JP5625713B2 - Cleaning device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置に係わるものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer.
電子写真方式を利用した複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置においては、近年、高画質化を目的として小粒径トナーを用いる傾向にあり、また、画像印刷の生産性を上げるため、トナーの低融点化の方向にある。小粒径化及び低融点化によりトナーの流動性が悪くなり、廃トナー搬送経路内で廃トナーの搬送不良や搬送不良によるトナー固着といった不具合が発生し易くなっている。 In recent years, image forming apparatuses such as copiers, facsimiles, and printers that use electrophotography have tended to use small particle size toners for the purpose of improving image quality. In the direction of lowering the melting point. As the particle size and the melting point are lowered, the fluidity of the toner is deteriorated, and troubles such as defective conveyance of the waste toner and toner fixation due to poor conveyance are likely to occur in the waste toner conveyance path.
このような点に対し、特開2004−361480号公報(特許文献1)には、排出口の開口部から自由落下でトナーをユニット外部に排出するようにしたトナー搬送装置を備えるクリーニング装置が記載されている。 On the other hand, JP 2004-361480 A (Patent Document 1) describes a cleaning device including a toner transport device that discharges toner to the outside of a unit by free-falling from an opening of a discharge port. Has been.
しかしながら、ユニット内から排出する搬送経路内で重力によりトナーを自由落下させる構成では、流動性の悪いトナーの場合には、自由落下経路で廃トナーに直接排出力を与えることができず、トナー溜りが発生し易いという問題がある。 However, in the configuration in which the toner freely falls by gravity in the transport path for discharging from inside the unit, in the case of toner having poor fluidity, the waste toner cannot be directly discharged to the waste toner through the free fall path, and the toner pool There is a problem that is likely to occur.
本発明は、従来のクリーニング装置における上述の問題を解決し、廃トナーを固着することなくユニット外に搬送・排出することのできるクリーニング装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems in a conventional cleaning device, and to provide a cleaning device that can transport and discharge waste toner outside the unit without fixing the toner, and an image forming apparatus including the cleaning device. To do.
前記の課題は、本発明により、表面にトナー像が担持される像担持体上のトナーを除去する除去手段と、該除去手段により除去したトナーをトナー排出部へ向けて搬送する搬送スクリューとを有するクリーニング装置において、前記トナー排出部に設けられ、前記搬送スクリューにより揺動される滞留トナー掻解手段を備え、前記滞留トナー掻解手段が、前記搬送スクリューに接触して揺動する第一の揺動部と、該第一の揺動部の揺動に連動して揺動する第二の揺動部とからなるアジテータであることにより解決される。 According to the present invention, there is provided a removing means for removing toner on an image carrier on which a toner image is carried on a surface, and a conveying screw for conveying the toner removed by the removing means toward a toner discharge portion. The cleaning device includes a staying toner scraping unit that is provided in the toner discharge portion and is swung by the transport screw , and the staying toner scraping unit is in contact with the transport screw and swings first. This can be solved by being an agitator comprising a swing part and a second swing part that swings in conjunction with the swing of the first swing part .
また、前記アジテータは回転軸を有し、前記第一の揺動部と前記第二の揺動部とが前記回転軸に支持されて回転すると好ましい。
また、前記回転軸が前記搬送スクリューの軸に平行に配設されると好ましい。
Preferably, the agitator has a rotation shaft, and the first rocking portion and the second rocking portion are supported by the rotation shaft and rotate.
Moreover, it is preferable when the said rotating shaft is arrange | positioned in parallel with the axis | shaft of the said conveyance screw.
また、前記第一の揺動部は、前記回転軸方向に沿って間隔をあけて配置された複数の部材からなる櫛歯状に設けられていると好ましい。
また、前記搬送スクリューのコイルピッチをpとしたとき、前記第一の揺動部の櫛歯のピッチがk×pである(kは係数)と好ましい。
Moreover, it is preferable that the first swinging portion is provided in a comb-like shape including a plurality of members arranged at intervals along the rotation axis direction.
Further, when the coil pitch of the conveying screw is p, the pitch of the comb teeth of the first swinging portion is preferably k × p (k is a coefficient).
また、前記搬送スクリューのコイルピッチをpとしたとき、前記第一の揺動部の櫛歯のピッチがk×p+αである(kは係数)と好ましい。
また、前記搬送スクリュー及び前記アジテータが当該クリーニング装置のケーシング内に収容され、前記トナー排出部が前記ケーシングの一部に設けられるとともに、前記第一の揺動部が可撓性材料からなり、該第一の揺動部は前記搬送スクリューに接触して揺動したときに前記ケーシングに当接すると好ましい。
Further, when the coil pitch of the conveying screw is p, it is preferable that the pitch of the comb teeth of the first swing portion is k × p + α (k is a coefficient).
The conveying screw and the agitator are accommodated in a casing of the cleaning device, the toner discharge portion is provided in a part of the casing, and the first swinging portion is made of a flexible material, It is preferable that the first swinging portion comes into contact with the casing when swinging in contact with the conveying screw.
また、前記トナー排出部が前記搬送スクリューの下方に設けられると好ましい。
また、前記滞留トナー掻解手段が導電性の材質であると好ましい。
また、前記の課題は、本発明により、請求項1〜9のいずれか1項に記載のクリーニング装置を備える画像形成装置により解決される。
Further, it is preferable that the toner discharge portion is provided below the conveying screw.
