JP5532410B2 - Cleaning device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、クリーニング装置および画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a cleaning device and an image forming apparatus.
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に採用されるクリーニング装置として、弾性部材よりなるクリーニングブレードを被清掃体たる像担持体上の周面に押し当てて像担持体上のトナーを掻き落として除去するブレードクリーニング方式が知られている。ブレードクリーニング方式は、構成が簡易で性能が安定していることから広く用いられている。 As a cleaning device used in image forming apparatuses such as copying machines, facsimiles, printers, etc., the cleaning blade made of an elastic member is pressed against the peripheral surface of the image carrier that is the object to be cleaned, and the toner on the image carrier is scraped off. There is known a blade cleaning method for removing them. The blade cleaning method is widely used because of its simple structure and stable performance.
また、近年、画像品質向上の要求が強まっており、その要求に応えるべく、トナーの小粒径化、球形化が進められている。小粒径化により、より高精度で高精細な高解像度の画像を得ることができ、球形化により現像性、転写性の向上を図ることができる。 In recent years, there has been an increasing demand for image quality improvement, and in order to meet the demand, toner particle size reduction and spheroidization have been promoted. By reducing the particle size, it is possible to obtain a high-definition image with higher accuracy and fineness, and by improving the spherical shape, it is possible to improve developability and transferability.
しかしながら、小粒径化、球形化が進んだトナーを用いた場合には、一般的なクリーニングブレード方式では良好なクリーニングを行うことが難しくなってくる。これは、次に説明する理由による。即ち、クリーニングブレードは像担持体表面を摺擦しながらトナーを除去するが、像担持体との摩擦抵抗によりクリーニングブレードのエッジの部分が変形する、所謂、スティックスリップのため、像担持体とクリーニングブレードとの間に微小な空間が生じてしまう。小粒径のトナーであるほど、この空間に侵入しやすく、侵入したトナーが球形に近い形状であるほど、トナーに回転モーメントが発生してこの空間で転がり易い。このため、小粒径化、球形化が進んだトナーは、クリーニングブレードを押し上げて、クリーニングブレードと像担持体との間にもぐり込み易くなってしまうためである。 However, in the case of using a toner having a small particle size and a spherical shape, it is difficult to perform good cleaning with a general cleaning blade method. This is for the reason described below. That is, the cleaning blade removes the toner while rubbing the surface of the image carrier, but the edge of the cleaning blade is deformed by the frictional resistance with the image carrier, so-called stick slip. A minute space is formed between the blades. The smaller the toner with a smaller particle size, the easier it is to enter this space, and the closer the toner that has entered the shape of a sphere is, the more likely the toner will rotate and the more easily the toner will roll. For this reason, the toner whose particle size has been reduced and spheroidized is likely to push up the cleaning blade and easily slip into the space between the cleaning blade and the image carrier.
小粒径化、球形化が進んだトナーを用いる場合には、像担持体に対するクリーニングブレードの押し当て力(線圧)を強め、トナーのもぐり込みを阻止することが考えられる。しかしながら、押し当て力を強めて高い荷重を付加すると、像担持体やクリーニングブレードの磨耗が進み、寿命が極端に短くなってしまう。近年、装置の高寿命化が求められるため、このような耐久性に関わる不具合は避けなければならない。 In the case of using a toner having a small particle size and a spherical shape, it is conceivable that the pressing force (linear pressure) of the cleaning blade against the image carrier is increased to prevent the toner from being trapped. However, if the pressing force is increased and a high load is applied, the wear of the image carrier and the cleaning blade advances, and the service life becomes extremely short. In recent years, since the life of the apparatus is required to be extended, such a problem related to durability must be avoided.
特許文献1に記載のクリーニング装置のように、静電クリーニング方式を採用すれば、重合法によるトナーであっても良好にクリーニングすることができる。具体的には、特許文献1に記載のクリーニング装置は、被清掃体たる像担持体に当接しながら回転するクリーニングブラシと、これに当接しながら回転する回収ローラと、回収ローラに当接する掻き取りブレードとを有している。そして、クリーニングブラシには、トナーの正規帯電極性とは逆極性のクリーニング電圧を印加している。また、回収ローラには、クリーニング電圧と同極性で且つクリーニング電圧よりも値の大きな回収電圧を印加している。像担持体の表面上に付着している付着物たる転写残トナーは、クリーニングブラシのブラシによって引っ掻かれながら、クリーニング電圧によってベルト表面からブラシに静電転移する。その後、クリーニングブラシから回収ローラに静電転移した後、掻き取りブレードによって回収ローラ表面から掻き落とされる。球形に近く且つ小径であることから、クリーニングブレードによるクリーニングが困難な重合法によるトナーであっても、静電転移によって像担持体表面から良好に除去することができる。 If the electrostatic cleaning method is employed as in the cleaning device described in Patent Document 1, it is possible to satisfactorily clean even the toner produced by the polymerization method. Specifically, the cleaning device described in Patent Literature 1 includes a cleaning brush that rotates while contacting an image carrier that is a cleaning target, a collection roller that rotates while contacting the cleaning brush, and a scraping that contacts the collection roller. And a blade. A cleaning voltage having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the cleaning brush. Further, a recovery voltage having the same polarity as the cleaning voltage and a value larger than the cleaning voltage is applied to the recovery roller. The transfer residual toner, which is an adhering matter adhering to the surface of the image carrier, is electrostatically transferred from the belt surface to the brush by the cleaning voltage while being scratched by the brush of the cleaning brush. Thereafter, after electrostatic transfer from the cleaning brush to the collecting roller, the scraping blade scrapes off the surface of the collecting roller. Since the toner is close to a sphere and has a small diameter, even a toner produced by a polymerization method that is difficult to clean with a cleaning blade can be satisfactorily removed from the surface of the image carrier by electrostatic transfer.
上記回収ローラとしては、導電性で磨耗しづらい材質ということで金属ローラを採用している。また、上記掻き取りブレードとしては、潤滑剤なしでブレードめくれが生じず、摩耗が少ない材質として金属ブレードを採用している。 As the collection roller, a metal roller is adopted because it is a conductive material that is difficult to wear. Further, as the scraping blade, a metal blade is employed as a material that does not turn up without a lubricant and has little wear.
しかしながら、回収ローラとして金属ローラを用い、掻き取りブレードとして金属ブレードを用いた場合、使用初期において、掻き取りブレードと回収ローラとの当接部からトナーがすり抜け、初期掻き取り不良が生じるという課題があった。上記課題について、本発明者らが鋭意研究した結果、次のことがわかった。すなわち、掻き取りブレードおよび回収ローラは、金属材料であるので、ゴム材などの弾性部材のように、掻き取りブレードを回収ローラに当接させたとき、弾性変形することはない。そのため、使用初期時においては、掻き取りブレードの先端稜線部が、回収ローラと当接しており、掻き取りブレードが、回収ローラに対して線接触している。掻き取りブレードが、回収ローラに対して線接触していると、先端稜線部に微小なうねりがあった場合、回収ローラ表面のトナーが、掻き取りブレードと回収ローラとの当接部からトナーがすり抜け、掻き取り不良が生じるのである。 However, when a metal roller is used as the collecting roller and a metal blade is used as the scraping blade, there is a problem that in the initial stage of use, the toner slips through the contact portion between the scraping blade and the collecting roller, resulting in an initial scraping failure. there were. As a result of intensive studies by the present inventors on the above problems, the following has been found. That is, since the scraping blade and the collection roller are made of a metal material, unlike the elastic member such as a rubber material, the scraping blade and the collection roller are not elastically deformed when the scraping blade is brought into contact with the collection roller. For this reason, in the initial stage of use, the tip ridge line portion of the scraping blade is in contact with the collecting roller, and the scraping blade is in line contact with the collecting roller. When the scraping blade is in line contact with the collecting roller, if there is a slight undulation at the edge of the tip, the toner on the surface of the collecting roller is removed from the contact portion between the scraping blade and the collecting roller. It slips through and scrapes poorly.
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、初期掻き取り不良を抑制することのできるクリーニング装置および画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to provide a cleaning device and an image forming apparatus capable of suppressing initial scraping defects.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、表面移動する被清掃体上のトナーを静電的に自らの表面に移動させて除去する表面移動可能なクリーニング部材と、金属材料で構成され、上記クリーニング部材上のトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する表面移動可能な回収部材と、金属材料で構成され、上記回収部材表面に摺擦して上記回収部材上のトナーを掻き取る掻き取りブレードとを備えたクリーニング装置において、上記掻き取りブレードを上記回収部材の軸方向から見たとき、上記掻き取りブレードは、上記掻き取りブレードの使用初期から、回収部材表面と当接する先端稜線部に隣接し、回収部材表面と僅かな隙間をもって対向するか、回収部材表面と当接するかして、回収部材表面のトナーを堰き止める堰き止め面を有するものであり、上記クリーニング部材と、上記トナー回収部材と、上記トナー掻き取り部材とを備え、被清掃体上の正規帯電極性に帯電したトナーを除去する正規帯電トナークリーニング部と、上記クリーニング部材と、上記トナー回収部材と、上記トナー掻き取り部材とを備え、被清掃体上の正規帯電極性と反対極性に帯電したトナーを除去する逆帯電トナークリーニング部と、上記被清掃体移動方向に関して、少なくとも上記正規帯電トナークリーニング部よりも上流側に配置され、上記クリーニング部材と、上記トナー回収部材と、上記トナー掻き取り部材とを備え、被清掃体上の正規帯電極性に帯電したトナーを除去するプレクリーニング部とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1のクリーニング装置において、上記掻き取りブレードを、上記回収部材軸方向から見たとき、上記掻き取りブレードは、上記堰き止め面に隣接して設けられ回収部材表面と対向するブレード下面と、上記堰き止め面に隣接して設けられ上記掻き取りブレードの厚み方向に平行な先端面とを有し、上記ブレード下面と回収部材表面とのなす角度が20°であって、上記掻き取りブレードは、上記堰き止め面と上記ブレード下面とがなす角度が鈍角で、上記掻き取りブレードを上記回収部材の軸方向から見たとき、上記ブレード下面に沿う様に引いた仮想線と、上記先端面に沿うように引いた仮想線との交点と、上記先端面と上記堰き止め面との交点とを結ぶ線の長さが、8μm以上、13μm以下であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、像担持体上に形成されたトナー像を該像担持体上から最終的に記録材上へ転写することで、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、転写後に上記像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置として、請求項1または2いずれかのクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の画像形成装置において、上記像担持体は、潜像担持体に形成された複数のトナー像が順次重ね合わされて転写される中間転写体であることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、像担持体上に形成されたトナー像を該像担持体上から最終的に記録材上へ転写することで、該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記記録材を搬送する搬送ベルト上に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング装置として、請求項1または2のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項3乃至5いずれかの画像形成装置において、上記トナーとして、形状係数SF1が100以上150以下のトナーを用いたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 comprises a surface-movable cleaning member that electrostatically moves and removes toner on the surface-moving object to its own surface, and a metal material. A surface-movable recovery member that electrostatically moves and recovers the toner on the cleaning member to the surface of the cleaning member, and a metal material, and slidably rubs on the surface of the recovery member. In a cleaning device including a scraping blade for scraping off toner, when the scraping blade is viewed from the axial direction of the recovery member, the scraping blade is in contact with the surface of the recovery member from the initial use of the scraping blade. A damming stopper that dams the toner on the surface of the collecting member adjacent to the abutting ridge line, facing the collecting member surface with a slight gap, or contacting the collecting member surface. Are those having a upper Symbol cleaning member, and the toner collecting member, and a said toner scraping member, and the normally-charged toner cleaning unit that removes the toner charged to the normal charging polarity on the cleaning element, the A reversely charged toner cleaning unit that includes a cleaning member, the toner collecting member, and the toner scraping member, and that removes toner charged to a polarity opposite to the normal charge polarity on the cleaning target; and the moving direction of the cleaning target The toner, which is disposed at least upstream of the regular charged toner cleaning unit, includes the cleaning member, the toner collecting member, and the toner scraping member, and is charged with a regular charged polarity on the member to be cleaned. And a pre-cleaning section to be removed .
According to a second aspect of the present invention, in the cleaning device according to the first aspect, when the scraping blade is viewed from the axial direction of the recovery member, the scraping blade is provided adjacent to the damming surface and recovered. A blade lower surface facing the member surface; a tip surface provided adjacent to the damming surface and parallel to the thickness direction of the scraping blade; and an angle formed by the blade lower surface and the recovery member surface is 20 °. The scraping blade has an obtuse angle between the damming surface and the lower surface of the blade, and is pulled along the lower surface of the blade when the scraping blade is viewed from the axial direction of the recovery member. The length of the line connecting the intersection of the imaginary line and the imaginary line drawn along the tip surface and the intersection of the tip surface and the damming surface is 8 μm or more and 13 μm or less. It is an butterfly.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus for forming an image on a recording material by transferring a toner image formed on the image bearing member from the image bearing member to a recording material. The cleaning device according to claim 1 or 2 is used as a cleaning device for cleaning residual toner remaining on the image carrier after transfer.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the third aspect , the image carrier is an intermediate transfer member onto which a plurality of toner images formed on the latent image carrier are sequentially superimposed and transferred. It is characterized by.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus for forming an image on a recording material by transferring a toner image formed on the image bearing member from the image bearing member to a recording material. The cleaning device according to claim 1 or 2 is used as a cleaning device for cleaning toner remaining on the transport belt for transporting the recording material.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any of the third to fifth aspects, a toner having a shape factor SF1 of 100 or more and 150 or less is used as the toner.
掻き取りブレードと回収部材との当接部からのトナーすり抜けは、ある程度使用すると、起こらなくなる。本発明者らは、この点に着目し、ある程度使用してクリーニング不良が生じなくなったときの掻き取りブレードの回収部材に当接する先端部を観察したところ、磨耗しており、この磨耗した面が、回収部材の表面と接触していた。このことから、掻き取りブレードが、回収部材に対して回収部材表面移動方向にある程度幅をもって当接することで、掻き取りブレードと回収部材との当接部からのトナーすり抜けを抑制することができることを見出した。また、先端稜線部よりも回収部材表面移動方向上流側および下流側に隙間があっても、上流側または下流側の隙間が、次のような隙間であれば、先端稜線部にうねりがあってもトナーのすり抜けが抑制される。すなわち、先端稜線部の上流側または下流側の隙間が、トナーが回収部材と掻き取りブレードとの間をすり抜けることが困難な僅かな隙間で、この隙間が、回収部材表面移動方向にある程度の幅をもっているような隙間である。このことから、本発明は、上記掻き取りブレードの使用初期から、回収部材表面と当接する先端稜線部に隣接し、僅かな隙間もって対向するか、回収部材表面と当接するかして、回収部材表面のトナーを堰き止める堰き止め面を設けた。これにより、掻き取りブレード使用初期において、先端稜線部の回収部材表面移動方向の隣に、回収部材表面と掻き取りブレードとの間の僅かな隙間が、回収部材表面移動方向にある程度の幅形成される。または、掻き取りブレード使用初期において、掻き取りブレードが、回収部材表面移動方向にある程度の幅を有して回収部材に当接する。その結果、掻き取りブレードと回収部材との当接部からトナーがすり抜けるためには、掻き取りブレードの回収部材に当接している堰き止め面、または、回収部材表面と堰き止め面との僅かな隙間をすり抜けていくことになるので、掻き取りブレードと回収部材との間をすり抜け難くなる。よって、掻き取りブレード使用初期時の掻き取り不良が抑制される。 The toner slipping from the contact portion between the scraping blade and the collecting member does not occur when used to some extent. The present inventors pay attention to this point, and when the tip part contacting the recovery member of the scraping blade when no defective cleaning occurs after being used to some extent, it is worn out. , In contact with the surface of the recovery member. Therefore, the scraping blade abuts against the recovery member with a certain width in the direction of movement of the recovery member, so that the toner slipping from the contact portion between the scraping blade and the recovery member can be suppressed. I found it. Even if there are gaps on the upstream and downstream sides of the recovery member surface movement direction from the tip ridge, if the gap on the upstream or downstream side is as follows, the tip ridge is wavy. In addition, toner slip-through is suppressed. That is, the gap on the upstream side or downstream side of the tip ridge is a slight gap where it is difficult for toner to pass through between the collecting member and the scraping blade, and this gap has a certain width in the movement direction of the collecting member surface. It is a gap that has Accordingly, the present invention provides a recovery member that is adjacent to the tip ridge line portion that comes into contact with the surface of the recovery member from the initial stage of use of the scraping blade and is opposed with a slight gap or in contact with the surface of the recovery member. A blocking surface for blocking the toner on the surface was provided. As a result, in the initial stage of use of the scraping blade, a slight gap between the recovery member surface and the scraping blade is formed to a certain extent in the recovery member surface movement direction next to the recovery member surface movement direction of the tip ridge line portion. The Alternatively, at the initial stage of use of the scraping blade, the scraping blade comes into contact with the collecting member with a certain width in the moving direction of the collecting member. As a result, in order for the toner to slip through the contact portion between the scraping blade and the collecting member, a slight amount of the damming surface that is in contact with the collecting member of the scraping blade or the surface of the collecting member and the damming surface Since the gap is passed through, it becomes difficult to pass through between the scraping blade and the recovery member. Therefore, scraping defects at the initial use of the scraping blade are suppressed.
本発明によれば、掻き取りブレード使用初期時の掻き取り不良を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the scraping defect at the time of initial use of a scraping blade can be suppressed.
