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JP5493410B2 - Cleaning device and image forming apparatus - Google Patents

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JP5493410B2
JP5493410B2 JP2009066231A JP2009066231A JP5493410B2 JP 5493410 B2 JP5493410 B2 JP 5493410B2 JP 2009066231 A JP2009066231 A JP 2009066231A JP 2009066231 A JP2009066231 A JP 2009066231A JP 5493410 B2 JP5493410 B2 JP 5493410B2
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Description

本発明は画像形成装置に関し、詳しくは中間転写体上の残存トナーをクリーニングするクリーニング装置に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to a cleaning apparatus that cleans residual toner on an intermediate transfer member.

従来、電子写真式複写装置等の画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に1次転写させ、中間転写体上の1次転写画像を転写材に2次転写するものが知られている。このような画像形成装置では、中間転写体上に形成された1次転写画像の全てが転写材に2次転写されずに中間転写体上に残存して次の転写に悪影響を及ぼしてしまう場合があるため、中間転写体をクリーニングするクリーニング装置が設けられている。このクリーニング装置はクリーニング部材としてブラシやローラを用いており、複写装置に限られずプリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等にも広く採用されている。   Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying apparatus, a toner image formed on an image carrier is primarily transferred to an intermediate transfer member, and the primary transfer image on the intermediate transfer member is secondarily transferred to a transfer material. What to do is known. In such an image forming apparatus, all of the primary transfer image formed on the intermediate transfer member remains on the intermediate transfer member without being secondarily transferred to the transfer material, and adversely affects the next transfer. Therefore, a cleaning device for cleaning the intermediate transfer member is provided. This cleaning device uses a brush or a roller as a cleaning member, and is widely used not only in a copying machine but also in a printer, a facsimile, a complex machine of these, and the like.

近年主流であるカラー画像形成装置においては、転写材として従来広く用いられてきた普通紙の他に、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等の熱転写に用いられる特殊な転写紙の使用頻度が増加する傾向にある。このような特殊紙を用いる場合は、普通紙を用いる場合よりもカラートナーを重ね合わせた中間転写体上のトナー像を転写する際に転写不良が発生することがあり、画像品質が低下してしまう。そこで、トナー像を担持している中間転写体、例えば中間転写ベルトに弾性を持たせることにより、転写時における特殊紙との接触性を高めること等が行われている。   In recent years, in color image forming apparatuses, which have been the mainstream, in addition to plain paper that has been widely used as a transfer material, the use of special transfer paper that is used for thermal transfer such as special paper with a rough surface or iron print as a design The frequency tends to increase. When such special paper is used, transfer defects may occur when transferring the toner image on the intermediate transfer member on which the color toners are superimposed, compared with the case of using plain paper, and the image quality is deteriorated. End up. In view of this, an intermediate transfer member carrying a toner image, for example, an intermediate transfer belt, is given elasticity to improve contact with special paper during transfer.

画像形成に使用されるトナーとしては、ユーザからのさらなる高画質化の要望に応えるため小粒化の傾向にあり、製造コスト低減及び転写率向上の観点から粉砕トナーではなく重合法等によって球形化されたものの使用頻度が増加している。これに伴い、作像後に像担持体上に残留したトナーを除去する手段として主に用いられてきたブレードクリーニング方式では、ゴム製のブレードを像担持体に当接させてトナーを除去するためブレードと像担持体との密着度が低いとトナーがすり抜けてしまいクリーニング性が低下し易い。これを防ぐべく像担持体に対してブレードを強い圧力で押し付けると、ブレードにめくれが発生してスジ状あるいは帯状のクリーニング不良を引き起こす原因となるため、安定したクリーニング性能を保ち続けることが困難となる。球形トナーであっても線圧を極端に高く(例えば100gf/cm以上)すればクリーニングが可能であるが、クリーニングブレードの摩耗やベルトの傷等によって寿命が極端に短くなる。通常の線圧20gf/cm使用時でのクリーニングブレードの寿命(削れが生じてクリーニング不良が発生するまでの寿命)が約120kpであるのに対し、線圧100gf/cm使用時でのクリーニングブレードの寿命は約20kpとなる。   Toners used in image formation tend to be smaller in size in order to meet the demands of higher image quality from users. From the viewpoint of reducing manufacturing costs and improving transfer rate, they are made spherical by a polymerization method instead of pulverized toner. The frequency of use is increasing. Along with this, in the blade cleaning system that has been mainly used as a means for removing toner remaining on the image carrier after image formation, the blade is made to contact the image carrier to remove the toner. If the degree of adhesion between the toner and the image carrier is low, the toner slips through and the cleaning property tends to deteriorate. If the blade is pressed against the image carrier with a strong pressure to prevent this, the blade will turn over and cause streaky or band-like cleaning failure, making it difficult to maintain stable cleaning performance. Become. Even a spherical toner can be cleaned if the linear pressure is extremely high (for example, 100 gf / cm or more), but the life is extremely shortened due to wear of the cleaning blade, scratches on the belt, and the like. The life of the cleaning blade when using a normal linear pressure of 20 gf / cm (the life until scraping occurs and a cleaning failure occurs) is about 120 kp, whereas the life of the cleaning blade when using a linear pressure of 100 gf / cm is about 120 kp. The lifetime is about 20 kp.

また、転写性が良好とされている球形トナーに対するブレードによるクリーニングは、粉砕(異形)トナーに対するそれよりも劣ることはよく知られている。さらに、弾性を有するベルトに対してブレードを押圧すると、当接状態が不安定となりクリーニング不良が発生し易くなる。このような中間転写ベルトとトナーの変遷から、中間転写ベルトクリーニング装置も従来のブレード方式では対応できないため様々な改良が行われている。例えば、静電クリーニングにおいてクリーニングローラやクリーニングブラシ等のクリーニング部材に印加した電圧と同極性に帯電したトナーを除去できないといった問題点や、瞬時での大量のトナー処理や多層のトナー処理ができないといった問題点を解決すべく、例えば「特許文献1」が提案されている。   In addition, it is well known that cleaning with a blade for spherical toner, which has good transferability, is inferior to that for ground (unshaped) toner. Further, when the blade is pressed against the elastic belt, the contact state becomes unstable and cleaning failure is likely to occur. Due to the transition between the intermediate transfer belt and the toner, the intermediate transfer belt cleaning device cannot be handled by the conventional blade system, and various improvements have been made. For example, in electrostatic cleaning, there is a problem that toner charged to the same polarity as the voltage applied to a cleaning member such as a cleaning roller or a cleaning brush cannot be removed, and a problem that a large amount of toner processing or multilayer toner processing cannot be performed instantaneously. In order to solve the problem, for example, “Patent Document 1” has been proposed.

従来では、クリーニング対象となるトナー(2次転写残トナー)は帯電分布が現像後のように均一でシャープな電荷分布ではなく、ゼロを跨いでマイナスからプラスまでの分布となっている。特に帯電がゼロ付近のものはトナーが電荷を帯びていないため静電クリーニングは不可能となる。さらに多量のトナー処理や多層のトナー処理が困難であり、次に述べるプロセスコントロール時にも多層のトナー処理が必要となる。   Conventionally, the toner to be cleaned (secondary transfer residual toner) has a charge distribution that is not as uniform and sharp as that after development, but a distribution from minus to plus across zero. In particular, electrostatic cleaning cannot be performed with a toner whose charge is near zero because the toner is not charged. Further, it is difficult to process a large amount of toner or a multi-layer toner, and a multi-layer toner process is also required during the process control described below.

カラー画像形成装置は、高画質及び高信頼性を維持するために様々な特性値を検知して画像制御システムにフィードバックすることが不可欠である。ある画像を何枚も繰り返して出力する場合に、色味に変動がないように現像剤の濃度を一定にコントロールするトナー補給制御やトナーが収納されているトナーカートリッジから現像器までトナーを搬送する際にトナー詰まりがないようにトナー搬送制御を行う場合等に、現像剤のトナー濃度を磁気センサで検知してトナー濃度の低下が閾値を割るとトナー補給したりトナー搬送したりする制御は周知である。磁気センサ検知制御以外にも像担持体上にトナー像を形成してその濃度をフォトセンサで読み取る制御も行われている。トナー像をフォトセンサで読み取る制御は、トナーの各色を現像した像担持体上でそれぞれ読み取る構成よりも各色トナーを中間転写体に転写した後に中間転写体上で読み取るように構成した方が部品点数を低減でき低コストとなる。これらのトナー像は転写材には転写されずに中間転写体のクリーニング装置によって除去回収される。   In order to maintain high image quality and high reliability, a color image forming apparatus must detect various characteristic values and feed back to the image control system. When a certain number of images are output repeatedly, toner replenishment control that controls the developer concentration at a constant level so that there is no change in color, or toner is transported from the toner cartridge containing the toner to the developer. When toner transport control is performed so that there is no toner clogging at the time, the toner concentration of the developer is detected by a magnetic sensor, and control for supplying toner or transporting toner when the toner concentration drop falls below a threshold is well known. It is. In addition to the magnetic sensor detection control, control is also performed in which a toner image is formed on the image carrier and the density is read by a photosensor. The control for reading a toner image with a photosensor is more configured to read each color toner on the intermediate transfer body after transferring each color toner to the intermediate transfer body than to read each toner color on the developed image carrier. Can be reduced and the cost is reduced. These toner images are not transferred to the transfer material, but are removed and collected by an intermediate transfer member cleaning device.

その他に、色重ねのずれを補正する制御も行われ、このときにも中間転写体上にトナー像を形成してこれをフォトセンサで読み取り、そのずれ量を検知して像担持体への潜像書き込み位置を補正しているが、読み取られた後のトナー像は転写材には転写されずにクリーニング装置によって除去回収される。上述のように、中間転写体クリーニング装置では、転写材に転写された後に中間転写体上に残留した転写残トナーの他に未転写トナーが処理される場合があり、転写残トナーのみの処理に比して5〜10倍の処理量となるためにブラシクリーニングの余裕度が低下し、クリーニングしきれない場合が生じるという問題点がある。   In addition, control for correcting color misregistration is also performed. At this time, a toner image is formed on the intermediate transfer member and read by a photo sensor, and the amount of misregistration is detected to detect the latent image on the image carrier. Although the image writing position is corrected, the read toner image is removed and collected by the cleaning device without being transferred to the transfer material. As described above, in the intermediate transfer body cleaning device, untransferred toner may be processed in addition to residual transfer toner remaining on the intermediate transfer body after being transferred to the transfer material. Since the processing amount is 5 to 10 times as large as that, there is a problem that the margin of brush cleaning is lowered and cleaning cannot be performed.

「特許文献1」に開示された技術では、トナー回収部材がトナーの極性を正規帯電に揃えると共にトナーの一部を掻き落とすため、上述した課題は解決したかのように見える。しかし、以下に述べる課題が生じている。
画像形成装置の中間転写ベルトは高抵抗である材質が用いられているが、ベルト残留電荷による残像やリピート変動防止のために体積抵抗率ρvを下げたベルトが用いられる傾向にある。「特許文献1」に開示されている例では106〜1014Ω・cmとなっており、106Ω・cmの低抵抗ベルトが使用され得る。しかし、低抵抗ベルトを用いた場合にはトナーを保持したベルトにトナー極性制御ブレードを当接して電圧を印加してもトナーの極性制御がされにくい。これは、ベルト上に保持されているトナーは1010〜1011Ω/cmの高抵抗であるのでベルトと比較して電荷を注入されにくく、トナー極性制御ブレードに印加した電圧が体積抵抗率の低いベルトを介してアースされた金属製の対向ローラに流れてしまうためである。発明者等の検討では、体積抵抗率108Ω・cmのベルトでも金属対向ローラを用いた場合には極性制御後のQ/M値が所望の値とはならなかった。
In the technique disclosed in “Patent Document 1”, since the toner recovery member aligns the polarity of the toner with the regular charge and scrapes off a part of the toner, it seems that the above-described problem has been solved. However, the following problems have arisen.
A material having high resistance is used for the intermediate transfer belt of the image forming apparatus, but there is a tendency to use a belt having a reduced volume resistivity ρv in order to prevent afterimages and repeat fluctuations due to belt residual charges. In the example disclosed in “Patent Document 1”, the resistance is 106 to 1014 Ω · cm, and a low resistance belt of 106 Ω · cm can be used. However, when a low resistance belt is used, the polarity of the toner is difficult to control even if a voltage is applied by bringing the toner polarity control blade into contact with the belt holding the toner. This is because the toner held on the belt has a high resistance of 10 10 to 10 11 Ω / cm 2 , so that it is difficult to inject charges compared to the belt, and the voltage applied to the toner polarity control blade is the volume resistivity. This is because it flows to a metal counter roller that is grounded through a low belt. According to the study by the inventors, the Q / M value after polarity control did not become a desired value when a metal counter roller was used even with a belt having a volume resistivity of 108 Ω · cm.

ところで、極性制御部材で極性制御を行う際に、様々な電荷量分布を持った転写残トナーや逆転写トナーを単一極性に制御する必要があるが、後工程の静電クリーニング動作においてクリーニング残トナーが発生しないようなトナー帯電量分布にしておく必要があるため、極性制御部材には十分な電圧を印加する必要がある。これにより極性制御後のトナー電荷量は、コロナチャージャでのトナー極性制御と比較してブロードな分布となることが発明者等の検討により判明している。また、図8(a),(b)に示すような幅広いQ/d分布をもって極性制御部材に処理される転写残トナーの全てを単一極性に制御するため、図8(a)に示す転写残トナーAのような低帯電量のトナーは極性制御後に一極性の高帯電量トナーとなり、図8(b)に示す転写残トナーBのようなプラス極性に高帯電量であるトナーは極性制御後に一極性の低帯電量トナーとなる。なお、測定ばらつきが大きいが、転写残トナーAのQ/M値はおよそ−10〜+10μC/g、転写残トナーBのQ/M値はおよそ+30〜+60μC/gであった。   By the way, when performing polarity control with the polarity control member, it is necessary to control transfer residual toner and reverse transfer toner having various charge amount distributions to a single polarity. Since it is necessary to have a toner charge amount distribution that does not generate toner, it is necessary to apply a sufficient voltage to the polarity control member. As a result, the inventors have found that the toner charge amount after polarity control has a broader distribution than toner polarity control in a corona charger. Further, in order to control all the transfer residual toner processed by the polarity control member with a wide Q / d distribution as shown in FIGS. 8A and 8B to a single polarity, the transfer shown in FIG. A low charge amount toner such as the residual toner A becomes a single charge high charge amount toner after polarity control, and a positively charged toner such as the transfer residual toner B shown in FIG. Later, it becomes a unipolar low charge toner. Although the measurement variation was large, the Q / M value of the transfer residual toner A was approximately −10 to +10 μC / g, and the Q / M value of the transfer residual toner B was approximately +30 to +60 μC / g.

低電荷量のトナーは弱いクリーニング電界でクリーニングされ、高帯電量のトナーは強いクリーニング電界でクリーニングされることは周知である。しかし、低電荷量のトナーは強い電界下に置かれると反対極性電荷が注入されて像担持体上に再付着する。つまり極性制御後のトナーは、単一極性ではあるものの先に述べたように低電荷量から高電荷量までブロードな電荷量分布を有しているため、クリーニング部材への印加電圧は高帯電量トナーをクリーニングできるような高電圧でありながら低電荷量トナーを電荷注入により再付着させないような印加電圧に設定する必要がある。換言すると、クリーニング部材への印加電圧を一定とした場合にクリーニング可能となるようなトナー帯電量分布にする必要がある。   It is well known that low charge toner is cleaned with a weak cleaning electric field and high charge toner is cleaned with a strong cleaning electric field. However, when the toner having a low charge amount is placed under a strong electric field, opposite polarity charges are injected and reattached on the image carrier. In other words, the toner after polarity control has a single charge but has a broad charge amount distribution from a low charge amount to a high charge amount as described above, so the applied voltage to the cleaning member is a high charge amount. It is necessary to set the applied voltage so that the low charge amount toner is not reattached by the charge injection while the voltage is high enough to clean the toner. In other words, the toner charge amount distribution needs to be such that cleaning is possible when the applied voltage to the cleaning member is constant.

ここで、トナー帯電量分布を測定するには多大な時間を要するため、比較的短時間に測定が可能なQ/M値を代用特性とすることとした。トナー帯電量分布を測定したサンプリングトナーのうちのマイナス極性トナーの割合をマイナストナー率とすると、マイナストナー率とQ/M値との関係を様々な条件で測定すると図7に示すようになり、発明者等の検討によれば、以下に述べるトナー電荷量分布の測定方法で測定した場合に測定対象トナーがほぼ単一極性に極性制御されることが判明した。反対極性の電圧をクリーニング部材に印加したときに像担持体からトナーをクリーニング可能であるときのトナーのQ/M値の範囲は、マイナス極性の場合におよそ−50〜−100μC/gであった。なお、トナーQ/M(トナーの単位重量あたりの電荷量)及びトナー帯電量分布の測定方法は以下のとおりである。   Here, since it takes a lot of time to measure the toner charge amount distribution, the Q / M value that can be measured in a relatively short time is used as the substitute characteristic. When the ratio of the negative polarity toner in the sampling toner for which the toner charge amount distribution is measured is a negative toner rate, the relationship between the negative toner rate and the Q / M value is measured under various conditions as shown in FIG. According to the study by the inventors, it has been found that the polarity of the toner to be measured is controlled to a substantially single polarity when measured by the toner charge amount distribution measuring method described below. The toner Q / M range when the toner of the image carrier can be cleaned when a voltage of opposite polarity is applied to the cleaning member is approximately −50 to −100 μC / g in the case of negative polarity. . The toner Q / M (amount of charge per unit weight of toner) and the toner charge amount distribution are measured as follows.

(トナーQ/M)
トナーパッチパターンを像担持体上に作像し、現像、転写、極性制御等の各プロセス終了後に画像形成装置本体のメインスイッチを強制的にオフし、作像途中で装置を停止させる。吸引治具を用いて像担持体や転写ベルト上に形成されたトナー像をエアポンプで吸引しつつ、そのトナーのクーロン量をクーロンメータ(ケスレー社製エレクトロメータ617)により測定し、吸引治具により吸引したトナーの重量とクーロン量とから単位重量あたりのトナー電荷量(μC/g)を算出する。
(Toner Q / M)
A toner patch pattern is formed on the image carrier, and after completion of each process such as development, transfer, and polarity control, the main switch of the image forming apparatus main body is forcibly turned off, and the apparatus is stopped in the middle of the image formation. While the toner image formed on the image carrier or the transfer belt is sucked with an air pump using a suction jig, the amount of coulomb of the toner is measured with a coulomb meter (Electrometer 617 manufactured by Kessley Co., Ltd.). The toner charge amount (μC / g) per unit weight is calculated from the weight of the sucked toner and the coulomb amount.

(トナーQ/d分布)
ホソカワミクロン製E−SPARTアナライザで測定する。像担持体上に付着したトナーをエアで吹き飛ばして測定部に落下させ、トナー1個ずつの粒径と電荷量とを測定し、X軸に「電荷量Q/トナー粒径d」、Y軸に「頻度(%)=予め設定した(電荷量/トナー粒径)のヒストグラムの帯の範囲にある数(個)/サンプル全数(個)×100」を算出してグラフ化したものである。
(Toner Q / d distribution)
Measure with an E-SPART analyzer manufactured by Hosokawa Micron. The toner adhering to the image carrier is blown off with air and dropped onto the measuring unit, and the particle size and the charge amount of each toner are measured. “Charge amount Q / toner particle size d” on the X axis, Y axis Is calculated and graphed by calculating “frequency (%) = preset (charge amount / toner particle size) number (number) / total number of samples (number)) × 100 in the range of histogram”.

制御したい極性とは、像担持体表面電位を比較対象としたときの極性制御部材に印加している電圧の相対的な極性である。例えば像担持体表面電位が−100Vで極性制御部材印加電圧が−700Vの場合は「トナーをマイナス極性に制御したい」とする。以上述べたように、トナー極性制御+単一極性印加ブラシによる静電クリーニング方式では、クリーニングブラシに入るトナーの極性が揃い、かつ帯電量が適切な値になっていることが重要である。   The polarity to be controlled is the relative polarity of the voltage applied to the polarity control member when the image carrier surface potential is used as a comparison target. For example, when the surface potential of the image carrier is −100 V and the voltage applied to the polarity control member is −700 V, “I want to control the toner to a negative polarity”. As described above, in the electrostatic cleaning method using toner polarity control + single polarity application brush, it is important that the polarity of the toner entering the cleaning brush is uniform and the charge amount is an appropriate value.

