JP5510810B2 - Cleaning device and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、クリーニング装置および画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a cleaning device and an image forming apparatus.

複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に採用されるクリーニング装置として、弾性部材よりなるクリーニングブレードを被清掃体たる像担持体上の周面に押し当てて像担持体上のトナーを掻き落として除去するブレードクリーニング方式が知られている。ブレードクリーニング方式は、構成が簡易で性能が安定していることから広く用いられている。   As a cleaning device used in image forming apparatuses such as copying machines, facsimiles, printers, etc., the cleaning blade made of an elastic member is pressed against the peripheral surface of the image carrier that is the object to be cleaned, and the toner on the image carrier is scraped off. There is known a blade cleaning method for removing them. The blade cleaning method is widely used because of its simple structure and stable performance.

また、近年、画像品質向上の要求が強まっており、その要求に応えるべく、トナーの小粒径化、球形化が進められている。小粒径化により、より高精度で高精細な高解像度の画像を得ることができ、球形化により現像性、転写性の向上を図ることができる。   In recent years, there has been an increasing demand for image quality improvement, and in order to meet the demand, toner particle size reduction and spheroidization have been promoted. By reducing the particle size, it is possible to obtain a high-definition image with higher accuracy and fineness, and by improving the spherical shape, it is possible to improve developability and transferability.

しかしながら、小粒径化、球形化が進んだトナーを用いた場合には、一般的なクリーニングブレード方式では良好なクリーニングを行うことが難しくなってくる。これは、次に説明する理由による。即ち、クリーニングブレードは像担持体表面を摺擦しながらトナーを除去するが、像担持体との摩擦抵抗によりクリーニングブレードのエッジの部分が変形する、所謂、スティックスリップのため、像担持体とクリーニングブレードとの間に微小な空間が生じてしまう。小粒径のトナーであるほど、この空間に侵入しやすく、侵入したトナーが球形に近い形状であるほど、トナーに回転モーメントが発生してこの空間で転がり易い。このため、小粒径化、球形化が進んだトナーは、クリーニングブレードを押し上げて、クリーニングブレードと像担持体との間にもぐり込み易くなってしまうためである。   However, in the case of using a toner having a small particle size and a spherical shape, it is difficult to perform good cleaning with a general cleaning blade method. This is for the reason described below. That is, the cleaning blade removes the toner while rubbing the surface of the image carrier, but the edge of the cleaning blade is deformed by the frictional resistance with the image carrier, so-called stick slip. A minute space is formed between the blades. The smaller the toner with a smaller particle size, the easier it is to enter this space, and the closer the toner that has entered the shape of a sphere is, the more likely the toner will rotate and the more easily the toner will roll. For this reason, the toner whose particle size has been reduced and spheroidized is likely to push up the cleaning blade and easily slip into the space between the cleaning blade and the image carrier.

小粒径化、球形化が進んだトナーを用いる場合には、像担持体に対するクリーニングブレードの押し当て力(線圧)を強め、トナーのもぐり込みを阻止することが考えられる。しかしながら、押し当て力を強めて高い荷重を付加すると、像担持体やクリーニングブレードの磨耗が進み、寿命が極端に短くなってしまう。近年、装置の高寿命化が求められるため、このような耐久性に関わる不具合は避けなければならない。   In the case of using a toner having a small particle size and a spherical shape, it is conceivable that the pressing force (linear pressure) of the cleaning blade against the image carrier is increased to prevent the toner from being trapped. However, if the pressing force is increased and a high load is applied, the wear of the image carrier and the cleaning blade advances, and the service life becomes extremely short. In recent years, since the life of the apparatus is required to be extended, such a problem related to durability must be avoided.

特許文献1に記載のクリーニング装置のように、静電クリーニング方式を採用すれば、重合法によるトナーであっても良好にクリーニングすることができる。具体的には、特許文献1に記載のクリーニング装置は、被清掃体たる像担持体に当接しながら回転するクリーニングブラシと、これに当接しながら回転する回収ローラと、回収ローラに当接する掻き取りブレードとを有している。そして、クリーニングブラシには、トナーの正規帯電極性とは逆極性のクリーニング電圧を印加している。また、回収ローラには、クリーニング電圧と同極性で且つクリーニング電圧よりも値の大きな回収電圧を印加している。像担持体の表面上に付着している付着物たる転写残トナーは、クリーニングブラシのブラシによって引っ掻かれながら、クリーニング電圧によってベルト表面からブラシに静電転移する。その後、クリーニングブラシから回収ローラに静電転移した後、掻き取りブレードによって回収ローラ表面から掻き落とされる。球形に近く且つ小径であることから、クリーニングブレードによるクリーニングが困難な重合法によるトナーであっても、静電転移によって像担持体表面から良好に除去することができる。   If the electrostatic cleaning method is employed as in the cleaning device described in Patent Document 1, it is possible to satisfactorily clean even the toner produced by the polymerization method. Specifically, the cleaning device described in Patent Literature 1 includes a cleaning brush that rotates while contacting an image carrier that is a cleaning target, a collection roller that rotates while contacting the cleaning brush, and a scraping that contacts the collection roller. And a blade. A cleaning voltage having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the cleaning brush. Further, a recovery voltage having the same polarity as the cleaning voltage and a value larger than the cleaning voltage is applied to the recovery roller. The transfer residual toner, which is an adhering matter adhering to the surface of the image carrier, is electrostatically transferred from the belt surface to the brush by the cleaning voltage while being scratched by the brush of the cleaning brush. Thereafter, after electrostatic transfer from the cleaning brush to the collecting roller, the scraping blade scrapes off the surface of the collecting roller. Since the toner is close to a sphere and has a small diameter, even a toner produced by a polymerization method that is difficult to clean with a cleaning blade can be satisfactorily removed from the surface of the image carrier by electrostatic transfer.

上記回収ローラとしては、導電性で磨耗しづらい材質ということで金属ローラを採用している。また、上記掻き取りブレードとしては、潤滑剤なしでブレードめくれが生じず、摩耗が少ない材質として金属ブレードを採用している。   As the collection roller, a metal roller is adopted because it is a conductive material that is difficult to wear. Further, as the scraping blade, a metal blade is employed as a material that does not turn up without a lubricant and has little wear.

しかしながら、回収ローラとして金属ローラを用い、掻き取りブレードとして金属ブレードを用いた場合、金属ブレードや回収ローラ表面が偏磨耗する場合があった。偏磨耗が生じると、この偏磨耗した部分にトナー、ブラシ粉などの粉体が進入し、これらの粉体が砥石材となり、さらに偏磨耗の進行を加速させてしまう。そして、最終的には、掻き取りブレードで良好に回収ローラ表面のトナーを掻き取ることができず、掻き取り不良が生じてしまう。このように、回収ローラに掻き取り不良が生じると、回収ローラの掻き取り不良が生じた部分にトナーが付着せず、回収ローラのトナー回収能力が低下する。その結果、クリーニングブラシに回収ローラにより回収されず、クリーニングブラシに残留する未回収トナーが増え、最終的には、クリーニングブラシに付着するトナー量が減り、クリーニング不良となってしまう。   However, when a metal roller is used as the recovery roller and a metal blade is used as the scraping blade, the metal blade and the surface of the recovery roller may wear unevenly. When uneven wear occurs, powder such as toner and brush powder enters the unevenly worn portion, and these powders become a grindstone material, further accelerating the progress of uneven wear. Finally, the toner on the surface of the collecting roller cannot be satisfactorily scraped by the scraping blade, resulting in scraping failure. Thus, when scraping failure occurs in the collecting roller, toner does not adhere to the portion where the scraping failure of the collecting roller occurs, and the toner collecting capability of the collecting roller is reduced. As a result, uncollected toner that is not collected by the collecting roller on the cleaning brush and remains on the cleaning brush increases, and eventually the amount of toner that adheres to the cleaning brush decreases, resulting in poor cleaning.

そこで、本発明者らは、金属ブレードや回収ローラ表面が偏磨耗する理由について、鋭意研究した結果、次のことがわかった。すなわち、金属ブレードには、金属組織の強いところと弱いところがあり、金属組織の強いところは硬く、金属組織の弱いところは軟らかい。その結果、掻き取り部材の硬さが軸方向各位置で異なる。また、金属ローラの表面にも、上述と同様な理由により、硬いところと軟らかいところとが存在することがわかった。その結果、回収ローラ表面の回収ローラ周方向の平均硬さが軸方向各位置で異なる。このことから、回収ローラの周方向の平均硬さが硬い部分が、掻き取りブレードの軟らかい部分と摺擦すると、掻き取りブレードが偏磨耗し、回収ローラの周方向の平均硬さが軟らかい部分が、掻き取りブレードの硬い部分と摺擦すると、回収ローラ表面に偏磨耗が生じることがわかったのである。   Therefore, as a result of intensive studies on the reason why the metal blade and the surface of the collecting roller are worn unevenly, the present inventors have found the following. That is, the metal blade has a strong portion and a weak portion of the metal structure, a strong portion of the metal structure is hard, and a weak portion of the metal structure is soft. As a result, the hardness of the scraping member is different at each position in the axial direction. Further, it was found that the surface of the metal roller has a hard part and a soft part for the same reason as described above. As a result, the average hardness of the collection roller surface in the circumferential direction of the collection roller is different at each position in the axial direction. For this reason, if the portion with the average hardness in the circumferential direction of the collecting roller rubs against the soft portion of the scraping blade, the scraping blade is unevenly worn, and the portion with the average average hardness in the circumferential direction of the collecting roller becomes It has been found that when the scraping blade is rubbed against the hard part, uneven wear occurs on the surface of the collecting roller.

本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、回収部材および掻き取り部材の偏磨耗を抑制することができるクリーニング装置および画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to provide a cleaning device and an image forming apparatus capable of suppressing uneven wear of the recovery member and the scraping member.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、表面移動する被清掃体上のトナーの正規帯電極性に帯電した正規帯電トナーを除去する正規帯電トナークリーニング部材と、該正規帯電トナークリーニング部材に付着した正規帯電トナーを回収する正規帯電トナー回収部材と、該正規帯電トナー回収部材の正規帯電トナーを掻き取る正規帯電トナー掻き取り部材とを備えた正規帯電トナークリーニング部と、上記被清掃体上のトナーの正規帯電極性と反対極性に帯電した逆帯電トナーを除去する逆帯電トナークリーニング部材と、該逆帯電トナークリーニング部材に付着した逆帯電トナーを回収する逆帯電トナー回収部材と、該逆帯電トナー回収部材の逆帯電トナーを掻き取る逆帯電トナー掻き取り部材とを備えた逆帯電トナークリーニング部とを備えたクリーニング装置において、上記正規帯電トナー回収部材を、上記正規帯電トナー掻き取り部材に対して相対的に上記正規帯電トナー回収部材軸方向に往復移動させ、かつ、上記逆帯電トナー回収部材を、上記逆帯電トナー掻き取り部材に対して相対的に上記逆帯電トナー回収部材軸方向に往復移動させる移動手段を備え、上記移動手段を、上記正規帯電トナー回収部材の上記正規帯電トナー掻き取り部材に対する相対的な上記正規帯電トナー回収部材軸方向の往復移動と、上記逆帯電トナー回収部材の上記逆帯電トナー掻き取り部材に対する相対的な上記逆帯電トナー回収部材軸方向の往復移動との位相が異なるよう、構成したことを特徴とするものである
た、請求項の発明は、像担持体上に形成されたトナー像を該像担持体上から最終的に記録材上へ転写することで、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、転写後に上記像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置として、請求項1のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a regular charged toner cleaning member that removes a regular charged toner charged to a regular charged polarity of toner on a surface-moving member to be cleaned, and the regular charged toner cleaning member. A normally charged toner cleaning unit comprising a normally charged toner collecting member for collecting normally charged toner adhering to the toner, and a normally charged toner scraping member for scraping the normally charged toner of the normally charged toner collecting member, and the object to be cleaned A reversely charged toner cleaning member that removes the reversely charged toner charged to a polarity opposite to the normal charge polarity of the toner on the upper side, a reversely charged toner recovery member that recovers the reversely charged toner attached to the reversely charged toner cleaning member, and Reversely charged toner cleaning provided with reversely charged toner scraping member for scraping off reversely charged toner of charged toner collecting member In the cleaning apparatus having the door, the normal charging toner collecting member, is reciprocated relative the normal charging toner collecting member axis relative to the normal charged toner scraping member, and the oppositely charged toner collecting member and comprising a moving means for reciprocating relative the oppositely charged toner collecting member axis relative to the oppositely charged toner scraping member, the upper Symbol moving means, scraping the normally charged toner of the normally charged toner collecting member A reciprocating movement in the axial direction of the normal charging toner collecting member relative to the removing member, and a reciprocating movement in the axial direction of the reverse charging toner collecting member relative to the reverse charging toner scraping member of the reverse charging toner collecting member. The configuration is such that the phases are different .
Also, the invention of claim 2, by transferring the toner image formed on an image bearing member to a final recording material on from the image bearing member, an image forming that forms an image on to the recording medium In the apparatus, the cleaning device according to claim 1 is used as a cleaning device for cleaning the transfer residual toner remaining on the image carrier after the transfer .

本発明によれば、回収部材を、掻き取り部材に対して相対的に回収部材軸方向に往復移動させることによって、回収部材の表面移動方向の平均硬さが硬い部分が、掻き取り部材の軟らかい部分と常に摺擦するのを抑制することができ、掻き取り部材の偏磨耗を抑制することができる。また、回収部材の表面移動方向の平均硬さが軟らかい部分が、掻き取り部材の硬い部分と常に摺擦するのを抑制することができ、回収部材の偏磨耗を抑制することができる。   According to the present invention, when the recovery member is reciprocated relative to the scraping member in the axial direction of the recovery member, the portion of the recovery member having a hard average hardness in the surface movement direction is soft to the scraping member. It is possible to suppress rubbing with the part at all times, and to suppress uneven wear of the scraping member. Moreover, it can suppress that the part whose average hardness of the surface movement direction of a collection | recovery member always rubs with the hard part of a scraping member, and can suppress the uneven wear of a collection | recovery member.

実施形態に係るプリンタの要部を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a printer according to an embodiment. 階調パターンと光学センサとを示した中間転写ベルト近傍の拡大概略構成図。FIG. 3 is an enlarged schematic configuration diagram in the vicinity of an intermediate transfer belt showing a gradation pattern and an optical sensor. 同中間転写ベルトに形成されるシェブロンパッチを示す拡大模式図。FIG. 3 is an enlarged schematic view showing a chevron patch formed on the intermediate transfer belt. 同プリンタのベルトクリーニング装置とその周囲とを拡大して示す拡大構成図。FIG. 2 is an enlarged configuration diagram illustrating a belt cleaning device of the printer and its surroundings in an enlarged manner. ベルトクリーニング装置と移動機構とを示す概略構成図。The schematic block diagram which shows a belt cleaning apparatus and a moving mechanism. 図5のA−A断面図。AA sectional drawing of FIG. 各掻き取りブレードの往復運動について説明する図。The figure explaining the reciprocating motion of each scraping blade. 検証実験後の掻き取りブレードを先端面方向から観察したときの概念図。The conceptual diagram when the scraping blade after verification experiment is observed from the front end surface direction. 回収ローラ表面の粗さの測定結果を示す図。The figure which shows the measurement result of the roughness of the collection | recovery roller surface. 変形例1のベルトクリーニング装置の要部概略構成図。The principal part schematic block diagram of the belt cleaning apparatus of the modification 1. FIG. 変形例2のベルトクリーニング装置の要部概略構成図。The principal part schematic block diagram of the belt cleaning apparatus of the modification 2. FIG. トナー粒子の2次元平面に対する投影像の最大径MXLNGと平面積AREAとを説明する模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a maximum diameter MXLNG and a planar area AREA of a projected image with respect to a two-dimensional plane of toner particles. トナー粒子の2次元平面に対する投影像の周長PERIと平面積AREAとを説明する模式図。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a peripheral length PERI and a flat area AREA of a projected image with respect to a two-dimensional plane of toner particles. (a)、(b)、(c)はそれぞれトナーの形状を模式的に示す図。(A), (b), (c) is a figure which shows the shape of a toner typically, respectively. タンデム型直接転写方式のプリンタの要部を示す概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of a tandem direct transfer printer. モノクロプリンタの要部を示す概略構成図。1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a monochrome printer.

以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、いわゆるタンデム型中間転写方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)について説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図1は、本プリンタの要部を示す概略構成図である。本プリンタは、イエロー,マゼンタ,シアン,黒(以下、Y,M,C,Kと記す)のトナー像を生成するための4つのプロセスユニット6Y,M,C,Kを備えている。4つのプロセスユニット6Y,M,C,Kは、ドラム状の感光体1Y,M,C,Kをそれぞれ有している。感光体1Y,M,C,Kの回りにはそれぞれ帯電装置2Y,M,C,K、現像装置5Y,C,M,K、ドラムクリーニング装置4Y,M,C,K、除電装置(不図示)等を有している。プロセスユニット6Y,M,C,Kは、互いに異なる色のY,M,C,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。プロセスユニット6Y,M,C,Kの上方には、感光体1Y,M,C,Kの表面に対してレーザー光Lを照射して静電潜像を書き込むための図示しない光書込ユニットが配設されている。   Hereinafter, as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied, a so-called tandem intermediate transfer type printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described. First, the basic configuration of the printer will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of the printer. The printer includes four process units 6Y, 6M, 6C, and 6K for generating toner images of yellow, magenta, cyan, and black (hereinafter referred to as Y, M, C, and K). The four process units 6Y, 6M, 6C, and 6K have drum-shaped photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K, respectively. Around the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K, charging devices 2Y, 2M, 2C, and 3K, developing devices 5Y, 5C, 1M, and 1K, drum cleaning devices 4Y, 4M, 4C, and 1K, a neutralization device (not shown) ) Etc. The process units 6Y, 6M, 6C, and 6K use Y, M, C, and K toners of different colors, but have the same configuration. Above the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K, there is an optical writing unit (not shown) for irradiating the surface of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K with laser light L to write an electrostatic latent image. It is arranged.

プロセスユニット6Y,M,C,Kの下方には、ベルト部材たる無端状の中間転写ベルト8を具備するベルト装置としての転写ユニット7が配設されている。中間転写ベルト8の他、そのループ内側に配設された複数の張架ローラや、ループ外側に配設された2次転写ローラ18、テンションローラ16、ベルトクリーニング装置100、潤滑剤塗布装置200などを有している。   Below the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K, a transfer unit 7 is disposed as a belt device including an endless intermediate transfer belt 8 that is a belt member. In addition to the intermediate transfer belt 8, a plurality of stretching rollers disposed inside the loop, a secondary transfer roller 18, a tension roller 16, a belt cleaning device 100, a lubricant application device 200, and the like disposed outside the loop. have.