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、いわゆるタンデム型中間転写方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)について説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図1は、本プリンタの要部を示す概略構成図である。本プリンタは、イエロー,マゼンタ,シアン,黒(以下、Y,M,C,Kと記す)のトナー像を生成するための4つのプロセスユニット6Y,M,C,Kを備えている。4つのプロセスユニット6Y,M,C,Kは、ドラム状の感光体1Y,M,C,Kをそれぞれ有している。感光体1Y,M,C,Kの回りにはそれぞれ帯電装置2Y,M,C,K、現像装置5Y,C,M,K、ドラムクリーニング装置4Y,M,C,K、除電装置(不図示)等を有している。プロセスユニット6Y,M,C,Kは、互いに異なる色のY,M,C,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。プロセスユニット6Y,M,C,Kの上方には、感光体1Y,M,C,Kの表面に対してレーザー光Lを照射して静電潜像を書き込むための図示しない光書込ユニットが配設されている。 Hereinafter, as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied, a so-called tandem intermediate transfer type printer (hereinafter simply referred to as a printer) will be described. First, the basic configuration of the printer will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of the printer. The printer includes four process units 6Y, 6M, 6C, and 6K for generating toner images of yellow, magenta, cyan, and black (hereinafter referred to as Y, M, C, and K). The four process units 6Y, 6M, 6C, and 6K have drum-shaped photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K, respectively. Around the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K, charging devices 2Y, 2M, 2C, and 3K, developing devices 5Y, 5C, 1M, and 1K, drum cleaning devices 4Y, 4M, 4C, and 1K, a neutralization device (not shown) ) Etc. The process units 6Y, 6M, 6C, and 6K use Y, M, C, and K toners of different colors, but have the same configuration. Above the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K, there is an optical writing unit (not shown) for irradiating the surface of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K with laser light L to write an electrostatic latent image. It is arranged.
プロセスユニット6Y,M,C,Kの下方には、ベルト部材たる無端状の中間転写ベルト8を具備するベルト装置としての転写ユニット7が配設されている。中間転写ベルト8の他、そのループ内側に配設された複数の張架ローラや、ループ外側に配設された2次転写ローラ18、テンションローラ16、ベルトクリーニング装置100、潤滑剤塗布装置200などを有している。 Below the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K, a transfer unit 7 is disposed as a belt device including an endless intermediate transfer belt 8 that is a belt member. In addition to the intermediate transfer belt 8, a plurality of stretching rollers disposed inside the loop, a secondary transfer roller 18, a tension roller 16, a belt cleaning device 100, a lubricant application device 200, and the like disposed outside the loop. have.
中間転写ベルト8のループ内側には、4つの1次転写ローラ9Y,M,C,Kと、従動ローラ10と、駆動ローラ11と、2次転写対向ローラ12と、3つのクリーニング対向ローラ13、14、15と、塗布ブラシ対向ローラ17とが配設されている。これらローラは何れも、自らの周面の一部に中間転写ベルト8を掛け回してベルト張架を行う張架ローラとして機能している。なお、クリーニング対向ローラ13、14、15としての必要条件として必ずしも一定の張力を付与する働きをもたなければならないということはなく、中間転写ベルト8の回転にともなって従動回転するものでもよい。中間転写ベルト8は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動される駆動ローラ11の回転により、図中時計回り方向に無端移動せしめられる。 Inside the loop of the intermediate transfer belt 8, four primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, 9K, a driven roller 10, a drive roller 11, a secondary transfer counter roller 12, three cleaning counter rollers 13, 14, 15 and an application brush opposing roller 17 are disposed. Each of these rollers functions as a stretching roller that stretches the intermediate transfer belt 8 around a part of its peripheral surface to stretch the belt. The cleaning counter rollers 13, 14, and 15 do not necessarily have to have a function of applying a constant tension, and may be driven to rotate as the intermediate transfer belt 8 rotates. The intermediate transfer belt 8 is moved endlessly in the clockwise direction in the drawing by the rotation of the driving roller 11 that is driven to rotate clockwise in the drawing by a driving means (not shown).
ベルトループ内側に配設された4つの1次転写ローラ9Y,M,C,Kは、感光体1Y,M,C,Kとの間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8のおもて面と、感光体1Y,M,C,Kとが当接するY,M,C,K用の1次転写ニップが形成されている。なお、1次転写ローラ9Y,M,C,Kには、それぞれ図示しない電源によってトナーとは逆極性の1次転写バイアスが印加される。 The four primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K disposed inside the belt loop sandwich the intermediate transfer belt 8 between the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K. As a result, primary transfer nips for Y, M, C, and K where the front surface of the intermediate transfer belt 8 and the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K come into contact are formed. A primary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the primary transfer rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K by a power source (not shown).
また、ベルトループ内側に配設された2次転写対向ローラ12は、ベルトループ外側に配設された2次転写ローラ18との間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8のおもて面と、2次転写ローラ18とが当接する2次転写ニップが形成されている。なお、2次転写ローラ18には、図示しない電源によってトナーとは逆極性の2次転写バイアスが印加される。また、2次転写ローラと数本の支持ローラと駆動ローラにより紙搬送ベルトを架け渡し、二次転写ローラ18と、二次転写対向ローラ12との間に、中間転写ベルト8及び紙搬送ベルトを挟み込んだ構成としてもよい。 Further, the intermediate transfer belt 8 is sandwiched between the secondary transfer counter roller 12 disposed inside the belt loop and the secondary transfer roller 18 disposed outside the belt loop. As a result, a secondary transfer nip where the front surface of the intermediate transfer belt 8 and the secondary transfer roller 18 abut is formed. A secondary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner is applied to the secondary transfer roller 18 by a power source (not shown). The paper transfer belt is bridged by the secondary transfer roller, several supporting rollers, and a driving roller, and the intermediate transfer belt 8 and the paper transfer belt are placed between the secondary transfer roller 18 and the secondary transfer counter roller 12. It is good also as a structure inserted | pinched.
また、ベルトループ内側に配設された3つのクリーニング対向ローラ13、14、15は、ベルトループ外側に配設されたベルトクリーニング装置100のブラシローラ101,104,107との間に中間転写ベルト8を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト8のおもて面と、各ブラシローラ101,104,107とが当接するクリーニングニップが形成されている。ベルトクリーニング装置100は中間転写ベルト8と一体的に交換可能になっているが、ベルトクリーニング装置100と中間転写ベルト8とで寿命設定が異なる場合には、ベルトクリーニング装置100を中間転写ベルト8とは独立してプリンタ本体に着脱可能としてもよい。ベルトクリーニング装置100の詳細については、後述する。 Further, the three cleaning facing rollers 13, 14, 15 disposed inside the belt loop are connected to the brush rollers 101, 104, 107 of the belt cleaning device 100 disposed outside the belt loop, and the intermediate transfer belt 8. Is sandwiched. As a result, a cleaning nip is formed in which the front surface of the intermediate transfer belt 8 and the brush rollers 101, 104, and 107 come into contact with each other. The belt cleaning device 100 can be integrally replaced with the intermediate transfer belt 8. However, when the belt cleaning device 100 and the intermediate transfer belt 8 have different life settings, the belt cleaning device 100 is replaced with the intermediate transfer belt 8. May be independently detachable from the printer body. Details of the belt cleaning apparatus 100 will be described later.
本プリンタは、記録紙Pを収容する給紙カセットや、給紙カセットから記録紙Pを給紙路に給紙する給紙ローラなどを有する図示しない給紙部を備えている。また、給紙部から送られてきた記録紙を受け入れて2次転写ニップに向けて所定のタイミングで送り出す図示しないレジストローラ対を、上述した2次転写ニップの図中右側方に備えている。また、2次転写ニップから送り出される記録紙Pを受け入れてその記録紙Pに対してトナー像の定着処理を施す図示しない定着装置を、上述した2次転写ニップの図中左側方に備えている。また、必要に応じて、現像装置5Y,M,C,Kに対してY,M,C,Kトナーを補給する図示しないY,M,C,K用のトナー補給装置も備えている。 The printer includes a paper feed unit (not shown) having a paper feed cassette for storing the recording paper P and a paper feed roller for feeding the recording paper P from the paper feed cassette to the paper feed path. In addition, a registration roller pair (not shown) that receives the recording paper sent from the paper feeding unit and feeds it at a predetermined timing toward the secondary transfer nip is provided on the right side of the secondary transfer nip in the drawing. In addition, a fixing device (not shown) that receives the recording paper P sent out from the secondary transfer nip and fixes the toner image to the recording paper P is provided on the left side of the secondary transfer nip in the drawing. . Further, Y, M, C, and K toner supply devices (not shown) for supplying Y, M, C, and K toners to the developing devices 5Y, M, C, and K are provided as necessary.
近年、記録紙として従来広く用いられてきた普通紙に加え、デザインとして表面に凹凸を有する特殊紙やアイロンプリントなどの熱転写に用いる特殊な記録紙が用いられることが増えている。このような特殊紙を用いると、従来の普通紙の場合よりもカラートナーを重ね合わせた中間転写ベルト8上のトナー像を紙に2次転写する際に転写不良が発生し易くなる。そこで、本プリンタでは、中間転写ベルト8に硬度の低い弾性層を設け、転写ニップ部でトナー層や平滑性の悪い記録紙に対して変形できるようにしている。中間転写ベルト8に硬度の低い弾性層を設け、中間転写ベルト8に弾性をもたせることにより、中間転写ベルト8表面が局部的な凸凹に追従して変形できる。これにより、過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、文字の転写中抜けがなく、また、平滑性の悪い用紙等に対しても転写ムラのない、均一性に優れた転写画像を得ることができる。 In recent years, in addition to plain paper that has been widely used as recording paper, special recording paper that is used for thermal transfer such as special paper having an uneven surface or iron print as a design has been increasingly used. When such special paper is used, transfer defects are more likely to occur when the toner image on the intermediate transfer belt 8 on which the color toners are superimposed is secondarily transferred onto the paper, as compared with conventional plain paper. Therefore, in the present printer, an elastic layer having low hardness is provided on the intermediate transfer belt 8 so that the toner layer and recording paper with poor smoothness can be deformed at the transfer nip portion. By providing the intermediate transfer belt 8 with an elastic layer having low hardness and making the intermediate transfer belt 8 elastic, the surface of the intermediate transfer belt 8 can be deformed following local irregularities. Thereby, without excessively increasing the transfer pressure with respect to the toner layer, good adhesion can be obtained, there is no loss of transfer of characters, and there is no transfer unevenness even on paper with poor smoothness, A transfer image having excellent uniformity can be obtained.
本プリンタでは、中間転写ベルト8は、少なくとも基層、弾性層、表面のコート層から構成される。 In this printer, the intermediate transfer belt 8 includes at least a base layer, an elastic layer, and a surface coat layer.
中間転写ベルト8の弾性層に用いられる材料としては、弾性材ゴム、エラストマー等の弾性部材が挙げられ、具体的には、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、EPDM、NBR、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック1、2−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、熱可塑性エラストマー(例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア、ポリエステル系、フッ素樹脂系)等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。 Examples of the material used for the elastic layer of the intermediate transfer belt 8 include elastic members such as elastic material rubber and elastomer. Specifically, butyl rubber, fluorine rubber, acrylic rubber, EPDM, NBR, acrylonitrile-butadiene-styrene. Rubber, natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, urethane rubber, syndiotactic 1,2-polybutadiene, epichlorohydrin rubber, polysulfide rubber, polynorbornene rubber, thermoplastic elastomer (for example, polystyrene series) , Polyolefins, polyvinyl chlorides, polyurethanes, polyamides, polyureas, polyesters, fluororesins) and the like can be used. However, it is not limited to the said material.
弾性層の厚さは、硬度及び層構成にもよるが、0.07〜0.5[mm]の範囲が好ましい。さらに好ましくは0.25〜0.5[mm]の範囲がよい。又、中間転写ベルト8の厚さが0.07[mm]以下と薄いと、二次転写ニップ部で中間転写ベルト8上のトナーに対する圧力が高くなり、転写中抜けが発生しやすくなり、さらに、トナーの転写率が低下する。 The thickness of the elastic layer depends on the hardness and the layer structure, but is preferably in the range of 0.07 to 0.5 [mm]. More preferably, the range of 0.25-0.5 [mm] is good. Further, if the thickness of the intermediate transfer belt 8 is as thin as 0.07 [mm] or less, the pressure on the toner on the intermediate transfer belt 8 at the secondary transfer nip portion becomes high, and transfer deficiency is likely to occur. The toner transfer rate decreases.
また、弾性層の硬度は、10°≦HS≦65°(JIS−A)であることが好ましい。中間転写ベルト8の層厚によって最適な硬度は異なるものの、硬度が10°JIS−Aより低いと転写中抜けが生じやすい。これに対して硬度が65°JIS−Aより高いものは、ローラヘの張架が困難となり、また、長期の張架によって延伸するために耐久性が無く早期の交換が必要になる。 The hardness of the elastic layer is preferably 10 ° ≦ HS ≦ 65 ° (JIS-A). Although the optimum hardness differs depending on the layer thickness of the intermediate transfer belt 8, if the hardness is lower than 10 ° JIS-A, transfer deficiency tends to occur. On the other hand, when the hardness is higher than 65 ° JIS-A, it is difficult to stretch the roller, and since it is stretched by long-term stretching, there is no durability and early replacement is necessary.
中間転写ベルト8の基層は、伸びの少ない樹脂で構成している。具体的に、基層に用いられる材料としては、ポリカーボネート、フッ素樹脂(ETFE、PVDF等)、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂(シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ピニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。 The base layer of the intermediate transfer belt 8 is made of a resin with little elongation. Specifically, materials used for the base layer include polycarbonate, fluororesin (ETFE, PVDF, etc.), polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, Styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer) Styrene-octyl acrylate copolymer and styrene-phenyl acrylate copolymer), styrene-methacrylic acid ester copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene) -Phenyl methacrylate copolymer, etc.), steel -Α-chloromethyl acrylate copolymer, styrene resin such as styrene-acrylonitrile-acrylate ester copolymer (monopolymer or copolymer containing styrene or styrene substitution product), methyl methacrylate resin, methacryl Acid butyl resin, ethyl acrylate resin, butyl acrylate resin, modified acrylic resin (silicone modified acrylic resin, vinyl chloride resin modified acrylic resin, acrylic / urethane resin, etc.), vinyl chloride resin, styrene-vinyl acetate copolymer, chloride Pinyl-vinyl acetate copolymer, rosin-modified maleic acid resin, phenol resin, epoxy resin, polyester resin, polyester polyurethane resin, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polyvinylidene chloride, ionomer resin, polyurethane resin, silicone Fat, ketone resins, ethylene - can be used ethyl acrylate copolymer, xylene resin and polyvinyl butyral resin, polyamide resin, one kind or two kinds or more selected from the group consisting of modified polyphenylene oxide resin. However, it is not limited to the said material.
また、伸びの大きなゴム材料などからなる弾性層の伸びを防止するために、基層と弾性層との間に帆布などの材料で構成された芯体層を設けてもよい。芯体層に用いられる伸びを防止する材料としては、例えば、綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フエノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、鉄繊維、銅繊維等の金属繊維からなる群より選ばれる1種あるいは2種以上を用い、糸状あるいは織布状のものを使用することができる。もちろん、上記材料に限定されるものではない。上記の糸は1本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。一方織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり、導電処理を施すことも可能である。 In addition, in order to prevent the elastic layer made of a rubber material having a large elongation from extending, a core layer made of a material such as a canvas may be provided between the base layer and the elastic layer. Examples of materials for preventing elongation used in the core layer include natural fibers such as cotton and silk, polyester fibers, nylon fibers, acrylic fibers, polyolefin fibers, polyvinyl alcohol fibers, polyvinyl chloride fibers, and polyvinylidene chloride fibers. One or more selected from the group consisting of synthetic fibers such as polyurethane fiber, polyacetal fiber, polyfluoroethylene fiber and phenol fiber, inorganic fibers such as carbon fiber and glass fiber, and metal fibers such as iron fiber and copper fiber Threaded or woven fabric can be used. Of course, the material is not limited to the above. The above-described yarn may be twisted in any manner, such as one or a plurality of filaments twisted, one-twisted yarn, various twisted yarns, double yarn, or the like. Further, for example, fibers of a material selected from the above material group may be blended. Of course, the yarn can be used after being subjected to an appropriate conductive treatment. On the other hand, the woven fabric can be any woven fabric such as knitted weave, and of course, a woven fabric that has been woven can also be used and can be subjected to a conductive treatment.
中間転写ベルト8表面のコート層は、弾性層の表面をコーティングするためのものであり、平滑性のよい層からなるものである。コート層に用いられる材料としては、特に制限はないが、一般的に、中間転写ベルト8表面へのトナーの付着カを小さくして二次転写性を高める材料が用いられる。例えば、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の1種類あるいは2種類以上、又は、表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素樹脂、フッ素化合物、フッ化炭素、酸化チタン、シリコンカーバイド等の粒子を1種類あるいは2種類以上、又は必要に応じて粒径を変えたものを分散させて使用することができる。また、フッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素層を形成させ、表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。 The coat layer on the surface of the intermediate transfer belt 8 is for coating the surface of the elastic layer, and is composed of a layer having good smoothness. The material used for the coating layer is not particularly limited, but generally, a material that increases the secondary transferability by reducing the amount of toner adhering to the surface of the intermediate transfer belt 8 is used. For example, one or more of polyurethane, polyester, epoxy resin, etc., or a material that reduces surface energy and increases lubricity, such as fluororesin, fluorine compound, fluorocarbon, titanium oxide, silicon carbide, etc. One type or two or more types, or those having different particle sizes as required can be dispersed and used. Further, it is also possible to use a material such as a fluorine-based rubber material in which a heat treatment is performed to form a fluorine layer on the surface and the surface energy is reduced.