第2の課題として、極性制御部材の安定性に関わる問題がある。本発明では、後述するように極性制御部材としてポリウレタンゴムブレードにカーボンやイオン導電剤を添加して導電性を付与したいわゆる導電性ゴムブレードを用いている。この導電性ゴムブレードは、優れた導電性を有しつつ像担持体上のトナーを掻き取り、かつ金属ブレードのような堅い材質に比して像担持体表面への負荷が小さいので像担持体表面を傷付けずにトナーを除去できるという長所を有する反面、金属ブレードのように抵抗値が変化しないものと比較すると環境条件や経時使用によって抵抗値が変動してしまうという短所がある。発明者等の検討によれば、特に大電流(約200μA以上)が流れると抵抗上昇が加速されることが判明した。その理由は解明されてはいないが、導電物質の変質が原因と考えられている。発明者等の検討では、極性制御部材に電流が200μA以上流れると劣化の速度が速くなり長時間の使用に耐えられず、100μA程度以下であれば少しずつの抵抗上昇はあるものの問題なく使用できることが判明した。従って、導電性ゴムブレードを用いる際には大電流が流れないようにすることが必要となる。像担持体の体積抵抗が高い場合には、極性制御部材(導電性ゴムブレード)に高電圧を印加しても接地されている対向ローラに向かって流れる電流は小さいので、極性制御性能を維持しつつ極性制御部材の抵抗上昇も防ぐことができる。   As a second problem, there is a problem related to the stability of the polarity control member. In the present invention, as will be described later, a so-called conductive rubber blade obtained by adding carbon or an ionic conductive agent to a polyurethane rubber blade to impart conductivity is used as a polarity control member. This conductive rubber blade scrapes off the toner on the image carrier while having excellent conductivity, and the load on the surface of the image carrier is small compared to a hard material such as a metal blade. While having the advantage that the toner can be removed without damaging the surface, there is a disadvantage that the resistance value fluctuates depending on environmental conditions and use over time as compared with a metal blade that does not change its resistance value. According to the study by the inventors, it was found that the resistance increase is accelerated particularly when a large current (about 200 μA or more) flows. The reason for this has not been elucidated, but is thought to be caused by alteration of the conductive material. According to the study by the inventors, if the current flows through the polarity control member at 200 μA or more, the deterioration speed increases and it cannot be used for a long time, and if it is less than about 100 μA, it can be used without any problem although there is a slight increase in resistance. There was found. Therefore, it is necessary to prevent a large current from flowing when using the conductive rubber blade. When the volume resistance of the image carrier is high, even if a high voltage is applied to the polarity control member (conductive rubber blade), the current flowing toward the grounded opposing roller is small, so the polarity control performance is maintained. However, an increase in resistance of the polarity control member can be prevented.

第3の課題として、低抵抗の像担持体を用いた場合には極性制御が行えないという問題がある。画像形成装置の中間転写ベルトは比較的高抵抗のものが用いられているが、ベルト残留電荷による残像やリピート変動防止のために体積抵抗率ρvを下げたベルトが用いられる傾向にある。このような低抵抗ベルトを用いた場合には、トナーを保持したベルトに対して極性制御部材を当接させて電圧を印加してもトナーの極性制御がされにくい。ベルト上に保持されているトナーは1010〜1011Ωと高抵抗であるのでベルトと比して電荷が注入されにくく、極性制御部材に印加した電圧が体積抵抗率の低いベルトを介してアースされた金属製対向ローラに流れてしまうため、本来担ってほしい働きである極性制御部材と像担持体表面との電位差の維持ができず、従って像担持体上のトナーの極性制御性能を維持できない。このように、極性制御性能を安定化させるには対向ローラ方向への電流が流れすぎないようにすることが必要である。 A third problem is that polarity control cannot be performed when a low-resistance image carrier is used. The intermediate transfer belt of the image forming apparatus has a relatively high resistance. However, a belt having a reduced volume resistivity ρv tends to be used in order to prevent afterimages and repeat fluctuations due to belt residual charges. When such a low resistance belt is used, it is difficult to control the polarity of the toner even if a voltage is applied by bringing the polarity control member into contact with the belt holding the toner. Since the toner held on the belt has a high resistance of 10 10 to 10 11 Ω, electric charges are less likely to be injected compared to the belt, and the voltage applied to the polarity control member is grounded via the belt having a low volume resistivity. Therefore, it is impossible to maintain the potential difference between the polarity control member and the surface of the image carrier, which is the function that is originally desired to be performed, and therefore the polarity control performance of the toner on the image carrier cannot be maintained. . As described above, in order to stabilize the polarity control performance, it is necessary to prevent a current from flowing in the direction of the opposing roller.

本発明は、トナー極性制御における諸事情に鑑み、残留トナーの極性を良好に制御することが可能なクリーニング装置及びこれを用いた画像形成装置の提供を目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a cleaning device that can satisfactorily control the polarity of residual toner and an image forming apparatus using the same.

請求項1記載の発明は、像担持体の表面に接触して該像担持体上から除去すべきトナーの帯電極性を制御する導電性部材と、帯電極性が制御されたトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材と、前記導電性部材と対向する位置に前記像担持体の裏面側に接触して設けられアースされた対向部材とを有し、前記像担持体は体積抵抗率が1×10〜1×1014Ωcmであり、かつ前記対向部材は体積抵抗率が1×10 〜1×10 12 Ωcmの導電性樹脂または導電性ゴムによって被覆され、前記像担持体及び前記対向部材を介して前記導電性部材をアース可能に構成したことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an electroconductive member for controlling the charging polarity of toner to be removed from the surface of the image bearing member in contact with the surface of the image bearing member, and electrostatically controlling the toner whose charging polarity is controlled. A cleaning member for cleaning, and a grounded opposing member provided in contact with the back side of the image carrier at a position facing the conductive member, and the image carrier has a volume resistivity of 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ωcm, and the opposing member is coated with a conductive resin or conductive rubber having a volume resistivity of 1 × 10 8 to 1 × 10 12 Ωcm, and the image carrier and the opposing member are The conductive member is configured to be groundable.

請求項2記載の発明は、請求項1記載のクリーニング装置において、さらに前記導電性部材として導電性ゴムからなる極性制御部材を有することを特徴とする。 A second aspect of the present invention is the cleaning apparatus according to the first aspect, further comprising a polarity control member made of conductive rubber as the conductive member .

請求項3記載の発明は、請求項2記載のクリーニング装置において、さらに前記極性制御部材はブレードであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the cleaning apparatus according to the second aspect , the polarity control member is a blade .

請求項4記載の発明は、像担持体の表面に接触して該像担持体上から除去すべきトナーの帯電極性を制御する導電性部材と、帯電極性が制御されたトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材と、前記導電性部材及び前記クリーニング部材と対向する位置に前記像担持体の裏面側に接触して設けられアースされた対向部材とを有し、前記像担持体は体積抵抗率が1×10〜1×1014Ωcmであり、かつ前記対向部材は体積抵抗率が1×10 〜1×10 12 Ωcmの導電性樹脂または導電性ゴムによって被覆され、前記像担持体及び前記対向部材を介して前記導電性部材及び前記クリーニング部材をアース可能に構成したことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electroconductive member that controls the charging polarity of toner to be removed from the surface of the image bearing member in contact with the surface of the image bearing member, and the toner whose charging polarity is controlled electrostatically. A cleaning member for cleaning, and a grounded opposing member provided in contact with the back side of the image carrier at a position facing the conductive member and the cleaning member, and the image carrier has a volume resistivity. 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ωcm, and the opposing member is covered with a conductive resin or conductive rubber having a volume resistivity of 1 × 10 8 to 1 × 10 12 Ωcm, and the image carrier and The conductive member and the cleaning member are configured to be groundable through the opposing member.

請求項5記載の発明は、請求項1ないし4の何れか1つに記載のクリーニング装置において、さらに前記クリーニング部材は、導電性を有する芯金の外周から導電性を有する繊維をその直径方向外側へと延びるように植毛され前記像担持体の表面に接触しつつ回転可能なブラシローラであり、前記繊維と接触しつつ回転可能でありその外周面に電気的な抵抗層あるいは絶縁層を有する回収ローラと、前記芯金に電圧を印加する手段と、前記回収ローラに電圧を印加する手段と、前記回収ローラに回収されたトナーを掻き落とす回収ローラクリーナと、前記回収ローラに接触して前記回収ローラの表面に電荷を与え前記回収ローラの表面電位を一定に維持する電荷付与機構とを有し、前記ブラシローラはその抵抗値が10〜10Ωであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the cleaning apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the cleaning member further includes conductive fibers from the outer periphery of the conductive cored bar in the diametrically outer side. A brush roller that is planted so as to extend to the surface and is rotatable while being in contact with the surface of the image carrier, and is capable of rotating while being in contact with the fiber and having an electrical resistance layer or insulating layer on its outer peripheral surface A roller, means for applying a voltage to the core, means for applying a voltage to the collection roller, a collection roller cleaner for scraping off the toner collected by the collection roller, and the collection roller in contact with the collection roller and a charge imparting mechanism to maintain the surface potential of the collection roller gives a charge to the surface of the roller constant, the brush roller resistance value is 10 6 to 10 8 Omega And wherein the door.

請求項6記載の発明は、請求項5記載のクリーニング装置において、さらに前記繊維が層構造を有しており、該層構造は前記繊維に導電性を付与する導電材料を表面に露出しない態様で有することを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the cleaning device according to the fifth aspect, the fibers further have a layer structure, and the layer structure does not expose a conductive material imparting conductivity to the fibers on the surface. It is characterized by having.

請求項7記載の発明は、請求項5または6記載のクリーニング装置において、さらに前記ブラシローラに潤滑剤を接触させ、前記ブラシローラを介して前記像担持体に前記潤滑剤を塗布すると共に、前記ブラシローラから飛散したトナーが前記像担持体に付着することを防止する遮断部材を有することを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the cleaning device according to the fifth or sixth aspect, a lubricant is brought into contact with the brush roller, the lubricant is applied to the image carrier through the brush roller, and the It has a blocking member for preventing the toner scattered from the brush roller from adhering to the image carrier.

請求項8記載の発明は、請求項1または4記載のクリーニング装置において、さらに前記導電性樹脂または前記導電性ゴムがチューブであることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the cleaning device according to the first or fourth aspect , the conductive resin or the conductive rubber is a tube .

請求項9記載の発明は、請求項1ないし8の何れか一つに記載のクリーニング装置において、さらに前記像担持体はベルトであることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the cleaning device according to any one of the first to eighth aspects, the image carrier is a belt .

請求項10記載の発明は、請求項1ないし9の何れか一つに記載のクリーニング装置を有する画像形成装置であることを特徴とする。 A tenth aspect of the invention is an image forming apparatus having the cleaning device according to any one of the first to ninth aspects .

請求項11記載の発明は、請求項10記載の画像形成装置において、さらに前記像担持体としての感光体と、前記感光体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を像担持体としての中間転写体に1次転写する1次転写手段と、前記中間転写体上に1次転写されたトナー像を記録材に2次転写する2次転写手段とを有し、前記クリーニング装置は前記中間転写体のクリーニングを行うことを特徴とする。
請求項12記載の発明は、請求項11記載の画像形成装置において、さらに前記中間転写体は厚さ0.07〜0.3mmの弾性層を有するベルトであることを特徴とする。
請求項13記載の発明は、請求項10ないし12の何れか一つに記載の画像形成装置において、さらに体積平均粒径が3〜8μmであり、体積平均径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲内であるトナーが用いられることを特徴とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the tenth aspect , a photoconductor as the image carrier, a toner image forming unit for forming a toner image on the photoconductor, and a photoconductor on the photoconductor. Primary transfer means for primary transfer of the formed toner image to an intermediate transfer body as an image carrier, and secondary transfer means for secondary transfer of the toner image primarily transferred onto the intermediate transfer body to a recording material The cleaning device performs cleaning of the intermediate transfer member .
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the eleventh aspect, the intermediate transfer member is a belt having an elastic layer having a thickness of 0.07 to 0.3 mm.
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the tenth to twelfth aspects, the volume average particle diameter is 3 to 8 μm, and the volume average diameter (Dv) and the number average particle diameter ( A toner having a ratio (Dv / Dn) to Dn) in the range of 1.00 to 1.40 is used.

本発明によれば、極性制御性能を経時的に安定して得ることができる。   According to the present invention, the polarity control performance can be obtained stably over time.

本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の要部概略正面図である。1 is a schematic front view of a main part of an image forming apparatus employing an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の画像形成部要部の概略正面図である。1 is a schematic front view of a main part of an image forming unit of an image forming apparatus employing an embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態を採用した中間転写ベルトクリーニング装置の概略図である。1 is a schematic view of an intermediate transfer belt cleaning device employing a first embodiment of the present invention. 本発明の課題を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the subject of this invention. 本発明の一実施形態における極性制御電流と極性制御後のQ/M値との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the polarity control current in one Embodiment of this invention, and the Q / M value after polarity control. 本発明のトナー極性制御の原理を説明する概略図である。It is the schematic explaining the principle of toner polarity control of this invention. 本発明の一実施形態におけるQ/M値とマイナストナー率との関係を示す線図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a Q / M value and a negative toner rate in an embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態における(a)プラスとマイナスとが50%ずつの転写残トナーを極性制御した場合(b)ほとんどがプラスの転写残トナーを極性制御した場合(c)ほとんどがマイナスの未転写トナーを極性制御した場合のQ/d分布変化を示す線図である。In the first embodiment of the present invention, (a) When the polarity of the transfer residual toner is controlled by 50% plus and minus (b) When the polarity of the transfer residual toner is mostly positive (c) Mostly minus FIG. 6 is a diagram showing a Q / d distribution change when the polarity of the untransferred toner is controlled. 本発明の第1の実施形態に用いられる極性制御部の概略拡大図である。It is a schematic enlarged view of the polarity control part used for the 1st Embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に用いられるブレード条件を示すグラフである。It is a graph which shows the blade conditions used for the 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に用いられるブレード条件を示す表である。It is a table | surface which shows the blade conditions used for the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態を採用した中間転写ベルトクリーニング装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of an intermediate transfer belt cleaning device that employs a second embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の変形例に用いられる中間転写ベルトクリーニング装置の概略図である。FIG. 6 is a schematic view of an intermediate transfer belt cleaning device used in a modification of the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に用いられるブラシの抵抗がlogR=5,7,9のときのクリーニング性を示す線図である。It is a diagram which shows the cleaning property when resistance of the brush used for the 1st Embodiment of this invention is logR = 5,7,9. 本発明の第2の実施形態の変形例を採用した中間転写ベルトクリーニング装置の概略図である。FIG. 10 is a schematic view of an intermediate transfer belt cleaning device that employs a modification of the second embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態における(a)プラスとマイナスとが50%ずつの転写残トナーを極性制御した場合(b)ほとんどがプラスの転写残トナーを極性制御した場合(c)ほとんどがマイナスの未転写トナーを極性制御した場合のQ/d分布変化を示す線図である。In the second embodiment of the present invention, (a) when the polarity of the transfer residual toner is controlled by 50% plus and minus (b) when the polarity of the transfer residual toner is mostly positive (c) most of the minus FIG. 6 is a diagram showing a Q / d distribution change when the polarity of the untransferred toner is controlled. 本発明の一実施形態を採用した画像形成装置の感光体周りの構成を示す概略正面図である。1 is a schematic front view illustrating a configuration around a photoconductor of an image forming apparatus employing an embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施形態を採用した画像形成装置としてのカラープリンタの概略正面図である。It is a schematic front view of the color printer as an image forming apparatus which employ | adopted the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に用いられるトナーの形状係数SF−1を説明するためにトナーの形状を模式的に示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing the shape of a toner in order to explain the shape factor SF-1 of the toner used in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に用いられるトナーの形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing the shape of a toner for explaining a toner shape factor SF-2 used in an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に用いられるトナーの形状を模式的に示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram schematically illustrating the shape of a toner used in an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態におけるlogRと極性制御後Q/M値の関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between logR and Q / M value after polarity control in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるlogRと極性制御後Q/M値の関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between logR and Q / M value after polarity control in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に用いられる中間転写ベルトの構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an intermediate transfer belt used in an embodiment of the present invention.

図1はタンデム型間接転写方式を採用した画像形成装置としてのプリンタの内部構成を、図2はエンジンの詳細をそれぞれ示している。このプリンタは、装置本体1のほぼ中央に並列配置された4個のドラム状の感光体2a,2b,2c,2dを有しており、各感光体2a〜2dはそれぞれ時計回り方向に回転可能に構成されている。像担持体である感光体2a〜2dの周囲には、感光体2a〜2dの表面を除電する図示しない除電装置、感光体2a〜2dの表面を一様に帯電する帯電装置3a〜3d、レーザ光による光書き込みを行って感光体2a〜2dの帯電部分に静電潜像を形成する露光装置4、この静電潜像を現像する現像装置5a〜5d、転写後の感光体2a〜2dの表面をクリーニングするクリーニング装置7a〜7dがそれぞれ配設される。このプリンタは、感光体を4個用いたいわゆるタンデム方式を採用しており、それぞれの感光体2a〜2dの周囲に設けられる画像形成用の部品構成は、現像装置5a〜5dが扱う色材(トナー)の色(イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック)がそれぞれ異なる以外は同じである(4セットあるPCUの構成部品については、感光体2、帯電装置3、現像装置5、クリーニング装置7をもって説明し、他色の同一構成部品については説明を省略する)。   FIG. 1 shows an internal configuration of a printer as an image forming apparatus employing a tandem indirect transfer system, and FIG. 2 shows details of an engine. This printer has four drum-shaped photoconductors 2a, 2b, 2c, and 2d arranged in parallel at substantially the center of the apparatus main body 1, and each of the photoconductors 2a to 2d can be rotated clockwise. It is configured. Around the photoreceptors 2a to 2d, which are image carriers, there are neutralization devices (not shown) that neutralize the surfaces of the photoreceptors 2a to 2d, charging devices 3a to 3d that uniformly charge the surfaces of the photoreceptors 2a to 2d, and lasers. An exposure device 4 for forming an electrostatic latent image on the charged portions of the photoconductors 2a to 2d by optical writing with light, developing devices 5a to 5d for developing the electrostatic latent image, and photoconductors 2a to 2d after transfer. Cleaning devices 7a to 7d for cleaning the surface are respectively provided. This printer employs a so-called tandem method using four photoconductors, and the image forming component configuration provided around each of the photoconductors 2a to 2d is a color material (developed by the developing devices 5a to 5d). The toner (color, yellow, magenta, cyan, black) is the same except for different colors (the components of the four sets of PCU will be described with the photoreceptor 2, the charging device 3, the developing device 5, and the cleaning device 7). The description of the same components in other colors is omitted).

感光体2a〜2dの上方には、中間転写ユニット10が設けられている。中間転写ユニット10は被クリーニング体である像担持体としての中間転写ベルト11を有しており、中間転写ベルト11は駆動ローラ12、支持ローラ13,14,15及び対抗ローラ16に掛け回されおり、図2において反時計回り方向に走行駆動される。中間転写ベルト11は多層構造であっても単層構造であってもよく、例えば伸びの少ないフッ素樹脂やPVDシート、ポリイミド系樹脂によってベース層を構成し、その表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被覆してもよく、本実施形態では2層構造のポリイミド系樹脂で形成されている。   An intermediate transfer unit 10 is provided above the photoreceptors 2a to 2d. The intermediate transfer unit 10 has an intermediate transfer belt 11 as an image carrier as a member to be cleaned. The intermediate transfer belt 11 is wound around a driving roller 12, support rollers 13, 14, 15 and a counter roller 16. In FIG. 2, it is driven to run in the counterclockwise direction. The intermediate transfer belt 11 may have a multilayer structure or a single layer structure. For example, the base layer is made of a fluororesin, PVD sheet, or polyimide resin that has little elongation, and the surface thereof is smooth such as a fluororesin. In this embodiment, it is formed of a polyimide resin having a two-layer structure.

中間転写ベルト11を挟んで感光体2a〜2dと対向する位置には、感光体2a〜2d上に形成されたトナー像を中間転写ベルト11に1次転写する1次転写手段としての1次転写ローラ6a〜6dが配設されており、対抗ローラ16の左方には、後述する2次転写ローラ8による2次転写後に中間転写ベルト11上に残留した残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置20が配設されている。対抗ローラ16は、中間転写ベルト11に一定の張力を付与する働きを持つと共に、中間転写ベルトクリーニング装置20の対向部材である対向ローラも兼ねていることになる。対向ローラとしての必要条件は、必ずしも上述のように一定の張力を付与する働きを持たなければならないということはなく、像担持体の回転に伴って従動回転するローラを対向ローラとしてもよい。   At a position facing the photoconductors 2a to 2d across the intermediate transfer belt 11, primary transfer as primary transfer means for primary transfer of the toner images formed on the photoconductors 2a to 2d to the intermediate transfer belt 11 is performed. Rollers 6 a to 6 d are disposed, and an intermediate transfer belt cleaning device that removes residual toner remaining on the intermediate transfer belt 11 after secondary transfer by a secondary transfer roller 8 described later is disposed on the left side of the counter roller 16. 20 is arranged. The counter roller 16 has a function of applying a constant tension to the intermediate transfer belt 11 and also serves as a counter roller that is a counter member of the intermediate transfer belt cleaning device 20. The necessary condition as the counter roller does not necessarily have to have a function of applying a constant tension as described above, and a roller that rotates following the rotation of the image carrier may be the counter roller.

