーニングブレード13によりトナーをせき止めて掻き落とす。
4.掻き落とされなかったトナーが、感光体2表面とクリーニングブレード13との摩擦による摩擦熱を受ける。また、摩擦によって、トナーはクリーニングブレード13と感光体2の間、すなわちニップ部に引き込まれる。低融点トナーは、従来のトナーに比べて、熱と圧力を同時に受けたときに塑性変形しやすい。このため、低融点トナーは摩擦熱とブレード圧を受けて潰れる。
5.潰れたトナーがニップ部をすり抜けて、感光体2に付着する。
6.感光体2に付着したトナーは、感光体2の表面移動に伴い再びクリーニングブレード13の位置に達する。感光体に付着したトナーは、クリーニングブレード13に掻き落とされ難く、再びクリーニングブレードを通過することにより、感光体2に強固に付着する。
7.これを繰り返すことにより、感光体2にトナーがさらに強固に付着し、この強固に付着したトナーが核となり、他のトナーと凝集して巨大化し、凝集体によるトナー固着となる。
トナー固着が起こると、感光体2の帯電不良、潜像形成不良につながり、異常画像が生じてしまう。
However, when the low-melting-point toner containing the crystalline polyester as described above is used, there is a problem that the toner adheres to the
1. The low-melting-point toner is developed on the image area of the
2. Residual toner that could not be transferred in the transfer portion or reverse transfer toner that was reversely transferred onto the
3. The
4). The toner that has not been scraped off receives frictional heat due to friction between the surface of the
5. The crushed toner passes through the nip portion and adheres to the
6). The toner adhering to the
7). By repeating this, the toner adheres to the
When the toner is fixed, the charging of the
このような感光体2へのトナー固着は、上述の非接触の一成分現像装置を用いた複写機で、特に顕著に発生する。二成分現像装置では、クリーニングブレードをすり抜けたトナーが、凝集体になる前に、二成分現像装置の高速で回転するキャリアによる磁気穂で掻き取られやすい。また、二成分現像装置に比較すると、その効果は少ないが、接触一成分現像装置であっても、クリーニングブレードをすり抜けたトナーが、凝集体になる前に、現像装置で掻き取る効果を有している。これに対して、非接触の一成分現像装置では、現像装置で、トナーを掻き取る効果が無いため、トナー固着が顕著に発生すると考えられる。
Such toner sticking to the
また、感光体2へのトナー固着は、上述の結晶性ポリエステルを含む低融点トナーを用いた複写機で、特に顕著に発生する。これは、融点の高いトナーでは、熱と圧による塑性変形が少ないためと考えられる。
Further, toner adhesion to the
また、低コスト、省スペース化のために感光体2に潤滑剤を塗布する機構を持たない複写機においては、トナーと感光体2の付着力が大きいため、感光体2へのトナー固着が発生しやすい。また、低コストのために潤滑剤を含有しない感光体2を用いた場合は、トナーと感光体の付着力が大きいため、感光体2へのトナー固着が発生しやすい。さらに、印刷1枚あたりにかかるランニングコストを低下させるために、潤滑剤を添加しないトナーを用いた場合は、トナーと感光体の付着力が大きいため、感光体2へのトナー固着が発生しやすい。
In addition, in a copying machine that does not have a mechanism for applying a lubricant to the
そこで、本実施形態のクリーニング装置においては、感光体2の表面移動方向に関してクリーニングブレード13よりも下流側に、感光体2上に付着したトナーと感光体2との付着力を弱めるよう、トナーに接触するクリーニング補助手段を設ける。このクリーニング補助手段は、クリーニングブレードをすり抜けたトナーと接触して、トナーと感光体2との付着力を弱める。感光体2との付着力が弱められたトナーは、感光体2の表面移動に伴い再びクリーニングブレード13に達した際、クリーニングブレード13により除去されやすくなる。このため、感光体2に付着したトナーが繰り返しクリーニングブレード13を通過して、強固に感光体2に付着して核となることが抑制できる。よって、トナー固着の発生を抑制できる。
Therefore, in the cleaning device of the present embodiment, the toner is applied to the toner so as to weaken the adhesion between the toner adhering on the
なお、クリーニング補助手段により、感光体2との付着力を弱められたトナーのうち、クリーニング補助手段の位置で感光体2から除去されるトナーもある。このように、クリーニング補助手段の位置で感光体2から除去されても構わない。
いずれの場合も、クリーニングブレード13をすり抜けて感光体2に付着したトナーが、繰り返しクリーニングブレード13を通過しつづける前に、感光体2から剥がれやすくして、感光体2から除去することにより、感光体2へのトナー固着を抑制することができる。
Among the toners whose adhesion to the
In any case, the toner passing through the
以下、実施例に基づき、詳しく説明する。
<実施例1>
図20は、実施例1のクリーニング補助手段の概略構成図であり、(a)は断面図、(b)は下面図を示す。実施例1は、クリーニング補助手段として、シート状クリーニング補助手段16を設けたものである。シート状クリーニング補助手段16の基端は、支持部材14のクリーニングブレード13を支持する面とは反対側の面により支持され、先端がクリーニングブレード13よりも下流側で、クリーニングブレード13をすり抜けたトナーと接触するように配置する。
Hereinafter, it demonstrates in detail based on an Example.
