JP2014062981A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer.
画像形成装置に採用されるクリーニング装置としては、弾性部材よりなるクリーニングブレードを被清掃体である像担持体上の周面に押し当てて像担持体上のトナーを掻き落として除去するブレードクリーニング方式が知られている。ブレードクリーニング方式は、構成が簡易で性能が安定していることから広く用いられている。 As a cleaning device employed in an image forming apparatus, a blade cleaning method in which a cleaning blade made of an elastic member is pressed against a peripheral surface of an image carrier that is a member to be cleaned to scrape and remove toner on the image carrier It has been known. The blade cleaning method is widely used because of its simple structure and stable performance.
また、近年、画像品質向上の要求が強まっており、その要求に応えるべく、トナーの小粒径化、球形化が進められている。小粒径化により、より高精度で高精細な高解像度の画像を得ることができ、球形化により現像性、転写性の向上を図ることができる。ただし、小粒径化、球形化が進んだトナーを用いた場合、一般的なクリーニングブレード方式では良好なクリーニングを行うことが難しくなってくる。これは、次に説明する理由による。 In recent years, there has been an increasing demand for image quality improvement, and in order to meet the demand, toner particle size reduction and spheroidization have been promoted. By reducing the particle size, it is possible to obtain a high-definition image with higher accuracy and fineness, and by improving the spherical shape, it is possible to improve developability and transferability. However, in the case of using a toner whose particle size is reduced and spheroidized, it is difficult to perform good cleaning with a general cleaning blade method. This is for the reason described below.
すなわち、クリーニングブレードは像担持体表面を摺擦しながらトナーを除去するが、像担持体との摩擦抵抗によりクリーニングブレードのエッジの部分が変形する、所謂、スティックスリップのため、像担持体とクリーニングブレードとの間に微小な空間が生じてしまう。小粒径のトナーであるほど、この空間に侵入しやすく、侵入したトナーが球形に近い形状であるほど、トナーに回転モーメントが発生してこの空間で転がり易い。このため、小粒径化、球形化が進んだトナーは、クリーニングブレードを押し上げて、クリーニングブレードと像担持体との間にもぐり込み易くなってしまうためである。 That is, the cleaning blade removes the toner while rubbing the surface of the image carrier, but the edge portion of the cleaning blade is deformed by frictional resistance with the image carrier, so-called stick slip. A minute space is formed between the blades. The smaller the toner with a smaller particle size, the easier it is to enter this space, and the closer the toner that has entered the shape of a sphere is, the more likely the toner will rotate and the more easily the toner will roll. For this reason, the toner whose particle size has been reduced and spheroidized is likely to push up the cleaning blade and easily slip into the space between the cleaning blade and the image carrier.
小粒径化、球形化が進んだトナーを用いる場合には、像担持体に対するクリーニングブレードの押し当て力(線圧)を強め、トナーのもぐり込みを阻止することが考えられる。しかしながら、押し当て力を強めて高い荷重を付加すると、像担持体やクリーニングブレードの磨耗が進み、寿命が極端に短くなってしまう。近年、装置の高寿命化が求められるため、このような耐久性に関わる不具合は避けなければならない。 In the case of using a toner having a small particle size and a spherical shape, it is conceivable that the pressing force (linear pressure) of the cleaning blade against the image carrier is increased to prevent the toner from being trapped. However, if the pressing force is increased and a high load is applied, the wear of the image carrier and the cleaning blade advances, and the service life becomes extremely short. In recent years, since the life of the apparatus is required to be extended, such a problem related to durability must be avoided.
一方、小粒径化、球形化の進んだトナーを良好にクリーニングする方法として、静電クリーニング方式が知られている。これは、像担持体に当接する導電性のクリーニングブラシ等のクリーニング部材にトナーの帯電極性とは逆極性の電圧を印加して、静電的にトナーを像担持体上から除去するものである。静電クリーニング方式には、1つの像担持体に対し、正極性の電圧が印加されるクリーニング部材と負極性の電圧が印加されるクリーニング部材とを含んだ2つ以上のクリーニング部材を配置したものがある。また、コロナチャージャなどの非接触の電荷付与装置によってトナーの帯電極性を一方の極性に揃えてから、揃えた帯電極性とは逆極性の電圧が印加される1つのクリーニング部材でクリーニングするものもある。 On the other hand, an electrostatic cleaning method is known as a method for satisfactorily cleaning toner having a small particle size and a spherical shape. In this method, a toner having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to a cleaning member such as a conductive cleaning brush that is in contact with the image carrier to electrostatically remove the toner from the image carrier. . In the electrostatic cleaning method, two or more cleaning members including a cleaning member to which a positive voltage is applied and a cleaning member to which a negative voltage is applied are arranged for one image carrier. There is. In addition, there is also a type in which the toner charging polarity is aligned with one polarity by a non-contact charge applying device such as a corona charger and then cleaned with one cleaning member to which a voltage having a polarity opposite to the aligned charging polarity is applied. .
特許文献1には、中間転写体上に残留するトナーを常に良好に除去するために、中間転写体上に残留するトナーの付着量に応じた適正なクリーニング性能が発揮させるように制御する画像形成装置が提案されている。この画像形成装置は、2つのブラシローラを用いた静電クリーニング方式のものである。この画像形成装置では、中間転写体に残留するトナー像の画像濃度を画像濃度検出手段で検知し、その検知結果に応じて上記ブラシローラに印加する電圧の大きさを変更する。 In Patent Document 1, in order to always and satisfactorily remove the toner remaining on the intermediate transfer member, image formation is controlled so as to exert an appropriate cleaning performance according to the amount of toner remaining on the intermediate transfer member. A device has been proposed. This image forming apparatus is of an electrostatic cleaning type using two brush rollers. In this image forming apparatus, the image density of the toner image remaining on the intermediate transfer member is detected by the image density detection means, and the magnitude of the voltage applied to the brush roller is changed according to the detection result.
近年の画像形成装置では、所定のタイミングで、現像装置内の劣化トナーを像担持体上に排出してトナーを強制的に消費させることにより、現像装置内の劣化トナーを新しいトナーと入れ替えるトナー強制消費制御を行うものが知られている。このトナー強制消費制御を行う場合、現像装置から像担持体上へ吐き出したトナー(以下「吐き出しトナー」という。)をクリーニング部材によって像担持体上から除去する必要がある。このようなトナー強制消費制御を行う画像形成装置では、転写しきれずに残った転写残トナーだけでなく、トナー強制消費制御による吐き出しトナーも、クリーニングの対象となる。 In recent image forming apparatuses, toner forcibly replaces deteriorated toner in the developing device with new toner by discharging the deteriorated toner in the developing device onto the image carrier at a predetermined timing and forcibly consuming the toner. What performs consumption control is known. When this forced toner consumption control is performed, it is necessary to remove toner discharged from the developing device onto the image carrier (hereinafter referred to as “discharge toner”) from the image carrier by the cleaning member. In an image forming apparatus that performs such forced toner consumption control, not only untransferred residual toner that cannot be transferred but also discharged toner due to forced toner consumption control is targeted for cleaning.
また、一般に、画像形成装置では、用紙等の記録材の搬送不良によってジャムが発生した際、作像途中のトナー像が像担持体上に残っている場合には、そのような作像途中のトナー像もクリーニングの対象となる。 In general, in an image forming apparatus, when a jam occurs due to a conveyance failure of a recording material such as paper, a toner image in the middle of image formation remains on the image carrier. The toner image is also subject to cleaning.
トナー強制消費制御による吐き出しトナーや、ジャムによる作像途中のトナー像を、像担持体用のクリーニング部材でクリーニングする場合、被転写体へ転写した後に残る転写残トナーではなく、被転写体へ転写されることなくそのまま転写領域を通過したもの非転写トナーをクリーニングすることになる。この場合、転写残トナーよりも、単位面積当たりに付着している量が多いトナー(高密度トナー)を、クリーニング部材でクリーニングする必要が生じる。 When toner discharged by forced toner consumption control or a toner image in the middle of image formation due to jamming is cleaned with a cleaning member for the image carrier, it is transferred to the transfer target, not the residual transfer toner remaining after transfer to the transfer target. The non-transfer toner that has passed through the transfer region without being cleaned is cleaned. In this case, it is necessary to clean the toner (high density toner) that adheres more per unit area than the untransferred toner with the cleaning member.
クリーニング部材が初期時におけるクリーニング性能と同程度のクリーニング性能が維持されている状況であれば、このような高密度トナーであっても、良好にクリーニングするが可能である。しかしながら、経時使用によりクリーニング部材が摩耗するなどして、初期時のクリーニング性能を維持できなくなった状況では、転写残トナーを良好にクリーニングできても、上述した高密度トナーを良好にクリーニングすることが難しくなるという問題があった。 As long as the cleaning member maintains a cleaning performance comparable to the initial cleaning performance, even such a high-density toner can be satisfactorily cleaned. However, in a situation where the cleaning performance of the initial stage cannot be maintained due to wear of the cleaning member due to use over time, the above-described high-density toner can be cleaned well even if the transfer residual toner can be cleaned well. There was a problem that it became difficult.
この問題は、トナー強制消費制御による吐き出しトナーやジャムによる作像途中のトナー像を、記録材を外周面に担持して搬送する無端状の記録材搬送部材の外周面に転写させてから、記録材搬送部材用のクリーニング部材でクリーニングする場合でも、同様に生じる。 This problem is caused by transferring a toner image in the middle of image formation due to discharged toner or jamming by toner forced consumption control to the outer peripheral surface of an endless recording material conveying member that conveys and conveys the recording material on the outer peripheral surface. The same occurs when cleaning is performed with the cleaning member for the material conveying member.
本発明者らの実験によれば、2つ以上のブラシローラを用いた静電クリーニング方式の実験機について80万枚の耐久試験を行ったところ、ブラシローラの外径が劣化によって細った状況になった。この状況では、転写残トナーは良好にクリーニングできたものの、高密度トナーについては良好なクリーニングを実現することができなかった。 According to the experiments by the present inventors, when an electrostatic cleaning type experimental machine using two or more brush rollers was subjected to an endurance test of 800,000 sheets, the outer diameter of the brush roller became thin due to deterioration. became. In this situation, although the transfer residual toner could be cleaned well, good cleaning could not be realized for the high density toner.
具体的に説明すると、この実験機は、像担持体上のトナーを2つ以上のブラシローラに分けて段階的にクリーニングするものである。経時使用した前段のブラシローラ(像担持体表面移動方向最上流に位置するブラシローラ)では、そのクリーニング時にそのブラシローラ上に一旦移動したトナーの一部が、当該ブラシローラの回転に伴って再び像担持体と対向する位置まで搬送されて、像担持体上に逆戻りする現象が生じる。この逆戻りするトナーの量は、そのブラシローラによってクリーニングした像担持体上のトナーの単位面積あたりの重量(以下「トナーM/A」という。)が大きいほど多くなる傾向がある。 More specifically, in this experimental machine, the toner on the image carrier is divided into two or more brush rollers and cleaned step by step. In the previous stage brush roller (brush roller located at the most upstream in the image carrier surface movement direction) used for a period of time, a part of the toner once moved on the brush roller at the time of cleaning is again with the rotation of the brush roller. A phenomenon occurs in which the toner is conveyed to a position facing the image carrier and is returned to the image carrier. The amount of the toner to be reversed tends to increase as the weight per unit area (hereinafter referred to as “toner M / A”) of the toner on the image carrier cleaned by the brush roller increases.
上記実験において、像担持体上のトナーM/Aが1.0〜1.2[mg/cm2]のとき、前段のブラシローラ通過後に像担持体に逆戻り(再付着)するトナーM/Aは、0.05[mg/cm2]前後となった。この逆戻りした0.05[mg/cm2]という量のトナーは、後段のブラシローラでクリーニングされることになる。このとき、後段のブラシローラが初期のクリーニング性能を維持した状態であれば良好にクリーニングすることが可能であるが、クリーニング性能が落ちている状況では、多少のクリーニング不良を引き起こし、転写紙を汚すなどの問題が生じた。 In the above experiment, when the toner M / A on the image carrier is 1.0 to 1.2 [mg / cm 2 ], the toner M / A that returns (reattaches) to the image carrier after passing through the brush roller in the previous stage. Was around 0.05 [mg / cm 2 ]. The reverse amount of 0.05 [mg / cm 2 ] of toner is cleaned by the brush roller at the subsequent stage. At this time, if the brush roller at the rear stage maintains the initial cleaning performance, the cleaning can be performed satisfactorily. However, in a situation where the cleaning performance is low, the cleaning paper causes some cleaning failure and stains the transfer paper. A problem such as occurred.
ここで、ブラシローラの摩耗などによって機械的なクリーニング性能が落ちた分を、ブラシローラに印加する電圧を高めて静電的なクリーニング能力を向上させることにより補うことが考えられる。しかしながら、そのような高い電圧をブラシローラに印加する場合、転写残トナーのクリーニング時には過剰なクリーニング性能となるため、無駄に電力を消費することになるという問題が生じる。 Here, it is conceivable to compensate for the decrease in the mechanical cleaning performance due to wear of the brush roller or the like by increasing the voltage applied to the brush roller and improving the electrostatic cleaning capability. However, when such a high voltage is applied to the brush roller, there is an excessive cleaning performance when cleaning the transfer residual toner, resulting in a problem of wasteful power consumption.
以上の問題は、トナー強制消費制御による吐き出しトナーやジャムによる作像途中のトナー像を、記録材を外周面に担持して搬送する無端状の記録材搬送部材の外周面に転写させてから、記録材搬送部材用のクリーニング部材でクリーニングする場合でも、同様に生じ得るものである。 The above problems are caused by transferring a toner image in the middle of image formation due to discharged toner or jam by toner forced consumption control to the outer peripheral surface of an endless recording material conveying member that carries and conveys the recording material on the outer peripheral surface, Even when cleaning is performed with the cleaning member for the recording material conveying member, it can occur similarly.
また、上記特許文献1で提案されている画像形成装置は、中間転写体上に残留するトナーの付着量に応じてブラシローラに印加する電圧の大きさを変更するものであるが、あくまで転写残トナーを良好にクリーニングするための技術である。そのため、転写残トナーとして想定される範囲のトナー付着量に応じてブラシローラに印加する電圧の大きさを変更するものであり、転写残トナーよりも多い高密度トナーについて良好なクリーニングを実現できるものではない。 Further, the image forming apparatus proposed in Patent Document 1 changes the magnitude of the voltage applied to the brush roller according to the amount of toner remaining on the intermediate transfer member. This is a technique for cleaning the toner satisfactorily. Therefore, the voltage applied to the brush roller is changed in accordance with the toner adhesion amount within the range assumed as the transfer residual toner, and good cleaning can be realized for the high density toner more than the transfer residual toner. is not.