中間転写ベルト11を介して駆動ローラ12と対向する位置には、2次転写手段としての2次転写ローラ8が配設されている。本実施形態では2次転写手段として2次転写ローラ8を用いているが、2次転写ローラ8に代えて数本の支持ローラと駆動ローラにより掛け渡されるベルト等を2次転写手段として用いてもよい。   A secondary transfer roller 8 as a secondary transfer unit is disposed at a position facing the driving roller 12 via the intermediate transfer belt 11. In this embodiment, the secondary transfer roller 8 is used as the secondary transfer unit. However, instead of the secondary transfer roller 8, a belt or the like that is stretched by several support rollers and drive rollers is used as the secondary transfer unit. Also good.

装置本体1の下方には、内部に記録紙を収納した給紙カセット17が配設されており、給紙ローラの回転によって給紙カセット17内の最上位の記録紙が1枚ずつ給紙路を経てレジストローラ対18に搬送される。2次転写ローラ8の上方には、記録紙上に転写された転写画像を定着する定着装置9が配設されている。2次転写ローラ8には、画像転写後の記録紙を定着装置9へと搬送するシート搬送機能も備えている。 Below the apparatus main body 1, a paper feed cassette 17 containing recording paper is disposed therein, and the uppermost recording paper in the paper feed cassette 17 is fed one by one by rotation of the paper feed roller. Then, it is conveyed to the registration roller pair 18. Above the secondary transfer roller 8, a fixing device 9 for fixing the transferred image transferred onto the recording paper is disposed. The secondary transfer roller 8 also has a sheet conveying function for conveying the recording paper after image transfer to the fixing device 9.

上述した構成のプリンタにおいて、図示しないスタートキーを押下する等により画像形成動作が開始されると図示しない駆動モータの作動によって駆動ローラ12が回転駆動され、支持ローラ13,14,15及び対抗ローラ16が従動回転して中間転写ベルト11が図2の矢印方向に走行駆動される。同時に、各画像形成手段において各感光体2a〜2dが回転し、各感光体2a〜2d上にそれぞれイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの単色画像が形成される。形成された各単色画像は、中間転写ベルト11の回転に伴い中間転写ベルト11上に順次重畳転写されて合成カラー画像が形成される。一方、給紙カセット17から記録紙が1枚ずつ給送され、給送された記録紙はレジストローラ対18に突き当てられて一時停止される。そして中間転写ベルト11上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ対18が回転し、記録紙が中間転写ベルト11と2次転写ローラ8との間に送り込まれる。送り込まれた記録紙には2次転写ローラ8の作用によって合成カラー画像が転写される。画像転写後の記録紙は2次転写ローラ8により定着装置9へと送られ、定着装置9において熱と圧力との作用により転写画像を定着された後、機外に排出される。画像転写後の中間転写ベルト11には多少のトナーが残留しており、中間転写ベルト11は中間転写ベルトクリーニング装置20によって残留トナーを除去されて次の画像形成に備えられる。   In the printer having the above-described configuration, when an image forming operation is started by pressing a start key (not shown) or the like, the drive roller 12 is rotationally driven by the operation of a drive motor (not shown), and the support rollers 13, 14, 15 and the counter roller 16. Is driven to drive the intermediate transfer belt 11 in the direction of the arrow in FIG. At the same time, the photoconductors 2a to 2d rotate in the image forming units, and yellow, magenta, cyan, and black single-color images are formed on the photoconductors 2a to 2d, respectively. The formed single color images are sequentially superimposed and transferred onto the intermediate transfer belt 11 as the intermediate transfer belt 11 rotates to form a composite color image. On the other hand, recording sheets are fed one by one from the sheet feeding cassette 17, and the fed recording sheets are abutted against the registration roller pair 18 and temporarily stopped. Then, the registration roller pair 18 rotates in synchronization with the composite color image on the intermediate transfer belt 11, and the recording paper is fed between the intermediate transfer belt 11 and the secondary transfer roller 8. The composite color image is transferred to the fed recording paper by the action of the secondary transfer roller 8. The recording paper after the image transfer is sent to the fixing device 9 by the secondary transfer roller 8, and the transferred image is fixed by the action of heat and pressure in the fixing device 9 and then discharged outside the apparatus. Some toner remains on the intermediate transfer belt 11 after image transfer, and the intermediate transfer belt 11 is prepared for the next image formation by removing the residual toner by the intermediate transfer belt cleaning device 20.

図3は、本発明の第1の実施形態を採用した中間転写ベルトクリーニング装置20の概略構成を示している。同図において中間転写ベルトクリーニング装置20は、中間転写ベルト11上の転写残トナーの極性を制御するための導電性部材である極性制御ブレード21を、対抗ローラ16と対向する位置において中間転写ベルト11表面に接触する態様で有しており、極性制御ブレード21の後の工程すなわち中間転写ベルト11の走行方向下流側には、極性制御されたトナーをクリーニングするためのクリーニング部材である導電性ブラシ22、及び導電性ブラシ22に付着したトナーを回収する回収ローラ23、回収ローラ23の表面に当接して回収したトナーを掻き取ると同時に回収ローラ23の表面に電荷を付与する回収ローラクリーナとしての導電性回収ブレード24、装置本体1に備えられた図示しない廃トナータンクに回収したトナーを搬送するためのコイル部材25、中間転写ベルト11を介して導電性ブラシ22と対向する位置に配設されたブラシ対向ローラ28等を有している。   FIG. 3 shows a schematic configuration of the intermediate transfer belt cleaning device 20 adopting the first embodiment of the present invention. In the figure, the intermediate transfer belt cleaning device 20 is configured to place a polarity control blade 21, which is a conductive member for controlling the polarity of residual toner on the intermediate transfer belt 11, at a position facing the counter roller 16. The conductive brush 22, which is in contact with the surface, is a cleaning member for cleaning the polarity-controlled toner in the subsequent process of the polarity control blade 21, that is, on the downstream side in the running direction of the intermediate transfer belt 11. And a collecting roller 23 for collecting the toner adhering to the conductive brush 22; and a conductive roller as a collecting roller cleaner that scrapes the collected toner in contact with the surface of the collecting roller 23 and simultaneously applies a charge to the surface of the collecting roller 23. Collected in a waste toner tank (not shown) provided in the toner collection blade 24 and the apparatus main body 1 Coil member 25 for conveying, and a brush facing roller 28 or the like which is disposed at a position facing the electrically conductive brush 22 via the intermediate transfer belt 11.

導電性ブラシ22には、その表面に電荷を付与する図示しないブラシ表面電荷付与部材を付加してもよい。このブラシ表面電荷付与部材は、ブラシにトナーが多く回収された場合にブラシ先端の電位が低下してしまうことを防止すべく電位を補うために備える導電性部材であり、例えば金属の丸棒や金属の板状部材である。また、中間転写ベルト11の表面は極性制御ブレード21によって常時摺擦されているため、中間転写ベルト11の表面保護の観点から表面にブラシによって潤滑剤塗布を行うことも有効である。この場合、後述する固形化した潤滑剤32(図12参照)を導電性ブラシ22に当接させることで塗布する構成としてもよい。また、ブラシで塗布した潤滑剤によって中間転写ベルト11の表面に薄膜を形成する塗布ブレードを設け、潤滑性が向上するように構成してもよい。   A brush surface charge imparting member (not shown) that imparts a charge to the surface of the conductive brush 22 may be added. This brush surface charge imparting member is a conductive member provided to supplement the potential to prevent the potential at the tip of the brush from lowering when a large amount of toner is collected on the brush, such as a metal round bar or It is a metal plate-like member. Further, since the surface of the intermediate transfer belt 11 is always rubbed by the polarity control blade 21, it is also effective to apply a lubricant to the surface with a brush from the viewpoint of protecting the surface of the intermediate transfer belt 11. In this case, it is good also as a structure apply | coated by making the electroconductive brush 22 contact | abut the solidified lubricant 32 (refer FIG. 12) mentioned later. In addition, a coating blade that forms a thin film on the surface of the intermediate transfer belt 11 with a lubricant applied with a brush may be provided to improve the lubricity.

なお、導電性ブラシ22とは別に潤滑剤塗布用のブラシを用いて潤滑剤を中間転写ベルト11の表面に塗布する構成も可能である。この構成によれば、クリーニング用の導電性ブラシ22にはトナーが常時回収されているため、トナーと潤滑剤とが交じり合って潤滑剤塗布時にいったん回収したトナーが再度中間転写ベルト11上に付着してしまう不具合の発生を防止することができる。   A configuration in which the lubricant is applied to the surface of the intermediate transfer belt 11 using a brush for applying a lubricant separately from the conductive brush 22 is also possible. According to this configuration, since the toner is always collected on the cleaning conductive brush 22, the toner and the lubricant are mixed with each other, and the toner once collected at the time of applying the lubricant adheres again to the intermediate transfer belt 11. It is possible to prevent the occurrence of malfunctions.

次に、図4を参照して本発明の課題について説明する。図中、符号R1はトナー極性制御ブレード抵抗を、符号R2は中間転写ベルト抵抗をそれぞれ示している。
従来の画像形成装置では、高抵抗の中間転写ベルトを用いていた。一例を挙げると、表面抵抗率logR=10.5〜11.5、体積抵抗率logR=10〜11、厚み100μmである。この場合、極性制御ブレード21に電圧を印加してもアースされている対向部材としての対抗ローラ16(ブレード対向ローラ)が金属等の低抵抗物質であったとしても電圧印加した極性制御ブレード21から対抗ローラ16側に中間転写ベルト11の厚み方向を通って大きな電流が流れることがなく、中間転写ベルト11上の残留トナーに電荷を与えることができた。
Next, the problem of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, symbol R1 indicates a toner polarity control blade resistance, and symbol R2 indicates an intermediate transfer belt resistance.
A conventional image forming apparatus uses a high-resistance intermediate transfer belt. As an example, the surface resistivity logR = 10.5 to 11.5, the volume resistivity logR = 10 to 11, and the thickness 100 μm. In this case, even if a voltage is applied to the polarity control blade 21, even if the opposing roller 16 (blade facing roller) that is grounded is a low-resistance material such as metal, the voltage applied from the polarity control blade 21 A large current did not flow through the thickness direction of the intermediate transfer belt 11 on the counter roller 16 side, and charge could be given to the residual toner on the intermediate transfer belt 11.

このように、中間転写ベルト抵抗R2(体積抵抗率ではなく電圧を印加した極性制御ブレード21から中間転写ベルト11を介してアースした金属ローラに流れる電流と極性制御ブレード21の印加電圧から求められる抵抗値)が充分大きいときには中間転写ベルト11の表面電位と極性制御ブレード21との間に電位差が生じ、中間転写ベルト11上のトナーに電荷が充電されるため極性制御が可能である。一方、抵抗R2が十分に大きくないときは中間転写ベルト11及び対抗ローラ16を介してアースに電流が流れるため、トナーに電荷を充電できず極性制御を行うことができない。抵抗R2が十分に大きくない中間転写ベルト11とは擬似的には体積抵抗率が低いベルトであり、残留電荷による異常画像の発生を防止するために用いられる。ここで用いたベルトは、体積抵抗率Rが100V印加でlogR=8であった。   In this manner, the intermediate transfer belt resistance R2 (the resistance obtained from the current flowing from the polarity control blade 21 to which the voltage is applied instead of the volume resistivity to the metal roller grounded via the intermediate transfer belt 11 and the applied voltage of the polarity control blade 21. When the value) is sufficiently large, a potential difference is generated between the surface potential of the intermediate transfer belt 11 and the polarity control blade 21, and the toner on the intermediate transfer belt 11 is charged, so that the polarity can be controlled. On the other hand, when the resistance R2 is not sufficiently large, a current flows to the ground via the intermediate transfer belt 11 and the counter roller 16, so that the toner cannot be charged and the polarity cannot be controlled. The intermediate transfer belt 11 whose resistance R2 is not sufficiently large is a belt having a low volume resistivity in a pseudo manner, and is used to prevent the occurrence of abnormal images due to residual charges. The belt used here had a volume resistivity R of log R = 8 when 100 V was applied.

上述より、電流が流れすぎないようにするため、金属対向ローラとアースとの間に既知の抵抗R3を挿入してトナーの極性制御実験を行った。抵抗R3として0.5M、5M、20Mの3種類のものを用い、極性制御ブレード21に定電流制御で電圧を印加して極性制御を行ったところ、図5に示す結果となり目標の−50〜−100μC/gを得ることはできなかった。金属対向ローラとアースとの間に抵抗を繋いだだけでは電流値を低く抑えることはできるものの図6に示すような回路となり、同図において対向ローラはV3=R3×Iで算出される電位となるため、既知抵抗R3の抵抗値を大きくしても対向ローラの電位も高くなるため極性制御後におけるQ/M値が変化しないと考えられる。   As described above, the toner polarity control experiment was performed by inserting the known resistor R3 between the metal facing roller and the ground in order to prevent the current from flowing too much. When three types of resistors R3 of 0.5M, 5M, and 20M are used and voltage is controlled by applying a voltage to the polarity control blade 21 by constant current control, the result shown in FIG. −100 μC / g could not be obtained. Although the current value can be suppressed to a low level only by connecting a resistor between the metal facing roller and the ground, the circuit shown in FIG. 6 is obtained. In the figure, the counter roller has a potential calculated by V3 = R3 × I. Therefore, it is considered that even if the resistance value of the known resistor R3 is increased, the potential of the opposing roller also increases, so that the Q / M value after polarity control does not change.

上述したように、抵抗値が十分に高くない中間転写ベルトを用いる際には、単に電流を小さく抑えるように所定の抵抗値を有する導電性軸受を用いる等といった対策では極性制御を行うことができないことが判明した。そこで、低抵抗ベルトを用いた場合であっても高抵抗ベルトと同様の極性制御が行えるように対向ローラ表面に抵抗層を設けたところ、目標の極性制御後におけるQ/M値を得ることが可能な極性制御を行うことができた。   As described above, when using an intermediate transfer belt whose resistance value is not sufficiently high, polarity control cannot be performed by measures such as simply using a conductive bearing having a predetermined resistance value so as to keep current small. It has been found. Therefore, even if a low resistance belt is used, a resistance layer is provided on the surface of the opposing roller so that the same polarity control as that of the high resistance belt can be performed, and thus the Q / M value after the target polarity control can be obtained. The possible polarity control could be performed.

以上のことから、logR=8の比較的低抵抗のベルトを用いた場合にも対向ローラ表面に高抵抗層を設けることにより極性制御が可能となったように思われたが、さらに次のような問題点が発生した。それは、極性制御を連続して行うと図22に示すように経時でQ/M値の絶対値が低下してしまうことが判明した。以下、この現象について説明する。   From the above, even when a relatively low resistance belt of logR = 8 was used, it seemed that polarity control was possible by providing a high resistance layer on the surface of the opposing roller. A serious problem occurred. It has been found that when the polarity control is continuously performed, the absolute value of the Q / M value decreases with time as shown in FIG. Hereinafter, this phenomenon will be described.

図22に示すように、log=8のベルトに対しては高抵抗層を設けた対向ローラを用い、log=9以上のベルトに対しては金属対向ローラを用いてそれぞれA4サイズの転写紙2000枚に対して作像動作を行ったところ、全ての場合において極性制御後のQ/M値は−50〜−100μC/gの範囲に極性制御することができた。その後、20000枚まで極性制御を続けたところ、極性制御後のQ/M値の絶対値が低下して所望の範囲から外れてしまうことが判明した。この理由は明らかではないが、トナー極性制御を行っている物理現象は放電現象が支配的であると考えられ、この放電を安定させるためには像担持体表面が電荷を保持する能力を有することが必要であることが判ってきた。従って、像担持体の裏面側において極性制御部材に対向している対向ローラ表面に高抵抗層を設けても電流量を規制することはできるものの放電を安定化させることはできない。像担持体表面に向かって常に極性制御部材からの放電を持続させるためには、電荷を保持可能な高抵抗表面を有することが必要であり、そのために像担持体が必要な抵抗は体積抵抗率で10〜1014Ω・cmであるとの結果を得た。体積抵抗率が1×1014Ω・cmを超える場合には像担持体と同等の体積抵抗となり、像担持体が感光体である場合には経時で10万枚以上の極性制御が可能であることが確認され、対向ローラの高抵抗層は不要である。 As shown in FIG. 22, a counter roller provided with a high resistance layer is used for a belt of log = 8, and a metal counter roller is used for a belt of log = 9 or more. When the image forming operation was performed on the sheet, in all cases, the Q / M value after polarity control could be controlled in the range of −50 to −100 μC / g. Thereafter, when the polarity control was continued up to 20000 sheets, it was found that the absolute value of the Q / M value after the polarity control was lowered and deviated from the desired range. The reason for this is not clear, but the physical phenomenon that controls toner polarity is considered to be dominated by the discharge phenomenon, and in order to stabilize this discharge, the surface of the image carrier must have the ability to hold charges. Has been found to be necessary. Therefore, even if a high resistance layer is provided on the surface of the opposing roller facing the polarity control member on the back side of the image carrier, the amount of current can be regulated, but the discharge cannot be stabilized. In order to always sustain the discharge from the polarity control member toward the surface of the image carrier, it is necessary to have a high resistance surface capable of holding electric charges, and the resistance required for the image carrier is the volume resistivity. The result of being 10 9 to 10 14 Ω · cm was obtained. When the volume resistivity exceeds 1 × 10 14 Ω · cm, the volume resistance is the same as that of the image carrier, and when the image carrier is a photoconductor, the polarity can be controlled over 100,000 sheets over time. It is confirmed that the high resistance layer of the counter roller is unnecessary.

次にトナー極性制御について、図8(a)、図8(b)、図8(c)を用いて説明する。図8(a)、(b)は、ホソカワミクロン製E−スパートアナライザで、トナー1個ずつの電荷量Qとそのトナーの粒径dを測定したデータを基に、ある条件で図2に示す作像装置で作像した時の中間転写ベルト11上の転写残トナー数百個をサンプリングしたときのQ/d(単位はfC/μm)分布を表している。   Next, toner polarity control will be described with reference to FIGS. 8A, 8B, and 8C. 8 (a) and 8 (b) show the results shown in FIG. 2 under certain conditions based on data obtained by measuring the charge amount Q of each toner and the particle diameter d of the toner using an E-spurt analyzer manufactured by Hosokawa Micron. This represents a Q / d (unit: fC / μm) distribution when hundreds of transfer residual toner on the intermediate transfer belt 11 when an image is formed by an image device is sampled.

図8(a)はプラスとマイナスが50%ずつの転写残トナーAを極性制御ブレード21によって極性制御した場合、図8(b)はほとんどがプラスの転写残トナーBを極性制御ブレード21によって極性制御した場合、図8(c)はほとんどがマイナスの未転写トナーを極性制御ブレード21によって極性制御した場合のQ/d分布変化である。   FIG. 8A shows a case where the polarity of the transfer residual toner A in which plus and minus are 50% each is controlled by the polarity control blade 21, and FIG. When controlled, FIG. 8C shows the Q / d distribution change when the polarity control blade 21 controls the polarity of mostly negative untransferred toner.

中間転写ベルト11上の転写残トナーは、図8(a)の転写残トナーAや図8(b)の転写残トナーBとして示す様にプラス極性とマイナス極性とが混在した分布のトナーとなり、中間転写ベルト11の走行により極性制御ブレード21の位置まで移送される。極性制御ブレード21ではほとんどのトナーは機械的に掻き落されるが、極性制御ブレード21ではいわゆるスティックスリップが発生してその一部はすり抜けて行く。機械的に掻き落とされたトナーはブレードから自然に落下して回収部に収容され、コイル部材25によって搬送されて廃トナー回収部に回収される。   The transfer residual toner on the intermediate transfer belt 11 is a toner having a distribution in which positive polarity and negative polarity are mixed as shown as transfer residual toner A in FIG. 8A and transfer residual toner B in FIG. The intermediate transfer belt 11 is moved to the position of the polarity control blade 21 by the traveling of the intermediate transfer belt 11. Most of the toner is mechanically scraped off by the polarity control blade 21, but a so-called stick slip occurs in the polarity control blade 21, and a part of it slips through. The toner that has been mechanically scraped off naturally falls from the blade and is accommodated in the collecting unit, and is conveyed by the coil member 25 and collected in the waste toner collecting unit.

