JP4519430B2 - Cleaning device, process cartridge, image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に搭載される像担持体、もしくは記録部材支持体のクリーニング装置に関する。また、当該クリーニング装置を含んで構成されるプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image carrier mounted on an image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine, or a cleaning device for a recording member support. The present invention also relates to a process cartridge including the cleaning device and an image forming apparatus.
近年、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置は広範に普及してきており、また、デジタル化された画像が容易に入手できることも関係して、プリントされる画像の更なる高精細化が要望されている。画像のより高い解像度や階調性が検討される中で、潜像を可視化するトナー側の改良としては、高精細画像を形成するために、更なる球形化、小粒径化の検討がなされている。
例えば、特定の粒径分布を有する球形化した粉砕型のトナー(例えば、特許文献1〜4参照。)や、懸濁重合により球形化、小粒径化されたトナーを得る方法(例えば、特許文献5参照。)、バインダー樹脂と着色剤とを水と混和しない溶媒中で混合し、分散安定剤の存在下で水系溶媒中に分散させ、球形化、小粒径化されたトナーを得る方法(例えば、特許文献6参照。)、一部に変性された樹脂を含むバインダー樹脂と、着色剤とを有機溶媒中で混合し、水系溶媒中に分散させて、変性された樹脂の重付加反応を行わせ、球形化、小粒径化したトナーを得る方法(例えば、特許文献7参照。)等が提案されている。このようなトナーにより、画質の向上、流動性の向上が得られている。
In recent years, color image forming apparatuses using an electrophotographic method have become widespread, and further high definition of printed images has been demanded due to the fact that digitized images can be easily obtained. ing. As higher resolution and gradation of images are being studied, as a toner-side improvement that visualizes latent images, further spheroidization and smaller particle size have been studied in order to form high-definition images. ing.
For example, a pulverized pulverized toner having a specific particle size distribution (see, for example,
しかしながら、球形化、小粒径化されたトナーを用いた場合、画像形成後に行われる感光体上のクリーニングにいくつかの問題を生じている。
その一つは、感光体上に未転写で残るトナーのクリーニングが、クリーニングブレードを用いたクリーニング方式では、ブレードと感光体の間で球形トナーが回転し、その隙間に入り込むため、クリーニングされにくいことである。この点について、例えば、懸濁重合後の重合体を分散媒中でガラス転移点以上に加熱し凝集粒子を得、その凝集粒子を加温されたジェット気流中に導入し、凝集粒子を解砕すると同時に乾燥することにより、不定形状の小粒径トナーを得る方法が提案されている(例えば、特許文献8参照。)。また、バインダー樹脂と着色剤とを水と混和しない溶媒中で混合し、分散安定剤の存在下で水系媒体中に分散させ、得られた懸濁液から加熱および/または減圧により溶剤を除去することにより、表面に凹凸を有するトナー粒子を得る方法(例えば、特許文献9参照。)が提案されている。
However, when a toner having a spherical shape and a reduced particle size is used, there are some problems in cleaning on the photoreceptor after image formation.
One of them is the cleaning of the toner that remains untransferred on the photoconductor. In the cleaning method using a cleaning blade, spherical toner rotates between the blade and the photoconductor and enters the gap, making it difficult to clean. It is. In this regard, for example, the polymer after suspension polymerization is heated above the glass transition point in a dispersion medium to obtain aggregated particles, which are then introduced into a heated jet stream to break up the aggregated particles. At the same time, a method of obtaining an irregularly shaped small particle size toner by drying is proposed (for example, see Patent Document 8). Also, the binder resin and the colorant are mixed in a solvent immiscible with water, dispersed in an aqueous medium in the presence of a dispersion stabilizer, and the solvent is removed from the resulting suspension by heating and / or decompression. Thus, a method for obtaining toner particles having irregularities on the surface (for example, see Patent Document 9) has been proposed.
もう一つは、トナーに内添、あるいは外添されている離型性を向上させるためのワックスや、流動性を向上させるための無機微粒子等が、トナーから離脱して感光体上に付着するということである。トナーが小粒径化するにつれ、これらの添加物がトナー中に占める含有率は、従来のトナーに比べ高くなるため、上記した感光体上の付着物質は増加する傾向にある。 The other is that wax added to improve the releasability added internally or externally to the toner, inorganic fine particles for improving fluidity, etc. are detached from the toner and adhere to the photoreceptor. That's what it means. As the toner becomes smaller in particle size, the content ratio of these additives in the toner becomes higher than that in the conventional toner, so that the amount of adhered substances on the photosensitive member tends to increase.
感光体上の付着物質を除去する手段として、特許文献10には、クリーニングブレードと表面に研磨剤を付着させたクリーニングローラとを配したクリーニング装置が提案されている。しかしながら、クリーニングローラ表面に付着した研磨剤は剥がれ落ちやすく、長期に渡ってクリーニング機能を維持するのは困難である。また、特許文献11には、クリーニング装置に設けられたクリーニングブレードの先端に研磨剤を接着させて付着物質の除去をする構成としている。しかしながら、転写残トナーのクリーニングと付着物質の除去とを同時に行うのは難しく、また、クリーニングブレードの先端に研磨剤を接着させた構成では、研磨剤が剥がれ落ちやすい。
As means for removing adhered substances on the photoreceptor,
このように、従来のクリーニングブレード、もしくはクリーニングブラシを配備したクリーニング装置では、これらの感光体上の付着物質を十分に除去することは困難であった。除去されない付着物質は、それがワックスを主成分とするものであるならば薄いフィルミングを起こし、無機微粒子を主成分とするならばそれが核となって、記録紙に含まれている炭酸カルシウム等の添加剤等を含んで成長していき、経時で画像に悪影響を及ぼすことになる。
このような汚れは、感光体からトナー像を転写されて保持する中間転写体や、トナー像が転写された記録紙を支持して搬送する紙搬送ベルトの汚れについても同様であり、部材表面のクリーニングを良好に行うクリーニング装置が望まれている。
As described above, it has been difficult for the conventional cleaning blade or the cleaning apparatus provided with the cleaning brush to sufficiently remove the adhered substances on these photosensitive members. The adhered substance that is not removed causes thin filming if it is mainly composed of wax, and if it is composed mainly of inorganic fine particles, it becomes the core, and calcium carbonate contained in the recording paper. It grows with additives such as the like, and will adversely affect the image over time.
Such contamination is the same for the intermediate transfer member that transfers and holds the toner image from the photosensitive member, and the contamination of the paper conveyance belt that supports and conveys the recording paper to which the toner image is transferred. A cleaning device that performs good cleaning is desired.
本発明は、上記問題点に鑑み、球形化、小粒径化されたトナーを用いた画像形成装置であっても、感光体、中間転写体、紙搬送ベルト等の表面のトナー及び付着物質の除去を効果的に行うことができ、長期に渡ってもそのクリーニング機能を維持できるクリーニング装置を提供することを課題とする。また、上記の良好なクリーニング機能を有するクリーニング装置を備え、長期に渡って画質の劣化を生じさせることのないプロセスカートリッジ、並びに画像形成装置を提供することを課題とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides an image forming apparatus that uses toner having a spherical shape and a reduced particle size. It is an object of the present invention to provide a cleaning device that can be effectively removed and can maintain its cleaning function even for a long period of time. It is another object of the present invention to provide a process cartridge and an image forming apparatus that include the above-described cleaning device having a good cleaning function and that do not cause deterioration in image quality over a long period of time.
上記課題を解決するために、本発明は以下のことを特徴とする。
1.本発明は、像担持体もしくは記録部材支持体の表面をクリーニングするクリーニング装置であって、該クリーニング装置は、像担持体もしくは記録部材支持体移動方向上流側から順に、第1クリーニングブレード、第2クリーニングブレードの2つのブレードを備え、該第2クリーニングブレードは、該第2クリーニングブレードの表面に、弾性材料に研磨剤粒子を含有させてなる研磨剤粒子含有層を有する研磨用ブレードであり、該研磨用ブレードは、シート表面の研磨剤粒子含有層側から切断することで、研磨剤粒子含有層からなるエッジの一部が切削され、該切削面が像担持体もしくは記録部材支持体に当接するように設置されるクリーニング装置である。
2.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードと像担持体もしくは記録部材支持体とが接触する幅は、0.01mm以上5mm以下であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by the following.
1. The present invention is a cleaning device that cleans the surface of an image carrier or a recording member support. The cleaning device includes a first cleaning blade, a second cleaning blade, and a cleaning member in order from the upstream side in the moving direction of the image carrier or the recording member support. Two blades of a cleaning blade, the second cleaning blade is a polishing blade having an abrasive particle-containing layer in which abrasive particles are contained in an elastic material on the surface of the second cleaning blade , The polishing blade is cut from the abrasive particle-containing layer side of the sheet surface, whereby a part of the edge made of the abrasive particle-containing layer is cut, and the cutting surface comes into contact with the image carrier or the recording member support. The cleaning device is installed as described above.
2. In the cleaning device, a width of contact between the polishing blade and the image carrier or the recording member support is 0.01 mm or more and 5 mm or less.