The staying toner scraping means is preferably a conductive material.
In addition, according to the present invention, the above problem is solved by an image forming apparatus including the cleaning device according to any one of claims 1 to 9 .
また、前記クリーニング装置が中間転写体をクリーニングする装置であると好ましい。
また、前記クリーニング装置が感光体をクリーニングする装置であると好ましい。
The cleaning device is preferably a device for cleaning the intermediate transfer member.
Further, it is preferable that the cleaning device is a device for cleaning the photosensitive member.
また、体積平均粒径が3〜8[μm]であり、体積平均粒径を個数平均粒径で除算した値が1.00〜1.40の範囲であり、且つ形状係数SF−2が100〜190であるトナーを用いると好ましい。 The volume average particle diameter is 3 to 8 [μm], the value obtained by dividing the volume average particle diameter by the number average particle diameter is in the range of 1.00 to 1.40, and the shape factor SF-2 is 100. It is preferable to use a toner of ~ 190.
また、前記トナーとして、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、及び離型剤が有機溶媒中に分散せしめられたトナー材料液の水系媒体中における架橋反応、伸張反応又はその両方の反応によって得られたもの、を用いると好ましい。 Further, as the toner, at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. It is preferable to use those obtained by the reaction or both.
また、前記トナーとして、トナー粒子の単軸r2を長軸r1で除算した値が0.5〜1.0の範囲にあり、トナー粒子の厚さr3(但し、r1≧r2≧r3)を単軸r2で除算した値が0.7〜1.0の範囲にあるもの、を用いると好ましい。 Further, as the toner, a value obtained by dividing the single axis r2 of the toner particle by the major axis r1 is in the range of 0.5 to 1.0, and the toner particle thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3) is simply set. It is preferable to use one having a value divided by the axis r2 in the range of 0.7 to 1.0.
本発明のクリーニング装置によれば、トナー排出部に滞留トナー掻解手段を備えるので、クリーニング装置により回収したトナーの流動性が低下している場合でもそのトナーを掻き解すことができ、トナーを固着させること無く廃トナーをクリーニング装置ユニット外に排出することが可能となる。 According to the cleaning device of the present invention, since the staying toner scraping means is provided in the toner discharge portion, even when the fluidity of the toner collected by the cleaning device is lowered, the toner can be scraped and the toner is fixed. It is possible to discharge the waste toner out of the cleaning device unit without causing it.
また、第一の揺動部が搬送スクリューに接触して揺動することによって第二の揺動部を揺動させるように構成したアジテータによって廃トナーを解きほぐすことができる。 Further , the waste toner can be unraveled by an agitator configured to swing the second swinging portion by swinging the first swinging portion in contact with the conveying screw.
請求項2の構成により、第一の揺動部と第二の揺動部とが回転軸に支持されて回転する簡単な構成のアジテータで廃トナーを解きほぐすことができる。
請求項3の構成により、アジテータの回転軸が搬送スクリューの軸に平行に配設されるので、搬送スクリューにより無理なくアジテータを揺動させることができる。
The arrangement of claim 2, it is possible to disentangle the waste toner in a simple construction of the agitator and the first oscillating member and the second oscillating member is rotated by being supported by the rotary shaft.
According to the configuration of the third aspect , since the rotating shaft of the agitator is disposed in parallel with the shaft of the conveying screw, the agitator can be swung easily by the conveying screw.
請求項4の構成により、アジテータの第一の揺動部が櫛歯状に設けられているため、搬送スクリューのコイルによりアジテータを揺動させることができる。
請求項5の構成により、搬送スクリューのコイルピッチをpとしたとき、第一の揺動部の櫛歯のピッチがk×pである(kは係数)ことによって、アジテータに大きな回転力が得られる。
According to the configuration of the fourth aspect , since the first swinging portion of the agitator is provided in a comb shape, the agitator can be swung by the coil of the conveying screw.
According to the configuration of claim 5 , when the coil pitch of the conveying screw is p, the pitch of the comb teeth of the first oscillating portion is k × p (k is a coefficient), so that a large rotational force is obtained in the agitator. It is done.
請求項6の構成により、第一の揺動部の櫛歯のピッチがk×p+αである(kは係数)ことにより、ピッチがk×pである場合よりも接触時のショックが低減され、発生音が小さくなり、防音効果が得られる。 According to the configuration of claim 6 , when the pitch of the comb teeth of the first oscillating portion is k × p + α (k is a coefficient), the shock at the time of contact is reduced as compared with the case where the pitch is k × p, The generated sound is reduced and a soundproofing effect can be obtained.
請求項7の構成により、可撓性材料からなる第一の揺動部が搬送スクリューに接触して揺動したときにケーシングに当接することで、第一の揺動部の弾性力を利用してアジテータを揺動させることができる。 According to the configuration of the seventh aspect , the first swinging portion made of a flexible material contacts the casing when the first swinging portion swings in contact with the conveying screw, thereby utilizing the elastic force of the first swinging portion. To swing the agitator.
請求項8の構成により、トナー排出部が搬送スクリューの下方に設けられるので、トナー排出部から自由落下で廃トナーをユニット外に排出させることができる。また、アジテータで掻き解した廃トナーを効率よく排出できる。 According to the configuration of the eighth aspect , since the toner discharge portion is provided below the conveying screw, the waste toner can be discharged out of the unit by free fall from the toner discharge portion. Further, the waste toner that has been scraped by the agitator can be efficiently discharged.