また、必要に応じて、基層、弾性層又はコート層は、抵抗を調整する目的で、例えば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO)、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物等を用いることができる。ここで、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし、上記材料に限定されるものではない。 If necessary, the base layer, the elastic layer, or the coating layer is, for example, carbon black, graphite, metal powder such as aluminum or nickel, tin oxide, titanium oxide, antimony oxide, indium oxide, for the purpose of adjusting resistance. Conductive metal oxides such as potassium titanate, antimony oxide-tin oxide composite oxide (ATO), and indium oxide-tin oxide composite oxide (ITO) can be used. Here, the conductive metal oxide may be coated with insulating fine particles such as barium sulfate, magnesium silicate, and calcium carbonate. However, it is not limited to the said material.
中間転写ベルト8の表面は、ベルト表面を保護するために、潤滑剤塗布装置200により潤滑剤が塗布されている。潤滑剤塗布装置200は、ステアリン酸亜鉛塊などの固形潤滑剤202と、固形潤滑剤と当接し、回転によって固形潤滑剤から掻き取って得た潤滑剤粉末を中間転写ベルト8表面に塗布する塗布部材たる塗布ブラシローラ201とを備えている。 The surface of the intermediate transfer belt 8 is coated with a lubricant by a lubricant coating device 200 in order to protect the belt surface. The lubricant application device 200 is a coating that abuts on the surface of the intermediate transfer belt 8 with a solid lubricant 202 such as a zinc stearate lump and a lubricant powder that comes into contact with the solid lubricant and is scraped off from the solid lubricant by rotation. And a coating brush roller 201 as a member.
パーソナルコンピュータ等から画像情報が送られてくると、本プリンタは、駆動ローラ11を回転駆動して、中間転写ベルト8を無端移動させる。駆動ローラ11以外の張架ローラについては、ベルトに従動回転させる。同時に、プロセスユニット6Y,M,C,Kの感光体1Y,M,C,Kを回転駆動する。また、感光体1Y,M,C,Kの表面を帯電装置2Y,M,C,Kによって一様に帯電させながら、帯電後の表面に対してレーザー光Lの照射によって静電潜像を形成する。そして、感光体1Y,M,C,Kの表面に形成した静電潜像を現像装置5Y,M,C,Kによって現像することで、感光体1Y,M,C,K上にY,M,C,Kトナー像を得る。Y,M,C,Kトナー像は、上述したY,M,C,K用の1次転写ニップにて、中間転写ベルト8のおもて面に重ね合わせて1次転写される。これにより、中間転写ベルト8のおもて面には4色重ね合わせトナー像が形成される。 When image information is sent from a personal computer or the like, the printer rotates the drive roller 11 to move the intermediate transfer belt 8 endlessly. The stretching rollers other than the driving roller 11 are driven and rotated by the belt. At the same time, the photosensitive members 1Y, 1M, 1C, and 1K of the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K are rotationally driven. Further, an electrostatic latent image is formed by irradiating the charged surface with laser light L while uniformly charging the surfaces of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K with the charging devices 2Y, 2M, 2C, and 2K. To do. The electrostatic latent images formed on the surfaces of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K are developed by the developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K, so that the Y, M on the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, 1K are developed. , C, K toner images are obtained. The Y, M, C, and K toner images are primarily transferred while being superimposed on the front surface of the intermediate transfer belt 8 in the above-described primary transfer nips for Y, M, C, and K. As a result, a four-color superimposed toner image is formed on the front surface of the intermediate transfer belt 8.
一方、不図示の給紙部では、給紙ローラによって給紙カセットから記録紙Pを1枚づつ送り出してレジストローラ対まで搬送する。そして、中間転写ベルト8上の4色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで、レジストローラ対を駆動して記録紙Pを2次転写ニップに送り込んで、ベルト上の4色重ね合わせトナー像を記録紙Pに一括2次転写する。これにより、記録紙Pの表面にフルカラー画像を形成する。フルカラー画像形成後の記録紙Pについては、2次転写ニップから定着装置に搬送してトナー像の定着処理を施す。 On the other hand, in a paper feed unit (not shown), the recording paper P is sent out from the paper feed cassette one by one by the paper feed roller and conveyed to the registration roller pair. Then, at a timing that can be synchronized with the four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 8, the registration roller pair is driven to feed the recording paper P to the secondary transfer nip, and the four-color superimposed toner image on the belt is transferred. Batch transfer onto the recording paper P is performed. Thereby, a full-color image is formed on the surface of the recording paper P. The recording paper P after the formation of the full-color image is conveyed from the secondary transfer nip to a fixing device and subjected to a toner image fixing process.
Y,M,C,Kトナー像を中間転写ベルト8に1次転写した後の感光体1Y,M,C,Kについては、ドラムクリーニング装置4Y,M,C,Kによって転写残トナーのクリーニング処理を施す。その後、図示しない除電ランプで除電した後、帯電装置2Y,M,C,Kで一様に帯電せしめて、次の画像形成に備える。また、記録紙Pに一次転写した後の中間転写ベルト8については、ベルトクリーニング装置100によって転写残トナーのクリーニング処理を施す。 For the photoreceptors 1Y, M, C, and K after the Y, M, C, and K toner images are primarily transferred to the intermediate transfer belt 8, the remaining toner is cleaned by the drum cleaning devices 4Y, 4M, 4C, and 4K. Apply. Then, after neutralizing with a neutralizing lamp (not shown), it is uniformly charged with the charging devices 2Y, 2M, 2C, and 3K, and is ready for the next image formation. Further, the intermediate transfer belt 8 after the primary transfer to the recording paper P is subjected to a cleaning process for residual toner by the belt cleaning device 100.
K用のプロセスユニット6Kの図中右側方には、光学センサユニット150が中間転写ベルト8のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。この光学センサユニット150は、図2に示すように、中間転写ベルト8の幅方向に並ぶY光学センサ151Y、C光学センサ151C、M光学センサ151M、K光学センサ151Kを有している。これらセンサは何れも反射型フォトセンサからなり、図示しない発光素子から発した光を中間転写ベルト8のおもて面やベルト上のトナー像で反射させ、その反射光量を図示しない受光素子によって検知する。図示しない制御部は、これらセンサからの出力電圧値に基づいて、中間転写ベルト8上のトナー像を検知したり、その画像濃度(単位面積あたりのトナー付着量)を検知したりすることができる。 An optical sensor unit 150 is disposed on the right side of the K process unit 6K in the drawing so as to face the front surface of the intermediate transfer belt 8 with a predetermined gap. As shown in FIG. 2, the optical sensor unit 150 includes a Y optical sensor 151Y, a C optical sensor 151C, an M optical sensor 151M, and a K optical sensor 151K arranged in the width direction of the intermediate transfer belt 8. Each of these sensors is a reflection type photosensor, and reflects light emitted from a light emitting element (not shown) by a toner image on the front surface of the intermediate transfer belt 8 or the belt, and detects the amount of reflected light by a light receiving element (not shown). To do. A control unit (not shown) can detect the toner image on the intermediate transfer belt 8 or the image density (toner adhesion amount per unit area) based on the output voltage values from these sensors. .
本プリンタにおいては、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、各色の画像濃度を適正化するための画像濃度制御を実行する。
画像濃度制御は、まず、図2に示すような、各色の階調パターンSk、Sm、Sc、Syを中間転写ベルト8上における各光学センサ151Y、M、C、Kに対向する位置に自動形成する。各色の階調パターンは、10個の画像濃度が異なる2[cm]×2[cm]の面積のトナーパッチからなっている。各色の階調パターンSk、Sm、Sc、Syを作成するときの、感光体1Y,M,C,Kの帯電電位は、プリントプロセスにおける一様なドラム帯電電位とは異なり、値を徐々に大きくする。そして、レーザー光の走査によって階調パターン像を形成するための複数のパッチ静電潜像を感光体1Y,M,C,Kにそれぞれ形成せしめながら、それらをY,M,C,K用の現像装置5Y,M,C,Kによって現像する。この現像の際、Y,M,C,K用の現像ローラに印加される現像バイアスの値を徐々に大きくしていく。このような現像により、感光体1Y,M,C,K上にはY,M,C,Kの階調パターン像が形成される。これらは、中間転写ベルト8の主走査方向に所定の間隔で並ぶように1次転写される。このときの、各色の階調パターンにおけるトナーパッチのトナー付着量は最小で0.1[mg/cm2]、最大で0.55[mg/cm2]ほどあり、また、トナーQ/d分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性にそろっている。
In this printer, image density control for optimizing the image density of each color is executed when the power is turned on or every time a predetermined number of prints are performed.
In the image density control, first, gradation patterns Sk, Sm, Sc, and Sy of each color are automatically formed on the intermediate transfer belt 8 at positions facing the optical sensors 151Y, M, C, and K as shown in FIG. To do. The gradation pattern of each color is composed of 10 toner patches having an area of 2 [cm] × 2 [cm] having different image densities. The charging potentials of the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K when creating the gradation patterns Sk, Sm, Sc, and Sy for each color are different from the uniform drum charging potential in the printing process and gradually increase in value. To do. Then, while forming a plurality of patch electrostatic latent images for forming a gradation pattern image on the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K by scanning with laser light, they are used for Y, M, C, and K, respectively. Development is performed by the developing devices 5Y, 5M, 5C, and 5K. During this development, the value of the developing bias applied to the Y, M, C, and K developing rollers is gradually increased. By such development, gradation pattern images of Y, M, C, and K are formed on the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K. These are primarily transferred so as to be arranged at a predetermined interval in the main scanning direction of the intermediate transfer belt 8. At this time, the toner adhesion amount of the toner patch in the gradation pattern of each color is about 0.1 [mg / cm 2 ] at the minimum and 0.55 [mg / cm 2 ] at the maximum, and the toner Q / d distribution When measured, it is almost aligned with the regular charging polarity.
中間転写ベルト8に形成され各トナーパターン(Sk、Sm、Sc、Sy)は、中間転写ベルト8の無端移動に伴って、光学センサ151との対向位置を通過する。この際、光学センサ151は、各階調パターンのトナーパッチに対する単位面積あたりのトナー付着量に応じた量の光を受光する。 Each toner pattern (Sk, Sm, Sc, Sy) formed on the intermediate transfer belt 8 passes through a position facing the optical sensor 151 as the intermediate transfer belt 8 moves endlessly. At this time, the optical sensor 151 receives an amount of light corresponding to the toner adhesion amount per unit area with respect to the toner patch of each gradation pattern.
次に、各色トナーパッチを検知したときの光学センサ151の出力電圧と、付着量変換アルゴリズムとから、各色のトナーパターンの各トナーパッチにおける付着量を算出し、算出した付着量に基づき作像条件を調整する。具体的には、トナーパッチにおけるトナー付着量を検知した結果と、各トナーパッチを作像したときの現像ポテンシャルとに基づいてその直線グラフを示す関数(y=ax+b)を回帰分析によって計算する。そして、この関数に画像濃度の目標値を代入することで適切な現像バイアス値を演算し、Y、M、C、K用の現像バイアス値を特定する。 Next, the adhesion amount of each color toner pattern in each toner patch is calculated from the output voltage of the optical sensor 151 when each color toner patch is detected and the adhesion amount conversion algorithm, and the image forming condition is based on the calculated adhesion amount. Adjust. Specifically, a function (y = ax + b) indicating a straight line graph is calculated by regression analysis based on the result of detecting the toner adhesion amount on the toner patch and the development potential when each toner patch is imaged. Then, an appropriate development bias value is calculated by substituting a target value of image density into this function, and development bias values for Y, M, C, and K are specified.
メモリ内には、数十通りの現像バイアス値と、それぞれに個別に対応する適切なドラム帯電電位とが予め関連付けられている作像条件データテーブルが格納されている。各プロセスユニット6Y,M,C,Kについて、それぞれこの作像条件テーブルの中から、特定した現像バイアス値に最も近い現像バイアス値を選び出し、これに関連付けられたドラム帯電電位を特定する。 The memory stores an image forming condition data table in which several tens of development bias values and appropriate drum charging potentials individually corresponding to the values are associated in advance. For each of the process units 6Y, 6M, 6C, and 6K, a developing bias value closest to the specified developing bias value is selected from the image forming condition table, and the drum charging potential associated therewith is specified.
また、本プリンタは、電源投入時あるいは所定枚数のプリントを行う度に、色ずれ量補正処理も実施するようになっている。そして、この色ずれ量補正処理において、中間転写ベルト8の幅方向の一端部と他端部とにそれぞれ、図3に示すようなシェブロンパッチPVと呼ばれるY,M,C,Kの各色トナー像からなる色ずれ検知用画像を形成する。シェブロンパッチPVは、図3に示すように、Y,M,C,Kの各色のトナー像を主走査方向から約45[°]傾けた姿勢で、副走査方向であるベルト移動方向に所定ピッチで並べたラインパターン群である。このシェブロンパッチPVの付着量は、0.3[mg/cm2]ほどである。 The printer also performs color misregistration correction processing when the power is turned on or whenever a predetermined number of prints are performed. In this color misregistration amount correction process, Y, M, C, and K color toner images called chevron patches PV as shown in FIG. 3 are respectively provided at one end and the other end in the width direction of the intermediate transfer belt 8. An image for color misregistration detection is formed. As shown in FIG. 3, the chevron patch PV has a predetermined pitch in the belt moving direction, which is the sub-scanning direction, with the toner images of each color of Y, M, C, and K inclined by about 45 ° from the main scanning direction. Is a line pattern group arranged in. The amount of the chevron patch PV attached is about 0.3 [mg / cm 2 ].
中間転写ベルト8の幅方向の両端部にそれぞれ形成したシェブロンパッチPV内の各色トナー像を検知することで、各色トナー像における主走査方向(感光体軸線方向)の位置、副走査方向(ベルト移動方向)の位置、主走査方向の倍率誤差、主走査方向からのスキューをそれぞれ検出する。ここで言う主走査方向とは、ポリゴンミラーでの反射に伴ってレーザー光が感光体表面上で位相する方向を示している。このようなシェブロンパッチPV内のY,M,Cトナー像について、Kトナー像との検知時間差を光学センサ151で読み取っていく。同図では、紙面上下方向が主走査方向に相当し、左から順に、Y,M,C,Kトナー像が並んだ後、これらとは姿勢が90[°]異なっているK,C,M,Yトナー像が更に並んでいる。基準色となるKとの検出時間差tyk、tmk、tckについての実測値と理論値との差に基づいて、各色トナー像の副走査方向のズレ量、即ちレジストズレ量を求める。そして、そのレジストズレ量に基づいて、不図示の光書込ユニットのポリゴンミラー1面おき、即ち、1走査ラインピッチを1単位として、感光体1に対する光書込開始タイミングを補正して、各色トナー像のレジストズレを低減する。また、ベルト両端部間での副走査方向ズレ量の差に基づいて、各色トナー像の主走査方向からの傾き(スキュー)を求める。そして、その結果に基づいて、光学系反射ミラーの面倒れ補正を実施して、各色トナー像のスキューズレを低減する。以上のように、シェブロンパッチPV内における各トナー像を検知したタイミングに基づいて光書込開始タイミングや面倒れを補正してレジストズレやスキューズレを低減する処理が、色ずれ補正処理である。このような色ずれ補正処理により、温度変化などで各色トナー像の中間転写ベルト8に対する形成位置が経時的にずれていくことに起因する画像の色ずれの発生を抑えることができる。 By detecting each color toner image in the chevron patch PV formed at both ends in the width direction of the intermediate transfer belt 8, the position of each color toner image in the main scanning direction (photoconductor axial direction), the sub-scanning direction (belt movement) Direction) position, magnification error in the main scanning direction, and skew from the main scanning direction. The main scanning direction here refers to the direction in which the laser light is phased on the surface of the photosensitive member as it is reflected by the polygon mirror. For such Y, M, C toner images in the chevron patch PV, the optical sensor 151 reads the detection time difference from the K toner image. In the figure, the vertical direction of the paper surface corresponds to the main scanning direction, and after the Y, M, C, and K toner images are arranged in order from the left, the postures are different from those by 90 [°]. , Y toner images are further arranged. Based on the difference between the actual measurement value and the theoretical value of the detection time differences tyk, tmk, and tck with respect to K as the reference color, the shift amount in the sub-scanning direction of each color toner image, that is, the registration shift amount is obtained. Then, on the basis of the amount of registration deviation, the optical writing start timing for the photosensitive member 1 is corrected every other polygon mirror surface of the optical writing unit (not shown), that is, one scanning line pitch as one unit, and each color is corrected. To reduce the registration error of the toner image. Further, the inclination (skew) of each color toner image from the main scanning direction is obtained based on the difference in the amount of deviation in the sub-scanning direction between both ends of the belt. Based on the result, surface tilt correction of the optical system reflection mirror is performed to reduce skew of each color toner image. As described above, the color misregistration correction process is a process that corrects the optical writing start timing and surface tilt based on the detection timing of each toner image in the chevron patch PV to reduce registration deviation and skew deviation. By such a color misregistration correction process, it is possible to suppress the occurrence of color misregistration of an image due to a shift in the formation position of each color toner image with respect to the intermediate transfer belt 8 due to a temperature change or the like.
また、低画像面積の画像形成動作が続くと、現像装置内に長時間とどまりつづける古いトナーが増えてくるため、トナー帯電特性が劣化し画像形成に用いると画像品質が悪くなる(現像能力低下、転写性低下)。このような古いトナーが現像装置内に滞留しないように一定のタイミングで感光体1の非画像領域に吐き出させ、吐き出し後にトナー濃度が低下した現像装置に新しいトナーを補給して現像装置内をリフレッシュするリフレッシュモードを備えている。 Further, if the image forming operation with a low image area continues, the amount of old toner that stays in the developing device for a long time increases, so that the toner charging characteristics deteriorate and the image quality deteriorates when used for image formation (development capability decreases, Transferability decline). In order to prevent such old toner from staying in the developing device, the toner is discharged to a non-image area of the photosensitive member 1 at a fixed timing, and new toner is replenished to the developing device whose toner density has been lowered after the discharging to refresh the inside of the developing device. It has a refresh mode.
