JP2008158442A - Toner, developing device using the same, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】直径4μm未満の樹脂母粒子を含み、感光体への露光スポット径が15〜40μmであるラインヘッドを有する画像形成装置により高解像度の印刷画像が得られるトナーを提供する。
【解決手段】樹脂母粒子、シリコンオイル又はフッ素オイル、シリカ及び酸化チタンを含有するトナーを、樹脂母粒子の体積平均粒径は2μm以上4μm未満であり、(樹脂母粒子の体積平均粒径)/(樹脂母粒子の個数平均粒径)は1より大きく1.1未満であり、シリコンオイル又はフッ素オイルの含有量は、樹脂母粒子に対して0.05質量%以上2質量%未満であり、酸化チタンの含有量は、樹脂母粒子に対して0.3質量%以上1質量%以下であるようにする。
【選択図】なしProvided is a toner capable of obtaining a high-resolution printed image by an image forming apparatus having a line head containing resin base particles having a diameter of less than 4 μm and having an exposure spot diameter on a photoreceptor of 15 to 40 μm.
In a toner containing resin mother particles, silicon oil or fluorine oil, silica and titanium oxide, the resin mother particles have a volume average particle diameter of 2 μm or more and less than 4 μm (volume average particle diameter of resin mother particles). / (Number average particle diameter of resin mother particles) is greater than 1 and less than 1.1, and the content of silicon oil or fluorine oil is 0.05 mass% or more and less than 2 mass% with respect to the resin mother particles. The content of titanium oxide is 0.3% by mass or more and 1% by mass or less with respect to the resin base particles.
[Selection figure] None
Description
本発明は、複写機、プリンター、ファックス等に用いられる静電荷像現像用トナーに関する。更に、本発明は、前記トナーが使用される現像装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrostatic charge image developing toner used in a copying machine, a printer, a fax machine and the like. Furthermore, the present invention relates to a developing device and an image forming apparatus in which the toner is used.
近年、印刷画像の高解像度化が計られた、感光体への露光スポット径が15〜40μmであるラインヘッド(露光装置)を有する画像形成装置が使用されている。当該画像形成装置で使用されるトナーに含まれる樹脂母粒子の直径は4μm未満である。直径4μm未満の樹脂母粒子を含むトナーを扱う際の問題は、当該トナーは飛散しやすく、かつ、当該トナーを現像ローラへ圧縮して搬送しがたいことである。これらの問題を解決する手段の1つは、樹脂母粒子とオイルの混合である。
静電潜像担持体及び現像ローラへのフィルミングを防止するため、樹脂母粒子にシリコーンオイル又はフッ素オイルを添加したトナーを潜像に付着させて現像を行う現像装置が検討された(例えば、特許文献1参照)。当該トナーは樹脂母粒子の凝集体を含み、当該現像装置による現像が良好に行われない。
一方、負帯電性及び流動性を有する疎水性シリカと、低抵抗性及び負の過帯電防止性を有する疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンがトナー母粒子に添加されたトナーによる、均一な画像濃度が長期間維持される画像形成法が検討された(例えば、特許文献2参照)。直径4μm未満の樹脂母粒子に、疎水性シリカ、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン及びオイルを添加した場合も、樹脂母粒子の凝集体を含むトナーが得られることがある。直径4μm未満の樹脂母粒子の凝集体を含むトナーを用い、感光体への露光スポット径が15〜40μmである露光装置を有する画像形成装置により印刷を行っても、高解像度の印刷画像を得ることはできない。
In order to prevent filming on the electrostatic latent image carrier and the developing roller, a developing device that performs development by attaching a toner obtained by adding silicone oil or fluorine oil to resin base particles to the latent image has been studied (for example, Patent Document 1). The toner contains aggregates of resin base particles, and development by the developing device is not performed well.
On the other hand, a uniform image density is obtained by the toner in which hydrophobic silica having negative chargeability and fluidity and hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide having low resistance and negative overcharge prevention property are added to the toner base particles. An image forming method that is maintained for a long period of time has been studied (see, for example, Patent Document 2). Even when hydrophobic silica, hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide and oil are added to resin base particles having a diameter of less than 4 μm, a toner containing an aggregate of resin base particles may be obtained. Even when printing is performed by an image forming apparatus having an exposure device having an exposure spot diameter of 15 to 40 μm on a photoconductor using a toner containing an aggregate of resin base particles having a diameter of less than 4 μm, a high-resolution printed image is obtained. It is not possible.
本発明が解決しようとする課題は、直径4μm未満の樹脂母粒子を含み、感光体への露光スポット径が15〜40μmであるラインヘッドを有する画像形成装置により高解像度の印刷画像が得られるトナーの提供である。本発明が解決しようとする別の課題は、前記トナーを使用して、高解像度の印刷画像が得られる現像装置及び画像形成装置の提供である。 The problem to be solved by the present invention is a toner that contains a resin mother particle having a diameter of less than 4 μm and that can provide a high-resolution printed image by an image forming apparatus having a line head with an exposure spot diameter of 15 to 40 μm on the photoreceptor. Is an offer. Another problem to be solved by the present invention is to provide a developing device and an image forming apparatus that can obtain a high-resolution printed image using the toner.
本発明は、樹脂母粒子、シリコンオイル又はフッ素オイル、シリカ及び酸化チタンを含有するトナーであって、樹脂母粒子の体積平均粒径は2μm以上4μm未満であり、(樹脂母粒子の体積平均粒径)/(樹脂母粒子の個数平均粒径)は1より大きく1.1未満であり、シリコンオイル又はフッ素オイルの含有量は、樹脂母粒子に対して0.05質量%以上2質量%未満であり、酸化チタンの含有量は、樹脂母粒子に対して0.3質量%以上1質量%以下のトナーである。
本発明の好ましい実施態様では、上記トナーに含まれる酸化チタンがルチルアナターゼ型である。
The present invention relates to a toner containing resin mother particles, silicon oil or fluorine oil, silica and titanium oxide, and the resin mother particles have a volume average particle diameter of 2 μm or more and less than 4 μm. Diameter) / (number average particle diameter of resin base particles) is greater than 1 and less than 1.1, and the content of silicon oil or fluorine oil is 0.05 mass% or more and less than 2 mass% with respect to the resin base particles. In the toner, the content of titanium oxide is 0.3% by mass or more and 1% by mass or less based on the resin base particles.
In a preferred embodiment of the present invention, the titanium oxide contained in the toner is a rutile-anatase type.
本発明は、感光体と、現像ローラと、現像ローラの両端部に設けられたギャップ調整部材を備える現像装置であって、上記トナーが使用されて非接触ジャンピング現像が行われ、現像ローラは、トナー搬送面が感光体に所定の現像ギャップを置いて対向するように設けられて、感光体にトナーを搬送し、ギャップ調整部材は、スペーサで構成され、感光体に当接して現像ギャップを設定し、スペーサは、現像ローラより大きな吸湿性を有する材料からなるとともに、弾性を有する層を介して現像ローラに固定されている、現像装置である。 The present invention is a developing device including a photoconductor, a developing roller, and a gap adjusting member provided at both ends of the developing roller, and the toner is used to perform non-contact jumping development. The toner conveying surface is provided to face the photoconductor with a predetermined development gap, and conveys the toner to the photoconductor. The gap adjusting member is composed of a spacer, and contacts the photoconductor to set the development gap. The spacer is a developing device that is made of a material having higher hygroscopicity than the developing roller and is fixed to the developing roller through an elastic layer.
本発明は、現像装置とラインヘッドを備える画像形成装置であって、上記トナーが使用されて画像形成が行われ、現像装置は上記現像装置であり、ラインヘッドは、主走査方向に略直交する副走査方向に搬送される被走査面に光ビームを結像してスポットを形成し、それぞれが複数の発光素子を有する複数の発光素子グループと、前記複数の発光素子グループに一対一で対応して配置されるとともに、各々がそれに対応する前記発光素子グループに属する前記複数の発光素子各々から射出される光ビームを前記被走査面に結像する複数の結像レンズとを備え、前記複数の発光素子グループの各々では、前記主走査方向における最上流の発光素子と最下流の発光素子との距離Gxが前記副走査方向における最上流の発光素子と最下流の発光素子との距離Gyよりも大きくなるように、2個以上の前記発光素子を前記主走査方向に並べた発光素子列が前記副走査方向に複数並べられて前記複数の発光素子が2次元配置され、しかも、主走査グループピッチPxが副走査グループピッチPyよりも大きくなるように、2個以上の前記発光素子グループを前記主走査方向に前記主走査グループピッチPxで並べたグループ列が前記副走査方向に前記副走査グループピッチPyで複数並べられて前記複数の発光素子グループが2次元配置されている、画像形成装置である。 The present invention is an image forming apparatus including a developing device and a line head, wherein the toner is used to form an image, the developing device is the developing device, and the line head is substantially orthogonal to the main scanning direction. A light beam is imaged on a surface to be scanned conveyed in the sub-scanning direction to form a spot, each of which corresponds to a plurality of light emitting element groups each having a plurality of light emitting elements and the plurality of light emitting element groups. And a plurality of imaging lenses that each image a light beam emitted from each of the plurality of light emitting elements belonging to the corresponding light emitting element group on the surface to be scanned. In each of the light emitting element groups, the distance Gx between the most upstream light emitting element and the most downstream light emitting element in the main scanning direction is equal to the most upstream light emitting element and the most downstream light emitting element in the sub scanning direction. A plurality of light emitting element arrays in which two or more of the light emitting elements are arranged in the main scanning direction are arranged in the sub scanning direction so that the plurality of light emitting elements are two-dimensionally arranged, A group row in which two or more light emitting element groups are arranged in the main scanning direction at the main scanning group pitch Px so that the main scanning group pitch Px is larger than the sub scanning group pitch Py is arranged in the sub scanning direction. In the image forming apparatus, the plurality of light emitting element groups are two-dimensionally arranged in a plurality at the sub-scanning group pitch Py.
本発明のトナーに含まれる樹脂母粒子の製造方法を詳しく説明する。当該製造方法は以下の工程からなる。
第一工程:着色樹脂溶液調製工程
結着樹脂、ワックス及び着色剤を有機溶剤中に溶解あるいは分散させて着色樹脂溶液を得る工程である。
第二工程:乳化工程
着色樹脂溶液に塩基性化合物、水を順次添加して、水性媒体中に着色樹脂溶液を乳化させる工程である。
第三工程:合一工程
調製した乳化懸濁液に電解質水溶液を添加し、当該乳化懸濁液中の分散質を合一させることにより着色樹脂微粒子を生成させて粒子形成を行う操作を少なくとも1回行う工程である。
第四工程:分離・乾燥工程
減圧下で有機溶剤を除去した後に、樹脂母粒子を水性媒体中から分離、洗浄し、乾燥させて樹脂母粒子とする工程である。
A method for producing resin base particles contained in the toner of the present invention will be described in detail. The manufacturing method includes the following steps.
First step: Colored resin solution preparation step In this step, the binder resin, wax and colorant are dissolved or dispersed in an organic solvent to obtain a colored resin solution.
Second step: emulsification step In this step, a basic compound and water are sequentially added to the colored resin solution to emulsify the colored resin solution in the aqueous medium.
Third step: coalescence step At least one operation of forming colored resin fine particles by adding an aqueous electrolyte solution to the prepared emulsion suspension and coalescing the dispersoid in the emulsion suspension to form particles. It is a process to be performed.
Fourth Step: Separation / Drying Step In this step, after removing the organic solvent under reduced pressure, the resin mother particles are separated from the aqueous medium, washed and dried to obtain resin mother particles.
まず、第一工程である着色樹脂溶液調製工程について詳しく説明する。着色樹脂溶液調製工程では、最初に有機溶剤中に結着樹脂、ワックス及び着色剤を投入して溶解あるいは分散させる。
結着樹脂、ワックス及び着色剤は、好ましくは、高速攪拌機により有機溶剤中に溶解あるいは分散される。その際、着色剤を予備分散したマスター混練チップを用い得る。ワックスを予備分散したマスター混練チップ、又は、メディアを用いて湿式分散によりトナー粒径以下に微分散されたワックスマスター溶液も用い得る。
First, the colored resin solution preparation step, which is the first step, will be described in detail. In the colored resin solution preparation step, first, a binder resin, a wax and a colorant are introduced into an organic solvent and dissolved or dispersed.
The binder resin, wax, and colorant are preferably dissolved or dispersed in the organic solvent by a high-speed stirrer. At that time, a master kneading chip in which a colorant is predispersed can be used. A master kneading chip in which wax is pre-dispersed, or a wax master solution finely dispersed below the toner particle size by wet dispersion using media can also be used.
着色樹脂溶液調製工程では、デスパー(アサダ鉄工所(株)製)、T.K.ホモミクサー(プライミクス(株)製)などの高速攪拌機が使用できる。この時の好ましい翼先端速度は4〜30m/sであり、より好ましい翼先端速度は8〜25m/sである。上記高速攪拌機を用いることで、結着樹脂の有機溶剤への溶解を効率よく行えると共に、着色剤の結着樹脂溶液中での均一微分散を達成できる。すなわち、予め微分散された着色剤の状態を高速攪拌することで、結着樹脂溶液中においても保持することができる。
翼先端速度が4m/sより低いと、結着樹脂溶液中での着色剤の微分散が不十分となる。一方、30m/sより高いと剪断による発熱が大きくなり、溶剤の揮発と相まって均一攪拌が困難となる。また、溶解あるいは分散する場合の好ましい温度は20〜60℃の範囲であり、より好ましい温度は30〜50℃の範囲である。
In the colored resin solution preparation step, Desper (manufactured by Asada Iron Works Co., Ltd.), T.M. K. A high-speed stirrer such as a homomixer (manufactured by PRIMIX Corporation) can be used. A preferred blade tip speed at this time is 4 to 30 m / s, and a more preferred blade tip speed is 8 to 25 m / s. By using the high-speed stirrer, the binder resin can be efficiently dissolved in the organic solvent, and uniform fine dispersion of the colorant in the binder resin solution can be achieved. That is, the state of the colorant finely dispersed in advance can be maintained in the binder resin solution by stirring at high speed.
When the blade tip speed is lower than 4 m / s, fine dispersion of the colorant in the binder resin solution becomes insufficient. On the other hand, when it is higher than 30 m / s, heat generation due to shearing becomes large, and it becomes difficult to uniformly stir together with volatilization of the solvent. Moreover, the preferable temperature in the case of melt | dissolving or disperse | distributing is the range of 20-60 degreeC, and a more preferable temperature is the range of 30-50 degreeC.
有機溶剤の25℃における水に対する溶解度の好ましい範囲は0.1〜30質量%であり、より好ましい範囲は0.1〜25質量%である。有機溶剤の常圧における沸点は、水の沸点よりも低い。これらの条件を満たす有機溶剤の具体例は、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトンのようなケトン類、酢酸エチル、酢酸イソプロピルのようなエステル類である。2種以上の有機溶剤を混合して用いることもできるが、溶剤回収の点から、好ましくは、一種類の有機溶剤が単独で使用される。また、結着樹脂を溶解し、後工程で脱溶剤しやすい低沸点の有機溶剤が好ましく使用される。 A preferable range of the solubility of the organic solvent in water at 25 ° C. is 0.1 to 30% by mass, and a more preferable range is 0.1 to 25% by mass. The boiling point of organic solvents at normal pressure is lower than the boiling point of water. Specific examples of the organic solvent satisfying these conditions are ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isopropyl ketone, and esters such as ethyl acetate and isopropyl acetate. Two or more organic solvents can be mixed and used, but from the viewpoint of solvent recovery, one kind of organic solvent is preferably used alone. In addition, a low boiling point organic solvent that dissolves the binder resin and easily removes the solvent in a subsequent process is preferably used.
有機溶剤中に、結着樹脂、着色剤及びワックスと共に、乳化剤を投入し得る。
合一工程において乳化剤が機能するためには、後から添加する電解質の存在下においても分散安定性を保持できる特性が必要である。そのような特性を有する乳化剤の具体例は、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オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、各種プルロニック系などのノニオン型乳化剤;アルキル硫酸エステル塩型、アルキルスルホン酸塩型のアニオン型乳化剤;第四級アンモニウム塩型のカチオン型乳化剤;アルキルベンゼンスルホン酸塩型乳化剤、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸型乳化剤である。
上述した乳化剤は単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。すなわち、本発明のトナーに含まれる樹脂母粒子の製造方法では、乳化剤の存在下に電解質を添加することで、不均一な合一を防止することが可能となる。これにより、好ましい粒度分布が得られる。
使用する乳化剤の好ましい量は、固形分含有量に対し0.1〜3.0質量%であり、より好ましい量は0.3〜2.0質量%であり、特に好ましい量は0.3〜1.5質量%である。使用する乳化剤の量が固形分含有量に対し0.1質量%より少ないと、目的とする粗大粒子発生に対する防止効果が得られない。また、使用する乳化剤の量が固形分含有量に対し3.0質量%より多いと、電解質の量が増加しても乳化懸濁液中の分散質の合一が十分に進行せず、所定粒径の粒子が得られなくなり、結果として、微粒子が残存して収率が低下する。
An emulsifier may be added to the organic solvent together with the binder resin, the colorant and the wax.