請求項9の構成により、アジテータの摩擦帯電を防止することができ、トナーの排出性を向上させることができる。
請求項10の画像形成装置によれば、トナー排出部にトナーが固着すること無く廃トナーをユニット外に排出できるクリーニング装置を備えることによって、像担持体を良好にクリーニングできるため、高画質を経時的に維持することが可能となる。
According to the configuration of the ninth aspect , friction charging of the agitator can be prevented, and toner discharge performance can be improved.
According to the image forming apparatus of the tenth aspect , since the image bearing member can be satisfactorily cleaned by providing the cleaning device capable of discharging the waste toner to the outside of the unit without the toner adhering to the toner discharge portion, the image quality can be improved over time. Can be maintained.
請求項11の構成により、中間転写体を良好にクリーニングできるため、高画質な画像を形成することができる。
請求項12の構成により、感光体を良好にクリーニングできるため、高画質な画像を形成することができる。
According to the configuration of the eleventh aspect , since the intermediate transfer member can be cleaned well, a high-quality image can be formed.
According to the structure of the twelfth aspect , since the photosensitive member can be cleaned well, a high-quality image can be formed.
請求項13〜15の構成により、流動性に優れないトナーに対してトナー固着防止の効果が顕著に得られる。 According to the structures of claims 13 to 15 , the effect of preventing toner sticking can be remarkably obtained with respect to the toner having poor fluidity.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係るクリーニング装置を備える画像形成装置の一例を示す断面構成図である。この図に示す画像形成装置は、タンデム型間接転写方式のカラー複写装置として構成されたものであり、複写装置本体100,給紙テーブル200,スキャナ(画像読取装置)300,自動原稿搬送装置(ADF)400からなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus including a cleaning device according to the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is configured as a tandem indirect transfer type color copying apparatus, and includes a copying apparatus
複写装置本体100には、中央に無端ベルト状の中間転写体10が設けられている。中間転写体10は、3つの支持ローラ14,15,16に掛け回され、図中時計回りに回転搬送可能である。
The copying machine
本実施形態では、3つの支持ローラ14,15,16のうち、支持ローラ16の図中左側に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体のクリーニング装置(クリーニング手段)17が設けられている。また、第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15との間に張り渡された中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4つの画像形成手段(画像形成ユニット)18が横に並べて配置されており、これらの画像形成手段18はタンデム画像形成装置20を構成している。また、タンデム画像形成装置20の上には露光装置21が更に設けられている。
In the present embodiment, of the three
一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対側には、2次転写装置(2次転写部)22が設けられている。この2次転写装置22は、2つのローラ23の間に無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡すことで構成されており、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てられるように配置され、中間転写体10上の画像をシートに転写する。また、2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25が設けられている。この定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成されている。
On the other hand, a secondary transfer device (secondary transfer unit) 22 is provided on the side opposite to the tandem
前述した2次転写装置22は、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、2次転写装置22として転写ローラや非接触のチャージャを配置しても良いが、その場合、このシート搬送機能を併せて備えることが難しくなる。
The
また、本実施形態では、このような2次転写装置22及び定着装置25の下側に、前述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転させるシート反転装置28が設けられている。
Further, in the present embodiment, the sheet reversal for reversing the sheet to record images on both sides of the sheet is provided below the
次に、上記構成のカラー複写装置による画像形成について説明する。
上記構成のカラー複写装置を用いてコピーをとる時には、まず、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットするか、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。
Next, image formation by the color copying apparatus having the above configuration will be described.
When making a copy using the color copying apparatus having the above-described configuration, first, a document is set on the document table 30 of the
次に、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした時には、原稿自動搬送装置400によって原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後、スキャナ300が駆動し、第1走行体33及び第2走行体34が走行する。一方、コンタクトガラス32上に原稿をセットした時には、直ちにスキャナ300が駆動し、第1走行体33及び第2走行体34が走行する。この時、第1走行体33は、光源から光を発射するとともに、原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向ける。この反射光は、更に第2走行体34のミラーで反射され、結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入射される。これにより、原稿内容が読み取られる。
