JP4820264B2 - Protective layer forming apparatus, process cartridge, and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式を利用した画像形成に用いられ、像担持体の表面を保護する保護剤を供給する保護剤供給部材とその保護剤供給部材に保護剤を供給する保護剤バーとを用い前記像担持体表面に保護剤による保護層を形成する保護層形成装置、その保護層形成装置を有す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 is used in an image formation using an electrophotographic system, and a protective agent bar supplying protective agent to the protective agent supplying member and the protective agent supplying member for supplying a protective agent to protect the surface of the image bearing member The present invention relates to a protective layer forming apparatus for forming a protective layer with a protective agent on the surface of the image carrier used, a process cartridge having the protective layer forming apparatus, and an image forming apparatus.
従来、電子写真方式による画像形成では、光導電性物質等からなる像担持体上に静電荷による潜像(静電潜像と言う)を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナー粒子を付着させ可視像を形成している。トナーにより形成された可視像は、最終的に紙等の転写媒体に転写された後、熱、圧力や溶剤気体等によって転写媒体に定着され、出力画像となる。 Conventionally, in electrophotographic image formation, a latent image (referred to as an electrostatic latent image) is formed on an image carrier made of a photoconductive substance or the like, and the electrostatic latent image is charged. Toner particles are adhered to form a visible image. The visible image formed by the toner is finally transferred to a transfer medium such as paper, and then fixed to the transfer medium by heat, pressure, solvent gas, or the like, and becomes an output image.
これらの画像形成の方式は、可視像化のためのトナー粒子を帯電させる方法により、トナー粒子とキャリア粒子の攪拌・混合による摩擦帯電を用いる、いわゆる二成分現像方式と、キャリア粒子を用いずにトナー粒子への電荷付与を行う、いわゆる一成分現像方式とに大別される。また、一成分現像方式では、現像ローラへのトナー粒子の保持に磁気力を使用するか否かにより、磁性一成分現像方式、非磁性一成分現像方式に分類される。 These image forming methods include a so-called two-component development method that uses friction charging by stirring and mixing toner particles and carrier particles by a method of charging toner particles for visualization, and without using carrier particles. In other words, the toner particles are roughly classified into so-called one-component development systems in which charge is imparted to toner particles. In addition, the one-component development method is classified into a magnetic one-component development method and a non-magnetic one-component development method depending on whether or not a magnetic force is used for holding toner particles on the developing roller.
これまで、高速性、画像再現性を要求される複写機や、これらをベースとした複合機等では、トナー粒子の帯電の安定性、立上がり性、画像品質の長期的安定性等の要求から、二成分現像方式が多く採用され、省スペース性、低コスト化等の要求が大きい、小型のプリンター、ファクシミリ等には、一成分現像方式が多く採用されてきていた。
また、特に昨今、出力画像のカラー化が進み、画像の高画質化や画像品質の安定化に対する要求は、これまでにも増して強くなっている。
高画質化のためには、トナーの平均粒径は小さくなり、また、その粒子形状は角張った部分がなくなり、より丸い形状になってきている。
So far, in copying machines that require high speed and image reproducibility, and multi-function machines based on these, due to demands such as toner particle charging stability, start-up stability, and long-term image quality stability, The two-component development method is often used, and the one-component development method has been often used in small printers, facsimiles, and the like that demand large space savings and low costs.
In particular, in recent years, colorization of output images has progressed, and the demand for higher image quality and stabilization of image quality has become stronger than ever.
In order to improve the image quality, the average particle diameter of the toner is reduced, and the shape of the particles is not rounded and becomes more round.
これら電子写真方式による画像形成装置は、現像方式の違いによらず、一般的にドラム形状やベルト形状をした像担持体(一般には光導電性の感光体)を回転させつつ一様に帯電し、レーザー光等により像担持体上に静電潜像のパターンを形成し、これを現像装置のトナーにより可視像化して、更に転写媒体上に転写を行っている。 These electrophotographic image forming apparatuses are uniformly charged while rotating an image carrier (generally a photoconductive photoreceptor) generally in the form of a drum or a belt, regardless of the development method. Then, a pattern of an electrostatic latent image is formed on the image carrier by laser light or the like, and this is visualized with toner of a developing device, and further transferred onto a transfer medium.
また、転写媒体へトナー像を転写した後の像担持体上へは、転写されなかったトナー成分が残存する。これらの残存物が、そのまま帯電工程に搬送されると、像担持体の均等な帯電を阻害することがしばしば有るため、一般的には、転写工程を経た後に、像担持体上に残存するトナー成分等を、クリーニング工程にて除去し、像担持体表面を十分に清浄な状態とした上で、再度の帯電が行われる。 Further, the toner component that has not been transferred remains on the image carrier after the toner image is transferred to the transfer medium. When these residues are conveyed to the charging process as they are, it is often the case that the uniform charging of the image carrier is hindered. The components and the like are removed in a cleaning process to make the surface of the image carrier sufficiently clean, and then charging is performed again.
このように、像担持体の表面は帯電、現像、転写、クリーニング等の各工程で、様々な物理的ストレスや電気的ストレスを受け、使用時間を経るに伴って表面状態が変化する。
これらのストレスのうちクリーニング工程での摩擦によるストレスは、像担持体を磨耗させ、また、擦過傷を発生させることが知られている。この課題を解消すべく、これまでにも像担持体とクリーニング部材間の摩擦力を低減させるために各種潤滑剤や、潤滑成分の供給・膜形成方法について、多くの提案がなされている。
As described above, the surface of the image bearing member is subjected to various physical stresses and electrical stresses in various processes such as charging, development, transfer, and cleaning, and the surface state changes as the usage time elapses.
Of these stresses, it is known that the stress due to friction in the cleaning process causes the image carrier to wear and causes scratches. In order to solve this problem, many proposals have been made so far regarding various lubricants and methods for supplying lubricant components and forming films in order to reduce the frictional force between the image carrier and the cleaning member.
例えば特許文献1及び特許文献2では、感光体やクリーニングブレードの寿命を延ばすため、感光体表面にステアリン酸亜鉛を主成分とする固体潤滑剤を供給し、感光体表面に潤滑被膜を形成することが提案されている。
For example, in Patent Document 1 and
上記の従来技術のように、ステアリン酸亜鉛を固体潤滑剤に用いる場合、ステアリン酸亜鉛からなる保護剤バーにブラシを擦り付けてブラシにステアリン酸亜鉛を移行した後、ブラシから感光体表面にステアリン酸亜鉛が供給されていた。ステアリン酸亜鉛は比較的硬いため、ブラシを擦り付けると微粉体となり感光体表面に付着し、これをブロード等により引き延ばすことで、ステアリン酸亜鉛は感光体上に膜状に存在することになる。 When zinc stearate is used as a solid lubricant as in the prior art described above, the zinc stearate is transferred to the brush after rubbing the brush against the protective agent bar made of zinc stearate, and then the stearic acid from the brush to the surface of the photoreceptor. Zinc was being supplied. Since zinc stearate is relatively hard, when it is rubbed with a brush, it becomes a fine powder and adheres to the surface of the photoconductor. By stretching it by broadening or the like, the zinc stearate is present in a film form on the photoconductor.
しかし、感光体に付着した微粉末のステアリン酸亜鉛の一部は、クリーニングブレードを通過しても微粉末の形状を維持し、帯電工程で帯電装置に付着しやすかった。特に、帯電装置に帯電ローラを用いた場合には、感光体と帯電ローラとは、接触あるいは数百μm以下の距離しか離れていないため、ステアリン酸亜鉛粒子が帯電ローラに付着する確立は非常に大きかった。さらに、帯電ローラに直流電圧と交流電圧を重畳して帯電を行うと、帯電ローラに付着したステアリン酸亜鉛は帯電のエネルギーで溶解し、クリーニングしきれなかったトナー成分を巻き込みながら、帯電ローラ上に膜状に固着してしまい、その部分の抵抗を高くさせてしまい、帯電ムラが生じやすくなる欠点を有していた。そのため、ブラシで擦り付けても微粉末となりにくい潤滑剤(保護剤)が求められていた。 However, some of the finely powdered zinc stearate adhering to the photoreceptor maintained the fine powder shape even after passing through the cleaning blade, and easily adhered to the charging device in the charging step. In particular, when a charging roller is used in the charging device, the photosensitive member and the charging roller are in contact with each other or separated by a distance of several hundred μm or less. It was big. Furthermore, when charging is performed by superimposing a DC voltage and an AC voltage on the charging roller, the zinc stearate adhering to the charging roller is dissolved by the charging energy, and the toner component that could not be cleaned is entrained on the charging roller. The film is fixed in the form of a film, which increases the resistance of the portion, and has the disadvantage that uneven charging tends to occur. Therefore, there has been a demand for a lubricant (protective agent) that does not easily become a fine powder even when rubbed with a brush.
保護剤を棒状にした保護剤バーにブラシを擦り付けて感光体へ保護剤を供給するときに、保護剤バーが微粉末になりにくくするためには、保護剤バーに柔らかい材料を用い、保護剤バーにブラシが擦り付けられる際の衝撃で粉末になるのではなく、ブラシの先端に保護剤が付着して、保護剤が付着したブラシの先端が、感光体に擦り付けられた際に、ブラシから感光体に保護剤が移行するようにすれば良いことが分かった。 When supplying the protective agent to the photoconductor by rubbing the brush against the protective agent bar in the form of a rod, to prevent the protective agent bar from becoming fine powder, use a soft material for the protective agent bar. Rather than being powdered by the impact when the brush is rubbed against the bar, a protective agent adheres to the tip of the brush, and when the tip of the brush with the protective agent is rubbed against the photoconductor, It was found that the protective agent should be transferred to the body.
しかし、保護剤を付着させる初期の段階では、ブラシには保護剤が付着していないため、感光体上に保護剤がなかなか供給されない不具合が生じていた。感光体上に保護剤が存在しない状態で画像形成を繰り返すと、保護剤が存在してない部分は、帯電によるエネルギーを受けて酸化劣化してしまい、感光体上の残トナーのクリーニング性の低下及びクリーニングブレード端部の磨耗、トナー成分が膜状に付着する所謂フィルミングの発生が生じやすい。このような現象が生じてしまうと、保護剤を供給できるようになっても、異常はほとんど解消されることがなく、感光体あるいはプロセスカートリッジを交換しなければならない不具合が生じていた。 However, at the initial stage of attaching the protective agent, since the protective agent is not attached to the brush, there is a problem that the protective agent is not easily supplied onto the photoreceptor. If image formation is repeated in the absence of a protective agent on the photoconductor, the portion where the protective agent is not present will be oxidized and deteriorated due to the energy of charging, resulting in a decrease in the cleaning properties of residual toner on the photoconductor. In addition, wear of the cleaning blade end portion and so-called filming in which the toner component adheres in a film form are likely to occur. When such a phenomenon occurs, even if the protective agent can be supplied, the abnormality is hardly eliminated, and a problem that the photosensitive member or the process cartridge has to be replaced occurs.
本発明は上記の様な現状の問題点に鑑みなされたものであり、充分な像担持体表面の保護効果、特に帯電工程並びにクリーニング工程でのストレスに対する保護効果を、画像形成の初期から発現することができるように保護剤を供給する保護剤供給部材とその保護剤供給部材に保護剤を供給するのに適した保護剤バーとを用い前記像担持体表面に保護剤による保護層を形成する保護層形成装置を提供すること、を目的とする。さらには、その保護層形成装置を有するプロセスカートリッジと、その保護層形成装置またはプロセスカートリッジを有し、高画質の画像形成が可能な画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems as described above, and exhibits a sufficient protective effect on the surface of the image carrier, particularly a protective effect against stress in the charging step and the cleaning step, from the initial stage of image formation. A protective layer is formed on the surface of the image carrier using a protective agent supply member that supplies the protective agent and a protective agent bar that is suitable for supplying the protective agent to the protective agent supply member. An object is to provide a protective layer forming apparatus. It is another object of the present invention to provide a process cartridge having the protective layer forming apparatus and an image forming apparatus having the protective layer forming apparatus or the process cartridge and capable of forming a high quality image.
上記目的を達成するため、本発明では以下のような技術的手段を採っている。
本発明の第1の手段は、棒状の保護剤からなり、前記保護剤の25℃における鉛筆硬度が、4Bよりも柔らかい硬度に設定されている保護剤バーと、該保護剤バーに接触するブラシを有する保護材供給部材とを備え、前記ブラシは、その最先端からブラシ長手方向における50μm以内の領域において断面積が前記最先端に向けて増加しているとともに、該最先端から該ブラシ長手方向における50μm以降の領域において断面積が一定の形状であり、前記増加によって形成された前記ブラシの最大の断面積が、該ブラシの最先端から50μmの位置における該ブラシの断面積よりも5〜100%大きく、前記保護剤バーを、前記ブラシに押し当てて、前記保護剤を該ブラシに移行させ、該ブラシを像担持体に押し当てて該保護剤を該像担持体に供給する保護層形成装置であることを特徴とする。
また、本発明の第2の手段は、第1の手段の保護層形成装置において、前記ブラシ長手方向において、前記ブラシの断面積が最大である場所から前記最先端までの距離が、40μm以下であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.
The first means of the present invention comprises a protective agent bar made of a rod-like protective agent, wherein the protective agent has a pencil hardness at 25 ° C. set to a softer hardness than 4B, and a brush in contact with the protective agent bar The brush has a cross-sectional area that increases toward the leading edge in a region within 50 μm in the longitudinal direction of the brush from the leading edge, and the brush longitudinal direction from the leading edge. In the region after 50 μm, the cross-sectional area has a constant shape, and the maximum cross-sectional area of the brush formed by the increase is 5 to 100 than the cross-sectional area of the brush at a position of 50 μm from the forefront of the brush. %, The protective agent bar is pressed against the brush, the protective agent is transferred to the brush, and the brush is pressed against the image carrier to apply the protective agent to the image carrier. Characterized in that it is a protective layer forming device supplies.
Further, according to a second means of the present invention, in the protective layer forming apparatus of the first means, in the brush longitudinal direction, the distance from the place where the cross-sectional area of the brush is maximum to the most advanced is 40 μm or less. It is characterized by being.
本発明の第3の手段は、第1または第2の手段の保護層形成装置において、
前記保護剤は、疎水性物質を50重量%以上含有することを特徴とする。
また、本発明の第4の手段は、第3の手段の保護層形成装置において、前記疎水性物質がパラフィンであることを特徴とする。
さらに本発明の第5の手段は、第1または第2の手段の保護層形成装置において、前記保護剤は両親媒性(親水性と疎水性)の有機物を含有しており、前記保護剤中の両親媒性の有機物の含有量が3重量%以上であることを特徴とする。
According to a third means of the present invention, in the protective layer forming apparatus of the first or second means,
The protective agent contains 50% by weight or more of a hydrophobic substance .
According to a fourth means of the present invention, in the protective layer forming apparatus of the third means, the hydrophobic substance is paraffin.
Further, according to a fifth means of the present invention, in the protective layer forming apparatus of the first or second means, the protective agent contains an amphiphilic (hydrophilic and hydrophobic) organic substance, The content of the amphiphilic organic substance is 3% by weight or more.
本発明の第6の手段は、第5の手段の保護層形成装置において、前記保護剤中の両親媒性の有機物のHLB値(界面活性剤の水と油の親和性を示す値:Hydrophile-Lipophile Balance)が1.0〜6.5に設定されていることを特徴とする。
また、本発明の第7の手段は、第5または第6の手段の保護層形成装置において、前記保護剤中の両親媒性の有機物が非イオン系界面活性剤であることを特徴とする。
さらに本発明の第8の手段は、第5ないし第7の何れか1つの手段の保護層形成装置において、前記保護剤が、疎水性有機化合物(A)と両親媒性の有機物(B)を含有したものであることを特徴とする。
According to a sixth means of the present invention, in the protective layer forming apparatus according to the fifth means, an HLB value of an amphiphilic organic substance in the protective agent (a value indicating the affinity between water and oil of the surfactant: Lipophile Balance) is set to 1.0 to 6.5 .
According to a seventh means of the present invention, in the protective layer forming apparatus of the fifth or sixth means, the amphiphilic organic substance in the protective agent is a nonionic surfactant .
Further, according to an eighth means of the present invention, in the protective layer forming apparatus according to any one of the fifth to seventh means, the protective agent is a hydrophobic organic compound (A) and an amphiphilic organic substance (B). It is characterized by containing .
本発明の第9の手段は、第8の手段の保護層形成装置において、前記保護剤に含有される疎水性有機化合物(A)と両親媒性の有機物(B)の重量比A/Bが、50/50〜97/3であることを特徴とする。
また、本発明の第10の手段は、第8または第9の手段の保護層形成装置において、前記保護剤に含有される疎水性有機化合物(A)は、パラフィンであることを特徴とする。
さらに本発明の第11の手段は、第1ないし第10のいずれか1つの手段の保護層形成装置において、前記保護剤は、50〜130℃に少なくとも一つの吸熱ピーク温度を有することを特徴とする。
さらにまた、本発明の第12の手段は、第1ないし第11のいずれか1つの手段の保護層形成装置において、前記保護剤バーを前記保護剤供給部材のブラシに押し当てて前記保護剤を前記保護剤供給部材のブラシに移行させる押圧力付与機構と、前記保護剤供給部材により像担持体上に供給された保護剤を薄層化する保護層形成機構とを有することを特徴とする。
According to a ninth means of the present invention, in the protective layer forming apparatus of the eighth means, the weight ratio A / B of the hydrophobic organic compound (A) and the amphiphilic organic substance (B) contained in the protective agent is 50/50 to 97/3 .
According to a tenth means of the present invention, in the protective layer forming apparatus according to the eighth or ninth means, the hydrophobic organic compound (A) contained in the protective agent is paraffin .
The eleventh means of the present invention is the protective layer forming apparatus according to any one of the first to tenth means, wherein the protective agent has at least one endothermic peak temperature at 50 to 130 ° C. And
Furthermore, the twelfth means of the present invention is the protective layer forming apparatus according to any one of the first to eleventh means, wherein the protective agent bar is pressed against a brush of the protective agent supply member. A pressing force applying mechanism for transferring the protective agent to the brush of the protective agent supply member, and a protective layer forming mechanism for thinning the protective agent supplied onto the image carrier by the protective agent supply member. .
本発明の第13の手段は、プロセスカートリッジであって、少なくとも、像担持体と、第1ないし第12のいずれか1つの手段の保護層形成装置とをカートリッジ内に備えたことを特徴とする。
また、本発明の第14の手段は、画像形成装置であって、少なくとも、像担持体と、第1ないし第12のいずれか1つの手段の保護層形成装置を備えたことを特徴とする。
A thirteenth means of the present invention is a process cartridge , characterized in that at least the image carrier and the protective layer forming device of any one of the first to twelfth means are provided in the cartridge. .
A fourteenth means of the present invention is an image forming apparatus, comprising at least an image carrier and a protective layer forming device of any one of the first to twelfth means .
本発明の第15の手段は、画像形成装置であって、第13の手段のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする。
また、本発明の第16の手段は、第14の手段の画像形成装置において、前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体に光を照射して静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナーで現像して可視像化する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写媒体または中間転写媒体に転写する転写手段と、転写後の前記像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成部を備え、該画像形成部の前記クリーニング手段から前記帯電手段に至る部分に前記保護層形成装置を有することを特徴とする。
さらに本発明の第17の手段は、第15の手段の画像形成装置において、前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体に光を照射して静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナーで現像して可視像化する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写媒体または中間転写媒体に転写する転写手段と、転写後の前記像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成部を備え、該画像形成部の前記クリーニング手段から前記帯電手段に至る部分に前記保護層形成装置を有し、かつ、前記画像形成部を構成する像担持体と、前記帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうちの少なくとも1つと、前記保護層形成装置とを、前記プロセスカートリッジに備えたことを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the process cartridge of the thirteenth means .
According to a sixteenth means of the present invention, in the image forming apparatus of the fourteenth means, a charging means for charging the image carrier and an electrostatic latent image are formed by irradiating the charged image carrier with light. Latent image forming means, developing means for developing the electrostatic latent image on the image carrier with toner to make a visible image, and transferring the toner image on the image carrier to a transfer medium or an intermediate transfer medium An image forming unit having a transfer unit and a cleaning unit that removes toner remaining on the surface of the image carrier after the transfer, and the protective layer on a portion from the cleaning unit to the charging unit of the image forming unit It has a forming apparatus .
Further, according to a seventeenth means of the present invention, in the image forming apparatus of the fifteenth means, a charging means for charging the image carrier and an electrostatic latent image are formed by irradiating the charged image carrier with light. A latent image forming unit; a developing unit that develops the electrostatic latent image on the image carrier with a toner to form a visible image; and a transfer that transfers the toner image on the image carrier to a transfer medium or an intermediate transfer medium. And an image forming unit having a cleaning unit for removing toner remaining on the surface of the image carrier after transfer, and forming the protective layer on a portion from the cleaning unit to the charging unit of the image forming unit The process cartridge includes an image carrier that comprises the image forming unit, at least one of the charging unit, the developing unit, and the cleaning unit, and the protective layer forming unit. With features That.
本発明の第18の手段は、第16または第17の手段の画像形成装置において、前記画像形成部を複数並設し、該複数の画像形成部でトナー色の異なる画像を形成し、各色のトナー像を転写媒体または中間転写媒体に重ね合わせて転写して多色またはフルカラー画像を形成することを特徴とする。 According to an eighteenth means of the present invention, in the image forming apparatus of the sixteenth or seventeenth means , a plurality of the image forming portions are arranged side by side, and images having different toner colors are formed in the plurality of image forming portions. A toner image is superimposed on a transfer medium or an intermediate transfer medium and transferred to form a multicolor or full color image .
本発明の第1の手段の保護層形成装置においては、棒状の保護剤からなり、前記保護剤の25℃における鉛筆硬度が、4Bよりも柔らかい硬度に設定されている保護剤バーと、該保護剤バーに接触するブラシを有する保護材供給部材とを備え、前記ブラシは、その最先端からブラシ長手方向における50μm以内の領域において断面積が前記最先端に向けて増加しているとともに、該最先端から該ブラシ長手方向における50μm以降の領域において断面積が一定の形状であり、前記増加によって形成された前記ブラシの最大の断面積が、該ブラシの最先端から50μmの位置における該ブラシの断面積よりも5〜100%大きく、前記保護剤バーを、前記ブラシに押し当てて、前記保護剤を該ブラシに移行させ、該ブラシを像担持体に押し当てて該保護剤を該像担持体に供給することにより、ブラシの端部に効率的に保護剤を保持し、さらに像担持体に供給できるため、像担持体の保護効果が高い保護剤を保護剤供給部材のブラシを介して像担持体へスムーズに効率的に供給することができ、像担持体上に保護剤を膜状に形成することができる。
また、第2の手段の保護層形成装置においては、前記ブラシ長手方向において、前記ブラシの断面積が最大である場所から前記最先端までの距離が、40μm以下であることにより、保護剤バーに対してブラシの段差が適切な高さであるため、画像形成初期(塗布ブラシ使用初期)においても、保護剤を像担持体へスムーズに供給することができる。
さらに第3〜第11の手段の保護層形成装置においては、像担持体の保護効果が高い保護剤を、保護剤供給部材のブラシを介して像担持体へ効率的に供給することができる。
また、第12の手段の保護層形成装置においては、像担持体の保護効果が高い保護剤を、保護剤供給部材のブラシを介して像担持体へ効率的に供給することができ、像担持体上に保護剤を膜状に形成することができる。
In the protective layer forming device of the first aspect of the present invention consists of a rod-shaped protective agent, pencil hardness at 25 ° C. of the protective agent, the protective agent bar set in the softer hardness than 4B, the protective A protective material supply member having a brush in contact with the agent bar , wherein the brush has a cross-sectional area that increases toward the forefront in a region within 50 μm in the longitudinal direction of the brush from the foremost. The cross-sectional area has a constant shape in the region of 50 μm or more in the longitudinal direction of the brush from the tip, and the maximum cross-sectional area of the brush formed by the increase is the breakage of the brush at a position of 50 μm from the forefront of the brush. 5-100% larger than the area, the protective agent bar is pressed against the brush, the protective agent is transferred to the brush, and the brush is pressed against the image carrier. By supplying the protective agent to the image carrier, the protective agent can be efficiently held at the end of the brush, and further supplied to the image carrier, thus protecting the protective agent having a high protective effect on the image carrier. It can be smoothly and efficiently supplied to the image carrier through the brush of the agent supply member, and the protective agent can be formed on the image carrier in the form of a film.