In order for the emulsifier to function in the coalescing step, it is necessary to have a characteristic capable of maintaining dispersion stability even in the presence of an electrolyte added later. Specific examples of emulsifiers having such properties include polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene Nonionic emulsifiers such as oxyethylene sorbitan fatty acid esters and various pluronics; alkyl sulfate ester type, alkyl sulfonate type anionic emulsifiers; quaternary ammonium salt type cationic emulsifiers; alkyl benzene sulfonate type emulsifiers, direct It is a chain alkylbenzene sulfonic acid type emulsifier.
The above-mentioned emulsifiers may be used alone or in combination of two or more. That is, in the method for producing resin mother particles contained in the toner of the present invention, it is possible to prevent non-uniform coalescence by adding an electrolyte in the presence of an emulsifier. Thereby, a preferable particle size distribution is obtained.
A preferable amount of the emulsifier to be used is 0.1 to 3.0% by mass with respect to the solid content, a more preferable amount is 0.3 to 2.0% by mass, and a particularly preferable amount is 0.3 to 1.5% by mass. When the amount of the emulsifier to be used is less than 0.1% by mass with respect to the solid content, the desired effect of preventing the generation of coarse particles cannot be obtained. Further, when the amount of the emulsifier used is more than 3.0% by mass with respect to the solid content, the coalescence of the dispersoid in the emulsified suspension does not sufficiently proceed even if the amount of the electrolyte is increased, and the predetermined amount. As a result, fine particles remain and the yield decreases.
次いで、第二工程の乳化工程において、着色樹脂溶液に塩基性化合物、水を順次添加して、水性媒体中に着色樹脂溶液を乳化させる。好ましくは、塩基性化合物によって結着樹脂のカルボキシル基が中和されている着色樹脂溶液に水を徐々に添加する。カルボキシル基が中和されることで結着樹脂の親水性が向上し、水と結着樹脂の親和性が向上する。
添加された水は結着樹脂のカルボキシル基部分に水和され、攪拌効果と相まって結着樹脂が溶解あるいは微細に分散される。一方、結着樹脂は水性媒体に介在して酸−塩基相互作用が強まり、水の添加に伴って着色樹脂溶液を含む系の粘度が上昇する。一定量の水を添加すると粘度が低下していく点があり、いわゆる転相点と称する。この直前まで粘度が上昇し、粘度が最大値に達する。粘度上昇は、塩基性化合物の添加量と相関があり、添加量が増加するほど粘度上昇も大きくなる。
Next, in the emulsification step of the second step, a basic compound and water are sequentially added to the colored resin solution to emulsify the colored resin solution in the aqueous medium. Preferably, water is gradually added to the colored resin solution in which the carboxyl group of the binder resin is neutralized with a basic compound. By neutralizing the carboxyl group, the hydrophilicity of the binder resin is improved, and the affinity between water and the binder resin is improved.
The added water is hydrated to the carboxyl group portion of the binder resin, and the binder resin is dissolved or finely dispersed in combination with the stirring effect. On the other hand, the binder resin intervenes in the aqueous medium and the acid-base interaction becomes stronger, and the viscosity of the system containing the colored resin solution increases with the addition of water. When a certain amount of water is added, there is a point that the viscosity decreases, which is called a so-called phase inversion point. The viscosity increases until just before this, and the viscosity reaches the maximum value. The increase in viscosity correlates with the addition amount of the basic compound, and the increase in viscosity increases as the addition amount increases.
一方、塩基性化合物の量は、第二工程の乳化工程のみならず、後述する第三工程の合一工程における着色樹脂微粒子生成時の均一性及び速度にも影響を及ぼす。塩基性化合物の好ましい添加量は、結着樹脂のカルボキシル基に対して1〜3当量の範囲であり、塩基性化合物の更に好ましい添加量は、1〜2当量の範囲である。結着樹脂のカルボキシル基の全部を中和するために要する量よりも過剰に塩基性化合物を添加することにより、合一工程において異形の粒子が生成することを防止することができ、また、樹脂母粒子の粒度分布を狭い範囲とすることができる。 On the other hand, the amount of the basic compound affects not only the emulsification step of the second step but also the uniformity and speed at the time of producing colored resin fine particles in the coalescence step of the third step described later. The preferred addition amount of the basic compound is in the range of 1 to 3 equivalents relative to the carboxyl group of the binder resin, and the more preferred addition amount of the basic compound is in the range of 1 to 2 equivalents. By adding the basic compound in excess of the amount required to neutralize all of the carboxyl groups of the binder resin, it is possible to prevent the formation of irregularly shaped particles in the coalescence process, and the resin The particle size distribution of the mother particles can be made narrow.
乳化工程終了後の有機溶剤の有機溶剤と水の合計量に対する好ましい比率は20〜35質量%の範囲であり、より好ましい比率は20〜30質量%の範囲である。上述したように、転相点までの水の量は、着色樹脂溶液調製工程における有機溶剤量が少ないほど減少し、塩基性化合物の量が多いほど増加する。転相点では、乳化懸濁液の粘度が高いこともあり、着色樹脂溶液が完全に水性媒体中に微分散していない場合もあるため、好ましくは、更に水を添加する。水の好ましい添加量は、転相点までに添加した水の量と転相点までに使用した水の合計の50〜80質量%の範囲である。 The preferable ratio with respect to the total amount of the organic solvent and water of the organic solvent after the completion of the emulsification step is in the range of 20 to 35% by mass, and the more preferable ratio is in the range of 20 to 30% by mass. As described above, the amount of water up to the phase inversion point decreases as the amount of organic solvent in the colored resin solution preparation step decreases, and increases as the amount of basic compound increases. At the phase inversion point, the viscosity of the emulsified suspension may be high, and the colored resin solution may not be completely finely dispersed in the aqueous medium. Therefore, more water is preferably added. A preferable amount of water added is in the range of 50 to 80% by mass of the amount of water added up to the phase inversion point and the total amount of water used up to the phase inversion point.
本発明で用いられる結着樹脂は特に限定されない。好ましい結着樹脂は、酸価が3〜30KOHmg/gのポリエステル樹脂であり、より好ましい結着樹脂は、酸価が5〜20KOHmg/gのポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂の酸価が3未満であると、樹脂母粒子を製造することができない。一方、ポリエステル樹脂の酸価が30より大きいと、トナー使用環境下における帯電量が安定しない。酸価が3〜30KOHmg/gであるポリエステル樹脂は、カルボキシル基が塩基性化合物により中和されることによりアニオン型となる。その結果、樹脂の親水性が増加し安定に溶解あるいは分散させることができる。 The binder resin used in the present invention is not particularly limited. A preferred binder resin is a polyester resin having an acid value of 3 to 30 KOHmg / g, and a more preferred binder resin is a polyester resin having an acid value of 5 to 20 KOHmg / g. If the acid value of the polyester resin is less than 3, resin mother particles cannot be produced. On the other hand, if the acid value of the polyester resin is greater than 30, the charge amount under the toner use environment is not stable. The polyester resin having an acid value of 3 to 30 KOHmg / g becomes an anionic type by neutralizing the carboxyl group with a basic compound. As a result, the hydrophilicity of the resin increases and can be dissolved or dispersed stably.
中和用塩基性化合物の具体例は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどの無機塩基、ジエチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルアミンなどの有機塩基である。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどの無機塩基の水溶液が、特に好ましい塩基性化合物である。 Specific examples of the basic compound for neutralization are inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia, and organic bases such as diethylamine, triethylamine and isopropylamine. An aqueous solution of an inorganic base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or ammonia is a particularly preferred basic compound.
上記した方法で製造した乳化懸濁液は、着色樹脂溶液が水性媒体中に乳化した状態で存在する。その状態は、有機溶剤の種類、使用量、結着樹脂の酸価、塩基性化合物の使用量、攪拌条件等で異なるが、好ましくは、樹脂油滴、ワックス分散質、着色剤分散質等の分散質が粒径1μm未満の油滴として乳化している状態である。このような状態であれば、乳化懸濁液の安定性、後の工程における合一の安定性、着色樹脂微粒子の粒度分布等が良好になる。 The emulsified suspension produced by the above-described method exists in a state where the colored resin solution is emulsified in an aqueous medium. The state varies depending on the type of organic solvent, the amount used, the acid value of the binder resin, the amount used of the basic compound, the stirring conditions, etc., but preferably such as resin oil droplets, wax dispersoids, colorant dispersoids, etc. The dispersoid is emulsified as oil droplets having a particle size of less than 1 μm. In such a state, the stability of the emulsified suspension, the unitary stability in the subsequent steps, the particle size distribution of the colored resin fine particles, and the like are improved.
次に、第三工程である合一工程について説明する。電解質を添加することにより、着色樹脂微粒子が塩析又は不安定化され、着色樹脂微粒子同士が一体化されることにより合一が進行し、合一粒子が製造される。
ここで用いられる電解質の具体例は、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、リン酸ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、酢酸ナトリウム等の水溶性塩である。電解質は、1種類の水溶性塩又は2種類以上の水溶性塩の混合物からなる。特に、硫酸ナトリウムや硫酸アンモニウムのごとき1価のカチオンの硫酸塩が均一な合一を進める上で好ましい電解質である。
Next, the unification process which is the 3rd process is explained. By adding the electrolyte, the colored resin fine particles are salted out or destabilized, and the colored resin fine particles are integrated with each other, so that the coalescence progresses to produce the coalesced particles.
Specific examples of the electrolyte used here are water-soluble salts such as sodium sulfate, ammonium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, sodium phosphate, sodium dihydrogen phosphate, sodium chloride, potassium chloride, ammonium chloride, calcium chloride, sodium acetate and the like. It is. The electrolyte is composed of one type of water-soluble salt or a mixture of two or more types of water-soluble salts. In particular, a monovalent cation sulfate such as sodium sulfate or ammonium sulfate is a preferable electrolyte for promoting uniform coalescence.
また、得られる着色樹脂微粒子は溶剤によって膨潤しており、電解質を添加することによって粒子の水和状態が不安定な状態となっているため、好ましくは、着色樹脂微粒子の分裂が起きずに合一のみが進行するような低剪断力下で合一を進行させる。 In addition, since the colored resin fine particles obtained are swollen by a solvent and the hydration state of the particles is unstable due to the addition of an electrolyte, it is preferable that the colored resin fine particles are not broken up. The coalescence proceeds under a low shear force where only one proceeds.
均一な合一を進める上では、合一時の攪拌条件が重要である。攪拌翼の具体例は、アンカー翼、タービン翼、ファウドラー翼、フルゾーン翼、マックスブレンド翼(登録商標、住友重機械工業(株)製)、半月翼である。特に好ましい攪拌翼は、マックスブレンド翼やフルゾーン翼のような低回転であっても均一混合性が優れる大型翼である。 In order to promote uniform coalescence, the agitation conditions for coalescence are important. Specific examples of the stirring blade are an anchor blade, a turbine blade, a fiddler blade, a full zone blade, a max blend blade (registered trademark, manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.), and a half moon blade. Particularly preferred stirring blades are large blades that are excellent in uniform mixing properties even at low rotations, such as Max Blend blades and full zone blades.
均一な合一体を生成させるための攪拌翼の好ましい周速は0.2〜10m/sであり、より好ましい周速は0.2〜8m/sであり、更に好ましい周速は0.2〜6m/sである。攪拌翼の周速が10m/sよりも大きいと、微粒子が残存する。一方、周速が0.2m/sより小さいと、攪拌が不均一になり粗大粒子が発生する。上述した条件であれば、着色樹脂微粒子同士の衝突のみにより合一が進行し、着色樹脂微粒子が解離、分散することがない。特に、合一工程では微小粒子の発生が少なく、かつ狭い粒度分布とすることができる。
すなわち、着色樹脂溶液調製工程及び乳化工程では、好ましくは、デスパー等の高速攪拌機により攪拌を行い、合一工程では、好ましくは、マックスブレンド翼等の低速で均一混合可能な大型翼により攪拌を行う。従って、好ましくは、乳化工程で得られた乳化懸濁液を大型翼付属の別の容器に移送して合一工程を実施する。
A preferable peripheral speed of the stirring blade for generating a uniform unity is 0.2 to 10 m / s, a more preferable peripheral speed is 0.2 to 8 m / s, and a more preferable peripheral speed is 0.2 to 6 m / s. If the peripheral speed of the stirring blade is higher than 10 m / s, fine particles remain. On the other hand, if the peripheral speed is less than 0.2 m / s, the stirring is not uniform and coarse particles are generated. Under the above-described conditions, coalescence proceeds only by collision between the colored resin fine particles, and the colored resin fine particles are not dissociated and dispersed. In particular, in the coalescing process, the generation of fine particles is small and a narrow particle size distribution can be obtained.
That is, in the colored resin solution preparation step and the emulsification step, stirring is preferably performed with a high-speed stirrer such as a desper, and in the coalescence step, stirring is preferably performed with a large blade that can be uniformly mixed at a low speed such as a Max blend blade. . Therefore, preferably, the emulsification suspension obtained in the emulsification step is transferred to another container attached to the large blade, and the coalescence step is performed.
また、使用する電解質の好ましい量は、固形分含有量に対し0.5〜15質量%であり、より好ましい量は固形分含有量に対し1〜12質量%であり、更に好ましい量は固形分含有量に対し1〜6質量%である。電解質の量が0.5質量%よりも少ないと、合一が十分に進行しない。15質量%より多いと、後工程の停止水が多量に必要になったり、洗浄、乾燥に時間がかかるなど生産性を低下させる。
また、電解質溶液の好ましい濃度は1〜15質量%であり、より好ましい濃度は3〜10質量%である。当該濃度が1質量%より少ないと、電解質の効果が十分に発揮されず、塩析や合一させるために多量の電解質が必要となり、着色樹脂微粒子が生成できない場合がある。一方、当該濃度が15質量%より高いと、系内にムラが発生しやすく、合一初期の着色樹脂微粒子の生成時に凝集物が発生して、結果的に粗大粒子が発生しやすくなる。
Moreover, the preferable quantity of the electrolyte to be used is 0.5-15 mass% with respect to solid content, and a more preferable quantity is 1-12 mass% with respect to solid content, and a more preferable quantity is solid content. It is 1-6 mass% with respect to content. When the amount of the electrolyte is less than 0.5% by mass, coalescence does not proceed sufficiently. If the amount is more than 15% by mass, a large amount of stop water for the post-process is required, and it takes time for washing and drying, which decreases productivity.
Moreover, the preferable density | concentration of electrolyte solution is 1-15 mass%, and a more preferable density | concentration is 3-10 mass%. When the concentration is less than 1% by mass, the effect of the electrolyte is not sufficiently exhibited, and a large amount of electrolyte is required for salting out and coalescence, and colored resin fine particles may not be generated. On the other hand, when the concentration is higher than 15% by mass, unevenness is likely to occur in the system, and aggregates are generated during the production of colored resin fine particles in the initial stage of coalescence, and as a result, coarse particles are likely to be generated.
合一工程では、電解質水溶液を添加する際には、電解質を均一にすばやく系内に混合するため、好ましくは攪拌速度を上げる。また、合一時の好ましい温度は10〜50℃の範囲であり、より好ましい温度は20〜40℃の範囲であり、特に好ましい温度は20〜35℃の範囲である。当該温度が10℃よりも低いと、合一が進行しにくくなる。また、温度が50℃よりも高いと、合一速度が速くなり、凝集物や粗大粒子が発生しやすくなる。本発明の現像剤に含まれるトナー粒子の製造法では、20〜40℃といった低温の条件で、合一による着色樹脂微粒子の生成が可能である。 In the coalescing step, when the aqueous electrolyte solution is added, the stirring speed is preferably increased in order to uniformly and quickly mix the electrolyte into the system. Moreover, the preferable temperature of a temporary time is the range of 10-50 degreeC, The more preferable temperature is the range of 20-40 degreeC, The especially preferable temperature is the range of 20-35 degreeC. When the temperature is lower than 10 ° C., coalescence is difficult to proceed. On the other hand, when the temperature is higher than 50 ° C., the coalescence speed is increased, and aggregates and coarse particles are easily generated. In the method for producing toner particles contained in the developer of the present invention, colored resin fine particles can be produced by coalescence under a low temperature condition of 20 to 40 ° C.