3.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードは、前記研磨剤粒子含有層の1層構造からなることを特徴とする。
4.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードは、ブレード母体層と、前記研磨剤粒子含有層との2層構造からなることを特徴とする。
3. In the cleaning device, the polishing blade has a single-layer structure of the abrasive particle-containing layer.
4). In the cleaning apparatus, the polishing blade has a two-layer structure of a blade base layer and the abrasive particle-containing layer.
5.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードに用いられる弾性材料は、ゴム硬度が65度以上100度以下のゴム材料であることを特徴とする。
6.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードに用いられる弾性材料は、ゴム硬度が85度以上100度以下のゴム材料であることを特徴とする。
7.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードに用いられる弾性材料は、動摩擦係数が1.5以下のゴム材料であることを特徴とする。
5). In the cleaning apparatus, the elastic material used for the polishing blade is a rubber material having a rubber hardness of 65 degrees or more and 100 degrees or less.
6). In the cleaning apparatus, the elastic material used for the polishing blade is a rubber material having a rubber hardness of 85 degrees to 100 degrees.
7). In the cleaning device, the elastic material used for the polishing blade is a rubber material having a dynamic friction coefficient of 1.5 or less.
8.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードの研磨剤粒子含有層は、研磨剤粒子の含有量が0.5wt%以上50wt%以下であることを特徴とする。
9.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードの研磨剤粒子含有層は、研磨剤粒子の体積占有率に傾斜を有し、体積占有率が50%以上の研磨剤粒子リッチ層が、ブレードの厚み方向に5μm以上100μm以下の厚みであることを特徴とする。
8). In the cleaning device, the abrasive particle-containing layer of the polishing blade has an abrasive particle content of 0.5 wt% or more and 50 wt% or less.
9. In the cleaning device, the abrasive particle-containing layer of the polishing blade has an inclination in the volume occupancy of the abrasive particles, and an abrasive particle rich layer having a volume occupancy of 50% or more is arranged in the thickness direction of the blade. The thickness is 5 μm or more and 100 μm or less.
10.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードの研磨剤粒子含有層は、平均粒径及び/又は種類の異なる複数の研磨剤粒子を混合して含有することを特徴とする。
11.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードの研磨剤粒子含有層は、純度80%以上の酸化セリウムを含有することを特徴とする。
12.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードに用いられる研磨剤粒子の平均粒径は、0.05μm以上100μm以下であることを特徴とする。
10. In the cleaning apparatus, the abrasive particle-containing layer of the polishing blade contains a mixture of a plurality of abrasive particles having different average particle diameters and / or types.
11. In the cleaning device, the abrasive particle-containing layer of the polishing blade contains cerium oxide having a purity of 80% or more.
12 In the cleaning device, an average particle diameter of abrasive particles used for the polishing blade is 0.05 μm or more and 100 μm or less.
13.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードは、研磨剤粒子含有層からなるエッジの曲率Rを5μm以上150μm以下とすることを特徴とする。
14.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードは、製造時のシート切断の際、シート表面に対して垂直方向よりも角度を設けて切断され、製造されることを特徴とする。
15.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードは、研磨剤粒子含有層からなるエッジが像担持体もしくは記録部材支持体に当接するように設置され、像担持体もしくは記録部材支持体の空回しによって当該当接部が切削されることを特徴とする。
13. In the cleaning apparatus, the polishing blade, the curvature R of the edge consisting of the abrasive particle-containing layer characterized in that a 5μm or 150μm or less.
14 In the cleaning device, the polishing blade is manufactured by being cut at an angle with respect to the sheet surface from the vertical direction when the sheet is cut during manufacturing.
15. In the cleaning apparatus, the polishing blade is installed such that an edge formed of the abrasive particle-containing layer is in contact with the image carrier or the recording member support, and the contact is achieved by rotating the image carrier or the recording member support. The contact portion is cut.
16.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードは、トレーリング方式で像担持体もしくは記録部材支持体と当接することを特徴とする。
17.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードの当接角は、5度以上25度以下であることを特徴とする。
18.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードの当接圧は、10gf/cm以上80gf/cm以下であることを特徴とする。
19.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードの食い込み量は、0.2mm以上1.5mm以下であることを特徴とする。
16. In the cleaning device, the polishing blade is in contact with an image carrier or a recording member support by a trailing method.
17. In the cleaning device, the contact angle of the polishing blade is not less than 5 degrees and not more than 25 degrees.
18. In the cleaning device, the contact pressure of the polishing blade is 10 gf / cm or more and 80 gf / cm or less.
19. In the cleaning device, the amount of biting by the polishing blade is 0.2 mm or more and 1.5 mm or less.
20.前記クリーニング装置において、前記研磨用ブレードは、前記像担持体に対して接離機構を有することを特徴とする。
21.また、本発明は、像担持体もしくは記録部材支持体の表面をクリーニングするクリーニング装置に備えられる研磨用ブレードの製造方法であって、弾性材料と研磨剤粒子との混合物を遠心成形してシートを得、該シートを切断してブレード状物とする際に、該シート表面の研磨剤粒子含有層側から切断し、該切断により、前記研磨剤粒子含有層からなるエッジの一部が切削されて前記研磨剤粒子が露出する研磨用ブレードの製造方法である。 20. In the cleaning device, the polishing blade has a contact / separation mechanism with respect to the image carrier.
21. The present invention also relates to a method for producing a polishing blade provided in a cleaning device for cleaning the surface of an image carrier or recording member support, wherein a sheet is formed by centrifugally molding a mixture of an elastic material and abrasive particles. When the sheet is cut into a blade-like material, the sheet surface is cut from the abrasive particle-containing layer side, and by the cutting, a part of the edge made of the abrasive particle-containing layer is cut. A method for producing a polishing blade in which the abrasive particles are exposed.
22.また、本発明は、像担持体もしくは記録部材支持体の表面をクリーニングするクリーニング装置に備えられる研磨用ブレードの製造方法であって、弾性材料と研磨剤粒子との混合物を遠心成形してシートを得、該シートを切断してブレード状物とする際に、該シート表面の研磨剤粒子含有層側から、かつ該シート表面に対して垂直方向よりも角度を設けて切断し、該切断により、前記研磨剤粒子含有層からなるエッジの一部が切削されて前記研磨剤粒子が露出する研磨用ブレードの製造方法である。
23.また、本発明は、像担持体と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されたプロセスカートリッジであって、該クリーニング手段として、前記1ないし20のいずれかに記載のクリーニング装置を備えるプロセスカートリッジである。
22. The present invention also relates to a method for producing a polishing blade provided in a cleaning device for cleaning the surface of an image carrier or recording member support, wherein a sheet is formed by centrifugally molding a mixture of an elastic material and abrasive particles. When the sheet is cut into a blade-like product, it is cut from the abrasive particle-containing layer side of the sheet surface and at an angle from the direction perpendicular to the sheet surface. This is a method for manufacturing a polishing blade in which a part of an edge made of the abrasive particle-containing layer is cut to expose the abrasive particles.
23. The present invention also provides a process cartridge that is integrally supported and includes an image carrier and a cleaning unit that cleans the surface of the image carrier, and is detachably formed on the image forming apparatus main body. A process cartridge including the cleaning device according to any one of 1 to 20 as a cleaning unit.
24.また、本発明は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、像担持体表面の可視像を記録部材に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、像担持体の表面をクリーニングする手段として、前記1ないし20のいずれかに記載のクリーニング装置を備える画像形成装置である。 24. The present invention also provides an image carrier that carries a latent image, a charging unit that uniformly charges the surface of the image carrier, and the surface of the charged image carrier that is exposed based on image data and writes the latent image. Image formation comprising exposure means, developing means for supplying toner to the latent image formed on the surface of the image carrier to make it visible, and transfer means for transferring the visible image on the surface of the image carrier to a recording member In the apparatus, the image forming apparatus includes the cleaning device according to any one of 1 to 20 as means for cleaning the surface of the image carrier.
25.また、本発明は、潜像を担持する第1の像担持体と、第1の像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した第1の像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、第1の像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、第1の像担持体表面の可視像を第2の像担持体に一旦転写し、その後第2の像担持体が保持する可視像を記録部材に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、第2の像担持体の表面をクリーニングする手段として、前記1ないし20のいずれかに記載のクリーニング装置を備える画像形成装置である。 25. The present invention also provides a first image carrier that carries a latent image, a charging means that uniformly charges the surface of the first image carrier, and image data on the surface of the charged first image carrier. An exposure means for exposing and writing a latent image, a developing means for supplying a toner to the latent image formed on the surface of the first image carrier and making it visible, and a possibility for the surface of the first image carrier. In an image forming apparatus comprising a transfer unit that transfers a visual image to a second image carrier and then transfers a visible image held by the second image carrier to a recording member. 21. An image forming apparatus comprising the cleaning device according to any one of 1 to 20 as means for cleaning a surface.