中間転写ベルト8のループ内側には、4つの1次転写ローラ9Y,M,C,Kと、従動ローラ10と、駆動ローラ11と、2次転写対向ローラ12と、3つのクリーニング対向ローラ13、14、15と、塗布ブラシ対向ローラ17とが配設されている。これらローラは何れも、自らの周面の一部に中間転写ベルト8を掛け回してベルト張架を行う張架ローラとして機能している。なお、クリーニング対向ローラ13、14、15としての必要条件として必ずしも一定の張力を付与する働きをもたなければならないということはなく、中間転写ベルト8の回転にともなって従動回転するものでもよい。中間転写ベルト8は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動される駆動ローラ11の回転により、図中時計回り方向に無端移動せしめられる。   Inside the loop of the intermediate transfer belt 8, four primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, 9K, a driven roller 10, a drive roller 11, a secondary transfer counter roller 12, three cleaning counter rollers 13, 14, 15 and an application brush opposing roller 17 are disposed. Each of these rollers functions as a stretching roller that stretches the intermediate transfer belt 8 around a part of its peripheral surface to stretch the belt. The cleaning counter rollers 13, 14, and 15 do not necessarily have to have a function of applying a constant tension, and may be driven to rotate as the intermediate transfer belt 8 rotates. The intermediate transfer belt 8 is moved endlessly in the clockwise direction in the drawing by the rotation of the driving roller 11 that is driven to rotate clockwise in the drawing by a driving means (not shown).

ベルトループ内側に配設された4つの1次転写ローラ9Y,M,C,Kは、感光体1Y,M,C,Kとの間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8のおもて面と、感光体1Y,M,C,Kとが当接するY,M,C,K用の1次転写ニップが形成されている。なお、1次転写ローラ9Y,M,C,Kには、それぞれ図示しない電源によってトナーとは逆極性の1次転写バイアスが印加される。   The four primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K disposed inside the belt loop sandwich the intermediate transfer belt 8 between the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K. As a result, primary transfer nips for Y, M, C, and K where the front surface of the intermediate transfer belt 8 and the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K come into contact are formed. A primary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K by a power source (not shown).

また、ベルトループ内側に配設された2次転写対向ローラ12は、ベルトループ外側に配設された2次転写ローラ18との間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8のおもて面と、2次転写ローラ18とが当接する2次転写ニップが形成されている。なお、2次転写ローラ18には、図示しない電源によってトナーとは逆極性の2次転写バイアスが印加される。また、2次転写ローラと数本の支持ローラと駆動ローラにより紙搬送ベルトを架け渡し、二次転写ローラ18と、二次転写対向ローラ12との間に、中間転写ベルト8及び紙搬送ベルトを挟み込んだ構成としてもよい。   Further, the intermediate transfer belt 8 is sandwiched between the secondary transfer counter roller 12 disposed inside the belt loop and the secondary transfer roller 18 disposed outside the belt loop. As a result, a secondary transfer nip where the front surface of the intermediate transfer belt 8 and the secondary transfer roller 18 abut is formed. A secondary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the secondary transfer roller 18 by a power source (not shown). The paper transfer belt is bridged by the secondary transfer roller, several supporting rollers, and a driving roller, and the intermediate transfer belt 8 and the paper transfer belt are placed between the secondary transfer roller 18 and the secondary transfer counter roller 12. It is good also as a structure inserted | pinched.

また、ベルトループ内側に配設された3つのクリーニング対向ローラ13、14、15は、ベルトループ外側に配設されたベルトクリーニング装置100のクリーニングブラシローラ101、104、107との間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8のおもて面と、各クリーニングブラシローラ101、104、107とが当接するクリーニングニップが形成されている。ベルトクリーニング装置100は中間転写ベルト8と一体的に交換可能になっているが、ベルトクリーニング装置100と中間転写ベルト8とで寿命設定が異なる場合には、ベルトクリーニング装置100を中間転写ベルト8とは独立してプリンタ本体に着脱可能としてもよい。ベルトクリーニング装置100の詳細については、後述する。   Further, the three cleaning facing rollers 13, 14, and 15 disposed inside the belt loop are intermediate transfer belts between the cleaning brush rollers 101, 104, and 107 of the belt cleaning device 100 disposed outside the belt loop. 8 is sandwiched. As a result, a cleaning nip is formed in which the front surface of the intermediate transfer belt 8 and the cleaning brush rollers 101, 104, and 107 come into contact with each other. The belt cleaning device 100 can be integrally replaced with the intermediate transfer belt 8. However, when the belt cleaning device 100 and the intermediate transfer belt 8 have different life settings, the belt cleaning device 100 is replaced with the intermediate transfer belt 8. May be independently detachable from the printer body. Details of the belt cleaning apparatus 100 will be described later.

本プリンタは、記録紙Pを収容する給紙カセットや、給紙カセットから記録紙Pを給紙路に給紙する給紙ローラなどを有する図示しない給紙部を備えている。また、給紙部から送られてきた記録紙を受け入れて2次転写ニップに向けて所定のタイミングで送り出す図示しないレジストローラ対を、上述した2次転写ニップの図中右側方に備えている。また、2次転写ニップから送り出される記録紙Pを受け入れてその記録紙Pに対してトナー像の定着処理を施す図示しない定着装置を、上述した2次転写ニップの図中左側方に備えている。また、必要に応じて、現像装置5Y,M,C,Kに対してY,M,C,Kトナーを補給する図示しないY,M,C,K用のトナー補給装置も備えている。   The printer includes a paper feed unit (not shown) having a paper feed cassette for storing the recording paper P and a paper feed roller for feeding the recording paper P from the paper feed cassette to the paper feed path. In addition, a registration roller pair (not shown) that receives the recording paper sent from the paper feeding unit and feeds it at a predetermined timing toward the secondary transfer nip is provided on the right side of the secondary transfer nip in the drawing. In addition, a fixing device (not shown) that receives the recording paper P sent out from the secondary transfer nip and fixes the toner image to the recording paper P is provided on the left side of the secondary transfer nip in the drawing. . Further, Y, M, C, and K toner supply devices (not shown) for supplying Y, M, C, and K toners to the developing devices 5Y, M, C, and K are provided as necessary.

近年、記録紙として従来広く用いられてきた普通紙に加え、デザインとして表面に凹凸を有する特殊紙やアイロンプリントなどの熱転写に用いる特殊な記録紙が用いられることが増えている。このような特殊紙を用いると、従来の普通紙の場合よりもカラートナーを重ね合わせた中間転写ベルト8上のトナー像を紙に2次転写する際に転写不良が発生し易くなる。そこで、本プリンタでは、中間転写ベルト8に硬度の低い弾性層を設け、転写ニップ部でトナー層や平滑性の悪い記録紙に対して変形できるようにしている。中間転写ベルト8に硬度の低い弾性層を設け、中間転写ベルト8に弾性をもたせることにより、中間転写ベルト8表面が局部的な凸凹に追従して変形できる。これにより、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、文字の転写中抜けがなく、また、平滑性の悪い用紙等に対しても転写ムラのない、均一性に優れた転写画像を得ることができる。   In recent years, in addition to plain paper that has been widely used as recording paper, special recording paper that is used for thermal transfer such as special paper having an uneven surface or iron print as a design has been increasingly used. When such special paper is used, transfer defects are more likely to occur when the toner image on the intermediate transfer belt 8 on which the color toners are superimposed is secondarily transferred onto the paper, as compared with conventional plain paper. Therefore, in the present printer, an elastic layer having low hardness is provided on the intermediate transfer belt 8 so that the toner layer and recording paper with poor smoothness can be deformed at the transfer nip portion. By providing the intermediate transfer belt 8 with an elastic layer having low hardness and making the intermediate transfer belt 8 elastic, the surface of the intermediate transfer belt 8 can be deformed following local irregularities. Thereby, without excessively increasing the transfer pressure with respect to the toner layer, good adhesion can be obtained, there is no loss of transfer of characters, and there is no transfer unevenness even on paper with poor smoothness, A transfer image having excellent uniformity can be obtained.

本プリンタでは、中間転写ベルト8は、少なくとも基層、弾性層、表面のコート層から構成される。   In this printer, the intermediate transfer belt 8 includes at least a base layer, an elastic layer, and a surface coat layer.

中間転写ベルト8の弾性層に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられ、具体的には、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、EPDM、NBR、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック1、2−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー(例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系)等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。   Examples of the material used for the elastic layer of the intermediate transfer belt 8 include elastic members such as elastic material rubber and elastomer. Specifically, butyl rubber, fluorine rubber, acrylic rubber, EPDM, NBR, acrylonitrile-butadiene-styrene. Rubber, natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, urethane rubber, syndiotactic 1,2-polybutadiene, epichlorohydrin rubber, polysulfide rubber, polynorbornene rubber, thermoplastic elastomer (for example, polystyrene series) , Polyolefins, polyvinyl chlorides, polyurethanes, polyamides, polyureas, polyesters, fluororesins) and the like can be used. However, it is not limited to the said material.

弾性層の厚さは、硬度及び層構成にもよるが、0.07〜0.5[mm]の範囲が好ましい。さらに好ましくは0.25〜0.5[mm]の範囲がよい。又、中間転写ベルト8の厚さが0.07[mm]以下と薄いと、二次転写ニップ部で中間転写ベルト8上のトナーに対する圧力が高くなり、転写中抜けが発生しやすくなり、さらに、トナーの転写率が低下する。   The thickness of the elastic layer depends on the hardness and the layer structure, but is preferably in the range of 0.07 to 0.5 [mm]. More preferably, the range of 0.25-0.5 [mm] is good. Further, if the thickness of the intermediate transfer belt 8 is as thin as 0.07 [mm] or less, the pressure on the toner on the intermediate transfer belt 8 at the secondary transfer nip portion becomes high, and transfer deficiency is likely to occur. The toner transfer rate decreases.

また、弾性層の硬度は、10°≦HS≦65°(JIS−A)であることが好ましい。中間転写ベルト8の層厚によって最適な硬度は異なるものの、硬度が10°JIS−Aより低いと転写中抜けが生じやすい。これに対して硬度が65°JIS−Aより高いものは、ローラヘの張架が困難となり、また、長期の張架によって延伸するために耐久性が無く早期の交換が必要になる。   The hardness of the elastic layer is preferably 10 ° ≦ HS ≦ 65 ° (JIS-A). Although the optimum hardness differs depending on the layer thickness of the intermediate transfer belt 8, if the hardness is lower than 10 ° JIS-A, transfer deficiency tends to occur. On the other hand, when the hardness is higher than 65 ° JIS-A, it is difficult to stretch the roller, and since it is stretched by long-term stretching, there is no durability and early replacement is necessary.

中間転写ベルト8の基層は、伸びの少ない樹脂で構成している。具体的に、基層に用いられる材料としては、ポリカーボネート、フッ素樹脂(ETFE、PVDF等)、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(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及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(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−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂(シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ピニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。   The base layer of the intermediate transfer belt 8 is made of a resin with little elongation. Specifically, materials used for the base layer include polycarbonate, fluororesin (ETFE, PVDF, etc.), polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, Styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer) Styrene-octyl acrylate copolymer and styrene-phenyl acrylate copolymer), styrene-methacrylic acid ester copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene) -Phenyl methacrylate copolymer, etc.), steel -Α-chloromethyl acrylate copolymer, styrene resin such as styrene-acrylonitrile-acrylate ester copolymer (monopolymer or copolymer containing styrene or styrene substitution product), methyl methacrylate resin, methacryl Acid butyl resin, ethyl acrylate resin, butyl acrylate resin, modified acrylic resin (silicone modified acrylic resin, vinyl chloride resin modified acrylic resin, acrylic / urethane resin, etc.), vinyl chloride resin, styrene-vinyl acetate copolymer, chloride Pinyl-vinyl acetate copolymer, rosin-modified maleic acid resin, phenol resin, epoxy resin, polyester resin, polyester polyurethane resin, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polyvinylidene chloride, ionomer resin, polyurethane resin, silicone Fat, ketone resins, ethylene - can be used ethyl acrylate copolymer, xylene resin and polyvinyl butyral resin, polyamide resin, one kind or two kinds or more selected from the group consisting of modified polyphenylene oxide resin. However, it is not limited to the said material.

また、伸びの大きなゴム材料などからなる弾性層の伸びを防止するために、基層と弾性層との間に帆布などの材料で構成された芯体層を設けてもよい。芯体層に用いられる伸びを防止する材料としては、例えば、綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、鉄繊維、銅繊維等の金属繊維からなる群より選ばれる1種あるいは2種以上を用い、糸状あるいは織布状のものを使用することができる。もちろん、上記材料に限定されるものではない。上記の糸は1本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。一方織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり、導電処理を施すことも可能である。   In addition, in order to prevent the elastic layer made of a rubber material having a large elongation from extending, a core layer made of a material such as a canvas may be provided between the base layer and the elastic layer. Examples of materials for preventing elongation used in the core layer include natural fibers such as cotton and silk, polyester fibers, nylon fibers, acrylic fibers, polyolefin fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyvinyl chloride fibers, and polyvinylidene chloride fibers. , One or more selected from the group consisting of synthetic fibers such as polyurethane fiber, polyacetal fiber, polyfluoroethylene fiber and phenol fiber, inorganic fibers such as carbon fiber and glass fiber, and metal fibers such as iron fiber and copper fiber Threaded or woven fabric can be used. Of course, the material is not limited to the above. The above-described yarn may be twisted in any manner, such as one or a plurality of filaments twisted, one-twisted yarn, various twisted yarns, double yarn, or the like. Further, for example, fibers of a material selected from the above material group may be blended. Of course, the yarn can be used after being subjected to an appropriate conductive treatment. On the other hand, the woven fabric can be any woven fabric such as knitted weave, and of course, a woven fabric that has been woven can also be used and can be subjected to a conductive treatment.

中間転写ベルト8表面のコート層は、弾性層の表面をコーティングするためのものであり、平滑性のよい層からなるものである。コート層に用いられる材料としては、特に制限はないが、一般的に、中間転写ベルト8表面へのトナーの付着カを小さくして二次転写性を高める材料が用いられる。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の1種類あるいは2種類以上、又は、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素樹脂、フッ素化合物、フッ化炭素、酸化チタン、シリコンカーバイド等の粒子を1種類あるいは2種類以上、又は必要に応じて粒径を変えたものを分散させて使用することができる。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素層を形成させ、表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。   The coat layer on the surface of the intermediate transfer belt 8 is for coating the surface of the elastic layer, and is composed of a layer having good smoothness. The material used for the coating layer is not particularly limited, but generally, a material that increases the secondary transferability by reducing the amount of toner adhering to the surface of the intermediate transfer belt 8 is used. For example, one or more of polyurethane, polyester, epoxy resin, etc., or a material that reduces surface energy and increases lubricity, such as fluororesin, fluorine compound, fluorocarbon, titanium oxide, silicon carbide, etc. One type or two or more types, or those having different particle sizes as required can be dispersed and used. Further, it is also possible to use a material such as a fluorine-based rubber material in which a heat treatment is performed to form a fluorine layer on the surface and the surface energy is reduced.

また、必要に応じて、基層、弾性層又はコート層は、抵抗を調整する目的で、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO)、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物等を用いることができる。ここで、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし、上記材料に限定されるものではない。   If necessary, the base layer, the elastic layer, or the coating layer is, for example, carbon black, graphite, metal powder such as aluminum or nickel, tin oxide, titanium oxide, antimony oxide, indium oxide, for the purpose of adjusting resistance. Conductive metal oxides such as potassium titanate, antimony oxide-tin oxide composite oxide (ATO), and indium oxide-tin oxide composite oxide (ITO) can be used. Here, the conductive metal oxide may be coated with insulating fine particles such as barium sulfate, magnesium silicate, and calcium carbonate. However, it is not limited to the said material.

中間転写ベルト8の表面は、ベルト表面を保護するために、潤滑剤塗布装置200により潤滑剤が塗布されている。潤滑剤塗布装置200は、ステアリン酸亜鉛塊などの固形潤滑剤202と、固形潤滑剤と当接し、回転によって固形潤滑剤から掻き取って得た潤滑剤粉末を中間転写ベルト8表面に塗布する塗布部材たる塗布ブラシローラ201とを備えている。   The surface of the intermediate transfer belt 8 is coated with a lubricant by a lubricant coating device 200 in order to protect the belt surface. The lubricant application device 200 is a coating that abuts on the surface of the intermediate transfer belt 8 with a solid lubricant 202 such as a zinc stearate lump and a lubricant powder that comes into contact with the solid lubricant and is scraped off from the solid lubricant by rotation. And a coating brush roller 201 as a member.

パーソナルコンピュータ等から画像情報が送られてくると、本プリンタは、駆動ローラ11を回転駆動して、中間転写ベルト8を無端移動させる。駆動ローラ11以外の張架ローラについては、ベルトに従動回転させる。同時に、プロセスユニット6Y,M,C,Kの感光体1Y,M,C,Kを回転駆動する。また、感光体1Y,M,C,Kの表面を帯電装置2Y,M,C,Kによって一様に帯電させながら、帯電後の表面に対してレーザー光Lの照射によって静電潜像を形成する。そして、感光体1Y,M,C,Kの表面に形成した静電潜像を現像装置5Y,M,C,Kによって現像することで、感光体1Y,M,C,K上にY,M,C,Kトナー像を得る。Y,M,C,Kトナー像は、上述したY,M,C,K用の1次転写ニップにて、中間転写ベルト8のおもて面に重ね合わせて1次転写される。これにより、中間転写ベルト8のおもて面には4色重ね合わせトナー像が形成される。   When image information is sent from a personal computer or the like, the printer rotates the drive roller 11 to move the intermediate transfer belt 8 endlessly. The stretching rollers other than the driving roller 11 are driven and rotated by the belt. At the same time, the photosensitive members 1Y, 1M, 1C, and 1K of the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K are rotationally driven. Further, an electrostatic latent image is formed by irradiating the charged surface with laser light L while uniformly charging the surfaces of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K with the charging devices 2Y, 2M, 2C, and 2K. To do. The electrostatic latent images formed on the surfaces of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K are developed by the developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K, so that the Y, M on the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, 1K are developed. , C, K toner images are obtained. The Y, M, C, and K toner images are primarily transferred while being superimposed on the front surface of the intermediate transfer belt 8 in the above-described primary transfer nips for Y, M, C, and K. As a result, a four-color superimposed toner image is formed on the front surface of the intermediate transfer belt 8.