合一工程では、有機溶剤により膨潤された着色樹脂微粒子が衝突して、微粒子同士が融着することで粒子が成長していく。
また、粒子成長は、一定条件下ではほぼ一定の成長速度を保持するため、時間と粒径からブロットされた粒子成長曲線を作成することで表すことができる。その結果、その曲線より目標粒径の到達時間を推定することができる。また、好ましくは、水を添加することで合一を停止させる。
In the coalescing process, the colored resin fine particles swollen by the organic solvent collide, and the fine particles are fused to grow.
Moreover, since particle growth maintains a substantially constant growth rate under a certain condition, it can be expressed by creating a particle growth curve blotted from time and particle size. As a result, the arrival time of the target particle diameter can be estimated from the curve. Preferably, coalescence is stopped by adding water.
脱溶剤を低温条件下で速やかに行うため、脱溶剤は好ましくは減圧下で行う。脱溶剤に当たっては好ましくは消泡剤が添加される。シリコーン系のエマルジョン形態の消泡剤が好ましく使用される。シリコーン系の消泡剤の具体例は、BY22−517、SH5503、SM5572F、BY28−503(東レ・ダウ・コーニングシリコーン(株)製)、KM75、KM89、KM98、KS604、KS538(信越化学工業(株)製)である。なかでも、物性への影響が少なく、消泡効果が高いBY22−517が好ましく使用される。消泡剤の好ましい添加量は、固形分に対し30〜100ppmである。 In order to remove the solvent quickly under low temperature conditions, the solvent removal is preferably carried out under reduced pressure. In removing the solvent, an antifoaming agent is preferably added. A defoamer in the form of a silicone emulsion is preferably used. Specific examples of silicone-based antifoaming agents include BY22-517, SH5503, SM5572F, BY28-503 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone), KM75, KM89, KM98, KS604, KS538 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) ))). Among these, BY22-517, which has little influence on physical properties and has a high defoaming effect, is preferably used. The preferable addition amount of an antifoamer is 30-100 ppm with respect to solid content.
第四工程である分離・乾燥工程では、着色樹脂微粒子を分離し、次いで、洗浄及び脱水を実施する。水性媒体からの着色樹脂微粒子の分離は、遠心分離器、フィルタープレス、ベルトフィルター等の分離手段で行うことができる。次いで、粒子を乾燥させることにより樹脂母粒子を得る。乾燥機の具体例は、リボコーン型乾燥機((株)大川原製作所)、ナウタミキサー(ホソカワミクロン(株))等の混合真空乾燥機、流動層乾燥装置((株)大川原製作所)、振動流動層乾燥機(中央加工機)等の流動層型乾燥機である。 In the separation / drying step, which is the fourth step, the colored resin fine particles are separated, and then washed and dehydrated. Separation of the colored resin fine particles from the aqueous medium can be performed by a separation means such as a centrifugal separator, a filter press, or a belt filter. Next, the resin mother particles are obtained by drying the particles. Specific examples of dryers include ribocorn dryers (Okawara Seisakusho Co., Ltd.), mixed vacuum dryers such as Nauta Mixer (Hosokawa Micron Corp.), fluidized bed dryer (Okawara Seisakusho Ltd.), vibrating fluidized bed dryer It is a fluidized bed type dryer such as a machine (central processing machine).
上記製造方法により製造される樹脂母粒子は、着色剤やワックスなどの添加剤を結着樹脂に内包している。当該樹脂母粒子を透過型電子顕微鏡で観察すると、着色剤やワックスなどの添加剤が粒子内に内包されてほぼ均一に分散されていることが確認できる。 Resin mother particles produced by the above production method include an additive such as a colorant or wax in a binder resin. When the resin mother particles are observed with a transmission electron microscope, it can be confirmed that additives such as a colorant and wax are encapsulated in the particles and dispersed almost uniformly.
樹脂母粒子同士は、シリコーンオイル又はフッ素オイルの液架橋力により軟凝集し、二次粒子を形成していると考えられる。当該二次粒子は、直径4μm未満の樹脂母粒子の欠点である飛散性及び現像ローラへの搬送困難性を有していない。更に、当該二次粒子は、交流バイアスが用いられる後述される非接触ジャンピング現像装置を構成する現像ローラと感光体の間で往復運動する間に解砕される。従って、本発明のトナーによる画像形成では、直径4μm未満の樹脂母粒子により現像が行われ、印刷画像の解像度は高い。
本発明のトナーに含まれる樹脂母粒子の体積平均粒径(Dv)/個数平均粒径(Dn)は1より大きく1.1未満である。Dv/Dnが1以下又は1.1以上の樹脂母粒子にオイルを添加すると、小粒径トナー粒子が大粒径トナー粒子の間に入り込み、液架橋力によって樹脂母粒子同士が強く凝集し、得られる二次粒子は、非接触ジャンピング現像装置を構成する現像ローラと感光体の間で往復運動する間に解砕されない。
本発明のトナーに含まれる樹脂母粒子の体積平均粒径は2μm以上4μm未満である。粒径が4μm未満の樹脂母粒子から得られるトナーが用いられる画像形成では、印刷画像の解像度と階調性が高いだけでなく、印刷画像を形成するトナー層の厚みが薄く、定着に必要な熱量及びトナー消費量が小さい。直径が2μm未満の樹脂母粒子は、20質量%以上の着色剤を含み、その定着性が低い。
It is considered that the resin base particles are softly agglomerated by the liquid crosslinking force of silicone oil or fluorine oil to form secondary particles. The secondary particles do not have the scattering property and the difficulty of transporting to the developing roller, which are disadvantages of the resin mother particles having a diameter of less than 4 μm. Further, the secondary particles are crushed while reciprocating between a developing roller and a photosensitive member constituting a non-contact jumping developing device to be described later in which an AC bias is used. Therefore, in the image formation with the toner of the present invention, development is performed with resin mother particles having a diameter of less than 4 μm, and the resolution of the printed image is high.
The volume average particle diameter (Dv) / number average particle diameter (Dn) of the resin base particles contained in the toner of the present invention is greater than 1 and less than 1.1. When oil is added to the resin base particles having Dv / Dn of 1 or less or 1.1 or more, the small particle size toner particles enter between the large particle size toner particles, and the resin base particles are strongly aggregated by the liquid crosslinking force, The obtained secondary particles are not crushed while reciprocating between the developing roller and the photoreceptor constituting the non-contact jumping developing device.
The volume average particle size of the resin base particles contained in the toner of the present invention is 2 μm or more and less than 4 μm. In image formation using toner obtained from resin mother particles having a particle size of less than 4 μm, not only the resolution and gradation of the printed image are high, but also the thickness of the toner layer forming the printed image is thin, which is necessary for fixing. Small amount of heat and toner consumption. Resin mother particles having a diameter of less than 2 μm contain 20% by mass or more of a colorant and have a low fixability.
本発明のトナーに含まれるシリコーンオイルの具体例は、ハイドロジェンシリコーンオイル、フェニルシリコーンオイル、アミノシリコーンオイル、エポキシシリコーンオイル、カルボキシシリコーンオイル、ポリエーテルシリコーンオイル、親水性シリコーンオイル、メタクリルシリコーンオイル、メルカプトシリコーンオイル、片末端反応性シリコーンオイル、高級アルコキシシリコーンオイル、アルキルシリコーンオイルである。本発明のトナーに含まれるフッ素オイルの具体例は、パーフルオロポリエーテル、ポリ三フッ化塩化エチレンである。シリコーンオイル又はフッ素オイルの添加量は、樹脂母粒子に対して0.05質量%以上2質量%未満である。シリコーンオイル又はフッ素オイルの添加量が、樹脂母粒子に対して0.05質量%未満では、樹脂母粒子同士が軟凝集せず、樹脂母粒子が凝集した二次粒子が得られない。シリコーンオイル又はフッ素オイルの添加量が、樹脂母粒子に対して2質量%以上では、樹脂母粒子同士が強く凝集し、得られた二次粒子は、非接触ジャンピング現像装置を構成する現像ローラと感光体の間で往復運動する間に解砕されない。 Specific examples of the silicone oil contained in the toner of the present invention include hydrogen silicone oil, phenyl silicone oil, amino silicone oil, epoxy silicone oil, carboxy silicone oil, polyether silicone oil, hydrophilic silicone oil, methacrylic silicone oil, mercapto. Silicone oil, one-end reactive silicone oil, higher alkoxy silicone oil, and alkyl silicone oil. Specific examples of the fluorine oil contained in the toner of the present invention are perfluoropolyether and polytrifluoroethylene chloride. The amount of silicone oil or fluorine oil added is 0.05% by mass or more and less than 2% by mass with respect to the resin base particles. When the addition amount of silicone oil or fluorine oil is less than 0.05% by mass with respect to the resin base particles, the resin base particles are not softly aggregated, and secondary particles in which the resin base particles are aggregated cannot be obtained. When the addition amount of silicone oil or fluorine oil is 2% by mass or more with respect to the resin mother particles, the resin mother particles strongly agglomerate, and the obtained secondary particles are a developing roller constituting a non-contact jumping developing device, It is not crushed while reciprocating between the photoreceptors.
樹脂母粒子の結着樹脂は特に限定されない。好ましい結着樹脂はポリエステル樹脂である。本発明で使用されるポリエステル樹脂は、架橋型ポリエステル樹脂、直鎖型ポリエステル樹脂であり、以下の原料の中から選択される化合物を反応させることによって得られる。
架橋型ポリエステルは、好ましくは、2価塩基酸またはその誘導体と、2価アルコールと、架橋剤として多価化合物とを反応させることによって製造される。架橋型ポリエステルは、特に好ましくは、2価塩基酸またはその誘導体と、2価脂肪族多価アルコールと、架橋剤として多価エポキシ化合物とを反応させることによって製造される。
また、直鎖型ポリエステル樹脂は、2価塩基酸類と2価アルコールとを反応させて製造される。
The binder resin of the resin mother particles is not particularly limited. A preferred binder resin is a polyester resin. The polyester resin used in the present invention is a cross-linked polyester resin or a linear polyester resin, and is obtained by reacting a compound selected from the following raw materials.
The cross-linked polyester is preferably produced by reacting a divalent basic acid or a derivative thereof, a divalent alcohol, and a polyvalent compound as a cross-linking agent. The cross-linked polyester is particularly preferably produced by reacting a divalent basic acid or a derivative thereof, a divalent aliphatic polyhydric alcohol, and a polyvalent epoxy compound as a cross-linking agent.
The linear polyester resin is produced by reacting a divalent basic acid with a dihydric alcohol.
架橋型ポリエステル樹脂と直鎖型ポリエステル樹脂とを製造する際に使用する2価塩基酸類の具体例は、無水フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、アジピン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、これらの誘導体である。 Specific examples of the divalent basic acids used for producing the crosslinked polyester resin and the linear polyester resin include phthalic anhydride, terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, adipic acid, maleic acid, maleic anhydride, Fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, malonic acid, glutaric acid, azelaic acid, sebacic acid, and derivatives thereof.
また、2価脂肪族アルコール成分の具体例は、1,4−シクロヘキサンジメタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキサイドープロピレンオキサイドランダム共重合体ジオール、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイドブロック共重合体ジオール、エチレンオキサイド−テトラハイドロフラン共重合体ジオール、ポリカプロカクトンジオールである。 Specific examples of the divalent aliphatic alcohol component include 1,4-cyclohexanedimethanol, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, neopentyl glycol, butanediol, and pentanediol. Hexanediol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, ethylene oxide-propylene oxide random copolymer diol, ethylene oxide-propylene oxide block copolymer diol, ethylene oxide-tetrahydrofuran copolymer diol, polycaprocactone diol .
脂肪族アルコールを用いて製造されたポリエステル樹脂は、ワックス類との相溶性が良好であり、当該ポリエステル樹脂を結着樹脂とする樹脂母粒子を含む現像剤の耐オフセット性は高い。また、ポリエステル主鎖を軟質化することにより低温での定着性が改善される。架橋型ポリエステル樹脂を製造する際には、架橋剤として多価エポキシ化合物を使用する。多価エポキシ化合物の具体例は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、N,N−ジグリシジルアニリングリセリントリグリシジルエステル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、テトラキス1,1,2,2 (P−ヒドロキシフェニル)エタンテトラグリシジルエーテル、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ基を有するビニル化合物の重合体、エポキシ化レゾルシノール−アセトン縮合物、部分エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ基を有するビニル化合物の重合体、半乾性又は乾性脂肪酸エステルエポキシ化合物である。上記の化合物の中でも、より好適な多価エポキシ化合物は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリセリン・トリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテルである。
A polyester resin produced using an aliphatic alcohol has good compatibility with waxes, and a developer containing resin mother particles having the polyester resin as a binder resin has high offset resistance. Moreover, fixing property at low temperature is improved by softening the polyester main chain. When producing a crosslinked polyester resin, a polyvalent epoxy compound is used as a crosslinking agent. Specific examples of the polyvalent epoxy compound include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, ethylene glycol diglycidyl ether, hydroquinone diglycidyl ether, N, N-diglycidyl aniline lysine triglycidyl ester, Trimethylolpropane triglycidyl ether, trimethylolethane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether,
ビスフェノールA型エポキシ樹脂の具体例は、大日本インキ化学工業(株〉製エピクロン850、エピクロン1050、エピクロン2055、エピクロン3050である。ビスフェノールF型エポキシ樹脂の具体例は、大日本インキ化学工業(株)製エピクロン830、エピクロン520である。オルソクレゾールノボラツグ型エポキシ樹脂の具体例は、大日本インキ化学工業(株)製エピクロンN−660、N−665、N−667、N−670、N−673、N−680、N−690、N−695である。フェノールノボラシク型エポキシ樹脂の具体例は、大日本インキ化学工業(株)製エピクロンN−740、N−770、N−775、N−865である。エポキシ基を有するビニル化合物の重合体の具体例は、グリシジル(メタ)アタリレートのホモポリマー、グリシジル(メタ)アタリレート−アクリル共重合体、グリシジル(メタ)アタリレート−スチレン共重合体である。 Specific examples of the bisphenol A type epoxy resin are Daikoku Ink Chemical Co., Ltd. Epicron 850, Epicron 1050, Epicron 2055, and Epicron 3050. Specific examples of the bisphenol F type epoxy resin are Dainippon Ink and Chemicals, Inc. ) Epicron 830 and Epicron 520. Specific examples of the orthocresol novolac type epoxy resin include Epicron N-660, N-665, N-667, N-670, N, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. -673, N-680, N-690, N-695 Specific examples of phenol novolac type epoxy resins include Epicron N-740, N-770, N-775 manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. A specific example of a polymer of a vinyl compound having an epoxy group is glycidyl (meth) acrylate. Homopolymer, glycidyl (meth) acrylate / acrylic copolymer, glycidyl (meth) acrylate / styrene copolymer.
また、上述した多価エポキシ化合物の2種以上を併用して用い得る。さらに、樹脂の変性剤として、以下に記載するモノエポキシ化合物を併せて用い得る。同時に使用することができるモノエポキシ化合物の具体例は、フェニルグリシジルエーテル、アルキルフェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエステル、アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物のグリシジルエーテル、α−オレフィンオキサイド、モノエポキシ脂肪酸アルキルエステルである。
これらのモノエポキシ化合物を併用することにより、本発明の現像剤の定着性、高温での耐オフセット性が向上する。これらの中でも、特に好適なものエポキシ化合物は、アルキルグリシジルエステルである。アルキルグリシジルエステルの具体例は、カージュラE (シェル ケミカルズ ジャパン(株)製ネオデカン酸グリシジルエステル)である。
Also, two or more of the polyvalent epoxy compounds described above can be used in combination. Furthermore, the following monoepoxy compounds may be used as a resin modifier. Specific examples of monoepoxy compounds that can be used at the same time include phenyl glycidyl ether, alkylphenyl glycidyl ether, alkyl glycidyl ether, alkyl glycidyl ester, glycidyl ether of alkylphenol alkylene oxide adduct, α-olefin oxide, monoepoxy fatty acid alkyl ester It is.
By using these monoepoxy compounds in combination, the fixability of the developer of the present invention and the offset resistance at high temperatures are improved. Among these, particularly preferred epoxy compounds are alkyl glycidyl esters. A specific example of the alkyl glycidyl ester is Cardura E (neodecanoic acid glycidyl ester manufactured by Shell Chemicals Japan Co., Ltd.).
架橋型ポリエステル樹脂と直鎖型ポリエステル樹脂は、上述した原料成分を用いて、触媒の存在下で脱水縮合反応あるいはエステル交換反応を行うことにより得られる。反応温度及び反応時間は、特に限定されないが、通常150〜300℃で2〜24時間である。
上記反応を行う際の触媒の具体例は、テトラブチルチタネート、酸化亜鉛、酸化第一錫、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジラウレート、パラトルエンスルホン酸である。
The cross-linked polyester resin and the linear polyester resin can be obtained by performing a dehydration condensation reaction or a transesterification reaction in the presence of a catalyst using the raw material components described above. Although reaction temperature and reaction time are not specifically limited, Usually, it is 2 to 24 hours at 150-300 degreeC.