不図示の制御部は、各現像装置5Y,M,C,Kのトナー消費量と、各現像装置5Y,M,C,Kの動作時間とを記憶しておき、所定のタイミングで、現像装置の所定期間の動作時間に対して、トナー消費量が閾値以下である否かを各現像装置について調べ、閾値以下の現像装置について、リフレッシュモードを実行する。 A control unit (not shown) stores the toner consumption amount of each developing device 5Y, M, C, K and the operation time of each developing device 5Y, M, C, K, and at a predetermined timing, the developing device. Whether or not the toner consumption amount is equal to or less than the threshold value for the operation time of the predetermined period is checked for each developing device, and the refresh mode is executed for the developing device equal to or less than the threshold value.
リフレッシュモードが実行されると、感光体の紙間に対応する非画像形成領域にトナー消費パターンが作成され、中間転写ベルト8に転写される。トナー消費パターンの付着量は、現像装置の所定期間の動作時間に対するトナー消費量に基づき決定され、単位面積当りの最大付着量が、1.0[mg/cm2]ほどになることがある。また、中間転写ベルト8に転写されたトナー消費パターンのトナーQ/d分布を測定すると、ほぼ正規帯電極性に揃っている。 When the refresh mode is executed, a toner consumption pattern is created in a non-image forming area corresponding to the space between the sheets of the photoconductor and transferred to the intermediate transfer belt 8. The adhesion amount of the toner consumption pattern is determined based on the toner consumption amount with respect to the operation time of the developing device for a predetermined period, and the maximum adhesion amount per unit area may be about 1.0 [mg / cm 2 ]. Further, when the toner Q / d distribution of the toner consumption pattern transferred to the intermediate transfer belt 8 is measured, it is almost aligned with the normal charging polarity.
中間転写ベルト8に形成された各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンは、ベルトクリーニング装置100によって回収される。このとき、ベルトクリーニング装置100は、大量のトナーを中間転写ベルト8から除去しなければならない。しかしながら、従来の極性制御手段とブラシローラとからなるクリーニング装置や、正極性のトナーを除去するブラシローラと、負極性のトナーを除去するブラシローラとを備えたクリーニング装置では、各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンなどの未転写のトナー像を一度で除去することができなかった。このような場合には、クリーニングしきれなかった中間転写ベルト8上トナーが次のプリント動作時に記録紙上に転写され、異常画像となる場合があった。 Each color gradation pattern, chevron patch, and toner consumption pattern formed on the intermediate transfer belt 8 are collected by the belt cleaning device 100. At this time, the belt cleaning device 100 must remove a large amount of toner from the intermediate transfer belt 8. However, in a conventional cleaning device including a polarity control unit and a brush roller, or a cleaning device including a brush roller that removes positive polarity toner and a brush roller that removes negative polarity toner, each color gradation pattern, Untransferred toner images such as chevron patches and toner consumption patterns could not be removed at once. In such a case, the toner on the intermediate transfer belt 8 that could not be cleaned may be transferred onto the recording paper during the next printing operation, resulting in an abnormal image.
そこで、本プリンタのベルトクリーニング装置100においては、各色階調パターン、シェブロンパッチ、トナー消費パターンなどの未転写のトナー像を一度で除去することができるよう構成している。以下に、具体的説明する。 Therefore, the belt cleaning apparatus 100 of the printer is configured such that untransferred toner images such as each color gradation pattern, chevron patch, and toner consumption pattern can be removed at a time. Specific description will be given below.
図4は、本プリンタの特徴点であるベルトクリーニング装置100とその周囲とを拡大して示す拡大構成図でであり、図5は、ベルトクリーニング装置100の要部を示した概略構成図である。
図4、5において、ベルトクリーニング装置100は、中間転写ベルト8上の未転写のトナー像を大まかに除去するためのプレクリーニング部100aと、中間転写ベルト8上の正規帯電極性(負極性)と反対極性(正極性)に帯電した逆帯電トナーを正規帯電極性に極性を制御する極性制御部100bと、中間転写ベルト8上の正規帯電極性に帯電した正規帯電トナーを除去する正規帯電トナークリーニング部100cとを備えている。
FIG. 4 is an enlarged configuration diagram illustrating the belt cleaning device 100 and its surroundings, which are characteristic features of the printer, and FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the belt cleaning device 100. .
4 and 5, the belt cleaning apparatus 100 includes a pre-cleaning unit 100a for roughly removing a toner image that has not been transferred on the intermediate transfer belt 8, and a normal charging polarity (negative polarity) on the intermediate transfer belt 8. A polarity control unit 100b that controls the polarity of the reversely charged toner charged to the opposite polarity (positive polarity) to the normal charged polarity, and a normally charged toner cleaning unit that removes the normally charged toner charged to the normally charged polarity on the intermediate transfer belt 8. 100c.
プレクリーニング部100aには、プレクリーニング部材たるプレクリーニングブラシローラ101を有している。また、プレクリーニングブラシローラ101に付着したトナーを回収するプレ回収部材としてのプレ回収ローラ102、プレ回収ローラ102に当接してローラ表面からトナーを掻き取るプレ掻き取り部材としてのプレ掻き取りブレード103を有している。 The pre-cleaning unit 100a has a pre-cleaning brush roller 101 as a pre-cleaning member. Further, a pre-collecting roller 102 as a pre-collecting member that collects toner attached to the pre-cleaning brush roller 101, and a pre-scraping blade 103 as a pre-scraping member that contacts the pre-collecting roller 102 and scrapes the toner from the roller surface. have.
未転写のトナー像を構成するトナーのほとんどは、正規帯電極性(負極性)に帯電しているので、正規帯電極性と反対極性(正極性)の電圧をプレクリーニングブラシローラ101に印加して、中間転写ベルト8上の正規帯電トナーを静電的除去するよう構成されている。また、プレ回収ローラ102には、プレクリーニングブラシローラ101よりも大きな正極性の電圧が印加されている。本ベルトクリーニング装置100においては、未転写トナー像の90[%]が、プレクリーニングブラシローラ101により除去されるよう、プレクリーニングブラシローラ101に印加する電圧、中間転写ベルト8に対する食い込み量や線速などが設定されている。 Since most of the toner constituting the untransferred toner image is charged with a normal charging polarity (negative polarity), a voltage having a polarity (positive polarity) opposite to the normal charging polarity is applied to the pre-cleaning brush roller 101, The regular charging toner on the intermediate transfer belt 8 is electrostatically removed. Further, a positive polarity voltage larger than that of the pre-cleaning brush roller 101 is applied to the pre-collection roller 102. In this belt cleaning apparatus 100, the voltage applied to the pre-cleaning brush roller 101, the amount of biting into the intermediate transfer belt 8 and the linear velocity so that 90% of the untransferred toner image is removed by the pre-cleaning brush roller 101. Etc. are set.
また、プレクリーニング部100aには、画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク(図示省略)に搬送するための搬送手段としての搬送スクリュ110が備えられている。 In addition, the pre-cleaning unit 100a includes a transport screw 110 as a transport unit for transporting to a waste toner tank (not shown) provided in the image forming apparatus main body.
極性制御部100bは、プレクリーニング部100aよりも中間転写ベルト8移動方向下流側に配置され、トナーの正規帯電極性(負極性)と反対極性(正極性)に帯電した逆帯電トナーに負極性の電荷を付与して正規帯電極性(負極性)に極性を制御する極性制御手段としての極性制御ブラシローラ104を有している。また、極性制御ブラシローラ104は逆帯電トナーを回収する逆帯電トナークリーニング部材としての機能も有している。そして、この極性制御ブラシローラ104に付着した少量の逆帯電トナーを回収する逆帯電トナー回収部材としての逆帯電トナー回収ローラ105、逆帯電トナー回収ローラ105に当接してローラ表面から逆帯電トナーを掻き取る逆帯電トナー掻き取り部材としての逆帯電トナー掻き取りブレード106を備えている。極性制御ブラシローラ104には、負極性の電圧が印加されており、逆帯電トナー回収ローラ105には、極性制御ブラシローラ104よりも大きな負極性の電圧が印加されている。 The polarity control unit 100b is disposed on the downstream side of the pre-cleaning unit 100a in the moving direction of the intermediate transfer belt 8, and is negatively charged to the reversely charged toner charged to the opposite polarity (positive polarity) to the normal charging polarity (negative polarity) of the toner. A polarity control brush roller 104 is provided as polarity control means for applying charge and controlling the polarity to the normal charging polarity (negative polarity). The polarity control brush roller 104 also has a function as a reversely charged toner cleaning member that collects reversely charged toner. Then, a reversely charged toner collecting roller 105 serving as a reversely charged toner collecting member for collecting a small amount of the reversely charged toner adhering to the polarity control brush roller 104, and contacting the reversely charged toner collecting roller 105 to remove the reversely charged toner from the roller surface A reversely charged toner scraping blade 106 as a reversely charged toner scraping member for scraping is provided. A negative polarity voltage is applied to the polarity control brush roller 104, and a negative polarity voltage greater than that of the polarity control brush roller 104 is applied to the reversely charged toner collection roller 105.
正規帯電トナークリーニング部100cは、極性制御部100bよりも中間転写ベルト8移動方向下流側に配置され、正規帯電極性に帯電した正規帯電トナーを静電的に除去する正規帯電トナークリーニング部材たる正規帯電トナークリーニングブラシローラ107を有している。また、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に付着した正規帯電トナーを回収する正規帯電トナー回収部材としての正規帯電トナー回収ローラ108、正規帯電トナー回収ローラ108に当接してローラ表面から正規帯電トナーを掻き取る正規帯電トナー掻き取り部材としての正規帯電トナー掻き取りブレード109を備えている。正規帯電トナークリーニングブラシローラ107には、正極性の電圧が印加されており、正規帯電トナー回収ローラ108には、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107よりも大きな正極性の電圧が印加されている。 The normal charging toner cleaning unit 100c is disposed downstream of the polarity control unit 100b in the moving direction of the intermediate transfer belt 8, and is a normal charging toner cleaning member that electrostatically removes normal charging toner charged to the normal charging polarity. A toner cleaning brush roller 107 is provided. Further, the regular charged toner collecting roller 108 as a regular charged toner collecting member for collecting the regular charged toner attached to the regular charged toner cleaning brush roller 107 and the regular charged toner collecting roller 108 are abutted and scraped from the roller surface. A regular charged toner scraping blade 109 is provided as a regular charged toner scraping member. A positive voltage is applied to the normally charged toner cleaning brush roller 107, and a positive voltage greater than that of the normally charged toner cleaning brush roller 107 is applied to the normally charged toner recovery roller 108.
図4に示すように、プレクリーニング部100aと極性制御部100bとは、第1絶縁性シール部材112により仕切られており、第1絶縁性シール部材112は、プレクリーニングブラシローラ101と当接している。プレクリーニング部100aと極性制御部100bとを第1絶縁性シール部材112で仕切ることにより、プレクリーニングブラシローラ101と極性制御ブラシローラ104との間で放電が発生したり、極性制御部100bで除去したトナーがプレクリーニングブラシに再付着したりするのを抑制することができる。 As shown in FIG. 4, the precleaning unit 100 a and the polarity control unit 100 b are partitioned by a first insulating seal member 112, and the first insulating seal member 112 is in contact with the precleaning brush roller 101. Yes. By partitioning the pre-cleaning unit 100a and the polarity control unit 100b with the first insulating seal member 112, a discharge occurs between the pre-cleaning brush roller 101 and the polarity control brush roller 104, or the polarity control unit 100b removes it. It is possible to prevent the toner that has been deposited from reattaching to the pre-cleaning brush.
また、極性制御部100bと正規帯電トナークリーニング部100cとは、第2絶縁性シール部材113により仕切られており、第2絶縁性シール部材113は、極性制御ブラシローラ104と当接している。極性制御部100bと正規帯電トナークリーニング部100cとを第2絶縁性シール部材113で仕切ることにより、極性制御ブラシローラ104と正規帯電トナークリーニングブラシローラ107との間で放電が発生したり、正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーが極性制御ブラシローラ104に再付着したりするのを抑制することができる。 Further, the polarity control unit 100 b and the regular charged toner cleaning unit 100 c are partitioned by a second insulating seal member 113, and the second insulating seal member 113 is in contact with the polarity control brush roller 104. By partitioning the polarity control unit 100b and the regular charging toner cleaning unit 100c by the second insulating seal member 113, a discharge is generated between the polarity control brush roller 104 and the regular charging toner cleaning brush roller 107, or regular charging is performed. It is possible to prevent the toner removed by the toner cleaning unit 100c from reattaching to the polarity control brush roller 104.
また、クリーニング装置100の出口部には、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107と当接する第3絶縁性シール部材114が設けられている。これにより、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107とテンションローラ16との間で放電が発生するのを抑制することができる。 In addition, a third insulating seal member 114 that abuts the regular charged toner cleaning brush roller 107 is provided at the outlet of the cleaning device 100. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of discharge between the normally charged toner cleaning brush roller 107 and the tension roller 16.
また、ベルトクリーニング装置100には、入口シール111、廃トナーケース115が備えられている。廃トナーケース115は、極性制御部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーを貯留するものである。また、廃トナーケース115は、ベルトクリーニング装置100に対して着脱可能に取り付けられており、メンテナンスなどのときに、廃トナーケース115をクリーニング装置100から取り外して廃トナーケース115に溜まったトナーを除去できるようになっている。 Further, the belt cleaning device 100 is provided with an inlet seal 111 and a waste toner case 115. The waste toner case 115 stores the toner removed by the polarity control unit 100b and the regular charged toner cleaning unit 100c. Further, the waste toner case 115 is detachably attached to the belt cleaning device 100, and the toner collected in the waste toner case 115 is removed by removing the waste toner case 115 from the cleaning device 100 during maintenance or the like. It can be done.
本ベルトクリーニング装置100では、極性制御部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーを廃トナーケース115に貯留させているが、この構成に限られない。例えば、ベルトクリーニング装置100の底部に搬送スクリュ110へトナーを搬送する搬送部材を設けたり、底部を搬送スクリュ110に向かう傾斜面にしたりして、極性制御部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーも、搬送スクリュ110によって画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク(図示省略)に搬送してもよい。また、搬送スクリュとは別に、極性制御部100bおよび正規帯電トナークリーニング部100cで除去したトナーを画像形成装置本体に備えられた廃トナータンク(図示省略)に搬送する第2の搬送スクリュを設けてもよい。 In the belt cleaning apparatus 100, the toner removed by the polarity control unit 100b and the normally charged toner cleaning unit 100c is stored in the waste toner case 115, but the configuration is not limited thereto. For example, a conveying member that conveys toner to the conveying screw 110 is provided at the bottom of the belt cleaning device 100, or the bottom is inclined to the conveying screw 110 and is removed by the polarity control unit 100b and the regular charged toner cleaning unit 100c. The transferred toner may also be transported to a waste toner tank (not shown) provided in the image forming apparatus main body by the transport screw 110. In addition to the transport screw, a second transport screw is provided for transporting the toner removed by the polarity control unit 100b and the regular charged toner cleaning unit 100c to a waste toner tank (not shown) provided in the main body of the image forming apparatus. Also good.
各ブラシローラ101,104,107は、回転自在に支持される金属製の回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた複数の起毛からなるブラシ部とを具備しており、外径がφ15〜16[mm]である。起毛は、内部が導電性カーボンなどの導電性材料からなり、表面部がポリエステルなどの絶縁性材料からなる二層構造の芯鞘構造となっている。これにより、芯は、ブラシローラに印加された電圧とほぼ同じ電位になり、トナーを起毛表面に静電的に引き付けることができる。その結果、中間転写ベルト8上のトナーは、ブラシローラに印加された電圧の作用によってブラシ繊維に静電的に付着する。また、各ブラシローラ101,104,107のブラシ繊維を、導電性繊維のみで構成してもよい。また、回転軸部材の法線方向に対して傾斜した姿勢で植毛されたいわゆる斜毛にしてもよい。また、プレクリーニングブラシローラ101、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107のブラシ繊維を芯鞘構造とし、極性制御ブラシローラ104のブラシ繊維を導電性繊維のみで構成してもよい。極性制御ブラシローラ104のブラシ繊維を導電性繊維のみで構成することで、極性制御ブラシローラ104からトナーへの電荷注入が発生しやすくなる。よって、極性制御ブラシローラ104によって、中間転写ベルト8上のトナーを良好に負極性に揃えることができる。一方、プレクリーニングブラシローラ101、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107のブラシ繊維を芯鞘構造とすることによって、トナーへの電荷注入を抑制することができ、中間転写ベルト8上のトナーが正極性に帯電するのを抑制する。これにより、プレクリーニングブラシローラ101、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107で、静電的に除去できないトナーが生じるのを抑制できる。 Each of the brush rollers 101, 104, and 107 includes a metal rotating shaft member that is rotatably supported and a brush portion that includes a plurality of raised brushes that are erected on the peripheral surface of the rotating shaft member. Is φ15 to 16 [mm]. The raised nail has a two-layer core-sheath structure in which the inside is made of a conductive material such as conductive carbon and the surface portion is made of an insulating material such as polyester. As a result, the lead has substantially the same potential as the voltage applied to the brush roller, and the toner can be electrostatically attracted to the raised surface. As a result, the toner on the intermediate transfer belt 8 is electrostatically attached to the brush fibers by the action of the voltage applied to the brush roller. Moreover, you may comprise the brush fiber of each brush roller 101,104,107 only with a conductive fiber. Moreover, you may make it the so-called oblique hair planted in the attitude | position inclined with respect to the normal line direction of a rotating shaft member. Alternatively, the brush fibers of the pre-cleaning brush roller 101 and the normally charged toner cleaning brush roller 107 may have a core-sheath structure, and the brush fibers of the polarity control brush roller 104 may be formed of only conductive fibers. By configuring the brush fibers of the polarity control brush roller 104 only with conductive fibers, charge injection from the polarity control brush roller 104 to the toner is likely to occur. Therefore, the polarity control brush roller 104 can satisfactorily align the toner on the intermediate transfer belt 8 with negative polarity. On the other hand, the core fibers of the pre-cleaning brush roller 101 and the regular charged toner cleaning brush roller 107 have a core-sheath structure, so that the charge injection into the toner can be suppressed, and the toner on the intermediate transfer belt 8 becomes positive. Suppresses charging. Thereby, it is possible to prevent the pre-cleaning brush roller 101 and the normally charged toner cleaning brush roller 107 from generating toner that cannot be removed electrostatically.