極性制御ブレード21にはトナーの帯電極性と同じ極性(マイナス極性)の電圧が印加されており、トナーが極性制御ブレード21をすり抜けて行くときにトナーを正規の帯電極性(マイナス極性)に帯電する。例えば、印加電圧を定電流制御で−80μAとしたとき、この制御電流値はベルト抵抗や厚み等の条件によって変化する可能性がある。制御されたトナーのQ/d分布を図8(a)、図8(b)に示す。入力トナーである転写残トナーのQ/d分布によって極性制御後のQ/d分布も異なる(転写残トナーAと転写残トナーBとの違い)が、どちらもほぼ単極性に制御することができる。また、図8(c)の場合の正規極性でQ/d分布している未転写トナー(プロセスコントロール時のトナー)は、ほとんど変化しないかあるいはややマイナス極性寄りになる。   A voltage having the same polarity (minus polarity) as the charging polarity of the toner is applied to the polarity control blade 21, and when the toner passes through the polarity control blade 21, the toner is charged to the normal charging polarity (minus polarity). . For example, when the applied voltage is set to −80 μA by constant current control, this control current value may change depending on conditions such as belt resistance and thickness. FIG. 8A and FIG. 8B show the Q / d distribution of the controlled toner. The Q / d distribution after the polarity control differs depending on the Q / d distribution of the transfer residual toner as the input toner (difference between the transfer residual toner A and the transfer residual toner B), but both can be controlled to be almost unipolar. . In addition, the non-transferred toner (toner at the time of process control) having a normal polarity and Q / d distribution in the case of FIG. 8C hardly changes or is slightly negative.

次に、トナーと同極性の電圧(マイナス極性)が印加された極性制御ブレード21をすり抜けて行くトナーの帯電極性が変わるときの詳細について説明する。極性制御ブレード21の表面抵抗率はlogR=6〜9Ω・cm、中間転写ベルト11との当接圧は20〜40g/cm、カウンタ当接で構成されている。   Next, the details when the charging polarity of the toner passing through the polarity control blade 21 to which the voltage (negative polarity) having the same polarity as that of the toner is applied will be described. The surface resistivity of the polarity control blade 21 is logR = 6 to 9 Ω · cm, the contact pressure with the intermediate transfer belt 11 is 20 to 40 g / cm, and the counter contact is configured.

この極性制御ブレード21は、例えばポリウレタンゴムを素材とした弾性体であり、カーボンブラックやその他イオン系の導電剤を混練することで導電性を持たせており、その表面抵抗としては、2×10〜5×10Ω・cm程度が望ましい。ブレード条件は図10及び図11に示すとおりである。極性制御ブレード21は板金上に接着された板状部材によって構成され、厚みは2.4mmと2.8mmの2種類、自由長は7、9mm、硬度はJIS−A硬度計で60〜80、反発弾性は45%のものを用いたが、この値以外のものでも使用可能である。厚みは1〜3mmの範囲内とするのがよく、厚さが薄すぎると中間転写ベルト11の表面及び極性制御ブレード21自体のうねり等によって中間転写ベルト11への押しつけ量が確保しにくくなる。硬度はJIS−A硬度計で40〜85の範囲内であればよい。本実施形態に示すブラシクリーニング方式では、ブラシクリーニングが可能な単位面積当たりのトナー量(以下、M/Amg/cmとする)は約0.1mg/cmであり、未転写トナーのM/Aはこの値よりもかなり多いため、極性制御ブレード21からのすり抜け量は約0.1mg/cm以下に低減する必要がある。 The polarity control blade 21 is an elastic body made of, for example, polyurethane rubber, and is made conductive by kneading carbon black or other ionic conductive agent. Its surface resistance is 2 × 10. About 5 to 5 × 10 9 Ω · cm 2 is desirable. The blade conditions are as shown in FIGS. The polarity control blade 21 is composed of a plate-like member bonded on a sheet metal, and has two types of thicknesses of 2.4 mm and 2.8 mm, a free length of 7 and 9 mm, and a hardness of 60 to 80 with a JIS-A hardness meter. A rebound resilience of 45% was used, but other values can be used. The thickness is preferably in the range of 1 to 3 mm. If the thickness is too thin, it is difficult to ensure the amount of pressing to the intermediate transfer belt 11 due to the surface of the intermediate transfer belt 11 and the undulation of the polarity control blade 21 itself. Hardness should just be in the range of 40-85 with a JIS-A hardness meter. In the brush cleaning method shown in this embodiment, the toner amount per unit area that can be brush-cleaned (hereinafter referred to as M / Amg / cm 2 ) is about 0.1 mg / cm 2 , and the M / Since A is much larger than this value, the slip-through amount from the polarity control blade 21 needs to be reduced to about 0.1 mg / cm 2 or less.

トナーが極性制御ブレード21と中間転写ベルト11との間に挟まれたとき、中間転写ベルト11と極性制御ブレード21とで形成された楔部の入り口と出口との微小ギャップ部の放電により、トナーは図8(a)、図8(b)に「ブレード通過後(電流−80μA印加)」として示すように印加電圧と同極性に帯電する。   When the toner is sandwiched between the polarity control blade 21 and the intermediate transfer belt 11, the toner is discharged by the discharge of a minute gap between the entrance and the exit of the wedge formed by the intermediate transfer belt 11 and the polarity control blade 21. Is charged to the same polarity as the applied voltage, as shown in FIG. 8A and FIG. 8B as “after passing through the blade (current −80 μA applied)”.

以上示したように、極性制御されているか否かの確認においてQ/d分布という特性値を用いたが、Q/d分布を測定するにはかなりの手間がかかるため、上述したように比較的簡単に測定が可能なQ/M値で代用することとした。図7に示すように、測定対象のトナーがほぼ単一極性に極性制御されている、すなわち図8(a)、図8(b)、図8(c)中の「ブレード通過後(電流−80μA)」のトナーのQ/M値の範囲は、マイナス極性の場合でおよそ−50〜−100μC/gであった。そこで、以降の説明においてはトナー極性制御の目標値を−50〜−100μC/gとして説明する。   As described above, the characteristic value of the Q / d distribution is used in confirming whether or not the polarity is controlled. However, since it takes considerable time to measure the Q / d distribution, as described above, A Q / M value that can be easily measured was substituted. As shown in FIG. 7, the polarity of the toner to be measured is controlled to be almost a single polarity, that is, “after passing through the blade (current −)” in FIGS. 8 (a), 8 (b), and 8 (c). The range of the Q / M value of the toner of “80 μA)” was approximately −50 to −100 μC / g in the case of negative polarity. Therefore, in the following description, the target value for toner polarity control will be described as −50 to −100 μC / g.

次に、中間転写ベルト抵抗と極性制御の関係について図4を参照して説明する。上述したように従来の画像形成装置にて用いられる中間転写ベルトとして、表面抵抗率logR=10.5〜11.5、体積抵抗率logR=10〜11、厚み100μmのものを用いており、この場合には極性制御ブレード21に電圧を印加しても、アースされている対抗ローラ16(ブレード対向ローラ)が金属等の低抵抗物質であったとしても電圧を印加した極性制御ブレード21から対抗ローラ16側に中間転写ベルト11の厚み方向を通って大きな電流が流れることがなく、中間転写ベルト11上の残留トナーに電荷を与えることができた。このように、中間転写ベルト抵抗R2が充分に大きいときは中間転写ベルト11の表面と極性制御ブレード21との間に電位差が生じ、中間転写ベルト11上のトナーに電荷が充電されるため、極性制御が可能である。一方、抵抗R2が十分に大きくない中間転写ベルト11を使用すると、極性制御ブレード21に電圧を印加した際に中間転写ベルト11及び対抗ローラ16を介してアースに電流が流れるため、トナーに電荷を与えられず極性制御を行うことができないという問題が発生した。抵抗R2が十分に大きくない中間転写ベルトというのは擬似的には体積抵抗率が低いベルトであり、残留電荷による異常画像を防ぐため等に使用される。本実施形態で用いた中間転写ベルト11は体積抵抗率Rが100V印加でlogR=8である。   Next, the relationship between the intermediate transfer belt resistance and the polarity control will be described with reference to FIG. As described above, the intermediate transfer belt used in the conventional image forming apparatus uses a surface resistivity logR = 10.5 to 11.5, a volume resistivity logR = 10 to 11 and a thickness of 100 μm. In this case, even if a voltage is applied to the polarity control blade 21, even if the grounded counter roller 16 (blade facing roller) is a low resistance material such as metal, the voltage control blade 21 applies the voltage to the counter roller. A large current did not flow through the thickness direction of the intermediate transfer belt 11 on the side 16, and charge could be given to the residual toner on the intermediate transfer belt 11. As described above, when the intermediate transfer belt resistance R2 is sufficiently large, a potential difference is generated between the surface of the intermediate transfer belt 11 and the polarity control blade 21, and the toner on the intermediate transfer belt 11 is charged. Control is possible. On the other hand, if the intermediate transfer belt 11 whose resistance R2 is not sufficiently large is used, a current flows to the ground via the intermediate transfer belt 11 and the counter roller 16 when a voltage is applied to the polarity control blade 21, so that the toner is charged. There was a problem that polarity control could not be performed without being given. The intermediate transfer belt whose resistance R2 is not sufficiently large is a belt having a low volume resistivity, and is used to prevent abnormal images due to residual charges. The intermediate transfer belt 11 used in this embodiment has a volume resistivity R of 100V and a log R = 8.

この中間転写ベルト11で表面に抵抗層が無いステンレス製の対抗ローラ16を用いて−80μAを印加し、対抗ローラ16をアースしてA3サイズのマゼンタ単色のベタ画像を出力し、中間転写ベルト11上の残留トナーが極性制御ブレード21を通過したところで画像形成装置の電源を切って強制的に中間転写ベルト11を停止させ、極性制御ブレード21が中間転写ベルト11に当接している箇所の前後のQ/M値を測定すると、ブレード以前の中間転写ベルト11上のトナーのQ/M値はー30μC/g程度にしかならず、目標のQ/M値は得られなかった。極性制御ブレード21に印加する電圧を−40μA、−60μA、―100μAとさまざまに変化させても、目標のQ/M値は得られなかった。   The intermediate transfer belt 11 is applied with −80 μA using a stainless counter roller 16 having no resistance layer on the surface, the counter roller 16 is grounded, and an A3 size magenta monochromatic solid image is output. When the upper residual toner passes through the polarity control blade 21, the image forming apparatus is turned off to forcibly stop the intermediate transfer belt 11, and before and after the position where the polarity control blade 21 is in contact with the intermediate transfer belt 11. When the Q / M value was measured, the Q / M value of the toner on the intermediate transfer belt 11 before the blade was only about −30 μC / g, and the target Q / M value was not obtained. The target Q / M value could not be obtained even when the voltage applied to the polarity control blade 21 was variously changed to −40 μA, −60 μA, and −100 μA.

このような中間転写ベルト抵抗R2が低い中間転写ベルト11を用いる際にも、極性制御ブレード21によるトナー極性制御を行える構成及び方法について図3、図9を用いて説明する。図9は、図3の極性制御部を拡大した図である。
図9に示すように、対抗ローラ16の表面には抵抗層26が50〜300μmの厚みで設けられている。抵抗体として対抗ローラ16の表面を被覆する抵抗層26を有する構成とすることにより、対抗ローラ16の抵抗を安価な構成で所望の値とすることができる。対抗ローラ16の軸及びローラ基体は金属製であり接地(アース)されている。抵抗層26を構成する材質の一例としては、導電剤を混合したナイロンチューブ、PVDFチューブ、ポリイミドチューブ、導電ゴムチューブ等が挙げられる。また、その表面にさらにアクリルコート、シリコーンコート(例えばシリコーン粒子を含有したPC(ポリカーボネイト)をコート)、セラミックスコート、フッ素コーティング等を施しても良い。コート層の厚みは適宜選定され、例えばUV硬化型のアクリルコートの場合には3〜20μm程度である。この構成の場合は、中間転写ベルト抵抗R2が低くても対抗ローラ16の表面に抵抗層26を有しているためトナーに電荷を充電でき、実験の結果2000枚程度までの間は極性制御を行うことができた。以下、その原理を図5に示す構成図及び図6に示す回路図を用いて説明する。
A configuration and method capable of performing toner polarity control by the polarity control blade 21 even when the intermediate transfer belt 11 having such a low intermediate transfer belt resistance R2 is used will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is an enlarged view of the polarity control unit of FIG.
As shown in FIG. 9, the resistance layer 26 is provided on the surface of the opposing roller 16 with a thickness of 50 to 300 μm. By adopting the configuration having the resistance layer 26 that covers the surface of the opposing roller 16 as a resistor, the resistance of the opposing roller 16 can be set to a desired value with an inexpensive configuration. The shaft of the opposing roller 16 and the roller base are made of metal and are grounded. Examples of the material constituting the resistance layer 26 include a nylon tube, a PVDF tube, a polyimide tube, and a conductive rubber tube mixed with a conductive agent. Further, acrylic coating, silicone coating (for example, coating with PC (polycarbonate) containing silicone particles), ceramic coating, fluorine coating, or the like may be applied to the surface. The thickness of the coating layer is appropriately selected. For example, in the case of a UV curable acrylic coating, it is about 3 to 20 μm. In the case of this configuration, even if the intermediate transfer belt resistance R2 is low, the toner can be charged with the resistance layer 26 on the surface of the counter roller 16, and the polarity control is performed for up to about 2000 sheets as a result of the experiment. Could be done. The principle will be described below with reference to the block diagram shown in FIG. 5 and the circuit diagram shown in FIG.

上述の構成において、極性制御ブレード21は電極の役割をするため表面抵抗あるいは体積抵抗が十分に低いことが望ましい。本実施形態ではポリウレタンゴムに導電剤としてカーボン及びイオン導電剤を添加して作成した導電性ブレードを使用しており、ゴムブレードとしての機械的強度や弾性を維持するにはlogR=5〜6以上の抵抗値となるような添加量にする必要がある。つまり、機械的強度を維持するには導電剤の添加量をあまり増加させないことが望ましい。従って、電極の役割としては低抵抗であることがよく、ブレードとしてのトナー掻き取り性能維持にはlogR=5〜6以上でなるべく高抵抗である必要があり、実験の結果、良好な抵抗範囲はlogR=約5〜9であることがわかった。しかし、前述のように使用時間の経過に伴ってブレードの抵抗が上昇するという問題があり、新品時の導電性ブレードの抵抗を高く設定すると経時でブレード抵抗が上昇し、例えば極性制御ブレード電圧を定電流制御にしていると必要な電圧値がかなり高電圧まで上昇していくため、高電圧出力可能な高コスト電源を必要とするという問題が生じる。従って、トナーの極性を制御しつつトナーを掻き取るという2つの性能を維持し続けるためには、トナー極性制御ブレードの抵抗値はlogR=5〜9が好適である。   In the above-described configuration, the polarity control blade 21 serves as an electrode, and thus it is desirable that the surface resistance or volume resistance is sufficiently low. In this embodiment, a conductive blade prepared by adding carbon and an ionic conductive agent as a conductive agent to polyurethane rubber is used, and log R = 5 to 6 or more in order to maintain the mechanical strength and elasticity as a rubber blade. It is necessary to make the addition amount so that the resistance value becomes. That is, in order to maintain the mechanical strength, it is desirable not to increase the addition amount of the conductive agent so much. Therefore, the role of the electrode is preferably low resistance, and in order to maintain the toner scraping performance as a blade, it is necessary to have as high resistance as possible with logR = 5 to 6 or more. It was found that logR = about 5-9. However, as described above, there is a problem that the resistance of the blade increases with the passage of time of use, and if the resistance of the conductive blade at the time of a new article is set high, the blade resistance increases with time, for example, the polarity control blade voltage is increased. When the constant current control is used, the necessary voltage value rises to a considerably high voltage, which causes a problem that a high cost power source capable of outputting a high voltage is required. Therefore, in order to maintain two performances of scraping off the toner while controlling the polarity of the toner, the resistance value of the toner polarity control blade is preferably logR = 5-9.

この構成により、簡単な構成で転写残トナーの極性を揃えることができ、かつ導電性ブラシ22に入るトナーの量を低減することができる。また、金属ブレードに比して像担持体表面に傷を付けにくい構成とすることができ、良好な画像形成を行うことができる。   With this configuration, the polarity of the untransferred toner can be made uniform with a simple configuration, and the amount of toner entering the conductive brush 22 can be reduced. In addition, the image carrier surface can be made less likely to be scratched compared to a metal blade, and good image formation can be performed.

対抗ローラ16の表層には、中間転写ベルト11の抵抗R2と同等の抵抗となる抵抗層(抵抗:R3)を設けている。図6のモデルにおいて、極性制御ブレード21の抵抗をR1、中間転写ベルト11の抵抗をR2、対抗ローラ16の表層の抵抗をR3とすると、この回路の全抵抗RはおおまかにいってR=R1+R2+R3と見積もられる。ただし、抵抗R1,R2,R3はトナーの帯電極性を制御する装置構成においての各部材の接触幅と同じ条件及び電圧印加条件と同じ条件において測定したときの値とする。また、中間転写ベルト11、極性制御ブレード21、抵抗層の各部材はいわゆる「中抵抗」の抵抗値を有する部材となるため、環境や使用時間によって抵抗値が変動し、同じ条件で数回測定したとしてもわずかに測定値がばらつくことがある。   A resistance layer (resistance: R3) having a resistance equivalent to the resistance R2 of the intermediate transfer belt 11 is provided on the surface layer of the opposing roller 16. In the model of FIG. 6, assuming that the resistance of the polarity control blade 21 is R1, the resistance of the intermediate transfer belt 11 is R2, and the resistance of the surface layer of the counter roller 16 is R3, the total resistance R of this circuit is roughly R = R1 + R2 + R3. It is estimated. However, the resistances R1, R2, and R3 are values measured under the same condition as the contact width of each member and the same condition as the voltage application condition in the apparatus configuration for controlling the charging polarity of the toner. In addition, since each member of the intermediate transfer belt 11, the polarity control blade 21, and the resistance layer has a so-called “medium resistance” resistance value, the resistance value varies depending on the environment and usage time, and is measured several times under the same conditions. Even so, the measured values may vary slightly.

図6からわかるように、極性制御対象のトナーにかかる電圧は、回路の総抵抗に対する中間転写ベルト抵抗の割合に比例する。従って、本来は中間転写ベルト抵抗が高抵抗であることが望ましいのであるが、前述のような中間転写ベルト11内の残留電荷等の問題により低抵抗化が必須条件となる場合がある。このため低抵抗中間転写ベルトを採用する場合にはR2/Rをできるだけ大きくし、かつ極性制御ブレード21に流れる電流をできるだけ小さくする必要がある。そのためにはR1+R3をR2と同等若しくは少しだけ大きくするとよい。想定している中間転写ベルト抵抗及び極性制御ブレード抵抗の範囲では、(R1+R3)<R2であると電流値が大きくなり、極性制御を行うことができない。   As can be seen from FIG. 6, the voltage applied to the toner whose polarity is to be controlled is proportional to the ratio of the intermediate transfer belt resistance to the total resistance of the circuit. Therefore, it is originally desirable that the resistance of the intermediate transfer belt is high, but there are cases where lowering the resistance is an indispensable condition due to problems such as residual charges in the intermediate transfer belt 11 as described above. Therefore, when the low resistance intermediate transfer belt is employed, it is necessary to make R2 / R as large as possible and make the current flowing through the polarity control blade 21 as small as possible. For that purpose, R1 + R3 is preferably equal to or slightly larger than R2. In the range of the assumed intermediate transfer belt resistance and polarity control blade resistance, if (R1 + R3) <R2, the current value increases and polarity control cannot be performed.