Further, in the protective layer forming apparatus of the second means, the distance from the location where the cross-sectional area of the brush is maximum to the most advanced in the longitudinal direction of the brush is 40 μm or less. On the other hand, since the level difference of the brush is an appropriate height, the protective agent can be smoothly supplied to the image carrier even in the initial stage of image formation (initial stage of using the application brush).
Further, in the protective layer forming apparatus of the third to eleventh means, a protective agent having a high protective effect on the image carrier can be efficiently supplied to the image carrier via the brush of the protective agent supply member.
In the protective layer forming apparatus of the twelfth means, a protective agent having a high protective effect on the image carrier can be efficiently supplied to the image carrier via the brush of the protective agent supply member. A protective agent can be formed into a film on the body.
第13の手段においては、像担持体とともに、該像担持体に保護層を形成する第1ないし第12のいずれか1つの手段の保護層形成装置をカートリッジ内に備えているので、高寿命のプロセスカートリッジを実現することができる。
また、第14、第16の手段においては、像担持体とともに、該像担持体に保護層を形成する第1の手段の保護層形成装置を備えているので、像担持体の寿命が長く、高画質の画像形成が可能な画像形成装置を実現することができる。
さらに第15、第17の手段においては、第13の手段のプロセスカートリッジを備えているので、プロセスカートリッジの寿命が長く、高画質の画像形成が可能が画像形成装置を実現することができる。
さらにまた、第18の手段においては、像担持体あるいはプロセスカートリッジの寿命が長く、高画質の多色またはフルカラー画像形成が可能な画像形成装置を実現することができる。
In the thirteenth means, the protective layer forming device of any one of the first to twelfth means for forming a protective layer on the image carrier together with the image carrier is provided in the cartridge, so that the life is long. The process cartridge can be realized.
In the fourteenth and sixteenth means, since the protective layer forming device of the first means for forming a protective layer on the image carrier is provided together with the image carrier, the life of the image carrier is long. An image forming apparatus capable of forming a high-quality image can be realized.
Furthermore, since the fifteenth and seventeenth means are provided with the process cartridge of the thirteenth means, the process cartridge has a long life, and an image forming apparatus capable of forming a high-quality image can be realized.
Furthermore, according to the eighteenth means, an image forming apparatus capable of forming a high-quality multicolor or full-color image with a long life of the image carrier or the process cartridge can be realized.
本発明者らは、柔らかい保護剤バーを保護層膜の形成に用いた画像形成装置において、画像形成の初期に、像担持体(例えば光導電性の感光体)に保護剤を早く供給できないかを実験し、保護剤を供給するブラシを有する保護剤供給部材のブラシ先端を詳細に観察したところ、保護剤が存在する場所は、図5の模式図に示すように、円柱状のブラシの先端の周辺部が主であることを見出した。そのため、ブラシの先端に保護剤が存在することができる場所を設けることができれば、像担持体に保護剤を早く供給できるのではないかと考え、ブラシ先端形状について、検討を重ねた。その結果、図6の模式図に示すように、ブラシの先端を平らにして、ブラシ先端の面積をブラシの断面積よりも広くすれば、保護剤はブラシ先端に効率良く付着していき、像担持体への供給もスムーズに行うことができることを見出し、本発明に至った。 In the image forming apparatus in which the soft protective agent bar is used for forming the protective layer film, the inventors have been able to quickly supply the protective agent to the image carrier (for example, a photoconductive photosensitive member) at the initial stage of image formation. When the brush tip of the protective agent supply member having the brush for supplying the protective agent was observed in detail, the location where the protective agent is present is as shown in the schematic diagram of FIG. I found that the peripheral part of was the main. For this reason, if the location where the protective agent can be present at the tip of the brush can be provided, it is thought that the protective agent can be quickly supplied to the image carrier, and the brush tip shape has been studied. As a result, as shown in the schematic diagram of FIG. 6, if the tip of the brush is flattened and the area of the brush tip is made larger than the cross-sectional area of the brush, the protective agent is effectively attached to the tip of the brush, The inventors have found that the supply to the carrier can be performed smoothly, and have reached the present invention.
すなわち、本発明では、画像形成装置の像担持体(例えば光導電性の感光体)を保護する保護層膜の形成に、比較的柔らかい保護剤を棒状にした保護剤バーを用い、保護材供給部材は、保護剤バーに接触するブラシを有し、保護剤バーからブラシに移行した保護剤を感光体へ供給する構成としている。そして、この保護剤供給部材では、ブラシの先端の面積が、該ブラシの先端から50μmの位置におけるブラシの断面積よりも5〜100%大きくなるように構成している。また、本発明の保護剤供給部材では、上記の構成に加えて、ブラシの先端の最も外形が大きい場所から、該ブラシの最先端までのブラシ長手方向の距離が、40μm以下となるように構成している。さらに本発明では、保護剤供給部材のブラシに保護剤を供給するための保護剤バーは、棒状の保護剤からなり、この保護剤の25℃における鉛筆硬度が、4Bよりも柔らかい硬度に設定されている。 That is, in the present invention, a protective agent bar in which a relatively soft protective agent is formed into a rod shape is used to form a protective layer film for protecting an image carrier (for example, a photoconductive photoreceptor) of an image forming apparatus, and a protective material is supplied. The member has a brush in contact with the protective agent bar, and supplies the protective agent transferred from the protective agent bar to the brush to the photosensitive member. And this protective agent supply member is comprised so that the area of the front-end | tip of a brush may become 5 to 100% larger than the cross-sectional area of a brush in the position of 50 micrometers from the front-end | tip of this brush. Further, in the protective agent supply member of the present invention, in addition to the above-described configuration, the distance in the longitudinal direction of the brush from the place having the largest outer shape of the brush tip to the most distal end of the brush is configured to be 40 μm or less. is doing. Further, in the present invention, the protective agent bar for supplying the protective agent to the brush of the protective agent supply member is made of a rod-shaped protective agent, and the pencil hardness at 25 ° C. of this protective agent is set to a softer hardness than 4B. ing.
本発明の保護層形成装置は、上記の保護剤供給部材と保護剤バーとを備え、保護剤バーを、保護剤供給部材のブラシに押し当てて、保護剤を保護剤供給部材のブラシに移行させ、該保護剤供給部材のブラシを像担持体に押し当てて保護剤を像担持体に供給するように構成されている。
また、本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、像担持体と、上記の保護層形成装置をカートリッジ内に備えた構成である。
さらに本発明の画像形成装置は、少なくとも、像担持体と、上記の保護層形成装置を備えた構成であり、上記のプロセスカートリッジを備えた構成とすることもできる。
The protective layer forming apparatus of the present invention includes the protective agent supply member and the protective agent bar, and presses the protective agent bar against the brush of the protective agent supply member to transfer the protective agent to the brush of the protective agent supply member. The protective agent supply member is pressed against the image carrier to supply the protective agent to the image carrier.
The process cartridge of the present invention has a configuration in which at least the image carrier and the protective layer forming apparatus are provided in the cartridge.
Furthermore, the image forming apparatus of the present invention has a configuration including at least an image carrier and the protective layer forming device, and may include a process cartridge described above.
以下、本発明の実施形態についてより詳しく説明する。
本発明の保護剤供給部材は、保護剤バーに接触するブラシを有し、保護剤バーからブラシに移行した保護剤を像担持体(例えば感光体)へ供給する構成であり、ブラシの先端の面積はブラシ先端から50μmの位置におけるブラシの断面積よりも5〜100%、好ましくは10〜80%、さらに好ましくは、15〜60%である。ブラシの先端の面積はブラシ先端から50μmの位置におけるブラシの断面積よりも5%よりも小さいと、保護剤を保持する量が、円柱状のブラシとさほど変わらないため、像担持体への保護剤の供給量が遅くなるため好ましくない。また、100%より大きいと、ブラシ同士が絡まってしまいやすく、また、ブラシ先端が欠けやすくなるため好ましくない。ブラシ先端は、完全な平坦でなくても良く、凹凸や曲面があったり、傾斜していてもかまわないが、好ましくは、ブラシ先端の最も外形が大きい場所から、ブラシの最先端までのブラシ長手方向の距離は、40μm以下、好ましくは35μm以下、さらに好ましくは30μm以下である。保護剤がブラシに最も多量に付着する部分は、ブラシの外形が最も大きい場所付近であるため、ブラシ先端の最も外形が大きい場所から、ブラシの最先端までのブラシ長手方向の距離が40μm以上では、像担持体にブラシが接触した際に、保護剤が像担持体に接触する量が少なくなるため、好ましくない。ブラシ先端が完全に平坦でない場合は、ブラシの先端の最も外形が大きい場所を投影した面積を用いる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail.
The protective agent supply member of the present invention has a brush that contacts the protective agent bar, and is configured to supply the protective agent transferred from the protective agent bar to the brush to an image carrier (for example, a photoconductor). The area is 5 to 100%, preferably 10 to 80%, more preferably 15 to 60% of the cross-sectional area of the brush at a position 50 μm from the brush tip. When the area of the brush tip is less than 5% of the cross-sectional area of the brush at a position 50 μm from the brush tip, the amount of the protective agent retained is not much different from that of a cylindrical brush, so that the image carrier is protected. Since the supply amount of the agent becomes slow, it is not preferable. On the other hand, if it is larger than 100%, the brushes tend to get tangled with each other and the tip of the brush tends to be chipped. The brush tip does not have to be perfectly flat, and may have irregularities, curved surfaces, or be inclined, but it is preferable that the brush length from the location where the outer shape of the brush tip is the largest to the tip of the brush The distance in the direction is 40 μm or less, preferably 35 μm or less, more preferably 30 μm or less. The part where the protective agent adheres most to the brush is near the place where the outer shape of the brush is the largest, so if the distance in the brush longitudinal direction from the place where the outer shape of the brush tip is the largest to the tip of the brush is 40 μm or more When the brush comes into contact with the image carrier, the amount of the protective agent that comes into contact with the image carrier is reduced. When the brush tip is not completely flat, an area obtained by projecting a place having the largest outer shape of the brush tip is used.
本発明の保護剤供給部材のブラシの材質としては、耐久性、柔軟性が高く、耐摩耗性に優れるとともに、摺動性の良い繊維より形成されている。このような条件を満たす繊維としては、レーヨン繊維、キュプラ繊維等の再生繊維、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、ポリエステル等から形成される合成繊維等が挙げられる。この実施形態においては、柔軟性が良好で所要の摺動性を有するとともに、低コストなレーヨン繊維が用いられている。 As a material for the brush of the protective agent supply member of the present invention, the brush is formed of fibers having high durability and flexibility, excellent wear resistance, and good sliding properties. Examples of fibers that satisfy such conditions include regenerated fibers such as rayon fibers and cupra fibers, and synthetic fibers formed from nylon, acrylic, polypropylene, polyester, and the like. In this embodiment, the rayon fiber is used that has good flexibility, has the required slidability, and is low in cost.
また、保護剤供給部材のブラシとしては、導電性を有するものがさらに好ましい。繊維に導電性を付与する方法としては、原糸段階において導電性物質を練り込む方法と、紡糸後に導電性物質を含む加工液によって繊維表面を被覆する方法とがある。この実施形態においては、繊維が導電性を維持する点で有利なことから、原糸段階において導電性物質を練り込む方法が採用されている。 Moreover, as a brush of a protective agent supply member, what has electroconductivity is further more preferable. As a method of imparting conductivity to the fiber, there are a method of kneading a conductive material in the raw yarn stage and a method of coating the fiber surface with a processing liquid containing the conductive material after spinning. In this embodiment, since the fiber is advantageous in that it is conductive, a method of kneading a conductive material in the raw yarn stage is employed.
上記のような導電性物質としては、銀、銅、ニッケル等の金属、酸化亜鉛、酸化錫等の金属化合物、炭素等の微粒子が挙げられる。この実施形態においては、安定した導電性を有するとともに、低コストな炭素が用いられている。 Examples of the conductive material as described above include metals such as silver, copper and nickel, metal compounds such as zinc oxide and tin oxide, and fine particles such as carbon. In this embodiment, carbon having stable conductivity and low cost is used.
加えて、保護剤供給部材のブラシを形成する繊維としては、耐熱性を有するものがより好ましい。繊維に耐熱性を付与する方法としては、原糸段階において難燃剤を練り込む方法と、紡糸後に難燃剤を含む加工液を繊維に含浸させる方法とがある。この実施形態においては、操作が簡易であり、様々な材料の繊維に対応できることから、原糸段階において難燃剤を練り込む方法が採用されている。 In addition, as the fiber forming the brush of the protective agent supply member, one having heat resistance is more preferable. As a method of imparting heat resistance to the fiber, there are a method of kneading a flame retardant at the raw yarn stage and a method of impregnating the fiber with a processing liquid containing the flame retardant after spinning. In this embodiment, since the operation is simple and it can cope with fibers of various materials, a method of kneading a flame retardant at the raw yarn stage is adopted.
上記のような難燃剤としては、ハロゲン化ジオール、ハロゲン化グリシジルエーテル等のハロゲン系難燃剤、リン酸エステル、リン−窒素(P−N)化合物等のリン系難燃剤等が用いられ、この実施形態の難燃剤としては、リン系難燃剤が用いられている。 Examples of the above flame retardant include halogen flame retardants such as halogenated diols and halogenated glycidyl ethers, phosphorus flame retardants such as phosphate esters and phosphorus-nitrogen (PN) compounds. As the form of the flame retardant, a phosphorus-based flame retardant is used.
本発明の画像形成装置に用いられる保護層形成装置は、上記の保護剤供給部材と保護剤バーとを備え、保護剤バーを、保護剤供給部材のブラシに押し当てて、保護剤を保護剤供給部材のブラシに移行させ、該保護剤供給部材のブラシを像担持体に押し当てて保護剤を像担持体に供給するように構成されている。そして、この保護層形成装置に用いる保護剤バーの表面の硬度は、25℃における鉛筆硬度が、4Bよりも柔らかい硬度に設定されており、好ましくは5B、さらに好ましくは6Bよりも柔らかい硬度に設定されているとよい。保護剤バーの表面の硬度が鉛筆硬度の4Bよりも硬いと、保護剤は保護剤供給部材のブラシを擦り付けることにより、粒子になりやすく、帯電ローラに付着して帯電ムラを引き起こしやすいため、好ましくない。また、仮に粒子にならなかったとしても、硬いブラシを用いなければならなくなるため、像担持体に傷が生じやすくなり好ましくない。 A protective layer forming apparatus used in the image forming apparatus of the present invention includes the protective agent supply member and the protective agent bar described above, and presses the protective agent bar against the brush of the protective agent supply member so that the protective agent is the protective agent. The brush is moved to the supply member brush, and the protective agent supply member brush is pressed against the image carrier to supply the protective agent to the image carrier. And the hardness of the surface of the protective agent bar used in this protective layer forming apparatus is set so that the pencil hardness at 25 ° C. is softer than 4B, preferably 5B, more preferably softer than 6B. It is good to be. If the hardness of the surface of the protective agent bar is higher than the pencil hardness of 4B, the protective agent is likely to become particles by rubbing the brush of the protective agent supply member, and is liable to adhere to the charging roller and cause uneven charging. Absent. Even if the particles do not become particles, a hard brush must be used, which is not preferable because the image carrier is easily damaged.
本発明の保護層形成装置に用いる保護剤においては、疎水性物質を50重量%以上、好ましくは、60重量%以上、さらに好ましくは、70〜90重量%含有している。疎水性物質、例えば疎水性有機化合物(A)は、像担持体上に塗布されることにより、像担持体とクリーニングブレードとの間の摩擦力を低減し、帯電による像担持体の酸化を防止する能力があり、高湿下においても、像担持体の表面抵抗を高く維持できるため好ましい。
保護剤中の疎水性有機化合物(A)が50重量%未満であると、高湿下において、像担持体の表面抵抗が低下し、画像濃度の低下が生じやすいため好ましくない。
保護剤に用いる疎水性有機化合物(A)としては、脂肪族飽和炭化水素、脂肪族不飽和炭化水素、脂環式飽和炭化水素、脂環式不飽和炭化水素や芳香族炭化水素に分類される炭化水素類の他に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリパーフルオロアルキルエーテル(PFA)、パーフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリビニリデンフルオリド(PVdF)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系樹脂やフッ素系ワックス類、ポリメチルシリコーン、ポリメチルフェニルシリコーン等のシリコーン樹脂やシリコーン系ワックス類等が挙げられる。中でも、特に脂肪族飽和炭化水素は、帯電工程で酸化されても、像担持体とクリーニングブレードとの間の摩擦力が大きくしたり、像担持体の表面抵抗を低下させる酸化物として、像担持体上に残存しにくいため、大変好ましい。また、経済的にも安価であるため、非常に好ましい。
また、保護剤中に、疎水性有機化合物(A)と、両親媒性(親水性と疎水性)の有機物(B)を含有させることが好ましく、保護剤中の両親媒性の有機物の含有量は、3〜50重量%、好ましくは、5〜40重量%、されに好ましくは、7〜35重量%であることが好ましい。
また、本発明の保護剤バーにおいては、保護剤中の両親媒性の有機物のHLB値(界面活性剤の水と油の親和性を示す値:Hydrophile-Lipophile Balance)が1.0〜6.5に設定されていることが好ましい。
さらに本発明の保護剤バーにおいては、保護剤中の両親媒性の有機物が非イオン系界面活性剤であることが好ましい。
さらに本発明の保護剤バーにおいては、保護剤が、疎水性有機化合物(A)と両親媒性の有機物(B)を含有したものであることが好ましい。
さらに本発明の保護剤バーにおいては、保護剤に含有される疎水性有機化合物(A)と両親媒性の有機物(B)の重量比A/Bが、50/50〜97/3、さらに好ましくは、60/40〜95/5であることが好ましい。
さらに本発明の保護剤バーにおいては、保護剤に含有される疎水性有機化合物(A)は、前述のようにパラフィンであることが好ましい。
さらに本発明の保護剤バーにおいては、保護剤は、50〜130℃に少なくとも一つの吸熱ピーク温度を有することが好ましい。
In the protective agent used in the protective layer forming apparatus of the present invention, a hydrophobic substance is contained in an amount of 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, and more preferably 70 to 90% by weight. A hydrophobic substance such as a hydrophobic organic compound (A) is applied onto the image carrier to reduce the frictional force between the image carrier and the cleaning blade and prevent the image carrier from being oxidized by charging. This is preferable because the surface resistance of the image carrier can be kept high even under high humidity.
When the hydrophobic organic compound (A) in the protective agent is less than 50% by weight, the surface resistance of the image bearing member is lowered and the image density is liable to be lowered under high humidity.
The hydrophobic organic compound (A) used for the protective agent is classified into aliphatic saturated hydrocarbon, aliphatic unsaturated hydrocarbon, alicyclic saturated hydrocarbon, alicyclic unsaturated hydrocarbon and aromatic hydrocarbon. In addition to hydrocarbons, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyperfluoroalkyl ether (PFA), perfluoroethylene-perfluoropropylene copolymer (FEP), polyvinylidene fluoride (PVdF), ethylene-tetrafluoro Examples thereof include fluorine resins such as ethylene copolymer (ETFE) and fluorine waxes, silicone resins such as polymethyl silicone and polymethyl phenyl silicone, and silicone waxes. In particular, aliphatic saturated hydrocarbons are used as oxides that increase the frictional force between the image carrier and the cleaning blade or reduce the surface resistance of the image carrier even when oxidized in the charging step. It is very preferable because it hardly remains on the body. Moreover, since it is economically cheap, it is very preferable.
The protective agent preferably contains a hydrophobic organic compound (A) and an amphiphilic (hydrophilic and hydrophobic) organic substance (B), and the content of the amphiphilic organic substance in the protective agent Is preferably 3 to 50% by weight, preferably 5 to 40% by weight, and more preferably 7 to 35% by weight.
Further, in the protective agent bar of the present invention, the amphiphilic organic substance in the protective agent has an HLB value (a value indicating the affinity between the surfactant water and oil: Hydropile-Lipophile Balance) of 1.0 to 6. It is preferably set to 5.
Furthermore, in the protective agent bar of the present invention, the amphiphilic organic substance in the protective agent is preferably a nonionic surfactant.
Furthermore, in the protective agent bar of the present invention, the protective agent preferably contains a hydrophobic organic compound (A) and an amphiphilic organic substance (B).
Furthermore, in the protective agent bar of the present invention, the weight ratio A / B of the hydrophobic organic compound (A) and the amphiphilic organic substance (B) contained in the protective agent is preferably 50/50 to 97/3. Is preferably 60/40 to 95/5.
Furthermore, in the protective agent bar of the present invention, the hydrophobic organic compound (A) contained in the protective agent is preferably paraffin as described above.
Furthermore, in the protective agent bar of the present invention, the protective agent preferably has at least one endothermic peak temperature at 50 to 130 ° C.
より詳しく述べると、本発明の保護層形成装置に用いる保護剤バーは、疎水性有機化合物と、両親媒性の有機物を含有している。両親媒性の有機物は、一分子中に親水性を示す構造と親油性(疎水性)を示す構造の両方を有しているため、分子内の親水性部位で像担持体表面の親水部に吸着し、かつ吸着後に当該箇所を疎水化させる作用により、像担持体表面を保護すると考えられている。
さらに、この吸着した両親媒性の有機化合物の疎水性構造部分と、疎水性有機化合物が、分子間力等に起因する分子間相互作用により複合化しつつ均質な保護剤層が形成されると考えられる。
More specifically, the protective agent bar used in the protective layer forming apparatus of the present invention contains a hydrophobic organic compound and an amphiphilic organic substance. Since the amphiphilic organic substance has both a hydrophilic structure and a lipophilic (hydrophobic) structure in one molecule, the hydrophilic part of the molecule is attached to the hydrophilic part of the surface of the image carrier. It is considered that the surface of the image carrier is protected by the action of adsorbing and hydrophobizing the part after adsorption.
Furthermore, it is thought that a homogeneous protective agent layer is formed while the adsorbed amphiphilic organic compound hydrophobic structure portion and the hydrophobic organic compound are combined by intermolecular interaction due to intermolecular forces, etc. It is done.
像担持体表面に形成された保護剤層は、疎水性の部位を最表面近傍に向けているため、像担持体表面近傍の大気中に多くの親水性の物質が含まれていても、これらを吸着しにくく、例えば湿度が高い使用状態でも、像担持体表面の抵抗を低下させることがなく、静電潜像電荷の散逸を防ぐことができる。
また、像担持体表面に保護剤層が形成された後には、帯電工程や転写工程の電気的ストレスは、保護剤層を形成している像担持体保護剤に対して加えられるため、保護剤の分子鎖が切断、酸化、親水化といった作用を受けることとなる。
これにより、保護剤は部分的に分解されるが、像担持体への電気的ストレスは激減し、上述の像担持体の劣化が抑制されるため、極めて長期間に渉る像担持体の使用を可能にするものである。
また、電気的ストレスにより劣化した保護剤成分は、親水性を示すようになるが、保護剤層中に余剰に存在する両親媒性の有機化合物の親水性部分に取り囲まれ、像担持体表面に形成された保護剤層中で逆ミセル状態を形成して、やはり周辺の湿度による影響を受けなくなる。
Since the protective agent layer formed on the surface of the image carrier has a hydrophobic portion directed near the outermost surface, even if a lot of hydrophilic substances are contained in the atmosphere near the surface of the image carrier, The electrostatic latent image charge can be prevented from being dissipated without reducing the resistance of the surface of the image carrier even in a usage state where humidity is high.