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、無駄に電力を消費することなく、静電クリーニング方式においてクリーニング性能が落ちる経時でも高密度トナーを良好にクリーニングすることが可能な画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to satisfactorily clean high-density toner even when the cleaning performance deteriorates in the electrostatic cleaning method without wastefully consuming electric power. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus capable of performing the above.
上記目的を達成するために、本発明は、表面移動する像担持体と、画像情報に基づいて上記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、上記像担持体上に形成されたトナー像を転写領域で被転写体へ転写する転写手段と、上記像担持体上に形成されたトナー像を上記被転写体へ転写した後に該像担持体上に残留する転写残トナーを該像担持体から除去して保持するクリーニング回転体と、上記転写残トナーを上記クリーニング回転体に静電的に付着させるための電圧を該クリーニング回転体に印加する電圧印加手段とを有する画像形成装置において、被転写体へ転写することなくそのまま転写領域を通過した像担持体上の非転写トナーをクリーニングする際、上記転写残トナーをクリーニングする場合よりも絶対値が大きい電圧を上記電圧印加手段に印加させる電圧増加制御を行う電圧制御手段を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention comprises an image carrier that moves on the surface, a toner image forming unit that forms a toner image on the image carrier based on image information, and an image carrier that is formed on the image carrier. Transfer means for transferring the transferred toner image to the transfer object in the transfer region, and transfer residual toner remaining on the image support after the toner image formed on the image support is transferred to the transfer object. An image forming apparatus comprising: a cleaning rotator that is removed from an image carrier and held; and a voltage applying unit that applies a voltage for electrostatically attaching the transfer residual toner to the cleaning rotator. In this case, when cleaning the non-transferred toner on the image bearing member that has passed through the transfer region without being transferred to the transfer target, a voltage having an absolute value larger than that for cleaning the transfer residual toner is applied. And having a voltage control means for performing a voltage increase control for applying the serial voltage applying means.
被転写体へ転写することなくそのまま転写領域を通過した像担持体上の非転写トナーは、被転写体へ転写した後に像担持体上に残る転写残トナーよりも高い密度でトナーが付着した高密度トナーである。本発明においては、このような非転写トナー(高密度トナー)をクリーニングする際、一時的に、転写残トナーをクリーニングする場合よりも絶対値が大きい電圧をクリーニング回転体に印加する。これにより、像担持体上の非転写トナー(高密度トナー)をクリーニング回転体へ付着させる静電的な引力が高まるとともに、クリーニング回転体に付着したトナーを静電的に保持する保持力も高まる。その結果、クリーニング性能が落ちる経時においても、非転写トナー(高密度トナー)を良好にクリーニングすることが可能となる。しかも、転写残トナーをクリーニングする際には、絶対値の小さい電圧が印加されるので、過剰なクリーニング性能による無駄に電力消費を抑制できる。 The non-transferred toner on the image carrier that has passed through the transfer region without being transferred to the transfer medium is high in which the toner adheres at a higher density than the transfer residual toner that remains on the image support after being transferred to the transfer medium. It is a density toner. In the present invention, when such non-transfer toner (high-density toner) is cleaned, a voltage having an absolute value larger than that when the transfer residual toner is cleaned is temporarily applied to the cleaning rotator. As a result, the electrostatic attractive force for adhering the non-transfer toner (high-density toner) on the image carrier to the cleaning rotator is increased, and the holding force for electrostatically holding the toner attached to the cleaning rotator is also increased. As a result, it is possible to satisfactorily clean the non-transfer toner (high density toner) even when the cleaning performance deteriorates. In addition, since a voltage having a small absolute value is applied when cleaning the transfer residual toner, it is possible to suppress wasteful power consumption due to excessive cleaning performance.
本発明によれば、無駄に電力を消費することなく、静電クリーニング方式においてクリーニング性能が落ちる経時でも高密度トナーを良好にクリーニングすることが可能となるという優れた効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an excellent effect that high-density toner can be satisfactorily cleaned even when the cleaning performance is deteriorated in the electrostatic cleaning method without wastefully consuming electric power.
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、いわゆるタンデム型中間転写方式のプリンタ(以下、単にプリンタという。)について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図1は、本プリンタの要部を示す概略構成図である。本プリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒(以下、Y、M、C、Kと記す。)のトナー像を生成するための4つのプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kを備えている。4つのプロセスユニット6Y,6M,6C,6Kは、ドラム状の感光体1Y,1M,1C,1Kをそれぞれ有している。感光体1Y,1M,1C,1Kの回りにはそれぞれ帯電装置2Y,2M,2C,2K、現像装置5Y,5M,5C,5K、ドラムクリーニング装置4Y,4M,4C,4K、除電装置(不図示)等を有している。プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kは、互いに異なる色のY、M、C、Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
Hereinafter, as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied, a so-called tandem intermediate transfer type printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described.
First, the basic configuration of the printer will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of the printer. The printer includes four
プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの上方には、感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に対してレーザー光Lを照射して静電潜像を書き込むための図示しない光書込ユニットが配設されている。また、プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの下方には、無端状の中間転写ベルト8を具備する転写ユニット7が配設されている。中間転写ベルト8のほか、そのループ内側に配設された複数の張架ローラや、ループ外側に配設された二次転写ローラ18、テンションローラ16、ベルトクリーニング装置100、潤滑剤塗布装置200などを有している。
Above the
中間転写ベルト8のループ内側には、4つの一次転写ローラ9Y,9M,9C,9Kと、従動ローラ10と、駆動ローラ11と、二次転写対向ローラ12と、3つのクリーニング対向ローラ13,14,15と、塗布ブラシ対向ローラ17とが配設されている。これらローラは、いずれも、自らの周面の一部に中間転写ベルト8を掛け回してベルト張架を行う張架ローラとして機能している。なお、クリーニング対向ローラ13,14,15としての必要条件として必ずしも一定の張力を付与する働きをもたなければならないということはなく、中間転写ベルト8の回転にともなって従動回転するものでもよい。中間転写ベルト8は、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される駆動ローラ11の回転により、図中反時計回り方向に無端移動せしめられる。
Inside the loop of the intermediate transfer belt 8, four
ベルトループ内側に配設された4つの一次転写ローラ9Y,9M,9C,9Kは、感光体1Y,1M,1C,1Kとの間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8の外周面と、感光体1Y,1M,1C,1Kとが当接するY、M、C、K用の一次転写ニップが形成されている。なお、一次転写ローラ9Y,9M,9C,9Kには、それぞれ図示しない電源によってトナーとは逆極性の一次転写バイアスが印加される。
The four
また、ベルトループ内側に配設された二次転写対向ローラ12は、ベルトループ外側に配設された二次転写ローラ18との間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8の外周面と二次転写ローラ18とが当接する二次転写ニップが形成されている。なお、二次転写ローラ18には、図示しない電源によってトナーとは逆極性の二次転写バイアスが印加される。また、二次転写ローラと数本の支持ローラと駆動ローラにより紙搬送ベルトを架け渡し、二次転写ローラ18と、二次転写対向ローラ12との間に、中間転写ベルト8及び紙搬送ベルトを挟み込んだ構成としてもよい。
Further, the intermediate transfer belt 8 is sandwiched between the secondary
また、ベルトループ内側に配設された3つのクリーニング対向ローラ13,14,15は、ベルトループ外側に配設されたベルトクリーニング装置100のクリーニングブラシローラ101,104,107との間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8の外周面と、各クリーニングブラシローラ101,104,107とが当接するクリーニングニップが形成されている。ベルトクリーニング装置100は中間転写ベルト8と一体的に交換可能になっているが、ベルトクリーニング装置100と中間転写ベルト8とで寿命設定が異なる場合には、ベルトクリーニング装置100を中間転写ベルト8とは独立してプリンタ本体に着脱可能としてもよい。ベルトクリーニング装置100の詳細については、後述する。
The three
本プリンタは、記録材としての記録紙Pを収容する給紙カセットや、給紙カセットから記録紙Pを給紙路に給紙する給紙ローラなどを有する図示しない給紙部を備えている。また、給紙部から送られてきた記録紙を受け入れて二次転写ニップに向けて所定のタイミングで送り出す図示しないレジストローラ対を、上述した二次転写ニップの図中右側方に備えている。また、二次転写ニップから送り出される記録紙Pを受け入れてその記録紙Pに対してトナー像の定着処理を施す図示しない定着装置を、上述した二次転写ニップの図中左側方に備えている。また、必要に応じて、現像装置5Y,5M,5C,5Kに対してY、M、C、Kトナーを補給する図示しないY、M、C、K用のトナー補給装置も備えている。
The printer includes a paper feed unit (not shown) having a paper feed cassette that stores recording paper P as a recording material, a paper feed roller that feeds the recording paper P from the paper feed cassette to a paper feed path, and the like. In addition, a registration roller pair (not shown) that receives the recording paper sent from the paper feeding unit and feeds it at a predetermined timing toward the secondary transfer nip is provided on the right side of the secondary transfer nip in the drawing. In addition, a fixing device (not shown) that receives the recording paper P sent out from the secondary transfer nip and fixes the toner image to the recording paper P is provided on the left side of the secondary transfer nip in the drawing. . Further, Y, M, C, and K toner supply devices (not shown) for supplying Y, M, C, and K toners to the developing
近年、記録紙として従来広く用いられてきた普通紙に加え、デザインとして表面に凹凸を有する特殊紙やアイロンプリントなどの熱転写に用いる特殊な記録紙が用いられることが増えている。このような特殊紙を用いると、従来の普通紙の場合よりもカラートナーを重ね合わせた中間転写ベルト8上のトナー像を紙に二次転写する際に転写不良が発生し易くなる。そこで、本プリンタでは、中間転写ベルト8に硬度の低い弾性層を設け、転写ニップ部でトナー層や平滑性の悪い記録紙に対して変形できるようにしている。中間転写ベルト8に硬度の低い弾性層を設け、中間転写ベルト8に弾性をもたせることにより、中間転写ベルト8表面が局部的な凸凹に追従して変形できる。これにより、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、文字の転写中抜けがなく、また、平滑性の悪い用紙等に対しても転写ムラのない、均一性に優れた転写画像を得ることができる In recent years, in addition to plain paper that has been widely used as recording paper, special recording paper that is used for thermal transfer such as special paper having an uneven surface or iron print as a design has been increasingly used. When such special paper is used, transfer defects are more likely to occur when the toner image on the intermediate transfer belt 8 on which the color toners are superimposed is secondarily transferred onto the paper, as compared with the case of conventional plain paper. Therefore, in the present printer, an elastic layer having low hardness is provided on the intermediate transfer belt 8 so that the toner layer and recording paper with poor smoothness can be deformed at the transfer nip portion. By providing the intermediate transfer belt 8 with an elastic layer having low hardness and making the intermediate transfer belt 8 elastic, the surface of the intermediate transfer belt 8 can be deformed following local irregularities. Thereby, without excessively increasing the transfer pressure with respect to the toner layer, good adhesion can be obtained, there is no loss of transfer of characters, and there is no transfer unevenness even on paper with poor smoothness, Transfer images with excellent uniformity can be obtained
本プリンタでは、中間転写ベルト8は、少なくとも基層、弾性層、表面のコート層から構成される。 In this printer, the intermediate transfer belt 8 includes at least a base layer, an elastic layer, and a surface coat layer.
中間転写ベルト8の弾性層に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられ、具体的には、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、EPDM、NBR、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック1、2−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー(例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系)等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。 Examples of the material used for the elastic layer of the intermediate transfer belt 8 include elastic members such as elastic material rubber and elastomer. Specifically, butyl rubber, fluorine rubber, acrylic rubber, EPDM, NBR, acrylonitrile-butadiene-styrene. Rubber, natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, urethane rubber, syndiotactic 1,2-polybutadiene, epichlorohydrin rubber, polysulfide rubber, polynorbornene rubber, thermoplastic elastomer (for example, polystyrene series) , Polyolefins, polyvinyl chlorides, polyurethanes, polyamides, polyureas, polyesters, fluororesins) and the like can be used. However, it is not limited to the said material.
弾性層の厚さは、硬度及び層構成にもよるが、0.07〜0.5[mm]の範囲が好ましい。さらに好ましくは0.25〜0.5[mm]の範囲がよい。また、中間転写ベルト8の厚さが0.07[mm]以下と薄いと、二次転写ニップ部で中間転写ベルト8上のトナーに対する圧力が高くなり、転写中抜けが発生しやすくなり、さらに、トナーの転写率が低下する。 The thickness of the elastic layer depends on the hardness and the layer structure, but is preferably in the range of 0.07 to 0.5 [mm]. More preferably, the range of 0.25-0.5 [mm] is good. Further, if the thickness of the intermediate transfer belt 8 is as thin as 0.07 [mm] or less, the pressure on the toner on the intermediate transfer belt 8 at the secondary transfer nip portion increases, and transfer loss is likely to occur. The toner transfer rate decreases.
また、弾性層の硬度は、10°≦HS≦65°(JIS−A)であることが好ましい。中間転写ベルト8の層厚によって最適な硬度は異なるものの、硬度が10°JIS−Aより低いと転写中抜けが生じやすい。これに対して硬度が65°JIS−Aより高いものは、ローラヘの張架が困難となり、また、長期の張架によって延伸するために耐久性が無く早期の交換が必要になる。 The hardness of the elastic layer is preferably 10 ° ≦ HS ≦ 65 ° (JIS-A). Although the optimum hardness differs depending on the layer thickness of the intermediate transfer belt 8, if the hardness is lower than 10 ° JIS-A, transfer deficiency tends to occur. On the other hand, when the hardness is higher than 65 ° JIS-A, it is difficult to stretch the roller, and since it is stretched by long-term stretching, there is no durability and early replacement is necessary.