<Example 1>
FIG. 20 is a schematic configuration diagram of the cleaning assisting unit of the first embodiment, where (a) is a cross-sectional view and (b) is a bottom view. In the first embodiment, a sheet-like cleaning auxiliary means 16 is provided as a cleaning auxiliary means. The base end of the sheet-like cleaning auxiliary means 16 is supported by the surface of the
シート状クリーニング補助手段16は、微小なスティックスリップによって感光体2上に付着したトナーに接触して、トナーと感光体2との付着力を弱めることができる。このシート状クリーニング補助手段16は、簡易な構成であり低コストというメリットがある。
また、シート状クリーニング補助手段16の当接角度の調整(図21参照)や、形状、材料の選定により、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める能力と、シート状クリーニング補助手段16の感光体2への接触圧を調整できる。ここで、感光体2への接触圧が高すぎると感光体2へのハザードが高まり、接触圧が低すぎるとクリーニング補助手段としての機能が不足する。図21に示すように、シート状クリーニング補助手段16を感光体2に対して腹当てとした場合は、感光体2へのハザードを低減できる。
The sheet-like cleaning auxiliary means 16 can come into contact with the toner adhering to the
Further, by adjusting the contact angle of the sheet-like cleaning auxiliary means 16 (see FIG. 21), selecting the shape and material, the ability to weaken the adhesion between the slip-through toner and the
さらに、シート状クリーニング補助手段16はクリーニングブレード13と一体的に設けており、シート状クリーニング補助手段16はクリーニングブレード13の直後に設置される。このため、クリーニングブレード13をすり抜けたトナーが感光体2に強固に付着する前に、トナーと感光体2との付着力を弱めておくことができる。また、シート状クリーニング補助手段16をクリーニングブレード13と別体として設ける構成に較べて、シート状クリーニング補助手段16をクリーニングブレード13と一体的に設けることで、省スペース化と低コスト化が図れる。
Further, the sheet-like cleaning auxiliary means 16 is provided integrally with the
<実施例2>
図22は、実施例2のクリーニング補助手段の概略構成図であり、(a)は断面図、(b)は下面図を示す。実施例2は、クリーニング補助手段として、スダレ状クリーニング補助手段17を設けたものである。スダレ状とは、図22(b)に示すように、シート状補助手段の先端側を、長手方向に分割した状態である。スダレ状クリーニング補助手段17の基端は、支持部材14のクリーニングブレード13を支持する面とは反対側の面により支持され、先端がクリーニングブレード13よりも下流側で、クリーニングブレード13をすり抜けたトナーと接触するように配置する。
<Example 2>
FIGS. 22A and 22B are schematic configuration diagrams of a cleaning assisting unit according to the second embodiment, where FIG. 22A is a cross-sectional view and FIG. 22B is a bottom view. In the second embodiment, a cleaning-like cleaning auxiliary means 17 is provided as a cleaning auxiliary means. As shown in FIG. 22 (b), the sudder shape is a state in which the front end side of the sheet-like auxiliary means is divided in the longitudinal direction. The base end of the cleaning-like cleaning means 17 is supported by the surface of the
スダレ状クリーニング補助手段17は、実施例1のシート状クリーニング補助手段16に較べて、スティックスリップがより細かくなるため、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める効果が高くなる。また、実施例1のシート状クリーニング補助手段16では、製造上でシートに微小な歪みがあると、局所的に感光体2への接触圧が増加し、感光体の幅方向である主走査方向で、クリーニング補助手段の挙動にムラが生まれる可能性がある。これに対して、実施例2のスダレ状クリーニング補助手段17は歪みの影響を受け難く、主走査方向でクリーニング補助手段が均一に作用する。さらに、実施例1と同様、当接角度の調整や、形状、材料の選定により、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める能力と、スダレ状クリーニング補助手段17の感光体2への接触圧を調整できる。
Compared with the sheet-like cleaning auxiliary means 16 of the first embodiment, the slip-like cleaning auxiliary means 17 has a finer stick-slip, so that the effect of weakening the adhesion between the slip-through toner and the
また、実施例1と同様、スダレ状クリーニング補助手段17をクリーニングブレード13と一体的に設けているので、スダレ状クリーニング補助手段17をクリーニングブレード13の直後に設置することができる。このため、クリーニングブレード13をすり抜けたトナーが感光体2に強固に付着する前に、トナーと感光体2との付着力を弱めておくことができる。また、スダレ状クリーニング補助手段17をクリーニングブレード13と別体として設ける構成に較べて、スダレ状クリーニング補助手段17とクリーニングブレード13とを一体的に設けることで、省スペース化と低コスト化が図れる。
Further, as in the first embodiment, since the sag-like cleaning auxiliary means 17 is provided integrally with the
<実施例3>
図23は、実施例3のクリーニング補助手段の概略構成図であり、(a)は断面図、(b)は下面図を示す。実施例3は、クリーニング補助手段として、ブラシ状クリーニング補助手段18を設けたものである。ブラシ状クリーニング補助手段18は、感光体2の表面に対して垂直方向に伸び、感光体2に微小面積で接触する、複数本のファイバー部材、線状部材、または、針状部材からなるブラシ部18aを有している。ブラシ部18aを保持するブラシ保持部18bは、支持部材14のクリーニングブレード13を支持する面とは反対側の面により支持される。そして、ブラシ状部材18aの先端がクリーニングブレード13よりも下流側で、クリーニングブレード13をすり抜けたトナーと接触するように配置する。
<Example 3>