In addition, after the protective agent layer is formed on the surface of the image carrier, the electrical stress in the charging step and the transfer step is applied to the image carrier protective agent forming the protective agent layer. The molecular chain is subjected to actions such as cleavage, oxidation, and hydrophilization.
As a result, the protective agent is partially decomposed, but the electrical stress on the image carrier is drastically reduced and the deterioration of the image carrier is suppressed. Is possible.
In addition, the protective agent component deteriorated due to electrical stress becomes hydrophilic, but is surrounded by the hydrophilic portion of the amphiphilic organic compound that is excessively present in the protective agent layer, and is formed on the surface of the image carrier. A reverse micelle state is formed in the formed protective agent layer, and it is no longer affected by the surrounding humidity.
本発明の保護剤中の、両親媒性の有機化合物(B)は、非イオン界面活性剤であることが好ましい。
両親媒性の有機化合物は、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤やこれらの複合物等に類別されるが、本発明の保護剤は、上述のように像担持体上に保護剤層を形成し、画像形成工程を経るため、像担持体の電気的な特性に対して悪影響を与えないようにする必要がある。
両親媒性の有機化合物として非イオン系界面活性剤を用いることにより、界面活性剤自身がイオン解離することがなくなるため、使用環境、特に湿度が、大幅に変動した場合にも、気中放電などによる電荷のリークを抑制することができ、画像品質を高度に維持することができる。
The amphiphilic organic compound (B) in the protective agent of the present invention is preferably a nonionic surfactant.
Amphiphilic organic compounds are classified into anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, and composites thereof. Since the protective agent forms a protective agent layer on the image carrier as described above and undergoes an image forming process, it is necessary not to adversely affect the electrical characteristics of the image carrier.
By using a nonionic surfactant as an amphiphilic organic compound, the surfactant itself does not dissociate, so even if the usage environment, especially humidity, changes significantly, air discharge etc. Therefore, the image quality can be maintained at a high level.
また、該非イオン系界面活性剤は、下記の化学式(1)のアルキルカルボン酸と多価アルコール類とのエステル化物であることが好ましい。
CnH2n+1COOH 化学式(1)
ただし、式中のnは15〜35の整数を示す。
上記の化学式(1)のアルキルカルボン酸として直鎖アルキルカルボン酸を用いることにより、両親媒性の有機化合物が吸着した像担持体表面で、両親媒性の有機化合物の疎水性部分が配列しやすくなり、担持体表面への吸着密度が特に高くなるため、好ましい様態である。
The nonionic surfactant is preferably an esterified product of an alkyl carboxylic acid of the following chemical formula (1) and a polyhydric alcohol.
C n H 2n + 1 COOH Chemical formula (1)
However, n in a formula shows the integer of 15-35.
By using a linear alkyl carboxylic acid as the alkyl carboxylic acid of the above chemical formula (1), the hydrophobic portion of the amphiphilic organic compound can be easily arranged on the surface of the image carrier on which the amphiphilic organic compound is adsorbed. Thus, the adsorption density on the surface of the carrier is particularly high, which is a preferable mode.
1分子中のアルキルカルボン酸エステルは疎水性を示し、その数が多い方が気中放電により発生した解離性物質が像担持体表面に吸着するのを防ぎ、かつ帯電領域での像担持体表面への電気的ストレスを小さくするためには有効である。しかしながら、アルキルカルボン酸エステルの占める割合が多くなりすぎると、親水性を示す多価アルコール類の部分が覆い隠されてしまい、像担持体の表面状態によっては十分な吸着性能が発現しないことがある。
よって、両親媒性の有機化合物の1分子当りの平均エステル結合数は、1から3個であることが好ましい。
The alkyl carboxylic acid ester in one molecule is hydrophobic, and the larger the number, the more the dissociable substances generated by air discharge are prevented from adsorbing on the surface of the image carrier, and the surface of the image carrier in the charged region. It is effective to reduce the electrical stress on. However, if the proportion of the alkyl carboxylic acid ester is too large, the portion of the polyhydric alcohol that exhibits hydrophilicity is obscured and sufficient adsorption performance may not be exhibited depending on the surface state of the image carrier. .
Therefore, the average number of ester bonds per molecule of the amphiphilic organic compound is preferably 1 to 3.
これら両親媒性の有機化合物の1分子当りの平均エステル結合数は、異なるエステル結合数を持つ複数の両親媒性の有機化合物から1種以上を選択し、混合して調整することもできる。
両親媒性の有機化合物としては、前述のように陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
The average number of ester bonds per molecule of these amphiphilic organic compounds can be adjusted by selecting one or more from a plurality of amphiphilic organic compounds having different numbers of ester bonds.
Examples of the amphiphilic organic compound include an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant as described above.
陰イオン系界面活性剤の例としては、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、アルカンスルホン酸塩、硫酸アルキル塩、硫酸アルキルポリオキシエチレン塩、リン酸アルキル塩、長鎖脂肪酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩等の、疎水性部位の末端に陰イオン(アニオン)を有し、これと、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属イオン、アルミニウム、亜鉛等の金属イオン、アンモニウムイオン等が結合した化合物が挙げられる。 Examples of anionic surfactants include alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, alkane sulfonate, alkyl sulfate, alkyl polyoxyethylene sulfate, alkyl phosphate, long chain fatty acid salt, α -Anion (anion) at the end of the hydrophobic site, such as sulfo fatty acid ester salt and alkyl ether sulfate, and alkali metal ions such as sodium and potassium, and alkaline earth metal ions such as magnesium and calcium , Compounds in which metal ions such as aluminum and zinc, ammonium ions, and the like are bonded.
陽イオン系界面活性剤の例としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキル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等の、疎水性部位の末端に陽イオン(カチオン)を有し、これと、塩素、フッ素、臭素等や、リン酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、チオ硫酸イオン、炭酸イオン、水酸イオン等が結合した化合物が挙げられる。 Examples of cationic surfactants include a cation (cation) at the end of a hydrophobic site, such as alkyltrimethylammonium salt, dialkylmethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, etc., and chlorine, fluorine , Bromine and the like, and compounds in which phosphate ions, nitrate ions, sulfate ions, thiosulfate ions, carbonate ions, hydroxide ions, and the like are bonded.
両イオン系界面活性剤の例としては、ジメチルアルキルアミンオキシド、N−アルキルベタイン、イミダゾリン誘導体、アルキルアミノ酸等が挙げられる。 Examples of amphoteric surfactants include dimethylalkylamine oxide, N-alkylbetaines, imidazoline derivatives, alkyl amino acids and the like.
非イオン系界面活性剤の例としては、長鎖アルキルアルコール、アルキルポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルポリグルコキシド、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等の、アルコール化合物、エーテル化合物、アミド化合物等が挙げられる。また、ラウリン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸等の長鎖アルキルカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、エリスリトール、ヘキシトール等の多価アルコールやこれらの部分無水物とのエステル化合物も好ましい形態として挙げられる。 Examples of nonionic surfactants include alcohol compounds such as long-chain alkyl alcohols, alkyl polyoxyethylene ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, fatty acid diethanolamides, alkyl polyglucooxides, polyoxyethylene sorbitan alkyl esters, Examples include ether compounds and amide compounds. In addition, long-chain alkyl carboxylic acids such as lauric acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, lignoceric acid, serotic acid, montanic acid, and melicic acid, and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, erythritol, and hexitol And ester compounds with these partial anhydrides are also preferred.
エステル化合物のより具体的な例としては、モノステアリン酸グリセリル、ジステアリン酸グリセリル、モノパルチミン酸グリセリル、ジラウリン酸グリセリル、トリラウリン酸グリセリル、ジパルチミン酸グリセリル、トリパルチミン酸グリセリル、ジミリスチン酸グリセリル、トリミスチン酸グリセリル、パルチミン酸ステアリン酸グリセリル、モノアラキジン酸グリセリル、ジアラキジン酸グリセリル、モノベヘン酸グリセリル、ステアリン酸ベヘン酸グリセリル、セロチン酸ステアリン酸グリセリル、モノモンタン酸グリセリル、モノメリシン酸グリセリル等のアルキルカルボン酸グリセリルやこの置換物、モノステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、モノパルチミン酸ソルビタン、ジパルチミン酸ソルビタン、トリパルチミン酸ソルビタン、ジミリスチン酸ソルビタン、トリミスチン酸ソルビタン、パルチミン酸ステアリン酸ソルビタン、モノアラキジン酸ソルビタン、ジアラキジン酸ソルビタン、モノベヘン酸ソルビタン、ステアリン酸ベヘン酸ソルビタン、セロチン酸ステアリン酸ソルビタン、モノモンタン酸ソルビタン、モノメリシン酸ソルビタン等のアルキルカルボン酸ソルビタンやこの置換物等が挙げられるが、これらに限るものではない。 More specific examples of the ester compound include glyceryl monostearate, glyceryl distearate, glyceryl monopaltimate, glyceryl dilaurate, glyceryl trilaurate, glyceryl dipaltimate, glyceryl tripartinate, glyceryl dimyristate, and glyceryl trimistate. Glyceryl stearate, glyceryl monopartate, glyceryl monoarachidate, glyceryl diarachidate, glyceryl monobehenate, glyceryl behenate stearate, glyceryl stearate stearate, glyceryl monomontanate, glyceryl monomelinate, and its substitutes, Sorbitan monostearate, sorbitan tristearate, sorbitan monopartitic acid, sorbitan dipartitic acid, Sorbitan palmitate, sorbitan dimyristate, sorbitan trimistate, sorbitan palmitate, sorbitan monoarachidate, sorbitan diarachidate, sorbitan dibehenate, sorbitan monobehenate, sorbitan stearate, sorbitan monostearate, sorbitan monomontanate, monomelicic acid Examples include, but are not limited to, sorbitans of alkylcarboxylic acids such as sorbitan, and their substitutes.
なお、これらの両親媒性の有機化合物は単一の種類を用いても良いし、複数種類を併用しても良い。 In addition, these amphiphilic organic compounds may use a single kind, and may use multiple types together.
本発明の画像形成装置に用いる保護剤バーの保護剤には、疎水性有機化合物(A)に、上記の両親媒性の有機化合物(B)を混合していることが好ましい。疎水性有機化合物を含有することにより、保護剤バーにしなやかさが付与されるとともに、両親媒性有機化合物が像担持体表面全体に付着しやすくなるような役目を担う。また、疎水性有機化合物は、一般に柔らかいため、保護剤バーは鉛筆硬度で5Bよりも柔らかい状態を維持できるようになるため、保護剤バーに保護剤供給部材のブラシを擦り付けても、保護剤の粒子はほとんど発生せず、ブラシの先端に保護剤が移行しやすくなり好ましい。 In the protective agent of the protective agent bar used in the image forming apparatus of the present invention, the above-mentioned amphiphilic organic compound (B) is preferably mixed with the hydrophobic organic compound (A). By containing the hydrophobic organic compound, the protective agent bar is provided with flexibility, and the amphiphilic organic compound is easily attached to the entire surface of the image carrier. In addition, since the hydrophobic organic compound is generally soft, the protective agent bar can maintain a softness of 5B or more in pencil hardness. Therefore, even if the protective agent supply member brush is rubbed against the protective agent bar, Particles are hardly generated, and the protective agent is easily transferred to the tip of the brush, which is preferable.
本発明の画像形成装置に用いる保護剤バーの保護剤中の疎水性有機化合物の含有量としては、50重量%以上、好ましくは、60重量%以上、さらに好ましくは、70〜90重量%含有している。疎水性有機化合物の含有量が50重量%未満では、保護剤バーが脆くなり、保護剤バーにブラシを擦り付けると保護剤の粒子が多数発生しやすく、また、像担持体全面に保護剤が膜状に付着し難く好ましくない。また、保護剤中の疎水性有機化合物が50重量%未満であると、高湿下において、像担持体の表面抵抗が低下し、画像濃度の低下が生じやすいため好ましくない。一方、疎水性有機化合物の含有量が97重量%以上では、像担持体とクリーニングブレードとの摩擦力が大きくなり好ましくない。また、疎水性有機化合物は帯電のエネルギーにより酸化分解して、イオン導電性物質となり、潜像がボケてしまうことが多く好ましくない。しかし、両親媒性有機化合物(B)が3重量%以上含有していれば、疎水性有機化合物が酸化分解してイオン導電性物質となったとしても、そのイオン導電性物質を両親媒性有機化合物が包み、導電性を付与できなくするため、ボケの発生は非常に少なくなる。 The content of the hydrophobic organic compound in the protective agent of the protective agent bar used in the image forming apparatus of the present invention is 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more, and more preferably 70 to 90% by weight. ing. When the content of the hydrophobic organic compound is less than 50% by weight, the protective agent bar becomes brittle. When the brush is rubbed against the protective agent bar, many particles of the protective agent are easily generated, and the protective agent is formed on the entire surface of the image carrier. It is not preferable because it is difficult to adhere to the shape. On the other hand, when the amount of the hydrophobic organic compound in the protective agent is less than 50% by weight, the surface resistance of the image carrier is lowered and the image density is liable to be lowered under high humidity. On the other hand, when the content of the hydrophobic organic compound is 97% by weight or more, the frictional force between the image carrier and the cleaning blade is increased, which is not preferable. In addition, hydrophobic organic compounds are not preferable because they are oxidatively decomposed by the energy of charging to become ionic conductive substances and the latent image is blurred. However, if the amphiphilic organic compound (B) is contained in an amount of 3% by weight or more, even if the hydrophobic organic compound is oxidatively decomposed to become an ionic conductive substance, the ionic conductive substance is converted to an amphiphilic organic substance. Since the compound wraps and cannot impart conductivity, the occurrence of blurring is extremely reduced.
本発明の画像形成装置に用いる保護剤バーの保護剤中の疎水性有機化合物としては、重量平均分子量Mw基準で、350〜850であることが好ましく、400〜800であることが更に好ましい。
具体的には、疎水性有機化合物の例としては、脂肪族飽和炭化水素、脂肪族不飽和炭化水素、脂環式飽和炭化水素、脂環式不飽和炭化水素や芳香族炭化水素に分類される炭化水素類の他に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリパーフルオロアルキルエーテル(PFA)、パーフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリビニリデンフルオリド(PVdF)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系樹脂やフッ素系ワックス類、ポリメチルシリコーン、ポリメチルフェニルシリコーン等のシリコーン樹脂やシリコーン系ワックス類等が挙げられる。また、疎水性有機化合物としては、これらに限られるものではないが、特に脂肪族飽和炭化水素が、両親媒性の有機化合物との相溶性が高く、両親媒性の有機化合物を像担持体全面に膜状に付着させることができ、経済的にも安価であるため、非常に好ましい。従来、脂肪族飽和炭化水素はトナー中に含まれており、脂肪族飽和炭化水素が像担持体上に付着することは、所謂ワックスフィルミングと呼ばれ、異常画像を発生させるものとして、脂肪族飽和炭化水素が像担持体に付着しないような工夫を講じていた。しかし、両親媒性の有機化合物と混合して用いることで、両親媒性の有機化合物の延展し難い欠点を補いながら、像担持体に付着しても異常画像を発生しないことは、新しい発見である。
The hydrophobic organic compound in the protective agent of the protective agent bar used in the image forming apparatus of the present invention is preferably 350 to 850, more preferably 400 to 800, based on the weight average molecular weight Mw.
Specifically, examples of hydrophobic organic compounds are classified into aliphatic saturated hydrocarbons, aliphatic unsaturated hydrocarbons, alicyclic saturated hydrocarbons, alicyclic unsaturated hydrocarbons and aromatic hydrocarbons. In addition to hydrocarbons, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyperfluoroalkyl ether (PFA), perfluoroethylene-perfluoropropylene copolymer (FEP), polyvinylidene fluoride (PVdF), ethylene-tetrafluoro Examples thereof include fluorine resins such as ethylene copolymer (ETFE) and fluorine waxes, silicone resins such as polymethyl silicone and polymethyl phenyl silicone, and silicone waxes. In addition, the hydrophobic organic compound is not limited to these, but in particular, the aliphatic saturated hydrocarbon has high compatibility with the amphiphilic organic compound, and the amphiphilic organic compound is used on the entire surface of the image carrier. It is very preferable because it can be attached in a film form and is economically inexpensive. Conventionally, aliphatic saturated hydrocarbons are contained in the toner, and the adhesion of the aliphatic saturated hydrocarbons on the image carrier is called so-called wax filming, and is an aliphatic image that generates abnormal images. A measure was taken to prevent the saturated hydrocarbons from adhering to the image carrier. However, it is a new discovery that, when mixed with an amphiphilic organic compound, an abnormal image does not occur even if it adheres to the image carrier while compensating for the difficult extension of the amphiphilic organic compound. is there.
脂肪族飽和炭化水素としては、分子内の結合が、反応性が低く安定した飽和結合のみからなる、脂肪族飽和炭化水素、脂環式飽和炭化水素が好ましく、中でもノルマルパラフィン、イソパラフィンおよびシクロパラフィン等のパラフィン類が、付加反応が生じ難く化学的に安定であり、実使用の大気中で酸化反応を生じにくいため、経時安定性の面で好ましく用いられる。 As aliphatic saturated hydrocarbons, aliphatic saturated hydrocarbons and alicyclic saturated hydrocarbons, in which the intramolecular bonds consist only of stable saturated bonds with low reactivity are preferred, among which normal paraffins, isoparaffins, cycloparaffins, etc. These paraffins are preferably used in terms of stability over time because they are chemically stable and hardly undergo an addition reaction, and hardly undergo an oxidation reaction in actual air.
さらにまた、疎水性有機化合物(A)がノルマルパラフィンを含むことにより、両親媒性の有機化合物(B)中の親油性部位と緩やかな相互作用が行われ、像担持体表面に形成した保護剤層を常にリフレッシュしつつ使用することができ、保護層内に逆ミセルの状態で存在する劣化物の除去性が確実なものとなるため、より好ましい。 Furthermore, since the hydrophobic organic compound (A) contains normal paraffin, a mild interaction with the lipophilic site in the amphiphilic organic compound (B) is performed, and the protective agent formed on the surface of the image carrier. It is more preferable because the layer can be used while being always refreshed, and the removability of the deteriorated material existing in the reverse micelle state in the protective layer is ensured.
前述のように像担持体表面に形成された保護剤層は電気的ストレスに曝され、劣化するため、疎水性有機化合物(A)の分子量が小さすぎると、十分な保護効果が発現しなくなることがある。
また一方で、疎水性有機化合物(A)の分子量が大きすぎると、保護層形成時に十分な延展性が得られず、像担持体上に保護剤成分が粉粒体となって付着し被覆層を形成しないことがある。このような状態では、疎水性有機化合物(A)の感光体保護への寄与は小さく、像担持体の保護は、表面に吸着した両親媒性の有機化合物(B)負うところとなる。
As described above, the protective agent layer formed on the surface of the image carrier is exposed to electrical stress and deteriorates. Therefore, if the molecular weight of the hydrophobic organic compound (A) is too small, a sufficient protective effect cannot be exhibited. There is.
On the other hand, if the molecular weight of the hydrophobic organic compound (A) is too large, sufficient spreadability cannot be obtained at the time of forming the protective layer, and the protective agent component adheres as a powder on the image carrier. May not form. In such a state, the contribution of the hydrophobic organic compound (A) to the protection of the photoreceptor is small, and the protection of the image carrier is carried by the amphiphilic organic compound (B) adsorbed on the surface.
上述のように、保護剤中の疎水性有機化合物(A)の分子量としては、重量平均分子量Mw基準で、350〜850であることが好ましく、400〜800であることが更に好ましい。
また、保護剤バーは、画像形成装置中に配設された像担持体の近傍で使用されるため、連続使用の元では、駆動系などの熱源から発生する熱のため、室温より高い温度雰囲気下に曝されることが多い。よって、使用中に保護剤バーの形状を維持するためには、ある程度の温度までは、保護剤組成物の溶融などの相変化を生じないようにする必要がある。
また同時に、電気的ストレスから感光体表面を確実に保護するためには、保護剤は像担持体表面で延展し、保護剤層を形成することが好ましく、このような形態をとるには、保護剤組成物の分子間相互作用力が高すぎない方が好ましい。
As described above, the molecular weight of the hydrophobic organic compound (A) in the protective agent is preferably 350 to 850, more preferably 400 to 800, based on the weight average molecular weight Mw.
In addition, since the protective agent bar is used in the vicinity of the image carrier disposed in the image forming apparatus, the heat generated from a heat source such as a drive system is used under continuous use. Often exposed underneath. Therefore, in order to maintain the shape of the protective agent bar during use, it is necessary to prevent a phase change such as melting of the protective agent composition from occurring up to a certain temperature.
At the same time, in order to reliably protect the surface of the photoconductor from electrical stress, it is preferable that the protective agent is spread on the surface of the image carrier to form a protective agent layer. It is preferable that the intermolecular interaction force of the agent composition is not too high.
分子間相互作用力が大きいと、一旦確定した相内構造を変化させるには大きなエネルギーが必要となるため、示差熱分析計などによって測定される吸熱ピーク発生温度は高くなる。
よって、前記保護剤バーの形状を維持しつつ、像担持体表面に保護剤層を形成する時の延展性を確保するためには、保護剤バーの保護剤は、50℃〜120℃に少なくとも1つの吸熱ピーク温度を有することが好ましい。なお、本発明における吸熱ピーク温度とは、示差熱分析計を用いた、昇温時の示差熱プロフィールにおける、吸熱ピーク位置の温度を指す。
When the intermolecular interaction force is large, a large energy is required to change the once-determined internal structure, and therefore the endothermic peak generation temperature measured by a differential thermal analyzer or the like becomes high.
Therefore, in order to ensure the spreadability when forming the protective agent layer on the surface of the image carrier while maintaining the shape of the protective agent bar, the protective agent of the protective agent bar is at least 50 ° C to 120 ° C. It preferably has one endothermic peak temperature. In addition, the endothermic peak temperature in this invention refers to the temperature of the endothermic peak position in the differential heat profile at the time of temperature rising using a differential thermal analyzer.
また、前記保護剤中で、疎水性有機化合物(A)と両親媒性の有機化合物(B)が完全固溶状態になっていると、保護剤の劣化成分が両親媒性の有機化合物(B)中へ、取り込まれ難くなることあるため、疎水性有機化合物(A)と両親媒性の有機化合物(B)は、一方が他方に分散した状態または部分固溶した状態であることが好ましい。このような状態は、疎水性有機化合物(A)と両親媒性の有機化合物(B)の吸熱ピーク温度の差を大きく取り、固化する温度に差を設けることにより、制御性良く実現することができるため、感光体の保護剤は、40〜70℃の範囲および80℃〜130℃の範囲に、少なくとも1つずつの吸熱ピーク温度を有することが好ましいものである。 In the protective agent, when the hydrophobic organic compound (A) and the amphiphilic organic compound (B) are in a completely solid solution state, the deterioration component of the protective agent is an amphiphilic organic compound (B ), It is preferable that one of the hydrophobic organic compound (A) and the amphiphilic organic compound (B) is dispersed in the other or partially solid-solved. Such a state can be realized with good controllability by taking a large difference in endothermic peak temperature between the hydrophobic organic compound (A) and the amphiphilic organic compound (B) and providing a difference in the solidifying temperature. Therefore, it is preferable that the protective agent for the photoreceptor has at least one endothermic peak temperature in the range of 40 to 70 ° C and in the range of 80 to 130 ° C.
また、保護剤分子の末端部分の結合が切断されて劣化した場合には、末端部分は低分子量となるため、帯電領域のエネルギー等によって気化し、その大部分は気流によって画像形成部外に排出される。気化した劣化保護剤成分のうち、比較的分子量が大きめで、周辺部材の温度で凝縮するものは、帯電部材等へ付着または吸着することがあるが、これらの低分子量成分は、引き続き行われる帯電過程で容易に分解され、他の低分子量成分と同様に、画像形成部外へ排出されるため、周辺部材への経時的な蓄積は、殆ど発生しない。
従って、例えば金属元素を含む潤滑剤成分等が分解、酸化して、金属酸化物となり、帯電部材に蓄積して汚染し、高抵抗化するような不具合は、本発明の像担持体保護剤の使用により、解消することができる。
Also, when the bond at the terminal part of the protective agent molecule is broken and deteriorates, the terminal part has a low molecular weight, so it is vaporized by the energy of the charged area, etc., and most of it is discharged out of the image forming part by the air current. Is done. Among the deteriorated protective agent components that have been vaporized, those that have a relatively large molecular weight and condense at the temperature of the peripheral member may adhere to or adsorb to the charging member, etc., but these low molecular weight components are charged continuously. Since it is easily decomposed in the process and discharged out of the image forming portion like other low molecular weight components, accumulation with time in the peripheral members hardly occurs.