26.さらに、本発明は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、像担持体表面の可視像を記録部材に転写する転写手段と、転写位置近傍で記録部材を支持しながら搬送する記録部材支持体とを備える画像形成装置において、前記記録部材支持体の表面をクリーニングする手段として、前記1ないし20のいずれかに記載のクリーニング装置を備える画像形成装置である。 26. Further, the present invention provides an image carrier that carries a latent image, a charging means that uniformly charges the surface of the image carrier, and the surface of the charged image carrier is exposed based on image data to write the latent image. An exposure unit, a developing unit that supplies toner to the latent image formed on the surface of the image carrier and visualizes the image, a transfer unit that transfers the visible image on the surface of the image carrier to a recording member, and the vicinity of the transfer position And an image forming apparatus comprising the cleaning device according to any one of 1 to 20 as means for cleaning the surface of the recording member support. Device.
27.前記画像形成装置において、前記現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が3〜8μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする。
28.前記画像形成装置において、前記現像手段で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする。
27. In the image forming apparatus, the toner used in the developing unit has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) of volume average particle diameter (Dv) to number average particle diameter (Dn) of 1. It is in the range of .00 to 1.40.
28. In the image forming apparatus, the toner used in the developing unit is a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. , you being a toner obtained by crosslinking in an aqueous medium and / or elongation reaction.
29.前記画像形成装置において、前記現像手段で用いられるトナーは、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とする。 29. In the image forming apparatus, the toner used in the developing means, the shape factor SF-1 is in the range of 100 to 180, a shape factor SF-2 of you being in the range of 100 to 180.
30.前記画像形成装置において、前記現像手段で用いられるトナーは、略球形状であることを特徴とする。 30. In the image forming apparatus, the toner used in the developing means, being a substantially spherical.
31.前記画像形成装置において、前記トナーは、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることを特徴とする。 31. In the image forming apparatus , the shape of the toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), and the ratio of the major axis r1 to the minor axis r2. (R2 / r1) is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio (r3 / r2) of the thickness r3 to the minor axis r2 is in the range of 0.7 to 1.0. .
本発明により、感光体、中間転写体等の像担持体、あるいは紙搬送ベルト等の記録部材支持体表面のトナーや付着物質を研磨用ブレードによって効率的に除去することができ、現像工程に球形化、小粒径化されたトナーを用いる場合であっても、長期に渡って良好なクリーニング機能を維持できるクリーニング装置を提供することができる。また、上記のクリーニング装置を備えることで、長期に渡って画質の劣化を生じさせることのないプロセスカートリッジ、並びに画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, toner and adhering substances on the surface of a recording member support such as an image bearing member such as a photosensitive member or an intermediate transfer member, or a paper conveying belt can be efficiently removed by a polishing blade, and a spherical shape is used in the developing process. Even when a toner having a reduced particle size is used, a cleaning device that can maintain a good cleaning function for a long period of time can be provided. In addition, by providing the cleaning device, it is possible to provide a process cartridge and an image forming apparatus that do not cause deterioration in image quality over a long period of time.
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、感光体表面のクリーニング手段として本発明のクリーニング装置を装着した画像形成装置の構成を示す概略図である。図2は、本発明のクリーニング装置を装着した画像形成装置の感光体周囲の構成を示す概略図である。
潜像担持体である感光体1の周囲は、帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置6、定着装置7及びクリーニング装置8が配置されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an image forming apparatus equipped with a cleaning device of the present invention as a cleaning means for a photoreceptor surface. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration around the photosensitive member of the image forming apparatus equipped with the cleaning device of the present invention.
A charging
感光体1は、光導電性を有するアモルファスシリコン、アモルファスセレン等の非晶質金属、ビスアゾ顔料、フタロシアニン顔料等の有機化合物を用いることができる。環境及び使用後の後処理を考慮すると、有機化合物による感光体を用いることが好ましい。
帯電装置2は、コロナ方式、ローラ方式、ブラシ方式、ブレード方式のいずれであってもよく、ここでは、ローラ方式の帯電装置2を示す。帯電装置2は、帯電ローラ2a、帯電ローラ2aを清掃するために当接されているクリーニングパッド2b、帯電ローラ2aに接続される図示しない電源を備える。帯電ローラ2aに高電圧を印加して、曲率を有する帯電ローラ2aと感光体1との間に所定の電圧を印加し、感光体1との間でコロナ放電を発生させて感光体1の表面を一様に帯電するものである。
The
The charging
露光装置3は、読取装置20内のスキャナーで読み取ったデータ及び、図示しないPC等外部より送られた画像信号を変換し、ポリゴンモータでレーザー光3aをスキャンさせ、ミラーを通して読み取られた画像信号を基に感光体1上に静電潜像を形成する。
現像装置4は、現像剤を担持して感光体1に供給する現像剤担持体4aと、トナー供給室等を備える。感光体1と微小間隔をおいて配置された円筒状の現像剤担持体4aと、現像剤担持体4a上の現像剤量を規制する現像剤規制部材とを有している。現像剤担持体4aは、回転可能に支持された中空円筒状の現像剤担持体4aと、現像剤担持体4aの内部にこれと同軸に固設されたマグネットロールとを備えており、現像剤担持体4aの外周面に現像剤を磁気的に吸着して搬送するようになっている。現像剤担持体4aは導電性で、非磁性部材で構成されており、現像バイアスを印加するための電源が接続されている。現像剤担持体4aと感光体1との間には、電源から電圧が印加され、現像領域に電界が形成される。
The
The developing
転写装置6は、転写ベルト6aと転写バイアスローラ6bとテンションローラ6cから構成されている。転写バイアスローラ6bは、鉄、アルミ、ステンレス等の芯金表面に弾性層を設けて構成する。転写バイアスローラ6bには、記録紙を感光体1に密着させるために、感光体1側に必要な圧力がかけられる。転写ベルト6aは、基材として耐熱性の材料を種々選択する事で効果が得られ、例えばシームレスのポリイミドフィルムで構成することができる。その外側には、フッ素樹脂層を設ける構成とすることができる。又、必要に応じてポリイミドフィルムの上にシリコーンゴム層を設け、その上にフッ素樹脂層を設けても良い。転写ベルト6aの内側には、転写ベルト6aを駆動及び張架するためにテンションローラ6cが設けられている。
定着装置7は、ハロゲンランプ等の加熱手段であるヒータを有する定着ローラと、圧接される加圧ローラとを備えている。定着ローラは、芯金表面にシリコーンゴム等の弾性層を100〜500μm、好ましくは400μmの厚みに設け、更にトナーの粘性による付着を防止する目的で、フッ素樹脂等の離型性の良い樹脂表層が形成されている。樹脂表層は、PFAチューブ等で構成され、その厚みは機械的劣化を考慮して10〜50μm程度の厚みが好ましい。定着ローラの外周面には、温度検知手段が設けられ、定着ローラの表面温度を約160〜200℃の範囲の中で、ほぼ一定に保つようにヒータが制御されている。加圧ローラは、芯金表面にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなオフセット防止層が被覆されている。定着ローラと同様に、芯金表面にシリコーンゴム等の弾性層を設けても良い。
The transfer device 6 includes a
The fixing