FIG. 23 is a schematic configuration diagram of a cleaning assisting unit of Example 3, (a) is a cross-sectional view, and (b) is a bottom view. In the third embodiment, a brush-like cleaning auxiliary means 18 is provided as a cleaning auxiliary means. The brush-like cleaning auxiliary means 18 extends in a direction perpendicular to the surface of the
ブラシ状クリーニング補助手段18は、実施例1のシート状クリーニング補助手段16や、実施例2のスダレ状クリーニング補助手段17に比べて、感光体2にソフトに接触することで感光体2へのハザードを低減できる。ブラシ状クリーニング補助手段18は、ブラシ部材19aの繊維の硬度や密度を高くすることや、当接角度を調整することで、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める能力を調整できる。また、実施例1、2と同様、スダレ状クリーニング補助手段をクリーニングブレード13と一体的に設けているので、クリーニングブレード13をすり抜けたトナーが感光体に強固に付着する前に、トナーと感光体2との付着力を弱めておくことができる。また、省スペース化と低コスト化が図れる。
As compared with the sheet-like cleaning auxiliary means 16 of the first embodiment and the slip-like cleaning auxiliary means 17 of the second embodiment, the brush-like cleaning auxiliary means 18 has a hazard to the
<実施例4>
図24は、実施例4のクリーニング補助手段の概略構成図であり、(a)は断面図、(b)は下面図を示す。実施例4のクリーニング補助手段は、感光体2の表面移動方向に沿って延伸する面を有するトナー接触部材19aと、接触部材保持部19bと、圧縮スプリング19cと、スプリング保持部材19dとからなる、面状クリーニング補助手段19である。トナー接触部材19aは、接触部材保持部19bを介して、圧縮スプリング19cにより感光体2に押圧されている。圧縮スプリング19cを保持するスプリング保持部材19dは、支持部材14のクリーニングブレード13を支持する面とは反対側の面により支持される。そして、トナー接触部材19aがクリーニングブレード13よりも下流側で、クリーニングブレード13をすり抜けたトナーと接触するように配置する。トナー接触部材19aとしては、フェルトやスポンジ等の柔軟性の高い材質からなるブロックまたはシートを用いることで、感光体2へのハザードを低減する。
<Example 4>
FIGS. 24A and 24B are schematic configuration diagrams of a cleaning assisting unit according to the fourth embodiment, in which FIG. 24A is a cross-sectional view and FIG. 24B is a bottom view. The cleaning assisting unit of Example 4 includes a
面状クリーニング補助手段19は、圧縮スプリング19cにより感光体2に押圧され、且つ、トナー接触部材19aが感光体2の表面移動方向に沿って延伸するため接触面積が広い。このため、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める効果が高く、実施例1〜3のクリーニング補助手段ではすり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める効果が不十分な場合に有効である。さらに、面状クリーニング補助手段19のトナー接触部材19aと感光体2との接触圧を調整する機構を有することで、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める能力を調整できる。また、実施例1〜3と同様、スダレ状クリーニング補助手段をクリーニングブレード13と一体的に設けているので、クリーニングブレード13をすり抜けたトナーが感光体2に強固に付着する前に、トナーと感光体2との付着力を弱めておくことができる。また、省スペース化と低コスト化が図れる。
The surface cleaning auxiliary means 19 is pressed against the
<実施例5>
図25は、実施例5のクリーニング補助手段の概略構成を示す断面図である。実施例5は、実施例4の面状クリーニング補助手段19のトナー接触部材19aの変わりに、感光体2の表面移動方向に沿って延伸するブラシ状のトナー接触部材20aを用いた、広幅ブラシ状クリーニング補助手段20である。このような構成にすることで、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める効果が高くしつつ、実施例4に較べて感光体2へのハザードを低減できる。
<Example 5>
FIG. 25 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the cleaning assisting unit according to the fifth embodiment. In the fifth embodiment, instead of the
<実施例6>
図26(a)〜(d)は、実施例6のクリーニング補助手段の下面図である。実施例6のクリーニング補助手段は、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める能力が、感光体2の幅方向である主走査方向で異なるように構成したものである。これは、主走査方向の特定箇所に集中的に感光体2へのトナー固着が起こりやすい複写機に対応するため、主走査方向の特定箇所で選択的にクリーニング補助手段と感光体2との接触圧を高めて、トナーを除去されやすくするものである。
図26(a)は、実施例4の面状クリーニング補助手段19で、主走査方向に関して左右2箇所に設けた圧縮スプリング19cのバネ圧が異なる構成の面状クリーニング補助手段19’である。
図26(b)は、実施例3のブラシ状クリーニング補助手段18で、主走査方向で局所的にブラシの繊維を長くした構成のブラシ状クリーニング補助手段18’である。また、主走査方向で局所的にブラシの繊維を硬くしても良い。
図26(c)は、実施例2のスダレ状クリーニング補助手段17で、主走査方向で局所的に先端部を長くした構成のスダレ状クリーニング補助手段17’である。また、主走査方向で局所的にスダレを硬くしても良い。
図26(d)は、実施例1のシート状クリーニング補助手段16で、主走査方向で長さが異なる構成のシート状クリーニング補助手段16’である。
<Example 6>
FIGS. 26A to 26D are bottom views of the cleaning auxiliary means of the sixth embodiment. The cleaning assisting unit of Example 6 is configured such that the ability to weaken the adhesion between the slip-through toner and the
FIG. 26A shows a surface cleaning
FIG. 26B shows the brush-like cleaning auxiliary means 18 according to the third embodiment, which is a brush-like cleaning auxiliary means 18 ′ in which the brush fibers are locally elongated in the main scanning direction. Further, the brush fibers may be locally hardened in the main scanning direction.