一方、不図示の給紙部では、給紙ローラによって給紙カセットから記録紙Pを1枚づつ送り出してレジストローラ対まで搬送する。そして、中間転写ベルト8上の4色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで、レジストローラ対を駆動して記録紙Pを2次転写ニップに送り込んで、ベルト上の4色重ね合わせトナー像を記録紙Pに一括2次転写する。これにより、記録紙Pの表面にフルカラー画像を形成する。フルカラー画像形成後の記録紙Pについては、2次転写ニップから定着装置に搬送してトナー像の定着処理を施す。   On the other hand, in a paper feed unit (not shown), the recording paper P is sent out from the paper feed cassette one by one by the paper feed roller and conveyed to the registration roller pair. Then, at a timing that can be synchronized with the four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 8, the registration roller pair is driven to feed the recording paper P to the secondary transfer nip, and the four-color superimposed toner image on the belt is transferred. Batch transfer onto the recording paper P is performed. Thereby, a full-color image is formed on the surface of the recording paper P. The recording paper P after the formation of the full-color image is conveyed from the secondary transfer nip to a fixing device and subjected to a toner image fixing process.

Y,M,C,Kトナー像を中間転写ベルト8に1次転写した後の感光体1Y,M,C,Kについては、ドラムクリーニング装置4Y,M,C,Kによって転写残トナーのクリーニング処理を施す。その後、図示しない除電ランプで除電した後、帯電装置2Y,M,C,Kで一様に帯電せしめて、次の画像形成に備える。また、記録紙Pに一次転写した後の中間転写ベルト8については、ベルトクリーニング装置100によって転写残トナーのクリーニング処理を施す。   For the photoreceptors 1Y, M, C, and K after the Y, M, C, and K toner images are primarily transferred to the intermediate transfer belt 8, the remaining toner is cleaned by the drum cleaning devices 4Y, 4M, 4C, and 4K. Apply. Then, after neutralizing with a neutralizing lamp (not shown), it is uniformly charged with the charging devices 2Y, 2M, 2C, and 3K, and is ready for the next image formation. Further, the intermediate transfer belt 8 after the primary transfer to the recording paper P is subjected to a cleaning process for residual toner by the belt cleaning device 100.

K用のプロセスユニット6Kの図中右側方には、光学センサユニット150が中間転写ベルト8のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。この光学センサユニット150は、図2に示すように、中間転写ベルト8の幅方向に並ぶY光学センサ151Y、C光学センサ151C、M光学センサ151M、K光学センサ151Kを有している。これらセンサは何れも反射型フォトセンサからなり、図示しない発光素子から発した光を中間転写ベルト8のおもて面やベルト上のトナー像で反射させ、その反射光量を図示しない受光素子によって検知する。図示しない制御部は、これらセンサからの出力電圧値に基づいて、中間転写ベルト8上のトナー像を検知したり、その画像濃度(単位面積あたりのトナー付着量)を検知したりすることができる。   An optical sensor unit 150 is disposed on the right side of the K process unit 6K in the drawing so as to face the front surface of the intermediate transfer belt 8 with a predetermined gap. As shown in FIG. 2, the optical sensor unit 150 includes a Y optical sensor 151Y, a C optical sensor 151C, an M optical sensor 151M, and a K optical sensor 151K arranged in the width direction of the intermediate transfer belt 8. Each of these sensors is a reflection type photosensor, and reflects light emitted from a light emitting element (not shown) by a toner image on the front surface of the intermediate transfer belt 8 or the belt, and detects the amount of reflected light by a light receiving element (not shown). To do. A control unit (not shown) can detect the toner image on the intermediate transfer belt 8 or the image density (toner adhesion amount per unit area) based on the output voltage values from these sensors. .

本プリンタにおいては、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。
画像濃度制御は、まず、図2に示すような、各色の階調パターンSk、Sm、Sc、Syを中間転写ベルト8上における各光学センサ151Y、M、C、Kに対向する位置に自動形成する。各色の階調パターンは、10個の画像濃度が異なる2[cm]×2[cm]の面積のトナーパッチからなっている。各色の階調パターンSk、Sm、Sc、Syを作成するときの、感光体1Y,M,C,Kの帯電電位は、プリントプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を感光体1Y,M,C,Kにそれぞれ形成せしめながら、それらをY,M,C,K用の現像装置5Y,M,C,Kによって現像する。この現像の際、Y,M,C,K用の現像ローラに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。このような現像により、感光体1Y,M,C,K上にはY,M,C,Kの階調パターン像が形成される。これらは、中間転写ベルト8の主走査方向に所定の間隔で並ぶように1次転写される。このときの、各色の階調パターンにおけるトナーパッチのトナー付着量は最小で0.1[mg/cm]、最大で0.55[mg/cm]ほどあり、また、トナーQ/d分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性にそろっている。
In this printer, image density control for optimizing the image density of each color is executed when the power is turned on or every time a predetermined number of prints are performed.
In the image density control, first, gradation patterns Sk, Sm, Sc, and Sy of each color are automatically formed on the intermediate transfer belt 8 at positions facing the optical sensors 151Y, M, C, and K as shown in FIG. To do. The gradation pattern of each color is composed of 10 toner patches having an area of 2 [cm] × 2 [cm] having different image densities. The charging potentials of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K when creating the gradation patterns Sk, Sm, Sc, and Sy for each color are different from the uniform drum charging potential in the printing process and gradually increase in value. To do. Then, while forming a plurality of patch electrostatic latent images for forming a gradation pattern image on the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K by scanning with laser light, they are used for Y, M, C, and K, respectively. Development is performed by the developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K. During this development, the value of the developing bias applied to the Y, M, C, and K developing rollers is gradually increased. By such development, gradation pattern images of Y, M, C, and K are formed on the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K. These are primarily transferred so as to be arranged at a predetermined interval in the main scanning direction of the intermediate transfer belt 8. At this time, the toner adhesion amount of the toner patch in the gradation pattern of each color is about 0.1 [mg / cm 2 ] at the minimum and 0.55 [mg / cm 2 ] at the maximum, and the toner Q / d distribution When measured, it is almost aligned with the regular charging polarity.

中間転写ベルト8に形成され各トナーパターン(Sk、Sm、Sc、Sy)は、中間転写ベルト8の無端移動に伴って、光学センサ151との対向位置を通過する。この際、光学センサ151は、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の光を受光する。   Each toner pattern (Sk, Sm, Sc, Sy) formed on the intermediate transfer belt 8 passes through a position facing the optical sensor 151 as the intermediate transfer belt 8 moves endlessly. At this time, the optical sensor 151 receives an amount of light corresponding to the toner adhesion amount per unit area with respect to the toner patch of each gradation pattern.

次に、各色トナーパッチを検知したときの光学センサ151の出力電圧と、付着量変換アルゴリズムとから、各色のトナーパターンの各トナーパッチにおける付着量を算出し、算出した付着量に基づき作像条件を調整する。具体的には、トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいてその直線グラフを示す関数(y=ax+b)を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値を演算し、Y、M、C、K用の現像バイアス値を特定する。   Next, the adhesion amount of each color toner pattern in each toner patch is calculated from the output voltage of the optical sensor 151 when each color toner patch is detected and the adhesion amount conversion algorithm, and the image forming condition is based on the calculated adhesion amount. Adjust. Specifically, a function (y = ax + b) indicating a straight line graph is calculated by regression analysis based on the result of detecting the toner adhesion amount on the toner patch and the development potential when each toner patch is imaged. Then, an appropriate development bias value is calculated by substituting a target value of image density into this function, and development bias values for Y, M, C, and K are specified.

メモリ内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切なドラム帯電電位とが予め関連付けられている作像条件データテーブルが格納されている。各プロセスユニット6Y,M,C,Kについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、特定した現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、これに関連付けられたドラム帯電電位を特定する。   The memory stores an image forming condition data table in which several tens of development bias values and appropriate drum charging potentials individually corresponding to the values are associated in advance. For each of the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K, a developing bias value closest to the specified developing bias value is selected from the image forming condition table, and the drum charging potential associated therewith is specified.

また、本プリンタは、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、色ずれ量補正処理も実施するようになっている。そして、この色ずれ量補正処理において、中間転写ベルト8の幅方向の一端部と他端部とにそれぞれ、図3に示すようなシェブロンパッチPVと呼ばれるY,M,C,Kの各色トナー像からなる色ずれ検知用画像を形成する。シェブロンパッチPVは、図3に示すように、Y,M,C,Kの各色のトナー像を主走査方向から約45[°]傾けた姿勢で、副走査方向であるベルト移動方向に所定ピッチで並べたラインパターン群である。このシェブロンパッチPVの付着量は、0.3[mg/cm]ほどである。 The printer also performs color misregistration correction processing when the power is turned on or whenever a predetermined number of prints are performed. In this color misregistration amount correction process, Y, M, C, and K color toner images called chevron patches PV as shown in FIG. 3 are respectively provided at one end and the other end in the width direction of the intermediate transfer belt 8. An image for color misregistration detection is formed. As shown in FIG. 3, the chevron patch PV has a predetermined pitch in the belt moving direction, which is the sub-scanning direction, with the toner images of each color of Y, M, C, and K inclined by about 45 ° from the main scanning direction. Is a line pattern group arranged in. The amount of the chevron patch PV attached is about 0.3 [mg / cm 2 ].

中間転写ベルト8の幅方向の両端部にそれぞれ形成したシェブロンパッチPV内の各色トナー像を検知することで、各色トナー像における主走査方向(感光体軸線方向)の位置、副走査方向(ベルト移動方向)の位置、主走査方向の倍率誤差、主走査方向からのスキューをそれぞれ検出する。ここで言う主走査方向とは、ポリゴンミラーでの反射に伴ってレーザー光が感光体表面上で位相する方向を示している。このようなシェブロンパッチPV内のY,M,Cトナー像について、Kトナー像との検知時間差を光学センサ151で読み取っていく。同図では、紙面上下方向が主走査方向に相当し、左から順に、Y,M,C,Kトナー像が並んだ後、これらとは姿勢が90[°]異なっているK,C,M,Yトナー像が更に並んでいる。基準色となるKとの検出時間差tyk、tmk、tckについての実測値と理論値との差に基づいて、各色トナー像の副走査方向のズレ量、即ちレジストズレ量を求める。そして、そのレジストズレ量に基づいて、不図示の光書込ユニットのポリゴンミラー1面おき、即ち、1走査ラインピッチを1単位として、感光体1に対する光書込開始タイミングを補正して、各色トナー像のレジストズレを低減する。また、ベルト両端部間での副走査方向ズレ量の差に基づいて、各色トナー像の主走査方向からの傾き(スキュー)を求める。そして、その結果に基づいて、光学系反射ミラーの面倒れ補正を実施して、各色トナー像のスキューズレを低減する。以上のように、シェブロンパッチPV内における各トナー像を検知したタイミングに基づいて光書込開始タイミングや面倒れを補正してレジストズレやスキューズレを低減する処理が、色ずれ補正処理である。このような色ずれ補正処理により、温度変化などで各色トナー像の中間転写ベルト8に対する形成位置が経時的にずれていくことに起因する画像の色ずれの発生を抑えることができる。   By detecting each color toner image in the chevron patch PV formed at both ends in the width direction of the intermediate transfer belt 8, the position of each color toner image in the main scanning direction (photoconductor axial direction), the sub-scanning direction (belt movement) Direction) position, magnification error in the main scanning direction, and skew from the main scanning direction. The main scanning direction here refers to the direction in which the laser light is phased on the surface of the photosensitive member as it is reflected by the polygon mirror. For such Y, M, C toner images in the chevron patch PV, the optical sensor 151 reads the detection time difference from the K toner image. In the figure, the vertical direction of the paper surface corresponds to the main scanning direction, and after the Y, M, C, and K toner images are arranged in order from the left, the postures are different from those by 90 [°]. , Y toner images are further arranged. Based on the difference between the actual measurement value and the theoretical value of the detection time differences tyk, tmk, and tck with respect to K as the reference color, the shift amount in the sub-scanning direction of each color toner image, that is, the registration shift amount is obtained. Then, on the basis of the amount of registration deviation, the optical writing start timing for the photosensitive member 1 is corrected every other polygon mirror surface of the optical writing unit (not shown), that is, one scanning line pitch as one unit, and each color is corrected. To reduce the registration error of the toner image. Further, the inclination (skew) of each color toner image from the main scanning direction is obtained based on the difference in the amount of deviation in the sub-scanning direction between both ends of the belt. Based on the result, surface tilt correction of the optical system reflection mirror is performed to reduce skew of each color toner image. As described above, the color misregistration correction process is a process that corrects the optical writing start timing and surface tilt based on the detection timing of each toner image in the chevron patch PV to reduce registration deviation and skew deviation. By such a color misregistration correction process, it is possible to suppress the occurrence of color misregistration of an image due to a shift in the formation position of each color toner image with respect to the intermediate transfer belt 8 due to a temperature change or the like.

また、低画像面積の画像形成動作が続くと、現像装置内に長時間とどまりつづける古いトナーが増えてくるため、トナー帯電特性が劣化し画像形成に用いると画像品質が悪くなる(現像能力低下、転写性低下)。このような古いトナーが現像装置内に滞留しないように一定のタイミングで感光体1の非画像領域に吐き出させ、吐き出し後にトナー濃度が低下した現像装置に新しいトナーを補給して現像装置内をリフレッシュするリフレッシュモードを備えている。   Further, if the image forming operation with a low image area continues, the amount of old toner that stays in the developing device for a long time increases, so that the toner charging characteristics deteriorate and the image quality deteriorates when used for image formation (development capability decreases, Transferability decline). In order to prevent such old toner from staying in the developing device, the toner is discharged to a non-image area of the photosensitive member 1 at a fixed timing, and new toner is replenished to the developing device whose toner density has been lowered after the discharging to refresh the inside of the developing device. It has a refresh mode.

不図示の制御部は、各現像装置5Y,M,C,Kのトナー消費量と、各現像装置5Y,M,C,Kの動作時間とを記憶しておき、所定のタイミングで、現像装置の所定期間の動作時間に対して、トナー消費量が閾値以下である否かを各現像装置について調べ、閾値以下の現像装置について、リフレッシュモードを実行する。   A control unit (not shown) stores the toner consumption amount of each developing device 5Y, M, C, K and the operation time of each developing device 5Y, M, C, K, and at a predetermined timing, the developing device. Whether or not the toner consumption amount is equal to or less than the threshold value for the operation time of the predetermined period is checked for each developing device, and the refresh mode is executed for the developing device equal to or less than the threshold value.

リフレッシュモードが実行されると、感光体の紙間に対応する非画像形成領域にトナー消費パターンが作成され、中間転写ベルト8に転写される。トナー消費パターンの付着量は、現像装置の所定期間の動作時間に対するトナー消費量に基づき決定され、単位面積当りの最大付着量が、1.0[mg/cm]ほどになることがある。また、中間転写ベルト8に転写されたトナー消費パターンのトナーQ/d分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性に揃っている。 When the refresh mode is executed, a toner consumption pattern is created in a non-image forming area corresponding to the space between the sheets of the photoconductor and transferred to the intermediate transfer belt 8. The adhesion amount of the toner consumption pattern is determined based on the toner consumption amount with respect to the operation time of the developing device for a predetermined period, and the maximum adhesion amount per unit area may be about 1.0 [mg / cm 2 ]. Further, when the toner Q / d distribution of the toner consumption pattern transferred to the intermediate transfer belt 8 is measured, it is almost aligned with the normal charging polarity.

中間転写ベルト8に形成された各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンは、ベルトクリーニング装置100によって回収される。このとき、ベルトクリーニング装置100は、大量のトナーを中間転写ベルト8から除去しなければならない。しかしながら、従来の極性制御手段とブラシローラとからなるクリーニング装置や、正極性のトナーを除去するブラシローラと、負極性のトナーを除去するブラシローラとを備えたクリーニング装置では、各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンなどの未転写のトナー像を一度で除去することができなかった。このような場合には、クリーニングしきれなかった中間転写ベルト8上トナーが次のプリント動作時に記録紙上に転写され、異常画像となる場合があった。   Each color gradation pattern, chevron patch, and toner consumption pattern formed on the intermediate transfer belt 8 are collected by the belt cleaning device 100. At this time, the belt cleaning device 100 must remove a large amount of toner from the intermediate transfer belt 8. However, in a conventional cleaning device including a polarity control unit and a brush roller, or a cleaning device including a brush roller that removes positive polarity toner and a brush roller that removes negative polarity toner, each color gradation pattern, Untransferred toner images such as chevron patches and toner consumption patterns could not be removed at once. In such a case, the toner on the intermediate transfer belt 8 that could not be cleaned may be transferred onto the recording paper during the next printing operation, resulting in an abnormal image.

そこで、本プリンタのベルトクリーニング装置100においては、各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンなどの未転写のトナー像を一度で除去することができるよう構成している。   Therefore, the belt cleaning apparatus 100 of the printer is configured such that untransferred toner images such as each color gradation pattern, chevron patch, and toner consumption pattern can be removed at a time.

また、中間転写ベルト上のトナーは、トナーの正規帯電極性と逆極性(正極性)の転写電界を受けることにより記録紙に転写されるが、そのまま中間転写ベルト上に付着して転写残トナーとなるものがある。転写残トナーは、二次転写部で印加された正極性の電荷注入を受けるなどして、電荷量が正極性側にシフトする。このため、中間転写ベルト上の転写残トナーは、正極性のトナーと負極性のトナーとが混在したブロードな帯電分布となる。   The toner on the intermediate transfer belt is transferred to the recording paper by receiving a transfer electric field having a polarity opposite to the normal charge polarity of the toner (positive polarity). There is something to be. The amount of charge of the transfer residual toner is shifted to the positive polarity side by receiving positive charge injection applied at the secondary transfer portion. For this reason, the transfer residual toner on the intermediate transfer belt has a broad charge distribution in which the positive polarity toner and the negative polarity toner are mixed.

よって、本実施形態のベルトクリーニング装置は、中間転写ベルト上の正規帯電帯電極性(負極性)の正規帯電トナートナーを静電的に除去する正規帯電トナークリーニング部と、中間転写ベルト上の正規帯電極性と反対極性(正極性)のトナーを静電的に除去する逆帯電トナークリーニング部とを備え、さらに、中間転写ベルトの表面移動方向に関して、正規帯電極性のトナーを静電的に除去するプレクリーニング部を設けている。   Therefore, the belt cleaning apparatus of the present embodiment includes a normal charging toner cleaning unit that electrostatically removes normal charging toner toner of normal charging charge polarity (negative polarity) on the intermediate transfer belt, and normal charging on the intermediate transfer belt. A reversely charged toner cleaning unit that electrostatically removes toner of a polarity opposite to that of the polarity (positive polarity), and a precharger that electrostatically removes toner of normal charge polarity with respect to the surface movement direction of the intermediate transfer belt. A cleaning unit is provided.