中間転写ベルト8の基層は、伸びの少ない樹脂で構成している。具体的に、基層に用いられる材料としては、ポリカーボネート、フッ素樹脂(ETFE、PVDF等)、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂(シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ピニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。 The base layer of the intermediate transfer belt 8 is made of a resin with little elongation. Specifically, materials used for the base layer include polycarbonate, fluororesin (ETFE, PVDF, etc.), polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, Styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer) Styrene-octyl acrylate copolymer and styrene-phenyl acrylate copolymer), styrene-methacrylic acid ester copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene) -Phenyl methacrylate copolymer, etc.), steel -Α-chloromethyl acrylate copolymer, styrene resin such as styrene-acrylonitrile-acrylate ester copolymer (monopolymer or copolymer containing styrene or styrene substitution product), methyl methacrylate resin, methacryl Acid butyl resin, ethyl acrylate resin, butyl acrylate resin, modified acrylic resin (silicone modified acrylic resin, vinyl chloride resin modified acrylic resin, acrylic / urethane resin, etc.), vinyl chloride resin, styrene-vinyl acetate copolymer, chloride Pinyl-vinyl acetate copolymer, rosin-modified maleic acid resin, phenol resin, epoxy resin, polyester resin, polyester polyurethane resin, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polyvinylidene chloride, ionomer resin, polyurethane resin, silicone Fat, ketone resins, ethylene - can be used ethyl acrylate copolymer, xylene resin and polyvinyl butyral resin, polyamide resin, one kind or two kinds or more selected from the group consisting of modified polyphenylene oxide resin. However, it is not limited to the said material.
また、伸びの大きなゴム材料などからなる弾性層の伸びを防止するために、基層と弾性層との間に帆布などの材料で構成された芯体層を設けてもよい。芯体層に用いられる伸びを防止する材料としては、例えば、綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、鉄繊維、銅繊維等の金属繊維からなる群より選ばれる1種あるいは2種以上を用い、糸状あるいは織布状のものを使用することができる。もちろん、上記材料に限定されるものではない。上記の糸は1本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。一方織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり、導電処理を施すことも可能である。 In addition, in order to prevent the elastic layer made of a rubber material having a large elongation from extending, a core layer made of a material such as a canvas may be provided between the base layer and the elastic layer. Examples of materials for preventing elongation used in the core layer include natural fibers such as cotton and silk, polyester fibers, nylon fibers, acrylic fibers, polyolefin fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyvinyl chloride fibers, and polyvinylidene chloride fibers. , One or more selected from the group consisting of synthetic fibers such as polyurethane fiber, polyacetal fiber, polyfluoroethylene fiber and phenol fiber, inorganic fibers such as carbon fiber and glass fiber, and metal fibers such as iron fiber and copper fiber Threaded or woven fabric can be used. Of course, the material is not limited to the above. The above-described yarn may be twisted in any manner, such as one or a plurality of filaments twisted, one-twisted yarn, various twisted yarns, double yarn, or the like. Further, for example, fibers of a material selected from the above material group may be blended. Of course, the yarn can be used after being subjected to an appropriate conductive treatment. On the other hand, the woven fabric can be any woven fabric such as knitted weave, and of course, a woven fabric that has been woven can also be used and can be subjected to a conductive treatment.
中間転写ベルト8表面のコート層は、弾性層の表面をコーティングするためのものであり、平滑性のよい層からなるものである。コート層に用いられる材料としては、特に制限はないが、一般的に、中間転写ベルト8表面へのトナーの付着カを小さくして二次転写性を高める材料が用いられる。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の1種類あるいは2種類以上、又は、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素材脂、フッ素化合物、フッ化炭素、酸化チタン、シリコンカーバイド等の粒子を1種類あるいは2種類以上、又は必要に応じて粒径を変えたものを分散させて使用することができる。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素層を形成させ、表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。 The coat layer on the surface of the intermediate transfer belt 8 is for coating the surface of the elastic layer, and is composed of a layer having good smoothness. The material used for the coating layer is not particularly limited, but generally, a material that increases the secondary transferability by reducing the amount of toner adhering to the surface of the intermediate transfer belt 8 is used. For example, one or more types of polyurethane, polyester, epoxy resin, etc., or materials that reduce surface energy and increase lubricity, such as fluorine fats, fluorine compounds, fluorocarbons, titanium oxide, silicon carbide, etc. Can be used by dispersing one type or two or more types or changing the particle size as required. Further, it is also possible to use a material such as a fluorine-based rubber material in which a heat treatment is performed to form a fluorine layer on the surface and the surface energy is reduced.
また、必要に応じて、基層、弾性層又はコート層は、抵抗を調整する目的で、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO)、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物等を用いることができる。ここで、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし、上記材料に限定されるものではない。 If necessary, the base layer, the elastic layer, or the coating layer is, for example, carbon black, graphite, metal powder such as aluminum or nickel, tin oxide, titanium oxide, antimony oxide, indium oxide, for the purpose of adjusting resistance. Conductive metal oxides such as potassium titanate, antimony oxide-tin oxide composite oxide (ATO), and indium oxide-tin oxide composite oxide (ITO) can be used. Here, the conductive metal oxide may be coated with insulating fine particles such as barium sulfate, magnesium silicate, and calcium carbonate. However, it is not limited to the said material.
中間転写ベルト8の表面は、ベルト表面を保護するために、潤滑剤塗布装置200により潤滑剤が塗布されている。潤滑剤塗布装置200は、ステアリン酸亜鉛塊などの固形潤滑剤202と、固形潤滑剤と当接し、回転によって固形潤滑剤から掻き取って得た潤滑剤粉末を中間転写ベルト8表面に塗布する塗布部材たる塗布ブラシローラ201とを備えている。本実施例では潤滑剤塗布装置200を備えているが、使用するトナーや中間転写ベルトの材質、表面摩擦係数により、必要ない場合もあり、必ずしも塗布しなければならないものではない。
The surface of the intermediate transfer belt 8 is coated with a lubricant by a
パーソナルコンピュータ等から画像情報が送られてくると、本プリンタは、駆動ローラ11を回転駆動して、中間転写ベルト8を無端移動させる。駆動ローラ11以外の張架ローラについては、ベルトに従動回転させる。同時に、プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kの感光体1Y,1M,1C,1Kを回転駆動する。また、感光体1Y,1M,1C,1Kの表面を帯電装置2Y,2M,2C,2Kによって一様に帯電させながら、帯電後の表面に対してレーザー光Lの照射によって静電潜像を形成する。そして、感光体1Y,1M,1C,1Kの表面に形成した静電潜像を現像装置5Y,5M,5C,5Kによって現像することで、感光体1Y,1M,1C,1K上にY、M、C、Kトナー像を得る。Y、M、C、Kトナー像は、上述したY、M、C、K用の一次転写ニップにて、中間転写ベルト8の外周面に重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト8の外周面には4色重ね合わせトナー像が形成される。
When image information is sent from a personal computer or the like, the printer rotates the
一方、給紙部では、給紙ローラ27によって給紙カセットから記録紙Pを1枚ずつ送り出してレジストローラ対まで搬送する。そして、中間転写ベルト8上の4色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで、レジストローラ対を駆動して記録紙Pを二次転写ニップに送り込んで、ベルト上の4色重ね合わせトナー像を記録紙Pに一括二次転写する。これにより、記録紙Pの表面にフルカラー画像を形成する。フルカラー画像形成後の記録紙Pについては、二次転写ニップから定着装置に搬送してトナー像の定着処理を施す。 On the other hand, in the paper feed unit, the recording paper P is sent out from the paper feed cassette one by one by the paper feed roller 27 and conveyed to the registration roller pair. Then, at a timing that can be synchronized with the four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 8, the registration roller pair is driven to feed the recording paper P into the secondary transfer nip, and the four-color superimposed toner image on the belt is transferred. Batch transfer is performed onto the recording paper P. Thereby, a full-color image is formed on the surface of the recording paper P. The recording paper P after full color image formation is conveyed from the secondary transfer nip to a fixing device and subjected to toner image fixing processing.
Y、M、C、Kトナー像を中間転写ベルト8に一次転写した後の感光体1Y,1M,1C,1Kについては、ドラムクリーニング装置4Y,4M,4C,4Kによって転写残トナーのクリーニング処理を施す。その後、図示しない除電ランプで除電した後、帯電装置2Y,2M,2C,2Kで一様に帯電せしめて、次の画像形成に備える。また、記録紙Pに一次転写した後の中間転写ベルト8については、ベルトクリーニング装置100によって転写残トナーのクリーニング処理を施す。
For the
K用のプロセスユニット6Kの図中右側方には、光学センサユニット150が中間転写ベルト8の外周面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。この光学センサユニット150は、図2に示すように、Y光学センサ151Y、C光学センサ151C、M光学センサ151M、K光学センサ151Kが中間転写ベルト8の幅方向に並んで配置されたものである。これらセンサは、いずれも反射型フォトセンサからなり、図示しない発光素子から発した光を中間転写ベルト8の外周面や中間転写ベルト上のトナー像で反射させ、その反射光量を図示しない受光素子によって検知する。図示しない制御部は、これらセンサからの出力電圧値に基づいて、中間転写ベルト8上のトナー像を検知したり、その画像濃度(単位面積あたりのトナー付着量)を検知したりすることができる。
On the right side of the K process unit 6K in the figure, the
本プリンタにおいては、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。
画像濃度制御は、まず、図2に示すような、各色の階調パターンSk,Sm,Sc,Syを中間転写ベルト8上における各光学センサ151Y,151M,151C,151Kに対向する位置に自動形成する。各色の階調パターンは、10個の画像濃度が異なる2[cm]×2[cm]の面積のトナーパッチからなっている。各色の階調パターンSk,Sm,Sc,Syを作成するときの、感光体1Y,1M,1C,1Kの帯電電位は、プリントプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を感光体1Y,1M,1C,1Kにそれぞれ形成せしめながら、それらをY、M、C、K用の現像装置5Y,5M,5C,5Kによって現像する。この現像の際、Y、M、C、K用の現像ローラに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。このような現像により、感光体1Y,1M,1C,1K上にはY、M、C、Kの階調パターン像が形成される。これらは、中間転写ベルト8の主走査方向に所定の間隔で並ぶように一次転写される。このときの、各色の階調パターンにおけるトナーパッチのトナー付着量は最小で0.1[mg/cm2]、最大で0.55[mg/cm2]ほどあり、また、トナーQ/d分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性にそろっている。
In this printer, image density control for optimizing the image density of each color is executed when the power is turned on or every time a predetermined number of prints are performed.
In the image density control, first, as shown in FIG. 2, gradation patterns Sk, Sm, Sc, Sy of each color are automatically formed on the intermediate transfer belt 8 at positions facing the
中間転写ベルト8に形成され各トナーパターンSk,Sm,Sc,Syは、中間転写ベルト8の無端移動に伴って、各光学センサ151Y,151M,151C,151Kとの対向位置を通過する。この際、光学センサ151Y,151M,151C,151Kは、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の光を受光する。
The toner patterns Sk, Sm, Sc, Sy formed on the intermediate transfer belt 8 pass through the positions facing the
次に、各色トナーパッチを検知したときの光学センサ151Y,151M,151C,151Kの出力電圧と、付着量変換アルゴリズムとから、各色のトナーパターンの各トナーパッチにおける付着量を算出し、算出した付着量に基づき作像条件を調整する。具体的には、トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいてその直線グラフを示す関数(y=ax+b)を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値を演算し、Y、M、C、K用の現像バイアス値を特定する。
Next, from the output voltages of the
メモリ内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切なドラム帯電電位とが予め関連付けられている作像条件データテーブルが格納されている。各プロセスユニット6Y,6M,6C,6Kについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、特定した現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、これに関連付けられたドラム帯電電位を特定する。
The memory stores an image forming condition data table in which several tens of development bias values and appropriate drum charging potentials individually corresponding to the values are associated in advance. For each
また、本プリンタは、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、色ずれ量補正処理も実施するようになっている。そして、この色ずれ量補正処理において、中間転写ベルト8の幅方向の一端部と他端部とにそれぞれ、図3に示すようなシェブロンパッチPVと呼ばれるY、M、C、Kの各色トナー像からなる色ずれ検知用画像を形成する。シェブロンパッチPVは、図3に示すように、Y、M、C、Kの各色のトナー像を主走査方向から約45[°]傾けた姿勢で、副走査方向であるベルト移動方向に所定ピッチで並べたラインパターン群である。このシェブロンパッチPVの付着量は、0.3[mg/cm2]程度である。 The printer also performs color misregistration correction processing when the power is turned on or whenever a predetermined number of prints are performed. In this color misregistration correction process, the Y, M, C, and K color toner images called chevron patches PV as shown in FIG. 3 are respectively provided at one end and the other end of the intermediate transfer belt 8 in the width direction. An image for color misregistration detection is formed. As shown in FIG. 3, the chevron patch PV has a predetermined pitch in the belt moving direction, which is the sub-scanning direction, with the toner image of each color of Y, M, C, and K inclined by about 45 [°] from the main scanning direction. Is a line pattern group arranged in. The amount of the chevron patch PV attached is about 0.3 [mg / cm 2 ].