Specific examples of the catalyst for carrying out the above reaction are tetrabutyl titanate, zinc oxide, stannous oxide, dibutyltin oxide, dibutyltin dilaurate, and paratoluenesulfonic acid.
架橋型ポリエステル樹脂と直鎖型ポリエステル樹脂の混合物が使用される場合、その混合比は特に限定されない。好ましい混合比は、(架橋型ポリエステル樹脂の質量)/(直鎖型ポリエステル樹脂の質量)=5/95〜60/40であり、より好ましい混合比は、10/90〜40/60であり、特に好ましい混合比は、20/80〜40/60である。架橋型ポリエステル樹脂の比率が5質量%よりも少ないと、本発明の現像剤の耐ホットオフセット性、トナー粒子の合一速度、ワックスや着色剤などの添加剤の樹脂母粒子への分散性が低下する。また、架橋型ポリエステル樹脂の比率が60質量%よりも多いと、樹脂母粒子の溶融粘度(T1/2温度)が上昇し、樹脂母粒子の低温定着性が低下する。 When a mixture of a cross-linked polyester resin and a linear polyester resin is used, the mixing ratio is not particularly limited. A preferable mixing ratio is (mass of cross-linked polyester resin) / (mass of linear polyester resin) = 5/95 to 60/40, and a more preferable mixing ratio is 10/90 to 40/60, A particularly preferable mixing ratio is 20/80 to 40/60. When the ratio of the cross-linked polyester resin is less than 5% by mass, the hot offset resistance of the developer of the present invention, the coalescence rate of toner particles, and the dispersibility of additives such as wax and colorant in the resin base particles are increased. descend. On the other hand, when the ratio of the cross-linked polyester resin is more than 60% by mass, the melt viscosity (T1 / 2 temperature) of the resin base particles increases and the low-temperature fixability of the resin base particles decreases.
架橋型ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は特に限定されない。好ましいTgは40〜85℃であり、特に好ましいTgは60〜80℃である。架橋型ポリエステル樹脂のTgが40℃より低いと、樹脂母粒子が保存、運搬、あるいは現像装置内部で高温下に晒された場合にブロッキング現象(熱凝集)を生じやすい。また、架橋型ポリエステル樹脂のTgが85℃より高いと、樹脂母粒子の低温定着性が低下する。 The glass transition temperature (Tg) of the cross-linked polyester resin is not particularly limited. Preferable Tg is 40 to 85 ° C, and particularly preferable Tg is 60 to 80 ° C. When the Tg of the cross-linked polyester resin is lower than 40 ° C., a blocking phenomenon (thermal aggregation) tends to occur when the resin mother particles are stored, transported, or exposed to a high temperature inside the developing device. On the other hand, when the Tg of the cross-linked polyester resin is higher than 85 ° C., the low-temperature fixability of the resin mother particles is lowered.
直鎖型ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は特に限定されない。好ましいTgは35〜70℃であり、特に好ましいTgは50〜65℃である。直鎖型ポリエステル樹脂のTgが35℃より低いと、樹脂母粒子が保存、運搬、あるいは現像装置内部で高温下に晒された場合にブロッキング現象(熱凝集)が生じやすい。また、直鎖型ポリエステル樹脂のTgが70℃より高いと、樹脂母粒子の低温定着性が低下する。 The glass transition temperature (Tg) of the linear polyester resin is not particularly limited. Preferable Tg is 35 to 70 ° C, and particularly preferable Tg is 50 to 65 ° C. When the Tg of the linear polyester resin is lower than 35 ° C., a blocking phenomenon (thermal aggregation) tends to occur when the resin mother particles are stored, transported, or exposed to a high temperature inside the developing device. On the other hand, when the Tg of the linear polyester resin is higher than 70 ° C., the low-temperature fixability of the resin mother particles is lowered.
架橋型ポリエステル樹脂の軟化点は特に限定されない。好ましい軟化点は150℃以上であり、より好ましい軟化点は150℃〜220℃であり、特に好ましい軟化点は170℃〜190℃である。架橋型ポリエステル樹脂の軟化点が150℃未満の場合、樹脂母粒子の凝集が生じやすくなり、保存時や印字の際にトラブルが起こりやすくなる。架橋型ポリエステル樹脂の軟化点が220℃を越える場合、樹脂母粒子の定着性が低くなる。 The softening point of the cross-linked polyester resin is not particularly limited. A preferred softening point is 150 ° C. or higher, a more preferred softening point is 150 ° C. to 220 ° C., and a particularly preferred softening point is 170 ° C. to 190 ° C. When the softening point of the cross-linked polyester resin is less than 150 ° C., the resin mother particles tend to aggregate, and troubles are likely to occur during storage and printing. When the softening point of the cross-linked polyester resin exceeds 220 ° C., the fixability of the resin mother particles is lowered.
直鎖型ポリエスデル樹脂の軟化点は特に限定されない。好ましい軟化点は90℃以上であり、より好ましい軟化点は90℃〜130℃であり、特に好ましい軟化点は90℃〜110℃である。直鎖型ポリエスデル樹脂の軟化点が90℃未満の場合、直鎖型ポリエスデル樹脂のガラス転移温度が低下し、樹脂母粒子の凝集が生じやすくなり、保存時や印字の際にトラブルが起こりやすくなる。直鎖型ポリエスデル樹脂の軟化点が130℃を越える場合、樹脂母粒子の定着性が低くなる。 The softening point of the linear polyester resin is not particularly limited. The preferred softening point is 90 ° C or higher, the more preferred softening point is 90 ° C to 130 ° C, and the particularly preferred softening point is 90 ° C to 110 ° C. When the softening point of the linear polyester resin is less than 90 ° C., the glass transition temperature of the linear polyester resin decreases, the resin mother particles tend to aggregate, and troubles occur during storage and printing. . When the softening point of the linear polyester resin exceeds 130 ° C., the fixing property of the resin base particles is lowered.
ポリエステル樹脂の軟化点は、定荷重押出し形細管式レオメータ(島津製作所製フローテスタCFT−500)を用いて測定されるT1/2温度である。測定は、ピストン断面積1cm2、シリンダ圧力0.98MPa、ダイ長さ1mm、ダイ穴径1mm、測定開始温度50℃、昇温速度6℃/min、試料質量1.5gの条件下で行う。
また、ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)の測定は、DSC(島津製作所製DSC−60A)を用いて測定される。アルミ製クリンプセルに試料20mgを入れ、昇温速度10℃/minで180℃まで昇温、180℃から降温速度10℃/minで常温まで冷却し、再度昇温速度10℃/minで180℃まで昇温、セカンドランの値をTgとする。
The softening point of the polyester resin is a T1 / 2 temperature measured using a constant load extrusion type capillary rheometer (Flow Tester CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation). The measurement is performed under the conditions of a piston cross-sectional area of 1 cm 2 , a cylinder pressure of 0.98 MPa, a die length of 1 mm, a die hole diameter of 1 mm, a measurement start temperature of 50 ° C., a temperature increase rate of 6 ° C./min, and a sample mass of 1.5 g.
Moreover, the measurement of the glass transition temperature (Tg) of a polyester resin is measured using DSC (Shimadzu DSC-60A). 20 mg of sample is put in an aluminum crimp cell, heated to 180 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, cooled to room temperature at a cooling rate of 10 ° C./min from 180 ° C., and again to 180 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min The temperature rise and the second run value are Tg.
着色樹脂溶液は帯電制御剤を混合して調製され得る。また、本発明のトナーには、シリカと、樹脂母粒子に対して0.3質量%以上1質量%以下の酸化チタンが外添剤として添加される。シリコーンオイル及びフッ素オイルは負に過帯電しやすい性質を有するが、酸化チタンは、シリコーンオイル又はフッ素オイルの過帯電を抑制し、トナーの帯電性を安定させる。更に、シリコーンオイル又はフッ素オイルの潤滑効果及び摩耗低減効果と、酸化チタンの帯電安定効果が相乗し、本発明のトナーが使用される画像形成は安定性及び耐久性が高い。特に、紡錘形状で20〜100nmの長軸径を持つルチルアナターゼ型酸化チタンはトナーに埋没しにくく、トナーの帯電性を長期間安定させる。
本発明のトナーは、樹脂母粒子に対して10〜20質量%の顔料を含有している。トナーに含有される顔料の含有量は、顔料毎に異なるから、耐電の色間差が顕著になり、フルカラー印字制御が困難になると懸念される。しかしながら、本発明のトナーの表面に顔料は、シリコーンオイル又はフッ素オイルと酸化チタンにより被覆されるから、色間差は大幅に低減される。
The colored resin solution can be prepared by mixing a charge control agent. In the toner of the present invention, silica and titanium oxide in an amount of 0.3% by mass to 1% by mass with respect to the resin base particles are added as external additives. Silicone oil and fluorine oil tend to be negatively overcharged, but titanium oxide suppresses overcharge of silicone oil or fluorine oil and stabilizes the chargeability of the toner. Furthermore, the lubricating effect and wear reduction effect of silicone oil or fluorine oil and the charging stability effect of titanium oxide are synergistic, and image formation using the toner of the present invention has high stability and durability. In particular, rutile-anatase type titanium oxide having a spindle shape and a long axis diameter of 20 to 100 nm is difficult to be embedded in the toner, and stabilizes the charging property of the toner for a long period of time.
The toner of the present invention contains 10 to 20% by mass of pigment based on the resin base particles. Since the content of the pigment contained in the toner varies from one pigment to another, there is a concern that the difference between colors in electrical resistance becomes remarkable and it becomes difficult to control full color printing. However, since the pigment is coated on the surface of the toner of the present invention with silicone oil or fluorine oil and titanium oxide, the color difference is greatly reduced.
次に、本発明の現像装置及び画像形成装置を説明する。図1は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示している。当該画像形成装置は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y)の4色のトナーを重ね合わせてカラー画像を形成するカラーモードと、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成するモノクロモードとを選択的に実行し得る。図1は、カラーモード実行時に対応する図面である。 Next, the developing device and the image forming apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 shows an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The image forming apparatus includes a color mode in which four color toners of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) are superimposed to form a color image, and black (K) toner only. And a monochrome mode for forming a monochrome image can be selectively executed. FIG. 1 is a diagram corresponding to the execution of the color mode.
画像形成ユニット2は、複数の異なる色の画像を形成する4個の画像形成ステーションY(イエロー用)、M(マゼンダ用)、C(シアン用)、K(ブラック用)を備えている。また、各画像形成ステーションY,M,C,Kには、それぞれの色のトナー像がその表面に形成される感光体21が設けられている。各感光体21は、それぞれ専用の駆動モータに接続され図中矢印の方向に所定速度で回転駆動される。これにより感光体21の表面が副走査方向に搬送されることとなる。また、感光体21の周囲には、回転方向に沿って帯電部23、ラインヘッド29、現像部25および感光体クリーナ27が配設されている。カラーモード実行時は、全ての画像形成ステーションY,M,C,Kで形成されたトナー像を転写ベルト8に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、モノクロモード実行時は、画像形成ステーションKで形成されたトナー像のみを用いてモノクロ画像を形成する。なお、図1において、画像形成ユニット2の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上一部の画像形成ステーションのみに符号をつけて、他の画像形成ステーションについては符号を省略する。
The
帯電部23は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体21の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体21の回転動作に伴って感光体21に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部(図示省略)に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電部23と感光体21が当接する帯電位置で感光体21の表面を帯電させる。
The charging
ラインヘッド29は、感光体21の軸方向(図1の紙面に対して垂直な方向)に配列された複数の発光素子を備えるとともに、感光体21から離間配置されている。そして、これらの発光素子から、帯電部23により帯電された感光体21の表面に対して光が照射され、感光体21の表面に潜像が形成される。
The
現像部25は、感光体21にトナーを搬送する現像ローラ251と、現像ローラ251にトナーを供給する供給ローラ252を有する。そして、現像ローラ251と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラ251に印加される交流バイアスによって、現像ローラ251と感光体21とが近接する現像位置において、現像ローラ251上の帯電トナーを感光体21にジャンプさせる非接触ジャンピング現像方式により、ラインヘッド29により形成された静電潜像が顕在化される。当該非接触ジャンピング現像方式は、特開2006−163160号公報に記載されている。
The developing unit 25 includes a developing
図2は、感光体21と現像ローラ251の間に設けられた現像ギャップを模式的に示す図である。像担持面21aが、感光体21の中央部に形成されている。像非担持面21b及び21cが、感光体21の両端部に形成されている。トナー搬送面251aが、現像ローラ251の中央部に形成されている。トナー非搬送面251b及び251cが、現像ローラ251の両端部に形成されている。テープ状のスペーサ253が、現像ローラ251のトナー非搬送面251b及び251cに固定されている。スペーサ253が感光体21の像非担持面21b及び21cに圧接され、現像ギャップgが、現像ローラ251のトナー搬送面251aとトナー搬送面251aに対向する感光体21の像担持面21aとの間に形成されている。そして、この現像ギャップgは、スペーサ253の厚みにより所望の大きさに調節される。スペーサ253の材料は、弾性を有するとともに現像ローラ251よりも大きな吸湿性を有する材料である。そして、スペーサ253は、現像ローラ251のトナー非搬送面251b及び251cに弾性を有する接着層254で固定されている。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a developing gap provided between the
このように上記現像位置において顕在化されたトナー像は、感光体21の回転方向に搬送された後、後に詳述する転写ベルト8と各感光体21が当接する1次転写位置において転写ベルト8に1次転写される。
Thus, after the toner image made visible at the developing position is conveyed in the rotation direction of the
また、この実施形態では、感光体21の回転方向の1次転写位置の下流側で且つ帯電部23の上流側に、感光体21の表面に当接して感光体クリーナ27が設けられている。この感光体クリーナ27は、感光体21の表面に当接することで1次転写後に感光体21の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