本発明のクリーニング装置について詳細に説明する。クリーニング装置8は、クリーニング手段として、感光体1回転方向上流側から順に、第1クリーニングブレード8a、第2クリーニングブレード8bの2つのブレードを有する。また、クリーニングされたトナーを回収するトナー回収羽根8d、及びそのトナーを搬送する回収コイル8cを備えている。更に、図示されないトナー回収ボックスを備える。
第1クリーニングブレード8aは、金属、樹脂、ゴム等の材質からなるが、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム等のゴムが好ましく用いられ、この中でも特にウレタンゴムが好ましい。第1クリーニングブレード8aは、主に転写工程後の感光体1上に残留するトナーを除去する。
第2クリーニングブレード8bは、弾性材料に研磨剤粒子を含有させてなる研磨剤粒子含有層を有する研磨用ブレードである。感光体1上には、転写残トナー以外に、トナーから脱離した無機微粒子や、しみ出したワックス等の添加剤、あるいは記録紙の紙紛に含まれる炭酸カルシウム等の添加剤が付着する。これらの物質は、フィルミングを起こしたり、核からやがて塊にまで成長したりする。第2クリーニングブレード8bは、このような感光体1上の付着物質を削り取って除去する研磨用ブレードである。
The cleaning device of the present invention will be described in detail. The
The
The
図3は、研磨用ブレード8bを感光体1表面に当接させた状態を示す図である。研磨用ブレード8bは、その研磨剤粒子含有層8b−1が感光体1表面に接触するように設置されるが、このとき重要なのは、研磨用ブレード8bの接触面が研磨剤粒子で満たされていることである。そこで、本発明の研磨用ブレード8bは、この接触面における研磨剤粒子の体積占有率が50%以上90%以下であることを特徴とする。接触面における研磨剤粒子の体積占有率が50%未満では、感光体1表面に接触する研磨剤粒子の量が少なく、感光体1上のフィルミングを効率的に除去することができない。また、体積占有率が90%を超えると表面に出ている研磨剤粒子が剥がれ落ちやすいため好ましくない。
FIG. 3 is a view showing a state in which the
研磨用ブレード8bと感光体1とが接触する幅は、0.01mm以上5mm以下であることが好ましい。接触する幅が0.01mm未満では、両者の接触する面積が小さいため、研磨用ブレード8bによる十分な研磨効果が得られない。一方、接触する幅が5mmより大きいと、両者の接触面積が大きくなり、面圧が下がるので、十分な研磨効果が得られない。
The width of contact between the
上記研磨用ブレード8bは、研磨剤粒子含有層8b−1の1層構造からなるものであっても良いし、研磨剤粒子含有層8b−1とブレード母体層の2層構造からなるものであっても良い。図3は、1層構造からなるものを示している。
1層構造の場合は、上記に示したように、弾性材料に研磨剤粒子を混合して遠心成形によりシート状に成形し、それを切断することにより研磨用ブレード8bが得られるので、製造工程を簡易にできるという利点がある。
一方、2層構造の場合は、上記の1層構造の場合よりも弾性材料、研磨剤粒子の量を減らして薄いシートを成形し、それを切断して研磨剤粒子含有層8b−1からなる薄いブレードとし、ゴム、樹脂、金属等の材質からなるブレード母体層に接着させるか、あるいは、上記の研磨剤粒子を含有して成形された薄いシートの上に、ブレード母体層を形成する樹脂、金属等の材料を流し込み、遠心成形により一体のシート状に成形して、その後切断するかによって得られる。このような2層構造のブレードは、一方では、研磨剤粒子含有層8b−1とブレード母体層それぞれの寸法精度が要求されるが、他方で、研磨剤粒子含有層8b−1を支持し、ブレードの弾性等の物性を決定するブレード母体層と、感光体1上の付着物質を除去するための研磨剤粒子含有層8b−1とに機能を分けて設計することもできる。
The
In the case of a one-layer structure, as shown above, the
On the other hand, in the case of the two-layer structure, a thin sheet is formed by reducing the amount of the elastic material and abrasive particles as compared with the case of the above-mentioned one-layer structure, and the thin sheet is cut to form the abrasive particle-containing
研磨用ブレード8bに用いられる弾性材料としては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。この中でも、耐摩耗性の観点から特にウレタンゴムが好ましい。
また、弾性材料としては、ゴム硬度が65度以上100度以下の上記のゴム材料がよい。硬度が65度より小さいとブレードの摩耗の進行が早く、また、硬度が100度より大きいとブレードのエッジが欠けやすくなるからである。より好ましくは、ゴム硬度は85度以上100度以下である。ゴム硬度を85度以上にすることで、研磨用ブレード8bと被研磨面との接触面積を減らし、これにより面圧を高めて研磨力を向上させることができるからである。また、研磨剤粒子のブレードへのめり込みも防ぐことができ、高い研磨力を維持できる。
尚、研磨用ブレード8bが感光体1と接する先端部のみを上記の高ゴム硬度材料から構成するものとしても、同様の効果が得られる。また、ゴム硬度が高くない材料であっても、研磨用ブレード8bの裏側にマイラーなどの補強部材を接着することにより、ゴム硬度を補って研磨力を向上させることができる。また、研磨用ブレード8bの被研磨面に対する接触の姿勢を維持することができる。
Examples of the elastic material used for the
The elastic material is preferably the rubber material having a rubber hardness of 65 degrees or more and 100 degrees or less. This is because if the hardness is less than 65 degrees, the wear of the blade progresses quickly, and if the hardness is more than 100 degrees, the blade edge tends to be chipped. More preferably, the rubber hardness is not less than 85 degrees and not more than 100 degrees. This is because by setting the rubber hardness to 85 degrees or more, the contact area between the
It should be noted that the same effect can be obtained even if the
また、弾性材料としては動摩擦係数の低い材料であることが好ましい。弾性材料の動摩擦係数は、以下のようにして測定することができる。図4は、弾性材料の動摩擦係数の測定方法を示す図である。
20(mm)×20(mm)×2(mm)のブレード形状をした弾性材料に、両面テープで板金を貼り付け、ブレードエッジを24°の角度で厚さ100μmのPET板に当接させ、50gf/cmの荷重をかけ押さえつけながら、25mm/minの速度で引っ張ってPET板上を移動させ、このときの摺動抵抗を検出して動摩擦係数を求めた。
上記の測定によって得られる弾性材料の動摩擦係数は、1.5以下であることが好ましい。これにより、研磨用ブレード8bと被研磨面との間に働く摩擦力を低減し、また、摩擦力の変動による影響を少なくして、研磨用ブレード8bの被研磨面に対する接触の姿勢が変化するのを防止できる。すなわち、研磨の条件を常に一定にできるので、研磨効果を維持することができる。また、ゴム硬度が85度以上の高硬度材料を用いた場合、動摩擦係数が大きいと被研磨面との間に働く摩擦力の影響で研磨用ブレード8bが引っ張られたり、縮んだりするため、ブレードのエッジに欠けを生じやすくなるが、動摩擦係数の低い材料とすることにより、高ゴム硬度の材料であってもこのような欠けのないブレードとすることができる。
動摩擦係数が1.5以下の弾性材料としては、表面をフッ素などで処理したウレタンゴムや、フッ素元素などを含有したウレタンゴム等が挙げられる。
The elastic material is preferably a material having a low coefficient of dynamic friction. The dynamic friction coefficient of the elastic material can be measured as follows. FIG. 4 is a diagram illustrating a method for measuring the dynamic friction coefficient of an elastic material.
A sheet metal is attached to an elastic material having a blade shape of 20 (mm) × 20 (mm) × 2 (mm) with a double-sided tape, and the blade edge is brought into contact with a PET plate having a thickness of 100 μm at an angle of 24 °. While applying and pressing a load of 50 gf / cm, it was moved on the PET plate by pulling at a speed of 25 mm / min, and the sliding resistance at this time was detected to determine the dynamic friction coefficient.
The dynamic friction coefficient of the elastic material obtained by the above measurement is preferably 1.5 or less. As a result, the frictional force acting between the
Examples of the elastic material having a dynamic friction coefficient of 1.5 or less include urethane rubber whose surface is treated with fluorine, urethane rubber containing fluorine element, and the like.
研磨剤粒子としては、窒化珪素等の窒化物、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、マイカ、珪酸カルシウム等の珪酸塩、炭酸カルシウム、石膏等の石灰質物質、炭化珪素、炭化ホウ素、炭化タンタル、炭化チタン、炭化アルミニウム、炭化ジルコニウム等の炭化物、酸化セリウム、酸化クロム、酸化チタン、酸化アルミニウム等の酸化物が挙げられる。この中でも、研磨力に優れている酸化セリウムが好ましい。 As abrasive particles, nitrides such as silicon nitride, silicates such as aluminum silicate, magnesium silicate, mica and calcium silicate, calcareous substances such as calcium carbonate and gypsum, silicon carbide, boron carbide, tantalum carbide, titanium carbide, carbonized Examples thereof include carbides such as aluminum and zirconium carbide, and oxides such as cerium oxide, chromium oxide, titanium oxide, and aluminum oxide. Among these, cerium oxide having excellent polishing power is preferable.