中間転写ベルト8の幅方向の両端部にそれぞれ形成したシェブロンパッチPV内の各色トナー像を検知することで、各色トナー像における主走査方向(感光体軸線方向)の位置、副走査方向(ベルト移動方向)の位置、主走査方向の倍率誤差、主走査方向からのスキューをそれぞれ検出する。ここで言う主走査方向とは、ポリゴンミラーでの反射に伴ってレーザー光が感光体表面上で位相する方向を示している。このようなシェブロンパッチPV内のY、M、Cトナー像について、Kトナー像との検知時間差を光学センサ151Y,151M,151C,151Kで読み取っていく。同図では、紙面上下方向が主走査方向に相当し、左から順に、Y、M、C、Kトナー像が並んだ後、これらとは姿勢が90[°]異なっているK、C、M、Yトナー像が更に並んでいる。基準色となるKとの検出時間差tyk、tmk、tckについての実測値と理論値との差に基づいて、各色トナー像の副走査方向のズレ量、即ちレジストズレ量を求める。そして、そのレジストズレ量に基づいて、不図示の光書込ユニットのポリゴンミラー1面おき、即ち、1走査ラインピッチを1単位として、感光体1に対する光書込開始タイミングを補正して、各色トナー像のレジストズレを低減する。また、ベルト両端部間での副走査方向ズレ量の差に基づいて、各色トナー像の主走査方向からの傾き(スキュー)を求める。そして、その結果に基づいて、光学系反射ミラーの面倒れ補正を実施して、各色トナー像のスキューズレを低減する。以上のように、シェブロンパッチPV内における各トナー像を検知したタイミングに基づいて光書込開始タイミングや面倒れを補正してレジストズレやスキューズレを低減する処理が、色ずれ補正処理である。このような色ずれ補正処理により、温度変化などで各色トナー像の中間転写ベルト8に対する形成位置が経時的にずれていくことに起因する画像の色ずれの発生を抑えることができる。
By detecting each color toner image in the chevron patch PV formed at both ends in the width direction of the intermediate transfer belt 8, the position of each color toner image in the main scanning direction (photoconductor axial direction), the sub-scanning direction (belt movement) Direction) position, magnification error in the main scanning direction, and skew from the main scanning direction. The main scanning direction here refers to the direction in which the laser light is phased on the surface of the photosensitive member as it is reflected by the polygon mirror. For such Y, M, and C toner images in the chevron patch PV, the detection time difference from the K toner image is read by the
また、低画像面積の画像形成動作が続くと、現像装置内に長時間とどまりつづける古いトナーが増えてくるため、トナー帯電特性等が劣化した劣化トナーの量が増えていき、現像能力低下、転写性低下等を引き起こし、画像品質の悪化につながる。このような劣化トナーが現像装置内に滞留しないように、所定のタイミングで、現像装置からトナーを感光体1の非画像領域へ強制的に吐き出させるトナー強制消費制御であるリフレッシュモードを実行する。このトナーの強制吐き出しによってトナー濃度が低下した現像装置には、新しいトナーが補給され、これにより、現像装置内の劣化トナーが新しいトナーと入れ替えられる。 In addition, if the image forming operation with a low image area continues, the amount of old toner that remains in the developing device for a long time increases, so the amount of deteriorated toner with deteriorated toner charging characteristics, etc. Deterioration of the image quality and the deterioration of image quality. In order to prevent such deteriorated toner from staying in the developing device, a refresh mode that is toner forced consumption control for forcibly discharging the toner from the developing device to the non-image area of the photoreceptor 1 is executed at a predetermined timing. New toner is replenished to the developing device whose toner density has been reduced by the forced discharge of the toner, whereby the deteriorated toner in the developing device is replaced with new toner.
本実施形態において、不図示の制御部で、各現像装置5Y,5M,5C,5Kのトナー消費量と、各現像装置5Y,5M,5C,5Kの動作時間とを記憶しておく。そして、所定のタイミングで、所定期間内における現像装置の動作時間に対してトナー消費量が閾値以下の少量である否かを各現像装置について調べ、閾値以下の現像装置についてリフレッシュモードを実行する。
In the present embodiment, a toner consumption amount of each developing
リフレッシュモードが実行されると、感光体上の画像間(紙間)に対応する非画像領域にトナー消費パターンが作成され、そのトナー消費パターンを形成する際に現像装置がトナーを消費する。このようにして形成されたトナー消費パターンは、中間転写ベルト8に転写されて、図4に示すように、中間転写ベルト8上に形成される。トナー消費パターンの付着量は、現像装置の所定期間の動作時間に対するトナー消費量に基づき決定され、中間転写ベルト上では単位面積当りの最大付着量が、1.2[mg/cm2]程度になることがある。また、中間転写ベルト8に転写されたトナー消費パターン(a)のトナーQ/d分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性に揃っている。本実施形態では、このトナー消費パターンの大きさを25[mm]×250[mm]としている。 When the refresh mode is executed, a toner consumption pattern is created in a non-image area corresponding to an interval between images (interval of paper) on the photosensitive member, and the developing device consumes toner when forming the toner consumption pattern. The toner consumption pattern thus formed is transferred to the intermediate transfer belt 8 and formed on the intermediate transfer belt 8 as shown in FIG. The adhesion amount of the toner consumption pattern is determined based on the toner consumption amount with respect to the operation time of the developing device for a predetermined period, and the maximum adhesion amount per unit area on the intermediate transfer belt is about 1.2 [mg / cm 2 ]. May be. Further, when the toner Q / d distribution of the toner consumption pattern (a) transferred to the intermediate transfer belt 8 is measured, it is substantially aligned with the normal charging polarity. In this embodiment, the size of the toner consumption pattern is 25 [mm] × 250 [mm].
本実施形態において、中間転写ベルト8に形成された各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンは、二次転写領域で転写されることなく、そのまま二次転写領域を通過して、ベルトクリーニング装置100によって回収される。そのため、ベルトクリーニング装置100は、このときに、大量の高密度トナー(高濃度トナー)を中間転写ベルト8から除去しなければならない。しかしながら、極性制御手段とブラシローラとからなる従来のクリーニング装置や、正極性のトナーを除去するブラシローラと負極性のトナーを除去するブラシローラとを備えた従来のクリーニング装置では、各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンなどの非転写トナーを一度に除去することができなかった。そのため、クリーニングしきれなかった中間転写ベルト8上のトナーが次のプリント動作時に記録紙上に転写され、異常画像となる場合があった。
In the present embodiment, each color gradation pattern, chevron patch, and toner consumption pattern formed on the intermediate transfer belt 8 pass through the secondary transfer area as it is without being transferred in the secondary transfer area, and the
そこで、本実施形態のベルトクリーニング装置100においては、各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンなどの非転写トナーを一度で除去することができるよう、以下のような構成を採用している。
Therefore, the
図5は、本プリンタの特徴点であるベルトクリーニング装置100とその周囲構成とを模式的に示した模式図である。
図6は、ベルトクリーニング装置とその周囲とを拡大して示す拡大構成図である。
同図において、ベルトクリーニング装置100は、中間転写ベルト8上の非転写トナーを大まかに除去するためのプレクリーニング部100aと、中間転写ベルト8上の正規帯電極性(負極性)とは反対の極性(正極性)に帯電したトナーを除去する逆帯電トナークリーニング部100bと、中間転写ベルト8上の正規帯電極性に帯電したトナーを除去する正規帯電トナークリーニング部100cとを備えている。
FIG. 5 is a schematic diagram schematically showing the
FIG. 6 is an enlarged configuration diagram showing the belt cleaning device and its surroundings in an enlarged manner.
In the figure, a
プレクリーニング部100aは、クリーニング部材であるクリーニング回転体としてのプレクリーニングブラシローラ101を有している。また、プレクリーニングブラシローラ101に付着したトナーを回収する回収部材としてのプレ回収ローラ102、プレ回収ローラ102に当接してローラ表面からトナーを掻き取る掻き取り部材としてのプレ掻き取りブレード103、ブレクリーニングブラシローラ101上のトナーを掻き取るフリッカー116とを有している。
The
非転写トナーを構成するトナーのほとんどは、正規帯電極性(負極性)に帯電しているので、正規帯電極性とは反対の極性(正極性)の電圧をプレクリーニングブラシローラ101に印加して、中間転写ベルト8上の負極性トナーを静電的に除去するよう構成されている。また、プレ回収ローラ102には、プレクリーニングブラシローラ101よりも大きな正極性の電圧が印加されている。本ベルトクリーニング装置100においては、非転写トナーの90[%]が、プレクリーニングブラシローラ101により除去されるよう、プレクリーニングブラシローラ101に印加する電圧などが設定されている。
Since most of the toner constituting the non-transfer toner is charged to a normal charging polarity (negative polarity), a voltage having a polarity (positive polarity) opposite to the normal charging polarity is applied to the
また、プレクリーニング部100aには、画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク(図示省略)に搬送するための搬送手段としての搬送スクリュー110が備えられている。
Further, the
逆帯電トナークリーニング部100bは、プレクリーニング部100aよりも中間転写ベルト表面移動方向下流側に配置され、トナーの正規帯電極性(負極性)とは反対の極性(正極性)に帯電したトナーを静電的に除去するクリーニング部材である逆帯電トナークリーニングブラシローラ104を有している。また、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104に付着した逆帯電トナーを回収する回収部材としての逆帯電トナー回収ローラ105、逆帯電トナー回収ローラ105に当接してローラ表面から逆帯電トナーを掻き取る掻き取り部材としての逆帯電トナー掻き取りブレード106、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104上のトナーを掻き取るフリッカー117とを備えている。逆帯電トナークリーニングブラシローラ104には、負極性の電圧が印加されており、逆帯電トナー回収ローラ105には、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104よりも大きな負極性の電圧が印加されている。また、この逆帯電トナークリーニング部100bは、中間転写ベルト8上のトナーに負極性の電荷を付与して、中間転写ベルト8上のトナーの帯電極性を、正規帯電極性(負極性)に揃える極性制御手段としての機能も有している。
The reversely charged
正規帯電トナークリーニング部100cは、逆帯電トナークリーニング部100bよりも中間転写ベルト表面移動方向下流側に配置され、正規帯電極性に帯電したトナーを静電的に除去するクリーニング部材である正規帯電トナークリーニングブラシローラ107を有している。また、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に付着した正規帯電トナーを回収する回収部材としての正規帯電トナー回収ローラ108、正規帯電トナー回収ローラ108に当接してローラ表面から正規帯電トナーを掻き取る掻き取り部材としての正規帯電トナー掻き取りブレード109、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107上のトナーを掻き取るフリッカー118とを備えている。正規帯電トナークリーニングブラシローラ107には、正極性の電圧が印加されており、正規帯電トナー回収ローラ108には、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107よりも大きな正極性の電圧が印加されている。
The normally charged
プレクリーニング部100aと逆帯電トナークリーニング部100bとは、第1絶縁性シール部材112により仕切られており、第1絶縁性シール部材112は、プレクリーニングブラシローラ101と当接している。プレクリーニング部100aと逆帯電トナークリーニング部100bとを第1絶縁性シール部材112で仕切ることにより、プレクリーニングブラシローラ101と逆帯電トナークリーニングブラシローラ104との間で放電が発生したり、逆帯電トナークリーニング部100bで除去したトナーがプレクリーニングブラシに再付着したりするのを抑制することができる。
The
また、逆帯電トナークリーニング部100bと正規帯電トナークリーニング部100cとは、第2絶縁性シール部材により仕切られており、第2絶縁性シール部材113は、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104と当接している。逆帯電トナークリーニング部100bと正規帯電トナークリーニング部100cとを第2絶縁性シール部材113で仕切ることにより、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104と正規帯電トナークリーニングブラシローラ107との間で放電が発生したり、正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーが逆帯電トナークリーニングブラシローラ104に再付着したりするのを抑制することができる。
The reversely charged
また、クリーニング装置100の出口部には、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107と当接する第3絶縁性シール部材114が設けられている。これにより、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107とテンションローラ16との間で放電が発生するのを抑制することができる。
In addition, a third insulating seal member 114 that abuts the regular charged toner cleaning
また、ベルトクリーニング装置100には、入口シール111、廃トナーケース115が備えられている。廃トナーケース115は、逆帯電トナークリーニング部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーを貯留するものである。また、廃トナーケース115は、ベルトクリーニング装置100に対して着脱可能に取り付けられており、メンテナンスなどのときに、廃トナーケース115をクリーニング装置100から取り外して廃トナーケース115に溜まったトナーを除去できるようになっている。
Further, the
本ベルトクリーニング装置100では、逆帯電トナークリーニング部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーを廃トナーケース115に貯留させているが、この構成に限られない。例えば、ベルトクリーニング装置100の底部に搬送スクリュー110へトナーを搬送する搬送部材を設けたり、底部を搬送スクリュー110に向かう傾斜面にしたりして、逆帯電トナークリーニング部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーも、搬送スクリュー110によって画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク(図示省略)に搬送してもよい。また、搬送スクリューとは別に、逆帯電トナークリーニング部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーを画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク(図示省略)に搬送する第2の搬送スクリューを設けてもよい。
In the
各クリーニングブラシローラ101,104,107は、回転自在に支持される金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシ部とを具備しており、外径は14[mm]以上22[mm]以下の範囲内である。起毛は、内部が導電性カーボンなどの導電性材料からなり、表面部がポリエステルなどの絶縁性材料からなる二層構造の芯鞘構造となっている。これにより、芯は、クリーニングブラシローラに印加された電圧とほぼ同じ電位になり、トナーを起毛表面に静電的に引き付けることができる。その結果、中間転写ベルト8上のトナーは、クリーニングブラシローラに印加された電圧の作用によって起毛に静電的に付着する。また、各クリーニングブラシローラ101,104,107の起毛を、二層構造の芯鞘構造ではなく、導電性繊維のみで構成してもよい。また、回転軸部材の法線方向に対して傾斜した姿勢で植毛されたいわゆる斜毛にしてもよい。また、プレクリーニングブラシローラ101、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107の起毛を芯鞘構造とし、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104の起毛を導電性繊維のみで構成してもよい。逆帯電トナークリーニングブラシローラ104の起毛を導電性繊維のみで構成することで、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104からトナーへの電荷注入が発生しやすくなる。よって、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104によって、中間転写ベルト8上のトナーを良好に負極性に揃えることができる。一方、プレクリーニングブラシローラ101、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107の起毛を芯鞘構造とすることによって、トナーへの電荷注入を抑制することができ、中間転写ベルト8上のトナーが正極性に帯電するのを抑制する。これにより、プレクリーニングブラシローラ101、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107で、静電的に除去できないトナーが生じるのを抑制できる。
Each of the cleaning
また、各クリーニングブラシローラ101,104,107は、中間転写ベルト8に対して1[mm]程度食い込ませており、図示しない駆動手段によって、当接位置で起毛が、中間転写ベルト表面移動方向とは逆方向(カウンター方向)に移動するよう回転する。当接位置において、起毛をカウンター方向に移動するよう回転させることで、クリーニングブラシローラと中間転写ベルト8との線速差を大きくすることができる。これにより、中間転写ベルト8のある箇所が、クリーニングブラシローラとの当接範囲を抜けるまでの間における起毛との接触確率が増え、良好に中間転写ベルト8からトナーを除去することができる。
Further, the cleaning
本ベルトクリーニング装置100においては、各回収ローラ102,105,108として、SUSローラを用いた。なお、各回収ローラ102,105,108は、クリーニングブラシローラに付着したトナーを起毛と回収ローラとの電位勾配によってブラシから回収ローラに転移させる機能さえ発揮できれば、どのような材料からなっていてもかまわない。例えば、各回収ローラ102,105,108を導電性芯金に数[μm]〜100[μm]の高抵抗弾性チューブを被せたり、あるいはさらに絶縁コーティングしたりして、ローラ抵抗をlogR=12〜13[Ω]にしたものを用いてもよい。各回収ローラ102,105,108として、SUSローラを用いることにより、コストダウンや印加電圧を低く抑えることができ、省電力化を図ることができるというメリットがある。一方、ローラ抵抗をlogR=12〜13[Ω]にすることによって、回収ローラへの回収時におけるトナーへの電荷注入を抑制し、トナーが回収ローラの印加電圧の極性と同極性になり、トナー回収率が低下するのを抑制することができる。
In the
各クリーニングブラシローラ101,104,107の条件は、次の通りである。
・ブラシ材質:導電性ポリエステル(繊維内部に導電性カーボンを内包し、繊維表面はポリエステル、いわゆる芯鞘構造)
・ブラシ抵抗:106〜108[Ω]
・ブラシ植毛密度:10万[本/inch2]
・ブラシ繊維径:約25〜35[μm]
・ブラシ先端の毛倒れ処理:なし
・ブラシ径φ:15〜17[mm]
・中間転写ベルト8へのブラシ繊維喰い込み量:1[mm]
プレクリーニングブラシローラへの印加電圧は、初期のクリーニング性能において、中間転写ベルト上の高密度(高濃度)の非転写トナーが入力されたときに良好なクリーニング性能が得られるように設定されている。また、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104は、中間転写ベルト8上のトナーへ電荷が注入されるよう絶対値が高めに設定されている。また、ブラシ植毛密度、ブラシ抵抗、繊維径、印加電圧、繊維種類、ブラシ繊維喰込量はシステムによって最適化できるため、これに限らない。また、使用できる繊維の種類としては、ナイロン、アクリル、ポリエステルなどがある。
The conditions of the cleaning
・ Brush material: Conductive polyester (Contains conductive carbon inside the fiber, the fiber surface is polyester, so-called core-sheath structure)
Brush resistance: 10 6 to 10 8 [Ω]
・ Brush flocking density: 100,000 [lines / inch 2 ]
・ Brush fiber diameter: about 25 to 35 [μm]
-Brush tipping treatment: None-Brush diameter φ: 15-17 [mm]
-Brush fiber biting amount into the intermediate transfer belt 8: 1 [mm]
The applied voltage to the pre-cleaning brush roller is set so that good cleaning performance can be obtained when high density (high density) non-transfer toner on the intermediate transfer belt is input in the initial cleaning performance. . The reverse charging toner cleaning
各回収ローラ102,105,108の条件は、次のとおりである。
・回収ローラ芯金材質:SUS303
・回収ローラへのブラシ繊維喰い込み量:1.5[mm]
回収ローラ材質、ブラシ繊維喰込量、印加電圧はシステムによって最適化できるため、これに限らない。
The conditions of each
・ Recovery roller core material: SUS303
-Brush fiber biting amount into the collection roller: 1.5 [mm]
The collection roller material, brush fiber entrapment amount, and applied voltage can be optimized by the system, and are not limited thereto.