In this embodiment, a photoreceptor cleaner 27 is provided in contact with the surface of the
転写ベルトユニット8は、駆動ローラ82と、図1において駆動ローラ82の左側に配設される従動ローラ83(ブレード対向ローラ)と、これらのローラに張架され図示矢印の方向(搬送方向)へ循環駆動される転写ベルト8とを備えている。また、転写ベルト81の内側には、感光体カートリッジ装着時において各画像形成ステーションY,M,C,Kが有する感光体21各々に対して一対一で対向配置される、4個の1次転写ローラ85Y,85M,85C,85Kが設けられている。これらの1次転写ローラ85は、それぞれ1次転写バイアス発生部(図示省略)と電気的に接続される。そして、カラーモード実行時は、図1に示すように、全ての1次転写ローラ85Y,85M,85C,85Kを画像形成ステーションY,M,C,K側に位置決めすることで、転写ベルト8を画像形成ステーションY,M,C,Kそれぞれが有する感光体21に当接させて、各感光体21と転写ベルト8との間に1次転写位置を形成する。そして、適当なタイミングで上記1次転写バイアス発生部から1次転写ローラ85に1次転写バイアスを印加することで、各感光体21の表面上に形成されたトナー像を、それぞれに対応する1次転写位置において転写ベルト8表面に転写してカラー画像を形成する。
The
一方、モノクロモード実行時は、4個の1次転写ローラ85のうち、カラー1次転写ローラ85Y,85M,85Cをそれぞれが対向する画像形成ステーションY,M,Cから離間させるとともにモノクロ1次転写ローラ85Kのみを画像形成ステーションKに当接させることで、モノクロ画像形成ステーションKのみを転写ベルト81に当接させる。その結果、モノクロ1次転写ローラ85Kと画像形成ステーションKとの間にのみ1次転写位置が形成される。そして、適当なタイミングで前記1次転写バイアス発生部からモノクロ1次転写ローラ85Kに1次転写バイアスを印加することで、各感光体21の表面上に形成されたトナー像を、1次転写位置において転写ベルト81表面に転写してモノクロ画像を形成する。
On the other hand, when the monochrome mode is executed, among the four primary transfer rollers 85, the color
駆動ローラ82は、転写ベルト8を図示矢印の方向に循環駆動するとともに、2次転写ローラ121のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ82の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が1000kΩ・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する2次転写バイアス発生部から2次転写ローラ121を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ82に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、駆動ローラ82と2次転写ローラ121との当接部分(2次転写位置)へのシートが進入する際の衝撃が転写ベルト8に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
The
給紙カセット77からシートを一枚ずつ給紙するピックアップローラ79対により給紙されたシートは、2次転写位置に給紙される。
The sheets fed by a pair of
2次転写ローラ121は、転写ベルト81に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラ駆動機構(図示省略)により離当接駆動される。定着ユニット13は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ131と、この加熱ローラ131を押圧付勢する加圧ローラ132とを有している。そして、その表面に画像が2次転写されたシートは、加熱ローラ131と加圧部132ローラとで形成するニップ部に案内され、該ニップ部において所定の温度で画像が熱定着される。こうして定着処理を受けたシートはハウジング本体1の上面部に設けられた排紙トレイ4に搬送される。
The
また、この装置では、従動ローラ83に対向してクリーナ部71が配設されている。クリーナ部71は、クリーナブレード711と廃トナーボックス713とを有する。クリーナブレード711は、その先端部を転写ベルト8を介して従動ローラ83に当接することで、2次転写後に転写ベルトに残留するトナーや紙粉等の異物を除去する。そして、このように除去された異物は、廃トナーボックス713に回収される。また、クリーナブレード711及び廃トナーボックス713は、従動ローラ83と一体的に構成されている。したがって、次に説明するようにブレード対向ローラ83が移動する場合は、ブレード対向ローラ83と一緒にクリーナブレード711及び廃トナーボックス713も移動することとなる。
Further, in this apparatus, a
図3は、本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の概略を示す斜視図である。また、図4は、本発明にかかるラインヘッドの一実施形態の副走査方向の断面図である。本実施形態におけるラインヘッド29は、主走査方向XXを長手方向とするケース291を備えるとともに、かかるケース291の両端には、位置決めピン2911とねじ挿入孔2912が設けられている。そして、かかる位置決めピン2911を、感光体21を覆うとともに感光体21に対して位置決めされた感光体カバー(図示省略)に穿設された位置決め孔(図示省略)に嵌め込むことで、ラインヘッド29が感光体21に対して位置決めされる。そして更に、ねじ挿入孔2912を介して固定ねじを感光体カバーのねじ孔(図示省略)にねじ込んで固定することで、ラインヘッド29が感光体ドラム21に対して位置決め固定される。
FIG. 3 is a perspective view schematically showing an embodiment of the line head according to the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view in the sub-scanning direction of one embodiment of the line head according to the present invention. The
ケース291は、感光体21の表面に対向する位置にマイクロレンズアレイ299を保持するとともに、その内部に、該マイクロレンズアレイ299に近い順番で、遮光部材297及びガラス基板293を備えている。また、ガラス基板293の裏面(ガラス基板293が有する2つの面のうちマイクロレンズアレイ299と逆側の面)には、複数の発光素子グループ295が設けられている。即ち、複数の発光素子グループ295は、ガラス基板293の裏面に、主走査方向XX及び副走査方向YYに互いに所定間隔だけ離れて2次元的に配置されている。ここで、複数の発光素子グループ295の各々は、複数の発光素子を2次元的に配列して構成されるが、これについては後に説明する。また、本実施形態では、発光素子として有機EL(Electro-Luminescence)を用いる。つまり、本実施形態では、ガラス基板293の裏面に有機ELを発光素子として配置している。そして、複数の発光素子それぞれから感光体ドラム21の方向に射出される光ビームは、ガラス基板293を介して遮光部材297へ向うこととなる。
The
遮光部材297には、複数の発光素子グループ295に対して一対一で複数の導光孔2971が穿設されている。また、かかる導光孔2971は、ガラス基板293の法線と平行な線を中心軸として遮光部材297を貫通する略円柱状の孔として穿設されている。よって、1つの発光素子グループ295に属する発光素子から出た光は全て同一の導光孔2971を介してマイクロレンズアレイ299へ向うとともに、異なる発光素子グループ295からでた光ビーム同士の干渉が遮光部材297により防止される。そして、遮光部材297に穿設された導光孔2971を通過した光ビームは、マイクロレンズアレイ299により、感光体21の表面にスポットとして結像されることとなる。なお、マイクロレンズアレイ299の具体的構成、及び、該マイクロレンズアレイ299による光ビームの結像状態については、後に詳述する。
A plurality of
図4に示すように、固定器具2914によって、裏蓋2913がガラス基板293を介してケース291に押圧されている。つまり、固定器具2914は、裏蓋2913をケース291側に押圧する弾性力を有するとともに、かかる弾性力により裏蓋2913を押圧することで、ケース291の内部を光密に(つまり、ケース291内部から光が漏れないように、及び、ケース291の外部から光が侵入しないように)密閉している。なお、固定器具2914は、ケース291の長手方向に複数箇所設けられている。また、発光素子グループ295は、封止部材294により覆われている。
As shown in FIG. 4, the
図5は、マイクロレンズアレイの概略を示す斜視図である。また、図6は、マイクロレンズアレイの主走査方向の断面図である。マイクロレンズアレイ299は、ガラス基板2991を有するとともに、該ガラス基板2991を挟むように一対一で配置された2枚のレンズ2993A,2993Bにより構成されるレンズ対を複数有している。なお、これらレンズ2993A,2993Bは樹脂により形成することができる。
FIG. 5 is a perspective view schematically showing the microlens array. FIG. 6 is a cross-sectional view of the microlens array in the main scanning direction. The
つまり、ガラス基板2991の表面2991Aには複数のレンズ2993Aが配置されるとともに、複数のレンズ2993Aに一対一で対応するように、複数のレンズ2993Bがガラス基板2991の裏面2991Bに配置されている。また、レンズ対を構成する2枚のレンズ2993A,2993Bは、相互に光軸OAを共通にする。また、これら複数のレンズ対は、複数の発光素子グループ295に一対一で配置されている。なお、この明細書では、一対一の対を成すレンズ対2993A,2993Bと、かかるレンズ対によって挟まれたガラス基板2991とから成る光学系を「マイクロレンズML」と称することとする。そして、これら複数のレンズ対(マイクロレンズML)は、発光素子グループ295の配置に対応して、主走査方向XX及び副走査方向YYに互いに所定間隔だけ離れて2次元的に配置されている。
That is, a plurality of
図7は、複数の発光素子グループの配置を示す図である。本実施形態では、主走査方向XXに4個の発光素子2951を所定間隔毎に並べて構成される発光素子列L2951を、副走査方向YYに2個並べて、1つの発光素子グループ295を構成している。つまり、同図の2点鎖線で示されるマイクロレンズMLに対応して8個の発光素子2951が、発光素子グループ295を構成している。そして、複数の発光素子グループ295は次のように配置されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating an arrangement of a plurality of light emitting element groups. In the present embodiment, one light emitting
つまり、主走査方向XXに発光素子グループ295を所定個数(2個以上)並べて構成される発光素子グループ列L295(グループ列)が副走査方向YYに3個並ぶように、発光素子グループ295は2次元的に配置されている。また、全ての発光素子グループ295は、互いに異なる主走査方向位置に配置されている。更に、主走査方向位置が隣り合う発光素子グループ(例えば、発光素子グループ295C1と発光素子グループ295B1)の副走査方向位置が互いに異なるように、複数の発光素子グループ295は配置されている。なお、本明細書において、発光素子2951の幾何重心点を発光素子2951の位置とする。よって、2個の発光素子の間の距離は、各発光素子の幾何重心間距離を意味する。また、本明細書において「発光素子グループの幾何重心」とは、同一の発光素子グループ295に属する全ての発光素子位置の幾何重心を意味する。また、主走査方向位置及び副走査方向位置とはそれぞれ注目する位置の主走査方向成分及び副走査方向成分を意味する。
That is, two light emitting
そして、かかる発光素子グループ295の配置に対応して、遮光部材297に導光孔2971が穿設されるとともに、レンズ2993A,2993Bで構成されるレンズ対が配置される。つまり、本実施形態においては、発光素子グループ295の重心位置と、導光孔2971の中心軸と、レンズ2993A,2993Bで構成されるレンズ対の光軸OAとは、略一致するように構成されている。そして、発光素子グループ295の発光素子2951から射出された光ビームは、対応する導光孔2971を介してマイクロレンズアレイ299に入射するとともに、該マイクロレンズアレイ299により感光体ドラム21の表面にスポットとして結像される。
Corresponding to the arrangement of the light emitting
図8は、本実施形態におけるマイクロレンズアレイの結像状態を示す図である。また、同図では、マイクロレンズアレイ299の結像特性を示すために、発光素子グループ295の幾何重心E0と、該幾何重心E0より所定間隔だけ離れた位置E1,E2とから射出された光ビームの軌跡を表している。かかる軌跡が示すように、各位置から射出された光ビームは、ガラス基板293の裏面に入射した後、該ガラス基板293の表面から射出される。そして、ガラス基板293の表面から射出された光ビームはマイクロレンズアレイ299を介して感光体ドラム表面(被走査面)に到達する。
FIG. 8 is a diagram illustrating an imaging state of the microlens array in the present embodiment. Also, in the figure, in order to show the imaging characteristics of the
図8が示すように、発光素子グループの幾何重心位置E0から射出される光ビームは、感光体ドラム21の表面とレンズ2993A,2993Bの光軸OAとの交点I0に結像される。これは、上述の通り、本実施形態では、発光素子グループ295の幾何重心位置E0(発光素子グループ295の位置)がレンズ2993A,2993Bの光軸OAの上に在ることに起因するものである。また、位置E1,E2から射出される光ビームは、それぞれ感光体ドラム21の表面の位置I1,I2に結像される。つまり、位置E1から射出される光ビームは、主走査方向XXにおいてレンズ2993A,2993Bの光軸OAを挟んで逆側の位置I1に結像されるとともに、位置E2から射出される光ビームは、主走査方向XXにおいてレンズ2993A,2993Bの光軸OAを挟んで逆側の位置I2に結像される。即ち、互いに光軸を共通にするレンズ2993A,2993Bから成るレンズ対と、該レンズ対に挟まれるガラス基板2991とで構成された結像レンズは、反転特性を有するいわゆる反転光学系である。
As shown in FIG. 8, the light beam emitted from the geometric gravity center position E0 of the light emitting element group forms an image at the intersection I0 between the surface of the
また、図8が示すように、位置E1,E0の間の距離と比較して、光ビームが結像される位置I1,I0の間の距離は長い。即ち、本実施形態における上記光学系の倍率(光学倍率)の絶対値は1より大きい。つまり、本実施形態における上記光学系は、拡大特性を有するいわゆる拡大光学系である。このように本実施形態では、互いに光軸を共通にするレンズ2993A,2993Bから成るレンズ対と、該レンズ対に挟まれるガラス基板2991とで構成された光学系であるマイクロレンズMLが、本発明における「結像レンズ」として機能している。
Further, as shown in FIG. 8, the distance between the positions I1 and I0 where the light beam is imaged is longer than the distance between the positions E1 and E0. That is, the absolute value of the magnification (optical magnification) of the optical system in the present embodiment is greater than 1. That is, the optical system in the present embodiment is a so-called magnifying optical system having magnifying characteristics. As described above, in the present embodiment, the microlens ML that is an optical system including the lens pair including the
図9は、本実施形態における発光素子の配置の詳細を示す図である。図9において符号CG2951は、発光素子2951の幾何重心(発光素子2951の位置)を表す。また、符号CG295は、発光素子グループ295に属する8個の発光素子2951各々の位置全ての幾何重心(発光素子グループ295の幾何重心)を表す。図9が示すように、本実施形態では、主走査方向XXに所定間隔毎に4個の発光素子を並べて構成される発光素子列L2951が副走査方向YYに2個並ぶように、8個の発光素子2951が2次元的に配置されている。そして、同一の発光素子グループ内において、8個の発光素子2951の主走査方向XXの位置がそれぞれ異なるとともに、主走査方向XXの位置が隣り合う2個の発光素子2951が互いに異なる発光素子列L2951に属するように、これら2つの発光素子列L2951を副走査方向YYに並べている。このように、本実施形態では、同一の発光素子グループに属する8個の発光素子2951が、本発明における「複数の発光素子」に相当する。
FIG. 9 is a diagram showing details of the arrangement of the light emitting elements in the present embodiment. In FIG. 9, reference numeral CG2951 represents the geometric center of gravity of the light emitting element 2951 (the position of the light emitting element 2951). Reference numeral CG295 represents the geometric center of gravity of each of the eight
また、図9において、符号Gxは、1つの発光素子グループ295における、主走査方向XXに最上流の発光素子2951と最下流の発光素子2951との距離(主走査グループ幅)を表す。また、符号Gyは、1つの発光素子グループ295における、副走査方向YYに最上流の発光素子2951の位置と最下流の発光素子2951の位置との距離(副走査グループ幅)を表す。そして、図9が示すように、本実施形態では、主走査グループ幅Gxが副走査グループ幅Gyより大きく設定されている。つまり、各発光素子グループ295は主走査方向XXを長軸とする扁平配列構造を有している。具体的には、本実施形態では、Gx=0.148mm、Gy=0.021mmに設定されている。
In FIG. 9, reference symbol Gx represents the distance (main scanning group width) between the most upstream
図10は、本実施形態における、隣り合う発光素子グループ間の関係を示す図である。図10において、符号Pxは、主走査方向XXの位置が隣り合う2個の発光素子グループ295それぞれの幾何重心CG295の間の距離(主走査グループピッチ)を表している。また、符号Pyは、副走査方向YYの位置が隣り合う2個の発光素子グループ295それぞれの幾何重心CG295の間の距離(副走査グループピッチ)を表している。そして、同図が示すように、本実施形態では、主走査グループピッチPxは副走査グループピッチPyよりも大きく設定されている。具体的には、本実施形態では、Px=1.016mm、Py=0.9mmに設定されている。
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between adjacent light emitting element groups in the present embodiment. In FIG. 10, the symbol Px represents the distance (main scanning group pitch) between the geometric centroids CG295 of the two light emitting
図11は、上述のラインヘッドによるスポット形成動作を示す図である。以下に、図7、図11を用いて本実施形態におけるラインヘッドによるスポット形成動作を説明する。また、発明の理解を容易にするため、ここでは主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する場合について説明する。本実施形態では、感光体21(潜像担持体)の表面(被走査面)を副走査方向YYに搬送しながら、複数の発光素子を所定のタイミングで発光させることで、主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。 FIG. 11 is a diagram showing a spot forming operation by the above-described line head. Hereinafter, the spot forming operation by the line head in the present embodiment will be described with reference to FIGS. In order to facilitate understanding of the invention, here, a case where a plurality of spots are formed side by side on a straight line extending in the main scanning direction XX will be described. In the present embodiment, a plurality of light emitting elements emit light at a predetermined timing while conveying the surface (scanned surface) of the photosensitive member 21 (latent image carrier) in the sub-scanning direction YY, thereby causing the light-emitting element to emit light in the main scanning direction XX. A plurality of spots are formed side by side on an extending straight line.