Next, when a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the
また、前述のようにスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータにより支持ローラ14,15,16の1つが回転駆動され、他の2つの支持ローラが従動回転され、中間転写体10が回転搬送される。また、中間転写体10の回転と同時に個々の画像形成手段18(18Y,18M,18C,18K)において、その感光体(像担持体)40(40Y,40M,40C,40K)が回転され、各感光体40上にそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の単色画像が形成される。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像が転写帯電器62(62Y,62M,62C,62K)の作用により、感光体40から中間転写体10に順次転写され、中間転写体10上に合成カラー画像が形成される。
When the start switch is pressed as described above, one of the
更に、前述のようにスタートスイッチが押されると、給紙テーブル200の給紙ローラ42の1つが選択的に回転され、ペーパーバンク43に多段に設けられた給紙カセット44の1つからシートが繰り出される。繰り出されたシートは、分離ローラ45で1枚ずつ分離されて給紙路46に導入され、搬送ローラ47で搬送されるとともに、複写機本体100内の給紙路48に導かれた後、レジストローラ49に突き当てられて止められる。一方、手差しトレイ51を用いる場合には、給紙ローラ50が回転され、手差しトレイ51上のシートが繰り出されるとともに、繰り出されたシートは、分離ローラ52で1枚ずつ分離された後、手差し給紙路53に導入され、同様にしてレジストローラ49に突き当てられて止められる。
Further, when the start switch is pressed as described above, one of the
その後、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49が回転され、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートが送り込まれる。そして、2次転写装置22による転写によって、シート上にカラー画像が記録される。
Thereafter, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the
画像転写後のシートは、2次転写装置22によって搬送されて定着装置25へと送り込まれ、定着装置25で熱と圧力とが加えられて転写画像が定着された後、切換爪55の切り換で排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。一方、両面コピーの場合、片面に画像が転写されたシートは、切換爪55の切り換えによってシート反転装置28に導入されて反転された後、再び転写位置へと導かれ、裏面にも画像が記録され、その後、排出ローラ56によって排紙トレイ57上に排出される。
The sheet after the image transfer is conveyed by the
一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17により、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
On the other hand, the
ここで、レジストローラ49は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。例えば、導電性ゴムローラを用いバイアスを印加する。径φ18で、表面を1mm厚みの導電性NBRゴムとする。電気抵抗はゴム材の体積抵抗で10E9(109 )Ωcm程度であり、印加電圧はトナーを転写する側(表側)には−800V程度の電圧を印加し、紙裏面側は+200V程度の電圧を印加する。一般的に中間転写方式は紙粉が感光体にまで移動しづらいため、紙粉転写を考慮する必要が少なくアースになっていても良い。また、印加電圧としてDCバイアスが印加されているが、これはシートをより均一帯電させるためDCオフセット成分を持ったAC電圧でも良い。このようにバイアスを印加したレジストローラ49を通過した後の紙表面は,若干マイナス側に帯電している。よって、中間転写体10からシートへの転写では、レジストローラ49に電圧を印加しなかった場合に比べて転写条件が変わり転写条件を変更する場合がある。
Here, the registration roller 49 is generally used while being grounded, but it is also possible to apply a bias for removing paper dust from the sheet. For example, a bias is applied using a conductive rubber roller. The surface is a conductive NBR rubber having a diameter of 18 mm and a thickness of 1 mm. The electrical resistance is about 10E9 (10 9 ) Ωcm in terms of the volume resistance of the rubber material, and the applied voltage is a voltage of about −800 V on the toner transfer side (front side) and a voltage of about +200 V on the back side of the paper. Apply. In general, in the intermediate transfer method, it is difficult for paper dust to move to the photoconductor, so that it is not necessary to consider paper dust transfer and may be grounded. A DC bias is applied as the applied voltage, but this may be an AC voltage having a DC offset component in order to charge the sheet more uniformly. Thus, the paper surface after passing through the registration roller 49 to which a bias is applied is slightly charged on the negative side. Therefore, in the transfer from the
前述した中間転写体クリーニングには、ポリウレタンゴムに代表されるゴム製のブレードをベルトに当接させて行なうのが一般的である。これは、安価で確実なクリーニング性が望めるからである。 The above-mentioned intermediate transfer member cleaning is generally performed by bringing a rubber blade represented by polyurethane rubber into contact with the belt. This is because an inexpensive and reliable cleaning property can be expected.
さて、本実施形態では上記したように中間転写体10のクリーニング装置17としてブレードクリーニング方式を採用しているが、この方式においては、紙粉がブレードとベルトに挟まるとクリーニング不良が発生してしまう。本実施形態の画像形成装置は転写紙が直接にベルト10(中間転写体)に接するため、紙粉の進入は避けられない。
In the present embodiment, as described above, the blade cleaning method is adopted as the