各掻き取りブレード103、106、109の条件は次の通りである。
・回収ローラ芯金材質:SUS304
・ブレード当接角度:20°
・ブレード厚み:0.1[mm]
・回収ローラへのブレード喰い込み量:1.0[mm]
ブレード当接角度、ブレード厚み、回収ローラへの喰い込み量は、システムによって最適化できるため、これに限らない。
The conditions of each
・ Recovery roller core material: SUS304
・ Blade contact angle: 20 °
・ Blade thickness: 0.1 [mm]
・ Blade biting amount into collection roller: 1.0 [mm]
The blade contact angle, the blade thickness, and the amount of biting into the collection roller can be optimized by the system, and are not limited thereto.
次に、本実施形態のベルトクリーニング装置100のクリーニング動作について説明する。
図5に示すように、二次転写部を通過した転写残トナーや非転写トナーは、入口シール111の当接部を越えて、プレクリーニングブラシローラ101の位置に中間転写ベルト8の回転により移送される。プレクリーニングブラシローラ101には、トナーの正規帯電極性と反対極性(正極性)の電圧が印加されており、中間転写ベルト8とプレクリーニングブラシローラ101との表面電位の差で形成される電界により、中間転写ベルト8上の負極性に帯電したトナーを静電的に吸着してプレクリーニングブラシローラ101へ移動させる。プレクリーニングブラシローラ101に移動した負極性のトナーは、プレクリーニングブラシローラ101よりも絶対値が大きな正極性の電圧が印加されたプレ回収ローラ102との当接位置まで移送される。そして、プレクリーニングブラシローラ101の表面電位とプレ回収ローラ102の表面電位との電位差で形成される電界により、プレクリーニングブラシローラ101上に移動したトナーを静電的に吸着してプレ回収ローラ102上へ移動させ、プレ回収ローラ102に移動した負極性のトナーは、プレ掻き取りブレード103により回収ローラ表面から掻き落とされる。プレ掻き取りブレード103により掻き落とされたトナーは、搬送スクリュー110で装置外に排出される。
Next, the cleaning operation of the
As shown in FIG. 5, the untransferred toner and non-transferred toner that have passed through the secondary transfer portion are transferred to the position of the
このとき、上記プレ回収ローラ102には、プレクリーニングブラシローラ101に付着しているトナーをできるだけ多く回収することを目的とした電圧を印加する。プレクリーニングブラシローラ101に付着したトナーが多く残留すると、中間転写ベルト8からプレクリーニングブラシローラ101へのトナー除去能力が低下するためである。転写残トナーをクリーニングする場合、プレクリーニングブラシローラ101の表面電位とプレ回収ローラ102の表面電位との電位差は、例えば400[V]程度に設定される。
At this time, a voltage is applied to the
本実施形態では、トナー消費パターンをクリーニングする場合、プレクリーニングブラシローラ101に印加するバイアスの絶対値を高くするので、プレ回収ローラ102に印加するバイアスもこれに応じて高くする必要がある。このとき、プレクリーニングブラシローラ101の表面電位とプレ回収ローラ102の表面電位との電位差は、転写残トナーのクリーニング時よりも大きくすることが望ましい。これは、トナー消費パターンをクリーニングする場合、プレクリーニングブラシローラ101に付着するトナー量が多くなるので、このような多くのトナーをプレ回収ローラ102側へ移動させ、中間転写ベルト8へ逆戻りするトナーの量を減らす必要があるためである。
In this embodiment, when cleaning the toner consumption pattern, since the absolute value of the bias applied to the
ただし、転写残トナーをクリーニングする場合にも、トナー消費パターンをクリーニングする場合と同じく大きな電位差を形成してしまうと、プレ回収ローラ102へのトナー移動時にトナーへ過剰に電流が流れ込み、トナーの電荷量が小さくなってしまい、場合によってはトナーの帯電極性が反転してしまい、プレ回収ローラ102上のトナーがプレクリーニングブラシローラ101へ再付着してしまうおそれがある。この場合、中間転写ベルト8へ逆戻りするトナーの量を増やしてしまう。
However, when cleaning the transfer residual toner, if a large potential difference is formed as in the case of cleaning the toner consumption pattern, excessive current flows into the toner when the toner moves to the
本実施形態においては、プレクリーニングブラシローラ101でクリーニングする対象のトナーM/Aがおよそ0.5[mg/cm2]以上である場合、転写残トナーをクリーニングする場合よりも、プレクリーニングブラシローラ101へ印加するバイアスの絶対値を高くする。このとき、これに合わせて、プレクリーニングブラシローラ101の表面電位とプレ回収ローラ102の表面電位との電位差も大きくする。その結果、トナーM/Aが0.5[mg/cm2]以上である高密度トナーであっても、良好なクリーニング性が得られた。
In this embodiment, when the toner M / A to be cleaned by the
また、このように、プレクリーニングブラシローラ101への印加バイアスとプレ回収ローラ102への印加バイアスの絶対値を高くするのは、トナー消費パターン等の高濃度トナーをクリーニングする際のごく短時間である。そのため、そのような高い印加バイアスを転写残トナーのクリーニング時も印加する場合と比較して、消費電力を少なく抑えることができる。また、プレクリーニングブラシローラ101、プレ回収ローラ102およびフリッカー116の温度上昇が抑制できるので、トナー固着を防止することもできる。
As described above, the absolute values of the bias applied to the
また、転写残トナーをクリーニングする場合のプレクリーニングブラシローラ101の回転速度(表面線速)は、中間転写ベルト8の線速が600[mm/sec]である場合、400[mm/sec]程度にすることで、線速差を150%としている。線速差を上げすぎると、クリーニング性能は高まるものの、プレクリーニングブラシローラ101がフリッカー116やプレ回収ローラ102によってフリッキングされる際の摩擦熱が大きくなってしまい、トナー固着の問題が発生するためである。本実施形態のトナーは、40〜60[℃]程度で固着が発生してしまうため、継続的に線速差を200%程度まで上げることは難しい。しかしながら、転写残トナーのように低密度(低濃度)のトナーであれば、これをクリーニングするのに線速差が130%程度あれば、良好なクリーニング性を保つことができるため、150%に設定している。
The rotational speed (surface linear velocity) of the
一方、トナー消費パターンをクリーニングする場合には、プレクリーニングブラシローラ101の回転速度(表面線速)を、中間転写ベルト8との線速差が200%以上となるように設定することが望まれる。これは、トナー消費パターンのような高密度トナーをクリーニングする場合には、転写残トナーをクリーニングする場合よりも高いクリーニング性能が求められるからである。そして、中間転写ベルト8との線速差が200%以上となるようにプレクリーニングブラシローラ101の回転速度(表面線速)を増加させることで、トナー消費パターンのような高密度トナーに対しても良好なクリーニング性を確保できた。
On the other hand, when cleaning the toner consumption pattern, it is desirable to set the rotational speed (surface linear velocity) of the
以上のように、本実施形態によれば、トナー消費パターン等の高密度トナーのクリーニング時にプレクリーニングブラシローラ101の印加バイアスの絶対値や回転速度を上昇させることで、高濃度トナーの大部分をしめる正規帯電極性(負極性)のトナーをおおまかに除去でき、また電荷注入や放電によってトナーの極性が反転して中間転写ベルト8へ再付着することを防止・抑制することができる。これにより、高密度トナーのクリーニング時においても、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104や正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に過剰な量のトナーが入力されるのを防止することができる。よって、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104や正規帯電トナークリーニングブラシローラ107が80万枚プリント相当の劣化を起こしていても、トナーを良好に除去することが可能となる。その結果、中間転写ベルト8に高密度トナーが付着している場合でも、これを良好に中間転写ベルト8から除去することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the absolute value of the bias applied to the
また、本実施形態では、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104で中間転写ベルト8上のトナーに負極性の電荷を注入して、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107を通過するトナーの帯電極性を負極性に揃える極性制御を行っているが、このような極性制御は、トナー条件や作像条件によっては必ずしも行わなくてもよい。また、本実施形態では、正規帯電トナークリーニング部100cをベルト移動方向最下流に設けているが、逆帯電トナークリーニング部100bをベルト移動方向最下流に設けてもよい。この場合、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107で、中間転写ベルト8上のトナーに正極性の電荷を注入して、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107を通過するトナーの帯電極性を正極性に揃える極性制御を行ってもよいし、このような極性制御が行われないよう構成してもよい。
Further, in this embodiment, negative charge is injected into the toner on the intermediate transfer belt 8 by the reversely charged toner cleaning
また、本実施形態では、逆帯電トナークリーニングブラシローラ104で中間転写ベルト8上の正極性のトナーを除去しているが、逆帯電トナークリーニング部100bを極性制御部に変更して、中間転写ベルト8上の正極性のトナーを除去しない構成としてもよい。この場合、プレクリーニングブラシローラ101を通過した中間転写ベルト8上のトナーは、極性制御部により、負極性に揃えられて、極性制御部よりもベルト移動方向下流の正規帯電トナークリーニングブラシローラ107へ移送される。そして、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107で、負極性のトナーを除去する。極性制御部で、中間転写ベルト8上のトナーに負極性の電荷を注入する手段としては、導電性ブラシ、導電性ブレード、コロナチャージャなどでよい。また、トナーの帯電極性を負極性に揃えるのではなく、正極性に揃えるようにして、極性制御部よりもベルト移動方向下流に、負極性の電圧が印加されたクリーニングブラシローラを配置して、中間転写ベルト上の正極性に揃えられたトナーを除去する構成でもよい。このような構成でも、高密度トナーのクリーニング時においては、プレクリーニングブラシローラ101で中間転写ベルト8から高密度トナーが大まかに除去されるので、極性制御部へ移送されるトナーの量が過剰に多くなることはない。よって、高密度トナーのクリーニング時においても、極性制御部で、中間転写ベルト8上のトナーを良好に一方の極性に揃えることができる。その結果、極性制御部の下流に配置されたクリーニングブラシローラで中間転写ベルト8上のトナーを良好に静電的に除去できる。
In this embodiment, the positively charged toner on the intermediate transfer belt 8 is removed by the reversely charged toner cleaning
また、本実施形態では、各回収ローラ102,105,108、各クリーニングブラシローラ101,104,107に電圧を印加しているが、各回収ローラ102,105,108を金属ローラにして、回収ローラにのみ電圧を印加する構成でもよい。この場合は、クリーニングブラシローラの繊維抵抗による電位降下によって、回収ローラとの接触部を介する形態で、回収ローラに印加されたバイアス電圧よりも幾分低いバイアス電圧がクリーニングブラシローラに印加されている状態となる。これにより、回収ローラとクリーニングブラシローラとの間に電位差が形成され、回収ローラ方向へ電位勾配によりクリーニングブラシローラから回収ローラへトナーを静電的に移動させることができる。
In this embodiment, a voltage is applied to each collecting
また、使用環境に応じてブラシ抵抗が異なるため、環境ごとに印加電圧を変更するように制御しても良い。印加電圧は、予め本体の内部メモリにテーブルで格納し、温湿度センサの値から、そのときの温湿度に対応する印加電圧をテーブルから読み出し、プレクリーニングブラシローラ101とプレ回収ローラ102にバイアスを印加する。例えば、このテーブルとしては、例えば、図7に示す表の内容をもつテーブルを本体の内部メモリとして格納し、環境条件で設定値を変更する。
Further, since the brush resistance varies depending on the use environment, it may be controlled to change the applied voltage for each environment. The applied voltage is stored in advance in a table in the internal memory of the main body, the applied voltage corresponding to the temperature and humidity at that time is read from the value of the temperature and humidity sensor, and the
〔実施例〕
ここで、本実施形態のベルトクリーニング装置100の一実施例について説明する。
図8は、本実施例におけるプレクリーニングブラシローラ101及びプレ回収ローラ102への印加バイアス制御、プレクリーニングブラシの回転数制御などの動作を示すタイミングチャートである。
本実施例においてリフレッシュモードが実行されると、紙間開始から15[mm]の地点からトナー消費パターンが形成される。本実施例では、中間転写ベルト8の線速は600[mm/sec]であり、プレクリーニングブラシローラ101の外径が15[mm]であり、ブラシ回転速度(表面線速)が400[mm/sec]である。また、転写残トナーをクリーニングする際、プレクリーニングブラシローラ101に印加するバイアスは+2000[V]であり、プレ回収ローラ102に印加するバイアスは+2400[V]である。
〔Example〕
Here, an example of the
FIG. 8 is a timing chart showing operations such as bias control applied to the
In this embodiment, when the refresh mode is executed, a toner consumption pattern is formed from a point of 15 mm from the start of the sheet interval. In this embodiment, the linear velocity of the intermediate transfer belt 8 is 600 [mm / sec], the outer diameter of the
プレクリーニングブラシローラ101のクリーニング領域に紙間(非画像領域)が進入するタイミングで、プレクリーニングブラシローラ101に印加するバイアスを、+2000[V]から+2300[V]のバイアスへ引き上げる。このように印加バイアスを引き上げることで、紙間に吐き出しトナー等の高密度トナーが中間転写ベルト8上に付着している場合でも、これを良好に中間転写ベルト8から除去することができる。
The bias applied to the
また、これに同期して、プレ回収ローラ102に印加するバイアスも、+2400[V]から+3000[V]のバイアスへ引き上げる。これにより、プレクリーニングブラシローラ101上に付着した高密度トナーをプレ回収ローラ102上へ移動させることができる。そのため、プレ回収ローラ102に回収されずにプレクリーニングブラシローラ101上に残るトナーが少ない。したがって、高密度トナーでも、プレクリーニングブラシローラ101から中間転写ベルト8へ逆戻りするトナーの量を少なく抑えることができる。しかも、転写残トナーをクリーニングする際の電位差は低いので、転写残トナーのクリーニング時には、プレ回収ローラ102上のトナーがプレクリーニングブラシローラ101へ再付着してしまうことが抑制され、中間転写ベルト8へ逆戻りするトナーの量を少なく抑えることができる。
In synchronization with this, the bias applied to the
また、これらの引き上げ後の印加バイアス(+2300[V]、+3000[V])は、リフレッシュモードによるトナー消費パターンの後端がプレクリーニングブラシローラ101に付着してこれがプレ回収ローラ102に回収されるまでの期間だけ印加すればよい。このときの印加時間は、次の式(1)より、0.11[sec]という非常に短い時間で済む。
{(15[mm]+25[mm]+15×π/2[mm]}÷600[mm/sec]
=0.11[sec] ・・・(1)
The applied biases (+2300 [V], +3000 [V]) after the pulling up are attached to the
{(15 [mm] +25 [mm] + 15 × π / 2 [mm]} ÷ 600 [mm / sec]
= 0.11 [sec] (1)
このように、本実施例によれば、プレクリーニングブラシローラ101及びプレ回収ローラ102に高いバイアスが印加されるのは、0.11秒というごく短い時間だけで済む。そのため、このような高いバイアスを転写残トナーのクリーニング時にも印加する場合と比較して、電力消費を抑制できる。また、プレクリーニングブラシローラ101、プレ回収ローラ102およびフリッカー116の温度上昇を抑制することができ、トナー固着を防止することもできる。
As described above, according to the present embodiment, a high bias is applied to the
また、本実施例では、プレクリーニングブラシローラ101及びプレ回収ローラ102の印加バイアスの変更に同期して、プレクリーニングブラシローラ101のブラシ回転速度を、400[mm/sec]から600[mm/sec]へと引き上げる。これにより、クリーニング性能が一時的に上昇し、トナー消費パターンのような高密度トナーでも良好なクリーニング性能を発揮することができる。しかも、ブラシ回転速度の引き上げはごく短い時間だけなので、プレクリーニングブラシローラ101がフリッカー116やプレ回収ローラ102の摩擦熱による温度上昇は小さく、トナー固着の問題が発生することはない。
In this embodiment, the brush rotation speed of the
図8に示したタイミングチャートでは、3回目の紙間においてリフレッシュモードが実行されていない。これは、この紙間では、トナー消費パターンが形成されていないためである。 In the timing chart shown in FIG. 8, the refresh mode is not executed during the third sheet interval. This is because a toner consumption pattern is not formed between the sheets.
上述した実施形態では、3つのクリーニングブラシローラ101,104,107のうちのベルト移動方向最上流に位置するプレクリーニングブラシローラ101についてのみ、高密度トナーのクリーニング時に印加バイアスの絶対値及びブラシ回転速度を上昇させる制御を行った。しかしながら、残りの2つのクリーニングブラシローラ104,107の少なくとも一方についても、高密度トナーのクリーニング時に印加バイアスの絶対値及びブラシ回転速度を上昇させる制御を行っても良い。これにより、高密度トナーのクリーニング時におけるベルトクリーニング装置100の全体のトナー除去性能が上がるため、より良好なクリーニング性を得ることができる。
In the above-described embodiment, only the
また、残りの2つのクリーニングブラシローラ104,107の少なくとも一方について、高密度トナーのクリーニング時に、ブラシ回転速度は上昇させずに、印加バイアスの絶対値を上昇させる制御を行っても良い。これにより、高密度トナーのクリーニング時におけるベルトクリーニング装置100の全体のトナー除去性能が上がるため、より良好なクリーニング性を得ることができる。
Further, at least one of the remaining two cleaning
また、残りの2つのクリーニングブラシローラ104,107の少なくとも一方について、高密度トナーのクリーニング時に、印加バイアスの絶対値は上昇させずに、ブラシ回転速度を上昇させる制御を行っても良い。これにより、高密度トナーのクリーニング時におけるベルトクリーニング装置100の全体のトナー除去性能が上がるため、より良好なクリーニング性を得ることができる。
Further, at least one of the remaining two cleaning
また、上述した実施形態では、クリーニングブラシローラの印加バイアスの絶対値やブラシ回転速度を上昇させる制御は、高密度トナーのクリーニング時に行ったが、高濃度画像を形成する際の転写残トナーを除去する時にも、クリーニングブラシローラの印加バイアスの絶対値やブラシ回転速度を上昇させる制御を行っても良い。この場合、本プリンタに入力される画像情報に基づいて、その画像面積等からトナー付着量を把握し、これが予め設定した所定量より多い場合に、その転写残トナーのクリーニング時にクリーニングブラシローラの印加バイアスの絶対値やブラシ回転速度を上昇させる制御を行っても良い。具体的には、例えば、中間転写ベルト8のベルト幅方向における平均の転写残トナー量が0.2[mg/cm2]以上となる場合には、その転写残トナーのクリーニング時にクリーニングブラシローラの印加バイアスの絶対値やブラシ回転速度を上昇させる制御を行う。これにより、多くの転写残トナーがベルトクリーニング装置100に入力される場合にも、これに必要な分だけクリーニング性能を高めることができ、効率のよい静電クリーニングを実現できる。なお、この制御を行うか否かの閾値は、中間転写ベルト8のベルト幅方向における平均の転写残トナー量である必要はなく、例えば、中間転写ベルト8のベルト幅方向における転写残トナーの最大値や最小値であってもよい。
In the above-described embodiment, the control for increasing the absolute value of the bias applied to the cleaning brush roller and the brush rotation speed is performed during the cleaning of the high density toner, but the transfer residual toner when forming the high density image is removed. In this case, control for increasing the absolute value of the bias applied to the cleaning brush roller and the brush rotation speed may be performed. In this case, based on the image information input to the printer, the toner adhesion amount is grasped from the image area and the like, and when this is larger than a predetermined amount, a cleaning brush roller is applied when cleaning the transfer residual toner. Control for increasing the absolute value of the bias and the brush rotation speed may be performed. Specifically, for example, when the average transfer residual toner amount in the belt width direction of the intermediate transfer belt 8 is 0.2 [mg / cm 2 ] or more, the cleaning brush roller is used for cleaning the transfer residual toner. Control to increase the absolute value of applied bias and brush rotation speed is performed. As a result, even when a large amount of untransferred toner is input to the