つまり、本実施形態のラインヘッドでは、副走査方向位置Y1〜Y6の各位置に対応して、副走査方向YYに6個の発光素子列L2951が並べて配置されている(図7)。そこで、本実施形態では、同一の副走査方向位置にある発光素子列L2951は、略同一のタイミングで発光させるとともに、異なる副走査方向位置にある発光素子列L2951は、互いに異なるタイミングで発光させる。より具体的には、副走査方向位置Y1〜Y6の順番で、発光素子列L2951を発光させる。そして、感光体ドラム21の表面を副走査方向YYに搬送しながら、上述の順番で発光素子列L2951を発光させることで、該表面の主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
That is, in the line head of this embodiment, six light emitting element rows L2951 are arranged side by side in the sub-scanning direction YY corresponding to each position of the sub-scanning direction positions Y1 to Y6 (FIG. 7). Therefore, in this embodiment, the light emitting element rows L2951 at the same sub-scanning direction position emit light at substantially the same timing, and the light emitting element rows L2951 at different sub-scanning direction positions emit light at different timings. More specifically, the light emitting element rows L2951 are caused to emit light in the order of the sub-scanning direction positions Y1 to Y6. A plurality of spots are formed side by side on a straight line extending in the main scanning direction XX of the surface by causing the light emitting element array L2951 to emit light in the order described above while transporting the surface of the
かかる動作を、図7、11を用いて説明する。まず最初に、副走査方向YYに最上流の発光素子グループ295A1,295A2,295A3,…に属する副走査方向位置Y1の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転拡大特性を有する「結像レンズ」により、反転されつつ拡大されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図11の「1回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。なお、図11において、白抜きの丸印は、未だ形成されておらず今後形成される予定のスポットを表す。また、同図において、符号295C1,295B1,295A1,295C2でラベルされたスポットは、それぞれに付された符号に対応する発光素子グループ295により形成されるスポットであることを示す。
Such an operation will be described with reference to FIGS. First, the
次に、同発光素子グループ295A1,295A2,295A3,…に属する副走査方向位置Y2の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転拡大特性を有する「結像レンズ」により、反転されつつ拡大されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図11の「2回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。ここで、感光体ドラム21の表面の搬送方向が副走査方向YYであるのに対して、副走査方向YYの下流側の発光素子列L2951から順番に(つまり、副走査方向位置Y1,Y2の順番に)発光させたのは、「結像レンズ」が反転特性を有することに対応するためである。
Next, the
次に、副走査方向上流側から2番目の発光素子グループ295B1,295B2,295B3,…に属する副走査方向位置Y3の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転拡大特性を有する「結像レンズ」により、反転されつつ拡大されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図11の「3回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
Next, the
次に、同発光素子グループ295B1,295B2,295B3,…に属する副走査方向位置Y4の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転拡大特性を有する「結像レンズ」により、反転されつつ拡大されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図11の「4回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
Next, the
次に、副走査方向最下流の発光素子グループ295C1,295C2,295C3,…に属する副走査方向位置Y5の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転拡大特性を有する「結像レンズ」により、反転されつつ拡大されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図11の「5回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。
Next, the
そして最後に、同発光素子グループ295C1,295C2,295C3,…に属する副走査方向位置Y6の発光素子列L2951の発光素子2951を発光させる。そして、かかる発光動作により射出される複数の光ビームは、上述の反転拡大特性を有する「結像レンズ」により、反転されつつ拡大されて感光体ドラム表面に結像される。つまり、図11の「6回目」のハッチングパターンの位置にスポットが形成される。このように、1〜6回目までの発光動作を実行することで、主走査方向XXに伸びる直線上に複数のスポットを並べて形成する。
Finally, the
このように、本実施形態におけるラインヘッドでは、それぞれが複数の発光素子2951を有する複数の発光素子グループ295と、該複数の発光素子グループ295に一対一で対応して配置されるとともに各々がそれに対応する発光素子グループ295に属する複数の発光素子2951各々から射出される光ビームを感光体ドラム表面(被走査面)に結像する複数のマイクロレンズML(結像レンズ)とを備える。そして、複数の発光素子グループ295及び複数の発光素子2951は、次のように配置されている。つまり、複数の発光素子グループ295は、2個以上の発光素子グループ295を主走査方向XXに並べて成るグループ列L295が副走査方向YYに複数並ぶように2次元的に配置されている。また、同一の発光素子グループ295に属する複数の発光素子2951は、2個以上の発光素子2951を主走査方向XXに並べて構成される発光素子列L2951が副走査方向YYに複数並ぶように2次元的に配置されている。
As described above, in the line head in the present embodiment, a plurality of light emitting
また、上記ラインヘッド29は、主走査グループ幅Gxが副走査グループ幅Gyより大きくなるように構成されている。かかるラインヘッド29では、発光素子グループ295が主走査方向XXを長軸とする扁平配列構造を有しているため、主走査方向へのクロストークが発生する可能性がある。つまり、このように発光素子グループ295が構成された場合、主走査方向XXにおける発光素子グループ295の端部に位置する発光素子2951と、該発光素子2951に対応する結像レンズに主走査方向に隣り合う結像レンズとの距離Δが小さくなる傾向にある。よって、かかる発光素子グループ295の端部に位置する発光素子2951から射出された光ビームが、該発光素子2951に対応する結像レンズに主走査方向に隣り合う結像レンズにも入射するという、主走査方向XXへのクロストークが発生する可能性がある。そして、かかるクロストークが発生すると、良好なスポット形成が実現できない可能性がある。次に、かかる課題と該課題の解決手段について図を用いて説明する。
The
図12は、本発明の原理を示す模式図である。図12において、実線円2993B及び2993BTは、マイクロレンズML(結像レンズ)の構成部材の1つであるレンズ2993Bを表している。なお上述の通り、該レンズ2993Bは発光素子グループ295に対応して配置されている。本実施形態のラインヘッドのように、発光素子グループ295が主走査方向XXを長軸とする扁平配列構造を有する場合においては、主走査方向XXへのクロストークが発生する可能性がある。つまり、発光素子グループ295の端部に位置する発光素子2951Tから射出された光ビームが、該発光素子2951Tに対応する結像レンズに主走査方向XXに隣り合う結像レンズにもレンズ2993BTを介して入射する可能性がある。これに対して、上記ラインヘッドは次のように構成している。つまり、主走査方向XXの位置が隣り合う2個の発光素子グループ295それぞれの幾何重心CG295の間の距離を主走査グループピッチPxと、副走査方向YYの位置が隣り合う2個の発光素子グループ295それぞれの幾何重心の間の距離を副走査グループピッチPyと定義したとき、主走査グループピッチPxが副走査グループピッチPyより大きくなるように構成されている。よって、主走査方向位置が隣り合う2個の発光素子グループの間の距離Pxが十分に確保される。その結果、主走査方向XXにおける発光素子グループ295の端部に位置する発光素子2951Tと、該発光素子2951Tに対応する結像レンズに主走査方向XXに隣り合う結像レンズとの距離Δも十分に確保されることとなる。したがって、発光素子グループ295の端部に位置する発光素子2951Tから射出された光ビームが、該発光素子2951Tに対応する結像レンズに主走査方向XXに隣り合う結像レンズにも入射するという、主走査方向XXへのクロストークを抑制することが可能となり、良好なスポット形成の実現が可能となる。
FIG. 12 is a schematic diagram showing the principle of the present invention. In FIG. 12, solid line circles 2993B and 2993BT represent a
ところで、上記ラインヘッド29は、発光素子グループ295の発光素子2951から射出された光ビームをマイクロレンズML(結像レンズ)により結像することで、被走査面にスポットを形成する。この際、ラインヘッド29は、所定の解像度を実現するように被走査面にスポットを形成する。換言すれば、被走査面で互いに隣接するスポット間の距離は、予め設定された解像度を実現するように設定されている。よって、結像レンズは、かかるスポット間距離を実現すべく、発光素子グループ295が有する複数の発光素子2951から射出される光ビームを所定の倍率(光学倍率)で被走査面にスポットとして結像する。そして、上記実施形態にかかるラインヘッド29では、結像レンズとして、倍率の絶対値が1より大きい拡大光学系を用いている。よって、主走査方向XXへのクロストークを、より効果的に抑制することが可能となり、より良好なスポット形成の実現が可能となる。この理由について説明する。
By the way, the
まず、上記理由を説明するにあたり、結像レンズが拡大光学系(倍率の絶対値が1より大きい結像レンズ)である場合と縮小光学系(倍率の絶対値が1より小さい結像レンズ)である場合とで、上述のような解像度実現のために求められる発光素子グループ295の構成について考える。結像レンズが拡大光学系の場合、主走査方向XXに隣り合う2個の発光素子2951から射出された光ビームは、拡大されながら感光体表面(被走査面)に2個のスポットとして形成される。つまり、これら2個の発光素子間距離に比べて、感光体表面の2個のスポット間距離は大きい。一方、結像レンズが縮小光学系の場合における発光素子間距離とスポット間距離との関係は、拡大光学系の場合と逆となる。つまり、2個の発光素子間距離に比べて、感光体表面の2個のスポット間距離は小さい。よって、同じ解像度を実現する(つまり、同じスポット間距離を実現する)にあたっては、拡大光学系を用いた場合は、主走査方向XXに隣り合う発光素子間距離は小さいことが求められるのに対して、縮小光学系を用いた場合は、主走査方向XXに隣り合う発光素子間距離は大きいことが求められる。その結果、拡大光学系を用いた場合は、主走査グループ幅Gxが小さい発光素子グループ295が求められるのに対して、縮小光学系を用いた場合は、主走査グループ幅Pxが大きい発光素子グループが求められることとなる。
First, in explaining the above reason, the imaging lens is an enlargement optical system (imaging lens having an absolute value of magnification greater than 1) and a reduction optical system (imaging lens having an absolute value of magnification of less than 1). Consider the configuration of the light emitting
そこで、上記実施形態におけるラインヘッドでは、結像レンズの倍率の絶対値を1より大きい値に設定している。なんとなれば、このように構成することで、上述のような、発光素子グループ295の端部に位置する発光素子2951Tから射出された光ビームが、該発光素子2951Tに対応する結像レンズに主走査方向XXに隣り合う結像レンズにも入射するという主走査方向XXへのクロストークを、より効果的に抑制することが可能となり、より良好なスポット形成の実現が可能となるからである。つまり、上述の議論が示すとおり、結像レンズとして拡大光学系を用いた場合、発光素子グループ295の主走査グループ幅Gxを小さくすることができる。よって、主走査方向XXにおける発光素子グループ295の端部に位置する発光素子2951Tと、該発光素子2951Tに対応する結像レンズに主走査方向XXに隣り合う結像レンズとの距離Δを大きくすることが可能となる。したがって、発光素子グループ295の端部に位置する発光素子2951から射出された光ビームが、該発光素子2951に対応する結像レンズに主走査方向XXに隣り合う結像レンズにも入射するという主走査方向XXへのクロストークを、より効果的に抑制することが可能となり、より良好なスポット形成の実現が可能となる。
Therefore, in the line head in the above embodiment, the absolute value of the magnification of the imaging lens is set to a value larger than 1. If this is the case, the light beam emitted from the
また、上記実施形態では、1つの発光素子グループ295において、発光素子グループ295の幾何重心CG295に対して該発光素子グループ295に属する複数の発光素子2951が対称に配置されている。そして、上記実施形態では、発光素子グループ295の位置が対応する結像レンズの光軸OAの上にあるように構成している。なんとなれば、発光素子グループ295の端部に位置する発光素子2951から射出された光ビームが、該発光素子2951に対応する結像レンズに主走査方向XXに隣り合う結像レンズにも入射するという主走査方向XXへのクロストークを、より効果的に抑制することが可能となり、より良好なスポット形成の実現が可能となるからである。この理由について説明する。
In the above embodiment, in one light emitting
図13は、発光素子グループの位置が結像レンズの光軸と一致している場合を示す図であり、図14は、発光素子グループの位置が結像レンズの光軸と一致していない場合を示す図である。発光素子グループ295は、主走査方向XXの両端部それぞれに発光素子2951を有する。また、上述ように構成されたラインヘッド29では、発光素子グループ295の位置を対称軸として複数の発光素子2951を対称配置するとともに、結像レンズの光軸OA(レンズ2993Bの光軸)と該対称軸とを一致させている。なお、図13、14において結像レンズの光軸OAは、各レンズ2993Bの略中央に位置しており、縦横に伸びる2つの1点鎖線の交点に位置している。よって、上記実施形態のように構成されたラインヘッド29では、結像レンズの光軸OAから主走査方向両端部の各発光素子2951TD,2951TUまでの距離は、互いに等しくなる(図13)。よって、主走査方向他方端部の発光素子2951TUからレンズ2993BUまでの距離ΔUと、主走査方向一方端部の発光素子2951TDからレンズ2993BDまでの距離ΔDとは等しい。
FIG. 13 is a diagram showing a case where the position of the light emitting element group is coincident with the optical axis of the imaging lens, and FIG. 14 is a case where the position of the light emitting element group is not coincident with the optical axis of the imaging lens. FIG. The light emitting
一方、発光素子グループ295の対称軸と結像レンズの光軸とが一致せずに、対称軸が光軸に対して主走査方向の何れかにずれているような場合、即ち、図14のような場合は、上記距離関係が異なってくる。図14では、発光素子グループの幾何重心CG295が、結像レンズの光軸OA(レンズ2993の光軸)に対して主走査方向XXの上流側にずれている。よって、主走査方向他方端部の発光素子2951TUからレンズ2993BUまでの距離ΔUが、主走査方向一方端部の発光素子2951TDからレンズ2993BDまでの距離ΔDより小さい。つまり、発光素子2951TUと結像レンズとの距離が短くなる。その結果、発光素子2951TUから射出された光ビームが、レンズ2993BUに入射する可能性が高くなる。つまり、上述の主走査方向XXへのクロストークの発生する可能性が高くなる。
On the other hand, when the symmetry axis of the light emitting
上述の議論が示すように、発光素子グループの幾何重心CG295が、対応する結像レンズの光軸OAと一致しない場合、主走査方向XXへのクロストークの発生する可能性が高くなる。これに対して上記実施形態では、発光素子グループ295の位置が対応する結像レンズの光軸OAの上にあるように構成している。よって、発光素子グループ295の端部に位置する発光素子2951から射出された光ビームが、該発光素子2951に対応する結像レンズに主走査方向XXに隣り合う結像レンズにも入射するという主走査方向XXへのクロストークを、より効果的に抑制することが可能となり、より良好なスポット形成の実現が可能となっている。
As described above, when the geometric center of gravity CG295 of the light emitting element group does not coincide with the optical axis OA of the corresponding imaging lens, there is a high possibility that crosstalk occurs in the main scanning direction XX. On the other hand, in the above embodiment, the light emitting
また、上述してきたラインヘッドを用いる本実施形態の画像形成装置は、上記ラインヘッドを用いて感光体ドラム表面(潜像担持体表面)にスポットを形成する。つまり、クロストークを抑制しながら、感光体ドラム表面に潜像を形成することができる。 Further, the image forming apparatus of the present embodiment using the above-described line head forms spots on the surface of the photosensitive drum (latent image carrier surface) using the line head. That is, it is possible to form a latent image on the surface of the photosensitive drum while suppressing crosstalk.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。つまり、上記実施形態では、図7に示すように発光素子グループ295を構成しているが、発光素子グループ295の構成の態様としてはこれに限られない。要は、主走査グループ幅Gxが副走査グループ幅Gyより大きく設定されているラインヘッドにおいて、主走査グループピッチPxが副走査グループピッチPyより大きくなるように構成することで、主走査方向XXへのクロストークを抑制して良好なスポット形成を実現することが可能となる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. That is, in the above embodiment, the light emitting
また、上記実施形態では、発光素子2951として有機ELを用いたが、発光素子2951の具体的構成はこれに限られるものではなく、例えばLED(Light Emitting Diode)を発光素子2951として用いても良い。
In the above embodiment, the organic EL is used as the
また、上記実施形態では、カラー画像形成装置に本発明が適用されているが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、いわゆる単色画像を形成するモノクロ画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
In the above-described embodiment, the present invention is applied to a color image forming apparatus. However, the application target of the present invention is not limited to this, and it is also applicable to a monochrome image forming apparatus that forms a so-called monochromatic image. The present invention can be applied.
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
(架橋型ポリエステル樹脂の合成)
50リットルの反応釜に、下記の組成の酸、アルコール成分、触媒等の原材料を入れて、常圧窒素気流下にて240℃で12時間反応を行った。その後、順次減圧し、10mmHgで反応を続行した。反応はASTM E28−517に基づいて軟化点により追跡し、該軟化点が160℃に達した時点で反応を終了した。
テレフタル酸 3.9 質量部
イソフタル酸 9.06質量部
エチレングリコール 2.54質量部
ネオペンチルグリコール 4.26質量部
テトラブチルチタネート 0.1 質量部
エピクロン830 0.3 質量部
(大日本インキ化学工業製ビスフェノールF型エポキシ樹脂エポキシ当量170(g/eq)
カージュラE 0.1 質量部
(シェルジャパン製アルキルグリシジルエステル)エポキシ当量250(g/eq)
(Synthesis of cross-linked polyester resin)
Raw materials such as an acid, an alcohol component, and a catalyst having the following composition were put into a 50 liter reaction kettle and reacted at 240 ° C. for 12 hours under a normal pressure nitrogen stream. Thereafter, the pressure was reduced successively and the reaction was continued at 10 mmHg. The reaction was followed by the softening point based on ASTM E28-517, and the reaction was terminated when the softening point reached 160 ° C.
Terephthalic acid 3.9 parts by mass Isophthalic acid 9.06 parts by mass Ethylene glycol 2.54 parts by mass Neopentyl glycol 4.26 parts by mass Tetrabutyl titanate 0.1 parts by mass Epicron 830 0.3 parts by mass (Dainippon Ink and Chemicals, Inc. Bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent 170 (g / eq)
Cardura E 0.1 parts by mass (Shell Japan alkyl glycidyl ester) epoxy equivalent 250 (g / eq)
得られた架橋型ポリエステル樹脂は、無色の固体であり、酸価11.0、ガラス転移温度(Tg)60℃、軟化点(T1/2)が178℃であった。
また、架橋型ポリエステル樹脂の重量平均分子量をGPC測定装置(東ソー製HLC−8120GPC)によって、分離カラムとして東ソー製TSK−GEL G5000HXL・G4000HXL・G3000HXL・G2000HXLを組み合わせて使用し、カラム温度:40℃、溶媒:テトラヒドロフラン、溶媒濃度0.5質量%、フィルター:0.2μm、流量:1ml/minにて測定し標準ポリスチレンを用いて換算して分子量を求めたところ、重量平均分子量は250000であった。
The obtained cross-linked polyester resin was a colorless solid having an acid value of 11.0, a glass transition temperature (Tg) of 60 ° C, and a softening point (T1 / 2) of 178 ° C.