Therefore, for example, the lubricant component containing a metal element decomposes and oxidizes to become a metal oxide, accumulates in the charging member, contaminates, and increases in resistance. It can be solved by use.
本発明の棒状の保護剤バーを、一定の形状、例えば角柱状や円柱状に成型するための方法としては、固体物質の成型方法として公知の方法を用いることができる。
その例としては、溶融成型方法、粉末成型法、熱プレス成型法、冷間等方圧プレス法(CIP)、熱間等方圧プレス法(HIP)などが挙げられるが、これらに限られるものではない。
As a method for molding the rod-shaped protective agent bar of the present invention into a certain shape, for example, a prismatic shape or a cylindrical shape, a known method can be used as a method for molding a solid substance.
Examples include, but are not limited to, melt molding, powder molding, hot press molding, cold isostatic pressing (CIP), hot isostatic pressing (HIP), and the like. is not.
ここで、溶融成型方法を例に、具体的な保護剤バーの成型方法としては、予め保護剤の溶融温度以上に加熱した、所定形状の型枠中に、加熱溶融した保護剤の所定量を注ぎ込み、必要に応じて融点以上の温度で一定時間維持後、放冷もしくは除冷により冷却し、成型体を得ることができる。また、成型体の内部歪みを除去するために、冷却の途中で、保護剤成分の相転移温度を下回る温度まで冷却が進んだ後に、再度、相転移温度以上の温度まで緩やかに再加熱しても良い。
室温近傍の温度まで冷却後、成型体を型枠から外し、保護剤の成型体(保護剤バー)を得る。また、この後、さらに切削加工などにより、保護剤バーの形状を整えても良い。
Here, taking the melt molding method as an example, as a specific method for molding the protective agent bar, a predetermined amount of the heated and melted protective agent is placed in a mold having a predetermined shape, which is heated in advance to the melting temperature of the protective agent. After pouring and maintaining for a certain period of time at a temperature equal to or higher than the melting point as required, the molded article can be obtained by cooling by standing or cooling. In addition, in order to remove internal distortion of the molded body, after cooling proceeds to a temperature lower than the phase transition temperature of the protective agent component in the middle of cooling, it is gradually reheated to a temperature equal to or higher than the phase transition temperature again. Also good.
After cooling to a temperature close to room temperature, the molded body is removed from the mold to obtain a molded body (protective agent bar) of the protective agent. After that, the shape of the protective agent bar may be further adjusted by cutting or the like.
上述の型枠としては、熱伝導性の良さ、寸法精度の良さから鋼材、ステンレススチール(SUS)、アルミニウムなどの金属製型枠が好ましい。また、型枠内壁面には、離型性を良くするために、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などの離型剤をコーティングすることが好ましい。 As the above-mentioned formwork, metal formwork such as steel, stainless steel (SUS), and aluminum is preferable because of good thermal conductivity and good dimensional accuracy. The inner wall surface of the mold is preferably coated with a release agent such as a fluororesin or a silicone resin in order to improve the releasability.
保護剤バーに前述の段差を設ける方法としては、成型型に予め段差を設けておく方法、保護剤バーを成型した後に、段差を設けた型を必要により加熱しながら押し付ける方法、加熱した金属等の線を押し付ける方法、レーザー光線を照射する方法、機械的に形成する方法等を例示できるが、成型型に予め段差を設けておく方法が生産性が高く、確実に段差を形成できるため最も好ましい。 As a method of providing the above-mentioned level difference in the protective agent bar, a method of providing a level difference in advance in the molding die, a method of pressing the mold provided with the level difference if necessary after molding the protective agent bar, heated metal, etc. The method of pressing the wire, the method of irradiating with a laser beam, the method of mechanically forming, etc. can be exemplified, but the method of providing a step in the mold in advance is the most preferable because the step can be formed with high productivity.
以下に図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。
図1は本発明の保護層形成装置を備えた画像形成部の要部構成例を示す概略要部構成図である。
像担持体であるドラム状の感光体1に対向して配設された保護層形成装置2は、感光体を保護する保護剤を棒状にした保護剤バー21と、この保護剤バー21と接触するブラシ22aを有し保護剤バー21からブラシ22aに移行した保護剤を感光体1へ供給する保護剤供給部材22と、保護剤バー21を保護剤供給部材22のブラシ22aに押し当てて保護剤を保護剤供給部材22のブラシ22aに移行させる押圧力付与機構23と、保護剤供給部材22により感光体上に供給された保護剤を薄層化する保護層形成機構24等から主に構成されている。
Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of an example of the main part of an image forming unit provided with the protective layer forming apparatus of the present invention.
The protective
本発明による保護剤バー21は、バネやスプリング等の押圧部材からなる押圧力付与機構23からの押圧力により、保護剤供給部材22のブラシ22aに押し当てられ、保護剤バー21からブラシ22aに保護剤が移行する。保護剤供給部材22は感光体1と線速差をもって回転してブラシ22aの先端で感光体表面を摺擦し、この際に保護剤供給部材22のブラシ22aの表面に保持された保護剤を、感光体1の表面に供給する。
また、感光体1の表面に供給された保護剤は、物質種の選択によっては供給時に十分な保護層にならない場合がある。このため、より均一な保護層を形成するために、感光体表面の保護剤は、例えばブレード状の部材24aと、そのブレード状の部材24aを感光体ドラム1の表面に押し当てるバネやスプリング等の押圧部材24bとを持つ保護層形成機構24により薄層化され、感光体表面の保護層となる。
The
Further, the protective agent supplied to the surface of the photoreceptor 1 may not be a sufficient protective layer at the time of supply depending on the selection of the material type. For this reason, in order to form a more uniform protective layer, the photosensitive agent surface protective agent is, for example, a blade-
保護層が形成された感光体1は、帯電手段(帯電装置)である例えば図示しない高電圧電源により直流電圧もしくはこれに交流電圧を重畳させた電圧を印加した帯電ローラ3を、接触または近接させ、微小空隙での放電による感光体1の帯電が行われる。この際、保護層の一部は電気的ストレスにより分解や酸化が生じ、また、保護層表面への気中放電生成物の付着が生じる。上述の分解生成物や酸化物、気中放電生成物は、一般に親水性であるか、もしくは親水性基を含んでいる。
The photosensitive member 1 on which the protective layer is formed is brought into contact or proximity with a charging
本発明の感光体保護剤は、その組成物として、一分子内に親水性の部分と疎水性の部分を有する両親媒性の有機化合物(B)を含んでいる。また、一方の組成物として、疎水性有機化合物(A)を併せて含んでいる。よって、感光体表面が電気的ストレスにより親水性となった部分には、両親媒性の有機化合物(B)が吸着することにより、表面を疎水化させると共に、周辺の疎水性有機化合物(A)の存在により、電気的ストレスを感光体表面へ、直接負荷させることが防止される。 The photoconductor protective agent of the present invention contains an amphiphilic organic compound (B) having a hydrophilic part and a hydrophobic part in one molecule as its composition. Moreover, the hydrophobic organic compound (A) is also included as one composition. Therefore, the surface of the photoreceptor becomes hydrophilic by electrical stress, and the amphiphilic organic compound (B) is adsorbed to make the surface hydrophobic and the surrounding hydrophobic organic compound (A). Therefore, it is possible to prevent electrical stress from being directly applied to the surface of the photoreceptor.
代わりに、感光体保護剤の一部は、電気的ストレスに曝され劣化し、部分的に親水性となるが、余剰に存在する、適度なHLB値を持つ両親媒性の有機化合物(B)と共に逆ミセルに類する形態となって、疎水性有機化合物(A)中に分散するため、保護層による感光体保護効果と、劣化した保護剤の除去性を両立させることが可能となる。 Instead, a part of the photoconductor protective agent is deteriorated by exposure to electrical stress, and partially becomes hydrophilic, but is present in excess, an amphiphilic organic compound (B) having an appropriate HLB value. At the same time, it becomes a form similar to a reverse micelle and is dispersed in the hydrophobic organic compound (A), so that it is possible to achieve both the effect of protecting the photoreceptor by the protective layer and the removability of the deteriorated protective agent.
劣化した保護剤は、通常のクリーニング機構により、感光体1に残存したトナー等の他成分と共に、クリーニング手段であるクリーニング装置4により除去される。クリーニング装置4は、上述の保護層形成機構24と兼用にしても良いが、感光体表面の残存物を除去する機能と、保護層を形成する機能とは、適切な部材の摺擦状態が異なることがあるため、機能を分離し、図1に示すように、保護層形成装置2よりも感光体回転方向上流側に設けることが好ましい。また、これを言い換えると、保護層形成装置2は、クリーニング手段であるクリーニング装置4から帯電手段である帯電ローラ3に至る部分に設けることが好ましい。なお、図1の例では、クリーニング装置4は、ブレード状のクリーニング部材(クリーニングブレード)41と、このクリーニング部材41を感光体表面に押し当てるクリーニング押圧機構42等から構成されるが、これに限るものではなく、ブラシ状やローラ状のクリーニング部材等を用いても良い。
The deteriorated protective agent is removed together with other components such as the toner remaining on the photosensitive member 1 by a
保護層形成機構24に用いるブレード状部材24aの材料は、特に制限されるものではなく、例えばクリーニングブレード用材料として一般に公知の、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体を、単独またはブレンドして使用することができる。また、これらのゴムブレードは、感光体1との接点部部分を低摩擦係数材料でコーティングや含浸処理しても良い。また、弾性体の硬度を調整するために、他の有機フィラーや無機フィラーに代表される充填材を分散しても良い。
The material of the blade-
これらのブレード状部材24aは、ブレード支持体24cに、先端部が感光体表面へ押圧当接できるように、接着や融着等の任意の方法によって固定される。ブレード状部材24aの厚みについては、押圧で加える力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね0.5〜5mm程度であれば好ましく使用でき、1〜3mm程度であれば更に好ましく使用できる。
また、支持体24cから突き出し、たわみを持たせることができるブレード状部材24aの長さ、いわゆる自由長についても同様に押圧で加える、力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね1〜15mm程度であれば好ましく使用でき、2〜10mm程度であれば更に好ましく使用できる。
These blade-
Further, the length of the blade-
保護層形成用のブレード状部材24aの他の構成としては、バネ板等の弾性金属ブレード表面に、必要によりカップリング剤やプライマー成分等を介して、樹脂、ゴム、エラストマー等の層をコーティング、ディッピング等の方法で形成し、必要により熱硬化等を行い、更に必要であれば表面研摩等を施して用いても良い。
弾性金属ブレードの厚みは、0.05〜3mm程度であれば好ましく使用でき、0.1〜1mm程度であればより好ましく使用できる。
また、弾性金属ブレードでは、ブレードのねじれを抑止するために、取り付け後に支軸と略平行となる方向に、曲げ加工等の処理を施しても良い。
表面層を形成する材料としては、PFA、PTFE、FEP、PVdF等のフッ素樹脂や、フッ素系ゴム、メチルフェニルシリコーンエラストマー等のシリコーン系エラストマー等を、必要により充填剤と共に、用いることができるが、これに限定されるものではない。
As another configuration of the blade-
The thickness of the elastic metal blade is preferably about 0.05 to 3 mm, and more preferably about 0.1 to 1 mm.
Moreover, in an elastic metal blade, in order to suppress the twist of a braid | blade, you may perform processes, such as a bending process, in the direction substantially parallel to a spindle after attachment.
As a material for forming the surface layer, fluorine resin such as PFA, PTFE, FEP, PVdF, silicone elastomer such as fluorine rubber, methylphenyl silicone elastomer, and the like can be used together with a filler, if necessary. It is not limited to this.
また、保護層形成機構24の押圧部材24bでブレード状部材24aを感光体に押圧する力は、感光体表面の保護剤が延展し、保護層や保護膜の状態になる力で十分であり、線圧として5gf/cm以上80gf/cm以下であることが好ましく、10gf/cm以上60gf/cm以下であることがより好ましい。
Further, the force for pressing the blade-
また、保護剤供給部材22にはブラシ状の部材22aが好ましく用いられるが、この場合、感光体表面への機械的ストレスを抑制するためには、ブラシ繊維は可撓性を持つことが好ましい。
可撓性のブラシ繊維の具体的な材料としては、一般的に公知の材料から1種乃至2種以上を選択して使用することができる。具体的には、ポリオレフィン系樹脂(例えばポリエチレン、ポリプロピレン);ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂(例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン);塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;スチレン−ブタジエン樹脂;フッ素樹脂(例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン);ポリエステル;ナイロン;アクリル;レーヨン;ポリウレタン;ポリカーボネート;フェノール樹脂;アミノ樹脂(例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂);などの内、可撓性を持つ樹脂を使用することができる。
また、撓みの程度を調整するために、ジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等を複合して用いても良い。
In addition, a brush-
As a specific material of the flexible brush fiber, one or more kinds can be selected and used from generally known materials. Specifically, polyolefin resins (for example, polyethylene, polypropylene); polyvinyl and polyvinylidene resins (for example, polystyrene, acrylic resin, polyacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether and Polyvinyl chloride); vinyl chloride-vinyl acetate copolymer; styrene-acrylic acid copolymer; styrene-butadiene resin; fluorine resin (for example, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polychlorotrifluoroethylene); Polyester; Nylon; Acrylic; Rayon; Polyurethane; Polycarbonate; Phenol resin; Amino resin (eg urea-formaldehyde resin, melamine) Fat, benzoguanamine resins, urea resins, polyamide resins); Among such, may be a resin having flexibility.
Also, in order to adjust the degree of bending, diene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), ethylene propylene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, urethane rubber, silicone rubber, hydrin rubber, norbornene rubber, etc. are used in combination. Also good.
保護剤供給部材22の支持体22bには、固定型と回動可能なロール状のものがある。ロール状の供給部材としては、例えばブラシ繊維をパイル地にしたテープを金属製の芯金にスパイラル状に巻き付けてロールブラシとしたものがある。ブラシ繊維は繊維径10〜500μm程度、ブラシの繊維の長さは1〜15mm、ブラシ密度は1平方インチ当たり1万〜30万本(1平方メートル当たり1.5×107〜4.5×108本)のものが好ましく用いられる。
The
保護剤供給部材22は、供給の均一性やその安定性の面から、極カブラシ密度の高い物を使用することが好ましく、1本の繊維を数本〜数百本の微細な繊維から作ることも好ましい。例えば、333デシテックス=6.7デシテックス×50フィラメント(300デニール=6デニール×50フィラメント)のように6.7デシテックス(6デニール)の微細な繊維を50本束ねて1本の繊維として植毛することも可能である。
The protective
また、ブラシ22aの表面には必要に応じてブラシ22aの表面形状や環境安定性などを安定化することなどを目的として、被覆層を設けても良い。被覆層を構成する成分としては、ブラシ繊維の撓みに応じて変形することが可能な被覆層成分を用いることが好ましく、これらは、可撓性を保持し得る材料であれば、何ら限定される事無く使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル(例えばポリメチルメタクリレート)、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成品(例えばアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成品);パーフルオロアルキルエーテル,ポリフルオロビニル、ポリフルオロビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂;ポリアミド;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂;エポキシ樹脂や、これらの複合樹脂等が挙げられる。
In addition, a coating layer may be provided on the surface of the
次に図2は本発明の画像形成装置に具備されるプロセスカートリッジを用いた画像形成部(画像形成ステーション)の構成例を説明するための概略断面図である。
図2に示す画像形成部(画像形成ステーション)10は、像担持体であるドラム状の感光体1と、感光体1を帯電する帯電手段である帯電装置(図示の例では帯電ローラ)3と、帯電された感光体1にレーザー光L等を照射して静電潜像を形成する潜像形成手段(図示せず)と、感光体1上の静電潜像をトナーで現像して可視像化する現像手段である現像装置5と、感光体1上のトナー像を転写媒体(または中間転写媒体)7に転写する転写手段6と、転写後の感光体1の表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段であるクリーニング装置4と、クリーニング装置4から帯電装置3に至る部分に配置された保護層形成装置2等を有している。そして、この画像形成部10では、感光体1とともに、保護層形成装置2、帯電装置3、現像装置5、クリーニング装置4をカートリッジ内に設けたプロセスカーリッジ11を用いている。
Next, FIG. 2 is a schematic sectional view for explaining a configuration example of an image forming unit (image forming station) using a process cartridge provided in the image forming apparatus of the present invention.
An image forming unit (image forming station) 10 shown in FIG. 2 includes a drum-shaped photoconductor 1 as an image carrier, and a charging device (charging roller in the illustrated example) 3 as a charging unit that charges the photoconductor 1. A latent image forming means (not shown) for forming an electrostatic latent image by irradiating the charged photosensitive member 1 with a laser beam L or the like, and developing the electrostatic latent image on the photosensitive member 1 with toner. A developing device 5 which is a developing means for visualizing, a transfer means 6 for transferring a toner image on the photoconductor 1 to a transfer medium (or an intermediate transfer medium) 7, and a toner remaining on the surface of the photoconductor 1 after transfer. The
図2において、帯電装置3は、例えば図示しない高電圧電源により直流電圧もしくはこれに交流電圧を重畳させた電圧を印加した帯電ローラ等である。また、現像装置5は、トナー粒子、またはトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤を担持搬送する現像剤担持体である現像スリーブ51と、現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送部材52,53等で構成される。
感光体1に対向して配設された保護層形成装置2は、図1と同様に、保護剤バー21、保護剤供給部材22、押圧力付与機構23、保護層形成機構24等から主に構成される。
また、感光体1は、転写工程後に部分的に劣化した保護剤やトナー成分等が残存した表面となっているが、クリーニング装置4のクリーニング部材41により表面残存物が清掃され、クリーニングされる。図2では、ブレード状のクリーニング部材41は、いわゆるカウンタータイプ(リーディングタイプ)に類する角度で当接されている。
In FIG. 2, the charging
As in FIG. 1, the protective
The photosensitive member 1 has a surface on which partially deteriorated protective agent, toner component, and the like remain after the transfer process, but the surface residue is cleaned and cleaned by the cleaning
クリーニング装置4により、表面の残留トナーや劣化した保護剤が取り除かれた感光体表面へは、保護剤バー21の保護剤が保護剤供給部材22により供給され、感光体表面に供給された保護剤は、保護層形成機構24により薄層化され、被膜状の保護層が形成される。この際、感光体表面のうち電気的ストレスにより親水性が高くなっている部分に対して、本発明で使用する保護剤は、より良好な吸着性を持つため、一時的に大きな電気的ストレスが掛かり、感光体表面が部分的に劣化をし始めても、保護剤の吸着により感光体自身の劣化の進行を防ぐことができる。
The protective agent of the
保護層が形成された感光体1は、帯電ローラ3による帯電後、レーザー光Lなどの露光によって静電潜像が形成され、現像手段である現像装置5のトナーにより現像されて可視像化され、プロセスカートリッジ外の転写手段である転写装置(転写ローラ等)6により、転写媒体(または中間転写媒体)7へ転写される。
The photosensitive member 1 on which the protective layer is formed is charged by the charging
次に図3は、本発明の保護層形成装置を具備する画像形成装置100の構成例を示す概略構成図である。
この画像形成装置100は、画像形成を行う画像形成装置本体(プリンタ部)110と、この本体110の上部に設置された原稿読取部(スキャナ部)120と、その上に設置された原稿自動給紙装置(ADF)130と、画像形成装置本体110の下部に設置された給紙部200とを備えており、複写機の機能を有している。また、この画像形成装置100は、外部装置との通信機能を有しており、装置外部のパーソナルコンピュータ等と接続することにより、プリンタやスキャナとして用いることができる。また、電話回線や光回線と接続することにより、ファクシミリとして用いることができる。
Next, FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of the
The
画像形成装置本体110内には、同じ構成で現像装置5のトナー色が異なる画像形成部(画像形成ステーション)10が4つ並設されており、該4つの画像形成部10でトナー色の異なる画像(例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像)を形成し、各色のトナー像を転写媒体または中間転写媒体に重ね合わせて転写して多色またはフルカラー画像を形成することができる。なお、図3の例では、4つの画像形成部10は、複数のローラに張架された無端ベルト状の中間転写媒体7に沿って並設されており、各画像形成部で形成された各色のトナー像は、一旦中間転写媒体7に順次重ね合わせて一次転写された後、二次転写装置12で紙等のシート状の転写媒体に一括して転写される。
In the image forming apparatus
各色の画像形成部10は図2と同様の構成であり、ドラム状の感光体1(1Y,1M,1C,1K)の周囲に、保護層形成装置2、帯電装置3、潜像形成装置8からのレーザー光等の露光部、現像装置5、一次転写装置6、およびクリーニング装置4が配置されている。また、図2と同様に、各色の画像形成部10は、感光体1とともに、保護層形成装置2、帯電装置3、現像装置5、クリーニング装置4をカートリッジ内に設けたプロセスカーリッジ11を用いている。
The
次に図3に示す画像形成装置の動作を説明する。ここでは、画像形成のための一連のプロセスについて、ネガ−ポジプロセスで説明を行う。なお、各画像形成部10の動作は同じであるので、ここでは一つの画像形成部の動作を説明する。
有機光導電層を有する有機感光体(OPC)等に代表される像担持体であるドラム状の感光体1は、除電ランプ(図示せず)等で除電され、帯電部材(例えば帯電ローラ)を有する帯電装置3で均一にマイナスに帯電される。
帯電装置3による感光体1の帯電が行なわれる際には、電圧印加機構(図示せず)から帯電部材に、感光体1を所望の電位に帯電させるに適した、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
Next, the operation of the image forming apparatus shown in FIG. 3 will be described. Here, a series of processes for image formation will be described using a negative-positive process. Since the operations of the
The drum-shaped photoreceptor 1, which is an image carrier represented by an organic photoreceptor (OPC) having an organic photoconductive layer, is neutralized by a neutralizing lamp (not shown) or the like, and a charging member (for example, a charging roller) is used. The charging
When the
帯電された感光体1は、例えば複数のレーザー光源と、カップリング光学系と、光偏向器と、走査結像光学系等からなる、レーザー走査方式の潜像形成装置8によって照射されるレーザー光で潜像形成(露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる)が行なわれる。
すなわち、レーザー光源(例えば半導体レーザー)から発せられたレーザー光は、高速で回転する多角柱の多面鏡(ポリゴン)等からなる光偏向器により偏向走査され、走査レンズやミラー等からなる走査結像光学系を介して感光体1の表面を、感光体1の回転軸方向(主走査方向)に走査する。
The charged photoreceptor 1 is a laser beam irradiated by a laser scanning type latent
That is, laser light emitted from a laser light source (for example, a semiconductor laser) is deflected and scanned by an optical deflector composed of a polygonal polygonal mirror (polygon) that rotates at high speed, thereby forming a scanning image formed of a scanning lens, a mirror, and the like. The surface of the photoconductor 1 is scanned in the rotation axis direction (main scanning direction) of the photoconductor 1 via the optical system.