また、光学センサユニット150にて検知した中間転写ベルト8上のトナーの画像濃度(単位面積あたりのトナー付着量)が予め設定した所定量より多い場合に、クリーニングブラシローラの印加バイアスの絶対値やブラシ回転速度を上昇させる制御を行っても良い。この場合、実際にベルトクリーニング装置100に入力されるトナー量に応じて、当該制御を実施するか否かを決定するので、より効率のよい静電クリーニングを実現することができる。
Further, when the image density (toner adhesion amount per unit area) of the toner on the intermediate transfer belt 8 detected by the
次に、本プリンタに好適に使用されるトナーについて説明する。
本プリンタに好適に使用されるトナーは、600dpi以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径が3〜6[μm]のものが好ましい。また、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が、1.00〜1.40の範囲にあるトナーが好ましい。(Dv/Dn)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
Next, toner that is preferably used in the printer will be described.
The toner preferably used in this printer preferably has a volume average particle diameter of 3 to 6 [μm] in order to reproduce minute dots of 600 dpi or more. A toner having a ratio (Dv / Dn) of volume average particle diameter (Dv) to number average particle diameter (Dn) in the range of 1.00 to 1.40 is preferable. The closer (Dv / Dn) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.
トナーの形状係数SF−1は100〜180、形状係数SF−2は100〜180の範囲にあることが好ましい。図9は、形状係数SF−1を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを二次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・(2)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
The toner shape factor SF-1 is preferably in the range of 100 to 180, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180. FIG. 9 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1. The shape factor SF-1 represents the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (2). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π / 4) (2)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
また、図10は、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(3)で表される。トナーを二次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×100/(4π) ・・・(3)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
FIG. 10 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-2. The shape factor SF-2 indicates the ratio of the unevenness of the toner shape, and is represented by the following formula (3). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × 100 / (4π) (3)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。 Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated. When the shape of the toner is close to a spherical shape, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity increases, and the toner and the photoconductor The attraction force becomes weaker and the transfer rate becomes higher. If either of the shape factors SF-1 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.
また、カラープリンタに好適に使用されるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマーと、ポリエステルと、着色剤と、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。 In addition, a toner suitably used for a color printer is a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. Is a toner obtained by crosslinking and / or elongation reaction in an aqueous solvent. Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.
(ポリエステル)
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
(polyester)
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。 Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧しながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。また、重量平均分子量1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。 The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1. The polycondensation reaction of polyhydric alcohol (PO) and polycarboxylic acid (PC) is performed at 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, while reducing the pressure as necessary. The produced water is distilled off to obtain a polyester having a hydroxyl group. The hydroxyl value of the polyester is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and furthermore, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation. The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物(PIC)とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び/又は伸長されて得られるものである。多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−イソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5/1を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1/1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines. Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-isocyanatomethyl caproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; phenol derivatives, oximes, caprolactam And a combination of two or more of these. The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5/1, the low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1/1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester becomes low and hot offset resistance deteriorates. The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. . If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates. The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。 Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。 Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of B1 to B5 blocked amino groups (B6) include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2/1超や、1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2/1 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。 The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧しながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これに多価イソシアネート(PIC)を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得る。さらにこの(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。 The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyhydric carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxy titanate, dibutyltin oxide, etc., and water produced while reducing the pressure as necessary. Distill off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Subsequently, at 40-140 degreeC, this is made to react with polyvalent isocyanate (PIC), and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group is obtained. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a urea-modified polyester.
(PIC)を反応させる際、及び(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(PIC)に対して不活性なものが挙げられる。 When reacting (PIC) and when reacting (A) and (B), a solvent may be used if necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to isocyanates (PIC), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).
また、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。 In addition, in the crosslinking and / or elongation reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator may be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が悪化する。 The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color image forming apparatus are deteriorated.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。 By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color image forming apparatus are improved. Therefore, it is preferable to use the urea-modified polyester alone. The unmodified polyester may include a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。 The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition.
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常20/80〜95/5、好ましくは70/30〜95/5、さらに好ましくは75/25〜95/5、特に好ましくは80/20〜93/7である。ウレア変性ポリエステルの重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。 The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, and particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点(Tg)は、通常45〜65℃、好ましくは45〜60℃である。45℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、65℃を超えると低温定着性が不十分となる。 The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 ° C, preferably 45 to 60 ° C. If the temperature is lower than 45 ° C., the heat resistance of the toner is deteriorated.
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。 In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.
(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR1、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Lead yellow, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR1, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R) , Tartrazine rake, quinoline yellow rake, anthrazan yellow BGL, isoindolinone yellow, bengara, red lead, lead vermilion, cadmium red, cadmium mercurial red, antimon vermilion, permanent red 4R, para red, phissa red Parachlor ortho nitro Nirin Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, thioindigo maroon, oil red, quinacridone red, pyrazolone red, Riazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalo Cyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。 The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSYVP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージNEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LR1−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSYVP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge NEG VP2036 of quaternary ammonium salt, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LR1-901, LR-147 which is a boron complex (manufactured by Nippon Carlit) ), Copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo face , Sulfonate group, carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。 The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the developer fluidity is lowered, and the image density is lowered. Invite.
(離型剤)
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
(Release agent)
As a release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 ° C. works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. The effect on high temperature offset is exhibited without applying a release agent such as oil. Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax, rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline, And petroleum waxes such as petrolatum. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。 The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the masterbatch and the binder resin, or may be added when dissolved and dispersed in an organic solvent.
(外添剤)
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2[μm]であることが好ましく、特に5×10−3〜0.5[μm]であることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500[m2/g]であることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−4μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
(External additive)
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 −3 to 2 [μm], particularly preferably 5 × 10 −3 to 0.5 [μm]. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 [m < 2 > / g]. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 wt% of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 wt%. Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using particles having an average particle diameter of 5 × 10 −4 μm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are remarkably improved. Even when stirring and mixing inside the developing device is performed to obtain a good image quality that does not cause the release of the fluidity imparting agent from the toner and does not generate firefly, etc., and further reduces the residual toner. It is done. Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the added amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained, that is, repeated copying. Stable image quality can be obtained even if
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。 Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
(トナーの製造方法)
(1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1、2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
(Toner production method)
(1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.
(2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
(2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。 The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohols Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。 Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。 Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products), and Fgentent F-100, F150 (manufactured by Neos).