また、各ブラシローラ101,104,107は、中間転写ベルト8に対し0.7〜1.5[mm]食い込ませており、図示しない駆動手段によって、当接部でブラシが、中間転写ベルト8移動方向とは逆方向(カウンター方向)に移動するよう回転する。当接部において、ブラシをカウンター方向に移動するよう回転させることで、当接部においてブラシローラの中間転写ベルト8に対する相対速度を速くすることができる。これにより、中間転写ベルト8のある箇所が、ブラシローラとの当接範囲を抜けるまでの間におけるブラシとの接触確率が増え、良好に中間転写ベルト8からトナーを除去することができる。 Further, each of the brush rollers 101, 104, and 107 bites into the intermediate transfer belt 8 by 0.7 to 1.5 [mm], and the brush is brought into contact with the intermediate transfer belt 8 by a driving unit (not shown). It rotates to move in the direction opposite to the direction of movement (counter direction). By rotating the brush so as to move in the counter direction at the contact portion, the relative speed of the brush roller with respect to the intermediate transfer belt 8 can be increased at the contact portion. As a result, the probability of contact with the brush before a portion of the intermediate transfer belt 8 passes through the contact range with the brush roller increases, and the toner can be removed from the intermediate transfer belt 8 satisfactorily.
本ベルトクリーニング装置100においては、各回収ローラ102,105,108として、SUSローラを用いた。なお、各回収ローラ102,105,108は、ブラシローラに付着したトナーを起毛と回収ローラとの電位勾配によってブラシから回収ローラに転位させる機能さえ発揮できれば、どのような材料からなっていてもかまわない。例えば、各回収ローラ102,105,108を導電性芯金に数[μm]〜100[μm]の高抵抗弾性チューブを被せたり、あるいはさらに絶縁コーティングしたりして、ローラ抵抗をlogR=12〜13[Ω]にしたものを用いてもよい。各回収ローラ102,105,108として、SUSローラを用いることにより、コストダウンや印加電圧を低く抑えることができ、省電力化を図ることができるというメリットがある。一方、ローラ抵抗をlogR=12〜13[Ω]にすることによって、回収ローラへの回収時におけるトナーへの電荷注入を抑制し、トナーが回収ローラの印加電圧の極性と同極性になり、トナー回収率が低下するのを抑制することができる。 In the belt cleaning apparatus 100, SUS rollers are used as the collecting rollers 102, 105, and 108. Each of the collecting rollers 102, 105, and 108 may be made of any material as long as it can perform the function of transferring the toner adhering to the brush roller from the brush to the collecting roller by the potential gradient between the raised brush and the collecting roller. Absent. For example, each of the collecting rollers 102, 105, and 108 is covered with a high resistance elastic tube of several [μm] to 100 [μm] on a conductive core metal or further coated with an insulating coating, and the roller resistance is set to log R = 12 to You may use what was 13 [(ohm)]. By using a SUS roller as each of the collection rollers 102, 105, 108, there is an advantage that the cost can be reduced, the applied voltage can be kept low, and the power can be saved. On the other hand, by setting the roller resistance to logR = 12 to 13 [Ω], the charge injection into the toner during the collection to the collection roller is suppressed, and the toner has the same polarity as the applied voltage of the collection roller. It can suppress that a recovery rate falls.
各ブラシローラ101,104,107とクリーニング対向ローラ13,14,15は、φ14[mm]のアルミローラであり、中間転写ベルト8と自らの表面との摩擦力で従動回転する。また、クリーニング対向ローラ13、14、15は、アースに接続されている。 Each of the brush rollers 101, 104, and 107 and the cleaning counter rollers 13, 14, and 15 are φ14 [mm] aluminum rollers that are driven to rotate by the frictional force between the intermediate transfer belt 8 and its surface. The cleaning counter rollers 13, 14, and 15 are connected to the ground.
各ブラシローラ101,104,107の条件は、次の通りである。
・ブラシ材質:導電性ポリエステル(繊維内部に導電性カーボンを内包し、繊維表面はポリエステル、いわゆる芯鞘構造)
・ブラシ抵抗:106〜8[Ω]
・回転軸部材印加電圧[V]
プレクリーニングブラシローラ:+1600〜2000[V]
極性制御グブラシローラ:−2000〜−2400[V]
正規帯電トナークリーニングブラシローラ:800〜1200[V]
・ブラシ植毛密度:10万[本/inch2]
・ブラシ繊維径:約25〜35[μm]
・ブラシ先端の毛倒れ処理:あり
・ブラシ径φ:15〜16[mm]
・中間転写ベルト8へのブラシ繊維喰い込み量:1[mm]
プレクリーニングブラシローラ101への印加電圧は、中間転写ベルト8に大量のトナーが付着している未転写トナー像が入力されたとき、良好なクリーニング性能が得られるように設定されている。また、極性制御ブラシローラ104は、中間転写ベルト8上のトナーへ電荷が注入されるよう高めに設定されている。また、ブラシ植毛密度、ブラシ抵抗、繊維径、印加電圧、繊維種類、ブラシ繊維喰込量はシステムによって最適化できるため、これに限らない。また、使用できる繊維の種類としては、ナイロン、アクリル、ポリエステルなどがある。
The conditions of each brush roller 101, 104, 107 are as follows.
・ Brush material: Conductive polyester (Contains conductive carbon inside the fiber, the fiber surface is polyester, so-called core-sheath structure)
・ Brush resistance: 10 6-8 [Ω]
・ Rotary shaft member applied voltage [V]
Pre-cleaning brush roller: + 1600-2000 [V]
Polarity control brush roller: -2000 to -2400 [V]
Regularly charged toner cleaning brush roller: 800 to 1200 [V]
・ Brush flock density: 100,000 [lines / inch2]
・ Brush fiber diameter: about 25 to 35 [μm]
-Brush tipping treatment at the brush tip: Yes-Brush diameter φ: 15-16 [mm]
-Brush fiber biting amount into the intermediate transfer belt 8: 1 [mm]
The applied voltage to the pre-cleaning brush roller 101 is set so that good cleaning performance can be obtained when an untransferred toner image having a large amount of toner attached to the intermediate transfer belt 8 is input. In addition, the polarity control brush roller 104 is set high so that electric charge is injected into the toner on the intermediate transfer belt 8. Further, the brush flocking density, brush resistance, fiber diameter, applied voltage, fiber type, and brush fiber biting amount can be optimized by the system, and thus are not limited thereto. Examples of the types of fibers that can be used include nylon, acrylic, and polyester.
各回収ローラ102,105,108の条件は、次のとおりである。
・回収ローラ芯金材質:SUS
・回収ローラ芯金印加電圧:
プレ回収ローラ:2000〜2400[V]
逆帯電トナー回収ローラ:−2400〜−2800[V]
正規帯電トナー回収ローラ:+1000〜+1400[V]
回収ローラ材質、ブラシ繊維喰込量、印加電圧はシステムによって最適化できるため、これに限らない。
The conditions of each collection roller 102, 105, 108 are as follows.
・ Recovery roller core material: SUS
・ Collecting roller cored bar voltage:
Pre-collection roller: 2000 to 2400 [V]
Reversely charged toner collection roller: -2400 to -2800 [V]
Regularly charged toner collecting roller: +1000 to +1400 [V]
The collection roller material, brush fiber entrapment amount, and applied voltage can be optimized by the system, and are not limited thereto.
各掻き取りブレード103,106,109の条件は次の通りである。
・ブレード当接角度:20°
・ブレード厚み:0.1[mm]
・回収ローラへのブレード喰い込み量:1.0[mm]
ブレード当接角度、ブレード厚み、回収ローラへの喰い込み量は、システムによって最適化できるため、これに限らない。
The conditions of each scraping blade 103, 106, 109 are as follows.
・ Blade contact angle: 20 °
・ Blade thickness: 0.1 [mm]
・ Blade biting amount into collection roller: 1.0 [mm]
The blade contact angle, the blade thickness, and the amount of biting into the collection roller can be optimized by the system, and are not limited thereto.
次に本ベルトクリーニング装置100のクリーニング動作について説明する。
図4に示すように、2次転写部を通過した転写残トナーおよび未転写トナー像は入口シール111の当接部を越え、プレクリーニングブラシローラ101の位置に中間転写ベルト8の回転により移送される。プレクリーニングブラシローラ101には、トナーの正規帯電極性と反対極性(正極性)の電圧が印加されており、中間転写ベルト8とプレクリーニングブラシローラ101表面電位との電位差で形成される電界により、中間転写ベルト8上の負極性に帯電したトナーを静電的に吸着してプレクリーニングブラシローラ101へ移動させる。プレクリーニングブラシローラ101に移動した負極性のトナーは、プレクリーニングブラシローラ101よりも値が大きな正極性の電圧が印加されたプレ回収ローラ102との当接位置まで移送される。そして、プレクリーニングブラシローラ101の表面電位とプレ回収ローラ102の表面電位との電位差で形成される電界により、プレクリーニングブラシローラ101上に移動したトナーを静電的に吸着してプレ回収ローラ102上へ移動させ、プレ回収ローラ102に移動した負極性のトナーは、プレ掻き取りブレード103により回収ローラ表面から掻き落とされる。プレ掻き取りブレード103により掻き落とされたトナーは、搬送スクリュ110で装置外に排出される。
Next, the cleaning operation of the belt cleaning apparatus 100 will be described.
As shown in FIG. 4, the untransferred toner image and the untransferred toner image that have passed through the secondary transfer portion pass through the contact portion of the entrance seal 111 and are transferred to the position of the pre-cleaning brush roller 101 by the rotation of the intermediate transfer belt 8. The A voltage having a polarity (positive polarity) opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the pre-cleaning brush roller 101, and an electric field formed by a potential difference between the intermediate transfer belt 8 and the surface potential of the pre-cleaning brush roller 101 The negatively charged toner on the intermediate transfer belt 8 is electrostatically attracted and moved to the pre-cleaning brush roller 101. The negative polarity toner that has moved to the pre-cleaning brush roller 101 is transported to a contact position with the pre-collection roller 102 to which a positive voltage having a larger value than that of the pre-cleaning brush roller 101 is applied. Then, the toner that has moved onto the pre-cleaning brush roller 101 is electrostatically adsorbed by the electric field formed by the potential difference between the surface potential of the pre-cleaning brush roller 101 and the surface potential of the pre-collecting roller 102, and the pre-collecting roller 102 The negative toner that has been moved upward and moved to the pre-collection roller 102 is scraped off from the surface of the collection roller by the pre-scraping blade 103. The toner scraped off by the pre-scraping blade 103 is discharged out of the apparatus by the transport screw 110.
プレクリーニングブラシローラ101により除去できたかった中間転写ベルト8上の未転写トナー像の負極性トナーや正極性トナー、正極性の転写残トナーは、極性制御ブラシローラ104の位置に移送される。極性制御ブラシローラ104には、トナーの正規帯電極性と同極性(負極性)の電圧が印加されており、電荷注入や放電により、中間転写ベルト8上のトナーの極性を負極性に揃える。また、これと同時に、中間転写ベルト8と極性制御ブラシローラ104表面電位との電位差で形成される電界により、中間転写ベルト8上の正極性に帯電した逆帯電トナーを静電的に吸着して極性制御ブラシローラ104へ移動させる。極性制御ブラシローラ104に移動した正極性の逆帯電トナーは、極性制御ブラシローラ104よりも値が大きな負極性の電圧が印加された逆帯電トナー回収ローラ105との当接位置まで移送される。そして、極性制御ブラシローラ104の表面電位と逆帯電トナー回収ローラ105の表面電位との電位差で形成される電界により、極性制御ブラシローラ104上に移動した逆帯電トナーを静電的に吸着して逆帯電トナー回収ローラ105上へ移動させる。逆帯電トナー回収ローラ105に移動した正極性の逆帯電トナーは、逆帯電トナー掻き取りブレード106により回収ローラ表面から掻き落とされる。 The negative toner, positive toner, and positive transfer residual toner of the untransferred toner image on the intermediate transfer belt 8 that could not be removed by the pre-cleaning brush roller 101 are transferred to the position of the polarity control brush roller 104. A voltage having the same polarity (negative polarity) as the normal charging polarity of the toner is applied to the polarity control brush roller 104, and the polarity of the toner on the intermediate transfer belt 8 is made negative by charge injection or discharge. At the same time, the positively charged reversely charged toner on the intermediate transfer belt 8 is electrostatically adsorbed by the electric field formed by the potential difference between the intermediate transfer belt 8 and the surface potential of the polarity control brush roller 104. Move to the polarity control brush roller 104. The positive polarity reversely charged toner that has moved to the polarity control brush roller 104 is transferred to a contact position with the reverse charge toner collection roller 105 to which a negative voltage having a larger value than the polarity control brush roller 104 is applied. Then, the reversely charged toner moved onto the polarity control brush roller 104 is electrostatically adsorbed by the electric field formed by the potential difference between the surface potential of the polarity control brush roller 104 and the surface potential of the reversely charged toner collecting roller 105. The toner is moved onto the reversely charged toner collecting roller 105. The positively charged reversely charged toner moved to the reversely charged toner collecting roller 105 is scraped off from the surface of the collecting roller by the reversely charged toner scraping blade 106.
次に、極性制御ブラシローラ104により負極性にシフトしたトナーや、プレクリーニングブラシローラ101により除去できたかった負極性のトナーが、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に移送される。正規帯電トナークリーニングブラシローラ107へ移送されるトナーは、極性制御ブラシローラ104により負極性に極性制御されている。また、プレクリーニングブラシローラ101や極性制御ブラシローラ104によって中間転写ベルト8上のトナーは、ほとんど除去されている。このため、この正規帯電トナークリーニングブラシローラ107へ移送されるトナーは、ごく少量である。この正規帯電トナークリーニングブラシローラ107へ移送された負極性に揃えられた、ごく少量の中間転写ベルト8上のトナーは、トナーの正規帯電極性と反対極性(正極性)の電圧が印加されている正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に静電的に付着し、正規帯電トナー回収ローラ108により回収され、正規帯電トナー掻き取りブレード109により、正規帯電トナー回収ローラ108から掻き落とされる。 Next, the toner shifted to the negative polarity by the polarity control brush roller 104 and the negative polarity toner that could not be removed by the pre-cleaning brush roller 101 are transferred to the regular charged toner cleaning brush roller 107. The polarity of the toner transferred to the normally charged toner cleaning brush roller 107 is negatively controlled by the polarity control brush roller 104. Further, the toner on the intermediate transfer belt 8 is almost removed by the pre-cleaning brush roller 101 and the polarity control brush roller 104. Therefore, a very small amount of toner is transferred to the regular charged toner cleaning brush roller 107. A very small amount of toner on the intermediate transfer belt 8 aligned with the negative polarity transferred to the normally charged toner cleaning brush roller 107 is applied with a voltage having a polarity (positive polarity) opposite to the normal charged polarity of the toner. The toner is electrostatically attached to the regular charged toner cleaning brush roller 107, collected by the regular charged toner collection roller 108, and scraped off from the regular charged toner collection roller 108 by the regular charged toner scraping blade 109.
このように、本ベルトクリーニング装置100によれば、プレクリーニングブラシローラ101を設けることによって、プレクリーニングブラシローラ101で未転写のトナー像の大部分をしめる負極性のトナーが大まかに除去される。これにより、極性制御ブラシローラ104や正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に入力されるトナー量を減らすことができる。ベルト移動方向最下流の正規帯電トナークリーニングブラシローラ107へ移送される中間転写ベルト上のトナーは、プレクリーニングブラシローラ101、極性制御ブラシローラ104で除去されなかったものであり、トナー量としては、ごく少量である。また、極性制御ブラシローラ104により負極性に揃えられたトナーである。よって、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107で、残りのトナーを良好に除去することができる。これにより、中間転写ベルト8に大量のトナーが付着している未転写トナー像でも、良好に中間転写ベルト8から除去することができる。
また、未転写トナー像よりもトナー量が少ない転写残トナーは、これら3つのブラシローラ101,104,107によって良好に除去することができる。
As described above, according to the belt cleaning apparatus 100, by providing the pre-cleaning brush roller 101, the negative-polarity toner that covers most of the untransferred toner image by the pre-cleaning brush roller 101 is roughly removed. As a result, the amount of toner input to the polarity control brush roller 104 and the normally charged toner cleaning brush roller 107 can be reduced. The toner on the intermediate transfer belt transferred to the normally charged toner cleaning brush roller 107 at the most downstream side in the belt moving direction is not removed by the pre-cleaning brush roller 101 and the polarity control brush roller 104. Very small amount. Further, the toner has a negative polarity by the polarity control brush roller 104. Therefore, the remaining toner can be satisfactorily removed by the normally charged toner cleaning brush roller 107. As a result, even an untransferred toner image in which a large amount of toner is attached to the intermediate transfer belt 8 can be satisfactorily removed from the intermediate transfer belt 8.