研磨用ブレード8bの研磨剤粒子含有層8b−1に含有される研磨剤粒子の含有量は、0.5wt%以上50wt%以下であることが好ましい。研磨剤粒子の含有量が0.5wt%未満では、感光体1表面に接触して研磨効果を発揮する研磨剤粒子の量が少なすぎ、感光体1上の付着物質を十分に除去することができない。また、研磨剤粒子の含有量が50wt%を超えると、研磨剤粒子の濃度が高くなり過ぎ、成形が困難になる。また、コストも高くなってしまう。
The content of abrasive particles contained in the abrasive particle-containing
また、研磨用ブレード8bの研磨剤粒子含有層8b−1は、図3に示すように、遠心成形の過程で研磨剤粒子の体積占有率に傾斜ができる。特に、体積占有率が50%以上の研磨剤粒子リッチ層r1が、ブレードの厚み方向に5μm以上100μm以下の厚みであることが好ましい。研磨剤粒子リッチ層r1の厚みが5μm未満であると、感光体1表面に接触して研磨効果を発揮する研磨剤粒子の量が少なすぎ、感光体1上の付着物質を十分に除去することができない。また、研磨剤粒子リッチ層r1の厚みが100μmを超えると、研磨用ブレード8bの弾性に影響が出て、ブレードのエッジが欠けやすくなったりする。
上記の研磨剤粒子リッチ層r1の厚みは、研磨剤粒子含有層8b−1に含有される研磨剤粒子の量、あるいは、研磨剤粒子含有層8b−1を形成するために使用する研磨剤粒子の絶対量を加減することによって調整することができる。
Further, as shown in FIG. 3, the abrasive particle-containing
The thickness of the abrasive particle-rich layer r1 is the amount of abrasive particles contained in the abrasive particle-containing
研磨剤粒子含有層8b−1に含有される研磨剤粒子は、平均粒径及び種類の異なる複数の粒子を混合して用いるのが良い。このように異なる研磨剤粒子を混合することで、それぞれの研磨力の違いを利用することができ、感光体1上の付着物質の中でも性質の異なる物質、例えば、薄いフィルミングと、微小な付着物質が核となって経時的に成長した塊のような異質の付着物質を、効率よく除去することができる。
The abrasive particles contained in the abrasive particle-containing
さらに、研磨剤粒子含有層8b−1は純度80%以上の酸化セリウムを含有することが一層好ましい。酸化セリウムは研磨力に優れているが、通常、天然鉱石を砕いて製造しているため、純度は50%程度と低く、その他の希土類も研磨力を発揮する塩の形にして混合されている。しかしながら、これでは物性のばらつきが大きく、研磨用ブレードとしたときの研磨性能も一定にすることができない。そこで、研磨力の高い酸化セリウムのみを抽出した純度80%以上の酸化セリウムが、物性のばらつきのない研磨剤として好適である。これを用いることで、研磨用ブレード8bの安定した高い研磨力を得ることができる。
Further, it is more preferable that the abrasive particle-containing
研磨剤粒子の平均粒径は、0.05μm以上100μm以下が好ましい。平均粒径が0.05μm未満では、粒子が細かすぎ、弾性材料の中での均一な分散が困難になったり、研磨用ブレードとしての研磨力が十分に得られない。また、平均粒径が100μmを超えると、研磨力が大きすぎるために感光体1表面上を傷つけることになるため好ましくない。
The average particle size of the abrasive particles is preferably 0.05 μm or more and 100 μm or less. If the average particle size is less than 0.05 μm, the particles are too fine, making it difficult to uniformly disperse in the elastic material, and insufficient polishing power as a polishing blade cannot be obtained. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 100 μm, the polishing force is too large, and the surface of the
次に、研磨用ブレード8bの好ましいエッジの形状について説明する。図5は、研磨用ブレード8bのエッジの形状を拡大して示す図である。
図3に示したように、研磨用ブレード8bは、研磨剤粒子含有層8b−1が感光体1表面に当接するように設置されるが、その当接部であるエッジを切削した形状とすることが好ましい。研磨用ブレード8bのエッジ部の構造は、ミクロ的にみると、研磨剤粒子が露出しておらず、表面がごく薄いゴム等の弾性材料からなるスキン層で覆われている。したがって、クリーニング装置8使用初期においては、研磨用ブレード8bの研磨効果は十分でなく、ある程度使用されて、研磨用ブレード8bのエッジの表面が削れてから、それによって露出した研磨剤粒子の研磨力により研磨効果が現れてくる。
そこで、研磨用ブレード8bのエッジの形状を切削した形状とすることで、研磨剤粒子を露出させて、クリーニング装置8使用開始直後から、十分な研磨効果を得ることができる。
Next, a preferable edge shape of the
As shown in FIG. 3, the
Therefore, by making the shape of the edge of the
図5に示す研磨用ブレード8bのエッジの形状は、その曲率Rが5μm以上150μm以下とすることが望ましい。曲率Rが5μm未満では曲率が小さすぎ、研磨剤粒子がエッジの表面に露出せず、使用初期における研磨効果が得られない。また、曲率Rが150μmを超えると曲率が大きすぎ、研磨用ブレード8bの研磨剤粒子含有層8b−1と被研磨面との接触面積が増え、面圧が低下して、研磨力が低下してしまう。
The edge R of the
上記のような研磨用ブレード8bのエッジの形状は、弾性材料と研磨剤粒子とを混合し、遠心成形して得られたシートを、切断してブレード状にした後に、そのエッジ部を切削して形成することができる。しかし、より効率的にこのような形状を有する研磨用ブレード8bを製造するために、上記シートの切断時に同時にエッジの曲率Rを形成するようにすることが好ましい。
図6は、研磨用ブレード8bの製造工程におけるシートを切断するときの模式図である。図6(a)に示すように、剃刀状、あるいは円形状のカッター11をシートの研磨剤粒子リッチ層r1側から当ててブレード状に切断するが、このとき、切断面とカッター11の摩擦抵抗により、表面に近い研磨剤粒子リッチ層r1が引きちぎられる。これにより、研磨用ブレード8のエッジの曲率Rを形成することができる。尚、曲率Rの大きさは、カッター11の刃の形状、切断速度等によって調整することができる。
また、図6(b)に示すように、カッター11の刃を、シート表面に対して垂直よりも角度を傾けて切断するようにしても良い。これにより、切断された一方のブレードのエッジは曲率Rが大きくなると共に、切断面に容易に研磨剤粒子を露出させることができる。
The shape of the edge of the
FIG. 6 is a schematic view when a sheet is cut in the manufacturing process of the
Further, as shown in FIG. 6B, the blade of the
一方、上記のように研磨用ブレード8bのエッジを切削した形状とせず、画像形成装置100にクリーニング装置8を装着し、研磨用ブレード8bと感光体1とを当接させて空回しを行い、研磨用ブレード8bのエッジの表面を削るようにしても良い。クリーニング装置8使用開始直後にこの動作を入れることで、研磨用ブレード8bの研磨効果を初期から得られるようにすることができる。
On the other hand, the edge of the
また、研磨用ブレード8bは、図2に示すように、トレーリング方式で感光体1と当接することが良い。研磨用ブレード8bをトレーリング方式で当接させると、カウンター方式よりも感光体1上の付着物質除去能力は若干低下する。しかしながら、研磨用ブレード8bにはほとんどトナーの入力がないためブレードのめくれが起こりやすい状況にあり、これをトレーリング方式の当接により回避するものである。
このとき、研磨用ブレード8bの当接角は、5度以上25度以下が好ましい。研磨用ブレード8bの当接角が5度未満であると、ブレードが腹当たりになってしまい、クリープ現象により経時で研磨機能を発揮しなくなる。また、25度を超えるとジョブ終了時における感光体1の逆転でブレードめくれが発生してしまう。
Further, as shown in FIG. 2, the
At this time, the contact angle of the
研磨用ブレード8bの当接圧は、10gf/cm以上80gf/cm以下であることが好ましい。研磨用ブレード8bの当接圧が10gf/cm未満では当接圧が低いため、感光体1上の付着物質は研磨用ブレード8bをすり抜けやすく、十分に除去することができない。また、80gf/cmを超えると感光体1の膜削れ量が増加し、感光体1の寿命を短くするため好ましくない。
研磨用ブレード8bの硬度と、上記の当接圧の関係で得られる研磨用ブレード8bの感光体1への食い込み量は、0.2mm以上1.5mm以下であることが好ましい。上記の食い込み量となるように研磨用ブレード8bを設置することで、感光体1の膜削れ量を過剰に増加させることなく、付着物質の除去を行う研磨用ブレード8bとしての役割を十分に発揮させることができる。
The contact pressure of the
The amount of biting into the
また、本発明のクリーニング装置8は、研磨用ブレード8bに感光体1に対して接離機構を有するものであっても良い。上記のような構成からなる研磨用ブレード8bを常時感光体1に当接させていると、感光体1の表層材料が過剰に削れて異常画像を発生させる原因となったり、感光体1表面から除去した付着物質が研磨用ブレード8b表面に溜まって、やがて感光体1回転方向下流側にある帯電ローラ2a表面を汚し、地汚れの発生等につながることがある。そこで、研磨用ブレード8bに接離機構を設け、一定のタイミングで感光体1に当接させて付着物質除去動作を行わせ、それ以外は、感光体1から離間させるものである。
図7は、研磨用ブレード8bに接離機構を設けた構成を示す図である。研磨用ブレード8bは、支点をもつ回動自在な支持体8fに固定され、接離用カム8eを支持体8fに当接させて感光体1に対して接離可能な構成としている。
図8は、接離機構の動作タイミングを示すフローチャートである。図8(a)に示すように、印刷動作終了を検知後感光体1の回転を継続し、接離用カム8eを回転させ研磨用ブレード8bを感光体1に当接させ、所定時間クリーニング動作を行わせた後、再び接離用カム8eを回転させ感光体1から離間し、その後感光体1の回転を停止して終了とする。尚、本例では研磨用ブレード8bの接離のタイミングを、単純に印刷動作終了後としたが、例えば、所定の印刷積算枚数に達した印刷動作終了後のように、動作のタイミングを設定するものであってもよい。これにより、初期印刷速度に影響することなく、適切に感光体1上の付着物質を除去することができる。また、研磨用ブレード8bが常時感光体1に当接していないことから、過剰な感光体1表面の摩耗を防止することができ、感光体1表面から除去した付着物質が研磨用ブレード8bに表面に溜まるのを防止することができる。
また、接離機構の動作タイミングは、これに限らず、図8(b)に示すように、画像形成装置本体電源投入時としてもよい。これにより、印刷動作前に確実に感光体1表面の付着物質を除去できるため、安定した画像を提供することができる。
Further, the
FIG. 7 is a view showing a configuration in which a
FIG. 8 is a flowchart showing the operation timing of the contact / separation mechanism. As shown in FIG. 8A, after the completion of the printing operation is detected, the rotation of the
Further, the operation timing of the contact / separation mechanism is not limited to this, and may be when the image forming apparatus main body is turned on as shown in FIG. Thereby, since the adhered substance on the surface of the
以上説明してきた本発明のクリーニング装置8を、感光体と、帯電手段及び現像手段から選択される任意の手段とを含んで一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したプロセスカートリッジとすることができる。本プロセスカートリッジによって、小粒径トナーを用いた現像が行われる画像形成プロセスであっても、感光体上のクリーニング機能を長期に渡って維持し、画質の劣化を生じさせることのないプロセスカートリッジとすることができる。
The
本発明のクリーニング装置は、感光体1表面のクリーニング手段としてのみならず、第2の像担持体としての中間転写体、記録部材支持体としての紙搬送ベルト、それぞれの表面のクリーニング手段としても用いることができる。
図9は、本発明のクリーニング装置を装着した画像形成装置の別の構成を示す概略図である。図中符号100は複写装置本体、200はそれを載せる給紙テーブル、300は複写装置本体100上に取り付けるスキャナ、400はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。
複写装置本体100には、潜像担持体としての感光体1の周囲に帯電、現像、クリーニング等の電子写真プロセスを実行する各手段を備えた画像形成手段18を、4つ並列にしたタンデム型画像形成装置が備えられている。タンデム型画像形成装置の上部には、画像情報に基づいて感光体1をレーザー光により露光し潜像を形成する露光装置21が設けられている。また、タンデム型画像形成装置の各感光体1と対向する位置には、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト10が設けられている。中間転写ベルト10を介して感光体1と相対する位置には、感光体1上に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト10に転写する一次転写手段62が配置されている。
また、中間転写ベルト10の下方には、中間転写ベルト10上に重ね合わされたトナー像を、給紙テーブル200より搬送されてくる記録紙に一括転写する二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22は、2つのローラ23間に、無端ベルトである二次転写ベルト24を掛け渡して構成され、中間転写ベルト10を介して支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写ベルト10上のトナー像を記録紙に転写する。二次転写ベルト24は紙搬送ベルトも兼ねている。二次転写装置22の脇には、記録紙上の画像を定着する定着装置25が設けられている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成されている。
さらに、二次転写装置22および定着装置25の下側に、記録紙の両面に画像を記録すべく記録紙を反転する反転装置28を備える。
The cleaning device of the present invention is used not only as a cleaning unit for the surface of the
FIG. 9 is a schematic view showing another configuration of the image forming apparatus equipped with the cleaning device of the present invention. In the figure,
The copying apparatus
A
Furthermore, a reversing
中間転写ベルト10は、記録紙への転写位置よりもベルト移動方向下流側にベルト表面をクリーニングするクリーニング装置17を備える。クリーニング装置17の構成は、すでに説明した感光体のクリーニング装置8と同様であるので省略する。また、当然のことながら感光体1のクリーニング装置として備えるものであっても良いし、二次転写ベルト24のクリーニング装置19にも、本発明のクリーニング装置の構成を適用することができる。本発明のクリーニング装置を搭載することで、感光体のみならず中間転写体、あるいは二次転写ベルト表面に付着するトナーや付着物質を効果的にクリーニングすることができる。また、長期に渡ってそのクリーニング性能が維持されるので、画像汚れ、画像劣化を防止することができる。
The
特に、本発明のクリーニング装置を搭載することの効果が大きく得られる画像形成装置は、現像装置4で使用するトナーが、体積平均粒径3〜8μmであり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にある小粒径で粒径分布も狭い場合である。小粒径のトナーを用いることで、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。また、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、転写率を高くすることができる。