上述のことを踏まえた上で以下の検討を行った。実験において、性能が判るように2次転写電流値を通常よりも高く設定してトナー極性制御前の中間転写ベルト11上の残留トナーのQ/M値を+30μC/gとし、極性制御ブレード21に定電流制御電源によって−80μAに制御された電圧を印加して対抗ローラ16をアースし、極性制御ブレード21当接後のトナーQ/M値を調査した。ここで、中間転写ベルト11は体積抵抗率Rが100V印加時でlogR=8であるので、それよりも大きい抵抗値を有する対向ローラ表層が望ましいと考えられるため、体積抵抗率logR=8〜14までを調査対象とした。体積抵抗率logR=8,9、厚み100μm,150μmの導電性ナイロンチューブ、体積抵抗率logR=10〜14、厚み100μmの導電性PVDFチューブを表面に巻いたものを極性制御ブレード21の対向ローラとして設置して極性制御実験を行った。結果を下表に示す。   Based on the above, the following examination was conducted. In the experiment, the secondary transfer current value is set higher than usual so that the performance can be understood, and the Q / M value of the residual toner on the intermediate transfer belt 11 before toner polarity control is set to +30 μC / g. A voltage controlled to −80 μA by a constant current control power source was applied to ground the counter roller 16 and the toner Q / M value after contact with the polarity control blade 21 was investigated. Here, since the volume resistivity R of the intermediate transfer belt 11 is logR = 8 when a voltage of 100 V is applied, it is considered that a counter roller surface layer having a larger resistance value is desirable. Therefore, the volume resistivity logR = 8-14. Up to this point was investigated. A conductive nylon tube having a volume resistivity logR = 8, 9 and thicknesses of 100 μm and 150 μm, and a conductive PVDF tube having a volume resistivity logR = 10 to 14 and a thickness of 100 μm wound around the surface is used as an opposing roller for the polarity control blade 21. A polarity control experiment was conducted after installation. The results are shown in the table below.

Figure 0005493410
表1から明らかなように、体積抵抗率logR=8〜12の範囲において良好な極性制御が可能であった。また、極性制御可能な対向ローラ表層の場合、極性制御電流値はー60〜―80μAであった。この極性制御電流値は大きければ大きいほど極性制御後Q/M値の絶対値が大きくなる傾向があるが、電流値が大きすぎるとQ/M値の絶対値が低下するため各条件によって適正値がある。その理由は詳細には判明していないが、電流値が大きすぎると放電が過剰に起こり、空気中のイオンを電離してそのイオンが正負共にトナーに付着するためであると考えられる。このように、対向ローラの表層に体積抵抗率logR=8〜12の抵抗層を設けることにより、低抵抗中間転写ベルトにおいても初期的には良好にトナー極性制御を行うことができた。
Figure 0005493410
As apparent from Table 1, good polarity control was possible in the range of volume resistivity logR = 8-12. Further, in the case of the opposite roller surface layer capable of polarity control, the polarity control current value was −60 to −80 μA. The larger the polarity control current value is, the larger the absolute value of the Q / M value after polarity control tends to be. However, if the current value is too large, the absolute value of the Q / M value decreases. There is. The reason for this is not known in detail, but it is considered that excessive discharge occurs when the current value is too large, ionizing ions in the air, and the ions adhere to the toner both positively and negatively. As described above, by providing a resistance layer having a volume resistivity logR = 8 to 12 on the surface layer of the counter roller, toner polarity control can be satisfactorily controlled even in the low resistance intermediate transfer belt initially.

以上のことから、logR=8の比較的低抵抗のベルトを用いた場合にも対向ローラ表面に高抵抗層を設けることにより極性制御が可能となったように思われたが、上述したように極性制御を連続して行うと図22に示すように経時でQ/M値の絶対値が低下してしまうことが判明した、従って、像担持体の裏面側において極性制御部材に対向している対向ローラ表面に高抵抗層を設けても電流量を規制することはできるものの、極性制御部材が像担持体表面と当接していることにより導電し、電流が流れるために低抵抗である像担持体に対しては放電を安定して持続させることができない。像担持体表面に向かって常に極性制御部材からの放電を持続させるためには、電荷を保持可能な高抵抗表面を有することが必要であると考えられる。 From the above, it seemed that polarity control was possible by providing a high resistance layer on the surface of the opposing roller even when a relatively low resistance belt of logR = 8 was used. When the polarity control is continuously performed, it has been found that the absolute value of the Q / M value decreases with time as shown in FIG. 22. Therefore, the polarity control member is opposed to the back side of the image carrier. Although the amount of current can be regulated even if a high resistance layer is provided on the surface of the opposite roller, the polarity control member conducts when the surface is in contact with the surface of the image carrier, and the current flows. The body can not sustain a stable discharge. In order to always maintain the discharge from the polarity control member toward the surface of the image carrier, it is considered necessary to have a high resistance surface capable of holding charges.

一方、これまで対向ローラに高抵抗層を必要としないと考えてきた高い体積抵抗率を有する像担持体であっても、図22に示すように経時で極性制御後のQ/M値の絶対値が低下することが判った。これは、ブレード抵抗は多少の変動はあるものの経時で大きく変動していなかったことから、極性制御部材のへたりや摩耗等の当接条件の変化に伴い、極性制御部材と像担持体との接触面積や極性制御部材と像担持体との間の放電箇所である微小ギャップが徐々に変化し、放電が起きにくい状態へと変化していると考えられる。   On the other hand, even in the case of an image carrier having a high volume resistivity that has been considered not to require a high resistance layer on the opposing roller, the absolute value of the Q / M value after polarity control over time as shown in FIG. It was found that the value decreased. This is because the blade resistance did not fluctuate greatly over time although there was some fluctuation, so the change in contact condition such as sag or wear of the polarity control member caused the change between the polarity control member and the image carrier. It is considered that the minute gap, which is the discharge location between the contact area and the polarity control member and the image carrier, is gradually changed to a state where discharge is difficult to occur.

以上の結果から、放電の持続をより安定化させるため、当初低抵抗ベルトの極性制御性を向上させるために用いた高抵抗対向ローラを高体積抵抗率を有するベルトにも用いることにより、極性制御部材から軸芯をアースとしている対向ローラに流れる電流をより低減し、また放電が起きている場所である放電ニップ部の誘電厚みを増やして像担持体表面に保持される電荷を増やし、放電を安定化させることを目的として実験を行った。結果を図23に示す。   From the above results, in order to further stabilize the discharge, the polarity control can be performed by using the high resistance counter roller originally used for improving the polarity controllability of the low resistance belt for the belt having a high volume resistivity. The current flowing from the member to the opposing roller with the shaft core grounded is further reduced, and the dielectric thickness of the discharge nip, where the discharge is occurring, is increased to increase the charge held on the surface of the image carrier, thereby preventing the discharge. An experiment was conducted for the purpose of stabilization. The results are shown in FIG.

図23は、logR=8〜12.5の像担持体と表面に高抵抗層を設けた対向ローラとを用いて極性制御を行い、画像形成2000枚後と20000枚後とにそれぞれ極性制御Q/M値を測定したものである。同図に示すように、logR=8の像担持体では20000枚後での極性制御後Q/M値の絶対値が低下したが、logR=9〜12.5の像担持体では20000枚後においても2000枚後とほぼ同じ極性制御後Q/M値に維持されていた。このことより、像担持体の抵抗は体積抵抗率1×10〜1×1014Ωcmの範囲が必要であることが確認された。ここで、体積抵抗率が1×1014Ωcmよりも大きい場合には感光体と同等な体積抵抗となり、像担持体がアルミドラムに感光層を塗布した体積抵抗率1×1014Ωcmの感光体で確認したところ、経時で10万枚以上極性制御が行われることが確認され、対向ローラの高抵抗層が不要であることが判った。 In FIG. 23, polarity control is performed using an image carrier with log R = 8 to 12.5 and a counter roller provided with a high resistance layer on the surface, and the polarity control Q is applied after 2000 sheets and 20000 sheets, respectively. / M value measured. As shown in the figure, the absolute value of the Q / M value after polarity control after 20,000 sheets decreased in the image carrier with logR = 8, but after 20,000 sheets in the image carrier with logR = 9 to 12.5. Also, the Q / M value after the polarity control was almost the same as that after 2000 sheets. From this, it was confirmed that the resistance of the image carrier needs to have a volume resistivity in the range of 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ωcm. Here, when the volume resistivity is larger than 1 × 10 14 Ωcm, the volume resistivity is equivalent to that of the photoconductor, and the photoconductor having a volume resistivity of 1 × 10 14 Ωcm in which the image carrier is coated with a photosensitive layer on an aluminum drum. As a result, it was confirmed that polarity control was performed over 100,000 sheets over time, and it was found that the high resistance layer of the opposing roller is unnecessary.

次に、トナー極性制御後のクリーニング動作について説明する。図3において、極性制御ブレード21により正規の帯電極性に帯電されたトナーは導電性ブラシ22と対応する位置まで中間転写ベルト11の走行により移送される。導電性ブラシ22は導電性ポリエステルによって形成されており、導電性ブラシ22に接するように回収ローラ23が設けられている。導電性ブラシ22、回収ローラ23、コイル部材25はそれぞれ図示しない駆動手段によって回転駆動される。導電性ブラシ22の芯金には電源からトナーの帯電極性とは逆極性の電圧(プラス極性)が印加され、極性制御ブレード21をすり抜けたトナーを静電的に吸着する。導電性ブラシ22上に移動したトナーは、電源から導電性ブラシ22よりさらに高いプラス極性の電圧を軸に印加された回収ローラ23へと電位勾配により移動する。回収ローラ23上のトナーは導電性回収ブレード24によって掻き落とされ、コイル部材25によって機外に排出されるか若しくは現像器に戻される。回収ローラ23の表面電位を維持するため、導電性回収ブレード24には回収ローラ23の芯金に印加されている電圧と同じかさらに高いプラス極性の電圧が印加されている。ブラシ対向ローラ28は、その表面に像担持体の体積抵抗値と同等またはそれ以上の体積抵抗値を有する抵抗層を有している。この体積抵抗値は、絶縁に近いものであると対向ローラが電極の役割を果たせないため、極端に高抵抗なものは避けなければならない。クリーニング電界が維持できかつ導電性ブラシ電流が低くなるように抵抗値を設定する必要があり、体積抵抗値としてはlogR=6〜8のものが好適である。   Next, a cleaning operation after toner polarity control will be described. In FIG. 3, the toner charged to the normal charging polarity by the polarity control blade 21 is transported by the travel of the intermediate transfer belt 11 to a position corresponding to the conductive brush 22. The conductive brush 22 is made of conductive polyester, and a collection roller 23 is provided so as to be in contact with the conductive brush 22. The conductive brush 22, the collection roller 23, and the coil member 25 are rotationally driven by driving means (not shown). A voltage (positive polarity) opposite to the charging polarity of the toner is applied from the power source to the metal core of the conductive brush 22, and the toner that has passed through the polarity control blade 21 is electrostatically adsorbed. The toner that has moved onto the conductive brush 22 moves from the power source to the collecting roller 23 applied with a positive polarity voltage higher than that of the conductive brush 22 by a potential gradient. The toner on the collection roller 23 is scraped off by the conductive collection blade 24 and is discharged out of the apparatus by the coil member 25 or returned to the developing unit. In order to maintain the surface potential of the collection roller 23, a positive polarity voltage equal to or higher than the voltage applied to the core of the collection roller 23 is applied to the conductive collection blade 24. The brush facing roller 28 has a resistance layer having a volume resistance value equal to or greater than the volume resistance value of the image carrier on the surface thereof. If the volume resistance value is close to insulation, the counter roller cannot play the role of an electrode, so an extremely high resistance value must be avoided. It is necessary to set the resistance value so that the cleaning electric field can be maintained and the conductive brush current is low, and the volume resistance value is preferably logR = 6-8.

図13は、極性制御ブレード21の対向ローラが導電ブラシ22の対向ローラを兼ねるようにした実施形態である。両対向ローラの表層に要求される抵抗値がほぼ同じ値だった場合には、このように対向ローラを共通に使用しても問題なく機能が発揮され、かつ部品点数を削減して省スペース化にも貢献することができる。   FIG. 13 is an embodiment in which the opposing roller of the polarity control blade 21 also serves as the opposing roller of the conductive brush 22. If the resistance values required for the surface layers of both opposed rollers are almost the same, the functions can be demonstrated without any problems even if the opposed rollers are used in common, and the number of parts is reduced to save space. Can also contribute.

導電性ブラシ22及び回収ローラ23の具体的な構成条件は以下のとおりである。導電性ブラシ22は、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て繊維表面はポリエステルであるいわゆる芯鞘構造)、ブラシ抵抗:10Ω(印加電圧100〜600V)、ブラシ軸印加電圧:1000V、ブラシ植毛密度:10万本/inch、繊維径約25〜35μm、ブラシ先端の毛倒れ処理あり、ブラシ径φ16mmであるが、これに限られない。 Specific configuration conditions of the conductive brush 22 and the collection roller 23 are as follows. The conductive brush 22 is made of brush material: conductive polyester (a so-called core-sheath structure in which conductive carbon is embedded inside the fiber and the fiber surface is polyester), brush resistance: 10 7 Ω (applied voltage: 100 to 600 V), brush Axial applied voltage: 1000 V, brush flocking density: 100,000 / inch 2 , fiber diameter of about 25 to 35 μm, brush tip fall-over treatment, brush diameter φ16 mm, but not limited thereto.

ブラシの抵抗RがlogR=5,7,9のときのクリーニング性を図14に示す。logR=9では印加電圧が大きいため、電源コストがアップする。logR=5では中間転写ベルト11に電流を流しやすいため、logR=7のときより低い電圧でトナーがプラス極性に帯電し、中間転写ベルト11に再付着するためにクリーニング性の余裕度が小さい。従ってlogR=7の条件が最も適している。従って、導電性ブラシ22の抵抗値を10〜10Ωとすることにより、導電性ブラシ22から中間転写ベルト11へのトナーの再付着が起こりにくくなり、中間転写ベルト11のクリーニングを良好に行うことができる。 FIG. 14 shows the cleaning performance when the brush resistance R is logR = 5, 7, and 9. Since the applied voltage is large at log R = 9, the power supply cost increases. When logR = 5, current easily flows through the intermediate transfer belt 11. Therefore, the toner is charged with a positive polarity at a lower voltage than when logR = 7 and is reattached to the intermediate transfer belt 11. Therefore, the condition of logR = 7 is most suitable. Therefore, by setting the resistance value of the conductive brush 22 to 10 6 to 10 8 Ω, it becomes difficult for the toner to reattach to the intermediate transfer belt 11 from the conductive brush 22, and the intermediate transfer belt 11 can be cleaned well. It can be carried out.

中間転写ベルト11へのブラシ繊維喰い込み量は1mmとしている。ブラシ繊維は繊維全体としては導電性であるが、繊維表面は絶縁層で覆われているものを用いる。繊維表面に絶縁層を有することで、ブラシと中間転写ベルト11とが接触する際に電流が流れにくくなり、ブラシ繊維が中間転写ベルト11からトナーを静電吸引する際に余分な電流が流れにくくなるためトナーに逆極性の電荷を与えてしまうことがなく、一度ブラシに捕捉したトナーを逆に中間転写ベルト11上に付着させる虞が少なくなる。ただし、このようなブラシを使用しても繊維表面の絶縁層を破壊して電流を流すほどの電圧をブラシ軸に印加すると、結果として中間転写ベルト11にトナーを戻してしまうことになるので、電圧値の設定には注意を要する。さらに、ブラシをロール状に形成した後に一方向に毛を倒す斜毛処理を施すと、繊維断面に露出している導電剤を中間転写ベルト11に接触させにくくなるので、さらにトナーへの電荷注入性が低減されてクリーニング性の余裕度が向上する。   The amount of brush fiber biting into the intermediate transfer belt 11 is 1 mm. The brush fiber is conductive as a whole, but the fiber surface is covered with an insulating layer. By having an insulating layer on the fiber surface, it is difficult for current to flow when the brush and the intermediate transfer belt 11 contact each other, and it is difficult for excessive current to flow when the brush fiber electrostatically attracts toner from the intermediate transfer belt 11. Therefore, the toner of the opposite polarity is not given to the toner, and the possibility that the toner once captured by the brush adheres on the intermediate transfer belt 11 is reduced. However, even if such a brush is used, if a voltage sufficient to destroy the insulating layer on the fiber surface and flow current is applied to the brush shaft, the toner is returned to the intermediate transfer belt 11 as a result. Care must be taken when setting the voltage value. In addition, if the brush is formed in a roll shape and then subjected to slanting treatment that tilts the hair in one direction, the conductive agent exposed on the fiber cross section becomes difficult to come into contact with the intermediate transfer belt 11, so that charge injection into the toner is further performed. And the margin of cleaning performance is improved.

回収ローラ23は、回収ローラ芯金材質:ステンレス、回収ローラ表面材質:PVDF(厚み100μm)の表層にアクリル系UV硬化樹脂層(厚み3〜5μm)、回収ローラへのブラシ繊維喰い込み量:1mm、回収ローラ芯金印加電圧:+1400Vであり、導電性回収ブレード24は、導電性カーボン含有ポリウレタンゴム体積抵抗:10Ω・cm(温度25℃湿度50%にて測定)、ブレード当接角度:20°、ブレード厚み:2.8mm、回収ローラへのブレード喰い込み量:0.6mm、回収ブレードへの印加電圧:2400V、ただし、ブラシ抵抗は直径10mmのステンレスローラに導電性ブラシ22を1mm食い込ませて当接させ、200mm/secで両者を回転させてブラシ芯金に電圧を印加して電流測定し抵抗を算出したものである。 The collection roller 23 is made of a collection roller core material: stainless steel, a collection roller surface material: PVDF (thickness: 100 μm), an acrylic UV curable resin layer (thickness: 3-5 μm), and a brush fiber biting amount into the collection roller: 1 mm. Recovery roller mandrel applied voltage: +1400 V, conductive recovery blade 24 has conductive carbon-containing polyurethane rubber volume resistance: 10 6 Ω · cm (measured at a temperature of 25 ° C. and a humidity of 50%), blade contact angle: 20 °, blade thickness: 2.8 mm, amount of blade biting into the collection roller: 0.6 mm, voltage applied to the collection blade: 2400 V, however, the brush resistance is 1 mm of conductive brush 22 biting into a 10 mm diameter stainless steel roller , Rotate them at 200 mm / sec, apply a voltage to the brush core, measure the current, and calculate the resistance. One in which the.

回収ローラ23は、ステンレスの芯金(直径16mm)の表面にPVDFを100μmの厚みで有し、さらにその表面にアクリル系のUV硬化樹脂層を有するもの(以下高抵抗ローラと称する)を用いた。ローラ抵抗は温度10℃湿度15%環境下と温度32℃湿度80%環境下でそれぞれ電圧1000Vを印加して電流を測定して算出し、体積抵抗値logR=12〜13である。本実施形態で用いたローラのみならず、導電性芯金に数μm〜100μmの高抵抗弾性チューブを被覆したり、あるいはさらに絶縁コーティングしてローラ抵抗をlogR=12〜13にしたりしたものでも同じ性能を得られる。さらに、回収ローラ23をクリーニングする導電性回収ブレード24を導電性ポリウレタンゴムにより形成し、導電性ブラシ22、回収ローラ23、導電性回収ブレード24にそれぞれ同極性の電圧を印加する。   As the collection roller 23, a stainless steel core (diameter 16 mm) having PVDF with a thickness of 100 μm and a surface having an acrylic UV curable resin layer (hereinafter referred to as a high resistance roller) was used. . The roller resistance is calculated by applying a voltage of 1000 V under a temperature of 10 ° C. and a humidity of 15% and a temperature of 32 ° C. and a humidity of 80%, respectively, and the volume resistance value is logR = 12-13. The same applies not only to the roller used in this embodiment, but also to a conductive core metal covered with a high resistance elastic tube of several μm to 100 μm, or further insulatively coated to make the roller resistance logR = 12-13. Get performance. Further, the conductive recovery blade 24 for cleaning the recovery roller 23 is formed of conductive polyurethane rubber, and voltages having the same polarity are applied to the conductive brush 22, the recovery roller 23, and the conductive recovery blade 24, respectively.

次に導電性回収ブレード24について説明する。回収ローラ23には芯金に電圧が印加され、その表面電位を測定すると印加電圧と同電位となるのであるが、クリーニング動作中に多くのトナーが処理されると、回収ローラ23の表面電位はトナーの処理と共に低下していく。回収ローラ23の表面電位が低下すると、ブラシ先端電位との間の電位差(以降回収電位差と呼ぶ)が確保できなくなり、導電性ブラシ22からトナーを回収する能力が低下する。このため、画像形成動作がA4サイズ1枚分であれば回収電位差は確保できるが、連続プリント動作となって導電性ブラシ22の処理トナーが増加した場合には回収電位差が確保できなくなり、導電性ブラシ22にトナーが溜まった状態となって導電性ブラシ22から中間転写ベルト11上にトナーを吐き出してしまうという問題が生じる。このため回収ブレードを導電性回収ブレードとして電圧を印加し、回収ローラ23の表面に電荷を与えて回収電位差を保つことにより回収性能を維持するようにしている。   Next, the conductive recovery blade 24 will be described. A voltage is applied to the core of the collecting roller 23 and the surface potential is measured to be the same as the applied voltage. However, when a large amount of toner is processed during the cleaning operation, the surface potential of the collecting roller 23 is Decreases with toner processing. When the surface potential of the collection roller 23 decreases, a potential difference from the brush tip potential (hereinafter referred to as a collection potential difference) cannot be ensured, and the ability to collect toner from the conductive brush 22 decreases. For this reason, the recovery potential difference can be secured if the image forming operation is for one A4 size sheet, but if the processing toner of the conductive brush 22 is increased due to the continuous printing operation, the recovery potential difference cannot be secured and the conductivity is increased. There is a problem that toner is discharged from the conductive brush 22 onto the intermediate transfer belt 11 in a state where toner is accumulated in the brush 22. For this reason, the collection performance is maintained by applying a voltage to the collection blade as a conductive collection blade and applying a charge to the surface of the collection roller 23 to maintain the collection potential difference.