図4は、本プリンタの特徴点であるベルトクリーニング装置100とその周囲とを拡大して示す拡大構成図である。
同図において、ベルトクリーニング装置100は、中間転写ベルト8上の未転写のトナー像を大まかに除去するためのプレクリーニング部100aと、中間転写ベルト8上の正規帯電極性(負極性)と反対極性(正極性)に帯電したトナーを除去する逆帯電トナークリーニング部100bと、中間転写ベルト8上の正規帯電極性に帯電したトナーを除去する正規帯電トナークリーニング部100cとを備えている。
FIG. 4 is an enlarged configuration diagram showing the belt cleaning device 100 and its surroundings, which are characteristic points of the printer, in an enlarged manner.
In the figure, a belt cleaning device 100 includes a pre-cleaning unit 100a for roughly removing an untransferred toner image on the intermediate transfer belt 8, and a polarity opposite to a normal charging polarity (negative polarity) on the intermediate transfer belt 8. A reversely charged toner cleaning unit 100b that removes the toner charged to (positive polarity) and a regular charged toner cleaning unit 100c that removes the toner charged to the regular charge polarity on the intermediate transfer belt 8 are provided.

プレクリーニング部100aには、プレクリーニング部材たるプレクリーニングブラシローラ101を有している。また、プレクリーニングブラシローラ101に付着したトナーを回収するプレ回収部材としてのプレ回収ローラ102、プレ回収ローラ102に当接してローラ表面からトナーを掻き取るプレ掻き取り部材としてのプレ掻き取りブレード103を有している。   The pre-cleaning unit 100a has a pre-cleaning brush roller 101 as a pre-cleaning member. Further, a pre-collecting roller 102 as a pre-collecting member that collects toner attached to the pre-cleaning brush roller 101, and a pre-scraping blade 103 as a pre-scraping member that contacts the pre-collecting roller 102 and scrapes the toner from the roller surface. have.

未転写のトナー像を構成するトナーのほとんどは、正規帯電極性(負極性)に帯電しているので、正規帯電極性と反対極性(正極性)の電圧をプレクリーニングブラシローラ101に印加して、中間転写ベルト8上の負極性トナーを静電的除去するよう構成されている。また、プレ回収ローラ102には、プレクリーニングブラシローラ101よりも大きな正極性の電圧が印加されている。本ベルトクリーニング装置100においては、未転写トナー像の90[%]が、プレクリーニングブラシローラ101により除去されるよう、プレクリーニングブラシローラ101に印加する電圧などが設定されている。   Since most of the toner constituting the untransferred toner image is charged with a normal charging polarity (negative polarity), a voltage having a polarity (positive polarity) opposite to the normal charging polarity is applied to the pre-cleaning brush roller 101, The negative toner on the intermediate transfer belt 8 is electrostatically removed. Further, a positive polarity voltage larger than that of the pre-cleaning brush roller 101 is applied to the pre-collection roller 102. In the belt cleaning apparatus 100, a voltage to be applied to the pre-cleaning brush roller 101 is set so that 90% of the untransferred toner image is removed by the pre-cleaning brush roller 101.

また、プレクリーニング部100aには、画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク(図示省略)に搬送するための搬送手段としての搬送スクリュ110が備えられている。   In addition, the pre-cleaning unit 100a includes a transport screw 110 as a transport unit for transporting to a waste toner tank (not shown) provided in the image forming apparatus main body.

逆帯電トナークリーニング部100bは、プレクリーニング部100aよりも中間転写ベルト8移動方向下流側に配置され、トナーの正規帯電極性(負極性)と反対極性(正極性)に帯電したトナーを静電的に除去する逆帯電トナークリーニング部材たる逆帯電トナークリーニングブラシローラ104を有している。また、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104に付着した逆帯電トナーを回収する逆帯電トナー回収部材としての逆帯電トナー回収ローラ105、逆帯電トナー回収ローラ105に当接してローラ表面から逆帯電トナーを掻き取る逆帯電トナー掻き取り部材としての逆帯電トナー掻き取りブレード106を備えている。逆帯電トナークリーニングブラシローラ104には、負極性の電圧が印加されており、逆帯電トナー回収ローラ105には、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104よりも大きな負極性の電圧が印加されている。また、この逆帯電トナークリーニング部100bは、中間転写ベルト8上のトナーに負極性の電荷を付与して、中間転写ベルト8上のトナーの帯電極性を、正規帯電極性(負極性)に揃える極性制御手段としての機能も有している。   The reversely charged toner cleaning unit 100b is disposed downstream of the precleaning unit 100a in the moving direction of the intermediate transfer belt 8, and electrostatically charges toner charged to a polarity (positive polarity) opposite to the normal charging polarity (negative polarity) of the toner. And a reversely charged toner cleaning brush roller 104 as a reversely charged toner cleaning member to be removed. Further, the reversely charged toner collecting roller 105 as a reversely charged toner collecting member for collecting the reversely charged toner attached to the reversely charged toner cleaning brush roller 104, and abutting against the reversely charged toner collecting roller 105 and scraping the reversely charged toner from the roller surface. A reversely charged toner scraping blade 106 is provided as a reversely charged toner scraping member. A negative voltage is applied to the reversely charged toner cleaning brush roller 104, and a negative voltage greater than that of the reversely charged toner cleaning brush roller 104 is applied to the reversely charged toner recovery roller 105. Further, the reversely charged toner cleaning unit 100b applies a negative charge to the toner on the intermediate transfer belt 8 so that the charge polarity of the toner on the intermediate transfer belt 8 is aligned with the normal charge polarity (negative polarity). It also has a function as a control means.

正規帯電トナークリーニング部100cは、逆帯電トナークリーニング部100bよりも中間転写ベルト8移動方向下流側に配置され、正規帯電極性に帯電したトナーを静電的に除去する正規帯電トナークリーニング部材たる正規帯電トナークリーニングブラシローラ107を有している。また、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に付着した正規帯電トナーを回収する正規帯電トナー回収部材としての正規帯電トナー回収ローラ108、正規帯電トナー回収ローラ108に当接してローラ表面から正規帯電トナーを掻き取る正規帯電トナー掻き取り部材としての正規帯電トナー掻き取りブレード109を備えている。正規帯電トナークリーニングブラシローラ107には、正極性の電圧が印加されており、正規帯電トナー回収ローラ108には、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107よりも大きな正極性の電圧が印加されている。   The normally charged toner cleaning unit 100c is disposed downstream of the reversely charged toner cleaning unit 100b in the moving direction of the intermediate transfer belt 8, and is normally charged as a normally charged toner cleaning member that electrostatically removes toner charged to the normally charged polarity. A toner cleaning brush roller 107 is provided. Further, the regular charged toner collecting roller 108 as a regular charged toner collecting member for collecting the regular charged toner attached to the regular charged toner cleaning brush roller 107 and the regular charged toner collecting roller 108 are abutted and scraped from the roller surface. A regular charged toner scraping blade 109 is provided as a regular charged toner scraping member. A positive voltage is applied to the normally charged toner cleaning brush roller 107, and a positive voltage greater than that of the normally charged toner cleaning brush roller 107 is applied to the normally charged toner recovery roller 108.

プレクリーニング部100aと逆帯電トナークリーニング部100bとは、第1絶縁性シール部材112により仕切られており、第1絶縁性シール部材112は、プレクリーニングブラシローラ101と当接している。プレクリーニング部100aと逆帯電トナークリーニング部100bとを第1絶縁性シール部材112で仕切ることにより、プレクリーニングブラシローラ101と逆帯電トナークリーニングブラシローラ104との間で放電が発生したり、逆帯電トナークリーニング部100bで除去したトナーがプレクリーニングブラシに再付着したりするのを抑制することができる。   The precleaning unit 100 a and the reversely charged toner cleaning unit 100 b are partitioned by a first insulating seal member 112, and the first insulating seal member 112 is in contact with the precleaning brush roller 101. By partitioning the precleaning unit 100a and the reversely charged toner cleaning unit 100b with the first insulating seal member 112, a discharge occurs between the precleaning brush roller 101 and the reversely charged toner cleaning brush roller 104, or reverse charging. It is possible to prevent the toner removed by the toner cleaning unit 100b from reattaching to the pre-cleaning brush.

また、逆帯電トナークリーニング部100bと正規帯電トナークリーニング部100cとは、第2絶縁性シール部材により仕切られており、第2絶縁性シール部材113は、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104と当接している。逆帯電トナークリーニング部100bと正規帯電トナークリーニング部100cとを第2絶縁性シール部材113で仕切ることにより、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104と正規帯電トナークリーニングブラシローラ107との間で放電が発生したり、正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーが逆帯電トナークリーニングブラシローラ104に再付着したりするのを抑制することができる。   The reversely charged toner cleaning unit 100b and the regular charged toner cleaning unit 100c are partitioned by a second insulating seal member, and the second insulating seal member 113 is in contact with the reversely charged toner cleaning brush roller 104. Yes. By separating the reversely charged toner cleaning unit 100b and the normally charged toner cleaning unit 100c by the second insulating seal member 113, a discharge occurs between the reversely charged toner cleaning brush roller 104 and the normally charged toner cleaning brush roller 107. Or the toner removed by the normally charged toner cleaning unit 100c can be prevented from reattaching to the reversely charged toner cleaning brush roller 104.

また、クリーニング装置100の出口部には、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107と当接する第3絶縁性シール部材114が設けられている。これにより、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107とテンションローラ16との間で放電が発生するのを抑制することができる。   In addition, a third insulating seal member 114 that abuts the regular charged toner cleaning brush roller 107 is provided at the outlet of the cleaning device 100. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of discharge between the normally charged toner cleaning brush roller 107 and the tension roller 16.

また、ベルトクリーニング装置100には、入口シール111、廃トナーケース115が備えられている。廃トナーケース115は、逆帯電トナークリーニング部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーを貯留するものである。また、廃トナーケース115は、ベルトクリーニング装置100に対して着脱可能に取り付けられており、メンテナンスなどのときに、廃トナーケース115をクリーニング装置100から取り外して廃トナーケース115に溜まったトナーを除去できるようになっている。   Further, the belt cleaning device 100 is provided with an inlet seal 111 and a waste toner case 115. The waste toner case 115 stores the toner removed by the reversely charged toner cleaning unit 100b and the regular charged toner cleaning unit 100c. Further, the waste toner case 115 is detachably attached to the belt cleaning device 100, and the toner collected in the waste toner case 115 is removed by removing the waste toner case 115 from the cleaning device 100 during maintenance or the like. It can be done.

本ベルトクリーニング装置100では、逆帯電トナークリーニング部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーを廃トナーケース115に貯留させているが、この構成に限られない。例えば、ベルトクリーニング装置100の底部に搬送スクリュ110へトナーを搬送する搬送部材を設けたり、底部を搬送スクリュ110に向かう傾斜面にしたりして、逆帯電トナークリーニング部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーも、搬送スクリュ110によって画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク(図示省略)に搬送してもよい。また、搬送スクリュとは別に、逆帯電トナークリーニング部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーを画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク(図示省略)に搬送する第2の搬送スクリュを設けてもよい。   In the belt cleaning device 100, the toner removed by the reversely charged toner cleaning unit 100b and the regular charged toner cleaning unit 100c is stored in the waste toner case 115, but the configuration is not limited thereto. For example, a reverse charging toner cleaning unit 100b and a regular charging toner cleaning unit 100c may be provided by providing a conveyance member for conveying toner to the conveyance screw 110 at the bottom of the belt cleaning device 100, or by providing an inclined surface toward the conveyance screw 110 at the bottom. The toner removed in step 1 may also be transported to a waste toner tank (not shown) provided in the image forming apparatus main body by the transport screw 110. In addition to the transport screw, a second transport screw that transports the toner removed by the reversely charged toner cleaning unit 100b and the regular charged toner cleaning unit 100c to a waste toner tank (not shown) provided in the image forming apparatus main body. It may be provided.

各クリーニングブラシローラ101,104,107は、回転自在に支持される金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数のブラシ繊維からなるブラシ部とを具備している。ブラシ繊維は、アクリル、PET、ポリエステルなどに導電材を混入させた導電性ブラシであることが必須である。この時の導電材の構造はブラシ表面に単に分散させたものや、内部に挿入して表面に露出されない芯鞘構造でも良い。ブラシ抵抗は10E4〜10E9Ωが好適で、抵抗が小さいとトナーに電荷を注入し易く、又,抵抗が大きいと電界強度が小さくなって高電圧を印加しないとトナーを吸引する為の電界が確保出来なくなる。また、トナーとの接触確率を上げるために植毛密度も重要な因子で7万本/in以上で好ましくは10万本/in以上がさらに好ましい。 Each of the cleaning brush rollers 101, 104, and 107 includes a metal rotating shaft member that is rotatably supported, and a brush portion that is formed of a plurality of brush fibers that are erected on the peripheral surface thereof. It is essential that the brush fiber is a conductive brush in which a conductive material is mixed in acrylic, PET, polyester, or the like. The structure of the conductive material at this time may be simply dispersed on the brush surface, or may be a core-sheath structure inserted inside and not exposed to the surface. The brush resistance is preferably 10E4 to 10E9Ω, and if the resistance is small, it is easy to inject electric charge into the toner. Disappear. Further, in order to increase the contact probability with the toner, the flocking density is also an important factor and is preferably 70,000 / in 2 or more, more preferably 100,000 / in 2 or more.

また、各クリーニングブラシローラ101,104,107は、図示しない駆動手段によって、中間転写ベルトとの当接部でブラシ繊維が、中間転写ベルト8移動方向とは逆方向(カウンター方向)に移動するよう回転する。当接部において、ブラシをカウンター方向に移動するよう回転させることで、クリーニングブラシローラと中間転写ベルト8との線速差を大きくすることができる。これにより、中間転写ベルト8のある箇所が、クリーニングブラシローラとの当接範囲を抜けるまでの間における起毛との接触確率が増え、良好に中間転写ベルト8からトナーを除去することができる。クリーニングブラシローラの線速S1、中間転写ベルトの線速S2としたとき、線速比(S1/S2)を、0.5以上にすることで、良好な接触確率を得ることができる。   Further, each cleaning brush roller 101, 104, 107 is driven by a driving means (not shown) so that the brush fiber moves in a direction opposite to the movement direction of the intermediate transfer belt 8 (counter direction) at a contact portion with the intermediate transfer belt. Rotate. By rotating the brush so as to move in the counter direction at the contact portion, the linear velocity difference between the cleaning brush roller and the intermediate transfer belt 8 can be increased. This increases the probability of contact with the raised hair until a portion of the intermediate transfer belt 8 passes through the contact range with the cleaning brush roller, and the toner can be removed from the intermediate transfer belt 8 satisfactorily. When the linear velocity S1 of the cleaning brush roller and the linear velocity S2 of the intermediate transfer belt are set, a good contact probability can be obtained by setting the linear velocity ratio (S1 / S2) to 0.5 or more.

また、各クリーニングブラシローラ101,104,107のブラシ繊維を、回転軸部材の法線方向に対して傾斜した姿勢で植毛されたいわゆる斜毛にしてもよい。ブラシ繊維を斜毛とすることによって、ブラシ繊維が軸部材の法線方向に延びるいわゆる直毛にした場合に比べて、中間転写ベルトとブラシとの間の接触ムラを抑制することができ、良好に中間転写ベルト8からトナーを除去することができる。   Further, the brush fibers of the cleaning brush rollers 101, 104, and 107 may be so-called oblique hairs that are planted in a posture inclined with respect to the normal direction of the rotating shaft member. By making the brush fibers slanted, it is possible to suppress uneven contact between the intermediate transfer belt and the brush compared to the case where the brush fibers are so-called straight hairs extending in the normal direction of the shaft member. In addition, the toner can be removed from the intermediate transfer belt 8.

本ベルトクリーニング装置100においては、各回収ローラ102,105,108として、SUSローラを用いた。   In the belt cleaning apparatus 100, SUS rollers are used as the collecting rollers 102, 105, and 108.

各回収ローラ102,105,108は、クリーニングブラシローラから回収ローラ表面へトナーを吸着させて回収する機能と、回収ローラ表面に付着したトナーを、表面に担持して掻き取りブレードへ搬送する機能とを有している。クリーニングブラシローラから回収ローラへトナーを回収するうえで重要な要因となるのは、クリーニングブラシローラからトナーを回収ローラへ静電的に移送する力と、回収ローラに付着したトナーを表面に保持する物理的な力である。トナーを回収ローラへ静電的に移送する力は、トナー自身の帯電量およびブラシローラと回収ローラと間の電界強度によって決まる。トナーを表面に保持する物理的な力は、回収ローラに付着したトナーが、回収ローラとブラシとの接触領域を抜けるまでの間に再びブラシへ移動しない為の保持する力である。この力は回収ローラ表面粗度と大きな関係がある。回収ローラ表面粗度が良く、例えば、鏡面のような状態であると、保持力が小さく、ブラシの摺擦力で再びブラシに付着するという不具合がある。逆に回収ローラの表面粗度が悪く、凹凸の大きい状態であると掻き取りブレードによるクリーニング不良が生じる。各回収ローラ102,105,108の表面粗さRa0.08〜1.6μmであることが好ましい。更に放電や摺擦に対して傷がつかないことが必須である。また、各回収ローラ102,105,108は、ブラシローラから回収ローラへ移動させるために芯金から供給された電位を維持するために金属で構成される。回収ローラを金属で構成することにより、ブラシローラからトナーが回収ローラ表面へ移動しやすく且つ掻き取りブレードによって除去され易い。   Each of the collection rollers 102, 105, and 108 has a function of adsorbing and collecting toner from the cleaning brush roller to the surface of the collection roller, and a function of carrying the toner adhering to the surface of the collection roller and carrying it to the scraping blade. have. The important factors in collecting toner from the cleaning brush roller to the collecting roller are the electrostatic transfer force of the toner from the cleaning brush roller to the collecting roller and the toner adhering to the collecting roller held on the surface. It is a physical force. The force for electrostatically transferring the toner to the collecting roller is determined by the charge amount of the toner itself and the electric field strength between the brush roller and the collecting roller. The physical force for holding the toner on the surface is a force for holding the toner that has adhered to the collection roller so that it does not move to the brush again until it passes through the contact area between the collection roller and the brush. This force is greatly related to the surface roughness of the collecting roller. When the surface roughness of the collecting roller is good, for example, when it is in a mirror-like state, there is a problem that the holding force is small and it adheres to the brush again by the rubbing force of the brush. On the other hand, if the surface roughness of the collecting roller is poor and the unevenness is large, a cleaning failure due to the scraping blade occurs. The surface roughness Ra of each collecting roller 102, 105, 108 is preferably 0.08 to 1.6 μm. Furthermore, it is essential that no damage is caused against electric discharge and rubbing. Each of the collecting rollers 102, 105, and 108 is made of metal in order to maintain the potential supplied from the core bar for moving from the brush roller to the collecting roller. When the collecting roller is made of metal, the toner easily moves from the brush roller to the surface of the collecting roller and is easily removed by the scraping blade.