このようにして形成された潜像が、現像装置5の現像剤担持体である現像スリーブ51上に供給されたトナー粒子、またはトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。
潜像の現像時には、電圧印加機構(図示せず)から現像スリーブ51に、感光体1の露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
The latent image formed in this manner is developed with a developer made of toner particles or a mixture of toner particles and carrier particles supplied onto the developing
At the time of developing the latent image, a voltage applying mechanism (not shown) is applied to the developing
上記のような動作で各色に対応した画像形成部10の感光体1上に形成されたトナー像は、転写ローラ等からなる一次転写装置6にて中間転写媒体7上に順次重ね合わせて一次転写される。一方、画像形成動作及び一次転写動作にタイミングを合わせて、給紙部200の多段の給紙カセット201a,201b,201c,201dの中の選択された給紙カセットから、給紙ローラ202及び分離ローラ203からなる給紙機構で紙等の転写媒体が給紙され、搬送ローラ204,205,206及びレジストローラ207を経て二次転写部に搬送される。そして、二次転写部において、中間転写媒体7上のトナー画像が二次転写装置(例えば二次転写ローラ)12にて、搬送されてきた転写媒体に二次転写される。なお、上記の転写工程においては、一次転写装置6や二次転写装置12には、転写バイアスとして、トナーの帯電極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。
上記の二次転写後、転写媒体は、中間転写媒体7から分離され、転写像が得られる。また、一次転写後に感光体1上に残存するトナー粒子は、クリーニング装置4のクリーニング部材41によって、クリーニング装置4内のトナー回収室へ、回収される。また、二次転写後に中間転写媒体7上に残存するトナー粒子は、ベルトクリーニング装置9のクリーニング部材によって、クリーニング装置9内のトナー回収室へ、回収される。
The toner image formed on the photoreceptor 1 of the
After the secondary transfer, the transfer medium is separated from the intermediate transfer medium 7 to obtain a transfer image. Further, the toner particles remaining on the photoreceptor 1 after the primary transfer are collected into the toner collection chamber in the
図3に示した画像形成装置100は、上述の画像形成部10が中間転写媒体7に沿って複数配置された、いわゆるタンデム型で中間転写方式の画像形成装置であり、複数の画像形成部10によって各感光体1(1Y,1M,1C,1K)上に順次作成された色が異なる複数のトナー像を一旦中間転写媒体7上に順次転写した後、これを一括して紙のような転写媒体に転写する。そしてトナー像が転写された転写媒体を、搬送装置13により定着装置14へ送り、熱等によってトナーを定着する構成である。定着後の転写媒体は、搬送装置15及び排紙ローラ16により排紙トレイ17に排紙される。また、この画像形成装置100は両面プリント機能も備えており、両面プリント時には、定着装置9の下流の搬送路を切換え、片面の画像が定着された転写媒体を両面用搬送装置210を介して表裏反転し、搬送ローラ206及びレジストローラ207で二次転写部に再給紙して、裏面側に画像の転写を行う。転写後の転写媒体は、上記と同様に定着装置9に搬送されて画像が定着され、定着後の転写媒体は排紙トレイ17に排紙される。
The
なお、上記の構成で、中間転写媒体を用いずに、タンデム型の直接転写方式の画像形成装置とすることもでき、この直接転写方式の場合は、中間転写媒体に換えて、転写媒体を担持搬送する転写ベルト等を用い、各画像形成部10によって各感光体1(1Y,1M,1C,1K)上に順次作成された色が異なる複数のトナー像を直接、転写ベルトで搬送される紙のような転写媒体に順次転写した後、定着装置へ送り、熱等によってトナーを定着する構成としても良い。
In the above configuration, the intermediate transfer medium can be used without using an intermediate transfer medium, and a tandem type direct transfer image forming apparatus can be used. In the case of this direct transfer system, the transfer medium is supported instead of the intermediate transfer medium. Using a transfer belt or the like that transports, a plurality of toner images of different colors, which are sequentially created on each photoreceptor 1 (1Y, 1M, 1C, 1K) by each
以上に説明したような画像形成装置では、帯電装置3は、帯電部材を感光体表面に接触または近接して配設された帯電装置であることが好ましく、これにより、放電ワイヤを用いた、いわゆるコロトロンやスコロトロンと言われるコロナ放電器と比較して、帯電時に発生するオゾン量を大幅に抑制することが可能となる。
しかしながら、帯電部材を感光体表面に接触または近接して帯電を行う帯電装置3では、前述のように放電が感光体表面近傍の領域で行われるため、感光体1への電気的ストレスが大きくなりがちである。
そこで、本発明の感光体保護剤を用いた保護層形成装置2を用いることにより、長期間に渡り感光体を劣化させることなく維持できるため、経時的な画像の変動や使用環境による画像の変動を大幅に抑制でき、安定した画像品質の確保が可能となる。
In the image forming apparatus as described above, it is preferable that the
However, in the
Therefore, by using the protective
次に本発明において好適に用いられる感光体について説明する。
本発明の画像形成装置に用いる像担持体である感光体は、導電性支持体の上に感光層が設けられている。感光層の構成は電荷発生材と電荷輸送材を混在させた単層型、あるいは電荷発生層の上に電荷輸送層を設けた順層型、あるいは電荷輸送層の上に電荷発生層を設けた逆層型がある。また、感光体の機械的強度、耐磨耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のため、感光層の上に保護層を設けることもできる。感光層と導電性支持体の間には下引き層が設けられていてもよい。また各層には必要により可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等を適量添加することもできる。
Next, a photoconductor preferably used in the present invention will be described.
In the photoreceptor, which is an image carrier used in the image forming apparatus of the present invention, a photosensitive layer is provided on a conductive support. The photosensitive layer is composed of a single layer type in which a charge generation material and a charge transport material are mixed, a forward layer type in which a charge transport layer is provided on the charge generation layer, or a charge generation layer provided on the charge transport layer. There is a reverse layer type. In addition, a protective layer can be provided on the photosensitive layer in order to improve the mechanical strength, abrasion resistance, gas resistance, cleaning property, and the like of the photoreceptor. An undercoat layer may be provided between the photosensitive layer and the conductive support. In addition, an appropriate amount of a plasticizer, an antioxidant, a leveling agent and the like can be added to each layer as necessary.
感光体の導電性支持体としては、体積抵抗10^10Ω・cm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板及びそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法でドラム状に素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。ドラム状の支持体としては、直径が20〜150mm、好ましくは、24〜100mm、さらに好ましくは28〜70mmのものを用いることができる。ドラム状の支持体の直径が20mm以下では、ドラム周辺に帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程を配置することが物理的に難しく、ドラム状の支持体の直径が150mm以上では画像形成装置が大きくなってしまい好ましくない。特に、画像形成装置が図3に示すようなタンデム型の場合には、複数の感光体を搭載する必要があるため、直径は70mm以下、好ましくは60mm以下であることが好ましい。また、特許文献3に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
As the conductive support of the photosensitive member, one having a volume resistance of 10 ^ 10 Ω · cm or less, for example, metals such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, platinum, tin oxide, oxidation A metal oxide such as indium is deposited or sputtered on a film or cylindrical plastic or paper, or a plate of aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, etc. After forming the tube into a drum shape, it is possible to use a tube that has been surface-treated by cutting, superfinishing, polishing, or the like. A drum-shaped support having a diameter of 20 to 150 mm, preferably 24 to 100 mm, and more preferably 28 to 70 mm can be used. If the diameter of the drum-shaped support is 20 mm or less, it is physically difficult to arrange the charging, exposure, development, transfer, and cleaning steps around the drum. If the diameter of the drum-shaped support is 150 mm or more, image formation is performed. The apparatus becomes undesirably large. In particular, when the image forming apparatus is a tandem type as shown in FIG. 3, it is necessary to mount a plurality of photoconductors, and therefore the diameter is preferably 70 mm or less, and preferably 60 mm or less. The endless nickel belt and the endless stainless steel belt disclosed in
本発明の画像形成装置に用いる感光体の下引層としては樹脂、あるいは白色顔料と樹脂を主成分としたもの、及び導電性基体表面を化学的あるいは電気化学的に酸化させた酸化金属膜等が例示できるが、白色顔料と樹脂を主成分とするものが好ましい。白色顔料としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物が挙げられ、中でも導電性基体からの電荷の注入防止性が優れる酸化チタンを含有させることが最も好ましい。下引層に用いる樹脂としてはポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、メチルセルロース等の熱可塑性樹脂、アクリル、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂、これらの中の一種あるいは多種の混合物を例示することができる。 As the undercoat layer of the photosensitive member used in the image forming apparatus of the present invention, a resin or a material mainly composed of a white pigment and a resin, a metal oxide film obtained by chemically or electrochemically oxidizing the surface of a conductive substrate, etc. However, those containing a white pigment and a resin as main components are preferable. Examples of the white pigment include metal oxides such as titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, and zinc oxide. Among them, it is most preferable to contain titanium oxide that is excellent in preventing charge injection from the conductive substrate. As the resin used for the undercoat layer, thermoplastic resins such as polyamide, polyvinyl alcohol, casein, and methyl cellulose, thermosetting resins such as acrylic, phenol, melamine, alkyd, unsaturated polyester, and epoxy, one or various kinds of these Mixtures can be exemplified.
本発明の画像形成装置に用いる感光体の電荷発生物質としては、例えば、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料、テトラキスアゾ顔料等のアゾ顔料、トリアリールメタン系染料、チアジン系染料、オキサジン系染料、キサンテン系染料、シアニン系色素、スチリル系色素、ピリリウム系染料、キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、多環キノン系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料、インダスロン系顔料、スクアリリウム系顔料、フタロシアニン系顔料等の有機系顔料及び染料や、セレン、セレン−ヒ素、セレン−テルル、硫化カドミウム、酸化亜鉛、酸化チタン、アモルファスシリコン等の無機材料を使用することができ、電荷発生物質は一種あるいは多種混合して使用することができる。下引層は、一層であっても、複数の層で構成しても良い。 Examples of the charge generating material for the photoreceptor used in the image forming apparatus of the present invention include azo pigments such as monoazo pigments, bisazo pigments, trisazo pigments, and tetrakisazo pigments, triarylmethane dyes, thiazine dyes, and oxazines. Dyes, xanthene dyes, cyanine dyes, styryl dyes, pyrylium dyes, quinacridone pigments, indigo pigments, perylene pigments, polycyclic quinone pigments, bisbenzimidazole pigments, indanthrone pigments, squarylium pigments Inorganic materials such as pigments, organic pigments and dyes such as phthalocyanine pigments, selenium, selenium-arsenic, selenium-tellurium, cadmium sulfide, zinc oxide, titanium oxide, and amorphous silicon can be used. It can be used alone or in combination. The undercoat layer may be a single layer or a plurality of layers.
本発明の画像形成装置に用いる感光体の電荷輸送物質としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、テトラゾール誘導体、メタロセン誘導体、フェノチアジン誘導体、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、スチリルヒドラゾン化合物、エナミン化合物、ブタジエン化合物、ジスチリル化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、チアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリフェニルメタン誘導体等の一種あるいは多種を混合して使用することができる。 Examples of the charge transport material for the photoreceptor used in the image forming apparatus of the present invention include anthracene derivatives, pyrene derivatives, carbazole derivatives, tetrazole derivatives, metallocene derivatives, phenothiazine derivatives, pyrazoline compounds, hydrazone compounds, styryl compounds, styryl hydrazone compounds, Enamine compounds, butadiene compounds, distyryl compounds, oxazole compounds, oxadiazole compounds, thiazole compounds, imidazole compounds, triphenylamine derivatives, phenylenediamine derivatives, aminostilbene derivatives, triphenylmethane derivatives, etc. can do.
上記電荷発生層、電荷輸送層の感光層を形成するのに使用する結着樹脂としては、電気絶縁性であり、それ自体公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂及び光導電性樹脂等を使用することができ、適当な結着樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネ−ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ABS樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の光導電性樹脂など一種の結着樹脂あるいは多種と結着樹脂の混合物を挙げることができるが、特にこれらのものに限定されるものではない。 The binder resin used to form the photosensitive layer of the charge generation layer and the charge transport layer is electrically insulating and is a known thermoplastic resin, thermosetting resin, photocurable resin, and photoconductive material. Suitable binder resins include, for example, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, Ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, polyester, phenoxy resin, (meth) acrylic resin, polystyrene, polycarbonate, polyarylate, thermoplastic resin such as polysulfone, polyethersulfone, ABS resin, phenol resin , Epoxy resin, urethane resin, melamine resin, isocyanate resin, alkyd resin, Examples thereof include a thermosetting resin such as a ricone resin, a thermosetting acrylic resin, a type of binder resin such as a photoconductive resin such as polyvinyl carbazole, polyvinyl anthracene, and polyvinyl pyrene, or a mixture of various types of binder resins. In particular, it is not limited to these.
酸化防止剤としては、例えば以下のものが使用される。
・モノフェノール系化合物
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3−t−ブチル−4−ヒドロキシニソールなど。
As antioxidant, the following are used, for example.
Monophenol compounds 2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, stearyl-β- (3,5-di- t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 3-t-butyl-4-hydroxynisol and the like.
・ビスフェノール系化合物
2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)など。
Bisphenol compounds 2,2′-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylene-bis- (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4 ′ -Thiobis- (3-methyl-6-t-butylphenol), 4,4'-butylidenebis- (3-methyl-6-t-butylphenol) and the like.
・高分子フェノール系化合物
1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、トコフェノール類など。
-High molecular phenol compound 1,1,3-tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3, 5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, tetrakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3 '-Bis (4'-hydroxy-3'-t-butylphenyl) butyric acid] glycol ester, tocophenols, and the like.
・パラフェニレンジアミン類
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−tーブチル−p−フェニレンジアミンなど。
Paraphenylenediamines N-phenyl-N′-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N-sec-butyl-p-phenylenediamine, N, N′-di-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-dimethyl-N, N′-di-t-butyl-p-phenylenediamine and the like.
・ハイドロキノン類
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
・有機硫黄化合物類
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなど。
Organic sulfur compounds Dilauryl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, ditetradecyl-3,3′-thiodipropionate, and the like.
・有機燐化合物類
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
Organic phosphorus compounds Triphenylphosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, tri (dinonylphenyl) phosphine, tricresylphosphine, tri (2,4-dibutylphenoxy) phosphine and the like.
可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなどの一般的な樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は結着樹脂100重量部に対して0〜30重量部程度が適当である。 As the plasticizer, those used as plasticizers for general resins such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate can be used as they are, and the amount used is about 0 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. Is appropriate.
電荷輸送層中にレベリング剤を添加してもかまわない。レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、測鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は、バインダー樹脂100重量部に対して、0〜1重量部が適当である。 A leveling agent may be added to the charge transport layer. As the leveling agent, silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the chain are used, and the amount used is 100 parts by weight of binder resin. 0 to 1 part by weight is suitable.
表面層は前述のように、感光体の機械的強度、耐磨耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のため設けられる。表面層としては、感光層よりも機械的強度の高い高分子、高分子に無機フィラーを分散させたものが例示できる。表面層に用いる高分子は、熱可塑性高分子、熱硬化性高分子、何れの高分子であっても良いが、熱硬化性高分子は機械的強度が高く、クリーニングブレードとの摩擦による磨耗を抑える能力が極めて高いためたいへん好ましい。表面層は薄い膜厚であれば、電荷輸送能力を有していなくても支障はないが、電荷輸送能力を有しない表面層を厚く形成すると、感光体の感度低下、露光後電位上昇、残留電位上昇を引き起こしやすいため、表面層中に前述の電荷輸送物質を含有させたり、保護層に用いる高分子を電荷輸送能力を有するものを用いることが好ましい。感光層と表面層との機械的強度は一般に大きく異なるため、クリーニングブレードとの摩擦により保護層が磨耗し、消失すると、すぐに感光層は磨耗していってしまうため、表面層を設ける場合には、表面層は十分な膜厚とすることが重要であり、0.01〜12μm、好ましくは1〜10μm、さらに好ましくは2〜8μmとすることが好ましい。表面層の膜厚が0.1μm以下では、薄すぎてクリーニングブレードとの摩擦により部分的に消失しやすくなり、消失した部分から感光層の磨耗が進んでしまうため好ましくない。表面層の膜厚が12μm以上では、感度低下、露光後電位上昇、残留電位上昇が生じやすく、特に電荷輸送能力を有する高分子を用いる場合には、電荷輸送能力を有する高分子のコストが高くなってしまうため好ましくない。 As described above, the surface layer is provided to improve the mechanical strength, abrasion resistance, gas resistance, cleaning property, etc. of the photoreceptor. Examples of the surface layer include a polymer having a mechanical strength higher than that of the photosensitive layer and a polymer in which an inorganic filler is dispersed. The polymer used for the surface layer may be either a thermoplastic polymer or a thermosetting polymer, but the thermosetting polymer has a high mechanical strength and does not wear due to friction with the cleaning blade. It is very preferable because of its extremely high ability to suppress. If the surface layer has a thin film thickness, there is no problem even if it does not have the charge transport capability. However, if the surface layer without the charge transport capability is formed thick, the sensitivity of the photoreceptor decreases, the potential increases after exposure, and the residual layer remains. Since the potential rise is likely to occur, it is preferable to use the above-mentioned charge transporting substance in the surface layer or to use a polymer having a charge transporting capability for the protective layer. When the surface layer is provided, the mechanical strength of the photosensitive layer and the surface layer is generally greatly different, and therefore the protective layer is worn away due to friction with the cleaning blade. It is important that the surface layer has a sufficient film thickness, and is 0.01 to 12 μm, preferably 1 to 10 μm, more preferably 2 to 8 μm. If the film thickness of the surface layer is 0.1 μm or less, it is not preferable because it is too thin and easily disappears due to friction with the cleaning blade, and wear of the photosensitive layer proceeds from the disappeared portion. When the film thickness of the surface layer is 12 μm or more, the sensitivity is lowered, the potential after exposure is increased, and the residual potential is likely to be increased. This is not preferable.
表面層に用いる高分子としては、画像形成時の書き込み光に対して透明で、絶縁性、機械的強度、接着性に優れた物が望ましく、ABS樹脂、ACS樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。これらの高分子は熱可塑性高分子であっても良いが、高分子の機械的強度を高めるため、多官能のアクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基等を持つ架橋剤により架橋し、熱硬化性高分子とすることで、表面層の機械的強度は増大し、クリーニングブレードとの摩擦による磨耗を大幅に減少させることができる。 The polymer used for the surface layer is preferably a material that is transparent to the writing light during image formation and has excellent insulation, mechanical strength, and adhesiveness. ABS resin, ACS resin, olefin-vinyl monomer copolymer , Chlorinated polyether, allyl resin, phenol resin, polyacetal, polyamide, polyamideimide, polyacrylate, polyallylsulfone, polybutylene, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyethersulfone, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyimide, acrylic resin, polymethyl Examples include resins such as bentene, polypropylene, polyphenylene oxide, polysulfone, polystyrene, AS resin, butadiene-styrene copolymer, polyurethane, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, and epoxy resin. . These polymers may be thermoplastic polymers, but in order to increase the mechanical strength of the polymers, they are crosslinked with a crosslinking agent having a polyfunctional acryloyl group, carboxyl group, hydroxyl group, amino group, etc. By using a curable polymer, the mechanical strength of the surface layer is increased, and wear due to friction with the cleaning blade can be greatly reduced.
前述のように、表面層には電荷輸送能力を有していることが好ましく、表面層に電荷輸送能力を持たせるためには、表面層に用いる高分子と前述の電荷輸送物質を混合して用いる方法、電荷輸送能力を有する高分子を表面層に用いる方法が考えられ、後者の方法が、高感度で露光後電位上昇、残留電位上昇が少ない感光体を得ることができ好ましい。
電荷輸送層能力を有する高分子としては、高分子中に電荷輸送能力を有する基(下記の化学式(2))を例示することができる。
As described above, it is preferable that the surface layer has a charge transport capability. In order to provide the surface layer with a charge transport capability, a polymer used for the surface layer and the above-described charge transport material are mixed. A method of using a polymer having a charge transporting capability for the surface layer is conceivable, and the latter method is preferable because it can obtain a photoconductor with high sensitivity and little increase in potential after exposure and little increase in residual potential.
Examples of the polymer having the charge transport layer ability include a group having the charge transport ability (the following chemical formula (2)) in the polymer.
上記の化学式(2)において、Ar1は置換もしくは未置換のアリーレン基を表わす。また、Ar2、Ar3は置換もしくは未置換のアリール基を表わし、同一であっても異なってもよい。 In the above chemical formula (2), Ar 1 represents a substituted or unsubstituted arylene group. Ar 2 and Ar 3 represent a substituted or unsubstituted aryl group, and may be the same or different.
この電荷輸送能力を有する基は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の機械的強度の高い高分子の側鎖に付加することが好ましく、モノマーの製造が容易で、塗工性、硬化性にも優れるアクリル樹脂を用いることが好ましい。
電荷輸送能力を有するアクリル樹脂は、化学式(2)の基を有する不飽和カルボン酸を重合させることにより機械的強度が高く、透明性にも優れ、電荷輸送能力も高い表面層を形成することができ、単官能の化学式(2)の基を有する不飽和カルボン酸に多官能の不飽和カルボン酸、好ましくは3官能以上の不飽和カルボン酸を混合することで、アクリル樹脂は架橋構造を形成し、熱硬化性高分子となり、表面層の機械的強度は極めて高いものとなる。多官能の不飽和カルボン酸に、化学式(2)の基を付加しても良いが、モノマーの製造コストが高くなってしまうため、多官能の不飽和カルボン酸には、化学式(2)の基を付加せず、通常光硬化性多官能モノマーを用いることが好ましい。
The group having the charge transporting ability is preferably added to a side chain of a polymer having high mechanical strength such as a polycarbonate resin or an acrylic resin. It is preferable to use a resin.
An acrylic resin having a charge transporting ability can form a surface layer having high mechanical strength, excellent transparency, and high charge transporting ability by polymerizing an unsaturated carboxylic acid having a group of the chemical formula (2). The acrylic resin forms a crosslinked structure by mixing a polyfunctional unsaturated carboxylic acid, preferably a tri- or higher functional unsaturated carboxylic acid, with the unsaturated carboxylic acid having a monofunctional chemical formula (2) group. It becomes a thermosetting polymer, and the mechanical strength of the surface layer becomes extremely high. Although the group of the chemical formula (2) may be added to the polyfunctional unsaturated carboxylic acid, since the production cost of the monomer becomes high, the polyfunctional unsaturated carboxylic acid has a group of the chemical formula (2). Usually, it is preferable to use a photocurable polyfunctional monomer.
化学式(2)の基を有する単官能不飽和カルボン酸をしては、下記の化学式(3)、化学式(4)を例示することができる。 Examples of the monofunctional unsaturated carboxylic acid having a group represented by the chemical formula (2) include the following chemical formula (3) and chemical formula (4).
なお、化学式(3)、(4)中、R1 は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基、置換基を有してもよいアリール基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、−COOR7 (R7 は水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基又は置換基を有してもよいアリール基)、ハロゲン化カルボニル基若しくはCONR8R9 (R8 及びR9 は水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアラルキル基又は置換基を有してもよいアリール基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい)を表わし、Ar1 、Ar2 は置換もしくは未置換のアリーレン基を表わし、同一であっても異なってもよい。Ar3 、Ar4 は置換もしくは未置換のアリール基を表わし、同一であっても異なってもよい。Xは単結合、置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のシクロアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表わす。Zは置換もしくは無置換のアルキレン基、置換もしくは無置換のアルキレンエーテル2価基、アルキレンオキシカルボニル2価基を表わす。m、nは0〜3の整数を表わす。 In the chemical formulas (3) and (4), R 1 may have a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, or a substituent. Good aryl group, cyano group, nitro group, alkoxy group, —COOR 7 (R 7 has a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, or a substituent. Aryl group which may be substituted), halogenated carbonyl group or CONR 8 R 9 (R 8 and R 9 are a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent) Or an aryl group which may have a substituent, which may be the same or different from each other), Ar 1 and Ar 2 represent a substituted or unsubstituted arylene group, and may be the same May be different. Ar 3 and Ar 4 represent a substituted or unsubstituted aryl group, and may be the same or different. X represents a single bond, a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted alkylene ether group, an oxygen atom, a sulfur atom, or a vinylene group. Z represents a substituted or unsubstituted alkylene group, a substituted or unsubstituted alkylene ether divalent group, or an alkyleneoxycarbonyl divalent group. m and n represent an integer of 0 to 3.