一方、上記のようなトナーは、トナーに内添、あるいは外添されている離型性を向上させるためのワックスや、流動性を向上させるための無機微粒子等がトナー中に占める割合が、小粒径化されたことで従来のトナーに比べ高くなっている。そして、これらの添加剤が感光体1上に発生する付着物質の要因となっている。そこで、本発明のクリーニング装置により、第1クリーニングブレード8aで感光体1上の転写残トナーや紙粉の除去を行い、下流側の研磨用ブレード8bでワックスや無機微粒子を主成分とする感光体1上の付着物質を削り取るようにして除去することができる。また、第1クリーニングブレード8aから漏れたトナーや紙粉等も研磨用ブレード8bで除去できる。研磨用ブレード8bは、研磨剤粒子層8b―1に厚みを有して研磨剤粒子を含有した構成であるため、研磨剤粒子が剥がれ落ちることがなく、長期に渡って良好なクリーニング機能を維持することができる。
In particular, in the image forming apparatus that can achieve the effect of mounting the cleaning device of the present invention, the toner used in the developing
On the other hand, the toner as described above has a small proportion of wax in the toner that is added internally or externally to improve the releasability and inorganic fine particles that are improved in fluidity. The particle size is higher than that of conventional toner. These additives are the cause of the adhered substances generated on the
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。 The toner suitably used in the image forming apparatus of the present invention includes a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. A toner obtained by crosslinking and / or elongation reaction in an aqueous solvent. Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.
(変性ポリエステル)
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル(i)を含む。変性ポリエステル(i)としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
(Modified polyester)
The toner according to the present invention contains a modified polyester (i) as a binder resin. The modified polyester (i) refers to a state in which a bonding group other than an ester bond is present in the polyester resin, or resin components having different configurations are bonded to the polyester resin by a covalent bond, an ionic bond, or the like. Specifically, the polyester terminal is modified by introducing a functional group such as a carboxylic acid group or an isocyanate group that reacts with a hydroxyl group into the polyester terminal and further reacting with an active hydrogen-containing compound.
変性ポリエステル(i)としては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物(PIC)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。 Examples of the modified polyester (i) include urea-modified polyester obtained by a reaction between a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group and amines (B). As the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group, a polyester having a polycondensate of a polyhydric alcohol (PO) and a polyvalent carboxylic acid (PC) and having an active hydrogen group is further added to a polyvalent isocyanate compound (PIC). And those reacted with. Examples of the active hydrogen group possessed by the polyester include a hydroxyl group (alcoholic hydroxyl group and phenolic hydroxyl group), an amino group, a carboxyl group, a mercapto group, and the like. Among these, an alcoholic hydroxyl group is preferable.
ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
The urea-modified polyester is produced as follows.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. As trihydric or higher polyhydric alcohol (TO), 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohol (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。 Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。 The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。 Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; Those blocked with caprolactam or the like; and combinations of two or more of these.
多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated.
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. . If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates.
The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of the compound (B6) obtained by blocking the amino group of B1 to B5 include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
本発明で用いられる変性ポリエステル(i)は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。変性ポリエステル(i)の重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。この時のピーク分子量は1000〜10000が好ましく、1000未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また10000を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステル(i)の数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル(ii)を用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。(i)単独の場合は、数平均分子量は、通常20000以下、好ましくは1000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
変性ポリエステル(i)を得るためのポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
The modified polyester (i) used in the present invention is produced by a one-shot method or a prepolymer method. The weight average molecular weight of the modified polyester (i) is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, more preferably 30,000 to 1,000,000. The peak molecular weight at this time is preferably 1000 to 10,000, and if it is less than 1,000, the elongation reaction hardly occurs and the elasticity of the toner is small, and as a result, the resistance to hot offset deteriorates. On the other hand, if it exceeds 10,000, the problem in production becomes high in the case of a decrease in fixability, particle formation or pulverization. The number average molecular weight of the modified polyester (i) is not particularly limited when the unmodified polyester (ii) described later is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. (I) When used alone, the number average molecular weight is usually 20000 or less, preferably 1000 to 10000, and more preferably 2000 to 8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color device are deteriorated.
In the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B) to obtain the modified polyester (i), a reaction terminator is used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. be able to. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
(未変性ポリエステル)
本発明においては、前記変性されたポリエステル(i)単独使用だけでなく、この(i)と共に、未変性ポリエステル(ii)をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。(ii)を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。(ii)としては、前記(i)のポリエステル成分と同様な多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(i)と同様である。また、(ii)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。(i)と(ii)は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、(i)のポリエステル成分と(ii)は類似の組成が好ましい。(ii)を含有させる場合の(i)と(ii)の重量比は、通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、さらに好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。(i)の重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
(Unmodified polyester)
In the present invention, not only the modified polyester (i) is used alone, but also the unmodified polyester (ii) can be contained as a binder resin component together with the (i). By using (ii) in combination, the low-temperature fixability and the gloss when used in a full-color device are improved, which is preferable to single use. Examples of (ii) include polycondensates of polyhydric alcohol (PO) and polyvalent carboxylic acid (PC) similar to the polyester component of (i), and preferred ones are also the same as (i). . (Ii) is not limited to unmodified polyester, but may be modified with a chemical bond other than a urea bond, and may be modified with a urethane bond, for example. It is preferable that (i) and (ii) are 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. When (ii) is contained, the weight ratio of (i) to (ii) is usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 30/70, more preferably 5/95 to 25/75, Particularly preferred is 7/93 to 20/80. When the weight ratio of (i) is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
(ii)のピーク分子量は、通常1000〜10000、好ましくは2000〜8000、さらに好ましくは2000〜5000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、10000を超えると低温定着性が悪化する。(ii)の水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。(ii)の酸価は1〜5が好ましく、より好ましくは2〜4である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。 The peak molecular weight of (ii) is usually 1000 to 10,000, preferably 2000 to 8000, and more preferably 2000 to 5000. If it is less than 1000, heat-resistant storage stability will deteriorate, and if it exceeds 10,000, low-temperature fixability will deteriorate. The hydroxyl value of (ii) is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The acid value of (ii) is preferably 1 to 5, more preferably 2 to 4. Since a high acid value wax is used as the wax, the low acid value binder leads to electrification and high volume resistance, so that it is easy to match the toner used for the two-component developer.