このような回収電位差の維持のための極性制御ブレード21への電圧印加は、極性制御ブレード21が新品である場合にはすり抜けるトナーが少ないためあまり必要性がない。しかし、極性制御ブレードを長時間使用するとすり抜けトナーが多くなり、あるいは低温低湿環境下では高温高湿環境下よりも極性制御ブレード21からのすり抜けトナーが多くなるため、このような際に特に有効である。以上、クリーニングの各種条件について述べたが、使用する材料や電圧値はこれに限られず、適宜選択すべきものである。   Such a voltage application to the polarity control blade 21 for maintaining the recovery potential difference is not so necessary when the polarity control blade 21 is a new one because there is little toner that slips through. However, when the polarity control blade is used for a long time, the amount of toner passing through increases, or the toner passing through from the polarity control blade 21 increases in a low temperature and low humidity environment than in a high temperature and high humidity environment. is there. Although various cleaning conditions have been described above, the materials and voltage values to be used are not limited to these, and should be appropriately selected.

ところで、画像形成装置における高画質化及び同じ画像のリピートで色味が再現されることが達成されるべく、画像濃度を常に一定に維持するために作像プロセス条件を必要に応じて調整する制御が従来行われている。   By the way, in order to achieve high image quality in the image forming apparatus and the reproduction of the same color by repeating the same image, control for adjusting the image forming process conditions as necessary in order to keep the image density constant. Has been done in the past.

例えば、現像剤はトナーとキャリアとの混合により摩擦帯電されてトナー帯電量を一定にする必要があるが、前回の作像動作から数時間が経過するとトナーの帯電量が減衰しているため、攪拌動作を行わずにすぐに作像すると低トナー帯電量では像担持体への現像量が多くなってしまうという問題点がある。また、連続して作像が行われると現像器中のトナー濃度が低下するため現像器にトナー補給を行う必要があるが、過不足なくトナー補給するために現像剤(トナーとキャリアとが混合したもの)中のトナー濃度を現像剤の透磁率を検知するセンサ等で検知してトナー補給を行う方法がある。さらに、検知精度を向上するために帯電バイアス及び現像バイアスを変化させながら転写ベルト上に各色数個ずつの数cm×数cmの大きさのトナーパターンを作成した後、フォトセンサで画像濃度を読み取って画像濃度と現像ポテンシャル(現像バイアスと感光体表面電位との差)の関係を求め、制御部に格納してある画像濃度と現像ポテンシャルのデータテーブルに基づいて常に画像が目標濃度となるように帯電バイアスと現像バイアスとを決定及び補正する制御も行われている。本実施形態では、10個のそれぞれ画像濃度が異なる2cm×2cmの面積のトナーパターンを各色中間転写ベルト上に作成し、これをフォトセンサで読み取っている。   For example, the developer must be triboelectrically charged by mixing toner and carrier and the toner charge amount must be constant, but the toner charge amount is attenuated after several hours from the previous image forming operation. If an image is formed immediately without performing the stirring operation, there is a problem that the developing amount on the image carrier increases with a low toner charge amount. In addition, if continuous image formation is performed, the toner density in the developing device decreases, so it is necessary to supply toner to the developing device. However, in order to supply toner without excess or deficiency, a developer (mixed toner and carrier) is required. There is a method of replenishing toner by detecting the toner concentration in the toner) with a sensor or the like that detects the magnetic permeability of the developer. In addition, in order to improve detection accuracy, a toner pattern having a size of several centimeters × several centimeters for each color is created on the transfer belt while changing the charging bias and developing bias, and then the image density is read by a photo sensor. Thus, the relationship between the image density and the development potential (the difference between the development bias and the photoreceptor surface potential) is obtained, and the image is always set to the target density based on the image density and development potential data table stored in the control unit. Control for determining and correcting the charging bias and the developing bias is also performed. In the present embodiment, ten toner patterns having an area of 2 cm × 2 cm each having a different image density are formed on each color intermediate transfer belt and read by a photo sensor.

このときのトナー付着量は最小で0.1mg/cm、最大で0.55mg/cm程度であり、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(図8(c)参照)。また、各色のトナー像をずれることなく重ね合わせるため、色ずれ調整が行われることがある。前述のトナーパターンと同様な色ずれ補正用パターンを中間転写ベルト上に作成し、それをセンサで読み取って画像位置を測定し、書き込み位置を補正する制御も行われている。このときもセンサが誤検知しないように、画像濃度を高くしたベタパターンが中間転写ベルト上に作成される。 The toner adhesion amount minimum 0.1 mg / cm 2 at this time, a maximum of 0.55 mg / cm 2 or so, when measuring the toner Q / d distribution are aligned substantially normal charging polarity (FIG. 8 (c) reference). Further, color misregistration adjustment may be performed in order to superimpose toner images of respective colors without misalignment. A color misregistration correction pattern similar to the toner pattern described above is created on the intermediate transfer belt, and is read by a sensor to measure the image position and control to correct the writing position is also performed. At this time, a solid pattern with a high image density is created on the intermediate transfer belt so that the sensor does not detect it erroneously.

このときのトナー付着量は、一定の画像濃度及び一定の大きさのトナーパターンを中間転写ベルト走行方向に決まった色の順番でイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラックと作像し、中間転写ベルトに対向して非接触状態で配置されたフォトセンサにより各色のパターンの位置を読み取り、ずれ量を算出して正しい位置からのずれ量を感光体への書き込みタイミングをずらすことによって補正している。このときのトナー付着量は0.3mg/cm程度である。 At this time, the toner adhesion amount is determined as yellow, magenta, cyan, black, yellow, magenta, cyan, and black in a predetermined color order in the intermediate transfer belt running direction with a constant image density and a constant size toner pattern. The position of each color pattern is read by a photo sensor arranged in a non-contact state opposite to the intermediate transfer belt, and the amount of deviation is calculated to shift the timing of writing the deviation from the correct position on the photoconductor. It is corrected by. At this time, the toner adhesion amount is about 0.3 mg / cm 2 .

上述したように、中間転写ベルト11上には転写紙に転写されないトナー像がいろいろなタイミングで作成され、そのトナーパターンは中間転写ベルトクリーニング装置20によって回収しなければならない。しかし従来のブレードクリーニング装置では、長期間の使用によりブレード先端が劣化してくると中間転写ベルト11上の残留トナーを一度に取り去ることが困難になる場合があった。このような場合には、クリーニングしきれなかった中間転写ベルト11上の残留トナーが次のプリント動作時に転写紙上に転写され、異常画像となる。   As described above, a toner image that is not transferred onto the transfer sheet is created on the intermediate transfer belt 11 at various timings, and the toner pattern must be collected by the intermediate transfer belt cleaning device 20. However, in the conventional blade cleaning device, it may be difficult to remove the residual toner on the intermediate transfer belt 11 at a time when the blade tip deteriorates due to long-term use. In such a case, the residual toner on the intermediate transfer belt 11 that could not be cleaned is transferred onto the transfer paper during the next printing operation, resulting in an abnormal image.

そこで、上述のように転写紙等の転写材に転写されずに未転写のまま中間転写ベルトクリーニング装置20に処理されるトナーが存在する場合に、極性制御ブレード21と静電クリーニング装置とを組み合わせることで導電性ブラシ22に運ばれるトナー量を低減することができ、かつ未転写トナーは極性が正規帯電極性に揃っており極性制御してもしなくても単極性であることから、トナーの正規帯電極性と逆極性の電圧を導電性ブラシ22及び回収ローラ23及び導電性回収ブレード24に印加することで良好にクリーニングすることができる。   Therefore, as described above, the polarity control blade 21 and the electrostatic cleaning device are combined when there is toner to be processed by the intermediate transfer belt cleaning device 20 without being transferred to a transfer material such as transfer paper. Therefore, the amount of toner carried to the conductive brush 22 can be reduced, and the non-transferred toner has the same polarity as the regular charging polarity and is unipolar with or without polarity control. By applying a voltage having a polarity opposite to the charging polarity to the conductive brush 22, the recovery roller 23, and the conductive recovery blade 24, the cleaning can be performed satisfactorily.

また、極性制御ブレード21が長期間の使用で劣化して極性制御ブレード21をすり抜けるトナーが多くなっても導電性ブラシ22に運ばれるトナーの極性は正規極性のままであるため、逆極性印加の導電性ブラシ22により十分なクリーニングが可能である。さらに導電性回収ブレード24に電圧を印加するので、多くのトナーが導電性ブラシ22に運ばれても回収ローラ23の表面電位を維持する機能が働き、回収性能が低下することがないので長期にわたって中間転写ベルト11の表面を正常に維持することができ、長寿命化に寄与することができる。ここで、導電性ブラシ22の長期間使用にあたっての問題はあまりなく、本実施形態で用いているブラシ繊維は長期にわたる使用においても毛倒れしにくく、導電性ブラシ22の径が細ってきて中間転写ベルト11に対する食い込み量が低下してクリーニング不良になるという不具合は発生しなかった。   In addition, even if the polarity control blade 21 deteriorates due to long-term use and the amount of toner passing through the polarity control blade 21 increases, the polarity of the toner carried to the conductive brush 22 remains the normal polarity. The conductive brush 22 can perform sufficient cleaning. Further, since a voltage is applied to the conductive recovery blade 24, the function of maintaining the surface potential of the recovery roller 23 works even if a lot of toner is carried to the conductive brush 22, and the recovery performance does not deteriorate, so that it can be maintained for a long time. The surface of the intermediate transfer belt 11 can be maintained normally, which can contribute to a long life. Here, there is not much problem in using the conductive brush 22 for a long period of time, and the brush fibers used in the present embodiment are less likely to fall down even when used for a long period of time. There was no problem that the amount of biting into the belt 11 was reduced and the cleaning was poor.

次に、図12を用いて本発明に係る中間転写ベルトクリーニング装置20の第2の実施形態を説明する。図12に示す実施形態は、導電性ブラシ22に潤滑剤32を接触させ、導電性ブラシ22を介して潤滑剤32を中間転写ベルト11に塗布している点が図3に示す実施形態と異なっており、他の構成は同じであるため図12において図3と同一の部材には同一の符号を付している。   Next, a second embodiment of the intermediate transfer belt cleaning device 20 according to the present invention will be described with reference to FIG. The embodiment shown in FIG. 12 is different from the embodiment shown in FIG. 3 in that the lubricant 32 is brought into contact with the conductive brush 22 and the lubricant 32 is applied to the intermediate transfer belt 11 via the conductive brush 22. In FIG. 12, the same members as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.

本実施形態では、中間転写ベルト11の表面を極性制御ブレード21によって常時摺擦しているため、中間転写ベルト11の表面保護及び極性制御ブレード21の摩耗量低減のために潤滑剤32を塗布している。この構成では固形化した潤滑剤32を回収ローラ23との当接後に導電性ブラシ22に対して接触する位置に配置しており、導電性ブラシ22を介した潤滑剤塗布を行っている。潤滑剤32は中間転写ベルトクリーニング装置20のケーシングに固定された支持部材34上に設けられたばね33の付勢力によって導電性ブラシ22に圧接されており、潤滑剤32が時間経過と共に小さくなっていってもばね33の付勢力により適度に導電性ブラシ22に接触するように構成されている。潤滑剤32としては脂肪酸金属塩が適しており、中でもステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸カルシウム、オイレン酸マンガン、オイレン酸鉛等が適している。潤滑剤32を中間転写ベルト11に塗布することにより、中間転写ベルト11の表面が保護されると共に極性制御ブレード21の摩耗が低減するので、良好な画像形成動作を長期間にわたって行うことができる。   In this embodiment, since the surface of the intermediate transfer belt 11 is constantly rubbed by the polarity control blade 21, a lubricant 32 is applied to protect the surface of the intermediate transfer belt 11 and reduce the wear amount of the polarity control blade 21. ing. In this configuration, the solidified lubricant 32 is disposed at a position where it comes into contact with the conductive brush 22 after contact with the collection roller 23, and the lubricant is applied via the conductive brush 22. The lubricant 32 is pressed against the conductive brush 22 by the urging force of a spring 33 provided on a support member 34 fixed to the casing of the intermediate transfer belt cleaning device 20, and the lubricant 32 becomes smaller with time. However, it is configured so as to come into contact with the conductive brush 22 appropriately by the urging force of the spring 33. As the lubricant 32, a fatty acid metal salt is suitable, and among them, zinc stearate, calcium stearate, iron stearate, copper stearate, magnesium palmitate, calcium palmitate, manganese oleate, lead oleate and the like are suitable. By applying the lubricant 32 to the intermediate transfer belt 11, the surface of the intermediate transfer belt 11 is protected and the wear of the polarity control blade 21 is reduced, so that a good image forming operation can be performed over a long period of time.

ところで、中間転写ベルトクリーニング装置20内に浮遊しているトナーをクリーニング装置外部に出さないように、図12に示す出口シール35を用いて中間転写ベルト11との間を遮蔽していたが、導電性ブラシ22の回転に伴ってブラシ付着トナーが潤滑剤32にはたかれ、図12中の領域Aにおいて中間転写ベルト11に付着する問題があることがわかった。そこで、出口シール35に代えて図15に示す遮蔽部材36を設けた。遮蔽部材36は、厚み200μmのウレタンゴムシートをクリーニング装置のケーシングに貼り付け、導電性ブラシ22に対して喰い込み量1mmとなるように配置されている。ケーシングとの貼り代は3mm、突き出し量は7mmである。遮蔽部材36の材質はウレタンゴムに限らず、絶縁性・可撓性を有する材質であれば良い。厚みは、ブラシの回転によって巻き込まれず、かつブラシの回転による空気流によって跳ね飛ばされない厚みであれば200μmに限られることはない。これにより、導電性ブラシ22からの飛散トナーが中間転写ベルト11を介して感光体2に付着することを防止でき、クリーニング後の感光体2のトナー汚れを防止することができる。
図12及び図15に示す中間転写ベルトクリーニング装置20のトナー極性制御は図3に示す中間転写ベルトクリーニング装置20と同様であるが、極性制御ブレード21に印加する電圧を、例えば定電流制御で−80μAとする。
In order to prevent the toner floating in the intermediate transfer belt cleaning device 20 from coming out of the cleaning device, the gap between the intermediate transfer belt 11 and the intermediate transfer belt 11 is shielded by using the outlet seal 35 shown in FIG. It has been found that the toner adhering to the brush strikes the lubricant 32 as the conductive brush 22 rotates, and adheres to the intermediate transfer belt 11 in the region A in FIG. In view of this, a shielding member 36 shown in FIG. The shielding member 36 is disposed such that a urethane rubber sheet having a thickness of 200 μm is attached to the casing of the cleaning device and the amount of biting into the conductive brush 22 is 1 mm. The pasting allowance with the casing is 3 mm, and the protruding amount is 7 mm. The material of the shielding member 36 is not limited to urethane rubber, and may be any material having insulation and flexibility. The thickness is not limited to 200 μm as long as it is not caught by the rotation of the brush and is not splashed by the air flow caused by the rotation of the brush. Thereby, the scattered toner from the conductive brush 22 can be prevented from adhering to the photoreceptor 2 via the intermediate transfer belt 11, and toner contamination of the photoreceptor 2 after cleaning can be prevented.
The toner transfer control of the intermediate transfer belt cleaning device 20 shown in FIGS. 12 and 15 is the same as that of the intermediate transfer belt cleaning device 20 shown in FIG. 3, but the voltage applied to the polarity control blade 21 is, for example, controlled by constant current control. 80 μA.

図16(a)はプラス極性とマイナス極性とが50%ずつの転写残トナーAを極性制御ブレード21によって極性制御した場合、図16(b)はほとんどがプラス極性の転写残トナーBを極性制御ブレード21によって極性制御した場合、図16(c)はほとんどがマイナス極性の未転写トナーを極性制御ブレード21によって極性制御した場合のQ/d分布変化図である。   FIG. 16A shows the case where the polarity of the transfer residual toner A in which the positive polarity and the negative polarity are 50% each is controlled by the polarity control blade 21, and FIG. When the polarity is controlled by the blade 21, FIG. 16C is a Q / d distribution change diagram when the polarity control blade 21 controls the polarity of mostly untransferred toner having a negative polarity.

中間転写ベルト11上の転写残トナーは、図16(a)の転写残トナーAや図16(b)の転写残トナーBとして示す様にプラス極性とマイナス極性とが混在した分布のトナーとなり、中間転写ベルト11の走行により極性制御ブレード21と対応する位置まで移送される。極性制御ブレード21ではほとんどのトナーが機械的に掻き落されるが、いわゆるスティックスリップが発生してその一部はすり抜けて行く。機械的に掻き落とされたトナーはブレードから自然に落下し回収部に収容され、コイル部材25によって搬送されて廃トナー回収部に回収される。   The transfer residual toner on the intermediate transfer belt 11 becomes a toner having a distribution in which positive polarity and negative polarity are mixed as shown as transfer residual toner A in FIG. 16A and transfer residual toner B in FIG. The intermediate transfer belt 11 is transported to a position corresponding to the polarity control blade 21 by traveling. Although most of the toner is mechanically scraped off by the polarity control blade 21, so-called stick-slip occurs and a part of it slips through. The toner that has been mechanically scraped off falls naturally from the blade, is accommodated in the collection unit, is conveyed by the coil member 25, and is collected in the waste toner collection unit.

極性制御ブレード21にはトナーの帯電極性と同じ極性(マイナス極性)の電圧が印加されており、トナーが極性制御ブレード21をすり抜けて行くときトナーを正規の帯電極性(マイナス極性)に帯電する。印加電圧を−2000Vとしたときの制御されたトナーのQ/d分布を図16(a)、図16(b)にそれぞれ示す。入力トナーである転写残トナーのQ/d分布によって極性制御後のQ/d分布も異なる(転写残トナーAと転写残トナーBとの違い)が、どちらもほぼ単極性に制御することができる。   A voltage having the same polarity (minus polarity) as the charging polarity of the toner is applied to the polarity control blade 21, and when the toner passes through the polarity control blade 21, the toner is charged to a normal charging polarity (minus polarity). FIGS. 16A and 16B show the controlled toner Q / d distributions when the applied voltage is −2000 V, respectively. The Q / d distribution after the polarity control differs depending on the Q / d distribution of the transfer residual toner as the input toner (difference between the transfer residual toner A and the transfer residual toner B), but both can be controlled to be almost unipolar. .

図17は、図2で示した4色分の画像形成部のうちの1つである、感光体2周りのユニットの詳細な構成を示す図であり、以下、感光体クリーニング装置7dについて説明する。他の感光体クリーニング装置7a〜7cも同様であるので、以下、添え字dを省略して説明する。   FIG. 17 is a diagram showing a detailed configuration of a unit around the photoconductor 2, which is one of the image forming portions for four colors shown in FIG. 2, and the photoconductor cleaning device 7d will be described below. . Since the other photoconductor cleaning devices 7a to 7c are the same, the following explanation will be made with the subscript d omitted.

感光体クリーニング装置7は、感光体2上の転写残トナーの極性を制御するための極性制御ブレード71を感光体2の表面に接触する態様で有しており、極性制御ブレード71の後の工程には極性制御されたトナーをクリーニングするための導電性ブラシ72、導電性ブラシ72に付着したトナーをブラシから回収する回収ローラ73、回収ローラ73の表面に当接して回収したトナーを掻き取ると同時に回収ローラ73の表面に電荷を付与する導電性回収ブレード74、回収したトナーを画像形成装置本体に備えられた図示しない廃トナータンクに搬送するためのコイル部材75が備えられている。また、帯電工程における感光体2の表面保護のため、固形化された潤滑剤76を導電性ブラシ72に当接させ、導電性ブラシ72によって潤滑剤76を感光体2の表面に塗布するように構成されている。潤滑剤76はケーシングに固定された支持部材78上に設けられたばね77の付勢力によって導電性ブラシ72に圧接されており、潤滑剤76が時間経過と共に小さくなっていってもばね77の付勢力により適度に導電性ブラシ72に接触するように構成されている。   The photoconductor cleaning device 7 has a polarity control blade 71 for controlling the polarity of the untransferred toner on the photoconductor 2 in a mode of contacting the surface of the photoconductor 2, and a subsequent process of the polarity control blade 71. Includes a conductive brush 72 for cleaning the polarity-controlled toner, a recovery roller 73 for recovering the toner adhering to the conductive brush 72 from the brush, and scraping the recovered toner in contact with the surface of the recovery roller 73. At the same time, a conductive recovery blade 74 for applying a charge to the surface of the recovery roller 73 and a coil member 75 for transporting the recovered toner to a waste toner tank (not shown) provided in the image forming apparatus main body are provided. Further, in order to protect the surface of the photoreceptor 2 in the charging process, the solidified lubricant 76 is brought into contact with the conductive brush 72 and the lubricant 76 is applied to the surface of the photoreceptor 2 by the conductive brush 72. It is configured. The lubricant 76 is pressed against the conductive brush 72 by an urging force of a spring 77 provided on a support member 78 fixed to the casing, and the urging force of the spring 77 even if the lubricant 76 becomes smaller with time. Therefore, the conductive brush 72 is appropriately contacted.