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。 In addition, examples of the cationic surfactant include aliphatic quaternary ammonium salts such as aliphatic primary, secondary or secondary amine acids having a fluoroalkyl group, and perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salts. , Benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Manufactured), MegaFuck F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footgent F-300 (Neos), and the like.
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1[μm]、及び3[μm]、ポリスチレン微粒子0.5[μm]及び2[μm]、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1[μm]、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。 The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage existing on the surface of the toner base particles is in the range of 10 to 90%. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 [μm] and 3 [μm], polystyrene fine particles 0.5 [μm] and 2 [μm], poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 [μm], trade name is PB- 200H (manufactured by Kao Corporation), SGP (manufactured by Sokensha), technopolymer SB (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) and the like. In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。 As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20[μm]にするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000[rpm]、好ましくは5000〜20000[rpm]である。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, in order to make the particle size of the
(3)乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
(3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity of the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) with the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
(4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
(4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
(5)上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。 荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。 (5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner. The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。 Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.
またトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図11(a)、(b)、(c)はトナーの形状を模式的に示す図である。
図11(a)、(b)、(c)において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、トナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)(図11(b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)(図11(c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
The toner has a substantially spherical shape and can be represented by the following shape rule.
FIGS. 11A, 11B, and 11C are diagrams schematically illustrating toner shapes.
In FIGS. 11A, 11B, and 11C, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the toner. The ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) (see FIG. 11B) is 0.5 to 1.0, and the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) (FIG. 11C )) Is preferably in the range of 0.7 to 1.0. When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。 Note that r1, r2, and r3 were measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of field of view and taking pictures.
また、本発明に係るクリーニング装置は、中間転写ベルト8の外周面をクリーニングするベルトクリーニング装置100に限らず、図12に示すように、紙搬送ベルト51のクリーニング装置500にも適用することができる。図12に示すように、タンデム型直接転写方式の画像形成装置に用いられる被清掃体としての紙搬送ベルト51は、転写ローラ59Y,59M,59C,59Kにより、感光体1Y,1M,1C,1Kにそれぞれ接触して、Y、M、C、K用の一次転写ニップを形成している。そして、記録紙Pを自らの表面に保持しながら、自らの無端移動に伴って図中左側から右側に向けて搬送する過程で、記録紙PをY、M、C、K用の一次転写ニップに順次送り込む。これにより、記録紙Pには、Y、M、C、Kトナー像が重ね合わせて一次転写される。K用の一次転写ニップを通過した後の紙搬送ベルト51に付着しているトナー(不要トナー)などの汚れは、搬送ベルトクリーニング装置500によって除去される。また、光学センサユニット150が紙搬送ベルト51の外周面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。図12に示すプリンタにおいても、所定のタイミングで画像濃度制御や位置ずれ量補正制御を実施し、紙搬送ベルト51に所定のトナーパターン(階調パターン、シェブロンパッチ)を形成し、光学センサユニット150で上記トナーパターンを検知し、検知結果に基づいて所定の補正処理を実行する。光学センサユニット150で検知後の高密度トナーであるトナーパターンは、搬送ベルトクリーニング装置500で除去される。
Further, the cleaning device according to the present invention can be applied not only to the
上記搬送ベルトクリーニング装置500に本発明のクリーニング装置を適用することによって、紙搬送ベルト51に形成されたトナーパターンを良好に除去することができ、記録紙の裏面が、トナーなどで汚れるのを抑制することができる。
By applying the cleaning device of the present invention to the transport
また、本発明に係るクリーニング装置は、図13に示すように、ドラムクリーニング装置4にも適用できる。現像装置5内をリフレッシュするリフレッシュモード実行した際のトナー消費パターンや、紙詰まりが発生した際の感光体上のトナー像などの非転写トナー(高密度トナー)が、ドラムクリーニング装置4に入力される。ドラムクリーニング装置4に本発明のクリーニング装置を適用することによってドラムクリーニング装置4に入力された非転写トナーを良好に除去することができる。
The cleaning device according to the present invention can also be applied to the drum cleaning device 4 as shown in FIG. Non-transferred toner (high-density toner) such as a toner consumption pattern when the refresh mode for refreshing the inside of the developing
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
表面移動する中間転写ベルト8等の像担持体と、画像情報に基づいて上記像担持体上にトナー像を形成するプロセスユニット6Y,6M,6C,6K等のトナー像形成手段と、上記像担持体上に形成されたトナー像を二次転写領域等の転写領域で記録紙P等の被転写体へ転写する二次転写ローラ18等の転写手段と、上記像担持体上に形成されたトナー像を上記被転写体へ転写した後に該像担持体上に残留する転写残トナーを該像担持体から除去して保持するプレクリーニングブラシローラ101等のクリーニング回転体と、上記転写残トナーを上記クリーニング回転体に静電的に付着させるための電圧を該クリーニング回転体に印加する電圧印加手段とを有する画像形成装置において、被転写体へ転写することなくそのまま転写領域を通過した像担持体上のトナー消費パターン等の非転写トナーをクリーニングする際、上記転写残トナーをクリーニングする場合よりも絶対値が大きい電圧を上記電圧印加手段に印加させる電圧増加制御を行う電圧制御手段を有することを特徴とする。
本態様によれば、転写残トナーよりも高密度である非転写トナーがクリーニング回転体に入力される場合、一時的に、転写残トナーをクリーニングする場合よりも絶対値が大きい電圧をクリーニング回転体に印加する。これにより、像担持体上の非転写トナー(高密度トナー)をクリーニング回転体へ付着させる静電的な引力が高まるとともに、クリーニング回転体に付着したトナーを静電的に保持する保持力も高まる。その結果、クリーニング性能が落ちる経時においても、非転写トナー(高密度トナー)を良好にクリーニングすることが可能となる。しかも、転写残トナーをクリーニングする際には、絶対値の小さい電圧が印加されるので、過剰なクリーニング性能による無駄に電力消費を抑制できる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
An image carrier such as an intermediate transfer belt 8 that moves on the surface, toner image forming means such as
According to this aspect, when non-transfer toner having a higher density than the transfer residual toner is input to the cleaning rotator, the cleaning rotator temporarily applies a voltage whose absolute value is larger than that when cleaning the transfer residual toner. Apply to. As a result, the electrostatic attractive force for adhering the non-transfer toner (high-density toner) on the image carrier to the cleaning rotator is increased, and the holding force for electrostatically holding the toner attached to the cleaning rotator is also increased. As a result, it is possible to satisfactorily clean the non-transfer toner (high density toner) even when the cleaning performance deteriorates. In addition, since a voltage having a small absolute value is applied when cleaning the transfer residual toner, it is possible to suppress wasteful power consumption due to excessive cleaning performance.
(態様B)
上記態様Aにおいて、上記トナー像形成手段は、現像装置5内のトナーで現像されたトナー像を上記像担持体上に形成するものであり、上記現像装置内のトナーを上記像担持体上に排出して、上記被転写体へ転写することなくそのまま転写領域を通過した像担持体上の当該トナー(トナー消費パターン)を、上記非転写トナーとしてクリーニングするためのトナー強制消費制御を行うトナー強制消費制御手段を有することを特徴とする。
これによれば、現像装置内の劣化トナーを新しいトナーに入れ替えることで、画質改善を図ることができるとともに、その際のトナー消費パターンを良好にクリーニングできる。
(Aspect B)
In the aspect A, the toner image forming means forms a toner image developed with the toner in the developing
According to this, image quality can be improved by replacing the deteriorated toner in the developing device with new toner, and the toner consumption pattern at that time can be cleaned well.
(態様C)
上記態様A又はBにおいて、上記クリーニング回転体を回転駆動させる回転駆動手段と、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記転写残トナーをクリーニングする場合よりも速い回転速度で上記クリーニング回転体を回転駆動させるように上記回転駆動手段を制御する回転増速制御を行う駆動制御手段とを有することを特徴とする。
これによれば、像担持体上の非転写トナー(高密度トナー)をクリーニングする際のクリーニング性能が一時的に上昇するので、クリーニング性能が落ちる経時においても、非転写トナー(高密度トナー)を良好にクリーニングすることが可能となる。しかも、転写残トナーをクリーニングする際のクリーニング回転体の回転速度は低いので、クリーニング回転体に当接するフリッカー等の部材との摩擦熱によってトナー固着が発生することも抑制できる。
(Aspect C)
In the aspect A or B, the cleaning rotary body is driven to rotate, and the cleaning rotary body is driven to rotate at a higher rotational speed than the case where the transfer residual toner is cleaned when the non-transfer toner is cleaned. Drive control means for performing rotational acceleration control for controlling the rotation drive means.
According to this, since the cleaning performance at the time of cleaning the non-transfer toner (high density toner) on the image carrier is temporarily increased, the non-transfer toner (high density toner) can be used even when the cleaning performance deteriorates. It becomes possible to clean well. In addition, since the rotational speed of the cleaning rotator when cleaning the transfer residual toner is low, it is possible to suppress the occurrence of toner fixation due to frictional heat with a member such as flicker that contacts the cleaning rotator.
(態様D)
上記態様Cにおいて、上記駆動制御手段は、上記画像情報に基づいて特定される、該画像情報により形成されるトナー像のトナー付着量が多いほど、該トナー像の転写残トナーをクリーニングする際の上記クリーニング回転体の回転速度が高まるように、上記回転駆動手段を制御することを特徴とする。
これによれば、転写残トナーのクリーニングにおいても、効率の良い静電クリーニングを実現することができる。
(Aspect D)
In the aspect C, the drive control unit is configured to clean the toner remaining after the transfer of the toner image as the toner adhesion amount of the toner image formed based on the image information specified based on the image information increases. The rotation driving means is controlled so that the rotation speed of the cleaning rotator is increased.
Accordingly, efficient electrostatic cleaning can be realized also in cleaning of the transfer residual toner.
(態様E)
上記態様Cにおいて、上記像担持体上に形成されるトナー像のトナー付着量を検出する光学センサユニット150等のトナー付着量検出手段を有し、上記駆動制御手段は、上記トナー付着量検出手段が検出したトナー付着量が多いほど、当該トナー像の転写残トナーをクリーニングする際の上記クリーニング回転体の回転速度が高まるように、上記回転駆動手段を制御することを特徴とする。
これによれば、転写残トナーのクリーニングにおいても、より効率の良い静電クリーニングを実現することができる。
(Aspect E)
In the aspect C, the toner adhesion amount detection unit such as the
According to this, more efficient electrostatic cleaning can be realized also in cleaning of transfer residual toner.
(態様F)
上記態様A〜Eのいずれかの態様において、上記像担持体上のトナーをクリーニングする2以上のクリーニング部材(クリーニングブラシローラ101,104,107)が像担持体表面移動方向に並べて配置されており、上記クリーニング回転体は、上記2以上のクリーニング部材のうちの像担持体表面移動方向最上流に位置するプレクリーニングブラシローラ101等のクリーニング部材であり、上記電圧制御手段は、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記クリーニング回転体以外のクリーニング部材(クリーニングブラシローラ104,107)については上記電圧増加制御を行わないことを特徴とする。
これによれば、高密度トナーを効率良くクリーニングすることが可能である。
(Aspect F)
In any one of the above embodiments A to E, two or more cleaning members (cleaning
According to this, it is possible to efficiently clean the high density toner.
(態様G)
上記態様C〜Eのいずれかの態様において、上記像担持体上のトナーをクリーニングする回転体からなる2以上のクリーニング部材(クリーニングブラシローラ101,104,107)が像担持体表面移動方向に並べて配置されており、上記クリーニング回転体は、上記2以上のクリーニング部材のうちの像担持体表面移動方向最上流に位置するプレクリーニングブラシローラ101等のクリーニング部材であり、上記電圧制御手段は、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記クリーニング回転体以外のクリーニング部材(クリーニングブラシローラ104,107)については上記電圧増加制御を行わず、上記駆動制御手段は、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記クリーニング回転体以外のクリーニング部材(クリーニングブラシローラ104,107)についても、上記回転増速制御を行うことを特徴とする。
これによれば、高密度トナーのクリーニング時において、電圧増加制御による電力消費を抑えつつ、高いクリーニング性能を発揮させることができる。
(Aspect G)
In any one of the above aspects C to E, two or more cleaning members (cleaning
According to this, when cleaning high-density toner, it is possible to exhibit high cleaning performance while suppressing power consumption due to voltage increase control.
(態様H)
上記態様C〜Eのいずれかの態様において、上記像担持体上のトナーをクリーニングする2以上のクリーニング部材(クリーニングブラシローラ101,104,107)が像担持体表面移動方向に並べて配置されており、上記クリーニング回転体は、上記2以上のクリーニング部材のうちの像担持体表面移動方向最上流に位置するプレクリーニングブラシローラ101等のクリーニング部材であり、上記駆動制御手段は、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記クリーニング回転体以外のクリーニング部材(クリーニングブラシローラ104,107)については上記回転増速制御を行わず、上記電圧制御手段は、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記クリーニング回転体以外のクリーニング部材(クリーニングブラシローラ104,107)についても上記電圧増加制御を行うことを特徴とする。
これによれば、高密度トナーのクリーニング時において、回転増速制御によるトナー固着を抑制しつつ、高いクリーニング性能を発揮させることができる。
(Aspect H)
In any one of the above embodiments C to E, two or more cleaning members (cleaning
According to this, at the time of cleaning of high density toner, it is possible to exhibit high cleaning performance while suppressing toner fixation due to rotational acceleration control.
(態様I)
上記態様A〜Hのいずれかの態様において、上記像担持体は、感光体1等の潜像担持体に形成された複数のトナー像が順次重ね合わされて転写される中間転写ベルト8等の中間転写体であることを特徴とする。
中間転写体上には高密度のトナーが付着するので、このような中間転写体についてのクリーニングにおいて、上述した電圧増加制御等を行うことにより、より高い効果が得られる。
(Aspect I)
In any one of the above aspects A to H, the image carrier may be an intermediate member such as an intermediate transfer belt 8 on which a plurality of toner images formed on a latent image carrier such as the photoreceptor 1 are sequentially superimposed and transferred. It is a transfer member.
Since a high-density toner adheres to the intermediate transfer member, a higher effect can be obtained by performing the above-described voltage increase control or the like in cleaning the intermediate transfer member.