FIG. 26 (c) shows the slidable cleaning auxiliary means 17 according to the second embodiment, which is a slidable cleaning auxiliary means 17 ′ having a configuration in which the tip is locally elongated in the main scanning direction. Further, the blur may be locally hardened in the main scanning direction.
FIG. 26D shows the sheet-like cleaning auxiliary means 16 according to the first exemplary embodiment, which is a sheet-like cleaning auxiliary means 16 ′ having a different length in the main scanning direction.
<実施例7>
図27は、実施例6のクリーニング補助手段の概略構成を示す断面図である。実施例6は、トナー接触部材として磁性粒子を用いたクリーニング補助手段21である。クリーニング補助手段21は、ケース21g内に収容される磁性粒子21dと、マグネットローラ21bを内包する回転可能な非磁性のスリーブ21cと、スリーブ21c上に磁性粒子21dを供給する供給ローラ21eとを有している。さらに、スリーブ21c上の磁性粒子21dの層厚を規制するドクタブレード21aと、ドクタブレード21cとスリーブ21cとの間のギャップを調整できるドクタ調整装置22を有している。
<Example 7>
FIG. 27 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the cleaning assisting unit according to the sixth embodiment. Example 6 is a cleaning
スリーブ21cは、供給ローラ21eにより供給された磁気粒子21dを、内包するマグネットローラ21bの磁力により担持して、表面に磁気粒子21dからなる磁気ブラシ21fを形成する。磁気ブラシ21fはスリーブ21cの回転に伴って移動し、ドクタブレード21aで層厚を規制された後、感光体2との対向領域に達して感光体2に当接する。磁気ブラシ21fが感光体2に当接することで、クリーニングブレード13をすり抜けた感光体2上のトナーは、感光体2から掻き取られる、または、感光体2との付着力を弱められる。感光体2との付着力を弱められたトナーは、感光体2の表面移動に伴いクリーニングブレード13に達し、クリーニングブレード13により掻き取られる。磁性粒子を利用したクリーニング補助手段21は、磁気ブラシ21fが感光体2に当接するため、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める効果が高く、上述のようにクリーニング補助手段21自身により掻き取られやすい。これにより、感光体2へのトナー固着を抑制することができる。
The
また、ドクタ調整装置22は、図示しない、ソレノイドやモータ等の駆動機構を備えており、ドクタブレード21aをスライド駆動(図28(c)中矢印A)して、ドクタブレード21aとスリーブ21cとのギャップを調整する。これにより、感光体2との対向領域で感光体2と当接する磁気ブラシ21fの層厚を調整することもできる。磁気ブラシ21cの層厚調整により、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める能力と、磁気ブラシ21fによる感光体2へのハザードを調整できる。
The
実施例7を構成する各部材について説明する。
磁性粒子21dは、平均粒径は、20μm以上でかつ50μm以下であることが好ましい。本実施形態では、磁性粒子21dとして、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有するものであって、その樹脂コート膜が、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に帯電調整剤を含有させたものを用いた。
Each member which comprises Example 7 is demonstrated.
The
マグネットローラ21bは、樹脂に磁性粉を混合してなる円柱状の部材に対し、その周面に着磁処理を施して複数の磁極を形成したものを用いた。本実施形態のマグネットローラ21bは、固定配置されたS極、N極をそれぞれ2極有している。また、マグネットローラ21bの径は18mmである。なお、本実施形態のマグネットローラ21bは、全体が一体成形されたものであるが、磁極ごとに別成形された磁石部材を軸の周囲に配置して形成してもよい。一体成形タイプのマグネットローラ21bとしては、エチレンエチルアクリレートやナイロン(登録商標)などの樹脂に磁性粉を分散したものが望ましい。この磁性粉としては、ストロンチウムフェライトやNdFeB、SmFeNなどの希土類磁石が好ましい。
As the
スリーブ21cは、非磁性の中空体であり、その材質としては、加工性やコスト、耐久性から、アルミニウムやステンレスなどが好ましい。スリーブ21cの外周面にランダムな楕円形状の打痕を多数形成するなどして、スリーブ21cの外周面に多数の楕円形状の凹みをランダムに設けるのがよい。この構成によれば、スリーブ21cの表面の凹みをピッチの粗いものとすることで、磁性粒子21dが現像スリーブ21cの回転に追従できずにスリップしてしまうことを抑制できる。
The
本実施形態では、磁気ブラシの汲み上げ量を40.0[mg/cm2]、PGを0.3[mm]としてが、この値に限られるものでない。 In the present embodiment, the pumping amount of the magnetic brush is set to 40.0 [mg / cm 2 ] and PG is set to 0.3 [mm], but are not limited to these values.