多官能の不飽和カルボン酸の割合は表面層全体の、5〜75重量%、好ましくは10〜70重量%、さらに好ましくは、20〜60重量%である。多官能不飽和カルボン酸の割合が5重量%以下では、表面層の機械的強度が不十分であり、75%以上では、表面層に強い力が加わったときにクラックが発生しやすく、感度劣化も生じやすいため好ましくない。 The proportion of the polyfunctional unsaturated carboxylic acid is 5 to 75% by weight, preferably 10 to 70% by weight, more preferably 20 to 60% by weight, based on the entire surface layer. When the ratio of the polyfunctional unsaturated carboxylic acid is 5% by weight or less, the mechanical strength of the surface layer is insufficient, and when it is 75% or more, cracks are likely to occur when a strong force is applied to the surface layer, resulting in sensitivity deterioration. Is also not preferable because it is likely to occur.
表面層にアクリル樹脂を用いる場合には、上記不飽和カルボン酸を感光体に塗工後、電子線照射あるいは、紫外線等の活性光線を照射してラジカル重合を生じさせ、表面層を形成することができる。活性光線によるラジカル重合を行う場合には、不飽和カルボン酸に光重合開始剤を溶解したものを用いる。光重合開始剤は通常、光硬化性塗料に用いられる材料を用いることができる。 When an acrylic resin is used for the surface layer, the surface layer is formed by applying the unsaturated carboxylic acid to the photoreceptor and then irradiating with an electron beam or actinic rays such as ultraviolet rays to cause radical polymerization. Can do. When performing radical polymerization with actinic rays, a solution obtained by dissolving a photopolymerization initiator in an unsaturated carboxylic acid is used. As the photopolymerization initiator, materials used for photocurable paints can be used.
表面層中には表面層の機械的強度を高めるために金属、又は金属酸化物の微粒子を分散させることができる。金属酸化物としては酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、TiO、TiN、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アンチモン等が挙げられる。その他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの樹脂に等の無機材料を分散したもの等を添加することができる。 In the surface layer, fine particles of metal or metal oxide can be dispersed in order to increase the mechanical strength of the surface layer. Examples of the metal oxide include titanium oxide, tin oxide, potassium titanate, TiO, TiN, zinc oxide, indium oxide, and antimony oxide. In addition, for the purpose of improving wear resistance, fluorine resins such as polytetrafluoroethylene, silicone resins, and those obtained by dispersing inorganic materials such as these resins can be added.
以上の実施形態では像担持体を感光体として説明したが、本発明に係る像担持体は、感光体上に形成されたトナー像を一次転写して色重ねを行い、更に転写媒体へ転写を行う、いわゆる中間転写方式による画像形成を行う際に使用する中間転写媒体であってもよい。 In the above embodiments, the image carrier has been described as a photoconductor. However, the image carrier according to the present invention primarily transfers a toner image formed on the photoconductor to perform color superposition, and further transfers the image onto a transfer medium. It may be an intermediate transfer medium used when performing image formation by the so-called intermediate transfer method.
中間転写媒体としては、体積抵抗10^5〜10^11Ω・cm の導電性を示すものが好ましい。表面抵抗が10^5Ω/□を下回る場合には、感光体から中間転写媒体上へトナー像の転写が行われる際に、放電を伴いトナー像が乱れるいわゆる転写チリが生じることがあり、10^11Ω/□を上回る場合には、中間転写媒体から紙などの転写媒体へトナー像を転写した後に、中間転写媒体上へトナー像の対抗電荷が残留し、次の画像上に残像として現れることがある。
As the intermediate transfer medium, a medium having a volume resistance of 10 ^ 5 to 10 ^ 11 Ω ·
中間転写媒体としては、例えば、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物やカーボンブラック等の導電性粒子や導電性高分子を、単独または併用して熱可塑性樹脂と共に混練後、押し出し成型したベルト状もしくは円筒状のプラスチックなどを使用することができる。この他に、熱架橋反応性のモノマーやオリゴマーを含む樹脂液に、必要により上述の導電性粒子や導電性高分子を加え、加熱しつつ遠心成型を行い、無端ベルト上の中間転写媒体を得ることもできる。 As an intermediate transfer medium, for example, a metal oxide such as tin oxide or indium oxide, or conductive particles such as carbon black or a conductive polymer, alone or in combination, kneaded with a thermoplastic resin, and then extruded into a belt shape Alternatively, a cylindrical plastic can be used. In addition to this, the above-mentioned conductive particles and conductive polymer are added to a resin solution containing a thermal crosslinking reactive monomer or oligomer, if necessary, and subjected to centrifugal molding while heating to obtain an intermediate transfer medium on an endless belt. You can also.
中間転写媒体に表面層を設ける際には、上述の感光体表面層に使用した表面層材料の内、電荷輸送材料を除く組成物に、適宜、導電性物質を併用して抵抗調整を行い、使用することができる。 When providing a surface layer on the intermediate transfer medium, among the surface layer materials used for the above-mentioned photoreceptor surface layer, the composition excluding the charge transport material is appropriately adjusted in combination with a conductive substance, Can be used.
次に、本発明の画像形成装置において好適に用いられるトナーについて説明する。
まず、本発明の画像形成装置に用いるトナーは、平均円形度が0.93〜1.00であることが好ましい。本発明では、下記の式(1)より得られた値を円形度と定義する。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
円形度SR=粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長/粒子投影像の周囲長 :式(1)
Next, the toner suitably used in the image forming apparatus of the present invention will be described.
First, the toner used in the image forming apparatus of the present invention preferably has an average circularity of 0.93 to 1.00. In the present invention, the value obtained from the following formula (1) is defined as circularity. This circularity is an index of the degree of unevenness of the toner particles, and indicates 1.00 when the toner is a perfect sphere, and the circularity becomes smaller as the surface shape becomes more complicated.
Circularity SR = perimeter of a circle having the same area as the particle projection area / perimeter of the particle projection image: Formula (1)
平均円形度が0.93〜1.00の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。
トナー粒子に角がないため、現像装置内での 現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。
ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。
トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、像担持体の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
When the average circularity is in the range of 0.93 to 1.00, the surface of the toner particles is smooth, and the contact area between the toner particles and between the toner particles and the photosensitive member is small, so that the transferability is excellent.
Since the toner particles have no corners, the developer agitation torque in the developing device is small, and the agitation drive is stabilized, so that no abnormal image is generated.
Since there are no angular toner particles in the toner that forms the dots, when the pressure is brought into contact with the transfer medium during the transfer, the pressure is uniformly applied to the entire toner that forms the dots, and the transfer is not easily lost.
Since the toner particles are not angular, the abrasive power of the toner particles themselves is small, and the surface of the image carrier is not damaged or worn.
次に円形度の測定方法について説明する。
円形度は、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000を用いて測定することができる。
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜10000個/μlとして前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。
Next, a method for measuring the circularity will be described.
The circularity can be measured using a flow type particle image analyzer FPIA-1000 manufactured by Toa Medical Electronics.
As a specific measuring method, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate is added as a dispersant to 100 to 150 ml of water from which impure solids have been removed in advance, and further measurement is performed. Add about 0.1-0.5g of sample. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the shape and particle size of the toner are measured by the above apparatus with the dispersion concentration being 3000 to 10000 / μl.
本発明の画像形成装置に用いるトナーは、上記の円形度に加えて、トナーの重量平均径D4が3〜10μmであることが好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。
重量平均径D4が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。また、重量平均径D4が10μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。
The toner used in the image forming apparatus of the present invention preferably has a weight average diameter D4 of 3 to 10 μm in addition to the above circularity. In this range, since the toner particles have a sufficiently small particle size with respect to the minute latent image dots, the dot reproducibility is excellent.
When the weight average diameter D4 is less than 3 μm, phenomena such as a decrease in transfer efficiency and a decrease in blade cleaning properties tend to occur. Moreover, when the weight average diameter D4 exceeds 10 μm, it is difficult to suppress scattering of characters and lines.
さらに本発明に係るトナーは、重量平均径D4と個数平均径D1の比(D4/D1)が1.00〜1.40であることが好ましい。(D4/D1)の値が1に近づくほど、そのトナーの粒度分布がシャープであることを意味する。よって、(D4/D1)が1.00〜1.40の範囲では、トナー粒径による選択現像が起きないため、画質の安定性に優れる。
トナーの粒度分布がシャープであることから、摩擦帯電量分布もシャープとなり、カブリの発生が抑えられる。また、トナー粒径が揃っていると、潜像ドットに対して、緻密に、かつ整然と並ぶように現像されるので、ドット再現性に優れる。
Further, the toner according to the present invention preferably has a ratio (D4 / D1) of the weight average diameter D4 and the number average diameter D1 of 1.00 to 1.40. The closer the value of (D4 / D1) is to 1, the sharper the particle size distribution of the toner. Therefore, when (D4 / D1) is in the range of 1.00 to 1.40, the selective development due to the toner particle size does not occur, and the stability of the image quality is excellent.
Since the toner particle size distribution is sharp, the triboelectric charge amount distribution is also sharp, and fogging is suppressed. In addition, when the toner particle diameters are uniform, the latent image dots are developed so as to be densely and orderly arranged, so that the dot reproducibility is excellent.
次にトナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
Next, a method for measuring the particle size distribution of toner particles will be described.
Examples of the measuring device for the particle size distribution of toner particles by the Coulter counter method include Coulter Counter TA-II and Coulter Multisizer II (both manufactured by Coulter). The measurement method is described below.
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均径D4、個数平均径D1を求めることができる。 First, 0.1 to 5 ml of a surfactant (preferably alkylbenzene sulfonate) is added as a dispersant to 100 to 150 ml of an aqueous electrolytic solution. Here, the electrolytic solution is a solution prepared by preparing a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride. For example, ISOTON-II (manufactured by Coulter) can be used. Here, 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample is suspended is subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for about 1 to 3 minutes, and the measurement device is used to measure the volume and number of toner particles or toner using a 100 μm aperture as an aperture. Volume distribution and number distribution are calculated. From the obtained distribution, the weight average diameter D4 and the number average diameter D1 of the toner can be obtained.
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。 As channels, 2.00 to less than 2.52 μm; 2.52 to less than 3.17 μm; 3.17 to less than 4.00 μm; 4.00 to less than 5.04 μm; 5.04 to less than 6.35 μm; 6 Less than 35 to 8.00 μm; less than 8.00 to less than 10.08 μm; less than 10.08 to less than 12.70 μm; less than 12.70 to less than 16.00 μm; less than 16.00 to less than 20.20 μm; Uses 13 channels of less than 40 μm; 25.40 to less than 32.00 μm; 32.00 to less than 40.30 μm, and targets particles having a particle size of 2.00 μm to less than 40.30 μm.
また、このような略球形の形状のトナーとしては、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び/又は伸長反応させるトナーが好ましい。この反応で製造されたトナーは、トナー表面を硬化させることで、ホットオフセットの少なくすることができ、定着装置の汚れとなって、それが画像上に表れるのを抑えることができる。 In addition, as such a substantially spherical toner, a toner composition containing a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent in an aqueous medium in the presence of fine resin particles. A toner that undergoes crosslinking and / or elongation reaction is preferred. The toner produced by this reaction can reduce the hot offset by curing the toner surface, and can prevent the fixing device from becoming dirty and appearing on the image.
トナー作成に使用できる変性ポリエステル系樹脂から成るプレポリマーとしては、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)が挙げられ、また、該プレポリマーと伸長または架橋する化合物としては、アミン類(B)が挙げられる。 Examples of the prepolymer comprising a modified polyester resin that can be used for toner preparation include a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group, and examples of a compound that extends or crosslinks with the prepolymer include amines (B). Can be mentioned.
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、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)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ポリイソシアネート(3)と反応させた物などが挙げられる。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およ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 polyester prepolymer (A) having an isocyanate group include a product obtained by further reacting a polyester having an active hydrogen group with a polyisocyanate (3), which is a polycondensate of polyol (1) and polycarboxylic acid (2). Can be mentioned. Examples of the active hydrogen group possessed by the polyester include hydroxyl groups (alcoholic hydroxyl groups and phenolic hydroxyl groups), amino groups, carboxyl groups, mercapto groups, and the like. Among these, alcoholic hydroxyl groups are preferred.
ポリオール(1)としては、ジオール(1−1)および3価以上のポリオール(1−2)が挙げられ、(1−1)単独、または(1−1)と少量の(1−2)の混合物が好ましい。ジオール(1−1)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価以上のポリオール(1−2)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。 Examples of the polyol (1) include a diol (1-1) and a tri- or higher valent polyol (1-2). (1-1) alone or (1-1) and a small amount of (1-2) Mixtures are preferred. Diol (1-1) includes 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 phenol compound (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyol (1-2) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
ポリカルボン酸(2)としては、ジカルボン酸(2−1)および3価以上のポリカルボン酸(2−2)が挙げられ、ジカルボン酸(2−1)単独、およびジカルボン酸(2−1)と少量の3価以上のポリカルボン酸(2−2)の混合物が好ましい。
ジカルボン酸(2−1)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価以上のポリカルボン酸(2−2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(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、ポリカルボン酸(2)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)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
Examples of the polycarboxylic acid (2) include dicarboxylic acid (2-1) and tri- or higher valent polycarboxylic acid (2-2), and dicarboxylic acid (2-1) alone and dicarboxylic acid (2-1). And a small amount of a trivalent or higher polycarboxylic acid (2-2) mixture.
Dicarboxylic acid (2-1) includes alkylene dicarboxylic acid (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acid (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acid (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 polycarboxylic acid (2-2) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (trimellitic acid, pyromellitic acid, and the like). In addition, as polycarboxylic acid (2), you may make it react with polyol (1) using the acid anhydride or lower alkyl ester (methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.) of the above-mentioned thing.
ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)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 polyol (1) to the polycarboxylic acid (2) is usually 2/1 to 1/1, preferably 1. as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. 5/1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
ポリイソシアネート(3)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α',α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。 Examples of the polyisocyanate (3) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.); Diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanurates; polyisocyanates such as phenol derivatives, oximes, caprolactam And a combination of two or more of these.
ポリイソシアネート(3)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、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。末端にイソシアネート基を有するプレポリマー(A)中のポリイソシアネート(3)構成成分の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。0.5重量%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。 The ratio of the polyisocyanate (3) is usually 5/1 to 1/1, preferably 4 /, as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. If the molar ratio of [NCO] is less than 1, the urea content in the modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate. The content of the polyisocyanate (3) component in the prepolymer (A) having an isocyanate group at the terminal is usually 0.5 to 40% by weight, preferably 1 to 30% by weight, more preferably 2 to 20% by weight. It is. If it is less than 0.5% by weight, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, the low-temperature fixability deteriorates.
イソシアネート基を有するプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、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 number of isocyanate groups contained per molecule in the prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2.5 on average. It is. 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.
アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(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。ジアミン(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価以上のポリアミン(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。 As amines (B), diamine (B1), trivalent or higher polyamine (B2), aminoalcohol (B3), aminomercaptan (B4), amino acid (B5), and amino acids B1-B5 blocked (B6) etc. are mentioned. Examples of the diamine (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′dimethyldicyclohexylmethane, diaminecyclohexane, Isophorone diamine etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyamine (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 B1 to B5 amino group blocked (B6) include ketimine compounds and oxazoline compounds obtained from the B1 to B5 amines 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.
さらに、必要により伸長停止剤を用いてウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。伸長停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。 Furthermore, if necessary, the molecular weight of the urea-modified polyester can be adjusted using an elongation terminator. Examples of the elongation terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー(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(i)の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。本発明においては、ウレア結合で変性されたポリエステル(i)中に、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of amines (B) is the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). The ratio 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] exceeds 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester (i) becomes low, and the hot offset resistance deteriorates. In the present invention, the polyester (i) modified with a urea bond 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.
これらの反応により、本発明のトナーに用いられる変性ポリエステル、中でもウレア変性ポリエステル(i)が作成できる。これらウレア変性ポリエステル(i)は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。ウレア変性ポリエステル(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。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステルの数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル(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およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。 By these reactions, the modified polyester used in the toner of the present invention, especially the urea-modified polyester (i) can be prepared. These urea-modified polyesters (i) are produced by a one-shot method or a prepolymer method. The weight average molecular weight of the urea-modified polyester (i) is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester is not particularly limited when 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 apparatus are deteriorated.
また、本発明においては、前記ウレア結合で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、変性されていないポリエステル(ii)を結着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、低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。(ii)としては、前記(i)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)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。 In the present invention, not only the polyester (i) modified with a urea bond but also the polyester (ii) not modified can be contained as a binder resin component together with the (i). By using (ii) in combination, the low-temperature fixability and glossiness when used in a full-color apparatus are improved, which is preferable to single use. Examples of (ii) include the same polycondensates of polyol (1) and polycarboxylic acid (2) as in the polyester component (i) above, 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 with each other 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) and (ii) is usually 5/95 to 80/20, preferably 5/95 to 30/70, more preferably 5/95 to 25/75, Particularly preferred is 7/93 to 20/80. If the weight ratio of (i) is less than 5%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
(ii)のピーク分子量は、通常1000〜30000、好ましくは1500〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、10000を超えると低温定着性が悪化する。(ii)の水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。(ii)の酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすい傾向がある。 The peak molecular weight of (ii) is usually 1000-30000, preferably 1500-10000, more preferably 2000-8000. If it is less than 1000, heat-resistant storage stability will deteriorate, and if it exceeds 10,000, low-temperature fixability will deteriorate. The hydroxyl value of (ii) is preferably 5 or more, more preferably 10 to 120, and particularly preferably 20 to 80. If it is less than 5, it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. The acid value of (ii) is usually 1-30, preferably 5-20. By having an acid value, it tends to be negatively charged.
本発明において、結着樹脂のガラス転移点(Tg)は通常50〜70℃、好ましくは55〜65℃である。50℃未満ではトナーの高温保管時のブロッキングが悪化し、70℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステル樹脂の共存により、本発明の乾式トナーにおいては、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。結着樹脂の貯蔵弾性率としては、測定周波数20Hzにおいて10000dyne/cm2となる温度(TG’)が、通常100℃以上、好ましくは110〜200℃である。100℃未満では耐ホットオフセット性が悪化する。結着樹脂の粘性としては、測定周波数20Hzにおいて1000ポイズとなる温度(Tη)が、通常180℃以下、好ましくは90〜160℃である。180℃を超えると低温定着性が悪化する。すなわち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、TG’はTηより高いことが好ましい。言い換えるとTG’とTηの差(TG’−Tη)は0℃以上が好ましい。さらに好ましくは10℃以上であり、特に好ましくは20℃以上である。差の上限は特に限定されない。また、耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、TηとTgの差は0〜100℃が好ましい。さらに好ましくは10〜90℃であり、特に好ましくは20〜80℃である。
In the present invention, the glass transition point (Tg) of the binder resin is usually 50 to 70 ° C., preferably 55 to 65 ° C. If it is less than 50 ° C., the blocking of the toner during high temperature storage deteriorates, and if it exceeds 70 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient. Due to the coexistence of the urea-modified polyester resin, the dry toner of the present invention tends to have good heat-resistant storage stability even when the glass transition point is low, as compared with known polyester-based toners. As the storage elastic modulus of the binder resin, the temperature (TG ′) at which 10000 dyne /
結着樹脂は以下の方法などで製造することができる。ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。さらに(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステルを得る。(3)を反応させる際および(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(3)に対して不活性なものが挙げられる。ウレア結合で変性されていないポリエステル(ii)を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で(ii)を製造し、これを前記(i)の反応完了後の溶液に溶解し、混合する。 The binder resin can be produced by the following method. The polyol (1) and the polycarboxylic acid (2) are heated to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and the generated water is distilled off as necessary. Thus, a polyester having a hydroxyl group is obtained. Next, this is reacted with polyisocyanate (3) at 40 to 140 ° C. to obtain a prepolymer (A) having an isocyanate group. Further, (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a polyester modified with a urea bond. When (3) is reacted and (A) and (B) are reacted, a solvent can be used as necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to the isocyanate (3), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran). When polyester (ii) not modified with urea bond is used in combination, (ii) is produced by the same method as polyester having a hydroxyl group, and this is dissolved in the solution after completion of the reaction of (i) and mixed. To do.
また、本発明に用いるトナーは概ね以下の方法で製造することができるが勿論これらに限定されることはない。
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、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)などが挙げられる。
Further, the toner used in the present invention can be produced generally by the following method, but is not limited thereto.
The aqueous medium used in the present invention may be water alone, or a solvent miscible with water may be used in combination. Examples of the miscible solvent include alcohol (methanol, isopropanol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methylcellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.) and the like.
トナー粒子は、水系媒体中でイソシアネート基を有するプレポリマー(A)からなる分散体を、(B)と反応させて形成しても良いし、あらかじめ製造したウレア変性ポリエステル(i)を用いても良い。水系媒体中でウレア変性ポリエステル(i)やプレポリマー(A)からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にウレア変性ポリエステル(i)やプレポリマー(A)からなるトナー原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマー(A)と他のトナー組成物である(以下トナー原料と呼ぶ)着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、荷電制御剤、未変性ポリエステル樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。 The toner particles may be formed by reacting a dispersion composed of a prepolymer (A) having an isocyanate group in an aqueous medium with (B), or using a urea-modified polyester (i) produced in advance. good. As a method for stably forming a dispersion comprising urea-modified polyester (i) or prepolymer (A) in an aqueous medium, a toner raw material comprising urea-modified polyester (i) or prepolymer (A) in an aqueous medium is used. And a method of dispersing by shearing force. The prepolymer (A) and other toner compositions (hereinafter referred to as toner raw materials), a colorant masterbatch, a release agent, a charge control agent, an unmodified polyester resin, etc. are dispersed in an aqueous medium. It may be mixed at the time of formation, but it is more preferable to mix the toner raw materials in advance and then add and disperse the mixture in the aqueous medium. In the present invention, other toner materials such as a colorant, a release agent, and a charge control agent do not necessarily have to be mixed when forming particles in an aqueous medium, but after the particles are formed. , May be added. For example, after forming particles containing no colorant, the colorant can be added by a known dyeing method.
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。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。高温な方が、ウレア変性ポリエステル(i)やプレポリマー(A)からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
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. In order to make the particle size of the
ウレア変性ポリエステル(i)やプレポリマー(A)を含むトナー組成物100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組成物の分散状態が悪く、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。また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。 The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts of the toner composition containing the urea-modified polyester (i) and the prepolymer (A) 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 composition is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical. Moreover, a dispersing agent can also be used as needed. It is preferable to use a dispersant because the particle size distribution becomes sharp and the dispersion is stable.
プレポリマー(A)からウレア変性ポリエステル(i)を合成する工程は水系媒体中でトナー組成物を分散する前にアミン類(B)を加えて反応させても良いし、水系媒体中に分散した後にアミン類(B)を加えて粒子界面から反応を起こしても良い。この場合製造されるトナー表面に優先的にウレア変性ポリエステルが生成し、粒子内部で濃度勾配を設けることもできる。 In the step of synthesizing the urea-modified polyester (i) from the prepolymer (A), the amine (B) may be added and reacted before the toner composition is dispersed in the aqueous medium, or may be dispersed in the aqueous medium. An amine (B) may be added later to cause a reaction from the particle interface. In this case, urea-modified polyester is preferentially produced on the surface of the manufactured toner, and a concentration gradient can be provided inside the particles.
トナー組成物が分散された油性相を水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤として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陰イオン界面活性荊、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四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、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。 Anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates and phosphates, alkylamines as dispersants for emulsifying and dispersing the oily phase in which the toner composition is dispersed in a liquid containing water Amine salts such as salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, imidazoline, alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, etc. Nonionic surfactants such as quaternary ammonium salt type cationic surfactants, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohol derivatives, such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl N, amphoteric surfactants such as N- dimethyl ammonium 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ぴその金属塩、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−[オメガーフルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガー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)カルボン酸及ぴ金属塩、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)スルホン酸及ぴその金属塩、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, 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- [omega-fluoroalkyl (C6-C11). ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [omega-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carboxylic acid 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) -Fluorooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned,
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−l29(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−l02、(タイキン工莱社製)、メガファックF−ll0、F−l20、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、l03、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、F−150(ネオス社製)などが挙げられる。 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 Taikin Kogyo Co., Ltd.), Mega-Fac F-ll0, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF- 102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F-150 (manufactured by Neos).