遮蔽部材79は厚み200μmのウレタンゴムシートをクリーニング装置7のケーシングに貼り付け、導電性ブラシ72に対して喰い込み量1mmとなるように配置されている。ケーシングとの貼り代は3mm、突き出し量は7mmである。遮蔽部材79の材質はウレタンゴムに限らず、絶縁性・可撓性を有する材質であればよい。厚みは、ブラシの回転によって巻き込まれず、かつブラシの回転による空気流によって跳ね飛ばされない厚みであれば200μmに限られない。   The shielding member 79 is disposed such that a urethane rubber sheet having a thickness of 200 μm is attached to the casing of the cleaning device 7 so that the amount of biting into the conductive brush 72 is 1 mm. The pasting allowance with the casing is 3 mm, and the protruding amount is 7 mm. The material of the shielding member 79 is not limited to urethane rubber, and any material having insulating properties and flexibility may be used. The thickness is not limited to 200 μm as long as it does not get caught by the rotation of the brush and is not splashed by the air flow caused by the rotation of the brush.

本発明の第3の実施形態を採用したカラープリンタを図18に示す。同図においてカラープリンタは、像担持体としての感光体ドラム101、書き込み光学ユニット107、ブラック現像装置102a、シアン現像装置102b、マゼンタ現像装置102c、イエロ現像装置102d、中間転写装置110、紙転写装置103、図示しない定着装置等で構成されている。   A color printer employing the third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the figure, a color printer includes a photosensitive drum 101 as an image carrier, a writing optical unit 107, a black developing device 102a, a cyan developing device 102b, a magenta developing device 102c, a yellow developing device 102d, an intermediate transfer device 110, and a paper transfer device. 103, a fixing device (not shown) and the like.

感光体ドラム101は反時計回り方向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置104、除電ランプ105、帯電器106、現像装置102a〜102dが配置され、書き込み光学ユニット107はカラースキャナからのカラー画像データを光信号に変換し、原稿の画像に対応した光書き込みを行って感光体ドラム101の表面に静電潜像を形成する。   The photosensitive drum 101 rotates counterclockwise. Around the photosensitive drum 101, a photosensitive member cleaning device 104, a static elimination lamp 105, a charger 106, and developing devices 102a to 102d are arranged. A writing optical unit 107 is connected to a color scanner. The color image data is converted into an optical signal, and optical writing corresponding to the image of the original is performed to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 101.

現像装置102a〜102dは、静電潜像を現像するために現像剤の穂を感光体ドラム101の表面に接触させて回転する現像スリーブと、現像剤を汲み上げて撹拌するために回転する現像剤パドル等を有している。各現像装置内のトナーはフェライトキャリアとの撹拌によって本実施形態では負極性に帯電され、また、各現像スリーブには図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源によって負の直流電圧Vdcに交流電圧Vacが重畳された現像バイアス、または直流電圧のみの現像バイアスが印加され、現像スリーブが感光体ドラム101の金属基体層に対して所定電位にバイアスされている。   The developing devices 102a to 102d include a developing sleeve that rotates by bringing the ears of the developer into contact with the surface of the photosensitive drum 101 in order to develop the electrostatic latent image, and a developer that rotates to pump up and stir the developer. Has paddles, etc. The toner in each developing device is negatively charged in this embodiment by stirring with a ferrite carrier, and each developing sleeve is supplied with a negative DC voltage Vdc by a developing bias power source as a developing bias applying means (not shown). A developing bias on which Vac is superimposed or a developing bias of only a DC voltage is applied, and the developing sleeve is biased to a predetermined potential with respect to the metal substrate layer of the photosensitive drum 101.

感光体ドラム101上には各色のトナー像が順次形成されるが、その形成順序は適宜選択できる。また中間転写装置110は、中間転写ベルト111、ベルトクリーニング装置113等を有している。中間転写ベルト111は駆動ローラ112、バイアスローラ115、クリーニング対向ローラ116、従動ローラ114及びその他の従動ローラ群に張架されており、図示しない駆動モータにより駆動制御される。   A toner image of each color is sequentially formed on the photosensitive drum 101, and the formation order can be selected as appropriate. The intermediate transfer device 110 includes an intermediate transfer belt 111, a belt cleaning device 113, and the like. The intermediate transfer belt 111 is stretched around a driving roller 112, a bias roller 115, a cleaning facing roller 116, a driven roller 114, and other driven roller groups, and is driven and controlled by a driving motor (not shown).

バイアスローラ115へ電圧が印加されることにより、感光体ドラム101上に形成されたトナー像が中間転写ベルト111上に1次転写される。1次転写バイアス電圧は、1色目から4色目まで1000V〜2000Vの間で適宜調整を行い印加される。   By applying a voltage to the bias roller 115, the toner image formed on the photosensitive drum 101 is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 111. The primary transfer bias voltage is applied by appropriately adjusting between 1000V and 2000V from the first color to the fourth color.

2次転写バイアス電圧は30μA、感光体電位は画像部で−80〜−130V、地肌部で−500〜−700V、トナー濃度は各色5〜10wt%、トナー帯電量(現像器内)は各色−10〜−25μC/g、転写ローラはヒドリンゴムローラにPFEチューブを被覆したもの、体積抵抗率は10Ω・cm、中間転写ベルトはカーボン分散のフッ素系樹脂ETFE(エチレンテトラフロロエチレン)、中間転写ベルトの電気抵抗は体積抵抗率で1010Ω・cm、表面抵抗率で10Ω、中間転写装置110のベルトクリーニング装置113には図3または図15に示した中間転写ベルトクリーニング装置20を用いる。 The secondary transfer bias voltage is 30 μA, the photoreceptor potential is −80 to −130 V in the image area, −500 to −700 V in the background area, the toner density is 5 to 10 wt% for each color, and the toner charge amount (in the developing device) is each color − 10 to -25 μC / g, transfer roller is a hydrin rubber roller coated with a PFE tube, volume resistivity is 10 9 Ω · cm, intermediate transfer belt is carbon-dispersed fluororesin ETFE (ethylene tetrafluoroethylene), intermediate The electric resistance of the transfer belt is 10 10 Ω · cm in terms of volume resistivity and 10 9 Ω in terms of surface resistivity, and the intermediate transfer belt cleaning device 20 shown in FIG. Use.

紙転写装置103には、AC電圧+DC電圧またはDC電圧を印加して、中間転写ベルト111上の重ねトナー像を記録紙に一括転写する。上述した構成のカラー複写機において画像形成サイクルが開始されると、感光体ドラム101が反時計回り方向に、中間転写ベルト111が時計回り方向にそれぞれ図示しない駆動モータによって回転される。中間転写ベルト111の回転に伴いブラックトナー像形成、シアントナー像形成、マゼンタトナー像形成、イエロトナー像形成が行われ、最終的にブラック、シアン、マゼンタ、イエロの順に中間転写ベルト111上に重ねてトナー像が形成される。   An AC voltage + DC voltage or a DC voltage is applied to the paper transfer device 103 to collectively transfer the superimposed toner images on the intermediate transfer belt 111 onto the recording paper. When an image forming cycle is started in the color copying machine having the above-described configuration, the photosensitive drum 101 is rotated counterclockwise and the intermediate transfer belt 111 is rotated clockwise by a driving motor (not shown). As the intermediate transfer belt 111 rotates, black toner image formation, cyan toner image formation, magenta toner image formation, and yellow toner image formation are performed. Finally, black, cyan, magenta, and yellow are overlaid on the intermediate transfer belt 111 in this order. Thus, a toner image is formed.

ブラックトナー像形成は次のように行われる。帯電器106は近接ローラ帯電によって感光体ドラム101を負電荷で約−700Vに一様帯電する。そして、書き込み光学ユニット107からの半導体レーザはブラックカラー画像信号に基づいてラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様荷電された感光体ドラム101の表面では露光された部分において露光光量に比例する電荷が消失し、ブラック静電潜像が形成される。そして、このブラック静電潜像にブラック現像スリーブ上の負帯電のブラックトナーが接触することにより、感光体ドラム101の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷のない部分、すなわち露光された部分にはブラックトナーが吸着し、静電潜像と相似なブラックトナー像が形成される。そして、感光体ドラム101上に形成されたブラックトナー像は、感光体ドラム101と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト111の表面に、中間転写装置110の働きによって以下のようにして転写される(以下、感光体ドラム101から中間転写ベルト111へのトナー像転写をベルト転写という)。   Black toner image formation is performed as follows. The charger 106 uniformly charges the photosensitive drum 101 to about −700 V with negative charge by proximity roller charging. The semiconductor laser from the writing optical unit 107 performs raster exposure based on the black color image signal. When this raster image is exposed, on the surface of the photosensitive drum 101 that is initially charged uniformly, the electric charge proportional to the amount of exposure light disappears in the exposed portion, and a black electrostatic latent image is formed. When the black electrostatic latent image on the black developing sleeve comes into contact with the black electrostatic latent image, the toner does not adhere to the portion where the charge of the photosensitive drum 101 remains, that is, the portion without charge, that is, Black toner is attracted to the exposed portion, and a black toner image similar to the electrostatic latent image is formed. The black toner image formed on the photosensitive drum 101 is applied to the surface of the intermediate transfer belt 111 that is driven at a constant speed in contact with the photosensitive drum 101 by the operation of the intermediate transfer device 110 as follows. The toner image is transferred from the photosensitive drum 101 to the intermediate transfer belt 111 (hereinafter referred to as belt transfer).

バイアスローラ115には図示しない電源から感光体101上のトナーとは逆極性、本実施形態ではプラス極性のバイアス電圧が印加され、バイアスローラ115に巻きかけられた中間転写ベルト部分が感光体101の表面に接触し、この状態で中間転写ベルト111は図示しないモータにより駆動される駆動ローラ112の回転によって図18に矢印で示した方向に走行する。感光体101と中間転写ベルト111とは両者の接触部において同じ方向に移動し、しかも等速移動するように制御される。バイアスローラ115にはトナーと逆極性の電圧が印加されているので、感光体101上のブラックトナー像が感光体101と中間転写ベルト111との接触部である1次転写領域に至ったとき、ブラックトナー像は中間転写ベルト111の表面に静電的に吸引されて中間転写ベルト111の表面に1次転写される。   The bias roller 115 is applied with a bias voltage having a polarity opposite to that of the toner on the photosensitive member 101 from a power source (not shown), and in this embodiment, a positive polarity bias voltage is applied, and the intermediate transfer belt portion wound around the bias roller 115 is the photosensitive member 101. In contact with the surface, in this state, the intermediate transfer belt 111 travels in the direction indicated by the arrow in FIG. 18 by the rotation of the driving roller 112 driven by a motor (not shown). The photosensitive member 101 and the intermediate transfer belt 111 are controlled to move in the same direction at the contact portion between them and to move at a constant speed. Since a voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the bias roller 115, when the black toner image on the photoconductor 101 reaches the primary transfer region which is a contact portion between the photoconductor 101 and the intermediate transfer belt 111, The black toner image is electrostatically attracted to the surface of the intermediate transfer belt 111 and is primarily transferred to the surface of the intermediate transfer belt 111.

感光体ドラム101上の若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム101の再使用に備えて感光体クリーニング装置104でクリーニングされる。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない廃トナータンクに蓄えられる。感光体クリーニング装置104として、図17に示すクリーニング装置7を用いると良好なクリーニング性を得ることができる。ベルト転写後の感光体ドラム101の表面は、感光体クリーニング装置104でクリーニングされた後、除電ランプ105によって均一に除電される。   Some untransferred residual toner on the photoconductor drum 101 is cleaned by the photoconductor cleaning device 104 in preparation for reuse of the photoconductor drum 101. The toner collected here is stored in a waste toner tank (not shown) via a collection pipe. When the cleaning device 7 shown in FIG. 17 is used as the photoconductor cleaning device 104, good cleaning properties can be obtained. The surface of the photosensitive drum 101 after the belt transfer is cleaned by the photosensitive member cleaning device 104 and then uniformly discharged by the discharging lamp 105.

中間転写ベルト111には、感光体ドラム101に順次形成されるブラック、シアン、マゼンタ、イエロのトナー像を同一面に順次位置合わせして4色重ねのトナー像が形成され、次の転写工程においてこの4色のトナー像が記録紙に紙転写装置103により一括転写される。本実施形態に示す中間転写ベルト111のクリーニング装置として、図3、図15に示した中間転写ベルトクリーニング装置20を用いると良好なクリーニング性を得ることができる。また、中間転写ベルト111として厚さ0.07〜0.3mmの弾性層を有するものを用いることにより、表面に凹凸を有する転写材に対しても良好にトナーを転写することができ、高品質の画像を得ることができる。   On the intermediate transfer belt 111, toner images of four colors are formed by sequentially aligning black, cyan, magenta, and yellow toner images sequentially formed on the photosensitive drum 101 on the same surface, and in the next transfer step. The four color toner images are collectively transferred to the recording paper by the paper transfer device 103. If the intermediate transfer belt cleaning device 20 shown in FIGS. 3 and 15 is used as the cleaning device for the intermediate transfer belt 111 shown in this embodiment, good cleaning properties can be obtained. In addition, by using an intermediate transfer belt 111 having an elastic layer with a thickness of 0.07 to 0.3 mm, it is possible to transfer the toner satisfactorily even to a transfer material having irregularities on the surface, and high quality. Images can be obtained.

本実施形態に示した画像形成装置に用いられる中間転写ベルト11は、図24に示すように少なくとも基層51、弾性層52、表面のコート層53を有しており、硬度の低い弾性層52を有することで転写ニップ部においてトナー層や平滑性の低い用紙に対して変形可能となるように構成されている。この構成によれば、中間転写ベルト11が局部的な凹凸に追従して変形可能であるため、トナー層に対して過度に転写圧を高めることなく良好な密着性を得ることができるので画像の転写中抜けがなく、また平滑性の低い用紙等に対してもソリッド部等における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。   The intermediate transfer belt 11 used in the image forming apparatus shown in this embodiment has at least a base layer 51, an elastic layer 52, and a surface coat layer 53 as shown in FIG. By having this, the transfer nip portion can be deformed with respect to the toner layer and the paper having low smoothness. According to this configuration, since the intermediate transfer belt 11 can be deformed following local unevenness, good adhesion can be obtained without excessively increasing the transfer pressure with respect to the toner layer. It is possible to obtain a transfer image excellent in uniformity with no transfer unevenness in a solid portion or the like even on a sheet having no transfer omission and low smoothness.

弾性層52に用いられる材料としては、例えば弾性材ゴム、エラストマ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(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 52 include elastic members such as elastic material rubber and elastomer, and specifically include butyl rubber, fluorine-based rubber, acrylic rubber, EPDM, NBR, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, and 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, polyolefin, One kind or two or more kinds selected from the group consisting of polyvinyl chloride, polyurethane, polyamide, polyurea, polyester, and fluororesin) can be used. However, it is not limited to the above materials.

弾性層52の厚みは、硬度及び層構成にもよるが0.07〜0.5mmが好ましい。中間転写ベルトクリーニング装置がブレード式である場合には、0.3mm以上の厚みを有するとクリーニングブレードの圧接力により撓んだりクリーニングブレードが中間転写ベルト11の中に押し込まれたりして中間転写ベルト11の滑らかな移動が妨げられるが、本発明においては極性制御ブレード21と中間転写ベルト11との接触面積が小さいほど安定した放電が行われるため極性制御ブレード21の当接圧を小さくすることができ、弾性層52の厚みが0.3mmを超えていても中間転写ベルト11の滑らかな移動が妨げられない。従って、極性制御ブレード21による、導電性ブラシ22に入力される残留トナー量を低減する機能と残留トナーのQ/M値を制御する機能とを両立することができる。   The thickness of the elastic layer 52 is preferably 0.07 to 0.5 mm, although it depends on the hardness and the layer configuration. When the intermediate transfer belt cleaning device is of a blade type, if it has a thickness of 0.3 mm or more, the intermediate transfer belt may be bent due to the pressing force of the cleaning blade or the cleaning blade may be pushed into the intermediate transfer belt 11. However, in the present invention, the smaller the contact area between the polarity control blade 21 and the intermediate transfer belt 11, the more stable discharge is performed, so the contact pressure of the polarity control blade 21 can be reduced. Even if the thickness of the elastic layer 52 exceeds 0.3 mm, the smooth movement of the intermediate transfer belt 11 is not hindered. Therefore, the function of reducing the residual toner amount input to the conductive brush 22 by the polarity control blade 21 and the function of controlling the Q / M value of the residual toner can be compatible.

中間転写ベルト11の厚みが0.07mm以下であると、2次転写ニップ部における中間転写ベルト11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易くなり、さらにトナーの転写率が低下する。また弾性層52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11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易い。これに対して硬度が65°JIS−Aより高いとローラへ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低く、早期の交換が必要となる。   When the thickness of the intermediate transfer belt 11 is 0.07 mm or less, the pressure on the toner on the intermediate transfer belt 11 at the secondary transfer nip portion is increased, and transfer loss is likely to occur, and the toner transfer rate is further reduced. . The hardness of the elastic layer 52 is preferably 10 ≦ HS ≦ 65 (JIS-A). Although the optimum hardness varies depending on the layer thickness of the intermediate transfer belt 11, 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, the durability is low and early replacement is necessary.

基層51は伸びの少ない樹脂で構成されており、具体的に基層51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、塩化ビニル−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 51 is composed of a resin with little elongation. Specifically, the material used for the base layer 51 is 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-acrylic) Ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-phenyl acrylate copolymer, etc.), styrene-methacrylic acid ester copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer) Polymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, Styrene-phenyl methacrylate copolymers, etc.), styrene resins such as styrene-α-methyl acrylate acrylate copolymers, styrene-acrylonitrile-acrylate ester copolymers (monopolymers containing styrene or styrene-substituted products, or Copolymer), methyl methacrylate resin, butyl methacrylate 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, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, rosin-modified maleic acid resin, phenol resin, epoxy resin, polyester resin, polyester polyurethane resin, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polyvinylidene chloride, Use one or more selected from the group consisting of ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer, xylene resin, polyvinyl butyral resin, polyamide resin, modified polyphenylene oxide resin, etc. be able to. However, it is not limited to the above materials.

伸びの大きなゴム材料に帆布等の伸びを防止する材料で構成された芯体層を基層51に設け、その上に弾性層52を形成する方法等を採用してもよい。このとき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、絹等の天然繊維、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、フェノール繊維等の合成繊維、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種類あるいは2種類以上を用い、糸状あるいは織布状のものを使用することができる。ただし上記材料に限定されるものではない。これらの糸は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。また上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよく、糸に適度な導電処理を施して使用してもよい。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、交織した織布でもよく導電処理を施すことも可能である。   For example, a method may be employed in which a core layer made of a material that prevents elongation, such as canvas, is provided on the base layer 51 and a resilient layer 52 is formed thereon. 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. However, it is not limited to the above materials. These yarns may be twisted in any manner, such as one or a plurality of filaments twisted, a single twisted yarn, various twisted yarns, a double yarn or the like. Further, fibers of a material selected from the above material group may be blended, and the yarn may be used after being subjected to an appropriate conductive treatment. As the woven fabric, any woven fabric such as knitted fabric can be used, and a cross-woven fabric can be used and can be subjected to conductive treatment.