In addition, the weight average molecular weight of the cross-linked polyester resin was used by using a GPC measuring apparatus (HLC-8120GPC manufactured by Tosoh Corporation) as a separation column in combination with TSK-GEL G5000HXL / G4000HXL / G3000HXL / G2000HXL manufactured by Tosoh Corporation, column temperature: 40 ° C., Solvent: Tetrahydrofuran, solvent concentration: 0.5 mass%, filter: 0.2 μm, flow rate: 1 ml / min. Conversion was performed using standard polystyrene, and the molecular weight was determined. The weight average molecular weight was 250,000.
(直鎖型ポリエステル樹脂の合成)
50リットルの反応釜に、下記の組成の酸、アルコール成分、触媒等の原材料を入れて、常圧窒素気流下にて210℃で12時間反応を行った。その後、順次減圧し、10mmHgで反応を続行した。反応はASTM E28−517に基づいて軟化点により追跡し、該軟化点が87℃に達した時点で反応を終了した。
テレフタル酸 5.31質量部
イソフタル酸 7.97質量部
エチレングリコール 2.6 質量部
ネオペンチルグリコール 4.37質量部
テトラブチルチタネート 0.1 質量部
(Synthesis of linear polyester resin)
Raw materials such as an acid, an alcohol component, and a catalyst having the following composition were put into a 50 liter reaction kettle and reacted at 210 ° C. for 12 hours under a normal pressure nitrogen stream. Thereafter, the pressure was reduced successively and the reaction was continued at 10 mmHg. The reaction was followed by the softening point according to ASTM E28-517 and terminated when the softening point reached 87 ° C.
Terephthalic acid 5.31 parts by mass Isophthalic acid 7.97 parts by mass Ethylene glycol 2.6 parts by mass Neopentyl glycol 4.37 parts by mass Tetrabutyl titanate 0.1 parts by mass
得られた直鎖型ポリエステル樹脂は、無色の固体であり、酸価10.0、ガラス転移温度(Tg)46℃、軟化点(T1/2)が95℃であった。
また、架橋型ポリエステル樹脂の分子量の測定と同様にして直鎖型ポリエステル樹脂の分子量を測定したところ、重量平均分子量5200であった。
The obtained linear polyester resin was a colorless solid having an acid value of 10.0, a glass transition temperature (Tg) of 46 ° C, and a softening point (T1 / 2) of 95 ° C.
Further, when the molecular weight of the linear polyester resin was measured in the same manner as the measurement of the molecular weight of the cross-linked polyester resin, the weight average molecular weight was 5200.
(樹脂母粒子1の作製)
ワックスマスター分散液の調製
カルナウバワックス((株)加藤洋行製カルナウバワックス1号)30質量部と先に作製した直鎖型ポリエステル樹脂70質量部とメチルエチルケトン150質量部とをデスパーで予備混合した後、スターミルLMZ−10(アシザワファインテック製)で微細化を行い、固形分含有量40質量%のワックスマスター分散液を調製した。なお、この組成は、直鎖型ポリエステル樹脂/ワックス/メチルエチルケトン=28/12/60である。
(Preparation of resin mother particle 1)
Preparation of Wax Master Dispersion 30 parts by mass of Carnauba Wax (Carnauba Wax No. 1 manufactured by Kato Yoko Co., Ltd.), 70 parts by mass of the previously produced linear polyester resin and 150 parts by mass of methyl ethyl ketone were premixed with a desper. Then, it refined | miniaturized by Starmill LMZ-10 (made by Ashizawa Finetech), and prepared the wax master dispersion liquid whose solid content is 40 mass%. This composition is linear polyester resin / wax / methyl ethyl ketone = 28/12/60.
着色剤マスターチップの調製
シアン顔料(大日本インキ化学工業(株)製Ket Blue104)を2000質量部と直鎖型ポリエステル樹脂を2000質量部とを、ST/AO撹拌羽根を取り付けた20Lヘンシェルミキサー(三井鉱山(株)製)へ投入し、698min-1で2分間撹拌し混合物を得た。該混合物を、オープンロール連続押し出し混練機(三井鉱山(株)製ニーデックスMOS140−800)を用いて、溶融混練し着色剤マスターチップを調製した。
また、得られたマスターチップを直鎖型ポリエステル樹脂及びメチルエチルケトンで希釈し、400倍の光学顕微鏡で着色剤の微分散状態、粗大粒子の有無を観察したところ、粗大粒子がなく、均一に微分散していた。マスターチップの組成は、質量比で着色剤/直鎖型ポリエステル樹脂=50/50であった。
Preparation of colorant master chip 20 L Henschel mixer with ST / AO stirring blade (2000 parts by mass of cyan pigment (Ket Blue 104 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) and 2000 parts by mass of linear polyester resin) The mixture was stirred for 2 minutes at 698 min −1 to obtain a mixture. The mixture was melt-kneaded using an open roll continuous extrusion kneader (Kidex MOS140-800 manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd.) to prepare a colorant master chip.
Moreover, when the obtained master chip was diluted with a linear polyester resin and methyl ethyl ketone, and observed with a 400 times optical microscope for the finely dispersed state of the colorant and the presence or absence of coarse particles, there was no coarse particles and the fine dispersion was uniform. Was. The composition of the master chip was colorant / linear polyester resin = 50/50 by mass ratio.
着色樹脂溶液の調製
ワックスマスター分散液10.8質量部、着色剤マスターチップ10.4質量部、架橋型ポリエステル樹脂12質量部、直鎖型ポリエステル樹脂10質量部、メチルエチルケトン8.65質量部を加え、温度を40〜45℃に保持して撹拌機(アサダ鉄工所製デスパー翼径230mm)によって777min-1の撹拌速度で2時間の間混合し、溶解・分散を行った。
得られた混合物には、更にメチルエチルケトンを加え、固形分含有量を65質量%に調製し、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸系乳化剤(第一工業製薬(株)製ネオゲンSC−F)0.22質量部を添加、溶解・分散してシアン顔料を含んだ着色樹脂溶液を調製した。
Preparation of colored resin solution Add 10.8 parts by weight of wax master dispersion, 10.4 parts by weight of colorant master chip, 12 parts by weight of cross-linked polyester resin, 10 parts by weight of linear polyester resin, and 8.65 parts by weight of methyl ethyl ketone. The temperature was kept at 40 to 45 ° C., and the mixture was mixed for 2 hours at a stirring speed of 777 min −1 with a stirrer (Desper blade diameter 230 mm manufactured by Asada Iron Works), and dissolved and dispersed.
Methyl ethyl ketone is further added to the resulting mixture to adjust the solid content to 65% by mass, and as an emulsifier, dodecylbenzenesulfonic acid-based emulsifier (Daigen Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Neogen SC-F) 0.22 mass. A colored resin solution containing a cyan pigment was prepared by adding, dissolving and dispersing parts.
転送乳化工程
翼径230mmの撹拌翼を有する撹拌機(アサダ鉄工所製デスパー)を備えた円筒型の容器に着色樹脂溶液の46.37質量部(固形分30質量部)を仕込み、次いで塩基性化合物として、1規定アンモニア水5質量部を加えて、777min-1にて充分に撹拌した後、温度を35℃に調整した。
次いで、撹拌速度を1100min-1に変更して37.25質量部の水を1.0質量部/minの速度で滴下した。この時の撹拌翼の周速は13.2m/sであった。水を添加して行くにつれ、系の粘度は上昇していったが、水は滴下と同時に系内に取り込まれ、撹拌混合を均一に行うことができた。
Transfer emulsification step 46.37 parts by mass (30 parts by mass of the solid content) of the colored resin solution is charged into a cylindrical container equipped with a stirrer (Desper made by Asada Iron Works) having a stirring blade with a blade diameter of 230 mm, and then basic. As a compound, 5 parts by mass of 1N aqueous ammonia was added, and after sufficiently stirring at 777 min −1 , the temperature was adjusted to 35 ° C.
Subsequently, the stirring speed was changed to 1100 min −1 and 37.25 parts by mass of water was added dropwise at a rate of 1.0 parts by mass / min. The peripheral speed of the stirring blade at this time was 13.2 m / s. As water was added, the viscosity of the system increased, but water was taken into the system at the same time as dropping, and stirring and mixing could be performed uniformly.
また、水26質量部を添加した段階で粘度が急激に低下する転相点が観察された。更に、水を添加した後、スラリーを光学顕微鏡で観察すると、樹脂は溶解しており、着色剤分散質とワックス分散質が分散している状態が観察されたが、未乳化物は観察されなかった。着色剤分散質、ワックス分散質は水性媒体中に安定に分散していることから、分散質の表面には樹脂が吸着していると考えられる。この時、系内の状態は均一であり、添加による粗大粒子の発生は見られなかった。 In addition, a phase inversion point at which the viscosity rapidly decreased when 26 parts by mass of water was added was observed. Furthermore, after adding water, when the slurry was observed with an optical microscope, the resin was dissolved, and a state where the colorant dispersoid and the wax dispersoid were dispersed was observed, but the non-emulsified material was not observed. It was. Since the colorant dispersoid and the wax dispersoid are stably dispersed in the aqueous medium, it is considered that the resin is adsorbed on the surface of the dispersoid. At this time, the state in the system was uniform, and generation of coarse particles due to the addition was not observed.
合一工程
翼径340mmのマックスブレンド翼(登録商標)を設けたの円筒容器に、転相乳化工程で得られた乳化懸濁液を移送した後、撹拌速度を85min-1に保持した状態で温度を25℃に調整した。その後撹拌速度を120min-1に上昇し、第1段目の電解質水溶液として3.5質量%の硫酸ナトリウム水溶液の12質量部を、1kg/minの速度で滴下した。滴下終了5分後に撹拌速度を85min-1に低下して5分間の撹拌を行った後に、撹拌速度を65min-1に低下して5分間の撹拌を行った。次いで、撹拌速度を47min-1に低下して30分間の撹拌を継続し、Dvが2.9μm、Dv/Dnが1.09の樹脂母粒子1が作製された。
Combined process After the emulsion suspension obtained in the phase inversion emulsification process was transferred to a cylindrical container provided with a Max Blend blade (registered trademark) having a blade diameter of 340 mm, the stirring speed was maintained at 85 min -1. The temperature was adjusted to 25 ° C. Thereafter, the stirring speed was increased to 120 min −1 , and 12 parts by mass of a 3.5% by mass sodium sulfate aqueous solution was dropped at a rate of 1 kg / min as the first-stage electrolyte aqueous solution. Five minutes after the completion of the dropping, the stirring speed was lowered to 85 min −1 and stirring was performed for 5 minutes, and then the stirring speed was lowered to 65 min −1 and stirring was performed for 5 minutes. Subsequently, the stirring speed was reduced to 47 min −1 and stirring was continued for 30 minutes, whereby resin mother particles 1 having a Dv of 2.9 μm and a Dv / Dn of 1.09 were produced.
(樹脂母粒子2の作製)
樹脂母粒子1を作製する際の合一工程で、3.5質量%の硫酸ナトリウム水溶液の12質量部を3kg/minの速度で滴下した以外は、樹脂母粒子1の作成条件と同一の条件で、Dvが3.1μm、Dv/Dnが1.15の樹脂母粒子2が作製された。
(Preparation of resin mother particle 2)
Except that 12 parts by mass of a 3.5% by mass aqueous sodium sulfate solution was dropped at a rate of 3 kg / min in the coalescing step when producing the resin mother particles 1, the same conditions as the preparation conditions of the resin mother particles 1 Thus,
(樹脂母粒子3の作製)
樹脂母粒子1を作製する際の合一工程で、3.5質量%の硫酸ナトリウム水溶液の12質量部を6kg/minの速度で滴下した以外は、樹脂母粒子1の作成条件と同一の条件で、Dvが3.2μm、Dv/Dnが1.25の樹脂母粒子3が作製された。
(Preparation of resin mother particle 3)
Except for dropping 12 parts by mass of a 3.5 mass% aqueous sodium sulfate solution at a rate of 6 kg / min in the coalescing step when producing the resin mother particles 1, the same conditions as the conditions for producing the resin mother particles 1 Thus, resin mother particles 3 having a Dv of 3.2 μm and a Dv / Dn of 1.25 were produced.
(樹脂母粒子4の作製)
樹脂母粒子1を作製する際の合一工程で、最後の攪拌(撹拌速度を47min-1)の時間を10分間とした以外は、樹脂母粒子1の作成条件と同一の条件で、Dvが1.9μm、Dv/Dnが1.09の樹脂母粒子4が作製された。
(Preparation of resin mother particle 4)
Dv is the same as the preparation conditions of the resin mother particle 1 except that the last stirring (stirring speed is 47 min −1 ) is 10 minutes in the coalescing step when the resin mother particle 1 is produced. Resin mother particles 4 having 1.9 μm and Dv / Dn of 1.09 were produced.
(樹脂母粒子5の作製)
樹脂母粒子1を作製する際の合一工程の後、以下に示す第2段の合一工程を実施した。
撹拌速度を120min-1に調整し、濃度5質量%の硫酸ナトリウム水溶液を第2段目の電解質として、1kg/minの速度で2質量部滴下した。滴下終了5分後に撹拌速度を85min-1に調整して5分間の撹拌を継続した後に、撹拌速度を65min-1に低下して5分間の撹拌をした。次いで、撹拌速度47min-1に調整して20分間の撹拌を継続し、Dvが4.1μm、Dv/Dnが1.09の樹脂母粒子5が作製された。
(Preparation of resin mother particles 5)
After the coalescence process in producing the resin mother particles 1, the second-stage coalescence process shown below was performed.
The stirring speed was adjusted to 120 min −1 , and 2 parts by mass of a sodium sulfate aqueous solution having a concentration of 5% by mass was dropped at a rate of 1 kg / min as the second stage electrolyte. After 5 minutes from the end of dropping, the stirring speed was adjusted to 85 min −1 and stirring was continued for 5 minutes, and then the stirring speed was reduced to 65 min −1 and stirring was performed for 5 minutes. Next, the stirring speed was adjusted to 47 min −1 and stirring was continued for 20 minutes. Thus, resin mother particles 5 having a Dv of 4.1 μm and a Dv / Dn of 1.09 were produced.
(樹脂母粒子6の作製)
樹脂母粒子1を作製する際の合一工程で、最後の攪拌(撹拌速度を47min-1)の時間を60分間とした以外は、樹脂母粒子1の作成条件と同一の条件で、Dvが7μm、Dv/Dnが1.09の樹脂母粒子6が作製された。
(Preparation of resin mother particle 6)
Dv is the same as the preparation conditions of the resin mother particle 1 except that the last stirring (stirring speed is 47 min −1 ) is 60 minutes in the coalescing step when the resin mother particle 1 is produced. Resin mother particles 6 having a diameter of 7 μm and a Dv / Dn of 1.09 were produced.
(実施例1〜7、比較例1〜11)
樹脂母粒子1〜6のそれぞれ100gに、日本アエロジル(株)製シリカ微粒子(RX200)2g、日本アエロジル(株)製シリカ微粒子(RX50)1.5g、特開2000−128534号公報に記載された実施例1に従う方法で作成された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンを表1に示す量で添加し、1リットルのジューサーで、1000min-1で3分間攪拌した。次いで、表1に示す量のジメチルシリコーンオイル(信越化学工業(株)製KF−96−200CS)をジューサーに添加し、10000min-1で3分間攪拌し、トナーを作製した。
一方、図1の画像形成装置において、直径18mmの現像ローラの両端に、スペーサーとして厚み50μmのアセテートテープを巻き、直径40mmの感光体と現像ローラの間に50μmの現像ギャップが儲けられた現像装置と上記されるラインヘッドを有する画像形成装置を作製した。
作製したトナー100gを当該画像形成装置の現像カートリッジに入れ、印字試験を行った。6000枚印字後の結果が表1に示されている。印字試験の条件は、次に示す条件以外はセイコーエプソン(株)製LP9000Cと同じ条件で印字を行った。
トナー搬送量;(トナー直径μm)×0.08mg/cm2
現像条件;Vdc−300V、Vpp−1000Vの交流バイアスを6000Hzで印加
露光パワー;0.5μJ/cm2
平均露光スポット径;1/e2で30μm
樹脂母粒子の粒径は、ホソカワミクロン(株)製PFIA−2000により測定された。
トナーのかさ密度は、JIS Z 7302−9に従って測定された。
感光体と現像ローラに粘着テープを貼り付け、粘着テープに張り付いたトナーの量を測定し、現像効率=(感光体上のトナー量)/(現像ローラ上のトナー量)を求めた。
A3のベタ30%濃度のハーフ印刷を行い、ランダムに20カ所のOD値を測定し、最大OD値差を現像ムラとして測定した。
(Examples 1-7, Comparative Examples 1-11)
Each of the resin base particles 1 to 6 is described in 100 g of silica fine particles (RX200) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., 1.5 g of silica fine particles manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. (RX50), and JP-A-2000-128534. Hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide prepared by the method according to Example 1 was added in the amount shown in Table 1 and stirred with a 1 liter juicer at 1000 min −1 for 3 minutes. Next, dimethyl silicone oil (KF-96-200CS, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) in the amount shown in Table 1 was added to the juicer and stirred for 3 minutes at 10,000 min −1 to prepare a toner.