カチオン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一級、二級もしくは二級アミン酸、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−l32(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。 Cationic surfactants include aliphatic quaternary ammonium salts such as aliphatic primary, secondary or secondary amine acids, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salts that are right on the fluoroalkyl group, benzalkco Nitrogen salts, benzethonium chloride, pyridinium salts, imidazolinium salts, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (manufactured by Daikin Industries), Megafac F-150, F-824 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-132 (manufactured by Tochem Products), and Footgent F-300 (manufactured by Neos) are listed.
水に難溶の無機化合物分散剤として、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なども用いることができる。
また、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−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一テル類、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、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、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、ピニルビリジン、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窒素原子、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エニルエーテル、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 an inorganic compound dispersant that is hardly soluble in water, tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite, and the like can also be used.
Further, 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 β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxypropyl methacrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, 3-acrylate Chloro-2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate, N -Of 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 carboxyl group Esters such as pinyl acetate, pinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, pinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl imidazole, Homopolymers or copolymers such as those having a nitrogen atom such as ethyleneimine or a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, polyoxypropylene, polyethylene Oxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonylphenyl Polyoxyethylenes such as esters, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
なお、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、微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。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長および/または架橋反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
In addition, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble substance is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is removed from the fine particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. To do. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
When a dispersant is used, the dispersant may remain on the surface of the toner particles, but it is preferable from the charged surface of the toner that the dispersant is washed and removed after the elongation and / or crosslinking reaction.
さらに、トナー組成物の粘度を低くするために、ウレア変性ポリエステル(i)やプレポリマー(A)が可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、例えば、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く、中でもトルエン、キシレン等の芳香族系溶媒がより好ましい。プレポリマー(A)100部に対する溶剤の使用量は、通常0〜300部、好ましくは0〜100部、さらに好ましくは25〜70部である。溶剤を使用した場合は、伸長および/または架橋反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。 Furthermore, in order to lower the viscosity of the toner composition, a solvent in which the urea-modified polyester (i) or the prepolymer (A) is soluble can be used. The use of a solvent is preferable in that the particle size distribution becomes sharp. The solvent is preferably volatile from the viewpoint of easy removal. Examples of the solvent include 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 preferred, and aromatic solvents such as toluene and xylene are more preferred. The usage-amount of the solvent with respect to 100 parts of prepolymers (A) is 0-300 parts normally, Preferably it is 0-100 parts, More preferably, it is 25-70 parts. When a solvent is used, it is removed by heating under normal pressure or reduced pressure after elongation and / or crosslinking reaction.
伸長および/または架橋反応時間は、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)の組み合わせによる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。 The elongation and / or cross-linking reaction time is selected depending on the reactivity of the isocyanate group structure of the prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. is there. 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.
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。 In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion, a method in which the temperature of the entire system is gradually raised to completely evaporate and remove the organic solvent in the droplets can be employed. Alternatively, the emulsified dispersion can be sprayed into a dry atmosphere to completely remove the water-insoluble organic solvent in the droplets to form toner fine particles, and the aqueous dispersant can be removed by evaporation together. . As a dry atmosphere in which the emulsified dispersion is sprayed, a gas obtained by heating air, nitrogen, carbon dioxide gas, combustion gas, or the like, in particular, various air currents heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling solvent used is generally used. Sufficient quality can be obtained with a short treatment such as spray dryer, belt dryer or rotary kiln.
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
When the particle size distribution at the time of emulsification dispersion is wide and washing and drying processes are performed while maintaining the particle size distribution, the particle size distribution can be adjusted by classifying into a desired particle size distribution.
In the classification operation, the fine particle portion can be removed in the liquid by a cyclone, a decanter, centrifugation, or the like. Of course, the classification operation may be performed after obtaining the powder as a powder after drying. The unnecessary fine particles or coarse particles obtained can be returned to the kneading step and used for the formation of particles. At that time, fine particles or coarse particles may be wet.
The dispersant used is preferably removed from the obtained dispersion as much as possible, but it is preferable to carry out it simultaneously with the classification operation described above.
得られた乾燥後のトナーの粉体と離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。
具体的な手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などがあげられる。
By mixing the resulting dried toner powder with dissimilar particles such as release agent fine particles, charge control fine particles, fluidizing agent fine particles, and colorant fine particles, or by giving mechanical impact force to the mixed powder By immobilizing and fusing on the surface, it is possible to prevent detachment of the foreign particles from the surface of the resulting composite particle.
Specific means include a method of applying an impact force to the mixture by blades rotating at high speed, a method of injecting the mixture into a high-speed air stream, accelerating the particles, and causing the particles or composite particles to collide with an appropriate collision plate, etc. There is. As equipment, Ong mill (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), I-type mill (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) has been modified to reduce the pulverization air pressure, hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), kryptron System (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), automatic mortar, etc.
また、トナーに使用される着色剤としては、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料が使用でき、具体的には、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン6Cレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドンレッド、ベンジジンイエロー、ローズベンガル等を単独あるいは混合して用いることができる。 As the colorant used in the toner, pigments and dyes that have been conventionally used as toner colorants can be used. Specifically, carbon black, lamp black, iron black, ultramarine, nigrosine dye, aniline Blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa yellow G, rhodamine 6C lake, calco oil blue, chrome yellow, quinacridone red, benzidine yellow, rose bengal and the like can be used alone or in combination.
さらに、必要により、トナー粒子自身に磁気特性を持たせるには、フェライト、マグネタイト、マグヘマイト等の酸化鉄類、鉄、コバルト、ニッケル等の金属あるいは、これらと他の金属との合金等の磁性成分を単独または混合して、トナー粒子へ含有させればよい。また、これらの成分は、着色剤成分として使用/併用することもできる。 Furthermore, if necessary, in order to give the toner particles magnetic properties, magnetic components such as iron oxides such as ferrite, magnetite and maghemite, metals such as iron, cobalt and nickel, or alloys of these with other metals. May be contained alone or in combination in the toner particles. Moreover, these components can also be used / used together as a colorant component.
本発明で用いられるトナー中の着色剤の個数平均径は0.5μm以下であることが望ましく、好ましくは0.4μm以下、より好ましくは0.3μm以下が望ましい。
トナー中の着色剤の個数平均径が0.5μmより大きいときには、顔料の分散性が充分なレベルには到らず、好ましい透明性が得られないことがある。
0.1μmより小さい微小粒径の着色剤は、可視光の半波長より十分小さいため、光の反射、吸収特性に悪影響を及ぼさないと考えられる。よって、0.1μm未満の着色剤の粒子は良好な色再現性と、定着画像を有するOHPシートの透明性に貢献する。一方、0.5μmより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、入射光の透過が阻害されたり、散乱されたりして、OHPシートの投影画像の明るさ及び彩かさが低下する傾向がある。
さらに、0.5μmより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、トナー粒子表面から着色剤が脱離し、カブリ、ドラム汚染、クリーニング不良といった種々の問題を引き起こしやすいため、好ましくない。特に、0.7μmより大きな粒径の着色剤は、全着色剤の10個数%以下であることが好ましく、5個数%以下であることが、より好ましい。
The number average diameter of the colorant in the toner used in the present invention is desirably 0.5 μm or less, preferably 0.4 μm or less, more preferably 0.3 μm or less.
When the number average diameter of the colorant in the toner is larger than 0.5 μm, the dispersibility of the pigment does not reach a sufficient level, and preferable transparency may not be obtained.
A colorant having a fine particle diameter of less than 0.1 μm is sufficiently smaller than a half wavelength of visible light, and thus is considered not to adversely affect light reflection and absorption characteristics. Therefore, the colorant particles of less than 0.1 μm contribute to good color reproducibility and transparency of the OHP sheet having a fixed image. On the other hand, if there are many colorants having a particle size larger than 0.5 μm, the transmission of incident light is hindered or scattered, and the brightness and color of the projected image of the OHP sheet tend to decrease. There is.
Further, if there are many colorants having a particle size larger than 0.5 μm, the colorant is detached from the surface of the toner particles and easily causes various problems such as fogging, drum contamination, and poor cleaning. In particular, the colorant having a particle size larger than 0.7 μm is preferably 10% by number or less of the total colorant, and more preferably 5% by number or less.
また、着色剤を結着樹脂の一部もしくは全部と共に、予め湿潤液を加えた上で混練しておくことにより、初期的に結着樹脂と着色剤が十分に付着した状態となって、その後のトナー製造工程でのトナー粒子中における着色剤分散がより効果的に行なわれ、着色剤の分散粒径が小さくなり、一層良好な透明性を得ることができる。
予めの混錬に用いる結着樹脂としては、トナー用結着樹脂として例示した樹脂類をそのまま使用することができるが、これらに限定されるものではない。
Also, by mixing the colorant together with part or all of the binder resin in advance after adding a wetting liquid, the binder resin and the colorant are initially sufficiently adhered, In the toner production process, the colorant is dispersed more effectively in the toner particles, the dispersed particle diameter of the colorant is reduced, and better transparency can be obtained.
As the binder resin used for kneading in advance, the resins exemplified as the binder resin for toner can be used as they are, but are not limited thereto.
前記の結着樹脂と着色剤の混合物を予め湿潤液と共に混練する具体的な方法としては、例えば、結着樹脂、着色剤及び湿潤液を、ヘンシェルミキサー等のブレンダーにて混合した後、得られた混合物を二本ロール、三本ロール等の混練機により、結着樹脂の溶融温度よりも低い温度で混練して、サンプルを得る。
また、湿潤液としては、結着樹脂の溶解性や、着色剤との塗れ性を考慮しながら、一般的なものを使用できるが、特に、アセトン、トルエン、ブタノン等の有機溶剤や水が、着色剤の分散性の面から好ましい。
中でも、水の使用は、環境への配慮及び、後のトナー製造工程における着色剤の分散安定性維持の点から、一層好ましい。
この製法によると、得られるトナーに含有される着色剤粒子の粒径が小さくなるばかりでなく、該粒子の分散状態の均一性が高くなるため、OHPによる投影像の色の再現性がより一層良くなる。
As a specific method for kneading the mixture of the binder resin and the colorant with the wetting liquid in advance, for example, the binder resin, the colorant and the wetting liquid are obtained after mixing with a blender such as a Henschel mixer. The obtained mixture is kneaded at a temperature lower than the melting temperature of the binder resin by a kneader such as a two-roll or three-roll to obtain a sample.
In addition, as the wetting liquid, a general one can be used in consideration of the solubility of the binder resin and the paintability with the colorant, but in particular, an organic solvent such as acetone, toluene, butanone, or water, It is preferable from the viewpoint of dispersibility of the colorant.
Among these, the use of water is more preferable from the viewpoint of environmental considerations and maintaining the dispersion stability of the colorant in the subsequent toner production process.
According to this manufacturing method, not only the particle diameter of the colorant particles contained in the obtained toner is reduced, but also the uniformity of the dispersion state of the particles is increased, so that the color reproducibility of the projected image by OHP is further improved. Get better.
この他、本発明の構成をとる限り、トナー中に結着樹脂や着色剤とともにワックスに代表される離型剤を含有させることもできる。
離型剤としては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。
In addition, as long as the configuration of the present invention is adopted, a release agent represented by wax can be contained in the toner together with the binder resin and the colorant.
Known release agents can be used, such as polyolefin wax (polyethylene wax, polypropylene wax, etc.); long chain hydrocarbons (paraffin wax, sasol wax, etc.); carbonyl group-containing wax, etc. .
これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18-オクタデカンジオールジステアレートなど);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。 Of these, carbonyl group-containing waxes are preferred. Carbonyl group-containing waxes include polyalkanoic acid esters (carnauba wax, montan wax, trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1,18. -Octadecandiol diol distearate, etc.); polyalkanol esters (tristearyl trimellitic acid, distearyl maleate, etc.); polyalkanoic acid amides (ethylene diamine dibehenyl amide, etc.); polyalkylamides (trimellitic acid tristearyl amide, etc.) And dialkyl ketones (such as distearyl ketone).
これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。これら離型剤の融点は、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点が40℃未満のワックスは耐熱保存性に悪影響を与え、160℃を超えるワックスは低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000cpsが好ましく、さらに好ましくは10〜100cpsである。1000cpsを超えるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。トナー中のワックスの含有量は通常0〜40重量%であり、好ましくは3〜30重量%である。 Among these carbonyl group-containing waxes, polyalkanoic acid esters are preferred. The melting point of these release agents is usually 40 to 160 ° C, preferably 50 to 120 ° C, more preferably 60 to 90 ° C. A wax having a melting point of less than 40 ° C. has an adverse effect on heat resistant storage stability, and a wax having a melting point of more than 160 ° C. tends to cause a cold offset when fixing at a low temperature. Further, the melt viscosity of the wax is preferably 5 to 1000 cps, more preferably 10 to 100 cps as a measured value at a temperature 20 ° C. higher than the melting point. Waxes exceeding 1000 cps have poor effects for improving hot offset resistance and low-temperature fixability. The content of the wax in the toner is usually 0 to 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight.
また、トナー帯電量及びその立ち上がりを早くするために、トナー中に、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。ここで、電荷制御剤として有色材料を用いると色の変化が起こるため、無色、白色に近い材料が好ましい。
帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えば、トリフェニルメタン系染料、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。具体的には第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
In addition, a charge control agent may be contained in the toner as necessary in order to accelerate the toner charge amount and its rise. Here, since a color change occurs when a colored material is used as the charge control agent, a material that is colorless and close to white is preferable.
Any known charge control agent can be used. Examples include triphenylmethane dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (including fluorine-modified quaternary ammonium salts), alkyls. Amide, phosphorus simple substance or compound, tungsten simple substance or compound, fluorine-based activator, salicylic acid metal salt, metal salt of salicylic acid derivative, and the like. Specifically, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex, E-89 of a phenol condensate (above, Orient Chemical Co., Ltd.) Manufactured), TP-302, TP-415 of quaternary ammonium salt molybdenum complex (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), copy charge PSY VP2038 of quaternary ammonium salt, copy blue PR of triphenylmethane derivative, Quaternary ammonium salt copy charge NEG VP2036, copy charge NX VP434 (above, manufactured by Hoechst), LRA-901, boron complex LR-147 (manufactured by Nippon Carlit), quinacridone, azo pigment, other sulfonic acid groups Of polymers with functional groups such as carboxylic groups and quaternary ammonium salts Thing, and the like.
本発明において荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させる事もできるし、有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー表面にトナー粒子作成後固定化させてもよい。
また、トナー製造過程で水系媒体中にトナー組成物を分散させるに際して、主に分散安定化のための樹脂微粒子を添加してもよい。
In the present invention, the amount of charge control agent used is determined by the toner production method including the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the dispersion method, and is uniquely limited. However, it is preferably used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the main charge control agent is reduced, the electrostatic attractive force with the developing roller is increased, the flowability of the developer is reduced, and the image density is reduced. Incurs a decline. These charge control agents can be dissolved and dispersed after being melt-kneaded with a masterbatch and resin, or may be added when directly dissolving and dispersing in an organic solvent, or may be fixed on the toner surface after preparation of toner particles. Also good.
Further, when the toner composition is dispersed in the aqueous medium during the toner production process, resin fine particles mainly for stabilizing the dispersion may be added.
使用される樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。 The resin fine particles used may be any resin that can form an aqueous dispersion, and may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For example, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, Examples thereof include polyamide resin, polyimide resin, silicon resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, aniline resin, ionomer resin, and polycarbonate resin. As the resin fine particles, two or more of the above resins may be used in combination. Of these, vinyl resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyester resins, and combinations thereof are preferred because an aqueous dispersion of fine spherical resin particles is easily obtained.
ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。 The vinyl resin is a polymer obtained by homopolymerization or copolymerization of a vinyl monomer, such as a styrene- (meth) acrylate resin, a styrene-butadiene copolymer, a (meth) acrylic acid-acrylate polymer, Examples include, but are not limited to, styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, styrene- (meth) acrylic acid copolymers, and the like.
さらに、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は、無機微粒子を好ましく用いることができる。
この無機微粒子の一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい.無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、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。
Further, inorganic fine particles can be 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 mμ to 2 μm, and particularly preferably 5 mμ to 500 mμ. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 m < 2 > / g. The proportion of the inorganic fine particles used is preferably 0.01 to 5% by weight of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0% by weight. Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
この他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。 In addition, polymer fine particles, such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylate esters, acrylate copolymers, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, thermosetting Examples thereof include polymer particles made of a resin.
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。 Such a fluidizing agent can be surface-treated to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, silane coupling agents, silylating agents, silane coupling agents having an alkyl fluoride group, organic titanate coupling agents, aluminum coupling agents, silicone oils, modified silicone oils and the like are preferable surface treatment agents. .
また、感光体や中間転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01から1μmのものが好ましい。 Examples of the cleaning property improver for removing the developer after transfer remaining on the photoreceptor or the intermediate transfer medium include fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate and stearic acid, such as polymethyl methacrylate fine particles, polystyrene. Examples thereof include fine polymer particles produced by soap-free emulsion polymerization of fine particles and the like. The polymer fine particles preferably have a relatively narrow particle size distribution and a volume average particle size of 0.01 to 1 μm.
これらのトナーを用いることにより、上述の如く、現像の安定性に優れる、高画質なトナー像を形成することができる。しかしながら、転写装置にて転写媒体もしくは中間転写媒体に転写されず、像担持体上に残存してしまったトナーは、その微細さや転動性の良さのために、クリーニング装置による除去が困難で通過してしまうことがある。トナーを像担持体から完全に除去するには、例えばクリーニングブレードのようなトナー除去部材を像担持体に対して強力に押しつける必要がある。この様な負荷は、像担持体やクリーニング装置の寿命を短くするだけでなく、余計なエネルギーを使用してしまうことになる。
像担持体に対する負荷を軽減した場合には、像担持体上のトナーや小径のキャリアの除去が不十分となり、これらはクリーニング装置を通過する際に、像担持体表面を傷つけ、画像形成装置の性能を変動させる要因となる。
By using these toners, a high-quality toner image having excellent development stability can be formed as described above. However, the toner that is not transferred to the transfer medium or intermediate transfer medium by the transfer device and remains on the image carrier is difficult to remove by the cleaning device due to its fineness and good rolling properties. May end up. In order to completely remove the toner from the image carrier, it is necessary to strongly press a toner removing member such as a cleaning blade against the image carrier. Such a load not only shortens the life of the image carrier and the cleaning device, but also uses extra energy.
When the load on the image carrier is reduced, the toner and the small-diameter carrier on the image carrier are not sufficiently removed, and these damage the surface of the image carrier when passing through the cleaning device. It becomes a factor which fluctuates performance.
本発明の画像形成装置は、前述の如く、感光体表面状態の変動、特に低抵抗部位の存在に対しての許容範囲に優れ、感光体への帯電性能変動等を、高度に抑制した構成であるため、上記構成のトナーと併用することにより、極めて高画質な画像を、長期にわたって安定して得ることができるものである。
また、本発明の画像形成装置は、上述のような、高品質な画像を得るに適した構成のトナーとの併用ばかりでなく、粉砕法による不定形のトナーに対しても適用でき、装置寿命を大幅に延ばすことは言うまでもない。
As described above, the image forming apparatus of the present invention has an excellent tolerance for fluctuations in the surface state of the photoreceptor, particularly the presence of a low-resistance portion, and has a configuration in which fluctuations in charging performance to the photoreceptor are highly suppressed. For this reason, when used in combination with the toner having the above-described configuration, an extremely high-quality image can be stably obtained over a long period of time.
In addition, the image forming apparatus of the present invention can be applied not only to the use of the toner having a configuration suitable for obtaining a high quality image as described above, but also to an irregular shaped toner by a pulverization method, and the life of the apparatus. Needless to say, it will be greatly extended.
このような、粉砕法のトナーを構成する材料としては、通常、電子写真用トナーとして使用されるものが、特に制限なく、適用可能である。
該トナーに使用される一般的な結着剤樹脂の例としては、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等のスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン/p−クロロスチレン共重合体、スチレン/プロピレン共重合体、スチレン/ビニルトルエン共重合体、スチレン/ビニルナフタレン共重合体、スチレン/アクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリル酸エチル共重合体、スチレン/アクリル酸ブチル共重合体、スチレン/アクリル酸オクチル共重合体、スチレン/メタクリル酸メチル共重合体、スチレン/メタクリル酸エチル共重合体、スチレン/メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン/α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ビニルメチルケトン共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体等のスチレン系共重合体;ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル系単重合体やその共重合体;ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等のポリビニル誘導体;ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリアミド系重合体、ポリイミド系重合体、ポリオール系重合体、エポキシ系重合体、テルペン系重合体、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが挙げられ、単独あるいは混合して使用できるが特にこれらに限定するものではない。中でも、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂より選ばれる少なくとも1種以上であることが、電気特性、コスト面等から、より好ましいものである。更には、良好な定着特性を有するものとして、ポリエステル系樹脂および/またはポリオール系樹脂の使用が、一層好ましい。
As a material constituting such a pulverized toner, those usually used as an electrophotographic toner can be applied without particular limitation.
Examples of general binder resins used in the toner include homopolymers of styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, polyvinyltoluene, and the like; styrene / p-chlorostyrene copolymers; Styrene / propylene copolymer, styrene / vinyl toluene copolymer, styrene / vinyl naphthalene copolymer, styrene / methyl acrylate copolymer, styrene / ethyl acrylate copolymer, styrene / butyl acrylate copolymer, Styrene / octyl acrylate copolymer, styrene / methyl methacrylate copolymer, styrene / ethyl methacrylate copolymer, styrene / butyl methacrylate copolymer, styrene / α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene / Acrylonitrile copolymer, styrene / vinyl methyl ketone copolymer, Styrene copolymers such as tylene / butadiene copolymers, styrene / isoprene copolymers, styrene / maleic acid copolymers; polymethyl acrylate, polybutyl acrylate, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, etc. Acrylic ester-based homopolymers and copolymers thereof; polyvinyl derivatives such as polyvinyl chloride and polyvinyl acetate; polyester-based polymers, polyurethane-based polymers, polyamide-based polymers, polyimide-based polymers, polyol-based polymers, Examples thereof include an epoxy polymer, a terpene polymer, an aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, an aromatic petroleum resin, and the like. These can be used alone or in combination, but are not particularly limited thereto. Among these, at least one selected from styrene-acrylic copolymer resins, polyester resins, and polyol resins is more preferable from the viewpoint of electrical characteristics, cost, and the like. Furthermore, it is more preferable to use a polyester-based resin and / or a polyol-based resin as having good fixing characteristics.
また、上述の事由により、帯電部材の被覆層に含まれる前記トナーの結着樹脂を構成する樹脂成分と同じものは、線状ポリエステル樹脂組成物、線状ポリオール樹脂組成物、線状スチレンアクリル樹脂組成物、またはこれらの架橋物の内、少なくとも一種を好ましく用いることができる。 For the reasons described above, the same resin component as the binder resin of the toner contained in the coating layer of the charging member includes a linear polyester resin composition, a linear polyol resin composition, and a linear styrene acrylic resin. At least one of the compositions or these cross-linked products can be preferably used.
粉砕法のトナーでは、これらの樹脂成分と共に、前述のような着色剤成分、ワックス成分、電荷制御成分等を、必要により前混合後、樹脂成分の溶融温度近傍以下で混練して、これを冷却後、粉砕分級工程を経て、トナーを作成すれば良く、また、必要により前述の外添成分を、適宜、添加混合すれば良い。 In the pulverized toner, together with these resin components, the colorant component, wax component, charge control component, and the like as described above are premixed as necessary, and then kneaded at a temperature close to the melting temperature of the resin component, and then cooled. Thereafter, a toner may be prepared through a pulverization and classification step, and the above-mentioned external additive components may be appropriately added and mixed as necessary.