各掻き取りブレード103,106,109は、回収ローラからトナーを除去して、静電クリーニングシステムを成立させる重要な働きをする部品である。従来は、掻き取りブレードとしては、ウレタンブレードが主に使用されてきたが、パーツの高寿命が要求されるに伴い磨耗量が少ない材質のニーズが高まってきた。よって、掻き取りブレードとして金属でステンレス、リン青銅が使用される。さらに、高寿命化のために、金属材にクロムなどのメッキをして硬度を高めて、磨耗量を下げるようにしてもよい。   Each scraping blade 103, 106, 109 is a part that plays an important role in removing the toner from the collecting roller and establishing an electrostatic cleaning system. Conventionally, urethane blades have been mainly used as scraping blades. However, the need for a material with a small amount of wear has increased with the demand for a long life of parts. Therefore, stainless steel and phosphor bronze are used as the scraping blade. Furthermore, in order to extend the life, the metal material may be plated with chromium or the like to increase the hardness and reduce the amount of wear.

次に本ベルトクリーニング装置100のクリーニング動作について説明する。
図4に示すように、2次転写部を通過した転写残トナーおよび未転写トナー像は入口シール111の当接部を越え、プレクリーニングブラシローラ101の位置に中間転写ベルト8の回転により移送される。プレクリーニングブラシローラ101には、トナーの正規帯電極性と反対極性(正極性)の電圧が印加されており、中間転写ベルト8とプレクリーニングブラシローラ101表面電位との電位差で形成される電界により、中間転写ベルト8上の負極性に帯電したトナーを静電的に吸着してプレクリーニングブラシローラ101へ移動させる。プレクリーニングブラシローラ101に移動した負極性のトナーは、プレクリーニングブラシローラ101よりも値が大きな正極性の電圧が印加されたプレ回収ローラ102との当接位置まで移送される。そして、プレクリーニングブラシローラ101の表面電位とプレ回収ローラ102の表面電位との電位差で形成される電界により、プレクリーニングブラシローラ101上に移動したトナーを静電的に吸着してプレ回収ローラ102上へ移動させ、プレ回収ローラ102に移動した負極性のトナーは、プレ掻き取りブレード103により回収ローラ表面から掻き落とされる。プレ掻き取りブレード103により掻き落とされたトナーは、搬送スクリュ110で装置外に排出される。
Next, the cleaning operation of the belt cleaning apparatus 100 will be described.
As shown in FIG. 4, the untransferred toner image and the untransferred toner image that have passed through the secondary transfer portion pass through the contact portion of the entrance seal 111 and are transferred to the position of the pre-cleaning brush roller 101 by the rotation of the intermediate transfer belt 8. The A voltage having a polarity (positive polarity) opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the pre-cleaning brush roller 101, and an electric field formed by a potential difference between the intermediate transfer belt 8 and the surface potential of the pre-cleaning brush roller 101 The negatively charged toner on the intermediate transfer belt 8 is electrostatically attracted and moved to the pre-cleaning brush roller 101. The negative polarity toner that has moved to the pre-cleaning brush roller 101 is transported to a contact position with the pre-collection roller 102 to which a positive voltage having a larger value than that of the pre-cleaning brush roller 101 is applied. Then, the toner that has moved onto the pre-cleaning brush roller 101 is electrostatically adsorbed by the electric field formed by the potential difference between the surface potential of the pre-cleaning brush roller 101 and the surface potential of the pre-collecting roller 102, and the pre-collecting roller 102 The negative toner that has been moved upward and moved to the pre-collection roller 102 is scraped off from the surface of the collection roller by the pre-scraping blade 103. The toner scraped off by the pre-scraping blade 103 is discharged out of the apparatus by the transport screw 110.

プレクリーニングブラシローラ101により除去できたかった中間転写ベルト8上の未転写トナー像の負極性トナーや正極性トナー、正極性の転写残トナーは、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104の位置に移送される。逆帯電トナークリーニングブラシローラ104には、トナーの正規帯電極性と同極性(負極性)の電圧が印加されており、中間転写ベルト8と逆帯電トナークリーニングブラシローラ104表面電位との電位差で形成される電界により、中間転写ベルト8上の正極性に帯電したトナーを静電的に吸着して逆帯電トナークリーニングブラシローラ104へ移動させる。逆帯電トナークリーニングブラシローラ104に移動した正極性のトナーは、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104よりも値が大きな負極性の電圧が印加された逆帯電トナー回収ローラ105との当接位置まで移送される。そして、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104の表面電位と逆帯電トナー回収ローラ105の表面電位との電位差で形成される電界により、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104上に移動したトナーを静電的に吸着して逆帯電トナー回収ローラ105上へ移動させる。逆帯電トナー回収ローラ105に移動した正極性のトナーは、逆帯電トナー掻き取りブレード106により回収ローラ表面から掻き落とされる。   The negative toner, positive toner, and positive transfer residual toner of the untransferred toner image on the intermediate transfer belt 8 that could not be removed by the pre-cleaning brush roller 101 are transferred to the position of the reversely charged toner cleaning brush roller 104. . The reversely charged toner cleaning brush roller 104 is applied with a voltage having the same polarity (negative polarity) as the normal charging polarity of the toner, and is formed by a potential difference between the intermediate transfer belt 8 and the surface potential of the reversely charged toner cleaning brush roller 104. The positively charged toner on the intermediate transfer belt 8 is electrostatically attracted and moved to the reversely charged toner cleaning brush roller 104 by the electric field. The positive polarity toner that has moved to the reversely charged toner cleaning brush roller 104 is transferred to a contact position with the reversely charged toner recovery roller 105 to which a negative polarity voltage larger than that of the reversely charged toner cleaning brush roller 104 is applied. The The toner that has moved onto the reversely charged toner cleaning brush roller 104 is electrostatically adsorbed by an electric field formed by the potential difference between the surface potential of the reversely charged toner cleaning brush roller 104 and the surface potential of the reversely charged toner recovery roller 105. Then, the toner is moved onto the reversely charged toner collecting roller 105. The positive toner moved to the reversely charged toner collecting roller 105 is scraped off from the surface of the collecting roller by the reversely charged toner scraping blade 106.

次に、プレクリーニングブラシローラ101により除去できたかった負極性のトナーが、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に移送される。プレクリーニングブラシローラ101や逆帯電トナークリーニングブラシローラ104によって中間転写ベルト8上のトナーは、ほとんど除去されている。このため、この正規帯電トナークリーニングブラシローラ107へ移送されるトナーは、ごく少量である。この正規帯電トナークリーニングブラシローラ107へ移送された、ごく少量の中間転写ベルト8上のトナーは、トナーの正規帯電極性と反対極性(正極性)の電圧が印加されている正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に静電的に付着し、正規帯電トナー回収ローラ108により回収され、正規帯電トナー掻き取りブレード109により、正規帯電トナー回収ローラ108から掻き落とされる。   Next, the negative polarity toner that could not be removed by the pre-cleaning brush roller 101 is transferred to the regular charged toner cleaning brush roller 107. The toner on the intermediate transfer belt 8 is almost removed by the pre-cleaning brush roller 101 and the reversely charged toner cleaning brush roller 104. Therefore, a very small amount of toner is transferred to the regular charged toner cleaning brush roller 107. A very small amount of toner on the intermediate transfer belt 8 transferred to the regular charging toner cleaning brush roller 107 is applied with a voltage of a polarity (positive polarity) opposite to the normal charging polarity of the toner. The toner is electrostatically attached to 107, collected by the normally charged toner collecting roller 108, and scraped off from the normally charged toner collecting roller 108 by the normally charged toner scraping blade 109.

このように、本ベルトクリーニング装置100によれば、プレクリーニングブラシローラ101を設けることによって、プレクリーニングブラシローラ101で未転写のトナー像の大部分をしめる負極性のトナーが大まかに除去される。これにより、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104や正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に入力されるトナー量を減らすことができる。これにより、中間転写ベルト8上の大量のトナーが、正極性トナーが逆帯電トナークリーニングブラシローラ104に付着するのを阻害することがなくなり、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104で、正極性のトナーを良好に中間転写ベルト8から除去することができる。また、ベルト移動方向最下流の正規帯電トナークリーニングブラシローラ107へ移送される中間転写ベルト上のトナーは、プレクリーニングブラシローラ101、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104で除去されなかったものであり、トナー量としては、ごく少量である。よって、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107で、残りのトナーを良好に除去することができる。これにより、中間転写ベルト8に大量のトナーが付着している未転写トナー像でも、良好に中間転写ベルト8から除去することができる。
また、未転写トナー像よりもトナー量が少ない転写残トナーは、これら3つのクリーニングブラシローラ101,104,107によって良好に除去することができる。
As described above, according to the belt cleaning apparatus 100, by providing the pre-cleaning brush roller 101, the negative-polarity toner that covers most of the untransferred toner image by the pre-cleaning brush roller 101 is roughly removed. As a result, the amount of toner input to the reversely charged toner cleaning brush roller 104 and the normally charged toner cleaning brush roller 107 can be reduced. As a result, a large amount of toner on the intermediate transfer belt 8 does not hinder the positive toner from adhering to the reversely charged toner cleaning brush roller 104, and the positively charged toner is removed by the reversely charged toner cleaning brush roller 104. It can be satisfactorily removed from the intermediate transfer belt 8. Further, the toner on the intermediate transfer belt transferred to the regular charged toner cleaning brush roller 107 at the most downstream side in the belt moving direction has not been removed by the pre-cleaning brush roller 101 and the reversely charged toner cleaning brush roller 104. The amount is very small. Therefore, the remaining toner can be satisfactorily removed by the normally charged toner cleaning brush roller 107. As a result, even an untransferred toner image in which a large amount of toner is attached to the intermediate transfer belt 8 can be satisfactorily removed from the intermediate transfer belt 8.
Further, the untransferred toner having a smaller amount of toner than the untransferred toner image can be satisfactorily removed by these three cleaning brush rollers 101, 104, and 107.

上述のベルトクリーニング装置100は、正規帯電トナークリーニング部100cをベルト移動方向最下流に設けているが、逆帯電トナークリーニング部100bをベルト移動方向最下流に設けてもよい。また、本ベルトクリーニング装置100では、各回収ローラ102,105,108、各クリーニングブラシローラ101,104,107に電圧を印加しているが、各回収ローラ102,105,108にのみ電圧を印加する構成でもよい。この場合は、クリーニングブラシローラの繊維抵抗による電位降下によって、回収ローラとの接触部を介する形態で、回収ローラに印加されたバイアス電圧よりも幾分低いバイアス電圧がクリーニングブラシローラに印加されている状態となる。これにより、回収ローラとクリーニングブラシローラとの間に電位差が形成され、回収ローラ方向へ電位勾配によりクリーニングブラシローラから回収ローラへトナーを静電的に移動させることができる。   In the belt cleaning device 100 described above, the normally charged toner cleaning unit 100c is provided on the most downstream side in the belt moving direction, but the reversely charged toner cleaning unit 100b may be provided on the most downstream side in the belt moving direction. In the belt cleaning apparatus 100, a voltage is applied to each of the collecting rollers 102, 105, and 108 and each of the cleaning brush rollers 101, 104, and 107, but a voltage is applied only to each of the collecting rollers 102, 105, and 108. It may be configured. In this case, a bias voltage somewhat lower than the bias voltage applied to the recovery roller is applied to the cleaning brush roller in a form through the contact portion with the recovery roller due to a potential drop due to the fiber resistance of the cleaning brush roller. It becomes a state. Thereby, a potential difference is formed between the collection roller and the cleaning brush roller, and the toner can be electrostatically moved from the cleaning brush roller to the collection roller by a potential gradient in the direction of the collection roller.

また、本実施形態のベルトクリーニング装置100は、上述したように、各掻き取りブレード103,106,109を、金属ブレードとし、各回収ローラ102,105,108を、金属ローラとしている。金属は、金属組織が強く硬いところと、金属組織が弱く軟らかいとことが存在するため、金属ブレードの硬さが、軸方向で異なってしまう。また、金属ローラ表面においても、周方向の平均硬さが軸方向に異なる。その結果、金属ブレードの硬い部分が、金属ローラ表面の周方向の平均硬さが軟らかい部分と常に摺擦すると、金属ローラ表面のその部分が、他の部分よりも早く磨耗し、偏磨耗となってしまう。同様に、金属ブレードの軟らかい部分が、金属ローラ表面の周方向の平均硬さが硬い部分と常に摺擦すると、その部分が、他の部分よりも早く磨耗していき、偏磨耗となってしまう。このように、掻き取りブレードとして、金属ブレードを用い、回収ローラとして金属ローラを用いた場合、掻き取りブレードや回収ローラ表面に偏磨耗が生じてしまう。   Further, as described above, in the belt cleaning device 100 of the present embodiment, the scraping blades 103, 106, and 109 are metal blades, and the collecting rollers 102, 105, and 108 are metal rollers. Since metal has a strong and hard metal structure and a weak and soft metal structure, the hardness of the metal blade differs in the axial direction. Further, the average hardness in the circumferential direction also differs in the axial direction on the surface of the metal roller. As a result, if the hard part of the metal blade always rubs against the part where the average hardness in the circumferential direction of the metal roller surface is soft, that part of the metal roller surface wears faster than the other parts, resulting in uneven wear. End up. Similarly, when the soft part of the metal blade always rubs against the part whose average hardness in the circumferential direction of the metal roller surface is hard, the part wears faster than the other parts, resulting in uneven wear. . Thus, when a metal blade is used as the scraping blade and a metal roller is used as the collection roller, uneven wear occurs on the surface of the scraping blade or the collection roller.

そこで、本実施形態のベルトクリーニング装置100は、各掻き取りブレード103,106,109を、軸方向に往復移動させることで、各回収ローラ102,105,108を各掻き取りブレードに対して軸方向に往復移動させる移動手段たる移動機構を備えている。   Therefore, the belt cleaning apparatus 100 according to the present embodiment moves the scraping blades 103, 106, and 109 back and forth in the axial direction so that the collecting rollers 102, 105, and 108 are axially moved with respect to the scraping blades. It is provided with a moving mechanism that is a moving means for reciprocating.

図5は、ベルトクリーニング装置100と移動機構とを示す概略構成図であり、図6は、図5のA−A断面図である。
図6に示すように、移動機構は、カム板116を備えており、カム板116は、逆帯電トナー回収ローラ105の軸の図中右側端部に固定されている。掻き取りブレード103,106,109を保持する各ホルダ103a,106a,109aの両端には、支持部103b,106b,109bを有しており、これら支持部103b,106b,109bが、クリーニング装置の両側板117a,117bに支持されている。図中左側の支持部には、スプリング103c,106c,109cが挿入されており、スプリングの一端は、図中左側板117aに当接し、他端は、ホルダに当接して、掻き取りブレードを図中右側へ付勢している。各掻き取りブレードの図中右側の支持部は、右側板117bを貫通しており、端部には、カム当接部103d,106d,109dを有している。カム板116の右側板117bの対向面には、カム板116の回転中心を中心とする円状の3つのカム部116a,116b,116cを有している。各カム部116a,116b,116cは、頂部と底部とを有しており、底部から頂部に向かうにつれて徐々にカム板の面からの高さが高くなっている。プレ掻き取りブレードのカム当接部103dは、カム板116の端部に設けられたプレカム部116aと当接し、逆帯電トナー掻き取りブレードのカム当接部106dは、カム板116の逆帯電トナーカム部116bと当接している。また、正規帯電トナー掻き取りブレードのカム当接部109dは、カム板116の正規帯電トナーカム部116cと当接している。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the belt cleaning device 100 and the moving mechanism, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
As shown in FIG. 6, the moving mechanism includes a cam plate 116, and the cam plate 116 is fixed to the right end portion in the drawing of the shaft of the reversely charged toner collecting roller 105. Supporters 103b, 106b, and 109b are provided at both ends of the holders 103a, 106a, and 109a that hold the scraping blades 103, 106, and 109. These support parts 103b, 106b, and 109b are provided on both sides of the cleaning device. It is supported by the plates 117a and 117b. Springs 103c, 106c, and 109c are inserted into the left support portion in the drawing, and one end of the spring is in contact with the left plate 117a in the drawing, and the other end is in contact with the holder, and the scraping blade is illustrated. It is energizing to the middle right. The right support portion of each scraping blade in the drawing passes through the right side plate 117b, and has cam contact portions 103d, 106d, and 109d at end portions. On the opposite surface of the right side plate 117b of the cam plate 116, there are three circular cam portions 116a, 116b, 116c centered on the rotation center of the cam plate 116. Each cam portion 116a, 116b, 116c has a top portion and a bottom portion, and the height from the surface of the cam plate gradually increases from the bottom portion toward the top portion. The cam contact portion 103d of the pre-scraping blade contacts the pre-cam portion 116a provided at the end of the cam plate 116, and the cam contact portion 106d of the reversely charged toner scraping blade is the reversely charged toner cam of the cam plate 116. It is in contact with the portion 116b. Further, the cam contact portion 109 d of the normally charged toner scraping blade is in contact with the normally charged toner cam portion 116 c of the cam plate 116.