バインダ樹脂のガラス転移点(Tg)は通常35〜70℃、好ましくは55〜65℃である。35℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、70℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、本発明のトナーにおいては、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。 The glass transition point (Tg) of the binder resin is usually 35 to 70 ° C, preferably 55 to 65 ° C. If the temperature is lower than 35 ° C., the heat-resistant storage stability of the toner deteriorates, and if it exceeds 70 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient. Since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the toner of the present invention tends to have good heat storage stability even when the glass transition point is low, as compared with known polyester-based toners. Show.
(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phi Sayred, Parachlor Ortonito Aniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, 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 Polyazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Lid Russian nin green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダ樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。 The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダ樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenol-condensate E-89 (above, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSY VP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (Nippon Carlit) Manufactured), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo series Fee, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.
The amount of the charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. The amount is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the flowability of the developer is lowered, and the image density is lowered. Invite.
(離型剤)
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
(Release agent)
As a release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 ° C. works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. The effect on high temperature offset is exhibited without applying a release agent such as oil. Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax, rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline, And petroleum waxes such as petrolatum. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the master batch and the binder resin, and of course, they may be added when dissolved and dispersed in the organic solvent.
(外添剤)
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2μmであることが好ましく、特に5×10−3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−2μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
(External additive)
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 -3 ~2μm, it is particularly preferably 5 × 10 -3 ~0.5μm. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m < 2 > / g. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 wt% of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 wt%.
Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity-imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using particles having an average particle diameter of 5 × 10 −2 μm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even when stirring and mixing inside the developing device is performed to obtain a good image quality that does not cause the release of the fluidity imparting agent from the toner and does not generate firefly, etc., and further reduces the residual toner. It is done.
Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rising characteristics. It can be considered large. However, when the added amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained, that is, repeated copying. Stable image quality can be obtained even if
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
(トナーの製造方法)
1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
(Toner production method)
1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.
2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。
2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, pyridinium salt, alkylisoquinolinium salt, benzethonium chloride, fatty acid amide derivative, polyhydric alcohol Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.
Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。 Moreover, as the cationic surfactant, aliphatic quaternary ammonium such as aliphatic primary, secondary or secondary amic acid, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt which has a right fluoroalkyl group is used. Salt, benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-135 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Smoke), Megafac F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footage F-300 (Neos), and the like.
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1μm、及び3μm、ポリスチレン微粒子0.5μm及び2μm、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1μm、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage existing on the surface of the toner base particles is in the range of 10 to 90%. For example, polymethyl methacrylate
In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。 As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, the high-speed shearing method is preferable in order to make the particle size of the
3)乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
5)上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner.
The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.
Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.
また、本発明に係るトナーは、以下の形状係数SF−1、SF−2の値で規定することができる球形トナーである。図10は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100/4πを乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π) ・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
本発明に係るトナーはSF−1が100〜180の範囲にあり、SF−2が100〜180の範囲にあるトナーである。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体1との接触合点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体1との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、球形トナーは第1クリーニングブレード8aと感光体1との間隙に入り込みやすいため、トナーの形状係数SF−1とSF−2は100以上がよい。また、SF−1とSF−2が大きくなると、画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。このために、SF−1とSF−2は180を越えない方が好ましい。
The toner according to the present invention is a spherical toner that can be defined by the values of the following shape factors SF-1 and SF-2. FIG. 10 is a diagram schematically showing the shape of the toner for explaining the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2.
The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula (2). The value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100 / 4π .
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × ( 100 / 4π ) (2)
When the value of SF-2 is 100, unevenness does not exist on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.
Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated.
The toner according to the present invention is a toner having SF-1 in the range of 100 to 180 and SF-2 in the range of 100 to 180. When the shape of the toner is close to a sphere, the contact between the toner and the toner or the toner and the
また、本発明に係るトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図11は、本発明に係るトナーの形状を模式的に示す図である。図11において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)(図11(b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)(図11(c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
Further, the toner according to the present invention has a substantially spherical shape and can be represented by the following shape rule.
FIG. 11 is a diagram schematically showing the shape of the toner according to the present invention. In FIG. 11, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the toner of the present invention has a major axis and a minor axis. The ratio (r2 / r1) (see FIG. 11 (b)) is 0.5 to 1.0, and the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) (see FIG. 11 (c)) is 0.7 to 1.0. It is preferable to be in the range of 1.0. When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
Note that r1, r2, and r3 were measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of field of view and taking pictures.
以上によって製造されたトナーは、磁性キャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
また、2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、磁性キャリアとしては、鉄、マグネタイト、Mn、Zn、Cu等の2価の金属を含むフェライトであって、体積平均粒径20〜100μmが好ましい。平均粒径が20μm未満では、現像時に感光体1にキャリア付着が生じやすく、100μmを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。また、Znを含むCuフェライトが飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置100のプロセスにあわせて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えばシリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーしコア上にコーティングしても良く、また、樹脂粒子を静電気的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、0.05〜10μm、好ましくは0.3〜4μmがよい。
The toner produced as described above can also be used as a one-component magnetic toner that does not use a magnetic carrier or a non-magnetic toner.
When used in a two-component developer, it may be used by mixing with a magnetic carrier, and the magnetic carrier is a ferrite containing a divalent metal such as iron, magnetite, Mn, Zn, Cu, A volume average particle size of 20 to 100 μm is preferred. If the average particle size is less than 20 μm, carrier adhesion is likely to occur on the
1 感光体(像担持体)
2 帯電装置
3 露光装置
4 現像装置
6 転写装置
7 定着装置
8 クリーニング装置
8a 第1クリーニングブレード
8b 第二クリーニングブレード(研磨用ブレード)
8b−1 研磨剤粒子含有層
r1 研磨剤粒子リッチ層
8e 接離用カム
10 中間転写ベルト
21 露光装置
25 定着装置
1 Photoconductor (image carrier)
2 Charging
8b-1 abrasive particle containing layer r1 abrasive particle
Claims (31)
該クリーニング装置は、像担持体もしくは記録部材支持体移動方向上流側から順に、第1クリーニングブレード、第2クリーニングブレードの2つのブレードを備え、
該第2クリーニングブレードは、該第2クリーニングブレードの表面に、弾性材料に研磨剤粒子を含有させてなる研磨剤粒子含有層を有する研磨用ブレードであり、
該研磨用ブレードは、シート表面の研磨剤粒子含有層側から切断することで、研磨剤粒子含有層からなるエッジの一部が切削され、該切削面が像担持体もしくは記録部材支持体に当接するように設置される
ことを特徴とするクリーニング装置。 A cleaning device for cleaning the surface of an image carrier or a recording member support,
The cleaning device includes two blades, a first cleaning blade and a second cleaning blade, in order from the upstream side in the moving direction of the image carrier or the recording member support.
The second cleaning blade is a polishing blade having an abrasive particle-containing layer in which abrasive particles are contained in an elastic material on the surface of the second cleaning blade ,
The polishing blade is cut from the abrasive particle-containing layer side of the sheet surface, whereby a part of the edge made of the abrasive particle-containing layer is cut, and the cutting surface contacts the image carrier or the recording member support. A cleaning device that is installed in contact with each other.
前記研磨用ブレードと像担持体もしくは記録部材支持体とが接触する幅は、0.01mm以上5mm以下である
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1,
The width of the contact between the polishing blade and the image carrier or the recording member support is 0.01 mm or more and 5 mm or less.
前記研磨用ブレードは、前記研磨剤粒子含有層の1層構造からなる
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1 or 2,
The polishing blade has a single-layer structure of the abrasive particle-containing layer.
前記研磨用ブレードは、ブレード母体層と、前記研磨剤粒子含有層との2層構造からなる
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 1 or 2,
The polishing blade has a two-layer structure of a blade base layer and the abrasive particle-containing layer.
前記研磨用ブレードに用いられる弾性材料は、ゴム硬度が65度以上100度以下のゴム材料である
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 4,
The cleaning device, wherein the elastic material used for the polishing blade is a rubber material having a rubber hardness of 65 degrees or more and 100 degrees or less.
前記研磨用ブレードに用いられる弾性材料は、ゴム硬度が85度以上100度以下のゴム材料である
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 4,
The elastic material used for the polishing blade is a rubber material having a rubber hardness of 85 degrees or more and 100 degrees or less.
前記研磨用ブレードに用いられる弾性材料は、動摩擦係数が1.5以下のゴム材料である
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 5 or 6,
The elastic material used for the polishing blade is a rubber material having a dynamic friction coefficient of 1.5 or less.
前記研磨用ブレードの研磨剤粒子含有層は、研磨剤粒子の含有量が0.5wt%以上50wt%以下である
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 7,
The abrasive particle-containing layer of the polishing blade has an abrasive particle content of 0.5 wt% or more and 50 wt% or less.