<実施例8>
実施例8は、実施例7のトナー接触部材として磁性粒子を用いたクリーニング補助手段21において、トナー接触部材を主走査方向に関して複数に分割し、分割されたそれぞれの領域が感光体2に対して選択的に接離可能に構成したものである。
図28は、実施例8のクリーニング補助手段の説明図であり、(a)はドクタブレード15の正面図、(b)はドクタブレード15の上面図、(c)はドクタブレードの駆動装置の説明図である。図28(a)、(b)に示すように、感光体2との対向領域に搬送される磁気ブラシ21fの層厚を規制するドクタブレード21aを主走査方向に関して複数に分割する。また、図28(c)に示すように、ドクタ調整装置22は、ドクタブレード21aの分割されたそれぞれの領域で、スリーブ21cとの間のギャップを、個別に調整できる。
<Example 8>
In the eighth embodiment, in the cleaning
FIGS. 28A and 28B are explanatory views of a cleaning assisting unit according to the eighth embodiment, in which FIG. 28A is a front view of the
ドクタ調整装置22は、図示しない、ソレノイドやモータ等の駆動機構により、分割されたドクタブレード21aの各領域をスライド駆動(図28(c)中矢印A)して、ドクタブレード21aとスリーブ21cとのギャップを調整する。ドクタ調整装置22により、ドクタブレード21aの分割されたそれぞれの領域とスリーブ21cとの間のギャップを可変することで、分割されたそれぞれの領域に対応する感光体2との対向領域に搬送される磁気ブラシ21fの層厚は、選択的に調整される。
The
例えば、ドクタ調整装置22は、ドクタブレード21aの分割されたそれぞれの領域で、スリーブ21cに対してドクタブレード21aの先端を近づけるか、離間するかを選択することができる。クリーニング補助部材21を作動させない時は、ドクタ調整装置22により、分割されたドクタブレード21aをスリーブ21cに近づけている。クリーニング補助部材21を作動させる時に、磁気ブラシ21fを感光体2に当接させる領域のみ、分割されたドクタブレード21aを選択的にスリーブ21cから離間させる。磁気ブラシ21fを感光体2に当接させない領域は、分割されたドクタブレード21aをスリーブ21cに近づけたままとする。これにより、主走査方向に関して分割されたそれぞれの領域に対応する感光体2の領域に、選択的に磁気ブラシ21fを接触させることができる。選択的に感光体2に接触した磁気ブラシ21fは、クリーニングブレード13をすり抜けたトナーを感光体2から掻き取る、または、トナーと感光体2との付着力を弱める。なお、図27では、ドクタブレード21aを主走査方向に関して5つに分割する例を示しており、これに対応して、トナー接触部材である磁気ブラシ21fは、主走査方向に関して5つの領域で、選択的に感光体2に接離可能となる。
For example, the
このように、感光体2の主走査方向に関して選択的にクリーニング補助手段21のトナー接触部材である磁気ブラシ21fを接触させる理由は、以下のものである。
クリーニングブレード13をすり抜けたトナーによる感光体2へのトナー固着は、形成された画像の印字率が少なく、クリーニングブレード13へのトナー入力が少ない領域で発生する傾向がある。これは、クリーニングブレード13へのトナー入力が比較的多いと、クリーニングブレード13のエッジ部近傍でトナーが対流して動きつづけることによって、トナーが潰れ難い。これに対して、クリーニングブレード13へのトナー入力が比較的少ないと、クリーニングブレード13のエッジ部近傍でトナーが動きにくくなり、潰れやすくなる。このため、クリーニングブレード13へのトナー入力の少ない箇所に選択的にトナー接触部材である磁気ブラシ21fを接触させる。このように主走査方向に関して一部分を選択的に接触させることで、感光体2及びクリーニング補助手段の不要な磨耗を防止し、高寿命化を図ることができる。これにより、複写機500のダウンタイムレス、低コスト化を図れる。
As described above, the reason why the
The toner adhering to the
図29は、クリーニングブレード13へのトナー入力が少ない領域に、選択的に磁気ブラシ21fを接触させるための制御の一例のフローである。また、図30は、感光体当接離間の領域について説明図である。トナー接触部材は感光体2の長手方向に関してnの領域に分割し、各領域の力画像の印字率よりクリーニングブレード13へのトナー入力量の多少を判定し、磁気ブラシ21fを選択的に接触させるものである。なお、図28では、n=5とした例である。以下、フローに基づき詳しく説明する。
(STEP1)感光体2の走行距離をカウントする。
(STEP2)入力画像履歴から各領域毎の平均の印字率をカウントする。
(STEP3)規定走行距離(例えば、500m)に達するまで、STEP1、2を繰り返す。
(STEP4)規定の印字率(例えば、5%)に達しない領域の有無を判断する。
(STEP5)規定の印字率(例えば、5%)に達しない領域に、クリーニング補助手段の磁気ブラシを、規定走行距離(例えば、500m)だけ当接させる。規定走行距離に達したら磁気ブラシを離間する。
(STEP6)全領域の印字率を0にリセットする。
(STEP7)感光体2の走行距離を0にリセットする。
このようなフローを繰り返すことにより、クリーニングブレード13へのトナー入力量の多少に応じて、磁気ブラシ21fを選択的に接触させることができる。これにより、観光体へのトナーの固着を効果的に抑制できると共に、感光体2及びクリーニング補助手段の不要な磨耗を防止し、高寿命化を図ることができる。
FIG. 29 is a flowchart illustrating an example of control for selectively bringing the
(STEP 1) The traveling distance of the
(STEP 2) The average printing rate for each area is counted from the input image history.