逆帯電トナー回収ローラ105が回転すると、カム板116が回転する。カム板116が回転すると、各カム当接部103d,106d,109dが、カム板116のカム部116a,116b,116cを摺動する。カム当接部が、カム部の底部から頂部の間を摺動するときは、掻き取りブレードが、図中左側へ移動する。カム当接部が、カム部の頂部から底部の間を摺動するときは、掻き取りブレードが、図中右側へ移動する。これにより、各掻き取りブレード103,106,109が、回収ローラの軸方向に往復移動する。このときのストロークは0.3から0.6mm位が適当である。このように、掻き取りブレードが、回収ローラの軸方向に往復移動することにより、掻き取りブレードの回収ローラ表面と摺擦する箇所が、軸方向で変化する。これにより、掻き取りブレードが、回収ローラの軸方向同じ箇所と常に摺擦することがない。その結果、回収ローラの周方向の平均硬さが硬い部分が、掻き取りブレードの軟らかい部分と常に摺擦することがなくなり、掻き取りブレードの偏磨耗を抑制することができる。また、回収ローラの周方向の平均硬さが軟らかい部分が、掻き取り部分の硬い部分と常に摺擦することがなくなり、回収ローラ表面の偏磨耗を抑制することができる。   When the reversely charged toner collection roller 105 rotates, the cam plate 116 rotates. When the cam plate 116 rotates, the cam contact portions 103d, 106d, and 109d slide on the cam portions 116a, 116b, and 116c of the cam plate 116, respectively. When the cam contact portion slides between the bottom portion and the top portion of the cam portion, the scraping blade moves to the left side in the drawing. When the cam contact portion slides between the top portion and the bottom portion of the cam portion, the scraping blade moves to the right side in the drawing. Thereby, each scraping blade 103, 106, 109 reciprocates in the axial direction of the collection roller. A suitable stroke is about 0.3 to 0.6 mm. As described above, the scraping blade reciprocates in the axial direction of the collecting roller, so that the portion of the scraping blade that slides on the surface of the collecting roller changes in the axial direction. Thus, the scraping blade does not always rub against the same position in the axial direction of the collection roller. As a result, the portion having the average hardness in the circumferential direction of the collecting roller does not always rub against the soft portion of the scraping blade, and uneven wear of the scraping blade can be suppressed. In addition, the portion where the average hardness in the circumferential direction of the collecting roller is not always rubbed against the hard portion of the scraping portion, and uneven wear on the surface of the collecting roller can be suppressed.

また、複数の掻き取りブレードの往復運動を同期させると、ベルトクリーニング装置100に軸方向の負荷が加わり、側板を含むベルトクリーニング装置の構成部品が振動する。このとき発生した振動数が、ベルトクリーニング装置の構成部品のいずれかの固有振動数と同じなった場合、その構成部品が共振運動してしまう。共振振動すると、構成部品を支持する側板117a,117bが歪んで、各掻き取りブレードに捩れなどが発生する。その結果、掻き取りブレードの回収ローラに対する食い込み量が、軸方向に異なってしまい、食い込み量が大きくなったところは、回収ローラへの当接圧が大きくなって磨耗量が増加する。一方、食い込み量が小さくなったところは、当接圧が小さくなって磨耗量が減少する。その結果、掻き取りブレードの磨耗が、軸方向にばらついてしまう。そこで、各掻き取りブレード103,106,109の往復運動に位相差を持たせるのが好ましい。これにより、掻き取りブレードが、順次左右端へ移動するようになり、複数の掻き取りブレードの往復運動を同期させた場合に比べて、共振振動が発生するのを抑制することができ、掻き取りブレードの軸方向の摩耗バラツキを減少することができる。位相差をもたせた時の各掻き取りブレード103,106,109の往復移動の一例を図7に示す。プレ掻き取りブレード103と逆帯電トナー掻き取りブレード106との位相差と、逆帯電トナー掻き取りブレード106と正規帯電トナー掻き取りブレード109との位相差は、同じとなるようすることが望ましいい。   When the reciprocating motions of the plurality of scraping blades are synchronized, an axial load is applied to the belt cleaning device 100, and the components of the belt cleaning device including the side plates vibrate. If the frequency generated at this time is the same as the natural frequency of any of the components of the belt cleaning device, the component will resonate. When resonant vibration occurs, the side plates 117a and 117b that support the component parts are distorted, and the scraping blades are twisted. As a result, the biting amount of the scraping blade with respect to the collecting roller varies in the axial direction, and when the biting amount increases, the contact pressure on the collecting roller increases and the wear amount increases. On the other hand, when the amount of biting is reduced, the contact pressure is reduced and the wear amount is reduced. As a result, the abrasion of the scraping blade varies in the axial direction. Therefore, it is preferable to give a phase difference to the reciprocating motion of each scraping blade 103, 106, 109. As a result, the scraping blade moves sequentially to the left and right ends, and compared with the case where the reciprocating motions of the plurality of scraping blades are synchronized, the generation of resonance vibration can be suppressed. Abrasion variation in the axial direction of the blade can be reduced. An example of the reciprocating movement of each scraping blade 103, 106, 109 when a phase difference is given is shown in FIG. It is desirable that the phase difference between the pre-scraping blade 103 and the reversely charged toner scraping blade 106 be the same as the phase difference between the reversely charged toner scraping blade 106 and the regular charged toner scraping blade 109.

次に、検証実験について、説明する。
各掻き取りブレードをストローク0.5mmで往復運動させて、A4サイズ800K通紙実験を行なったときの各掻き取りブレードと各回収ローラ表面の磨耗量と、各掻き取りブレードを往復運動させずに、A4サイズ800K通紙実験を行なったときの各掻き取りブレードと各回収ローラ表面の磨耗量を調べた。具体的な実験条件を、以下に示す。
・各クリーニングブラシローラ101,104,107の条件
材質:導電性PET繊維
外径:φ15mm
芯金径:φ6mm
抵抗:10の7乗Ωcm
植毛密度:10万本/インチ平方
回転速度:250mm/s
回転方向:中間転写ベルトに対しカウンター方向
食い込み量:1mm
印加電圧:1.6KV
・各回収ローラ102,105,108の条件
材質:SUS
外径:φ14mm
表面粗さ:Ra0.5
回転速度:250mm/S
回転方向:ブラシローラに対しカウンター
食い込み量:1.5mm
印加電圧:2.0KV
・各掻き取りブレード103,106,109の条件
材質:SUS
厚さ:0.1mm
自由長:8mm
表面粗さ:Ra0.55
回収ローラへの押し付け量:1mm
・その他条件
カム板116
材質:POM
カム偏移量:0.5mm
Next, the verification experiment will be described.
Each scraping blade was reciprocated at a stroke of 0.5 mm, and the amount of wear on each scraping blade and each collecting roller surface when an A4 size 800K paper feeding experiment was conducted, without reciprocating each scraping blade. The amount of wear on each scraping blade and the surface of each collecting roller when an A4 size 800K paper feeding experiment was conducted was examined. Specific experimental conditions are shown below.
-Conditions for each cleaning brush roller 101, 104, 107 Material: Conductive PET fiber Outer diameter: φ15mm
Core diameter: φ6mm
Resistance: 10 7 Ωcm
Flocking density: 100,000 pieces / inch square Rotational speed: 250 mm / s
Rotation direction: Counter direction with respect to the intermediate transfer belt Biting amount: 1 mm
Applied voltage: 1.6KV
-Conditions for each collection roller 102, 105, 108 Material: SUS
Outer diameter: φ14mm
Surface roughness: Ra0.5
Rotation speed: 250mm / S
Rotation direction: Counter against brush roller Biting amount: 1.5mm
Applied voltage: 2.0KV
-Conditions for each scraping blade 103, 106, 109 Material: SUS
Thickness: 0.1mm
Free length: 8mm
Surface roughness: Ra0.55
Pressing amount to collection roller: 1mm
・ Other conditions Cam plate 116
Material: POM
Cam deviation: 0.5mm

図8は、検証実験後のプレ掻き取りブレード103を先端面(プレ回収ローラ102と当接する先端稜線部を一辺にもち、プレ掻き取りブレード103の厚み方向に平行な面)方向からVK8000(キーエンス製)で観察したときの概念図である。(a)は、プレ掻き取りブレード103の往復運動を行わなかった場合の概念図であり、(b)は、プレ掻き取りブレード103の往復運動を行った場合の概念図を示している。
図8(a)に示すように、プレ掻き取りブレード103の往復運動を行わなかった方は、磨耗幅が、最小で40μm、最大で80μmあり、軸方向の磨耗のばらつきを大きいことがわかる。これは、プレ掻き取りブレード103の軟らかいところが、プレ回収ローラ102表面の周方向平均硬度が硬い部分と常に摺擦したため、その部分が早期に磨耗し、偏磨耗したと考えられる。そして、プレ掻き取りブレード103の偏磨耗した部分にトナーやブラシ粉などが進入し、これら粉体が砥石材となり、さらにその部分の磨耗の進行を加速させ、磨耗幅の最大が80μmの部分が生じたと考えられる。なお、逆帯電トナー掻き取りブレード106、正規帯電トナー掻き取りブレード109は、図示してないが、プレ掻き取りブレード103と同様な結果が得られた。
FIG. 8 shows the pre-scraping blade 103 after the verification experiment in the direction of the VK8000 (key ence) from the front end surface (surface having a front end ridge line portion in contact with the pre-collecting roller 102 on one side and parallel to the thickness direction of the pre-scraping blade 103). It is a conceptual diagram when it observes by manufacture. (A) is a conceptual diagram when the pre-scraping blade 103 is not reciprocated, and (b) is a conceptual diagram when the pre-scraping blade 103 is reciprocated.
As shown in FIG. 8A, it can be seen that the wear width of the person who did not perform the reciprocating motion of the pre-scraping blade 103 is 40 μm at the minimum and 80 μm at the maximum, and the variation in the wear in the axial direction is large. This is presumably because the soft portion of the pre-scraping blade 103 always rubbed with a portion of the surface of the pre-collection roller 102 having a high average hardness in the circumferential direction, so that the portion was worn early and was unevenly worn. Then, toner or brush powder enters the part of the pre-scraping blade 103 that has been worn away, and these powders become a grindstone material, further accelerating the wear of the part, and the part with a maximum wear width of 80 μm It is thought that it occurred. Although the reversely charged toner scraping blade 106 and the regular charged toner scraping blade 109 are not shown, the same results as those of the pre-scraping blade 103 were obtained.

一方、図8(b)に示すように、プレ掻き取りブレード103の往復運動を行った場合は、磨耗幅が、最小で40μm、最大で45μmであり、最大磨耗量や磨耗ばらつきが共に減少している。これは、プレ掻き取りブレード103の往復運動を行ったので、プレ回収ローラ102表面の周方向平均硬度が硬い部分と軟らかい部分とが平均的に、プレ掻き取りブレード103と摺擦したことで、掻き取りブレードのある箇所に、偏磨耗が生じることなく、平均的に磨耗していったと考えられる。また、逆帯電トナー掻き取りブレード106、正規帯電トナー掻き取りブレード109については、図示してないが、往復運動を行うことで、同様に、最大磨耗量や磨耗ばらつきが共に減少する結果が得られた。   On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the pre-scraping blade 103 is reciprocated, the wear width is 40 μm at the minimum and 45 μm at the maximum, and both the maximum wear amount and the wear variation are reduced. ing. This is because the pre-scraping blade 103 was reciprocated, and the average surface hardness of the pre-collection roller 102 and the soft part were rubbed with the pre-scraping blade 103 on average. It is considered that the part with the scraping blade was worn on average without causing uneven wear. Although the reversely charged toner scraping blade 106 and the regular charged toner scraping blade 109 are not shown in the figure, a reciprocating motion similarly results in a reduction in both the maximum wear amount and wear variation. It was.

図9は、プレ回収ローラ102表面の粗さの測定結果を示す図である。プレ回収ローラ表面粗さは、サーフコム1500DX(東京精密製)で測定した。図9(a)は、プレ掻き取りブレード103の往復運動を行わなかった場合のプレ回収ローラ表面粗さの測定結果であり、図9(b)は、プレ掻き取りブレード103の往復運動を行わなかった場合のプレ回収ローラ表面粗さの測定結果である。
図9(a)に示すように、プレ掻き取りブレードの往復運動を行わなかった方は、プレ回収ローラ表面の最大高さRmax=1.0μmであったが、図9(b)に示すように、プレ掻き取りブレード103の往復運動を行った場合は、プレ回収ローラ表面の最大高さRmax=0.2μmであり、非常に小さくなっている。これは、プレ掻き取りブレード103の往復運動を行わなかった方は、プレ掻き取りブレード103の硬い部分が、常にプレ回収ローラ表面の周方向平均硬度が軟らかい部分と常に摺擦したため、プレ回収ローラ102の軸方向ある部分に偏磨耗が生じた結果、最大高さが大幅に高くなったと考えられる。一方、プレ掻き取りブレード103の往復運動を行った方は、プレ掻き取りブレード103の硬い部分と軟らかい部分とが平均的にプレ回収ローラ表面と摺擦したため、プレ回収ローラ軸方向のある箇所に、偏磨耗が生じることなく、平均的に磨耗していったと考えられる。逆帯電トナー回収ローラ105,正規帯電トナー回収ローラ108も同様に、掻き取りブレードの往復運動を行うことによって、偏磨耗を抑制することができた。
FIG. 9 is a diagram illustrating a measurement result of the roughness of the pre-collection roller 102 surface. The surface roughness of the pre-collection roller was measured with Surfcom 1500DX (manufactured by Tokyo Seimitsu). FIG. 9A is a measurement result of the surface roughness of the pre-collecting roller when the pre-scraping blade 103 is not reciprocated, and FIG. 9B is a diagram illustrating the re-sliding motion of the pre-scraping blade 103. It is a measurement result of the pre-recovery roller surface roughness when there is not.
As shown in FIG. 9A, the person who did not perform the reciprocating motion of the pre-scraping blade had a maximum height Rmax = 1.0 μm on the surface of the pre-collecting roller, but as shown in FIG. 9B. In addition, when the pre-scraping blade 103 is reciprocated, the maximum height Rmax of the pre-collection roller surface is 0.2 μm, which is very small. This is because the hard part of the pre-scraping blade 103 always rubs against the part whose average circumferential hardness on the surface of the pre-scraping roller is always soft. It is considered that the maximum height is significantly increased as a result of uneven wear occurring in a portion of the axial direction 102. On the other hand, when the pre-scraping blade 103 is reciprocated, the hard part and the soft part of the pre-scraping blade 103 rub against the surface of the pre-collecting roller on average. It is considered that the wear occurred on average without causing uneven wear. Similarly, the reversely charged toner collecting roller 105 and the regular charged toner collecting roller 108 can suppress uneven wear by reciprocating the scraping blade.

また、各掻き取りブレード103,106,109の往復運動を行わなかった方は、約400kあたりから、印刷記録紙面にクリーニング不良が発生した。これは、図8(a)、図9(a)に示すように、掻き取りブレードのある部分や、回収ローラ表面の軸方向ある部分が、偏磨耗したため、その部分から、トナーが摺り抜け、回収ローラから良好にトナーを掻き取ることができなくなったためと考えられる。すなわち、回収ローラから良好にトナーを掻き取ることができなくなった結果、各回収ローラ102,105,108の回収の能力が低下し、各回収ローラ102,105,108に付着する新たなトナーが減る。各回収ローラ102,105,108の回収の能力が低下すると、回収ローラに回収されずクリーニングブラシローラ101,104,107に残留するトナーが増える。各クリーニングブラシローラ101,104,107に残留するトナーが増えると、中間転写ベルト8から新たにクリーニングブラシローラ101,104,107へ付着するトナーが減少する。その結果、各クリーニング100a,100b,100cのクリーニング性が低下し、最終的に、クリーニング不良が生じたと考えられる。   In addition, when the scraping blades 103, 106, 109 did not reciprocate, a cleaning failure occurred on the surface of the printing recording paper from about 400k. As shown in FIGS. 8 (a) and 9 (a), the part with the scraping blade and the part in the axial direction on the surface of the collecting roller are unevenly worn, so the toner slips from the part. This is presumably because the toner could not be scraped off favorably from the collecting roller. That is, as a result of the toner being unable to be scraped off favorably from the collecting roller, the collecting ability of each collecting roller 102, 105, 108 is reduced, and new toner adhering to each collecting roller 102, 105, 108 is reduced. . When the collecting ability of each of the collecting rollers 102, 105, and 108 is reduced, the toner remaining on the cleaning brush rollers 101, 104, and 107 is increased without being collected by the collecting roller. When the toner remaining on the cleaning brush rollers 101, 104, and 107 increases, the toner that newly adheres to the cleaning brush rollers 101, 104, and 107 from the intermediate transfer belt 8 decreases. As a result, the cleaning performance of each of the cleanings 100a, 100b, and 100c is lowered, and it is considered that a cleaning failure finally occurred.

一方、各掻き取りブレード101,104,107の往復運動を行った方は、800kまでクリーニング不良は発生しなかった。これは、各回収ローラ表面の偏磨耗や、各掻き取りブレードの偏磨耗を抑えることができたので、経時にわたり良好に各回収ローラ表面に付着したトナーを各掻き取りブレード103,106,109で掻き取ることができたからと考えられる。これにより、各回収ローラ102,105,108の回収能力が経時にわたり維持され、各クリーニングブラシ101,104,107のクリーニング性を長期にわたり維持することができたと考えられる。その結果、経時にわたり良好なクリーニング性を維持することができたと考えられる。   On the other hand, those who reciprocated each of the scraping blades 101, 104, and 107 did not cause cleaning failure up to 800k. This could suppress uneven wear on the surface of each collecting roller and uneven wear on each scraping blade, so that the toner adhering to each collecting roller surface over time can be removed by each scraping blade 103, 106, 109. It is thought that it was able to be scraped off. Thereby, it is considered that the recovery capability of each of the recovery rollers 102, 105, 108 was maintained over time, and the cleaning performance of each of the cleaning brushes 101, 104, 107 could be maintained over a long period of time. As a result, it is considered that good cleaning properties could be maintained over time.

次に、ベルトクリーニング装置の変形例について、説明する。   Next, a modified example of the belt cleaning device will be described.

[変形例1]
図10は、変形例1のベルトクリーニング装置100−1の要部概略構成図である。
図10に示すように、この変形例1のベルトクリーニング装置100−1は、各回収ローラ102,105,108にカム板121,122,123を設けたものである。図に示すように、各カム板のカム部は、それぞれ、対応する掻き取りブレードのホルダの端部と当接している。
[Modification 1]
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a main part of the belt cleaning device 100-1 of the first modification.
As shown in FIG. 10, the belt cleaning device 100-1 according to the first modification is provided with cam plates 121, 122, 123 on the collection rollers 102, 105, 108. As shown in the figure, the cam portion of each cam plate is in contact with the end of the holder of the corresponding scraping blade.

各回収ローラを回転させると、各カム板が回転し、その結果、各掻き取りブレードが、回収ローラの軸方向に往復移動する。このような構成でも、回収ローラが、掻き取りブレードに対して相対的に往復移動し、掻き取りブレードの回収ローラの表面との摺擦箇所が軸方向で変化させることができる。よって、掻き取りブレードや回収ローラ表面の偏磨耗を抑制することができる。   When each collection roller is rotated, each cam plate rotates, and as a result, each scraping blade reciprocates in the axial direction of the collection roller. Even in such a configuration, the collection roller can reciprocate relative to the scraping blade, and the rubbing portion of the scraping blade with the surface of the collection roller can be changed in the axial direction. Therefore, uneven wear of the scraping blade or the collection roller surface can be suppressed.