以下、具体的な実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[保護剤バー(1)の製造方法]
ノルマルパラフィン(平均分子量640)を72重量部、モノステアリン酸ソルビタン(HLB:5.9)を28重量部を蓋付きのガラス製容器に入れ、120℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融した。
予め83℃に加熱した内寸法12mm×8mm×350mmのアルミニウム製の金型を満たすように、溶融した保護剤処方(1)の組成物を流し込み、50℃まで室温雰囲気で放冷後、温度設定をした恒温槽にて60℃まで再加熱して、その温度で20分間保持し、その後、室温まで放冷した。
冷却後、固形物を金型から外し、金型に菱形の溝を設けた面に接していた保護材バーには、菱形の凸部が設けられていた。この面を上側にして、長手方向の両端を切断し、底面を切削して7mm×8mm×310mmの保護剤バー(1)を作成した。この保護剤バー(1)の底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
[Production method of protective agent bar (1)]
In a glass container with a lid, 72 parts by weight of normal paraffin (average molecular weight 640) and 28 parts by weight of sorbitan monostearate (HLB: 5.9) were stirred with a hot stirrer whose temperature was controlled at 120 ° C. Melted.
Pour the composition of the melted protective agent formulation (1) so as to fill an aluminum mold with an internal dimension of 12 mm x 8 mm x 350 mm heated in advance to 83 ° C, let cool to 50 ° C in a room temperature atmosphere, and set the temperature It was reheated to 60 ° C. in a constant temperature bath and kept at that temperature for 20 minutes, and then allowed to cool to room temperature.
After cooling, the solid material was removed from the mold, and the protective bar that was in contact with the surface of the mold provided with the diamond-shaped grooves had diamond-shaped protrusions. With this surface as the upper side, both ends in the longitudinal direction were cut, and the bottom surface was cut to prepare a protective agent bar (1) of 7 mm × 8 mm × 310 mm. A double-sided tape was affixed to the bottom surface of the protective agent bar (1) and fixed to a metal support.
この保護剤バー(1)の表面を6Bの鉛筆で引っかいたところ、スジが生じたため、この保護剤バー(1)は、6Bよりも柔らかいことが分かった。
また、この保護剤バー(1)を10mg採取し、吸熱ピークを示差熱分析計DSC−60(島津製作所製)を用いて測定したところ、53℃と88℃に吸熱ピークが得られた。
When the surface of this protective agent bar (1) was scratched with a 6B pencil, streaks were formed, and it was found that this protective agent bar (1) was softer than 6B.
Further, 10 mg of this protective agent bar (1) was sampled and the endothermic peak was measured using a differential thermal analyzer DSC-60 (manufactured by Shimadzu Corporation), and an endothermic peak was obtained at 53 ° C and 88 ° C.
[保護剤バー(2)の製造方法]
上記の保護剤バー(1)の製造方法において、保護剤にステアリン酸亜鉛のみを用い、蓋付きのガラス製容器にステアリン酸亜鉛を入れ、165℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融する以外は同様にして保護剤バー(2)を作製した。この保護剤バー(2)を4Bの鉛筆で引っかいたところ、保護剤バー(2)にはスジが起こらなかったが、2Bの鉛筆で引っかくとスジが生じた。すなわち、この保護剤バー(2)の表面の硬さは鉛筆硬度4B〜2Bの間であることが分かった。
[Method for producing protective agent bar (2)]
In the manufacturing method of the protective agent bar (1), only zinc stearate is used as the protective agent, zinc stearate is put in a glass container with a lid, and the mixture is melted with stirring by a hot stirrer whose temperature is controlled at 165 ° C. A protective agent bar (2) was prepared in the same manner except that. When this protective agent bar (2) was scratched with a 4B pencil, no streaks occurred in the protective agent bar (2), but when it was scratched with a 2B pencil, streaks occurred. That is, it was found that the surface hardness of the protective agent bar (2) was between pencil hardnesses 4B to 2B.
[保護剤供給部材のブラシ]
保護剤供給部材のブラシとして、ポリエステル繊維の端部を熱した金属板に押し当て、端部の面積が、ブラシ先端から50μmの位置におけるブラシの断面積よりも平均で0%、8%、26%、64%、87%、140%大きい繊維を植毛したブラシを作製した。
[Brush of protective agent supply member]
As a brush for the protective agent supply member, the end of the polyester fiber is pressed against a heated metal plate, and the area of the end is 0%, 8%, 26 on average than the cross-sectional area of the brush at a position of 50 μm from the brush tip. %, 64%, 87%, and 140% larger brushed fibers were made.
[実施例1,2及び比較例1]
直径30mmのアルミニウムドラム(導電性支持体)上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層を、その順に塗布して後、乾燥し、3.6μmの下引き層、約0.14μmの電荷発生層、23μmの電荷輸送層、約3.5μmの保護層からなる感光体を作製した。このとき、保護層の塗工はスプレー法により、それ以外は浸漬塗工法により行った。保護層には、電荷輸送層に、平均粒径0.18μmのアルミナを23.8質量%添加した処方のものを用いた。
[Examples 1 and 2 and Comparative Example 1]
An undercoat layer, a charge generation layer, a charge transport layer, and a protective layer were applied in this order on an aluminum drum (conductive support) having a diameter of 30 mm, and then dried, and a 3.6 μm undercoat layer, about 0 mm. A photoreceptor comprising a 14 μm charge generation layer, a 23 μm charge transport layer, and a protective layer of about 3.5 μm was prepared. At this time, the coating of the protective layer was performed by a spray method, and the others were performed by a dip coating method. For the protective layer, a charge transporting layer having a formulation in which 23.8% by mass of alumina having an average particle size of 0.18 μm was added was used.
タンデム型カラー画像形成装置(リコー製:imagio Neo C385)の図4に示すような構成のブラック用感光体ユニットの感光体1および保護剤バー22として、上記の作製した感光体及び保護剤バー(1)をセットした。保護剤供給部材22のブラシ22aに、端部の面積が、ブラシ先端から50μmの位置におけるブラシの断面積よりも平均で0%(比較例1)、8%(実施例1)、26%(実施例2)のものを用い、感光体ユニットを画像形成装置に組み込まず、帯電ローラ3に直流電圧−600V、交流電圧Peak-to-Peakで1250V、周波数900Hzを印加しながら、感光体1を130rpmで60分回転させた。
As the photoconductor 1 and the
それぞれの感光体ユニットをタンデム型カラー画像形成装置(リコー製:imagio Neo C385)のブラック用画像形成ステーションにセットし、ブラックのハーフトーン画像を出力したところ、保護剤供給部材22のブラシ22aに、端部の面積が、ブラシ先端から50μmの位置におけるブラシの断面積よりも平均で8%(実施例1)、26%(実施例2)の感光体ユニットは高画質の画像が得られた。また、保護剤供給部材22のブラシ22aに端部の面積が、ブラシ先端から50μmの位置におけるブラシの断面積よりも平均で0%(比較例1)の感光体ユニットの画像は異常画像とはいえないものの、拡大鏡で画像を観察したところ、一部画像が流れている部分が観察された。
Each photoconductor unit was set in a black image forming station of a tandem type color image forming apparatus (manufactured by Ricoh: imagio Neo C385), and a black halftone image was output. An average of 8% (Example 1) and 26% (Example 2) of the cross-sectional area of the brush at the position where the end portion is 50 μm from the brush tip gave a high-quality image. Further, the image of the photoconductor unit whose area of the end portion of the
実施例1、比較例2の感光体ユニットを画像形成装置から取り出し、帯電ローラ3に直流電圧−600V、交流電圧Peak-to-Peakで1250V、周波数900Hzを印加しながら、感光体を130rpmでさらに60分回転させた。
各感光体ユニットをタンデム型カラー画像形成装置(リコー製:imagio Neo C385)のブラック用画像形成ステーションにセットし、ブラックのハーフトーン画像を出力したところ、実施例1の感光体ユニットの画像は高画質の画像が得られたが、比較例1の感光体ユニットの画像は部分的に画像が流れている個所が、肉眼で観察された。
The photosensitive unit of Example 1 and Comparative Example 2 was taken out from the image forming apparatus, and the photosensitive member was further rotated at 130 rpm while applying a DC voltage of −600 V and an AC voltage Peak-to-Peak of 1250 V and a frequency of 900 Hz to the charging
Each photoconductor unit was set in a black image forming station of a tandem type color image forming apparatus (manufactured by Ricoh: imagio Neo C385), and when a black halftone image was output, the image of the photoconductor unit of Example 1 was high. Although an image having an image quality was obtained, the portion of the image of the photosensitive unit of Comparative Example 1 where the image partially flowed was observed with the naked eye.
[比較例2]
実施例1の感光体ユニットの保護剤バー(1)を保護剤バー(2)に換えた以外は、上記と同様にして、帯電ローラ3に直流電圧−600V、交流電圧Peak-to-Peakで1250V、周波数900Hzを印加しながら、感光体を130rpmでさらに120分回転させた。この感光体ユニットをタンデム型カラー画像形成装置(リコー製:imagio Neo C385)のブラックステーションにセットし、ブラックのハーフトーン画像を出力したところ、黒スジ画像が多数発生してしまっていた。
[Comparative Example 2]
The charging
[保護剤バー(3)の製造方法]
保護剤バー(1)の製造方法において、マイクロクリスタリンワックス(平均分子量700)を55重量部、トリステアリン酸ソルビタン(HLB:1.5)を45重量部を用いる以外は、保護剤バー(1)の製造方法と同様にして保護剤バー(3)を作製した。
この保護剤バー(3)の表面を6Bの鉛筆で引っかいたところ、スジが生じたため、この保護剤バー(3)は、6Bよりも柔らかいことが分かった。
また、この保護剤バー(3)を10mg採取し、吸熱ピークを示差熱分析計DSC−60(島津製作所製)を用いて測定したところ、56℃と95℃に吸熱ピークが得られた。
[Method for producing protective agent bar (3)]
Protective agent bar (1), except that 55 parts by weight of microcrystalline wax (average molecular weight 700) and 45 parts by weight of sorbitan tristearate (HLB: 1.5) are used in the production method of protective agent bar (1). A protective agent bar (3) was produced in the same manner as in the production method.
When the surface of this protective agent bar (3) was scratched with a 6B pencil, streaks were formed, and it was found that this protective agent bar (3) was softer than 6B.
Further, 10 mg of this protective agent bar (3) was sampled and the endothermic peak was measured using a differential thermal analyzer DSC-60 (manufactured by Shimadzu Corporation). As a result, endothermic peaks were obtained at 56 ° C and 95 ° C.
[保護剤バー(4)の製造方法]
保護剤バー(1)の製造方法において、ノルマルパラフィン(平均分子量640)を71重量部、モノステアリン酸グリセリル(HLB:3.5)を29重量部を用いる以外は、保護剤バー(1)の製造方法と同様に保護剤バーを作製した。
この保護剤バー(4)の表面を6Bの鉛筆で引っかいたところ、スジが生じたため、この保護剤バー(4)は、6Bよりも柔らかいことが分かった。
また、この保護剤バー(4)を10mg採取し、吸熱ピークを示差熱分析計DSC−60(島津製作所製)を用いて測定したところ、53℃と88℃に吸熱ピークが得られた。
[Production method of protective agent bar (4)]
In the production method of the protective agent bar (1), except that 71 parts by weight of normal paraffin (average molecular weight 640) and 29 parts by weight of glyceryl monostearate (HLB: 3.5) were used, A protective agent bar was produced in the same manner as in the production method.
When the surface of this protective agent bar (4) was scratched with a 6B pencil, streaks were formed, and it was found that this protective agent bar (4) was softer than 6B.
Further, 10 mg of this protective agent bar (4) was sampled and the endothermic peak was measured using a differential thermal analyzer DSC-60 (manufactured by Shimadzu Corporation). As a result, endothermic peaks were obtained at 53 ° C and 88 ° C.
[実施例3及び比較例3]
タンデム型カラー画像形成装置(リコー製:imagio Neo C385)のブラック用画像形成ステーションを図1(または図2)の構成になるように改造し、保護剤バー(3)をセットした(実施例3)。他の色のステーションには、保護剤バー(2)の製造方法で作製した保護剤バーを用いた(比較例3)。また、何れのステーションも保護剤供給部材22のブラシ22aには、端部の面積が、ブラシ先端から50μmの位置におけるブラシの断面積よりも平均で64%のものを用いた。
この画像形成装置で画像面積が5%のカラーチャートを5枚ずつ、計50000枚画像形成した。ブラックのハーフトーン画像を出力したところ、高画質の画像が得られた。また、シアン、マゼンタのハーフトーン画像を出力したところ、いずれの画像にも、スジ状の異常画像が見られた。
[Example 3 and Comparative Example 3]
A black image forming station of a tandem type color image forming apparatus (Ricoh: imagio Neo C385) was modified to have the configuration shown in FIG. 1 (or FIG. 2), and a protective agent bar (3) was set (Example 3). ). For the other color stations, the protective agent bar produced by the manufacturing method of the protective agent bar (2) was used (Comparative Example 3). In each of the stations, the
With this image forming apparatus, five color charts each having an image area of 5% were formed on a total of 50000 sheets. When a black halftone image was output, a high-quality image was obtained. In addition, when cyan and magenta halftone images were output, streaky abnormal images were observed in both images.
[実施例4]
実施例3と同様にして、すべての色のステーションを図1(または図2)の構成になるように改造し、保護剤バー(3)をセットした。何れのステーションも保護剤供給部材22のブラシ22aには、端部の面積が、ブラシ先端から50μmの位置におけるブラシの断面積よりも平均で26%のものを用いた。
この画像形成装置で画像面積が5%のカラーチャートを5枚ずつ、計50000枚画像形成した。各色のハーフトーン画像を出力したところ、いずれも高画質の画像が得られた。
[Example 4]
In the same manner as in Example 3, all color stations were modified to the configuration shown in FIG. 1 (or FIG. 2), and the protective agent bar (3) was set. In each station, the
With this image forming apparatus, five color charts each having an image area of 5% were formed on a total of 50000 sheets. When a halftone image of each color was output, a high-quality image was obtained.
[実施例5]
感光体の保護層に、アクリル系熱硬化性樹脂を用い、保護剤バー(4)を用いる以外は実施例4と同様にして、画像形成装置を作製した。
この画像形成装置で画像面積が5%のカラーチャートを、5枚ずつ、計100000枚画像形成した。各色のハーフトーン画像を出力したところ、いずれも高画質の画像が得られた。
[Example 5]
An image forming apparatus was produced in the same manner as in Example 4 except that an acrylic thermosetting resin was used for the protective layer of the photoreceptor and the protective agent bar (4) was used.
With this image forming apparatus, five color charts each having an image area of 5% were formed on a total of 100,000 sheets. When a halftone image of each color was output, a high-quality image was obtained.
1(1Y,1M,1C,1K):感光体(像担持体)
2:保護層形成装置
3:帯電装置(帯電手段)
4:クリーニング装置(クリーニング手段)
5:現像装置(現像手段)
6:一次転写装置(転写手段)
7:中間転写媒体(または転写媒体)
8:潜像形成装置
9:ベルトクリーニング装置
10:画像形成部(画像形成ステーション)
11:プロセスカートリッジ
12:二次転写装置
13:搬送装置
14:定着装置
15:搬送装置
16:排紙ローラ
17:排紙トレイ
21:保護剤バー
22:保護剤供給部材
22a:ブラシ
22b:支持体
23:押圧力付与機構
24:保護層形成機構
24a:ブレード状部材
24b:押圧部材
41:クリーニング部材
42:クリーニング押圧機構
51:現像スリーブ
52,53:現像剤攪拌搬送部材
100:画像形成装置
110:画像形成装置本体(プリンタ部)
120:原稿読取部(スキャナ部)
130:原稿自動給紙装置(ADF)
200:給紙部
201a〜201d:給紙カセット
202:給紙ローラ
203:分離ローラ
204,205,206:搬送ローラ
207:レジストローラ
210:両面用搬送装置
1 (1Y, 1M, 1C, 1K): photoconductor (image carrier)
2: Protection layer forming device 3: Charging device (charging means)
4: Cleaning device (cleaning means)
5: Developing device (developing means)
6: Primary transfer device (transfer means)
7: Intermediate transfer medium (or transfer medium)
8: Latent image forming device 9: Belt cleaning device 10: Image forming unit (image forming station)
11: Process cartridge 12: Secondary transfer device 13: Conveying device 14: Fixing device 15: Conveying device 16: Paper discharge roller 17: Paper discharge tray 21: Protective agent bar 22: Protective
120: Document reading unit (scanner unit)
130: Automatic document feeder (ADF)
200:
Claims (18)
該保護剤バーに接触するブラシを有する保護材供給部材とを備え、
前記ブラシは、その最先端からブラシ長手方向における50μm以内の領域において断面積が前記最先端に向けて増加しているとともに、該最先端から該ブラシ長手方向における50μm以降の領域において断面積が一定の形状であり、前記増加によって形成された前記ブラシの最大の断面積が、該ブラシの最先端から50μmの位置における該ブラシの断面積よりも5〜100%大きく、
前記保護剤バーを、前記ブラシに押し当てて、前記保護剤を該ブラシに移行させ、該ブラシを像担持体に押し当てて該保護剤を該像担持体に供給することを特徴とする保護層形成装置。 A protective bar made of a rod-shaped protective agent, the pencil hardness of the protective agent at 25 ° C. being set to a hardness softer than 4B;
A protective material supply member having a brush in contact with the protective agent bar ,
The brush has a cross-sectional area that increases toward the leading edge in a region within 50 μm in the longitudinal direction of the brush from the leading edge, and has a constant sectional area in a region that extends from the leading edge to 50 μm in the longitudinal direction of the brush. The maximum cross-sectional area of the brush formed by the increase is 5 to 100% larger than the cross-sectional area of the brush at a position of 50 μm from the most distal end of the brush,
The protective agent bar is pressed against the brush, the protective agent is transferred to the brush, and the brush is pressed against the image carrier to supply the protective agent to the image carrier. Layer forming device.
前記ブラシ長手方向において、前記ブラシの断面積が最大である場所から前記最先端までの距離が、40μm以下であることを特徴とする保護層形成装置。 The protective layer forming apparatus according to claim 1,
In the brush longitudinal direction, the distance from the place where the cross-sectional area of the brush is maximum to the most advanced is 40 μm or less.
前記保護剤は、疎水性物質を50重量%以上含有することを特徴とする保護層形成装置。 In the protective layer formation apparatus of Claim 1 or 2,
The protective layer forming apparatus, wherein the protective agent contains 50% by weight or more of a hydrophobic substance.
前記疎水性物質がパラフィンであることを特徴とする保護層形成装置。 In the protective layer formation apparatus of Claim 3,
The protective layer forming apparatus, wherein the hydrophobic substance is paraffin.
前記保護剤は両親媒性(親水性と疎水性)の有機物を含有しており、前記保護剤中の両親媒性の有機物の含有量が3重量%以上であることを特徴とする保護層形成装置。 In the protective layer formation apparatus of Claim 1 or 2,
The protective agent contains an amphiphilic (hydrophilic and hydrophobic) organic substance, and the content of the amphiphilic organic substance in the protective agent is 3% by weight or more. apparatus.
前記保護剤中の両親媒性の有機物のHLB値(界面活性剤の水と油の親和性を示す値:Hydrophile-Lipophile Balance)が1.0〜6.5に設定されていることを特徴とする保護層形成装置。 In the protective layer formation apparatus of Claim 5,
The HLB value of the amphiphilic organic substance in the protective agent (value indicating the affinity of the surfactant for water and oil: Hydropile-Lipophile Balance) is set to 1.0 to 6.5. Protective layer forming apparatus.
前記保護剤中の両親媒性の有機物が非イオン系界面活性剤であることを特徴とする保護層形成装置。 The protective layer forming apparatus according to claim 5 or 6,
The protective layer forming apparatus, wherein the amphiphilic organic substance in the protective agent is a nonionic surfactant.
前記保護剤が、疎水性有機化合物(A)と両親媒性の有機物(B)を含有したものであることを特徴とする保護層形成装置。 The protective layer forming apparatus according to any one of claims 5 to 7,
The protective layer forming apparatus, wherein the protective agent contains a hydrophobic organic compound (A) and an amphiphilic organic substance (B).
前記保護剤に含有される疎水性有機化合物(A)と両親媒性の有機物(B)の重量比A/Bが、50/50〜97/3であることを特徴とする保護層形成装置。 The protective layer forming apparatus according to claim 8, wherein
The protective layer forming apparatus, wherein the weight ratio A / B of the hydrophobic organic compound (A) and the amphiphilic organic substance (B) contained in the protective agent is 50/50 to 97/3.
前記保護剤に含有される疎水性有機化合物(A)は、パラフィンであることを特徴とする保護層形成装置。 The protective layer forming apparatus according to claim 8 or 9,
The protective layer forming apparatus, wherein the hydrophobic organic compound (A) contained in the protective agent is paraffin.
前記保護剤は、50〜130℃に少なくとも一つの吸熱ピーク温度を有することを特徴とする保護層形成装置。 The protective layer forming apparatus according to any one of claims 1 to 10,
The protective layer forming apparatus, wherein the protective agent has at least one endothermic peak temperature at 50 to 130 ° C.
前記保護剤バーを前記保護剤供給部材のブラシに押し当てて前記保護剤を前記保護剤供給部材のブラシに移行させる押圧力付与機構と、前記保護剤供給部材により像担持体上に供給された保護剤を薄層化する保護層形成機構とを有することを特徴とする保護層形成装置。 The protective layer forming apparatus according to any one of claims 1 to 11,
A pressing force applying mechanism that presses the protective agent bar against the brush of the protective agent supply member to transfer the protective agent to the brush of the protective agent supply member, and is supplied onto the image carrier by the protective agent supply member. A protective layer forming apparatus comprising a protective layer forming mechanism for thinning the protective agent.
前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体に光を照射して静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナーで現像して可視像化する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写媒体または中間転写媒体に転写する転写手段と、転写後の前記像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成部を備え、該画像形成部の前記クリーニング手段から前記帯電手段に至る部分に前記保護層形成装置を有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 14.
A charging unit for charging the image carrier, a latent image forming unit for irradiating the charged image carrier with light to form an electrostatic latent image, and developing the electrostatic latent image on the image carrier with toner Developing means for visualizing the image, transfer means for transferring the toner image on the image carrier to a transfer medium or intermediate transfer medium, and cleaning for removing the toner remaining on the surface of the image carrier after the transfer. An image forming apparatus comprising: the protective layer forming device in a portion from the cleaning unit to the charging unit of the image forming unit.
前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された像担持体に光を照射して静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記像担持体上の静電潜像をトナーで現像して可視像化する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を転写媒体または中間転写媒体に転写する転写手段と、転写後の前記像担持体の表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有する画像形成部を備え、該画像形成部の前記クリーニング手段から前記帯電手段に至る部分に前記保護層形成装置を有し、かつ、前記画像形成部を構成する像担持体と、前記帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうちの少なくとも1つと、前記保護層形成装置とを、前記プロセスカートリッジに備えたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 15.
A charging unit for charging the image carrier, a latent image forming unit for irradiating the charged image carrier with light to form an electrostatic latent image, and developing the electrostatic latent image on the image carrier with toner Developing means for visualizing the image, transfer means for transferring the toner image on the image carrier to a transfer medium or intermediate transfer medium, and cleaning for removing the toner remaining on the surface of the image carrier after the transfer. An image forming unit having the protective layer forming device in a portion from the cleaning unit to the charging unit of the image forming unit, and forming the image forming unit, An image forming apparatus comprising: at least one of a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit, and the protective layer forming device provided in the process cartridge.
前記画像形成部を複数並設し、該複数の画像形成部でトナー色の異なる画像を形成し、各色のトナー像を転写媒体または中間転写媒体に重ね合わせて転写して多色またはフルカラー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 16 or 17,
A plurality of the image forming units are arranged side by side, images having different toner colors are formed by the plurality of image forming units, and a toner image of each color is superposed on a transfer medium or an intermediate transfer medium to transfer a multicolor or full color image An image forming apparatus that forms the image.
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