(STEP 3)
(STEP 4) It is determined whether or not there is an area that does not reach a specified printing rate (for example, 5%).
(STEP 5) The magnetic brush of the cleaning assisting unit is brought into contact with a region that does not reach a specified printing rate (for example, 5%) for a specified traveling distance (for example, 500 m). When the specified travel distance is reached, the magnetic brush is separated.
(STEP 6) The print rate of all areas is reset to zero.
(STEP 7) The travel distance of the
By repeating such a flow, the
<実施例9>
図31は、実施例9のクリーニング補助手段の概略構成図であり、(a)は断面図、(b)は下面図である。実施例9は、面状クリーニング補助手段23において、トナー接触部材を主走査方向に関して複数に分割し、分割されたそれぞれの領域が、感光体2に対して選択的に接離可能に構成したものである。この面状クリーニング補助手段23は、感光体2の表面移動方向に沿って延伸する面を有するトナー接触部材23aと、接触部材保持部23bと、トナー接触部材23aを感光体2に接離させる接離部材23cとからなる。トナー接触部材23aおよび接触部材保持部23bは、主走査方向に関して複数に分割され、分割されたそれぞれの領域に対して、それぞれの領域を感光体2に接離させる接離部材23cが設けられている。トナー接触部材23aとしては、柔軟性のある不織布を使用しており、これによって感光体2へのハザードを低減している。接離部材23cは、図示しない、ソレノイドやモータ等を備えて構成され、接触部材保持部23bをスライド駆動(図中矢印A)して、トナー接触部材23aの分割されたそれぞれの領域をトナー接触部材23aを感光体2に当接させる。
<Example 9>
FIGS. 31A and 31B are schematic configuration diagrams of the cleaning assisting unit according to the ninth embodiment, in which FIG. 31A is a cross-sectional view and FIG. 31B is a bottom view. In the ninth embodiment, in the surface cleaning
実施例9を構成する各部材について説明する。
不織布は、ポリエステル繊維の平織り、厚さ160[μm]、目付量70[g/m2]を用いた。トナー接触部材23aの感光体2への当接圧は、感光体2の磨耗やトナー(粒子)の変形などが発生しないようにする点から、適宜設定することが好ましく、例えば、クリーニングブレード13の当接圧よりも大幅に低い値に設定されることが好ましい。
Each member which comprises Example 9 is demonstrated.
As the nonwoven fabric, a plain weave of polyester fiber, a thickness of 160 [μm], and a basis weight of 70 [g / m 2 ] was used. The contact pressure of the
この面状クリーニング補助手段23は、トナー接触部材23aが感光体2の表面移動方向に所定の幅を持って接触する。これにより、クリーニングブレード13をすり抜けたトナーは、感光体2から掻き取られる、または、感光体2との付着力を弱められる。感光体2との付着力を弱められたトナーは、感光体2の表面移動に伴いクリーニングブレード13に達し、クリーニングブレード13により掻き取られる。このようなトナー接触部材23aを使用したクリーニング補助手段23は、感光体2との接触面積を広くできるので、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める効果が高く、上述のようにクリーニング補助手段21自身により掻き取られやすい。これにより、感光体表面へのトナー固着を抑制することができる。
In the surface cleaning
さらに、分割されたトナー接触部材の複数の領域(接触部材A〜E)を、図32に示すように配置する。接触部材23B,Cは、接触部材Aの感光体表面移動方向下流に位置し、接触部材Aの一端と重複した位置を基端として延在する。同様に接触部材D,Eも、それぞれ接触部材B,Cの感光体表面移動方向下流に位置し、接触部材B,Cの一端と重複した位置を基端として延在している。このような配置により、クリーニングブレード13下流の全域にクリーニング補助手段23を当接することが可能となる。
Further, a plurality of regions (contact members A to E) of the divided toner contact member are arranged as shown in FIG. The contact members 23B and 23C are located downstream of the contact member A in the moving direction of the photoconductor surface, and extend with a position overlapping with one end of the contact member A as a base end. Similarly, the contact members D and E are also located downstream of the contact members B and C in the moving direction of the photosensitive member surface, and extend with the base end as a position overlapping with one end of the contact members B and C. With such an arrangement, the cleaning auxiliary means 23 can be brought into contact with the entire area downstream of the
この面状クリーニング補助手段23では、感光体2の主走査方向に選択的に接触部材23aを当接させることで、効率的にトナー固着を抑制すると共に、像担持体及びクリーニング補助手段の不要な磨耗を防止でき、高寿命化を図ることができる。
In this planar cleaning auxiliary means 23, the
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様ごとに特有の効果を有する。
(態様A)
表面移動する感光体2などの像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、像担持体上の静電潜像を現像する現像手段と、像担持体上に先端稜線部を押し当てて、像担持体上から被転写体上に転写されずに残留したトナーを除去するクリーニングブレード13とを備えた複写機500などの画像形成装置である。この画像形成装置で、像担持体の表面移動方向に関してクリーニングブレードよりも下流側に、像担持体上に付着したトナーに接触し、トナーと像担持体との付着力を弱めるクリーニング補助手段を設ける。これによれば、上記実施形態について説明したように、像担持体へのトナー固着を抑制することができる。
What has been described above is an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on an image carrier such as the
(態様B)
(態様A)において、現像手段は、表面に溝を有する現像ローラ42などの現像剤担持体を備え、現像剤担持体上に低融点トナーからなる一成分現像剤を担持して、現像剤担持体と像担持体とが非接触で対向する現像領域に搬送し、現像領域に直流に交流を重畳した現像電界を形成して現像を行う現像装置4である。これによれば、上記実施形態に説明したように、クリーニングブレードをすり抜けたトナーが現像手段が接触することなく、再度クリーニングブレードに達するためにトナー固着が発生しやすい画像形成装置において、効果的にトナー固着を抑制することができる。