[変形例2]
図11は、変形例2のベルトクリーニング装置100−2の要部概略構成図である。
この変形例2のベルトクリーニング装置100−2は、各回収ローラ102,105,108を軸方向に往復移動させるものである。
図11に示すように、各回収ローラ102,105,108の図中左側の軸には、スプリング102b,105b,108bが挿入されている。各スプリング102b,105b,108bの一端は、左側板117aと当接しており、他端は、対応する回収ローラの図中左側フランジに当接し、各回収ローラを図中右側に付勢している。
各回収ローラ102,105,108の図中右側フランジには、カム部102a,105a,108aが形成されており、各カム部102a,105a,108aは、図中右側板117bに設けられた対応するカム当接部131,132,133と当接している。
[Modification 2]
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a main part of a belt cleaning device 100-2 according to the second modification.
The belt cleaning device 100-2 according to the second modification is configured to reciprocate the collecting rollers 102, 105, and 108 in the axial direction.
As shown in FIG. 11, springs 102b, 105b, and 108b are inserted into the left shafts of the collection rollers 102, 105, and 108 in the drawing. One end of each spring 102b, 105b, 108b is in contact with the left plate 117a, and the other end is in contact with the left flange in the drawing of the corresponding collection roller, and urges each collection roller to the right in the drawing. .
Cam portions 102a, 105a, 108a are formed on the right flanges of the collecting rollers 102, 105, 108 in the drawing, and the cam portions 102a, 105a, 108a correspond to the corresponding provided on the right plate 117b in the drawing. The cam contacts 131, 132, 133 are in contact.

各回収ローラ102,105,108が回転すると、各回収ローラ102,105,108の図中右側フランジに設けられたカム部102a,105a,108aが、対応するカム当接部と摺動する。これにより、各回収ローラが、図中左右(回収ローラ軸方向)に往復移動する。この変形例2のクリーニング装置100bにおいても、各回収ローラ102,105,108が往復移動することによって、回収ローラが、掻き取りブレードに対して相対的に往復移動し、掻き取りブレードの回収ローラの表面との摺擦箇所が軸方向で変化させることができる。よって、掻き取りブレードや回収ローラ表面の偏磨耗を抑制することができる。   When each collection roller 102, 105, 108 rotates, cam portions 102a, 105a, 108a provided on the right flange in the drawing of each collection roller 102, 105, 108 slide with the corresponding cam contact portion. Thereby, each collection | recovery roller reciprocates to the left and right (collection roller axial direction) in the figure. Also in the cleaning device 100b of the second modified example, when the collection rollers 102, 105, and 108 are reciprocated, the collection roller is reciprocated relative to the scraping blade, and the recovery roller of the scraping blade is The rubbing location with the surface can be changed in the axial direction. Therefore, uneven wear of the scraping blade or the collection roller surface can be suppressed.

次に、本プリンタに好適に使用されるトナーについて説明する。
本プリンタに好適に使用されるトナーは、600dpi以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径が3〜6[μm]のものが好ましい。また、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が、1.00〜1.40の範囲にあるトナーが好ましい。(Dv/Dn)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
Next, toner that is preferably used in the printer will be described.
The toner preferably used in this printer preferably has a volume average particle diameter of 3 to 6 [μm] in order to reproduce minute dots of 600 dpi or more. A toner having a ratio (Dv / Dn) of volume average particle diameter (Dv) to number average particle diameter (Dn) in the range of 1.00 to 1.40 is preferable. The closer (Dv / Dn) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.

トナーの形状係数SF−1は100〜150、形状係数SF−2は100〜180の範囲にあることが好ましい。図12は、形状係数SF−1を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)/AREA}×(100π)/4・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
The shape factor SF-1 of the toner is preferably in the range of 100 to 150, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180. FIG. 12 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π) / 4 Formula (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.

また、図13は、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−2={(PERI)/AREA}×100/(4π)・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
FIG. 13 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-2. The shape factor SF-2 indicates the ratio of unevenness in the shape of the toner, and is represented by the following formula (2). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × 100 / (4π) (2)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.

形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。トナーの形状が球形に近くなると、転写率は高くなる。具体的に説明すると、トナーが感光体に付着すると感光体表面に作用する主な力として、鏡映力とファンデルワールス力がある。鏡映力は電荷量とその距離に大きく依存する。従来の粉砕によって生成される粉砕トナーなど、その表面に凹凸がある形状のトナーの場合、摩擦帯電により、凸部が集中的に帯電されるこのように、表面に凹凸のあるトナーにおいては、凸部に電荷が集中して存在するため、凸部が感光体表面と接触または非常に近接していた場合鏡映力が増大する。一方、表面が球形又は球形に近い形状を有するトナーは、表面が均一に帯電される。また、像担持体との接触状態はほとんど点状になり、かつ、感光体表面と接触または非常に近接した部分の電荷量も少なく、鏡映力が小さくなる。また、表面形状が球状であるためトナーはほとんど点で接触するため、ファンデルワールス力も小さくなる。このように、接触力の観点から、球形に近いトナーの場合、感光体に対する鏡映力、ファンデルワールス力、つまり付着力が小さくなり転写率が高くなるのである。転写率を高くすることによって、転写残トナーが少なくトナー消費量が小さくなって経済性の向上となる。形状係数SF−1が150、SF−2が180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。   Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated. When the toner shape is close to a sphere, the transfer rate increases. More specifically, when the toner adheres to the photoconductor, the main forces that act on the surface of the photoconductor include a mirror power and a van der Waals force. The mirror power greatly depends on the charge amount and its distance. In the case of a toner having a concavo-convex surface such as a pulverized toner produced by conventional pulverization, the convex portion is intensively charged by frictional charging. Since the electric charges are concentrated on the portion, the mirror force increases when the convex portion is in contact with or very close to the surface of the photosensitive member. On the other hand, a toner having a spherical surface or a shape close to a spherical surface is uniformly charged on the surface. Further, the contact state with the image carrier is almost point-like, and the amount of charge at the portion in contact with or very close to the surface of the photoreceptor is small, and the mirror power is small. Further, since the surface shape is spherical, the toner contacts almost at a point, so the van der Waals force is also reduced. As described above, from the viewpoint of contact force, in the case of toner having a nearly spherical shape, the reflection force, van der Waals force, that is, the adhesion force to the photosensitive member is reduced, and the transfer rate is increased. By increasing the transfer rate, the amount of toner remaining after transfer is small and the amount of toner consumption is reduced, thereby improving the economy. If the shape factor SF-1 exceeds 150 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.

また、カラープリンタに好適に使用されるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマーと、ポリエステルと、着色剤と、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。   In addition, a toner suitably used for a color printer is a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. Is a toner obtained by crosslinking and / or elongation reaction in an aqueous solvent. Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.

(ポリエステル)
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
(polyester)
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.

多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。   Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).

多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、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、必要により減圧しながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常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く、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。また、重量平均分子量1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。   The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1. The polycondensation reaction of polyhydric alcohol (PO) and polycarboxylic acid (PC) is performed at 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, while reducing the pressure as necessary. The produced water is distilled off to obtain a polyester having a hydroxyl group. The hydroxyl value of the polyester is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and furthermore, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation. The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.

ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物(PIC)とを反応させ、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)を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び/又は伸長されて得られるものである。多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−イソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5/1を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1/1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。   In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines. Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-isocyanatomethyl caproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; phenol derivatives, oximes, caprolactam And a combination of two or more of these. The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5/1, the low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1/1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester becomes low and hot offset resistance deteriorates. The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. . If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates. The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.

次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。   Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).

2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。   Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of B1 to B5 blocked amino groups (B6) include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.

アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2/1超や、1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。   The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2/1 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.

また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。   The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.

ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)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、必要により減圧しながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これに多価イソシアネート(PIC)を反応させ、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)を得る。さらにこの(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。   The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyhydric carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxy titanate, dibutyltin oxide, etc., and water produced while reducing the pressure as necessary. Distill off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Subsequently, at 40-140 degreeC, this is made to react with polyvalent isocyanate (PIC), and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group is obtained. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a urea-modified polyester.

(PIC)を反応させる際、及び(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(PIC)に対して不活性なものが挙げられる。   When reacting (PIC) and when reacting (A) and (B), a solvent may be used if 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 isocyanates (PIC), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).

また、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。   In addition, in the crosslinking and / or elongation reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator may be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).

ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、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画像形成装置に用いた場合の光沢性が悪化する。   The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color image forming apparatus are deteriorated.

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。   By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color image forming apparatus are improved. Therefore, it is preferable to use the urea-modified polyester alone. The unmodified polyester may include a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond.

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、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、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。   The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition.

また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常20/80〜95/5、好ましくは70/30〜95/5、さらに好ましくは75/25〜95/5、特に好ましくは80/20〜93/7である。ウレア変性ポリエステルの重量比が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。   The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, and particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点(Tg)は、通常45〜65℃、好ましくは45〜60℃である。45℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、65℃を超えると低温定着性が不十分となる。   The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 ° C, preferably 45 to 60 ° C. If the temperature is lower than 45 ° C., the heat resistance of the toner is deteriorated.

また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、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。   In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.

(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR1、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブ
ルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Lead yellow, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR1, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R) , Tartrazine rake, quinoline yellow rake, anthrazan yellow BGL, isoindolinone yellow, bengara, red lead, lead vermilion, cadmium red, cadmium mercurial red, antimon vermilion, permanent red 4R, para red, phissa red Parachlor ortho nitro Nirin Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, thioindigo maroon, oil red, quinacridone red, pyrazolone red, Riazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalo Cyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.

着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。   The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.

(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSYVP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージNEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LR1−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSYVP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge NEG VP2036 of quaternary ammonium salt, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LR1-901, LR-147 which is a boron complex (manufactured by Nippon Carlit) ), Copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo face , Sulfonate group, carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.

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重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。   The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the developer fluidity is lowered, and the image density is lowered. Invite.

(離型剤)
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
(Release agent)
As a release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 ° C. works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. The effect on high temperature offset is exhibited without applying a release agent such as oil. Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax, rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline, And petroleum waxes such as petrolatum. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .

荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。   The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the masterbatch and the binder resin, or may be added when dissolved and dispersed in an organic solvent.

(外添剤)
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2[μm]であることが好ましく、特に5×10−3〜0.5[μm]であることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500[m/g]であることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−4μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
(External additive)
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 -3~2 [μm], it is particularly preferably 5 × 10 -3~0.5 [μm]. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 [m < 2 > / g]. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 wt% of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 wt%. Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using particles having an average particle size of 5 × 10 −4 μm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are markedly improved. Even when stirring and mixing inside the developing device is performed, a fluidity-imparting agent is not detached from the toner, a good image quality that does not cause fireflies and the like is obtained, and a reduction in residual toner is further achieved. . Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the added amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained, that is, repeated copying. Stable image quality can be obtained even if

次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。   Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.

(トナーの製造方法)
(1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
(Toner production method)
(1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.

(2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
(2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.

トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。   The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.

また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohols Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.

また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。   Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.

商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。   Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).

また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。   In addition, examples of the cationic surfactant include aliphatic quaternary ammonium salts such as aliphatic primary, secondary or secondary amine acids having a fluoroalkyl group, and perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salts. , Benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Manufactured), MegaFuck F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footgent F-300 (Neos), and the like.

樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1[μm]、及び3[μm]、ポリスチレン微粒子0.5[μm]及び2[μm]、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1[μm]、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。   The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage existing on the surface of the toner base particles is in the range of 10 to 90%. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 [μm] and 3 [μm], polystyrene fine particles 0.5 [μm] and 2 [μm], poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 [μm], trade name is PB- 200H (manufactured by Kao Corporation), SGP (manufactured by Sokensha), technopolymer SB (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) and the like. In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.

上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。   As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.

分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20[μm]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1000〜30000[rpm]、好ましくは5000〜20000[rpm]である。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。   The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, in order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 [μm], a high-speed shearing method is preferable. When a high-speed shearing disperser is used, the number of rotations is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 [rpm], preferably 5000 to 20000 [rpm]. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C.

(3)乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
(3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.

(4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
(4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.

(5)上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。 荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。 (5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner. The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.

これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。   Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.

またトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。図14(a),(b),(c)はトナーの形状を模式的に示す図である。図14(a),(b),(c)において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、トナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)(図14(b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)(図14(c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。   The toner has a substantially spherical shape and can be represented by the following shape rule. 14A, 14B, and 14C are diagrams schematically illustrating the shape of the toner. 14A, 14B, and 14C, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the toner is defined. The ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) (see FIG. 14B) is 0.5 to 1.0, and the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) (FIG. 14C )) Is preferably in the range of 0.7 to 1.0. When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.

なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。   Note that r1, r2, and r3 were measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of field of view and taking pictures.

また、本発明のクリーニング装置は、逆帯電トナークリーニング部100bと、正規帯電トナークリーニング部100cとを備えたクリーニング装置にも適用できる。また、中間転写ベルト上のトナーの極性を揃える極性制御手段と、極性制御手段よりも中間転写ベルト移動方向下流側に、極性制御手段で揃えた極性のトナーを除去するクリーニング部とを備えた構成のクリーニング装置にも適用できる。この場合、クリーニング部は、クリーニングブラシローラに、極性制御手段で揃えた極性と反対極性の電圧をクリーニングブラシに印加し、金属ローラからなる回収ローラに、クリーニングブラシの印加電圧と同極性で、値の大きな電圧を印加する。そして、金属ブレードからなる掻き取りブレードで回収ローラの表面に付着したトナーを掻き取ることで、静電クリーニングが成立する。極性制御手段として、導電性ブラシ、導電性ブレードなどの導電性部材を中間転写ベルトに当接させて、この導電性部材に電圧を印加することで、中間転写ベルト上のトナー極性を揃えてもよいし、コロナチャージャーなどを用いて、中間転写ベルト上のトナーの極性を揃えてもよい。また、極性制御手段よりも中間転写ベルト移動方向上流側に上述したプレクリーニング部を設けてもよい。   The cleaning device of the present invention can also be applied to a cleaning device including a reversely charged toner cleaning unit 100b and a regular charged toner cleaning unit 100c. In addition, the configuration includes a polarity control unit that aligns the polarity of the toner on the intermediate transfer belt, and a cleaning unit that removes the toner of the polarity aligned by the polarity control unit downstream of the polarity control unit in the moving direction of the intermediate transfer belt. It can also be applied to other cleaning devices. In this case, the cleaning unit applies a voltage having a polarity opposite to the polarity aligned by the polarity control unit to the cleaning brush roller, and applies a voltage having the same polarity as the voltage applied to the cleaning brush to the recovery roller made of a metal roller. Apply a large voltage. Then, electrostatic cleaning is established by scraping off toner adhering to the surface of the collecting roller with a scraping blade made of a metal blade. As a polarity control means, a conductive member such as a conductive brush or conductive blade is brought into contact with the intermediate transfer belt, and a voltage is applied to the conductive member, so that the toner polarity on the intermediate transfer belt is aligned. Alternatively, the polarity of the toner on the intermediate transfer belt may be made uniform using a corona charger or the like. Further, the pre-cleaning unit described above may be provided upstream of the polarity control unit in the intermediate transfer belt moving direction.

また、本ベルトクリーニング装置100は、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104で中間転写ベルト8上の正極性のトナーを除去しているが、逆帯電トナークリーニング部100bを極性制御部に変更して、中間転写ベルト8上の正極性のトナーを除去しない構成としてもよい。この場合、プレクリーニングブラシローラ101を通過した中間転写ベルト8上のトナーは、極性制御部により、負極性に揃えられて、極性制御部よりもベルト移動方向下流の正規帯電トナークリーニングブラシローラ107へ移送される。そして、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107で、負極性のトナーを除去する。極性制御部で、中間転写ベルト8上のトナーに負極性の電荷を注入する手段としては、導電性ブラシ、導電性ブレード、コロナチャージャーなどでよい。また、トナーの帯電極性を負極性に揃えるのではなく、正極性に揃えるようにして、極性制御部よりもベルト移動方向下流に、負極性の電圧が印加されたクリーニングブラシローラを配置して、中間転写ベルト上の正極性に揃えられたトナーを除去する構成でもよい。このような、構成でも、プレクリーニングブラシローラ101で、中間転写ベルト8から未転写トナー像のトナーを大まかに除去するので、極性制御部へ移送されるトナー量は少なくなっている。よって、極性制御部で、中間転写ベルト8上のトナーを良好に、一方の極性に揃えることができる。その結果、極性制御部の下流に配置されたクリーニングブラシローラで中間転写ベルト8上のトナーを良好に静電的に除去できる。よって、大量のトナーが付着した未転写のトナー像がベルトクリーニング装置100に入力されても、良好にクリーニングすることができる。   Further, the belt cleaning device 100 removes the positive toner on the intermediate transfer belt 8 by the reversely charged toner cleaning brush roller 104, but the reversely charged toner cleaning unit 100b is changed to a polarity control unit, and the A configuration in which the positive toner on the transfer belt 8 is not removed may be employed. In this case, the toner on the intermediate transfer belt 8 that has passed through the pre-cleaning brush roller 101 is made to have a negative polarity by the polarity control unit and is sent to the normally charged toner cleaning brush roller 107 downstream in the belt moving direction from the polarity control unit. Be transported. Then, the negatively charged toner is removed by the normally charged toner cleaning brush roller 107. As a means for injecting negative charge into the toner on the intermediate transfer belt 8 by the polarity control unit, a conductive brush, a conductive blade, a corona charger, or the like may be used. Also, instead of aligning the charging polarity of the toner to negative polarity, arrange a cleaning brush roller to which a negative voltage is applied downstream of the polarity control unit in the belt moving direction so that it is aligned to positive polarity. A configuration in which toner having a positive polarity on the intermediate transfer belt is removed may be employed. Even in such a configuration, since the toner of the untransferred toner image is roughly removed from the intermediate transfer belt 8 by the pre-cleaning brush roller 101, the amount of toner transferred to the polarity control unit is reduced. Therefore, the polarity control unit can satisfactorily align the toner on the intermediate transfer belt 8 with one polarity. As a result, the toner on the intermediate transfer belt 8 can be satisfactorily electrostatically removed by the cleaning brush roller disposed downstream of the polarity control unit. Therefore, even if an untransferred toner image to which a large amount of toner is attached is input to the belt cleaning device 100, it can be satisfactorily cleaned.