Further, the untransferred toner having a smaller amount of toner than the untransferred toner image can be satisfactorily removed by these three brush rollers 101, 104, and 107.
また、極性制御部100bを、中間転写ベルト8上の正極性のトナーを除去しない構成とし、逆帯電トナー回収ローラ、逆帯電トナー掻き取りブレードをなくしてもよい。この場合、極性制御ブラシローラ104に付着した正極性のトナーは、極性制御ブラシローラ104からの電荷注入を受け、負極性に極性が反転した後、中間転写ベルト8へ再付着し、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107で除去される。この変形例1の構成においては、正規帯電トナークリーニングブラシローラ107に入力されるトナー量は増えるが、逆帯電トナー回収ローラ105及び逆帯電トナー掻き取りブレード106がないのでレイアウトが簡素化され、コストも安く押さえられる。また、中間転写ベルト8上のトナーに負極性の電荷を注入する手段としては、極性制御ブラシローラ104以外に、導電性ブレード、コロナチャジャーなどを用いてもよい。また、トナーの帯電極性を負極性に揃えるのではなく、正極性に揃えるようにして、極性制御部100bよりもベルト移動方向下流に、負極性の電圧が印加されたクリーニングブラシローラを配置して、中間転写ベルト上の正極性に揃えられたトナーを除去する構成でもよい。このような、構成でも、プレクリーニングブラシローラ101で、中間転写ベルト8から未転写トナー像のトナーを大まかに除去するので、極性制御部100bへ移送されるトナー量は少なくなっている。よって、極性制御部100bで、中間転写ベルト8上のトナーを良好に、一方の極性に揃えることができる。その結果、極性制御部100bの下流に配置されたクリーニングブラシローラで中間転写ベルト8上のトナーを良好に静電的に除去できる。よって、大量のトナーが付着した未転写のトナー像がベルトクリーニング装置100に入力されても、良好にクリーニングすることができる。 Further, the polarity control unit 100b may be configured not to remove the positive toner on the intermediate transfer belt 8, and the reversely charged toner collecting roller and the reversely charged toner scraping blade may be omitted. In this case, the positive toner adhering to the polarity control brush roller 104 receives charge injection from the polarity control brush roller 104, reverses the polarity to the negative polarity, and then reattaches to the intermediate transfer belt 8 to be normally charged toner. It is removed by the cleaning brush roller 107. In the configuration of the first modification, the amount of toner input to the regular charged toner cleaning brush roller 107 is increased, but the layout is simplified because the reverse charged toner collecting roller 105 and the reverse charged toner scraping blade 106 are not provided. Is cheaper. In addition to the polarity control brush roller 104, a conductive blade, a corona charger, or the like may be used as means for injecting negative charge into the toner on the intermediate transfer belt 8. Further, a cleaning brush roller to which a negative voltage is applied is arranged downstream of the polarity control unit 100b in the belt moving direction so that the charging polarity of the toner is not equal to the negative polarity but the positive polarity. In addition, a configuration in which toner having a positive polarity on the intermediate transfer belt is removed may be employed. Even in such a configuration, since the toner of the untransferred toner image is roughly removed from the intermediate transfer belt 8 by the pre-cleaning brush roller 101, the amount of toner transferred to the polarity control unit 100b is reduced. Therefore, the polarity control unit 100b can satisfactorily align the toner on the intermediate transfer belt 8 with one polarity. As a result, the toner on the intermediate transfer belt 8 can be satisfactorily and electrostatically removed by the cleaning brush roller disposed downstream of the polarity control unit 100b. Therefore, even if an untransferred toner image to which a large amount of toner is attached is input to the belt cleaning device 100, it can be satisfactorily cleaned.
また、本ベルトクリーニング装置100は、極性制御部100bに変えて、逆帯電トナーを中間転写ベルト8から除去する逆帯電トナークリーニング部とし、中間転写ベルト上のトナーの極性を負極性に揃える制御を行わない構成でもよい。 In addition, the belt cleaning device 100 is replaced with a polarity control unit 100b, which is a reversely charged toner cleaning unit that removes reversely charged toner from the intermediate transfer belt 8, and controls the toner polarity on the intermediate transfer belt to have a negative polarity. The structure which does not perform may be sufficient.
また、本ベルトクリーニング装置100では、各回収ローラ102,105,108、各ブラシローラ101,104,107に電圧を印加しているが、各回収ローラ102,105,108を金属ローラにして、回収ローラにのみ電圧を印加する構成でもよい。この場合は、ブラシローラの繊維抵抗による電位降下によって、回収ローラとの接触部を介する形態で、回収ローラに印加されたバイアス電圧よりも幾分低いバイアス電圧がブラシローラに印加されている状態となる。これにより、回収ローラとブラシローラとの間に電位差が形成され、回収ローラ方向へ電位勾配によりブラシローラから回収ローラへトナーを静電的に移動させることができる。 In the belt cleaning apparatus 100, a voltage is applied to each of the collecting rollers 102, 105, and 108 and each of the brush rollers 101, 104, and 107. The collecting rollers 102, 105, and 108 are used as metal rollers, and are collected. A configuration in which a voltage is applied only to the roller may be used. In this case, due to the potential drop due to the fiber resistance of the brush roller, a bias voltage slightly lower than the bias voltage applied to the collecting roller is applied to the brush roller in a form through the contact portion with the collecting roller. Become. Thereby, a potential difference is formed between the collection roller and the brush roller, and the toner can be electrostatically moved from the brush roller to the collection roller by a potential gradient in the direction of the collection roller.
次に、本実施形態の特徴点について、説明する。
本実施形態の各掻き取りブレードとして、金属ブレードを用いている。
図6(a)は、フリー状態のウレタンゴムブレード1000の断面図であり、図6(b)は、被清掃面1002のトナークリーニング中のウレタンゴムブレード1000の断面図である。
図6(a)に示すように、フリーの状態のときは、ウレタンゴムブレード1000は、短冊形状である。ウレタンゴムブレード1000を、被清掃面1002に当接させるときは、ウレタンゴムブレード1000の先端稜線部1001を被清掃面1002に当接させる。被清掃面清掃時は、図6に示すように、先端稜線部10001が、被清掃面移動方向へ弾性変形し、ブレード先端面1003の先端稜線部側の一部が、被清掃面と当接する。これにより、ウレタンゴムブレード1000の場合は、使用初期時において、被清掃面移動方向にある程度の幅をもって、被清掃面に対して面接触する。
Next, features of the present embodiment will be described.
A metal blade is used as each scraping blade in this embodiment.
6A is a cross-sectional view of the urethane rubber blade 1000 in a free state, and FIG. 6B is a cross-sectional view of the urethane rubber blade 1000 during toner cleaning of the surface 1002 to be cleaned.
As shown in FIG. 6A, the urethane rubber blade 1000 has a strip shape when in a free state. When the urethane rubber blade 1000 is brought into contact with the surface to be cleaned 1002, the tip edge line portion 1001 of the urethane rubber blade 1000 is brought into contact with the surface to be cleaned 1002. At the time of cleaning the surface to be cleaned, as shown in FIG. 6, the tip ridge line portion 10001 is elastically deformed in the moving direction of the surface to be cleaned, and a part of the blade tip surface 1003 on the tip ridge line portion side comes into contact with the surface to be cleaned. . Thereby, in the case of the urethane rubber blade 1000, in the initial stage of use, the urethane rubber blade 1000 comes into surface contact with the surface to be cleaned with a certain width in the moving direction of the surface to be cleaned.
しかし、ウレタンゴムブレード1000の場合は、次のような課題がある。すなわち、本実施形態の画像形成装置においては、後述するように、球形トナーを用いており、ブレード1000と被清掃面1002との当接部をトナーがすり抜けやすい。かかるすり抜けを抑えるには、被清掃面1002とウレタンブレード1000との当接圧力を高めてウレタンブレード1000のクリーニング能力(掻き取り能力)を高める必要がある。しかし、ウレタンブレード1000の当接圧を高めると、被清掃面1002とウレタンブレード1000との摩擦力が高まり、ウレタンブレード1000が被清掃面1002の移動方向に引っ張られて、ウレタンブレード1000の先端稜線部1001がめくれてしまう。このめくれたウレタンブレード1000が、そのめくれに抗して原形状態に復元する際に異音が発生することがある。さらに、ウレタンブレード1000の先端稜線部1001がめくれた状態でクリーニングをし続けると、ウレタンブレードの先端面1003の先端稜線部1001から数[μm]離れた場所に局所的な摩耗が生じてしまう。このような状態で、さらにクリーニングを続けると、この局所的な摩耗が大きくなり、最終的には、先端稜線部1001が欠落してしまう。先端稜線部1001が欠落してしまうと、トナーを正常にクリーニングできなくなり、クリーニング不良を生じてしまう。 However, the urethane rubber blade 1000 has the following problems. That is, in the image forming apparatus of the present embodiment, spherical toner is used as will be described later, and the toner easily slips through the contact portion between the blade 1000 and the surface to be cleaned 1002. In order to suppress such slip-through, it is necessary to increase the contact pressure between the surface to be cleaned 1002 and the urethane blade 1000 to enhance the cleaning ability (scraping ability) of the urethane blade 1000. However, when the contact pressure of the urethane blade 1000 is increased, the frictional force between the surface to be cleaned 1002 and the urethane blade 1000 is increased, and the urethane blade 1000 is pulled in the moving direction of the surface to be cleaned 1002, so Part 1001 turns over. When the turned-up urethane blade 1000 is restored to its original shape against the turning-up, abnormal noise may occur. Further, if the cleaning is continued with the leading edge portion 1001 of the urethane blade 1000 turned up, local wear occurs at a location several [μm] away from the leading edge portion 1001 of the leading edge surface 1003 of the urethane blade. If the cleaning is further continued in such a state, this local wear increases, and the leading edge line portion 1001 is eventually lost. If the leading edge portion 1001 is missing, the toner cannot be properly cleaned, resulting in poor cleaning.
このように、掻き取りブレードとして、ウレタンブレードを用いた場合、先端稜線部にめくれが生じるためこのましくない。一方、掻き取りブレードとして、金属ブレードを用いた場合は、上述した先端稜線部のめくれが生じず、摩耗が少ない。よって、ウレタンブレードよりも長期にわたり回収ローラ表面のトナーを良好に除去することができる。 Thus, when a urethane blade is used as the scraping blade, the tip ridge line portion is turned up, which is not preferable. On the other hand, when a metal blade is used as the scraping blade, the above-described tip ridge line portion is not turned up and wear is small. Therefore, the toner on the surface of the collection roller can be removed well over a longer period than the urethane blade.
図7は、従来のプレ掻き取りブレード周辺の概略構成図である。
金属ブレードからなるプレ掻き取りブレード103は、接着剤121でホルダ122に固定されており、プレ掻き取りブレードの先端稜線部103aを、プレ回収ローラ102の表面に当接させていた。なお、逆帯電トナー掻き取りブレード106の周辺の構成、正規帯電掻き取りブレードの周辺の構成は、図7と同様であり、掻き取りブレードの先端稜線部を回収ローラ表面に当接させていた。各掻き取りブレードの構成は、同じなので、以下の説明では、プレ掻き取りブレードを用いて、説明する。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram around a conventional pre-scraping blade.
The pre-scraping blade 103 made of a metal blade is fixed to the holder 122 with an adhesive 121, and the tip edge line portion 103 a of the pre-scraping blade is brought into contact with the surface of the pre-collecting roller 102. The configuration around the reversely charged toner scraping blade 106 and the configuration around the regular charged scraping blade 106 are the same as those in FIG. 7, and the tip edge line portion of the scraping blade is brought into contact with the surface of the collecting roller. Since the configuration of each scraping blade is the same, the following description will be made using a pre-scraping blade.
プレ掻き取りブレード103として、金属ブレードを使用し、プレ掻き取りブレード103の初期形状を図6(a)に示すように、ウレタンゴムブレードと同様、短冊形状とし、図7に示すようにプレ掻き取りブレード103の先端稜線部103aをプレ回収ローラ102表面に当接させた場合、初期掻き取り不良が生じてしまう。これは、プレ回収ローラ102が金属ローラであり、プレ掻き取りブレード103が金属ブレードであるので、互いに弾性変形することはない。よって、プレ掻き取りブレード103をプレ回収ローラ102に当接させたとき、プレ掻き取りブレード103の先端稜線部103aのみがプレ回収ローラ102と当接することになり、プレ掻き取りブレード103は、プレ回収ローラ102に対して線接触となる。このように、線接触となるため、プレ掻き取りブレード103の先端稜線部103aにうねりなどがあると、トナーがすり抜け、掻き取り不良となってしまう。このようなプレ掻き取りブレード103の掻き取り不良は、初期時だけであり、経時使用すると、プレ回収ローラ102表面のトナーを良好に掻き取ることができるようになる。 As the pre-scraping blade 103, a metal blade is used, and the initial shape of the pre-scraping blade 103 is a strip shape like the urethane rubber blade as shown in FIG. 6A, and the pre-scraping blade 103 is pre-scraped as shown in FIG. When the leading edge line 103a of the take-up blade 103 is brought into contact with the surface of the pre-collection roller 102, an initial scraping failure occurs. This is because the pre-recovery roller 102 is a metal roller and the pre-scraping blade 103 is a metal blade, so that they do not elastically deform each other. Therefore, when the pre-scraping blade 103 is brought into contact with the pre-collecting roller 102, only the tip edge line portion 103a of the pre-scraping blade 103 comes into contact with the pre-collecting roller 102. Line contact is made with respect to the collection roller 102. As described above, since the line contact occurs, if the tip edge line portion 103a of the pre-scraping blade 103 has waviness or the like, the toner slips through, resulting in poor scraping. Such a scraping failure of the pre-scraping blade 103 is only at the initial stage, and when used over time, the toner on the surface of the pre-collecting roller 102 can be scraped well.
図8は、100k枚通紙を行った後のプレ掻き取りブレード103の先端稜線部103aの状態を顕微鏡(Keyence VK8500)で観察した図である。(a)は、プレ掻き取りブレード103をプレ回収ローラ102の軸方向から観察したときの概念図であり、(b)は、図7のA方向からプレ掻き取りブレード103を観察したときの図である。また、この100k枚通紙時においては、プレ掻き取りブレード103の掻き取り不良は、確認されなかった。
図8を見ると、プレ掻き取りブレード103の先端稜線部103aは、磨耗してなくなり、プレ掻き取りブレード103の磨耗面Xが、プレ回収ローラ102と表面と接触していた。このように、プレ掻き取りブレード103の磨耗面Xがプレ回収ローラ102に当接することで、プレ掻き取りブレード103の掻き取り不良は、抑制される。よって、使用初期から、プレ掻き取りブレード103にこのような磨耗面Xを設けることによって、プレ掻き取りブレード使用初期時の掻き取り不良を抑制することができる。
FIG. 8 is a view of the state of the tip ridge portion 103a of the pre-scraping blade 103 after passing 100k sheets, observed with a microscope (Keyence VK8500). (A) is a conceptual diagram when the pre-scraping blade 103 is observed from the axial direction of the pre-collecting roller 102, and (b) is a diagram when the pre-scraping blade 103 is observed from the direction A in FIG. It is. Further, when 100 k sheets were passed, no scraping failure of the pre-scraping blade 103 was confirmed.
Referring to FIG. 8, the tip edge line portion 103 a of the pre-scraping blade 103 is not worn, and the wear surface X of the pre-scraping blade 103 is in contact with the pre-collecting roller 102 and the surface. Thus, the scraping failure of the pre-scraping blade 103 is suppressed by the wear surface X of the pre-scraping blade 103 coming into contact with the pre-collecting roller 102. Therefore, by providing such a wear surface X on the pre-scraping blade 103 from the initial stage of use, it is possible to suppress scraping defects at the initial stage of use of the pre-scraping blade.
図9は、本実施形態のプレ掻き取りブレード先端部分の使用初期形状の概略構成図である。
本実施形態のプレ掻き取りブレード103の使用初期の形状は、図9に示すように、ブレード下面103bと先端面103cとの間に、プレ回収ローラ表面と僅かな隙間をもって対向するか、プレ回収ローラ表面と当接するかして、プレ回収ローラ表面のトナーを堰き止める堰き止め面103dを設けている。また、ブレード下面103bと堰き止め面103dとがなす角度θ1が、鈍角となっている。
このような、堰き止め面103dは、次のようにして、成形する。プレ掻き取りブレード103は、板金にエッチング加工を施して、切断することで、成形しているが、このエッチング時間を変更することで、形成することができる。
上記エッチング加工は、板金のおもて面と裏面とに、切断箇所以外のところをマスキングし、板金のおもて面側と裏面側の両方からエッチング処理を施すことで、板金を切断し、プレ掻き取りブレード103を成形している。そして、板金のプレ掻き取りブレードのブレード下面103bとなる側の面から行うエッチング時間を、これと反対側の面から行うエッチング時間よりも短くすることにより、上述の対向・当接面103dを形成することができる。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an initial use shape of the tip portion of the pre-scraping blade of this embodiment.
As shown in FIG. 9, the pre-scraping blade 103 according to the present embodiment has an initial shape such that it faces the pre-recovery roller surface with a slight gap between the blade lower surface 103b and the tip surface 103c, or pre-recovery. A damming surface 103d that dams the toner on the surface of the pre-collecting roller is provided so as to contact the roller surface. Further, an angle θ1 formed by the blade lower surface 103b and the damming surface 103d is an obtuse angle.
Such a blocking surface 103d is formed as follows. The pre-scraping blade 103 is formed by performing etching on a sheet metal and cutting it, but it can be formed by changing the etching time.