(Aspect B)
In (Aspect A), the developing means includes a developer carrying member such as a developing
(態様C)
(態様A)または(態様B)において、トナーに接触する部材がシート状であるシート状クリーニング補助手段16である。これによれば、上記実施例1について説明したように、微小なスティックスリップによって像担持体上に付着したトナーに接触して、トナーと像担持体との付着力を弱めることができる。このクリーニング補助手段は、簡易な構成で低コストであるというメリットがある。
(Aspect C)
In (Aspect A) or (Aspect B), the member in contact with the toner is a sheet-like
(態様D)
(態様A)または(態様B)において、トナーに接触する部材がスダレ状であるスダレ状クリーニング補助手段17である。これによれば、上記実施例2について説明したように、実施例1のクリーニング補助手段に較べてスティックスリップがより細かくなるため、すり抜けトナーと像担持体との付着力を弱める効果が高くなる。また、トナーに接触する部材に製造上で微小な歪みがあっても、歪みの影響を受けにくく、像担持体の幅方向でクリーニング補助手段が均一に作用するというメリットがある。
(Aspect D)
In (Aspect A) or (Aspect B), the member that contacts the toner is a sag-like cleaning auxiliary means 17 that is sag-like. According to this, as described in the second embodiment, since the stick slip becomes finer than that of the cleaning assisting unit in the first embodiment, the effect of weakening the adhesion between the slip-through toner and the image carrier is enhanced. Further, even if the member in contact with the toner has a minute distortion in manufacturing, there is an advantage that the cleaning assisting means acts uniformly in the width direction of the image carrier without being affected by the distortion.
(態様E)
(態様A)または(態様B)において、トナーに接触する部材がブラシ状であるブラシ状クリーニング補助手段18である。これによれば、上記実施例3について説明したように、実施例1、実施例2のクリーニング補助手段に比べて、像担持体にソフトに接触すること像担持体へのハザードを低減できる。
(Aspect E)
In (Aspect A) or (Aspect B), the member in contact with the toner is a brush-like
(態様F)
(態様A)または(態様B)において、トナーに接触する部材が像担持体の表面移動方向に沿って延伸する面を有する面状クリーニング補助手段19である。これによれば、上記実施例4、5について説明したように、像担持体の表面移動方向に対して、像担持体との接触面積を広くでき、すり抜けトナーと像担持体との付着力を弱める効果が高くなる。実施例1〜3では、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める効果が不十分な場合に有効である。
(Aspect F)
In (Aspect A) or (Aspect B), the member that contacts the toner is a planar cleaning auxiliary means 19 having a surface extending along the surface moving direction of the image carrier. According to this, as described in Examples 4 and 5 above, the contact area with the image carrier can be increased with respect to the surface movement direction of the image carrier, and the adhesion between the slip-through toner and the image carrier can be increased. Increases the effect of weakening. Examples 1 to 3 are effective when the effect of weakening the adhesion between the slip-through toner and the
(態様G)
(態様A)または(態様B)において、トナーに接触する部材が、マグネットローラなどの磁界発生手段を内包した回転可能な非磁性スリーブ上に担持され、規制部材により層厚を規制された磁気ブラシ21fなどの磁性粒子であるである。これによれば、上記実施例7について説明したように、磁気ブラシが像担持体に当接するため、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める効果が高くなる。実施例1〜5では、すり抜けトナーと感光体2との付着力を弱める効果が不十分な場合に有効である。
(Aspect G)
In (Aspect A) or (Aspect B), the member that contacts the toner is carried on a rotatable non-magnetic sleeve containing magnetic field generating means such as a magnet roller, and the layer thickness is regulated by the regulating member. It is a magnetic particle such as 21f. According to this, as described in the seventh embodiment, since the magnetic brush contacts the image carrier, the effect of weakening the adhesion between the slip-through toner and the
(態様H)
(態様A)、(態様B)、(態様C)、(態様D)、(態様E)、(態様F)または(態様G)において、クリーニング補助手段は、像担持体の幅方向に関してトナーとの接触状態が異なる。これによれば、上記実施例6について説明したように、幅方向の特定箇所に集中的に像担持体へのトナー固着が起こりやすい画像形成装置に対応して、幅方向の特定箇所で選択的にクリーニング補助手段と像担持体との接触圧を高めて、トナーを除去され易くできる。
(Aspect H)
In (Aspect A), (Aspect B), (Aspect C), (Aspect D), (Aspect E), (Aspect F), or (Aspect G), the cleaning assisting means includes the toner in the width direction of the image carrier. The contact state is different. According to this, as described in the sixth embodiment, in correspondence with the image forming apparatus in which the toner fixing to the image carrier is likely to be concentrated on a specific portion in the width direction, it is selectively performed at the specific portion in the width direction. In addition, the contact pressure between the cleaning auxiliary means and the image carrier can be increased to easily remove the toner.