(態様J)
表面移動する感光体1等の像担持体と、画像情報に基づいて上記像担持体上にトナー像を形成する帯電装置や現像装置5などのトナー像形成手段と、上記像担持体上に形成されたトナー像が最終的に転写される記録紙P等の記録材を外周面に担持して搬送する無端状の紙搬送ベルト51等の記録材搬送部材と、上記像担持体上に形成されたトナー像を転写領域で上記記録材搬送部材に担持されている記録材へ転写する転写ローラ59等の転写手段と、上記像担持体上のトナー像を上記記録材へ転写する際に上記記録材搬送部材の外周面に付着する不要トナーを、該記録材搬送部材から除去して保持するプレクリーニングブラシローラ101等のクリーニング回転体と、上記不要トナーを上記クリーニング回転体に静電的に付着させるための電圧を該クリーニング回転体に印加する電圧印加手段とを有する画像形成装置において、記録材へ転写されることなくそのまま上記記録材搬送部材に転写された階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターン等の転写トナー(高密度トナー)をクリーニングする際、上記不要トナーをクリーニングする場合よりも絶対値が大きい電圧を上記電圧印加手段に印加させる電圧増加制御を行う電圧制御手段を有することを特徴とする。
本態様によれば、不要トナーよりも高密度である転写トナーがクリーニング回転体に入力される場合、一時的に、不要トナーをクリーニングする場合よりも絶対値が大きい電圧をクリーニング回転体に印加する。これにより、記録材搬送部材上の転写トナー(高密度トナー)をクリーニング回転体へ付着させる静電的な引力が高まるとともに、クリーニング回転体に付着したトナーを静電的に保持する保持力も高まる。その結果、クリーニング性能が落ちる経時においても、転写トナー(高密度トナー)を良好にクリーニングすることが可能となる。しかも、不要トナーをクリーニングする際には、絶対値の小さい電圧が印加されるので、過剰なクリーニング性能による無駄に電力消費を抑制できる。
(Aspect J)
An image carrier such as the photosensitive member 1 that moves on the surface, a toner image forming unit such as a charging device or a developing
According to this aspect, when the transfer toner having a higher density than the unnecessary toner is input to the cleaning rotator, a voltage having a larger absolute value is temporarily applied to the cleaning rotator than when unnecessary toner is cleaned. . This increases the electrostatic attractive force that causes the transfer toner (high-density toner) on the recording material conveying member to adhere to the cleaning rotator, and also increases the holding force that electrostatically holds the toner attached to the cleaning rotator. As a result, it is possible to satisfactorily clean the transfer toner (high density toner) even when the cleaning performance deteriorates. In addition, when cleaning unnecessary toner, since a voltage having a small absolute value is applied, power consumption can be suppressed wastefully due to excessive cleaning performance.
(態様K)
上記態様A〜Jのいずれかの態様において、上記トナーはその形状係数SF1が100〜150であることを特徴とする。
これによれば、高画質な画像形成を実現することができる。
(Aspect K)
In any one of the above aspects A to J, the toner has a shape factor SF1 of 100 to 150.
According to this, high-quality image formation can be realized.
1 感光体
2 帯電装置
4 ドラムクリーニング装置
5 現像装置
6 プロセスユニット
8 中間転写ベルト
9 一次転写ローラ
13,14,15 クリーニング対向ローラ
18 二次転写ローラ
51 紙搬送ベルト
59 転写ローラ
100 ベルトクリーニング装置
100a プレクリーニング部
100b 逆帯電トナークリーニング部
100c 正規帯電トナークリーニング部
101 ブレクリーニングブラシローラ
102 プレ回収ローラ
103 プレ掻き取りブレード
104 逆帯電トナークリーニングブラシローラ
107 正規帯電トナークリーニングブラシローラ
150 光学センサユニット
151 光学センサ
200 潤滑剤塗布装置
500 搬送ベルトクリーニング装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (11)
画像情報に基づいて上記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
上記像担持体上に形成されたトナー像を転写領域で被転写体へ転写する転写手段と、
上記像担持体上に形成されたトナー像を上記被転写体へ転写した後に該像担持体上に残留する転写残トナーを該像担持体から除去して保持するクリーニング回転体と、
上記転写残トナーを上記クリーニング回転体に静電的に付着させるための電圧を該クリーニング回転体に印加する電圧印加手段とを有する画像形成装置において、
被転写体へ転写することなくそのまま転写領域を通過した像担持体上の非転写トナーをクリーニングする際、上記転写残トナーをクリーニングする場合よりも絶対値が大きい電圧を上記電圧印加手段に印加させる電圧増加制御を行う電圧制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that moves on the surface;
Toner image forming means for forming a toner image on the image carrier based on image information;
Transfer means for transferring the toner image formed on the image carrier to a transfer target in a transfer region;
A cleaning rotator that removes and holds the transfer residual toner remaining on the image carrier after the toner image formed on the image carrier is transferred to the transfer body;
In an image forming apparatus comprising: a voltage applying unit that applies a voltage for electrostatically adhering the transfer residual toner to the cleaning rotator.
When cleaning the non-transferred toner on the image carrier that has passed through the transfer region without being transferred to the transfer target, a voltage having an absolute value larger than that when cleaning the transfer residual toner is applied to the voltage applying unit. An image forming apparatus comprising voltage control means for performing voltage increase control.
上記トナー像形成手段は、現像装置内のトナーで現像されたトナー像を上記像担持体上に形成するものであり、
上記現像装置内のトナーを上記像担持体上に排出して、上記被転写体へ転写することなくそのまま転写領域を通過した像担持体上の当該トナーを、上記非転写トナーとしてクリーニングするためのトナー強制消費制御を行うトナー強制消費制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
The toner image forming means forms a toner image developed with toner in a developing device on the image carrier,
The toner in the developing device is discharged onto the image carrier, and the toner on the image carrier that has passed through the transfer region without being transferred to the transfer body is cleaned as the non-transfer toner. An image forming apparatus comprising toner forced consumption control means for performing toner forced consumption control.
上記クリーニング回転体を回転駆動させる回転駆動手段と、
上記非転写トナーをクリーニングする際、上記転写残トナーをクリーニングする場合よりも速い回転速度で上記クリーニング回転体を回転駆動させるように上記回転駆動手段を制御する回転増速制御を行う駆動制御手段とを有することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2,
A rotation driving means for rotating the cleaning rotating body;
A drive control means for performing rotational acceleration control for controlling the rotational drive means so as to rotationally drive the cleaning rotating body at a rotational speed faster than that for cleaning the untransferred toner when cleaning the non-transfer toner; An image forming apparatus comprising:
上記駆動制御手段は、上記画像情報に基づいて特定される、該画像情報により形成されるトナー像のトナー付着量が多いほど、該トナー像の転写残トナーをクリーニングする際の上記クリーニング回転体の回転速度が高まるように、上記回転駆動手段を制御することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3.
The drive control means determines the cleaning rotating body when cleaning the transfer residual toner of the toner image as the toner adhesion amount of the toner image formed by the image information specified based on the image information increases. An image forming apparatus, wherein the rotation driving unit is controlled so that a rotation speed is increased.
上記像担持体上に形成されるトナー像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段を有し、
上記駆動制御手段は、上記トナー付着量検出手段が検出したトナー付着量が多いほど、当該トナー像の転写残トナーをクリーニングする際の上記クリーニング回転体の回転速度が高まるように、上記回転駆動手段を制御することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3.
A toner adhesion amount detecting means for detecting a toner adhesion amount of a toner image formed on the image carrier,
The rotation control unit is configured to increase the rotation speed of the cleaning rotating body when cleaning the transfer residual toner of the toner image as the toner adhesion amount detected by the toner adhesion amount detection unit increases. An image forming apparatus that controls the image forming apparatus.
上記像担持体上のトナーをクリーニングする2以上のクリーニング部材が像担持体表面移動方向に並べて配置されており、
上記クリーニング回転体は、上記2以上のクリーニング部材のうちの像担持体表面移動方向最上流に位置するクリーニング部材であり、
上記電圧制御手段は、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記クリーニング回転体以外のクリーニング部材については上記電圧増加制御を行わないことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5,
Two or more cleaning members for cleaning the toner on the image carrier are arranged side by side in the image carrier surface movement direction;
The cleaning rotator is a cleaning member located at the most upstream of the image carrier surface movement direction among the two or more cleaning members,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the non-transfer toner is cleaned, the voltage control unit does not perform the voltage increase control on a cleaning member other than the cleaning rotator.
上記像担持体上のトナーをクリーニングする回転体からなる2以上のクリーニング部材が像担持体表面移動方向に並べて配置されており、
上記クリーニング回転体は、上記2以上のクリーニング部材のうちの像担持体表面移動方向最上流に位置するクリーニング部材であり、
上記電圧制御手段は、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記クリーニング回転体以外のクリーニング部材については上記電圧増加制御を行わず、
上記駆動制御手段は、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記クリーニング回転体以外のクリーニング部材についても、上記回転増速制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 3 to 5,
Two or more cleaning members made of a rotating body for cleaning the toner on the image carrier are arranged side by side in the image carrier surface movement direction,
The cleaning rotator is a cleaning member located at the most upstream of the image carrier surface movement direction among the two or more cleaning members,
When the non-transfer toner is cleaned, the voltage control means does not perform the voltage increase control for a cleaning member other than the cleaning rotator,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the non-transfer toner is cleaned, the drive control unit performs the rotation acceleration control for a cleaning member other than the cleaning rotator.
上記像担持体上のトナーをクリーニングする2以上のクリーニング部材が像担持体表面移動方向に並べて配置されており、
上記クリーニング回転体は、上記2以上のクリーニング部材のうちの像担持体表面移動方向最上流に位置するクリーニング部材であり、
上記駆動制御手段は、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記クリーニング回転体以外のクリーニング部材については上記回転増速制御を行わず、
上記電圧制御手段は、上記非転写トナーをクリーニングする際、上記クリーニング回転体以外のクリーニング部材についても上記電圧増加制御を行うことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 3 to 5,
Two or more cleaning members for cleaning the toner on the image carrier are arranged side by side in the image carrier surface movement direction;
The cleaning rotator is a cleaning member located at the most upstream of the image carrier surface movement direction among the two or more cleaning members,
When the non-transfer toner is cleaned, the drive control unit does not perform the rotation acceleration control for a cleaning member other than the cleaning rotator,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein when the non-transfer toner is cleaned, the voltage control unit also performs the voltage increase control on a cleaning member other than the cleaning rotator.
上記像担持体は、潜像担持体に形成された複数のトナー像が順次重ね合わされて転写される中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The image forming apparatus, wherein the image carrier is an intermediate transfer member to which a plurality of toner images formed on the latent image carrier are sequentially superimposed and transferred.
画像情報に基づいて上記像担持体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、
上記像担持体上に形成されたトナー像が最終的に転写される記録材を外周面に担持して搬送する無端状の記録材搬送部材と、
上記像担持体上に形成されたトナー像を転写領域で上記記録材搬送部材に担持されている記録材へ転写する転写手段と、
上記像担持体上のトナー像を上記記録材へ転写する際に上記記録材搬送部材の外周面に付着する不要トナーを、該記録材搬送部材から除去して保持するクリーニング回転体と、
上記不要トナーを上記クリーニング回転体に静電的に付着させるための電圧を該クリーニング回転体に印加する電圧印加手段とを有する画像形成装置において、
記録材へ転写されることなくそのまま上記記録材搬送部材に転写された転写トナーをクリーニングする際、上記不要トナーをクリーニングする場合よりも絶対値が大きい電圧を上記電圧印加手段に印加させる電圧増加制御を行う電圧制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier that moves on the surface;
Toner image forming means for forming a toner image on the image carrier based on image information;
An endless recording material transporting member that transports the recording material onto which the toner image formed on the image carrier is finally transferred, supported on the outer peripheral surface;
Transfer means for transferring a toner image formed on the image carrier to a recording material carried on the recording material conveying member in a transfer region;
A cleaning rotator that removes and holds unnecessary toner adhering to the outer peripheral surface of the recording material conveying member when the toner image on the image carrier is transferred to the recording material;
In an image forming apparatus comprising: a voltage applying unit that applies a voltage for electrostatically attaching the unnecessary toner to the cleaning rotator.
Voltage increase control for applying a voltage having a larger absolute value to the voltage applying means when cleaning the transfer toner transferred to the recording material conveying member as it is without being transferred to the recording material than when cleaning the unnecessary toner An image forming apparatus comprising voltage control means for performing the above.
上記トナーはその形状係数SF1が100〜150であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 10,
An image forming apparatus, wherein the toner has a shape factor SF1 of 100 to 150.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014126618A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Ricoh Co Ltd | Cleaning device and image forming apparatus |
JP2016050962A (en) * | 2014-08-28 | 2016-04-11 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
JP2017151362A (en) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | ブラザー工業株式会社 | Image forming device, control method of image forming device, and computer program |
JP2020012937A (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming device, cartridge, and method for controlling image forming device |
US11422488B2 (en) | 2018-10-17 | 2022-08-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Imaging system including a bias application device to apply bias to a tranfer roller |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006251030A (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
JP2006276065A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-12 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus |
JP2007086201A (en) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Fuji Xerox Co Ltd | Cleaning device and image forming apparatus using the same |
JP2011064735A (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Ricoh Co Ltd | Apparatus and system for forming image |
JP2011197260A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Ricoh Co Ltd | Cleaning device and image forming apparatus |
JP2012083640A (en) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Ricoh Co Ltd | Cleaning device and image formation apparatus |
-
2012
- 2012-09-20 JP JP2012207262A patent/JP2014062981A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006251030A (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
JP2006276065A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-12 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming apparatus |
JP2007086201A (en) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Fuji Xerox Co Ltd | Cleaning device and image forming apparatus using the same |
JP2011064735A (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Ricoh Co Ltd | Apparatus and system for forming image |
JP2011197260A (en) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Ricoh Co Ltd | Cleaning device and image forming apparatus |
JP2012083640A (en) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Ricoh Co Ltd | Cleaning device and image formation apparatus |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014126618A (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Ricoh Co Ltd | Cleaning device and image forming apparatus |
JP2016050962A (en) * | 2014-08-28 | 2016-04-11 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
JP2017151362A (en) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | ブラザー工業株式会社 | Image forming device, control method of image forming device, and computer program |
JP2020012937A (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming device, cartridge, and method for controlling image forming device |
JP7099109B2 (en) | 2018-07-17 | 2022-07-12 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming apparatus, cartridge, and control method of image forming apparatus |
US11422488B2 (en) | 2018-10-17 | 2022-08-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Imaging system including a bias application device to apply bias to a tranfer roller |
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