The above etching process is performed by masking a portion other than the cut portion on the front surface and the back surface of the sheet metal, cutting the sheet metal by performing an etching process from both the front surface side and the back surface side of the sheet metal, A pre-scraping blade 103 is formed. Then, the above-mentioned facing / contacting surface 103d is formed by making the etching time performed from the surface of the pre-scraping blade of the sheet metal to be the blade lower surface 103b shorter than the etching time performed from the opposite surface. can do.
図10(a)は、エッチング時間を調整することにより、形成されたプレ掻き取りブレード103のプレ回収ローラ102表面への当接の様子を示す図であり、図10(b)は、プレ掻き取りブレード103とプレ回収ローラ102表面との当接部の拡大図である。
図に示すように、この構成においては、使用初期時において、辺D1が、プレ回収ローラ102表面と当接する先端稜線部となっており、堰き止め面103dは、先端稜線部D1よりもプレ回収ローラ表面移動方向上流側に形成される。そして、堰き止め面103dによって、先端稜線部D1よりもプレ回収ローラ表面移動方向上流側に僅かな隙間が形成され、この隙間は、プレ回収ローラ表面移動方向にある程度の幅を有している。上記構成で装置を駆動したところ、初期の掻き取り不良は、生じなかった。これは、図10(b)の拡大図で示すように、堰き止め面103dとプレ回収ローラ102との隙間は、僅かであり、このわずかな隙間にトナーが侵入することはなく、トナーは、先端面103c一辺である辺D2により掻き取られる。この辺D2に微小なうねりがあっても、対向・当接面103dの僅かな隙間にトナーが入り込むことはない。よって、このように、対向・当接面103dがプレ回収ローラ102表面に当接していなくても、トナーがプレ掻き取りブレード103とプレ回収ローラ102との間をすり抜けることはない。よって、プレ掻き取りブレード103の使用初期時の掻き取り不良を抑制することができる。
FIG. 10A is a diagram showing a state in which the pre-scraping blade 103 formed is brought into contact with the surface of the pre-collecting roller 102 by adjusting the etching time, and FIG. FIG. 6 is an enlarged view of a contact portion between the take-up blade 103 and the pre-collection roller 102 surface.
As shown in the figure, in this configuration, in the initial stage of use, the side D1 is a tip ridge line portion that contacts the surface of the pre-collection roller 102, and the damming surface 103d is pre-collected more than the tip ridge line portion D1. It is formed on the upstream side of the roller surface movement direction. The damming surface 103d forms a slight gap on the upstream side in the pre-collection roller surface movement direction with respect to the leading edge line portion D1, and this gap has a certain width in the pre-collection roller surface movement direction. When the apparatus was driven with the above-described configuration, no initial scraping failure occurred. As shown in the enlarged view of FIG. 10B, the gap between the blocking surface 103d and the pre-collection roller 102 is very small, and the toner does not enter the slight gap. The tip surface 103c is scraped off by the side D2, which is one side. Even if the side D2 has a slight undulation, the toner does not enter a slight gap between the facing and abutting surfaces 103d. Therefore, toner does not slip between the pre-scraping blade 103 and the pre-collection roller 102 even if the facing / contact surface 103 d is not in contact with the surface of the pre-collection roller 102 in this way. Therefore, the scraping failure at the initial use of the pre-scraping blade 103 can be suppressed.
また、図9に示すように、ブレード下面103bに沿って引いた仮想線と、先端面に沿って引いた仮想線との交点Kから、先端面103cの辺D2までの距離Hは、短すぎても、長すぎても、初期掻き取り不良の抑制効果が得られなくなる。 Further, as shown in FIG. 9, the distance H from the intersection K between the virtual line drawn along the blade lower surface 103b and the virtual line drawn along the tip surface to the side D2 of the tip surface 103c is too short. However, if it is too long, the effect of suppressing the initial scraping failure cannot be obtained.
図11(a)は、上記距離Hが、短いときのプレ掻き取りブレード103とプレ回収ローラ102表面との当接部の様子を示す図であり、図11(b)は、上記距離Hが、長いときのプレ掻き取りブレード103とプレ回収ローラ102表面との当接部の様子を示す図である。
図11(a)に示すように、上記距離Hが短いときは辺D2が、プレ回収ローラ102の表面と当接する先端稜線部となり、堰き止め面103dが、先端稜線部よりも回収ローラ表面移動方向下流側に位置する。上記距離Hが短いと、堰き止め面103dとプレ回収ローラ102との間の隙間が大きくなってしまう。その結果、先端稜線部D2にうねりがあった場合、先端稜線部D2より下流側の隙間で、トナーを堰き止めることができず、プレ掻き取りブレード103とプレ回収ローラ102との間をすり抜けてしまい、初期掻き取り不良を抑制することができない。
また、図11(b)に示すように、上記距離Hが、長いときは、辺D1が、プレ回収ローラ102と当接する先端稜線部となり、堰き止め面103dが先端稜線部よりもプレ回収ローラ移動方向上流側に位置する。上記距離Hが長すぎると、堰き止め面103dとプレ回収ローラ102との間の隙間が大きくなってしまう。その結果、先端稜線部D1よりも上流側の隙間でトナーを堰き止めることができず、トナーが、先端稜線部D1まで移動してしまい、先端稜線部D1でトナーを掻き取ることになる。よって、先端稜線部D1にうねりがあると、プレ掻き取りブレード103とプレ回収ローラ102との間をすり抜けてしまい、初期掻き取り不良を抑制することができない。
FIG. 11A is a diagram showing a state of a contact portion between the pre-scraping blade 103 and the surface of the pre-collecting roller 102 when the distance H is short, and FIG. It is a figure which shows the mode of the contact part of the pre scraping blade 103 and the pre collection | recovery roller 102 surface when long.
As shown in FIG. 11 (a), when the distance H is short, the side D2 becomes a tip ridge line portion that comes into contact with the surface of the pre-collection roller 102, and the damming surface 103d moves on the collection roller surface more than the tip ridge line portion. Located downstream in the direction. When the distance H is short, a gap between the damming surface 103d and the pre-collection roller 102 becomes large. As a result, when there is a undulation in the tip ridge line portion D2, the toner cannot be dammed in the gap on the downstream side of the tip ridge line portion D2, and slips between the pre-scraping blade 103 and the pre-collection roller 102. Therefore, the initial scraping failure cannot be suppressed.
Further, as shown in FIG. 11B, when the distance H is long, the side D1 becomes a tip ridge line portion that comes into contact with the pre-collection roller 102, and the damming surface 103d is more pre-collection roller than the tip ridge line portion. Located upstream in the direction of movement. If the distance H is too long, a gap between the damming surface 103d and the pre-collection roller 102 becomes large. As a result, the toner cannot be dammed up in the gap upstream of the tip ridge line portion D1, and the toner moves to the tip ridge line portion D1, and scrapes off the toner at the tip ridge line portion D1. Therefore, if there is a undulation in the tip ridge line portion D1, it slips between the pre-scraping blade 103 and the pre-collecting roller 102, and the initial scraping failure cannot be suppressed.
表1は、上記距離Hと、初期掻き取り不良との関係を調べた結果である。
このときのプレ回収ローラ102、プレ掻き取りブレード103の条件を以下に示す。
・プレ回収ローラの条件
・回収ローラ芯金材質:SUS303−G8
・直径:Φ13±0.05
・表面Ra:0.4
・プレ掻き取りブレードの条件
・ブレード材質:SUS304 H材(信越ポリマー製)
・ブレード当接角度:20°
・ブレード厚み:0.1[mm]
・プレ回収ローラへのブレード喰い込み量:1.0[mm]
・トナーの平均粒径:5.2[μm]
なお、プレ回収ローラへのブレード喰い込み量とは、プレ掻き取りブレード103がプレ回収ローラ102表面と当接せずに突き抜けると仮想した場合の食い込み量である。
Table 1 shows the results of examining the relationship between the distance H and the initial scraping failure.
The conditions of the pre-collection roller 102 and the pre-scraping blade 103 at this time are shown below.
-Pre-collection roller conditions-Collection roller core metal material: SUS303-G8
・ Diameter: Φ13 ± 0.05
-Surface Ra: 0.4
・ Pre-scraping blade conditions ・ Blade material: SUS304 H material (manufactured by Shin-Etsu Polymer)
・ Blade contact angle: 20 °
・ Blade thickness: 0.1 [mm]
・ Blade biting amount into pre-collection roller: 1.0 [mm]
-Average particle diameter of toner: 5.2 [μm]
The amount of blade biting into the pre-collection roller is the amount of biting when it is assumed that the pre-scraping blade 103 penetrates without contacting the surface of the pre-collection roller 102.
表1に示すように、距離Hが8μm以上、13μm以下だと、初期掻き取り不良は、発生しなかった。一方、距離Hが8μm未満ときは、初期掻き取り不良が発生した。これは、距離が8μm未満のときは、堰き止め面103dとプレ回収ローラ102との隙間が大きく、堰き止め面103dとプレ回収ローラ102との間の隙間でトナーを堰き止めることができないため、初期掻き取り不良が発生したと考えられる。一方、距離Hが8〜13μmのときは、堰き止め面103dとプレ回収ローラ102表面とで形成されたトナー粒径(5.2μm)以下の隙間が、プレ回収ローラ102の表面移動方向にある程度の幅をもって形成されていると考えられる。よって、堰き止め面103dとプレ回収ローラ102表面との隙間でトナーが堰き止められ、初期掻き取り不良を抑制することができたと考えられる。 As shown in Table 1, when the distance H was 8 μm or more and 13 μm or less, the initial scraping failure did not occur. On the other hand, when the distance H was less than 8 μm, an initial scraping failure occurred. This is because when the distance is less than 8 μm, the gap between the blocking surface 103d and the pre-collection roller 102 is large, and the toner cannot be blocked by the gap between the blocking surface 103d and the pre-collection roller 102. It is considered that an initial scraping failure occurred. On the other hand, when the distance H is 8 to 13 μm, a gap formed by the damming surface 103 d and the surface of the pre-collection roller 102 is not more than a toner particle size (5.2 μm) or less in the moving direction of the surface of the pre-collection roller 102. It is thought that it is formed with a width of. Therefore, it is considered that the toner was blocked by the gap between the blocking surface 103d and the surface of the pre-collection roller 102, and the initial scraping failure could be suppressed.
また、ブレード下面103bと堰き止め面103dとの角度θ1と、初期掻き取り不良との関係を調べた結果、θ1は、(90°+ブレード当接角度)以上の角度で初期掻き取り不良を抑制できることがわかった。 Further, as a result of investigating the relationship between the angle θ1 between the blade lower surface 103b and the damming surface 103d and the initial scraping failure, θ1 suppresses the initial scraping failure at an angle of (90 ° + blade contact angle) or more. I knew it was possible.
なお、上述では、プレ掻き取りブレード103について説明したが、逆帯電トナー掻き取りブレード106、正規帯電トナー掻き取りブレード109の初期形状を、先の図9に示すよう形状とすることによって、初期の掻き取り不良を抑制することができる。 Although the pre-scraping blade 103 has been described above, the initial shape of the reversely charged toner scraping blade 106 and the regular charged toner scraping blade 109 is changed to the initial shape shown in FIG. Scraping defects can be suppressed.
次に、本ベルトクリーニング装置100の変形例について、説明する。 Next, a modified example of the belt cleaning device 100 will be described.
[変形例1]
図12は、変形例1のベルトクリーニング装置のプレ掻き取りブレード103周辺の概略構成図である。図12に示すように、この変形例は、ホルダ122は、スイッチ123を介して接地されている。
この変形例1において、プレ掻き取りブレード103は、装置取り付け前においては、先の図6(a)にしめしたウレタンゴムブレード同様、短冊形状となっており、堰き止め面103dが形成されていない。この装置取り付け前のプレ掻き取りブレード103の先端稜線部103a周辺には、抵抗が100Ωで、粒径が5μmの導電剤が塗布されている。導電剤としては、カーボン分散アクリル樹脂などがある。このようなプレ掻き取りブレード103を図12に示すように、装置本体にセットした後、スイッチ123をONにする。そして、プレ回収ローラ102に電圧を印加しながら、プレ回収ローラ102を回転させる。すると、プレ回収ローラ102と、プレ掻き取りブレード103の導電剤が塗布された先端稜線部103a周辺との間で放電が発生し電流が流れる。このときの放電エネルギーにより、先端稜線部103a周辺が酸化し、先端稜線部103aの磨耗が加速される。そして、プレ掻き取りブレード103に、先の図9に示すような堰き止め面103dが形成されたら、スイッチ123をOFFにする。スイッチ123をOFFにすることでプレ回収ローラ102とプレ掻き取りブレード103間に放電が生じなくり電流が流れなくなるので、プレ掻き取りブレード103の酸化が抑制され、プレ掻き取りブレード103の磨耗が抑止される。プレ掻き取りブレード103を交換したときにプレ回収ローラ102を1〜5分間プレ回転させることによって、プレ掻き取りブレード103に堰き止め面103dを形成することができる。その後、クリーニング動作を行う。この変形例1の堰き止め面103dは、プレ回収ローラ102の表面に当接する。これにより、この変形例1においても、プレ掻き取りブレード103使用初期において、プレ掻き取りブレード103にプレ回収ローラ102表面とプレ回収ローラ表面移動方向にある程度の幅をもって当接する堰き止め面103dが形成される。よって、堰き止め面でトナーを堰き止めることができ、初期の掻き取り不良を抑制することができる。
[Modification 1]
FIG. 12 is a schematic configuration diagram around the pre-scraping blade 103 of the belt cleaning device of the first modification. As shown in FIG. 12, in this modification, the holder 122 is grounded via a switch 123.
In the first modification, the pre-scraping blade 103 has a strip shape, like the urethane rubber blade shown in FIG. 6A, before the device is attached, and no damming surface 103d is formed. . A conductive agent having a resistance of 100Ω and a particle size of 5 μm is applied to the periphery of the tip ridge line portion 103a of the pre-scraping blade 103 before the device is attached. Examples of the conductive agent include carbon-dispersed acrylic resin. After such a pre-scraping blade 103 is set in the apparatus main body as shown in FIG. 12, the switch 123 is turned ON. Then, the pre-collection roller 102 is rotated while applying a voltage to the pre-collection roller 102. Then, discharge occurs between the pre-collection roller 102 and the periphery of the tip ridge line portion 103a to which the conductive agent of the pre-scraping blade 103 is applied, and a current flows. By the discharge energy at this time, the periphery of the tip ridge line portion 103a is oxidized, and the wear of the tip ridge line portion 103a is accelerated. When the damming surface 103d as shown in FIG. 9 is formed on the pre-scraping blade 103, the switch 123 is turned off. When the switch 123 is turned OFF, no discharge occurs between the pre-collecting roller 102 and the pre-scraping blade 103, and no current flows. Therefore, oxidation of the pre-scraping blade 103 is suppressed, and wear of the pre-scraping blade 103 is prevented. Deterred. When the pre-scraping blade 103 is replaced, the pre-recovery roller 102 is pre-rotated for 1 to 5 minutes, whereby the damming surface 103 d can be formed on the pre-scraping blade 103. Thereafter, a cleaning operation is performed. The damming surface 103 d of this modification 1 comes into contact with the surface of the pre-collection roller 102. Thereby, also in this modified example 1, in the initial stage of use of the pre-scraping blade 103, a damming surface 103d is formed which contacts the pre-scraping blade 103 with a certain amount of width in the moving direction of the pre-recovery roller 102 and the pre-recovery roller surface. Is done. Therefore, the toner can be dammed by the damming surface, and the initial scraping failure can be suppressed.
また、上述では、装置取り付け前のプレ掻き取りブレード103の形状を短冊形状にしているが、装置取り付け前のプレ掻き取りブレード103の形状を先の図9に示すような堰き止め面103dが形成されたものでもよい。こうすることで、短いプレ回転時間で、プレ掻き取りブレード103にプレ回収ローラ102表面と当接する堰き止め面103dを形成することができる。 In the above description, the shape of the pre-scraping blade 103 before installation of the device is a strip shape. However, the shape of the pre-scraping blade 103 before installation of the device is formed with a blocking surface 103d as shown in FIG. It may be done. By doing so, it is possible to form the damming surface 103 d that contacts the surface of the pre-collecting roller 102 on the pre-scraping blade 103 in a short pre-rotation time.
次に、本プリンタに好適に使用されるトナーについて説明する。
本プリンタに好適に使用されるトナーは、600dpi以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径が3〜6[μm]のものが好ましい。また、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が、1.00〜1.40の範囲にあるトナーが好ましい。(Dv/Dn)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
Next, toner that is preferably used in the printer will be described.
The toner preferably used in this printer preferably has a volume average particle diameter of 3 to 6 [μm] in order to reproduce minute dots of 600 dpi or more. A toner having a ratio (Dv / Dn) of volume average particle diameter (Dv) to number average particle diameter (Dn) in the range of 1.00 to 1.40 is preferable. The closer (Dv / Dn) is to 1.00, the sharper the particle size distribution. With such a toner having a small particle size and a narrow particle size distribution, the toner charge amount distribution is uniform, a high-quality image with little background fogging can be obtained, and the electrostatic transfer method has a high transfer rate. can do.
トナーの形状係数SF−1は100〜150、形状係数SF−2は100〜180の範囲にあることが好ましい。図13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)2/AREA}×(100π)/4・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
The shape factor SF-1 of the toner is preferably in the range of 100 to 150, and the shape factor SF-2 is preferably in the range of 100 to 180. FIG. 13 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-1. The shape factor SF-1 indicates the ratio of the roundness of the toner shape and is represented by the following formula (1). This is a value obtained by dividing the square of the maximum length MXLNG of the shape formed by projecting the toner on a two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-1 = {(MXLNG) 2 / AREA} × (100π) / 4 Formula (1)
When the value of SF-1 is 100, the shape of the toner becomes a true sphere, and becomes larger as the value of SF-1 increases.