(態様I)
(態様A)、(態様B)、(態様C)、(態様D)、(態様E)、(態様F)または(態様G)において、クリーニング補助手段のトナーに接触する部材が、像担持体の幅方向に関して複数の領域に分割され、複数に分割された領域のそれぞれが像担持体に対して選択的に接離可能である。これによれば、上記実施例8、9について説明したように、像担持体の幅方向に関して選択的にクリーニング補助手段を接触させることで、像担持体及びクリーニング補助手段の不要な磨耗を防止し、高寿命化を図ることができる。これにより、画像形成装置のダウンタイムレス、低コスト化を図れる。
(Aspect I)
In (Aspect A), (Aspect B), (Aspect C), (Aspect D), (Aspect E), (Aspect F) or (Aspect G), the member in contact with the toner of the cleaning auxiliary means is an image carrier. Are divided into a plurality of regions in the width direction, and each of the divided regions can be selectively brought into contact with and separated from the image carrier. According to this, as described in the eighth and ninth embodiments, unnecessary wear of the image carrier and the cleaning auxiliary unit can be prevented by selectively bringing the cleaning auxiliary unit into contact with the width direction of the image carrier. , Life can be extended. As a result, the downtime and cost reduction of the image forming apparatus can be achieved.
(態様J)
(態様I)において、トナーに接触する部材の複数に分割された領域毎に像担持体上に形成された画像の印字率を算出し、算出された印字率に基づきトナーに接触する部材の複数に分割されたそれぞれの領域の該担持体への接離を制御する。これによれば、上記実施例8について説明したように、クリーニングブレードへのトナー入力が少なく、トナー固着が発生しやすい領域のみに選択的にクリーニング補助手段を接触させることができる。このため、効率的にトナー固着を抑制すると共に、像担持体及びクリーニング補助手段の不要な磨耗を防止できる。
(Aspect J)
In (Aspect I), the printing rate of the image formed on the image carrier is calculated for each of the divided regions of the member that contacts the toner, and the plurality of members that contact the toner based on the calculated printing rate. The contact / separation of each area divided into the carrier is controlled. According to this, as described in the eighth embodiment, the cleaning auxiliary means can be selectively brought into contact only with a region where toner input to the cleaning blade is small and toner sticking is likely to occur. For this reason, it is possible to efficiently suppress toner adhesion and to prevent unnecessary wear of the image carrier and the cleaning auxiliary means.
1 プロセスカートリッジ
2 感光体
4 現像装置
5 クリーニング装置
13 クリーニングブレード
16 シート状クリーニング補助手段
17 スダレ状クリーニング補助手段
18 ブラシ状クリーニング補助手段
19 面状クリーニング補助手段
20 広幅ブラシ状クリーニング補助手段
21 磁気ブラシを用いたクリーニング補助手段
21f 磁気ブラシ
42 現像ローラ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記像担持体の表面移動方向に関して上記クリーニングブレードよりも下流側に、該像担持体上に付着したトナーに接触し、該トナーと該像担持体との付着力を弱めるクリーニング補助手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 A latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on an image carrier that moves on the surface; a developing unit that develops the electrostatic latent image on the image carrier; and a tip ridge line portion is pressed against the image carrier. An image forming apparatus comprising a cleaning blade that removes toner remaining without being transferred from the image carrier onto the transfer member,
A cleaning assisting means is provided on the downstream side of the cleaning blade with respect to the surface movement direction of the image carrier to contact the toner adhered on the image carrier and weaken the adhesion between the toner and the image carrier. An image forming apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012186387A JP2014044294A (en) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | Image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012186387A JP2014044294A (en) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | Image forming apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2014044294A true JP2014044294A (en) | 2014-03-13 |
Family
ID=50395604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012186387A Pending JP2014044294A (en) | 2012-08-27 | 2012-08-27 | Image forming apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014044294A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016180829A (en) * | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 富士ゼロックス株式会社 | Development apparatus and image formation apparatus with the same |
-
2012
- 2012-08-27 JP JP2012186387A patent/JP2014044294A/en active Pending
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