そこで、紙粉による影響を防ぎ、クリーニング性を確保する方法として、本実施形態におけるクリーニング装置17は、図2に示すように、ブレード103の上流側に紙粉除去部材101を設けることによってそれを防止するよう構成している。紙粉除去部材の例として、ここでは、ブラシローラ101を用いている。これを中間転写ベルト10に当接させることにより紙粉を除去する。ブラシローラ101は中間転写ベルト10と連れ回りにしても良いが、駆動を与えた方が望ましい。ブラシの毛の材質は本例ではPET樹脂を使用している。なお、ブレード103とブラシローラ101は、中転ベルト10を介して同一の対向ローラ20に当接している。
Therefore, as a method for preventing the influence of paper dust and ensuring cleaning properties, the
このブラシローラ101をブレード103の上流に置くことにより、紙粉除去と同時にトナーの除去も行なうことができ、ブレードクリーニングの負担を軽減し、ブレード103の寿命を延ばすという効果も期待できる。
By placing the
このように、中間転写ベルト10の回転方向におけるクリーニングブレード103の上流側に、中間転写ベルト10上の紙粉を除去する紙粉除去部材101が設けられているため、常時当接ブレード103に紙粉が挟まることに起因するクリーニング性の低下を、画像形成を損なうことなく簡単な構成で安価に防止することができる。
As described above, since the paper
また、本実施形態の画像形成装置では、紙粉除去部材101がブラシローラによって形成されているため、紙粉除去と同時にトナーも回収でき、ブレード103の負担を軽くし、ブレード103の寿命も延ばすことができる。
Further, in the image forming apparatus of the present embodiment, since the paper
なお、本実施形態においては、感光体ドラム40をクリーニングするクリーニング装置41(図1)も備えている。感光体のクリーニング装置と中間転写ベルトのクリーニング装置とは同様の構成であるので、以下に中間転写ベルトのクリーニング装置17を例に本発明の特徴について説明する。
In the present embodiment, a cleaning device 41 (FIG. 1) for cleaning the photosensitive drum 40 is also provided. Since the photoconductor cleaning device and the intermediate transfer belt cleaning device have the same configuration, the features of the present invention will be described below using the intermediate transfer
図2に示されるように、クリーニング装置17内には、回収した廃トナー(及び紙粉)を、クリーニング装置のユニット外部に排出させる搬送手段たる搬送スクリュー102が配設されている。搬送スクリュー102は中間転写ベルト10の幅方向(ブラシローラ101の軸方向)に延設されたもので、搬送スクリュー102によって軸方向一方側の端部に搬送されてきた廃トナー(及び紙粉)は、該端部に設けられるトナー排出部の排出口よりユニット外部に排出され、図示しない搬送経路を介して廃トナータンク(図示せず)へと送られる。
As shown in FIG. 2, in the
図3は、クリーニング装置17の長手方向(ブラシローラ101の軸方向)の断面図である。この図に示すように、クリーニング装置17の一方側の側面(端面)の下部部分には、ケーシング(筐体)104からユニット外部に突出された突設部105が設けられている。図4は、廃トナー排出口が設けられる上記突設部105付近を示す部分斜視図である。また、図5は、上記突設部105の軸方向(搬送スクリュー102の軸方向)に沿った断面図である。さらに、図6は、上記突設部105の軸(搬送スクリュー102の軸)に垂直な方向の断面図である。これらの図から判るように、搬送スクリュー102は、一方側の端部が突設部105の内部まで延出されて設けられており、その突設部105の端部の下面に廃トナー排出口となる開口部106が形成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
クリーニング装置17においてクリーニングブレード103及びブラシローラ101により回収された廃トナー及び紙粉等は、搬送スクリュー102によって図3の右方向に搬送され、突設部105内へと送られてくる。突設部105内へと送られて来た廃トナー及び紙粉等は、突設部105の下面に設けられた開口部106から自由落下により図示しないチューブ等の搬送経路を介して廃トナータンク(図示せず)へと送られる。
Waste toner and paper dust collected by the
ここで、従来のクリーニング装置においては、廃トナー排出口から自由落下でトナーを排出する構成の場合、廃トナー等の流動性が低下している場合には、廃トナー排出口である開口部付近に廃トナー等がこびりつき、トナー溜りが発生し易いという問題があった。 Here, in the conventional cleaning device, when the toner is discharged from the waste toner discharge port by free-falling, when the fluidity of the waste toner is lowered, the vicinity of the opening which is the waste toner discharge port In addition, there is a problem that waste toner or the like sticks to the toner, and toner accumulation easily occurs.
そのため、本発明によるクリーニング装置では、図7〜図9を参照して以下に説明するように、開口部106付近に滞留するトナーを掻きほぐす滞留トナー掻解手段を設けている。
Therefore, in the cleaning device according to the present invention, as described below with reference to FIGS. 7 to 9, a staying toner scraping means for scraping off the staying toner in the vicinity of the
図7は、滞留トナー掻解手段が設けられたトナー排出部付近の断面図(搬送スクリュー102の軸方向に沿った断面図)である。また、図8は、滞留トナー掻解手段を構成するアジテータ単体の斜視図である。そして、図9は、滞留トナー掻解手段が設けられた突設部105の断面図(搬送スクリュー102の軸に垂直な断面図)である。
FIG. 7 is a cross-sectional view (a cross-sectional view along the axial direction of the conveying screw 102) near the toner discharge portion provided with the staying toner scraping means. FIG. 8 is a perspective view of a single agitator constituting the staying toner scraping means. FIG. 9 is a cross-sectional view (a cross-sectional view perpendicular to the axis of the conveying screw 102) of the protruding
これらの図に示すように、クリーニング装置17の突設部105に設けられた廃トナー排出口である開口部106には、滞留トナー掻解手段としてのアジテータ120が、シャフト121を中心に揺動可能に取り付けられている。図9から判るように、アジテータ120の回動中心であるシャフト121は、搬送スクリュー102の軸120aと平行に支持される。また、図8から判るように、アジテータ120は、シャフト121,シャフト121から突設される櫛歯部122(第一の揺動部),櫛歯部122とは反対側にシャフト121から突設される平板部123(第二の揺動部)から構成されている。さらに、櫛歯部122は、シャフト121から真っ直ぐ立ち上がった立上部122aとその立上部に続く屈曲部122bとからなっている。これにより、シャフト121の軸方向から見た櫛歯部122の形状は、図9に示すように「く」の字形状となっている。なお、アジテータ120の少なくとも櫛歯部122は、可撓性部材により形成されている。
As shown in these drawings, an