また、本発明のクリーニング装置は、中間転写ベルトのおもて面をクリーニングするベルトクリーニング装置100に限らず、図15に示すように、紙搬送ベルト51のクリーニング装置500にも適用することができる。図15に示すように、タンデム型直接転写方式の画像形成装置に用いられる被清掃体としての紙搬送ベルト51は、感光体1Y,M,C,Kにそれぞれ接触してY,M,C,K用の一次転写ニップを形成している。そして、記録紙Pを自らの表面に保持しながら、自らの無端移動に伴って図中左側から右側に向けて搬送する過程で、記録紙PをY,M,C,K用の一次転写ニップに順次送り込む。これにより、記録紙Pには、Y,M,C,Kトナー像が重ね合わせて一次転写される。K用の一次転写ニップを通過した後の紙搬送ベルト51に付着しているトナーなどの汚れは、搬送ベルトクリーニング装置500によって除去される。また、光学センサユニット150が紙搬送ベルト51のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。図15に示すプリンタにおいても、所定のタイミングで画像濃度制御や位置ずれ量補正制御を実施し、紙搬送ベルト51に所定のトナーパターン(階調パターン、シェブロンパッチ)を形成し、光学センサユニット150で上記トナーパターンを検知し、検知結果に基づいて所定の補正処理を実行する。光学センサユニット150で検知後の未転写トナー像であるトナーパターンは、搬送ベルトクリーニング装置500で除去される。このように、紙搬送ベルト51は、トナー像を担持する像担持体としての機能を備えている。   Further, the cleaning device of the present invention can be applied not only to the belt cleaning device 100 for cleaning the front surface of the intermediate transfer belt but also to the cleaning device 500 for the paper conveying belt 51 as shown in FIG. . As shown in FIG. 15, a paper transport belt 51 as a member to be cleaned used in an image forming apparatus of a tandem type direct transfer system comes into contact with the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, 1K, and Y, M, C, A primary transfer nip for K is formed. Then, in the process of conveying the recording paper P from the left side to the right side in the figure along with its endless movement while holding the recording paper P on its surface, the primary transfer nip for Y, M, C, K is used. In order. As a result, the Y, M, C, and K toner images are superimposed and primarily transferred onto the recording paper P. Contamination such as toner adhering to the paper transport belt 51 after passing through the primary transfer nip for K is removed by the transport belt cleaning device 500. The optical sensor unit 150 is disposed so as to face the front surface of the paper transport belt 51 with a predetermined gap. Also in the printer shown in FIG. 15, image density control and positional deviation amount correction control are performed at a predetermined timing, a predetermined toner pattern (gradation pattern, chevron patch) is formed on the paper transport belt 51, and the optical sensor unit 150. Then, the toner pattern is detected, and a predetermined correction process is executed based on the detection result. A toner pattern which is an untransferred toner image detected by the optical sensor unit 150 is removed by the conveyor belt cleaning device 500. Thus, the paper transport belt 51 has a function as an image carrier that carries a toner image.

上記搬送ベルトクリーニング装置500に本発明のクリーニング装置を適用することで、回収ローラ、掻き取りブレードの偏磨耗を抑制することができ、長期にわたり、搬送ベルト表面を良好にクリーニングすることができる。   By applying the cleaning device of the present invention to the transport belt cleaning device 500, uneven wear of the collection roller and scraping blade can be suppressed, and the transport belt surface can be satisfactorily cleaned over a long period of time.

また、本発明のクリーニング装置は、図16に示すように、ドラムクリーニング装置4にも適用できる。現像装置内をリフレッシュするリフレッシュモード実行した際のトナー消費パターンや、紙詰まりが発生した際の感光体上のトナー像などの未転写トナー像が、ドラムクリーニング装置4に入力される。ドラムクリーニング装置4に本発明のクリーニング装置を適用することによって回収ローラ、掻き取りブレードの偏磨耗を抑制することができ、長期にわたり、感光体表面を良好にクリーニングすることができる。   The cleaning device of the present invention can also be applied to the drum cleaning device 4 as shown in FIG. An untransferred toner image such as a toner consumption pattern when a refresh mode for refreshing the inside of the developing device is executed and a toner image on the photosensitive member when a paper jam occurs is input to the drum cleaning device 4. By applying the cleaning device of the present invention to the drum cleaning device 4, uneven wear of the collecting roller and scraping blade can be suppressed, and the surface of the photoreceptor can be cleaned well over a long period of time.

以上、本実施形態のクリーニング装置によれば、表面移動する被清掃体たる中間転写ベルト8上のトナーを静電的に自らの表面に移動させて除去する表面移動可能なクリーニング部材たるクリーニングブラシローラと、クリーニングブラシローラ上のトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する表面移動可能な回収部材たる回収ローラと、回収ローラ表面に摺擦して回収ローラ上のトナーを掻き落として除去する掻き取り部材たる掻き取りブレードとを備えている。そして、回収ローラを、掻き取りブレードに対して相対的に回収ローラ軸方向に往復移動させる移動手段たる移動機構を設けた。これにより、掻き取りブレードが、回収ローラの軸方向同じ箇所と常に摺擦することがない。その結果、回収ローラの周方向の平均硬さが硬い部分が、掻き取りブレードの軟らかい部分と常に摺擦することがなくなり、掻き取りブレードの偏磨耗を抑制することができる。また、回収ローラの周方向の平均硬さが軟らかい部分が、掻き取り部分の硬い部分と常に摺擦することがなくなり、回収ローラ表面の偏磨耗を抑制することができる。   As described above, according to the cleaning device of the present embodiment, the cleaning brush roller as a surface-movable cleaning member that electrostatically moves the toner on the intermediate transfer belt 8 that is a surface-moving object to be cleaned to its own surface and removes it. The toner on the cleaning brush roller is electrostatically moved to its surface and recovered, and the recovery roller is a surface-movable recovery member, and the toner on the recovery roller is scraped off by rubbing against the surface of the recovery roller. And a scraping blade as a scraping member to be removed. Then, a moving mechanism is provided as a moving means for reciprocating the collecting roller relative to the scraping blade in the collecting roller axial direction. Thus, the scraping blade does not always rub against the same position in the axial direction of the collection roller. As a result, the portion having the average hardness in the circumferential direction of the collecting roller does not always rub against the soft portion of the scraping blade, and uneven wear of the scraping blade can be suppressed. In addition, the portion where the average hardness in the circumferential direction of the collecting roller is not always rubbed against the hard portion of the scraping portion, and uneven wear on the surface of the collecting roller can be suppressed.

また、回収ローラおよび掻き取りブレードを、金属材料で形成する。回収ローラを金属材料で構成することによって、回収ローラの表面とブラシとの間の電位差を良好に取ることができ、ブラシローラからトナーが回収ローラ表面へ移動しやすくすることができる。また、回収ローラをゴム材などの弾性体で構成した場合に比べて、回収ローラ表面のトナーが、掻き取りブレードによって除去され易くなる。また、掻き取りブレードを金属材料で構成することによって、ウレタンブレードに比べて磨耗を抑制することができ、掻き取りブレードの寿命を延ばすことができる。
また、回収ローラと掻き取りブレードとが金属の場合に生じやすいが、上記のように、回収ローラを、掻き取りブレードに対して相対的に回収ローラ軸方向に往復移動させることにより、効果的に偏磨耗を抑制することができる。
Further, the collection roller and the scraping blade are formed of a metal material. By configuring the collecting roller with a metal material, a potential difference between the surface of the collecting roller and the brush can be favorably taken, and the toner can be easily moved from the brush roller to the surface of the collecting roller. Further, the toner on the surface of the collection roller is more easily removed by the scraping blade than when the collection roller is made of an elastic body such as a rubber material. Further, by configuring the scraping blade with a metal material, it is possible to suppress wear compared to the urethane blade, and to extend the life of the scraping blade.
In addition, it tends to occur when the recovery roller and scraping blade are made of metal, but as described above, the recovery roller can be effectively moved by reciprocating in the recovery roller axial direction relative to the scraping blade. Uneven wear can be suppressed.

また、中間転写ベルト上のトナーの正規帯電極性に帯電した正規帯電トナーを除去する正規帯電トナークリーニング部材たる正規帯電トナークリーニングブラシローラ107と、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に付着した正規帯電トナーを回収する正規帯電トナー回収部材たる正規帯電トナー回収ローラ108と、正規帯電トナー回収ローラ108の正規帯電トナーを掻き取る正規帯電トナー掻き取り部材とを備えた正規帯電トナークリーニング部100cを備えている。また、中間転写ベルト上のトナーの正規帯電極性と反対極性に帯電した逆帯電トナーを除去する逆帯電トナークリーニング部材たる逆帯電トナークリーニングブラシローラ104と、逆帯電トナークリーニングブラシローラに付着した逆帯電トナーを回収する逆帯電トナー回収部材たる逆帯電トナー回収ローラ105と、逆帯電トナー回収ローラの逆帯電トナーを掻き取る逆帯電トナー掻き取り部材たる逆帯電トナー掻き取りブレードとを備えた逆帯電トナークリーニング部を有している。これにより、中間転写ベルト上の正規帯電トナーと、逆帯電トナーとを除去することができ、中間転写ベルト上のトナーを良好に除去することができる。そして、正規帯電トナー回収ローラを、正規帯電トナー掻き取りブレードに対して相対的に正規帯電トナー回収ローラ軸方向に往復移動させる。これにより、正規帯電トナー回収ローラ、および正規帯電トナー掻き取りブレードの偏磨耗を抑制することができる。また、逆帯電トナー回収ローラを、上記逆帯電トナー掻き取りブレードに対して相対的に逆帯電トナー回収ローラ軸方向に往復移動させる。これにより、逆帯電トナー回収ローラ、および逆帯電トナー掻き取りブレードの偏磨耗を抑制することができる。   In addition, a normally charged toner cleaning brush roller 107 as a normally charged toner cleaning member for removing the normally charged toner charged to the normally charged polarity of the toner on the intermediate transfer belt, and a normally charged toner attached to the normally charged toner cleaning brush roller 107 are used. A regular charged toner cleaning unit 100c including a regular charged toner collecting roller 108 as a regular charged toner collecting member to be collected and a regular charged toner scraping member for scraping the regular charged toner of the regular charged toner collecting roller 108 is provided. Further, a reversely charged toner cleaning brush roller 104 as a reversely charged toner cleaning member for removing reversely charged toner charged to a polarity opposite to the normal charged polarity of the toner on the intermediate transfer belt, and a reversely charged toner attached to the reversely charged toner cleaning brush roller. A reversely charged toner comprising a reversely charged toner collecting roller 105 that is a reversely charged toner collecting member that collects toner, and a reversely charged toner scraping blade that is a reversely charged toner scraping member that scrapes the reversely charged toner of the reversely charged toner collecting roller A cleaning unit is included. Thereby, the normally charged toner and the reversely charged toner on the intermediate transfer belt can be removed, and the toner on the intermediate transfer belt can be favorably removed. Then, the regular charged toner collecting roller is reciprocated in the axial direction of the regular charged toner collecting roller relative to the regular charged toner scraping blade. Thereby, uneven wear of the normally charged toner collecting roller and the normally charged toner scraping blade can be suppressed. The reversely charged toner collecting roller is reciprocally moved in the axial direction of the reversely charged toner collecting roller relative to the reversely charged toner scraping blade. Thereby, uneven wear of the reversely charged toner collecting roller and the reversely charged toner scraping blade can be suppressed.

また、正規帯電トナー回収ローラの正規帯電トナー掻き取りブレードに対する相対的な正規帯電トナー回収ローラ軸方向の往復移動と、逆帯電トナー回収ローラの逆帯電トナー掻き取りブレードに対する相対的な逆帯電トナー回収ローラ軸方向の往復移動との位相を異ならせた。これにより、共振振動を抑制することができ、磨耗のばらつきを抑制することができる。   In addition, the reciprocating movement of the normally charged toner collecting roller relative to the normally charged toner scraping blade relative to the normally charged toner scraping blade and the reverse charging toner collecting relative to the reversely charged toner scraping blade of the reversely charged toner collecting roller. The phase with the reciprocating movement in the roller axis direction was made different. Thereby, resonance vibration can be suppressed and variation in wear can be suppressed.

また、本実施形態のクリーニング装置は、カム機構を用いて回収ローラを、正規帯電トナー掻き取りブレードに対して相対的に回収ローラ軸方向に往復移動させる。カム機構を用いることで、回転運動を往復運動に変換することができ、回収ローラの回転駆動や、クリーニングブラシローラの回転駆動を用いて、回収ローラを、正規帯電トナー掻き取りブレードに対して相対的に回収ローラ軸方向に往復移動させることができる。これにより、往復移動させる別の駆動手段を新たに設けなくてもよくなり、部品点数を削減でき、コストダウンに繋がる。   Further, the cleaning device of this embodiment uses the cam mechanism to reciprocate the collection roller in the collection roller axial direction relative to the regular charged toner scraping blade. By using the cam mechanism, the rotational motion can be converted into a reciprocating motion, and the recovery roller is driven relative to the regular charged toner scraping blade by using the rotational drive of the recovery roller or the rotational drive of the cleaning brush roller. In particular, it can be reciprocated in the collecting roller axial direction. Thereby, it is not necessary to newly provide another driving means for reciprocating movement, the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced.

また、上述したクリーニング装置を画像形成装置の像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置として用いることにより、経時にわたり良好なクリーニング性を維持することができ、経時にわたり良好な画像を得ることができる。   Further, by using the above-described cleaning device as a cleaning device for cleaning the surface of the image carrier of the image forming apparatus, good cleaning properties can be maintained over time, and good images can be obtained over time.

また、トナーとして、形状係数SF1が100以上150以下、平均粒径が6μm以下のトナーを用いることにより、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。   Further, by using a toner having a shape factor SF1 of 100 or more and 150 or less and an average particle diameter of 6 μm or less as the toner, the toner charge amount distribution becomes uniform, and a high-quality image with little background fogging can be obtained. Also, the electrostatic transfer method can increase the transfer rate.

4:ドラムクリーニング装置
8:中間転写ベルト
51:紙搬送ベルト
100:ベルトクリーニング装置
100a:プレクリーニング部
100b:逆帯電トナークリーニング部
100c:正規帯電トナークリーニング部
101:プレクリーニングブラシローラ
102:プレ回収ローラ
103:プレ掻き取りブレード
104:逆帯電トナークリーニングブラシローラ
105:逆帯電トナー回収ローラ
106:逆帯電トナー掻き取りブレード
107:正規帯電トナークリーニングブラシローラ
108:正規帯電トナー回収ローラ
109:正規帯電トナー掻き取りブレード
116,121,122,123:カム板
500 搬送ベルトクリーニング装置
4: Drum cleaning device 8: Intermediate transfer belt 51: Paper transport belt 100: Belt cleaning device 100a: Pre-cleaning unit 100b: Reversely charged toner cleaning unit 100c: Regularly charged toner cleaning unit 101: Pre-cleaning brush roller 102: Pre-collecting roller 103: Pre-scraping blade 104: Reversely charged toner cleaning brush roller 105: Reversely charged toner collecting roller 106: Reversely charged toner scraping blade 107: Regularly charged toner cleaning brush roller 108: Regularly charged toner collecting roller 109: Regularly charged toner scraping Take blades 116, 121, 122, 123: cam plate 500, conveyor belt cleaning device

特開2006−58422号公報JP 2006-58422 A

Claims (2)

表面移動する被清掃体上のトナーの正規帯電極性に帯電した正規帯電トナーを除去する正規帯電トナークリーニング部材と、該正規帯電トナークリーニング部材に付着した正規帯電トナーを回収する正規帯電トナー回収部材と、該正規帯電トナー回収部材の正規帯電トナーを掻き取る正規帯電トナー掻き取り部材とを備えた正規帯電トナークリーニング部と、
上記被清掃体上のトナーの正規帯電極性と反対極性に帯電した逆帯電トナーを除去する逆帯電トナークリーニング部材と、該逆帯電トナークリーニング部材に付着した逆帯電トナーを回収する逆帯電トナー回収部材と、該逆帯電トナー回収部材の逆帯電トナーを掻き取る逆帯電トナー掻き取り部材とを備えた逆帯電トナークリーニング部とを備えたクリーニング装置において、
記正規帯電トナー回収部材を、上記正規帯電トナー掻き取り部材に対して相対的に上記正規帯電トナー回収部材軸方向に往復移動させ、かつ、上記逆帯電トナー回収部材を、上記逆帯電トナー掻き取り部材に対して相対的に上記逆帯電トナー回収部材軸方向に往復移動させる移動手段を備え、
記移動手段を、上記正規帯電トナー回収部材の上記正規帯電トナー掻き取り部材に対する相対的な上記正規帯電トナー回収部材軸方向の往復移動と、上記逆帯電トナー回収部材の上記逆帯電トナー掻き取り部材に対する相対的な上記逆帯電トナー回収部材軸方向の往復移動との位相が異なるよう、構成したことを特徴とするクリーニング装置。
A normally charged toner cleaning member that removes the normally charged toner charged to the normally charged polarity of the toner on the surface to be cleaned, and a normally charged toner collecting member that collects the normally charged toner attached to the normally charged toner cleaning member; A regular charged toner cleaning unit comprising a regular charged toner scraping member that scrapes the regular charged toner of the regular charged toner collecting member;
A reversely charged toner cleaning member for removing reversely charged toner charged to a polarity opposite to the normal charge polarity of the toner on the object to be cleaned, and a reversely charged toner recovery member for recovering the reversely charged toner attached to the reversely charged toner cleaning member And a reversely charged toner cleaning unit including a reversely charged toner scraping member that scrapes the reversely charged toner of the reversely charged toner collecting member ,
The upper Symbol normally-charged toner collecting member, is reciprocated relative the normal charging toner collecting member axis relative to the normal charged toner scraping member, and the oppositely charged toner collecting member, scraping the oppositely charged toner A moving means for reciprocally moving in the axial direction of the reversely charged toner collecting member relative to the removing member ;
The upper Symbol moving means, relative the normally charged toner and the reciprocating movement of the collecting member axis, scraping the oppositely charged toner of the oppositely charged toner collecting member with respect to the normal charged toner scraping member of said normally-charged toner collecting member A cleaning device configured to be different in phase from the reciprocating movement in the axial direction of the reversely charged toner collecting member relative to the member.
像担持体上に形成されたトナー像を該像担持体上から最終的に記録材上へ転写することで、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
転写後に上記像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置として、請求項1のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
In an image forming apparatus for forming an image on a recording material by finally transferring the toner image formed on the image bearing member onto the recording material from the image bearing member,
As a cleaning device for cleaning residual toner remaining on the image bearing member after transfer, the image forming apparatus, which comprises using a cleaning apparatus according to claim 1.
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