On the other hand, in the image forming apparatus of FIG. 1, a developing apparatus in which an acetate tape having a thickness of 50 μm is wound as a spacer on both ends of a developing roller having a diameter of 18 mm, and a developing gap of 50 μm is provided between the photosensitive member having a diameter of 40 mm and the developing roller. And an image forming apparatus having the above-described line head.
100 g of the produced toner was put in the developing cartridge of the image forming apparatus, and a printing test was performed. The results after printing 6000 sheets are shown in Table 1. The printing test was performed under the same conditions as LP9000C manufactured by Seiko Epson Corporation except for the following conditions.
Toner transport amount; (toner diameter μm) × 0.08 mg / cm 2
Development conditions: Vdc-300V, Vpp-1000V AC bias applied at 6000 Hz Exposure power: 0.5 μJ / cm 2
Average exposure spot diameter: 30 μm at 1 / e2
The particle size of the resin mother particles was measured by PFIA-2000 manufactured by Hosokawa Micron Corporation.
The bulk density of the toner was measured according to JIS Z 7302-9.
Adhesive tape was affixed to the photosensitive member and the developing roller, and the amount of toner adhered to the adhesive tape was measured, and development efficiency = (toner amount on the photosensitive member) / (toner amount on the developing roller) was obtained.
Half printing of A3 solid 30% density was performed, OD values at 20 locations were measured at random, and the maximum OD value difference was measured as development unevenness.
実施例1〜7のトナーは湿潤性を有し、これらのトナーからの樹脂母粒子の飛散は起こりにくかった。これらのトナーを使用した当該画像形成装置による印字の現像効率は65%以上と高く、現像ムラは0.2以下で、均一な現像が行われていた。
なお、実施例3のトナーを使用した、直流バイアスを印加する現像装置を有する当該画像形成装置による印字の現像効率は13%と低く、現像ムラは0.4であり、均一な現像が行われなかった。交流バイアスが印加されない当該現像装置は、樹脂母粒子が凝集している2次粒子を開砕しなかったと確認された。
シリコーンオイルが添加されていない比較例1のトナーは飛散し易かった。比較例1のトナーを使用した当該画像形成装置による印字の現像効率は63%と比較的高いが、現像ムラは0.3であり、均一な現像が行われなかった。
酸化チタンが添加されていない比較例2のトナーを使用した当該画像形成装置による印字の現像効率は低く、現像ムラは大きかった。
シリコーンオイルの添加量が多すぎる比較例3及び4のトナーは、樹脂母粒子が強く凝集した大きな凝集体を含んでいた。比較例3及び4のトナーを使用した当該画像形成装置による印字の現像効率は低く、現像ムラは大きかった。
粒度分布が大きすぎる樹脂母粒子が使用された比較例5及び6のトナーは、大粒径樹脂母粒子が形成する隙間に小粒径樹脂母粒子が入り込んだ、樹脂母粒子が強く凝集した凝集体を含んでいると考えられる。比較例5及び6のトナーを使用した当該画像形成装置による印字の現像効率は低く、現像ムラは大きかった。
体積平均粒径が小さすぎる樹脂母粒子が使用された比較例7のトナーを使用した当該画像形成装置による印字の現像効率は低く、現像ムラは大きかった。
体積平均粒径が大きすぎる樹脂母粒子が使用された比較例8〜11のトナーを使用した当該画像形成装置による印字の現像効率は高く、現像ムラは0.2以下で、均一な現像が行われていた。体積平均粒径が4μm以上の樹脂母粒子を含むトナーは、シリコーンオイルの有無に関係なく、安定的な現像を可能にすることが確認できた。なお、体積平均粒径が4μm以上の樹脂母粒子を含むトナーを使用して得られた画像の解像度は、体積平均粒径が4μm未満の樹脂母粒子を含むトナーを使用して得られた画像の解像度より低い。
The toners of Examples 1 to 7 had wettability, and scattering of the resin mother particles from these toners was difficult to occur. The development efficiency of printing by the image forming apparatus using these toners is as high as 65% or more, the development unevenness is 0.2 or less, and uniform development has been performed.
Note that the developing efficiency of printing by the image forming apparatus using the toner of Example 3 and having a developing device for applying a DC bias is as low as 13%, the development unevenness is 0.4, and uniform development is performed. There wasn't. It was confirmed that the developing device to which no AC bias was applied did not crush the secondary particles in which the resin base particles were agglomerated.
The toner of Comparative Example 1 to which no silicone oil was added was easily scattered. The development efficiency of printing by the image forming apparatus using the toner of Comparative Example 1 was relatively high at 63%, but the development unevenness was 0.3, and uniform development was not performed.
The development efficiency of printing by the image forming apparatus using the toner of Comparative Example 2 to which no titanium oxide was added was low, and the development unevenness was large.
The toners of Comparative Examples 3 and 4 in which the amount of silicone oil added was too large contained large aggregates in which the resin base particles were strongly aggregated. The development efficiency of printing by the image forming apparatus using the toners of Comparative Examples 3 and 4 was low, and the development unevenness was large.
In the toners of Comparative Examples 5 and 6 in which the resin base particles having a too large particle size distribution were used, the resin base particles were agglomerated with the resin base particles strongly agglomerated in the gaps formed by the large particle base resin particles. It is thought to contain a collection. The development efficiency of printing by the image forming apparatus using the toners of Comparative Examples 5 and 6 was low, and the development unevenness was large.
The development efficiency of printing by the image forming apparatus using the toner of Comparative Example 7 in which the resin mother particles having a volume average particle size that is too small was used, and the development unevenness was large.
The development efficiency of printing by the image forming apparatus using the toners of Comparative Examples 8 to 11 in which the resin mother particles having a volume average particle size that is too large is used, the development unevenness is 0.2 or less, and uniform development is performed. It was broken. It was confirmed that the toner containing resin mother particles having a volume average particle diameter of 4 μm or more enables stable development regardless of the presence or absence of silicone oil. The resolution of an image obtained using a toner containing resin mother particles having a volume average particle size of 4 μm or more is an image obtained using a toner containing resin mother particles having a volume average particle size of less than 4 μm. Lower than the resolution.
着色剤マスターチップの作製において、マゼンタ顔料(大日精化工業(株)製ECR−101)2500質量部、イエロー顔料(クラリアントジャパン(株)製TonerYellowHG VP2155)3000質量部、ブラック顔料(キャボット製MORGUL−L)2500質量部を使用する以外は、樹脂母粒子1を作製する際の条件と同一の条件で、マゼンタ樹脂母粒子、イエロー樹脂母粒子、ブラック樹脂母粒子を作製した。それぞれの樹脂母粒子100gに、日本アエロジル(株)製シリカ微粒子(RX200)2g、日本アエロジル(株)製シリカ微粒子(RX50)1.5gを添加し、1リットルのジューサーで、1000min-1で3分間攪拌した。次いで、ジメチルシリコーンオイル(信越化学工業(株)製KF−96−200CS)0.5質量部をそれぞれのジューサーに添加し、10000min-1で3分間攪拌し、マゼンタトナー、イエロートナー及びブラックトナーの3色のトナーを作製した。当該3色のトナーと上記シアントナーの色濃度は同一であった。4色トナーを当該画像形成装置の現像カートリッジに入れ、印字試験を実施すると、ブラックのカブリとイエローの濃度うす(現像不良)が発生した。 In preparation of the colorant master chip, 2500 parts by mass of magenta pigment (ECR-101 manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.), 3000 parts by mass of yellow pigment (TonerYellowHG VP2155 manufactured by Clariant Japan Co., Ltd.), black pigment (MORGUL- manufactured by Cabot) L) Magenta resin mother particles, yellow resin mother particles, and black resin mother particles were produced under the same conditions as those for producing the resin mother particles 1 except that 2500 parts by mass were used. 2 g of silica fine particles (RX200) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. and 1.5 g of silica fine particles (RX50) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. were added to 100 g of each resin base particle, and 3 for 1000 min −1 with a 1 liter juicer. Stir for minutes. Next, 0.5 part by mass of dimethyl silicone oil (KF-96-200CS, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added to each juicer, and stirred for 3 minutes at 10000 min −1 to obtain magenta toner, yellow toner and black toner. Three color toners were prepared. The color densities of the three color toners and the cyan toner were the same. When the four-color toner was put in the developing cartridge of the image forming apparatus and a printing test was performed, black fog and yellow density light (development failure) occurred.
上記マゼンタ樹脂母粒子、イエロー樹脂母粒子、ブラック樹脂母粒子のそれぞれの樹脂母粒子100gに、日本アエロジル(株)製シリカ微粒子(RX200)2g、日本アエロジル(株)製シリカ微粒子(RX50)1.5g及び上記疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン0.5gを添加し、1リットルのジューサーで、1000min-1で3分間攪拌した。次いで、ジメチルシリコーンオイル(信越化学工業(株)製KF−96−200CS)0.5質量部をそれぞれのジューサーに添加し、10000min-1で3分間攪拌し、マゼンタトナー、イエロートナー及びブラックトナーの3色のトナーを作製した。当該3色のトナーと上記シアントナーを当該画像形成装置の現像カートリッジに入れ、印字試験を実施すると、4色ともほぼ同等に印字された。従って、トナー表面がシリコーンオイルと酸化チタンにより被覆され、トナーに含有されている顔料による帯電の差が抑制されている考えられる。 To 100 g of each of the magenta resin mother particles, yellow resin mother particles, and black resin mother particles, 2 g of silica fine particles (RX200) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., and silica fine particles (RX50) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. 5 g and 0.5 g of the above-mentioned hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide were added, and the mixture was stirred with a 1 liter juicer at 1000 min −1 for 3 minutes. Next, 0.5 part by mass of dimethyl silicone oil (KF-96-200CS, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was added to each juicer, and stirred for 3 minutes at 10000 min −1 to obtain magenta toner, yellow toner and black toner. Three color toners were prepared. When the three color toners and the cyan toner were put in the developing cartridge of the image forming apparatus and a print test was performed, the four colors were printed almost equally. Therefore, it is considered that the toner surface is coated with silicone oil and titanium oxide, and the difference in charging due to the pigment contained in the toner is suppressed.
次にシリコーンオイルに代えてフッ素オイルであるパーフルオロポリエーテル(NOK(株)製BARRIERTA J 25 V)を使用してトナーを作製し印字試験を行った。その結果、実施例1〜7及び比較例1〜11と同様の結果が得られた。 Next, a toner was prepared using perfluoropolyether (BARRIERTA J 25 V manufactured by NOK Co., Ltd.) which is a fluorine oil instead of silicone oil, and a printing test was performed. As a result, the same results as in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 11 were obtained.
1…ハウジング本体、2…画像形成ユニット、4…給紙トレイ、21…感光体、23…帯電部、251…現像ローラ、252…供給ローラ、29…ラインヘッド、71…クリーナ部、711…クリーナブレード、713…廃トナーボックス、77…給紙カセット、79…ピックアップローラ対、8…転写ベルト、82…駆動ローラ、83…従動ローラ、85…一次転写ローラ、121…二次転写ローラ、13…定着ユニット、131…加熱ローラ、132…加圧ローラ、295…発光素子グループ、L295…グループ列、CG295…発光素子グループの位置、2951…発光素子、L2951…発光素子列、CG2951…発光素子の位置、293…ガラス基板、299…マイクロレンズアレイ、2991…ガラス基板、2993A,2993B…レンズ、ML…マイクロレンズ、OA…光軸、Gx…主走査グループ幅、Gy…副走査グループ幅、Px…主走査グループピッチ、Py…副走査グループピッチ、XX…主走査方向、YY…副走査方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing main body, 2 ... Image forming unit, 4 ... Paper feed tray, 21 ... Photoconductor, 23 ... Charging part, 251 ... Developing roller, 252 ... Supply roller, 29 ... Line head, 71 ... Cleaner part, 711 ... Cleaner Blade 713 ... Waste toner box 77 ...
Claims (4)
樹脂母粒子の体積平均粒径は2μm以上4μm未満であり、
(樹脂母粒子の体積平均粒径)/(樹脂母粒子の個数平均粒径)は1より大きく1.1未満であり、
シリコンオイル又はフッ素オイルの含有量は、樹脂母粒子に対して0.05質量%以上2質量%未満であり、
酸化チタンの含有量は、樹脂母粒子に対して0.3質量%以上1質量%以下であるトナー。 A toner containing resin mother particles, silicon oil or fluorine oil, silica and titanium oxide,
The volume average particle diameter of the resin mother particles is 2 μm or more and less than 4 μm,
(Volume average particle diameter of resin mother particles) / (Number average particle diameter of resin mother particles) is greater than 1 and less than 1.1,
The content of silicon oil or fluorine oil is 0.05% by mass or more and less than 2% by mass with respect to the resin base particles.
A toner in which the content of titanium oxide is 0.3% by mass or more and 1% by mass or less based on the resin base particles.
請求項1又は2に記載されたトナーが使用されて非接触ジャンピング現像が行われ、
現像ローラは、トナー搬送面が感光体に所定の現像ギャップを置いて対向するように設けられて、感光体にトナーを搬送し、
ギャップ調整部材は、スペーサで構成され、感光体に当接して現像ギャップを設定し、
スペーサは、現像ローラより大きな吸湿性を有する材料からなるとともに、弾性を有する層を介して現像ローラに固定されている、現像装置。 A developing device comprising a photoreceptor, a developing roller, and a gap adjusting member provided at both ends of the developing roller,
Non-contact jumping development is performed using the toner according to claim 1 or 2,
The developing roller is provided so that the toner conveying surface faces the photosensitive member with a predetermined developing gap, and conveys the toner to the photosensitive member,
The gap adjusting member is composed of a spacer, and a developing gap is set in contact with the photosensitive member.
The developing device, wherein the spacer is made of a material having higher hygroscopicity than the developing roller and is fixed to the developing roller via an elastic layer.
請求項1又は2に記載されたトナーが使用されて画像形成が行われ、
現像装置は請求項3に記載された現像装置であり、
ラインヘッドは、主走査方向に略直交する副走査方向に搬送される被走査面に光ビームを結像してスポットを形成し、
それぞれが複数の発光素子を有する複数の発光素子グループと、
前記複数の発光素子グループに一対一で対応して配置されるとともに、各々がそれに対応する前記発光素子グループに属する前記複数の発光素子各々から射出される光ビームを前記被走査面に結像する複数の結像レンズとを備え、
前記複数の発光素子グループの各々では、前記主走査方向における最上流の発光素子と最下流の発光素子との距離Gxが前記副走査方向における最上流の発光素子と最下流の発光素子との距離Gyよりも大きくなるように、2個以上の前記発光素子を前記主走査方向に並べた発光素子列が前記副走査方向に複数並べられて前記複数の発光素子が2次元配置され、しかも、
主走査グループピッチPxが副走査グループピッチPyよりも大きくなるように、2個以上の前記発光素子グループを前記主走査方向に前記主走査グループピッチPxで並べたグループ列が前記副走査方向に前記副走査グループピッチPyで複数並べられて前記複数の発光素子グループが2次元配置されている、画像形成装置。 An image forming apparatus including a developing device and a line head,
The toner according to claim 1 or 2 is used to form an image,
The developing device is the developing device according to claim 3,
The line head forms a spot by forming an image of a light beam on the surface to be scanned that is conveyed in the sub-scanning direction substantially orthogonal to the main scanning direction,
A plurality of light emitting element groups each having a plurality of light emitting elements;
The plurality of light emitting element groups are arranged in a one-to-one correspondence, and each of the light beams emitted from each of the plurality of light emitting elements belonging to the corresponding light emitting element group forms an image on the scanned surface. A plurality of imaging lenses,
In each of the plurality of light emitting element groups, the distance Gx between the most upstream light emitting element and the most downstream light emitting element in the main scanning direction is the distance between the most upstream light emitting element and the most downstream light emitting element in the sub scanning direction. A plurality of light emitting element arrays in which the two or more light emitting elements are arranged in the main scanning direction are arranged in the sub scanning direction so as to be larger than Gy, and the plurality of light emitting elements are arranged two-dimensionally,
A group row in which two or more light emitting element groups are arranged in the main scanning direction at the main scanning group pitch Px so that the main scanning group pitch Px is larger than the sub scanning group pitch Py is formed in the sub scanning direction. An image forming apparatus in which a plurality of the light emitting element groups are arranged two-dimensionally at a sub-scanning group pitch Py.
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2006
- 2006-12-26 JP JP2006350040A patent/JP2008158442A/en not_active Withdrawn
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