そして、図9から判るように、アジテータ120は、櫛歯部122が上側(搬送スクリュー102側)に、平板部123が下側(開口部106側)となるようにして、開口部106の壁面(本例では一方側の壁面)に近い位置に配置され、アジテータ120がぐるりと1回転してしまわないよう櫛歯部122の屈曲部122b先端が開口部上方のケーシング壁面に当接できる位置に支持されている。
As can be seen from FIG. 9, the
図7に示されるように、突設部105内には搬送スクリュー102が延出されており、スクリューが回転するときにその羽根102bがアジテータ120の櫛歯部122に接触するように、アジテータ120が支持されている。ここで、搬送スクリュー102の羽根102bは軸102aに対して斜めになって(図10に示すように斜めに連続して)おり、また、櫛歯部122は軸方向に隙間を有しているため、搬送スクリュー102が回転する際に、羽根102bは櫛歯部122に接触と非接触(羽根102bが櫛歯の隙間に入り込んだ状態)を繰り返すことになる。
As shown in FIG. 7, the conveying
スクリューの羽根102bが櫛歯部122に当接すると、櫛歯部122が羽根102bに押されてアジテータ120は図9において時計回りに回動される。上記のように、櫛歯部122の屈曲部122b先端がケーシング壁面に当接しているが、櫛歯部122は可撓性部材により形成されているため、櫛歯部122が変形しながら羽根102bに押されてアジテータ120が回動する。そして、スクリューの回転に伴い、羽根102bが櫛歯の隙間に入り込んで櫛歯部122の押圧が解除されると、変形していた櫛歯部122は自身の弾性力によって元に戻ろうとし、ケーシング壁面を押してアジテータ120が図9において反時計回りに回動する。
When the
このようにして、搬送スクリュー102が回転することにより、羽根102bによる櫛歯部122の押圧と押圧解除が繰り返され、アジテータ120は図9に両矢印で示すように揺動する(揺動を繰り返す)。アジテータ120が揺動を繰り返すことによって、シャフト121から突設された平板部123が開口部106付近で往復移動し、これにより、廃トナー等の流動性が低下している場合でも、開口部106付近に滞留するトナーがアジテータ120(の平板部123)によって掻き解され、トナー溜まりの発生を未然に防止することができる。これにより、廃トナーが排出口に固着すること無く、廃トナーをクリーニング装置ユニット外に排出できる。
In this way, when the conveying
ここで、図10に示すように、搬送スクリュー102のピッチ(コイル羽根102bのピッチ)を“p”としたとき、アジテータ120の櫛歯部122の間隔(ピッチ)は、“k×p”(kは係数)となるように構成すると好適である。係数kの例としては、k=1、k=0.5などに設定できる。k=1の場合は、アジテータ120の櫛歯部122が全て同時に搬送スクリュー102のコイルに接触することとなり、また、k=0.5の場合は、アジテータ120の櫛歯部122が一歯おきに同時に搬送スクリュー102のコイルに接触することとなり、アジテータ120に大きな回転力が得られる。
Here, as shown in FIG. 10, when the pitch of the conveying screw 102 (pitch of the
また、NとMを異なる整数(N≠M)とし、k=N/Mとしてもよい。例えば、N=2,M=3なども可能である。この場合、ある接触部位とそのN個先のコイルとM個先の櫛歯とが同時に接触する。 Further, N and M may be different integers (N ≠ M), and k = N / M. For example, N = 2, M = 3, etc. are possible. In this case, a certain contact portion, its N-th coil, and M-th comb teeth are in contact at the same time.
また、図11に示すように、櫛歯部122のピッチを“k×p+α”とすると、搬送スクリュー102とアジテータ120の各櫛歯部122との接触タイミングは、櫛歯の間隔をα分だけずらしたことによって接触タイミングがズレ、同時にスクリューと接触する櫛歯の数はk×pの場合に比べて少なくなる。これにより、搬送スクリュー102とアジテータ120との接触時のショックが低減され、発生音が小さくなり、防音効果が得られる。
As shown in FIG. 11, when the pitch of the
なお、アジテータの櫛歯は、上記のような平板状に限らず、搬送スクリューと当接できる形状であれば良く、棒状、円柱状、円錐状など、適宜な形態のものでかまわない。 The comb teeth of the agitator are not limited to the flat plate shape as described above, but may be any shape that can come into contact with the conveying screw, such as a rod shape, a cylindrical shape, or a conical shape.
また、アジテータの櫛歯の間隔は等間隔に限らず、ランダムでも良い。この場合も、搬送スクリューと各歯がランダムなタイミングで接触するので、多くの歯が一度に接触することによる大きな音の発生を防止できる。
さらに、アジテータ120を導電性の材質により形成し、アースに落とすことで、摩擦帯電を防止することができ、トナーの排出性を向上させることができる。
Further, the intervals between the comb teeth of the agitator are not limited to equal intervals, and may be random. Also in this case, since the conveying screw and each tooth are in contact with each other at random timing, it is possible to prevent generation of a loud sound due to many teeth contacting at once.
Furthermore, by forming the
上記説明したように、中間転写ベルトのクリーニング手段であるクリーニング装置17においては、廃トナー排出口である開口部付近に滞留するトナーを掻きほぐす滞留トナー掻解手段を設けているが、感光体40のクリーニング手段であるクリーニング装置41においても、回収した廃トナーを排出する開口部付近に滞留トナー掻解手段を設けており、クリーニング装置17の場合と同様に開口部におけるトナー溜まりの発生を未然に防止することができる。これにより、廃トナーが排出口に固着すること無く、廃トナーをクリーニング装置ユニット外に排出できる。感光体のクリーニング装置41の場合は、ユニット外に排出した廃トナーは、廃トナータンクへ回収するほか、現像装置へ送って再利用することも可能である。
As described above, the
ここで、本画像形成装置で使用するトナーであるが、近年の急速なカラー化とそれに伴う高画像品質化に対応する為、重合トナーによる小径、狭粒径分布化と球形化(真球化)が主流になりつつある。トナーの小径、狭粒径分布化は高解像度現像に有利となり、また球形化(真球化)により転写効率に有利となり、これによりトナー画像のシャープネスといった画像品位は格段に向上する。 Here, the toner used in this image forming apparatus is a small diameter, narrow particle size distribution and spheroidization (sphericalization) with a polymerized toner in order to cope with recent rapid colorization and accompanying high image quality. ) Is becoming mainstream. The distribution of toner with a small diameter and a narrow particle diameter is advantageous for high-resolution development, and the spheroidization (true sphere) is advantageous for transfer efficiency, and thereby the image quality such as the sharpness of the toner image is remarkably improved.