前記研磨用ブレードの研磨剤粒子含有層は、研磨剤粒子の体積占有率に傾斜を有し、体積占有率が50%以上の研磨剤粒子リッチ層が、ブレードの厚み方向に5μm以上100μm以下の厚みである
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 8,
The abrasive particle-containing layer of the polishing blade has an inclination in the volume occupancy of the abrasive particles, and the abrasive particle rich layer having a volume occupancy of 50% or more is 5 μm or more and 100 μm or less in the thickness direction of the blade. A cleaning device having a thickness.
前記研磨用ブレードの研磨剤粒子含有層は、平均粒径及び/又は種類の異なる複数の研磨剤粒子を混合して含有する
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 9,
The abrasive particle-containing layer of the polishing blade contains a mixture of a plurality of abrasive particles having different average particle diameters and / or types.
前記研磨用ブレードの研磨剤粒子含有層は、純度80%以上の酸化セリウムを含有する
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 10,
The abrasive particle-containing layer of the polishing blade contains cerium oxide having a purity of 80% or more.
前記研磨用ブレードに用いられる研磨剤粒子の平均粒径は、0.05μm以上100μm以下である
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 11,
An average particle diameter of abrasive particles used for the polishing blade is 0.05 μm or more and 100 μm or less.
前記研磨用ブレードは、研磨剤粒子含有層からなるエッジの曲率Rを5μm以上150μm以下とする
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 12,
The cleaning blade is characterized in that the curvature R of the edge made of the abrasive particle-containing layer is 5 μm or more and 150 μm or less.
前記研磨用ブレードは、製造時のシート切断の際、シート表面に対して垂直方向よりも角度を設けて切断され、製造される
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 13,
The polishing blade is manufactured by cutting the sheet at the time of manufacturing at an angle with respect to the surface of the sheet from a direction perpendicular to the vertical direction.
前記研磨用ブレードは、研磨剤粒子含有層からなるエッジが像担持体もしくは記録部材支持体に当接するように設置され、像担持体もしくは記録部材支持体の空回しによって当該当接部が切削される
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 14,
The polishing blade is installed such that an edge formed of the abrasive particle-containing layer contacts the image carrier or the recording member support, and the contact portion is cut by the idling of the image carrier or the recording member support. A cleaning device.
前記研磨用ブレードは、トレーリング方式で像担持体もしくは記録部材支持体と当接する
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 15,
The cleaning device, wherein the polishing blade is in contact with an image carrier or a recording member support by a trailing method.
前記研磨用ブレードの当接角は、5度以上25度以下である
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 16, wherein
The contact angle of the polishing blade is not less than 5 degrees and not more than 25 degrees.
前記研磨用ブレードの当接圧は、10gf/cm以上80gf/cm以下である
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to claim 16 or 17,
The cleaning device according to claim 1, wherein a contact pressure of the polishing blade is 10 gf / cm or more and 80 gf / cm or less.
前記研磨用ブレードの食い込み量は、0.2mm以上1.5mm以下である
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 16 to 18,
The amount of biting of the polishing blade is not less than 0.2 mm and not more than 1.5 mm.
前記研磨用ブレードは、前記像担持体に対して接離機構を有する
ことを特徴とするクリーニング装置。 The cleaning device according to any one of claims 1 to 19,
The cleaning device, wherein the polishing blade has a contact / separation mechanism with respect to the image carrier.
弾性材料と研磨剤粒子との混合物を遠心成形してシートを得、
該シートを切断してブレード状物とする際に、該シート表面の研磨剤粒子含有層側から切断し、
該切断により、前記研磨剤粒子含有層からなるエッジの一部が切削されて前記研磨剤粒子が露出する
ことを特徴とする研磨用ブレードの製造方法。 A method for producing a polishing blade provided in a cleaning device for cleaning the surface of an image carrier or a recording member support,
Centrifuge the mixture of elastic material and abrasive particles to obtain a sheet,
When cutting the sheet into a blade-like material, cut from the abrasive particle-containing layer side of the sheet surface,
A method for producing a polishing blade, characterized in that, by the cutting, a part of an edge made of the abrasive particle-containing layer is cut to expose the abrasive particles.
弾性材料と研磨剤粒子との混合物を遠心成形してシートを得、
該シートを切断してブレード状物とする際に、該シート表面の研磨剤粒子含有層側から、かつ該シート表面に対して垂直方向よりも角度を設けて切断し、
該切断により、前記研磨剤粒子含有層からなるエッジの一部が切削されて前記研磨剤粒子が露出する
ことを特徴とする研磨用ブレードの製造方法。 A method for producing a polishing blade provided in a cleaning device for cleaning the surface of an image carrier or a recording member support,
Centrifuge the mixture of elastic material and abrasive particles to obtain a sheet,
When cutting the sheet into a blade-like material, cut from the abrasive particle-containing layer side of the sheet surface and at an angle from the direction perpendicular to the sheet surface,
A method for producing a polishing blade, characterized in that, by the cutting, a part of an edge made of the abrasive particle-containing layer is cut to expose the abrasive particles.
該クリーニング手段として、請求項1ないし20のいずれかに記載のクリーニング装置を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 A process cartridge that is integrally supported and includes at least an image carrier and a cleaning unit that cleans the surface of the image carrier, and is detachably formed on the image forming apparatus main body.
21. A process cartridge comprising the cleaning device according to claim 1 as the cleaning means.
像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、
帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、
像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、
像担持体表面の可視像を記録部材に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、
該画像形成装置は、像担持体の表面をクリーニングする手段として、請求項1ないし20のいずれかに記載のクリーニング装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying a latent image;
Charging means for uniformly charging the surface of the image carrier;
Exposure means for exposing the surface of the charged image carrier based on image data and writing a latent image;
Developing means for supplying a toner to the latent image formed on the surface of the image bearing member to visualize the latent image;
In an image forming apparatus comprising transfer means for transferring a visible image on the surface of an image carrier to a recording member,
21. An image forming apparatus comprising the cleaning device according to claim 1 as means for cleaning a surface of an image carrier.
第1の像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、
帯電した第1の像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、
第1の像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、
第1の像担持体表面の可視像を第2の像担持体に一旦転写し、その後第2の像担持体が保持する可視像を記録部材に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、
該画像形成装置は、第2の像担持体の表面をクリーニングする手段として、請求項1ないし20のいずれかに記載のクリーニング装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。 A first image carrier that carries a latent image;
Charging means for uniformly charging the surface of the first image carrier;
Exposure means for exposing the surface of the charged first image carrier based on image data and writing a latent image;
Developing means for supplying toner to the latent image formed on the surface of the first image carrier to make it visible;
An image forming apparatus comprising: a transfer unit that temporarily transfers a visible image on the surface of the first image carrier to the second image carrier, and then transfers the visible image held by the second image carrier to a recording member. In
21. The image forming apparatus, comprising: the cleaning device according to claim 1 as means for cleaning a surface of a second image carrier.
像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、
帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、
像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、
像担持体表面の可視像を記録部材に転写する転写手段と、
転写位置近傍で記録部材を支持しながら搬送する記録部材支持体とを備える画像形成装置において、
該画像形成装置は、記録部材支持体の表面をクリーニングする手段として、請求項1ないし20のいずれかに記載のクリーニング装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for carrying a latent image;
Charging means for uniformly charging the surface of the image carrier;
Exposure means for exposing the surface of the charged image carrier based on image data and writing a latent image;
Developing means for supplying a toner to the latent image formed on the surface of the image bearing member to visualize the latent image;
Transfer means for transferring a visible image on the surface of the image carrier to a recording member;
In an image forming apparatus comprising a recording member support that conveys while supporting a recording member in the vicinity of a transfer position,
The image forming apparatus includes the cleaning device according to claim 1 as means for cleaning the surface of the recording member support.
前記現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が3〜8μmで、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。 27. The image forming apparatus according to claim 24, wherein:
The toner used in the developing unit has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) of 1.00 to 1.40. An image forming apparatus characterized by being in the range.
前記現像手段で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 24 to 27.
The toner used in the developing means crosslinks a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent is dispersed in an organic solvent in an aqueous medium. And / or a toner obtained by an extension reaction.
前記現像手段で用いられるトナーは、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 24 to 28.
The image forming apparatus, wherein the toner used in the developing unit has a shape factor SF-1 in the range of 100 to 180 and a shape factor SF-2 in the range of 100 to 180.
前記現像手段で用いられるトナーは、略球形状である
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 24 to 29.
An image forming apparatus, wherein the toner used in the developing unit has a substantially spherical shape.
前記トナーは、その形状が長軸r1、短軸r2、厚さr3で規定され(但し、r1≧r2≧r3とする。)、長軸r1と短軸r2との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲にあり、厚さr3と短軸r2との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 30, wherein
The shape of the toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), and a ratio (r2 / r1) between the major axis r1 and the minor axis r2 is set. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus is in the range of 0.5 to 1.0, and the ratio of the thickness r3 to the minor axis r2 (r3 / r2) is in the range of 0.7 to 1.0.
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