コート層53は、弾性層52の表面を例えばフッ素樹脂等により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。コート層53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11表面へのトナー付着力を小さくして2次転写性を高める材料が用いられ、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種類以上が挙げられる。また表面エネルギを小さくし潤滑性を高める材料、例えばフッ素樹脂、フッ素化合物、フッ化炭素、酸化チタン、シリコンカーバイド等の粒子を1種類あるいは2種類以上、または必要に応じて粒径を変化させたものを分散させて使用することも可能である。さらに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、表面エネルギを小さくさせたものを使用してもよい。   The coat layer 53 is for coating the surface of the elastic layer 52 with, for example, a fluororesin, and is made of a layer having good smoothness. The material used for the coating layer 53 is not particularly limited, but generally, a material that reduces the toner adhesion to the surface of the intermediate transfer belt 11 and increases the secondary transferability is used. For example, polyurethane, polyester, epoxy resin One type or two or more types. In addition, a material for reducing the surface energy and improving the lubricity, for example, fluororesin, fluorine compound, carbon fluoride, titanium oxide, silicon carbide, etc., one or more kinds of particles, or the particle size is changed as necessary. It is also possible to use a dispersed product. Further, a material such as a fluorine-based rubber material in which a heat treatment is performed to form a fluorine layer on the surface to reduce the surface energy may be used.

基層51、弾性層52、コート層53は、必要に応じて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、酸化スズ、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−酸化スズ複合酸化物(ATO)、酸化インジウム−酸化スズ複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物等を用いることができる。導電性金属酸化物としては、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。   The base layer 51, the elastic layer 52, and the coat layer 53 are, for example, carbon black, graphite, metal powder such as aluminum or nickel, tin oxide, titanium oxide, antimony oxide, indium oxide, titanium for the purpose of adjusting resistance as necessary. Conductive metal oxides such as potassium acid, antimony oxide-tin oxide composite oxide (ATO), and indium oxide-tin oxide composite oxide (ITO) can be used. 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 above materials.

次に、本発明のカラープリンタに好適に使用されるトナーについて説明する。600dpi以上の微少ドットを再現するため、トナーの体積平均粒径は3〜6μm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)は1.00〜1.40の範囲にあることが好ましい。(Dv/Dn)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーではトナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また静電転写方式では転写率を高くすることができる。   Next, the toner suitably used for the color printer of the present invention will be described. In order to reproduce minute dots of 600 dpi or more, the toner preferably has a volume average particle diameter of 3 to 6 μm. The ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) is preferably in the range of 1.00 to 1.40. The closer (Dv / Dn) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With toners with such 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 with the electrostatic transfer method, the transfer rate is increased. 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19は、形状係数SF−1を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1はトナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(MXLNG)/AREA}×(100π)/4・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
The 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. 19 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π) / 4 Formula (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.

図20は、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−2={(PERI)/AREA}×100/(4π)・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。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、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。
FIG. 20 is a diagram schematically showing the shape of the toner for explaining the shape factor SF-2. The shape factor SF-2 indicates the ratio of unevenness in the shape of the toner, and is represented by the following formula (2). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × 100 / (4π) (2)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent. 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 and calculating the shape factor. did. When the shape of the toner is close to a sphere, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity increases, and the toner and the photoconductor The adsorbing power of the ink becomes weak and the transfer rate increases. 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/また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 includes a toner material solution in which a polyester prepolymer having a functional group containing at least a nitrogen atom, a polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. It is a toner obtained by crosslinking and / or elongation reaction therein. 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)及び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−ヘキサンジオール等);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等);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等);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等);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等)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等)付加物等が挙げられる。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及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、及びこれと炭素数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、ソルビトール等);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等);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等が挙げられる。
(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) is 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 Lumpur acids (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adducts. Among these, 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)及び3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独及び(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、セバシン酸等);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸等);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等)等が挙げられる。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及び炭素数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、ピロメリット酸等)等が挙げられる。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等)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 a mixture of (DIC) and a small amount of (TC) Is 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) , Naphthalenedicarboxylic acid, etc.). 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 polyvalent carboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polycarboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the acid anhydride or lower alkyl ester (methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.) of the above-mentioned thing.

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等公知のエステル化触媒の存在下で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、重量平均分子量は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 between the polyhydric alcohol (PO) and the 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(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/また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等);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等);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等);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等);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、カプロラクタム等でブロックしたもの;及びこれら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を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ(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共に、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(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 the 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-isocyanatomethylcaproate, 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 4 as the equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. / 1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5, low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester is lowered and hot offset resistance is deteriorated. The content of the polyisocyanate 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 isocyanate groups is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2.5 on average. It is. When the number is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered and the hot offset resistance is deteriorated.

次に、ポリエステルプレポリマ(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)、及びB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)等が挙げられる。   Next, as the 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等);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等);及び脂肪族ジアミン(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等)等が挙げられる。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等が挙げられる。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等が挙げられる。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等が挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられる。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等)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物等が挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1及び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 the B1 to B5 amino group blocked (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(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 the amines (B) is the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of the isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and the amino groups [NHx] in the 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 less than 2 or 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester becomes low and the hot offset resistance deteriorates.

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, 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、ワンショット法等により製造される。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等公知のエステル化触媒の存在下で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(A)を得る。さらにこの(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。   The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyvalent carboxylic acid (PC) are heated to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate, dibutyltin oxide, etc. 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)と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、キシレン等);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等);エステル類(酢酸エチル等);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)及びエーテル類(テトラヒドロフラン等)等のイソシアネート(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 as necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to isocyanates (PIC) such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).

また、ポリエステルプレポリマ(A)とアミン類(B)との架橋及び/または伸長反応には、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、ラウリルアミン等)、及びそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)等が挙げられる。   In addition, in the crosslinking and / or extension reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator can be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).

ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。   The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color device 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、低温定着性及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。なお、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。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。   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. 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共に、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。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。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。   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. 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. 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共に混練されるバインダ樹脂としては、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等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、脂肪族また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等が挙げられ、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 the 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, polyvinyltoluene, or a substituted product thereof, 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 resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax 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 toner production method including the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the dispersion method, but 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 force with the developing roller is increased, and the flowability of the developer and the image density are reduced. 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。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂と共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。
(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. 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 petrolatum. And petroleum wax. 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.
The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the master batch and the binder resin, or may be added when dissolved and dispersed in the organic solvent.

(外添剤)
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2μmであることが好ましく、特に5×10−3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は20〜500m/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、窒化ケイ素等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、ホタル等が発生しない良好な画像品質が得られ、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 ~2μm, it is particularly preferably 5 × 10 -3 ~0.5μm. 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 in order to obtain a toner, a fluidity-imparting agent is not detached from the toner, a good image quality that does not cause firefly and the like is obtained, and a residual toner is further reduced. . 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 addition 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, the copying can be repeated. Stable image quality can be obtained even if it is performed.

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、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等を単独あるいは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及び塩化メチレン、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, an 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 preferred. The amount of the organic solvent used is usually 0 to 300 parts by weight, preferably 0 to 100 parts by weight, and more preferably 25 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyester prepolymer.

(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よいし、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等)、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(メチルセルソルブ等)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)等の有機溶媒を含むものであってもよい。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。   (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 contains 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 a thing. 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、リン酸エステル等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、イミダゾリン等のアミン塩型や、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等の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等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等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 .

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上げることができる。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等が挙げられる。   By using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be increased 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)等が挙げられる。   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).

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級または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等の脂肪族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)等が挙げられる。   Cationic surfactants include aliphatic primary, secondary or secondary amine acids having a fluoroalkyl group, aliphatic quaternary ammonium salts such as perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, benza Luconium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (Asahi Glass), Florard FC-135 (Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Megafac F-150, F-824 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-132 (manufactured by Tochem Products), and Footgent F-300 (manufactured by Neos).

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、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲となるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1μm及び3μm、ポリスチレン微粒子0.5μm及び2μm、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1μm、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。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 which exists on the surface of a toner base particle may be in the range of 10 to 90%. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 μm and 3 μm, polystyrene fine particles 0.5 μm and 2 μm, poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 μm, trade names are PB-200H (manufactured by Kao), SGP (manufactured by Soken Co., Ltd.), Technopolymer There are 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.

上述した樹脂微粒子や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等の酸類、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等、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等、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、酪酸ビニル等、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等の酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の含窒素化合物、またはその複素環を有するもの等のホモポリマまたは共重合体、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等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等のセルロース類等が使用できる。   As a dispersant that can be used in combination with the resin fine particles and the inorganic compound dispersant described above, 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, etc., 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 chloride, methacrylic chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Homopolymers or copolymers such as nitrogen-containing compounds such as imidazole and ethyleneimine or those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, polyoxypropylene , Polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonyl Polyoxyethylenes such as phenyl esters, 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、超音波等の公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmと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の回転数には特に限定はないが、通常は1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間も特に限定はないが、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 type, a high-speed shear type, a friction type, a high-pressure jet type, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, the high-speed shearing method is preferable in order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm. The number of rotations when using a high-speed shearing disperser is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 rpm, preferably 5000 to 20000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C.

(3)乳化液の作製と同時にアミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ(A)との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び/または伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマ(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等が挙げられる。   (3) The amine (B) is added simultaneously with the preparation of the emulsion, and the reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is performed. This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C., preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.

(4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩等の酸、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に水洗する等の方法によって、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等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. . In addition, when an acid or alkali-soluble material such as calcium phosphate salt is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is removed from the toner base particles by, for example, washing with water after dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid. To do. It can also be removed by an operation such as degradation with an enzyme.

(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、次いでシリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させてトナーを得る。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 sphere and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth one and the umeboshi shape. Can do.

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21(a),(b),(c)はトナーの形状を模式的に示す図である。図21(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(ただし、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、本発明に使用可能なトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)(図21(b)参照)が0.5〜1.0、厚さと短軸との比(r3/r2)(図21(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。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。   The toner has a substantially spherical shape and can be represented by the following shape rule. 21A, 21B, and 21C are diagrams schematically showing the shape of the toner. In FIGS. 21A, 21B, and 21C, 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 main toner is defined. The toner usable in the invention has a ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) (see FIG. 21B) of 0.5 to 1.0, and a ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2). (See FIG. 21C) is preferably in the range of 0.7 to 1.0. If the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the distance from the true sphere shape is inferior, resulting in poor dot reproducibility and transfer efficiency, and high quality image quality cannot be obtained. Further, when the ratio of thickness to short axis (r3 / r2) is less than 0.7, it becomes 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 short axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has the long axis as the rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved. In addition, r1, r2, and r3 were measured while taking and observing photographs with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of view.

上述した構成では、画像形成装置としてカラープリンタを用いた例を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限られず、複写装置、ファクシミリ、プロッタ、これらの複合機等の他の画像形成装置にも本発明は適用可能である。   In the above-described configuration, an example in which a color printer is used as the image forming apparatus has been described. However, the image forming apparatus to which the present invention can be applied is not limited to this, and other apparatuses such as a copying machine, a facsimile, a plotter, and a multi-function machine thereof can be used. The present invention can also be applied to an image forming apparatus.

2,101 像担持体(感光体)
6 1次転写手段(1次転写ローラ)
8 2次転写手段(2次転写ローラ)
11.111 像担持体(中間転写ベルト)
16 対向部材(対抗ローラ)
20 クリーニング装置(中間転写ベルトクリーニング装置)
21,71 導電性部材(極性制御ブレード)
22,72 クリーニング部材(導電性ブラシ)
23,73 回収ローラ
24,74 回収ローラクリーナ(導電性回収ブレード)
26 抵抗層
32,76 潤滑剤
36,79 遮蔽部材
104 クリーニング装置(感光体クリーニング装置)
2,101 Image carrier (photoconductor)
6 Primary transfer means (primary transfer roller)
8 Secondary transfer means (secondary transfer roller)
11.111 Image carrier (intermediate transfer belt)
16 Opposing member (counter roller)
20 Cleaning device (intermediate transfer belt cleaning device)
21, 71 Conductive member (polarity control blade)
22, 72 Cleaning member (conductive brush)
23, 73 Recovery roller 24, 74 Recovery roller cleaner (conductive recovery blade)
26 Resistance layer 32, 76 Lubricant 36, 79 Shield member 104 Cleaning device (photoconductor cleaning device)

特許第3900283号公報Japanese Patent No. 39002823

Claims (13)

像担持体の表面に接触して該像担持体上から除去すべきトナーの帯電極性を制御する導電性部材と、帯電極性が制御されたトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材と、前記導電性部材と対向する位置に前記像担持体の裏面側に接触して設けられアースされた対向部材とを有し、前記像担持体は体積抵抗率が1×10〜1×1014Ωcmであり、かつ前記対向部材は体積抵抗率が1×10 〜1×10 12 Ωcmの導電性樹脂または導電性ゴムによって被覆され、前記像担持体及び前記対向部材を介して前記導電性部材をアース可能に構成したことを特徴とするクリーニング装置。 A conductive member that controls the charging polarity of toner to be removed from the image bearing member by contacting the surface of the image bearing member, a cleaning member that electrostatically cleans the toner whose charging polarity is controlled, and the conductive member And a grounded counter member provided in contact with the back side of the image carrier at a position facing the photosensitive member, and the image carrier has a volume resistivity of 1 × 10 9 to 1 × 10 14 Ωcm. And the opposing member is covered with a conductive resin or conductive rubber having a volume resistivity of 1 × 10 8 to 1 × 10 12 Ωcm, and the conductive member is grounded via the image carrier and the opposing member. A cleaning device characterized in that it is configured. 請求項1記載のクリーニング装置において、
前記導電性部材として導電性ゴムからなる極性制御部材を有することを特徴とするクリーニング装置。
The cleaning device according to claim 1.
A cleaning apparatus having a polarity control member made of conductive rubber as the conductive member.
請求項2記載のクリーニング装置において、
前記極性制御部材はブレードであることを特徴とするクリーニング装置。
The cleaning device according to claim 2, wherein
The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the polarity control member is a blade.
像担持体の表面に接触して該像担持体上から除去すべきトナーの帯電極性を制御する導電性部材と、帯電極性が制御されたトナーを静電的にクリーニングするクリーニング部材と、前記導電性部材及び前記クリーニング部材と対向する位置に前記像担持体の裏面側に接触して設けられアースされた対向部材とを有し、前記像担持体は体積抵抗率が1×10〜1×1014Ωcmであり、かつ前記対向部材は体積抵抗率が1×10 〜1×10 12 Ωcmの導電性樹脂または導電性ゴムによって被覆され、前記像担持体及び前記対向部材を介して前記導電性部材及び前記クリーニング部材をアース可能に構成したことを特徴とするクリーニング装置。 A conductive member that controls the charging polarity of toner to be removed from the image bearing member by contacting the surface of the image bearing member, a cleaning member that electrostatically cleans the toner whose charging polarity is controlled, and the conductive member and a counter member which are provided ground contact sexual member and the rear surface side of the image bearing member at a position opposed to the cleaning member, said image bearing member is a volume resistivity of 1 × 10 9 ~1 × 10 14 a [Omega] cm, and the opposing member is a volume resistivity is covered by 1 × 10 8 ~1 × 10 12 Ωcm conductive resin or conductive rubber, the conductive via the image carrier and the counter member A cleaning device characterized in that the cleaning member and the cleaning member can be grounded. 請求項1ないし4の何れか一つに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング部材は、導電性を有する芯金の外周から導電性を有する繊維をその直径方向外側へと延びるように植毛され前記像担持体の表面に接触しつつ回転可能なブラシローラであり、前記繊維と接触しつつ回転可能でありその外周面に電気的な抵抗層あるいは絶縁層を有する回収ローラと、前記芯金に電圧を印加する手段と、前記回収ローラに電圧を印加する手段と、前記回収ローラに回収されたトナーを掻き落とす回収ローラクリーナと、前記回収ローラに接触して前記回収ローラの表面に電荷を与え前記回収ローラの表面電位を一定に維持する電荷付与機構とを有し、前記ブラシローラはその抵抗値が10〜10Ωであることを特徴とするクリーニング装置。
In the cleaning device according to any one of claims 1 to 4,
The cleaning member is a brush roller that can be rotated while being in contact with the surface of the image carrier, in which the conductive fibers are planted from the outer periphery of the conductive core metal so as to extend outward in the diameter direction. A collecting roller that is rotatable while being in contact with the fiber and has an electrical resistance layer or insulating layer on its outer peripheral surface; means for applying a voltage to the core; means for applying a voltage to the collecting roller; A collection roller cleaner that scrapes off the toner collected on the collection roller, and a charge applying mechanism that contacts the collection roller and applies a charge to the surface of the collection roller to maintain a constant surface potential of the collection roller; The brush roller has a resistance value of 10 6 to 10 8 Ω.
請求項5記載のクリーニング装置において、
前記繊維が層構造を有しており、該層構造は前記繊維に導電性を付与する導電材料を表面に露出しない態様で有することを特徴とするクリーニング装置。
The cleaning device according to claim 5, wherein
The cleaning device according to claim 1, wherein the fibers have a layer structure, and the layer structure has a conductive material that imparts conductivity to the fibers in a manner that does not expose the surface.
請求項5または6記載のクリーニング装置において、
前記ブラシローラに潤滑剤を接触させ、前記ブラシローラを介して前記像担持体に前記潤滑剤を塗布すると共に、前記ブラシローラから飛散したトナーが前記像担持体に付着することを防止する遮断部材を有することを特徴とするクリーニング装置。
The cleaning device according to claim 5 or 6,
A blocking member that brings a lubricant into contact with the brush roller, applies the lubricant to the image carrier via the brush roller, and prevents toner scattered from the brush roller from adhering to the image carrier. A cleaning device comprising:
請求項1または4記載のクリーニング装置において、
前記導電性樹脂または前記導電性ゴムがチューブであることを特徴とするクリーニング装置。
The cleaning device according to claim 1 or 4,
The cleaning apparatus, wherein the conductive resin or the conductive rubber is a tube.
請求項1ないし8の何れか一つに記載のクリーニング装置において、
前記像担持体はベルトであることを特徴とするクリーニング装置。
In the cleaning device according to any one of claims 1 to 8,
The cleaning apparatus according to claim 1, wherein the image carrier is a belt.
請求項1ないし9の何れか一つに記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the cleaning device according to claim 1. 請求項10記載の画像形成装置において、
前記像担持体としての感光体と、前記感光体上にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記感光体上に形成されたトナー像を像担持体としての中間転写体に1次転写する1次転写手段と、前記中間転写体上に1次転写されたトナー像を記録材に2次転写する2次転写手段とを有し、前記クリーニング装置は前記中間転写体のクリーニングを行うことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 10.
A photoconductor as the image carrier, a toner image forming unit for forming a toner image on the photoconductor, and a toner image formed on the photoconductor are primarily transferred to an intermediate transfer body as an image carrier. Primary transfer means and secondary transfer means for secondary transfer of the toner image primarily transferred onto the intermediate transfer member onto a recording material, and the cleaning device performs cleaning of the intermediate transfer member. An image forming apparatus.
請求項11記載の画像形成装置において、
前記中間転写体は厚さ0.07〜0.3mmの弾性層を有するベルトであることを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 11.
The image forming apparatus, wherein the intermediate transfer member is a belt having an elastic layer having a thickness of 0.07 to 0.3 mm.
請求項10ないし12の何れか一つに記載の画像形成装置において、
体積平均粒径が3〜8μmであり、体積平均径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲内であるトナーが用いられ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 10 to 12,
A toner having a volume average particle diameter of 3 to 8 μm and a ratio (Dv / Dn) of the volume average particle diameter (Dv) to the number average particle diameter (Dn) in the range of 1.00 to 1.40 is used. An image forming apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08278711A (en) * 1995-04-05 1996-10-22 Fuji Xerox Co Ltd Image forming device
JPH11174778A (en) * 1997-12-05 1999-07-02 Ricoh Co Ltd Method and device for transferring, and method and device for image forming
JP3793696B2 (en) * 2001-01-22 2006-07-05 株式会社リコー Image forming apparatus
JP2002229408A (en) * 2001-02-06 2002-08-14 Fuji Xerox Co Ltd Cleaning device and image forming device using the same
JP4221559B2 (en) * 2002-09-24 2009-02-12 富士ゼロックス株式会社 Cleaning device and image forming apparatus using the same
JP2005070276A (en) * 2003-08-22 2005-03-17 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus, process cartridge and toner used therefor
JP2005250411A (en) * 2004-03-08 2005-09-15 Fuji Xerox Co Ltd Cleaning device and image forming apparatus using the same
JP4470579B2 (en) * 2004-05-17 2010-06-02 富士ゼロックス株式会社 Intermediate transfer apparatus and image forming apparatus
JP2005326758A (en) * 2004-05-17 2005-11-24 Fuji Xerox Co Ltd Intermediate transfer device and image forming apparatus
JP2006267737A (en) * 2005-03-24 2006-10-05 Fuji Xerox Co Ltd Image forming apparatus
JP4928972B2 (en) * 2007-02-14 2012-05-09 株式会社リコー Image forming apparatus
JP2008281847A (en) * 2007-05-11 2008-11-20 Kyocera Mita Corp Image forming apparatus
JP2008304552A (en) * 2007-06-05 2008-12-18 Canon Inc Image forming apparatus

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