しかし、トナーの小粒径化は比表面積が大きくなり、単位重量当たりのトナーの像担持体表面への付着力が大きくなることで、像担持体表面のクリーニング性が困難な方向となる。また、トナーの小粒径化はトナーの流動性悪化となり、より多量の添加剤を必要とし、これにより、クリーニングブレードの欠けや磨耗、像担持体表面の局所的なスジ傷等が発生し易くなることが知られている。 However, reducing the particle size of the toner increases the specific surface area and increases the adhesion force of the toner per unit weight to the surface of the image carrier, which makes it difficult to clean the surface of the image carrier. Further, the reduction in the toner particle size deteriorates the fluidity of the toner and requires a larger amount of additive, which may cause chipping and abrasion of the cleaning blade, local streak scratches on the surface of the image carrier, and the like. It is known to be.
また、トナーの真球度が上がると、上述の従来一般的に採用されているブレードのカウンター当接方式では、トナーのブレードすり抜けが多くなるため、従来以上に当接圧を上げることが必要となり、圧を上げることでブレードの局所的なせん断力によるエッジ欠けに対して余裕が低くなる。 In addition, when the sphericity of the toner is increased, the above-described blade counter contact method generally used in the related art increases the amount of toner passing through the blade, so that it is necessary to increase the contact pressure more than before. Increasing the pressure reduces the margin against edge chipping due to the local shearing force of the blade.
次に、本発明の画像形成装置に好適に使用されるトナーについて説明する。
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は3〜8μmが好ましい。体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)は1.00〜1.40の範囲にあることが好ましい。(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, the toner suitably used in the image forming apparatus of the present invention will be described.
In order to reproduce minute dots of 600 dpi or more, the toner preferably has a volume average particle diameter of 3 to 8 μm. The ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) is preferably in the range of 1.00 to 1.40. 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100〜180、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、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示した図である。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180.
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1 and the shape factor SF-2. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) Expression (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、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)2/AREA}×(100π/4)・・・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。
The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, 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} × (100π / 4) Expression (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。 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.
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。 When the shape of the toner is close to a spherical shape, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity increases, and the toner and the photoconductor The attraction force becomes weaker and the transfer rate becomes higher. If either of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
(ポリエステル)
The toner suitably used in the image forming apparatus of the present invention includes a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. A toner obtained by crosslinking and / or elongation reaction in an aqueous solvent. Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.
(polyester)
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。
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。 The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1.
多価アルコール(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、必要により減圧と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。 The polycondensation reaction between a polyhydric alcohol (PO) and a polycarboxylic acid (PC) is carried out in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and heated to 150 to 280 ° C. 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.
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 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。 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.
多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。 Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) ); Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; Those blocked with caprolactam or the like; and combinations of two or more of these.
多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated.
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。 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.
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The 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を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
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、必要により減圧と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 polyvalent carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate, dibutyltin oxide, etc., and water generated 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 extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator can 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 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100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 gloss when used in the full-color
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 it is less than 45 ° C., the heat resistance of the toner deteriorates, and if it exceeds 65 ° C., the low-temperature fixability becomes insufficient.
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(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
[Colorant]
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Isoindolinone Yellow, Bengala, Red Dan, Lead Zhu, Cadmium Red, Cadmium Mercury Red, Antimon Zhu, Permanent Red 4R, Para Red, Phi Sayred, Parachlor Ortonito Aniline Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, 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, Thio Indigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red Polyazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Lid Russian nin green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、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)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
[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 of quaternary ammonium salt NEG VP2036, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LRA-901, LR-147 which is a boron complex (manufactured by Nippon Carlit) ), Copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo face And other polymeric compounds having functional groups such as sulfonic acid groups, carboxyl groups, and 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 master batch and the binder resin, and of course, they may be added when dissolved and dispersed in the organic solvent.
[外添剤]
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2μmであることが好ましく、特に5×10−3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2 /gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。
[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 to 2 μm, and particularly preferably 5 × 10 −3 to 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%.
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−2μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。 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 × 10-2 μm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even when stirring and mixing inside the developing device is performed, 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. .
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。 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べタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium 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右する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。 Moreover, as the cationic surfactant, aliphatic quaternary ammonium such as aliphatic primary, secondary or secondary amic acid, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt which has a right fluoroalkyl group is used. Salt, benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Smoke), Megafac F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footage F-300 (Neos), and the like.
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1μm、及び3μm、ポリスチレン微粒子0.5μm及び2μm、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1μm、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。 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 names are PB-200H (manufactured by Kao), SGP (manufactured by Soken), Techno Examples include polymer SB (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), and micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.).
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。
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。
In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。 The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, the high-speed shearing method is preferable in order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm. When a high-speed shearing disperser is used, the rotational speed 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.
本発明に係る画像形成装置で好適に用いられるトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図13は、トナーの形状を模式的に示す図である。図13において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)(図13(b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)(図13(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 shape of the toner suitably used in the image forming apparatus according to the present invention is a substantially spherical shape, and can be represented by the following shape rule.
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating the shape of the toner. In FIG. 13, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the toner of the present invention has a major axis and a minor axis. Ratio (r2 / r1) (see FIG. 13 (b)) is 0.5 to 1.0, and the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) (see FIG. 13 (c)) is 0.7 to It is preferable to be in the range of 1.0. When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
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。
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、クリーニング装置の構成は、本発明の範囲内で適宜な形態を採用可能である。搬送スクリューの形状やピッチ等は任意である。また、滞留トナー掻解手段としてのアジテータの構成や材質等も本発明の範囲内で適宜な形態を採用可能である。像担持体としての感光体や中間転写体に対するクリーニング装置の配置場所なども任意である。ベルト状感光体や中間転写ドラムを用いることも可能である。
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.
As mentioned above, although this invention was demonstrated by the example of illustration, this invention is not limited to this. For example, an appropriate form can be adopted as the configuration of the cleaning device within the scope of the present invention. The shape and pitch of the conveying screw are arbitrary. Further, the configuration, material, and the like of the agitator as the staying toner scraping means can adopt an appropriate form within the scope of the present invention. The location of the cleaning device with respect to the photosensitive member as the image carrier or the intermediate transfer member is also arbitrary. It is also possible to use a belt-like photoreceptor or an intermediate transfer drum.
また、画像形成装置の作像部の構成も任意であり、タンデム式における各色プロセスカートリッジの並び順などは任意である。また、タンデム式に限らず、一つの感光体の周囲に複数の現像装置を配置したものや、リボルバ型現像装置を用いる構成も可能である。また、3色のトナーを用いるフルカラー機や、2色のトナーによる多色機、あるいはモノクロ装置にも本発明を適用することができる。もちろん、画像形成装置としては複写機に限らず、プリンタやファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。 The configuration of the image forming unit of the image forming apparatus is also arbitrary, and the arrangement order of the color process cartridges in the tandem type is arbitrary. In addition to the tandem type, a configuration in which a plurality of developing devices are arranged around a single photosensitive member, or a configuration using a revolver type developing device is also possible. The present invention can also be applied to a full color machine using three color toners, a multicolor machine using two color toners, or a monochrome apparatus. Of course, the image forming apparatus is not limited to a copying machine, but may be a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine having a plurality of functions.
10 中間転写体
17 クリーニング装置(中間転写体クリーニング装置)
18 画像形成ユニット
20 対向ローラ
40 感光体
41 クリーニング装置(感光体クリーニング装置)
100 複写装置本体
101 ブラシローラ
102 搬送スクリュー
103 クリーニングブレード
104 ケーシング(クリーニング装置筐体)
105 突設部
106 開口部(廃トナー排出口)
120 アジテータ(滞留トナー掻解手段)
121 シャフト(アジテータ軸)
122 櫛歯部(第一の揺動部)
123 平板部(第二の揺動部)
200 給紙テーブル
300 スキャナ(画像読取装置)
400 自動原稿搬送装置(ADF)
10
18
DESCRIPTION OF
105
120 Agitator (Restoring means for staying toner)
121 Shaft (Agitator shaft)
122 Comb teeth (first swing part)
123 Flat plate part (second swing part)
200 Paper feed table 300 Scanner (image reading device)
400 Automatic document feeder (ADF)
Claims (15)
前記トナー排出部に設けられ、前記搬送スクリューにより揺動される滞留トナー掻解手段を備え、
前記滞留トナー掻解手段が、前記搬送スクリューに接触して揺動する第一の揺動部と、該第一の揺動部の揺動に連動して揺動する第二の揺動部とからなるアジテータであることを特徴とするクリーニング装置。 In a cleaning apparatus having a removing means for removing toner on an image carrier on which a toner image is carried on a surface, and a conveying screw for conveying the toner removed by the removing means toward a toner discharge portion,
A staying toner scraping means which is provided in the toner discharge portion and is swung by the conveying screw ;
A first swinging portion that swings in contact with the conveying screw; and a second swinging portion that swings in conjunction with the swinging of the first swinging portion. A cleaning device comprising an agitator comprising:
ことを特徴とする、請求項4に記載のクリーニング装置。 When the coil pitch of the conveying screw is p, the pitch of the comb teeth of the first oscillating portion is k × p (k is a coefficient).
The cleaning apparatus according to claim 4 , wherein:
ことを特徴とする、請求項4に記載のクリーニング装置。 When the coil pitch of the conveying screw is p, the pitch of the comb teeth of the first oscillating portion is k × p + α (k is a coefficient).
The cleaning apparatus according to claim 4 , wherein:
前記第一の揺動部が可撓性材料からなり、該第一の揺動部は前記搬送スクリューに接触して揺動したときに前記ケーシングに当接することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のクリーニング装置。 The conveying screw and the agitator are accommodated in a casing of the cleaning device, and the toner discharge portion is provided in a part of the casing.
The first oscillating part is made of a flexible material, and the first oscillating part contacts the casing when oscillating in contact with the conveying screw . 5. The cleaning device according to any one of 4 above.
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