また、図14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)2/AREA}×100/(4π)・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
FIG. 14 is a diagram schematically showing the shape of the toner in order to explain the shape factor SF-2. The shape factor SF-2 indicates the ratio of unevenness in the shape of the toner, and is represented by the following formula (2). A value obtained by dividing the square of the perimeter PERI of the figure formed by projecting the toner on the two-dimensional plane by the figure area AREA and multiplying by 100π / 4.
SF-2 = {(PERI) 2 / AREA} × 100 / (4π) (2)
When the value of SF-2 is 100, there is no unevenness on the toner surface, and as the value of SF-2 increases, the unevenness of the toner surface becomes more prominent.
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数SF−1が150、SF−2が180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。 Specifically, the shape factor is measured by taking a photograph of the toner with a scanning electron microscope (S-800: manufactured by Hitachi, Ltd.), introducing it into an image analyzer (LUSEX 3: manufactured by Nireco) and analyzing it. Calculated. When the shape of the toner is close to a spherical shape, the contact state between the toner and the toner or the toner and the photoconductor becomes a point contact, so that the adsorbing force between the toners becomes weak and the fluidity increases, and the toner and the photoconductor The attraction force becomes weaker and the transfer rate becomes higher. If the shape factor SF-1 exceeds 150 and SF-2 exceeds 180, the transfer rate is lowered, which is not preferable.
また、カラープリンタに好適に使用されるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマーと、ポリエステルと、着色剤と、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。 In addition, a toner suitably used for a color printer is a toner material liquid in which at least a polyester prepolymer having a functional group containing a nitrogen atom, polyester, a colorant, and a release agent are dispersed in an organic solvent. Is a toner obtained by crosslinking and / or elongation reaction in an aqueous solvent. Hereinafter, the constituent material and the manufacturing method of the toner will be described.
(ポリエステル)
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
(polyester)
The polyester is obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol compound and a polycarboxylic acid compound.
Examples of the polyhydric alcohol compound (PO) include dihydric alcohol (DIO) and trihydric or higher polyhydric alcohol (TO). (DIO) alone or a mixture of (DIO) and a small amount of (TO) preferable. Examples of the dihydric alcohol (DIO) include alkylene glycol (ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, etc.); alkylene ether glycol (diethylene glycol) , Triethylene glycol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, etc.); alicyclic diols (1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, etc.); bisphenols (bisphenol A, bisphenol) F, bisphenol S, etc.); alkylene oxide (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.) adduct of the above alicyclic diol; Alkylene oxide bisphenol (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc.), etc. adducts. Among them, preferred are alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms and alkylene oxide adducts of bisphenols, and particularly preferred are alkylene oxide adducts of bisphenols and alkylene glycols having 2 to 12 carbon atoms. It is a combined use. The trihydric or higher polyhydric alcohol (TO) includes 3 to 8 or higher polyhydric aliphatic alcohols (glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, etc.); trihydric or higher phenols (Trisphenol PA, phenol novolak, cresol novolak, etc.); and alkylene oxide adducts of the above trivalent or higher polyphenols.
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。 Examples of the polyvalent carboxylic acid (PC) include divalent carboxylic acid (DIC) and trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC). (DIC) alone and (DIC) with a small amount of (TC) Mixtures are preferred. Divalent carboxylic acids (DIC) include alkylene dicarboxylic acids (succinic acid, adipic acid, sebacic acid, etc.); alkenylene dicarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, etc.); aromatic dicarboxylic acids (phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid) And naphthalenedicarboxylic acid). Of these, preferred are alkenylene dicarboxylic acids having 4 to 20 carbon atoms and aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms. Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (TC) include aromatic polycarboxylic acids having 9 to 20 carbon atoms (such as trimellitic acid and pyromellitic acid). In addition, as polyhydric carboxylic acid (PC), you may make it react with polyhydric alcohol (PO) using the above-mentioned acid anhydride or lower alkyl ester (Methyl ester, ethyl ester, isopropyl ester, etc.).
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧しながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。また、重量平均分子量1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。 The ratio of the polyhydric alcohol (PO) to the polycarboxylic acid (PC) is usually 2/1 to 1/1, preferably as the equivalent ratio [OH] / [COOH] of the hydroxyl group [OH] and the carboxyl group [COOH]. Is 1.5 / 1 to 1/1, more preferably 1.3 / 1 to 1.02 / 1. The polycondensation reaction of polyhydric alcohol (PO) and polycarboxylic acid (PC) is performed at 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, while reducing the pressure as necessary. The produced water is distilled off to obtain a polyester having a hydroxyl group. The hydroxyl value of the polyester is preferably 5 or more, and the acid value of the polyester is usually 1 to 30, preferably 5 to 20. By giving an acid value, it tends to be negatively charged, and furthermore, when fixing to a recording paper, the affinity between the recording paper and the toner is good and the low-temperature fixability is improved. However, when the acid value exceeds 30, there is a tendency to deteriorate with respect to the stability of charging, particularly environmental fluctuation. The weight average molecular weight is 10,000 to 400,000, preferably 20,000 to 200,000. A weight average molecular weight of less than 10,000 is not preferable because offset resistance deteriorates. On the other hand, if it exceeds 400,000, the low-temperature fixability is deteriorated.
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物(PIC)とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び/又は伸長されて得られるものである。多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−イソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5/1を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1/1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 In addition to the unmodified polyester obtained by the above polycondensation reaction, the polyester preferably contains a urea-modified polyester. The urea-modified polyester is obtained by reacting a terminal carboxyl group or hydroxyl group of the polyester obtained by the above polycondensation reaction with a polyvalent isocyanate compound (PIC) to obtain a polyester prepolymer (A) having an isocyanate group. It is obtained by cross-linking and / or extending the molecular chain by the reaction of the amine with amines. Examples of the polyvalent isocyanate compound (PIC) include aliphatic polyisocyanates (tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,6-isocyanatomethyl caproate, etc.); alicyclic polyisocyanates (isophorone diisocyanate, cyclohexylmethane diisocyanate, etc.) Aromatic diisocyanates (tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, etc.); araliphatic diisocyanates (α, α, α ′, α′-tetramethylxylylene diisocyanate, etc.); isocyanates; phenol derivatives, oximes, caprolactam And a combination of two or more of these. The ratio of the polyvalent isocyanate compound (PIC) is usually 5/1 to 1/1, preferably as an equivalent ratio [NCO] / [OH] of the isocyanate group [NCO] and the hydroxyl group [OH] of the polyester having a hydroxyl group. 4/1 to 1.2 / 1, more preferably 2.5 / 1 to 1.5 / 1. When [NCO] / [OH] exceeds 5/1, the low-temperature fixability deteriorates. When the molar ratio of [NCO] is less than 1/1, when a urea-modified polyester is used, the urea content in the ester becomes low and hot offset resistance deteriorates. The content of the polyvalent isocyanate compound (PIC) component in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 0.5 to 40 wt%, preferably 1 to 30 wt%, more preferably 2 to 20 wt%. . If it is less than 0.5 wt%, the hot offset resistance deteriorates, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability. On the other hand, if it exceeds 40 wt%, the low-temperature fixability deteriorates. The number of isocyanate groups contained per molecule in the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group is usually 1 or more, preferably 1.5 to 3 on average, more preferably 1.8 to 2 on average. Five. If it is less than 1 per molecule, the molecular weight of the urea-modified polyester will be low, and the hot offset resistance will deteriorate.
次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。 Next, as amines (B) to be reacted with the polyester prepolymer (A), a divalent amine compound (B1), a trivalent or higher polyvalent amine compound (B2), an amino alcohol (B3), an amino mercaptan (B4) ), Amino acid (B5), and amino acid block of B1 to B5 (B6).
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。 Examples of the divalent amine compound (B1) include aromatic diamines (phenylenediamine, diethyltoluenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, etc.); alicyclic diamines (4,4′-diamino-3,3′-dimethyldicyclohexyl). Methane, diamine cyclohexane, isophorone diamine, etc.); and aliphatic diamines (ethylene diamine, tetramethylene diamine, hexamethylene diamine, etc.) and the like. Examples of the trivalent or higher polyvalent amine compound (B2) include diethylenetriamine and triethylenetetramine. Examples of amino alcohol (B3) include ethanolamine and hydroxyethylaniline. Examples of amino mercaptan (B4) include aminoethyl mercaptan and aminopropyl mercaptan. Examples of the amino acid (B5) include aminopropionic acid and aminocaproic acid. Examples of B1 to B5 blocked amino groups (B6) include ketimine compounds and oxazolidine compounds obtained from the amines of B1 to B5 and ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.). Among these amines (B), preferred are B1 and a mixture of B1 and a small amount of B2.
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2/1超や、1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。 The ratio of amines (B) is equivalent to the equivalent ratio [NCO] / [NHx] of isocyanate groups [NCO] in the polyester prepolymer (A) having isocyanate groups and amino groups [NHx] in amines (B). Is usually 1/2 to 2/1, preferably 1.5 / 1 to 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2. When [NCO] / [NHx] is more than 2/1 or less than 1/2, the molecular weight of the urea-modified polyester is lowered, and the hot offset resistance is deteriorated.
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。 The urea-modified polyester may contain a urethane bond together with a urea bond. The molar ratio of the urea bond content to the urethane bond content is usually 100/0 to 10/90, preferably 80/20 to 20/80, and more preferably 60/40 to 30/70. When the molar ratio of the urea bond is less than 10%, the hot offset resistance is deteriorated.
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧しながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これに多価イソシアネート(PIC)を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を得る。さらにこの(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。 The urea-modified polyester is produced by a one-shot method or the like. Polyhydric alcohol (PO) and polyhydric carboxylic acid (PC) are heated to 150-280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxy titanate, dibutyltin oxide, etc., and water produced while reducing the pressure as necessary. Distill off to obtain a polyester having a hydroxyl group. Subsequently, at 40-140 degreeC, this is made to react with polyvalent isocyanate (PIC), and the polyester prepolymer (A) which has an isocyanate group is obtained. Further, this (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a urea-modified polyester.
(PIC)を反応させる際、及び(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)およびエーテル類(テトラヒドロフランなど)などのイソシアネート(PIC)に対して不活性なものが挙げられる。 When reacting (PIC) and when reacting (A) and (B), a solvent may be used if necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to isocyanates (PIC), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran).
また、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。 In addition, in the crosslinking and / or elongation reaction between the polyester prepolymer (A) and the amines (B), a reaction terminator may be used as necessary to adjust the molecular weight of the resulting urea-modified polyester. Examples of the reaction terminator include monoamines (diethylamine, dibutylamine, butylamine, laurylamine, etc.), and those obtained by blocking them (ketimine compounds).
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が悪化する。 The weight average molecular weight of the urea-modified polyester is usually 10,000 or more, preferably 20,000 to 10,000,000, and more preferably 30,000 to 1,000,000. If it is less than 10,000, the hot offset resistance deteriorates. The number average molecular weight of the urea-modified polyester or the like is not particularly limited when the above-mentioned unmodified polyester is used, and may be a number average molecular weight that can be easily obtained to obtain the weight average molecular weight. When the urea-modified polyester is used alone, its number average molecular weight is usually 2000-15000, preferably 2000-10000, more preferably 2000-8000. When it exceeds 20000, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color image forming apparatus are deteriorated.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。 By using the unmodified polyester and the urea-modified polyester in combination, the low-temperature fixability and the glossiness when used in a full-color image forming apparatus are improved. Therefore, it is preferable to use the urea-modified polyester alone. The unmodified polyester may include a polyester modified with a chemical bond other than a urea bond.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。 The unmodified polyester and the urea-modified polyester are preferably at least partially compatible with each other in terms of low-temperature fixability and hot offset resistance. Therefore, it is preferable that the unmodified polyester and the urea-modified polyester have a similar composition.
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常20/80〜95/5、好ましくは70/30〜95/5、さらに好ましくは75/25〜95/5、特に好ましくは80/20〜93/7である。ウレア変性ポリエステルの重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。 The weight ratio of unmodified polyester to urea-modified polyester is usually 20/80 to 95/5, preferably 70/30 to 95/5, more preferably 75/25 to 95/5, and particularly preferably 80 /. 20-93 / 7. When the weight ratio of the urea-modified polyester is less than 5%, the hot offset resistance is deteriorated, and it is disadvantageous in terms of both heat-resistant storage stability and low-temperature fixability.
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点(Tg)は、通常45〜65℃、好ましくは45〜60℃である。45℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、65℃を超えると低温定着性が不十分となる。 The glass transition point (Tg) of the binder resin containing unmodified polyester and urea-modified polyester is usually 45 to 65 ° C, preferably 45 to 60 ° C. If the temperature is lower than 45 ° C., the heat resistance of the toner is deteriorated.
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。 In addition, since the urea-modified polyester is likely to be present on the surface of the obtained toner base particles, the heat-resistant storage stability tends to be good even when the glass transition point is low as compared with known polyester-based toners.
(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR1、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブ
ルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
(Coloring agent)
As the colorant, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher , Lead yellow, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR1, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R) , Tartrazine rake, quinoline yellow rake, anthrazan yellow BGL, isoindolinone yellow, bengara, red lead, lead vermilion, cadmium red, cadmium mercurial red, antimon vermilion, permanent red 4R, para red, phissa red Parachlor ortho nitro Nirin Red, Resol Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine B, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red F5R Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, thioindigo maroon, oil red, quinacridone red, pyrazolone red, Riazo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalo Cyanine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, litbon and mixtures thereof can be used. The content of the colorant is usually 1 to 15% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the toner.
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。 The colorant can also be used as a master batch combined with a resin. As a binder resin to be kneaded together with the production of the master batch or the master batch, a polymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyl toluene or the like, or a copolymer of these and a vinyl compound, Polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, fat Aromatic or alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, chlorinated paraffins, paraffin waxes and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination.
(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSYVP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージNEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LR1−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
(Charge control agent)
Known charge control agents can be used, such as nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified 4 Secondary ammonium salts or compounds, tungsten simple substances or compounds, fluorine activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, Bontron 03 of a nigrosine dye, Bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, Bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, E-84 of a salicylic acid metal complex , Phenolic condensate E-89 (above, Orient Chemical Industries, Ltd.), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (above, Hodogaya Chemical Co., Ltd.), quaternary ammonium salt copy Charge PSYVP2038, copy blue PR of triphenylmethane derivative, copy charge NEG VP2036 of quaternary ammonium salt, copy charge NX VP434 (manufactured by Hoechst), LR1-901, LR-147 which is a boron complex (manufactured by Nippon Carlit) ), Copper phthalocyanine, perylene, quinacridone, azo face , Sulfonate group, carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as quaternary ammonium salts. Of these, substances that control the negative polarity of the toner are particularly preferably used.
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。 The amount of charge control agent used is determined by the type of binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, and the toner production method including the dispersion method, and is not uniquely limited. Preferably, it is used in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The range of 0.2 to 5 parts by weight is preferable. When the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too high, the effect of the charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller is increased, the developer fluidity is lowered, and the image density is lowered. Invite.
(離型剤)
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
(Release agent)
As a release agent, a low melting point wax having a melting point of 50 to 120 ° C. works more effectively as a release agent in the dispersion with the binder resin between the fixing roller and the toner interface. The effect on high temperature offset is exhibited without applying a release agent such as oil. Examples of such a wax component include the following. Examples of waxes and waxes include plant waxes such as carnauba wax, cotton wax, wood wax, rice wax, animal waxes such as beeswax and lanolin, mineral waxes such as ozokerite and cercin, and paraffin, microcrystalline, And petroleum waxes such as petrolatum. In addition to these natural waxes, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax and polyethylene wax, and synthetic waxes such as esters, ketones, and ethers can be used. Furthermore, fatty acid amides such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid amide, phthalic anhydride imide, chlorinated hydrocarbon, and low molecular weight crystalline polymer resin, poly-n-stearyl methacrylate, poly-n- A crystalline polymer having a long alkyl group in the side chain such as a homopolymer or copolymer of polyacrylate such as lauryl methacrylate (for example, a copolymer of n-stearyl acrylate-ethyl methacrylate, etc.) can also be used. .
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。 The charge control agent and the release agent can be melt-kneaded together with the masterbatch and the binder resin, or may be added when dissolved and dispersed in an organic solvent.
(外添剤)
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2[μm]であることが好ましく、特に5×10−3〜0.5[μm]であることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500[m2/g]であることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−4μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
(External additive)
Inorganic fine particles are preferably used as an external additive for assisting the fluidity, developability and chargeability of the toner particles. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 × 10 -3~2 [μm], it is particularly preferably 5 × 10 -3~0.5 [μm]. Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method is 20-500 [m < 2 > / g]. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.01 to 5 wt% of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0 wt%. Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, bengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. Among these, as the fluidity imparting agent, it is preferable to use hydrophobic silica fine particles and hydrophobic titanium oxide fine particles in combination. In particular, when stirring and mixing are performed using particles having an average particle size of 5 × 10 −4 μm or less, the electrostatic force and van der Waals force with the toner are markedly improved. Even when stirring and mixing inside the developing device is performed, a fluidity-imparting agent is not detached from the toner, a good image quality that does not cause fireflies and the like is obtained, and a reduction in residual toner is further achieved. . Titanium oxide fine particles are excellent in environmental stability and image density stability, but have a tendency to deteriorate the charge rise characteristics. Therefore, if the amount of titanium oxide fine particles added is larger than the amount of silica fine particles added, this side effect is affected. It can be considered large. However, when the added amount of the hydrophobic silica fine particles and the hydrophobic titanium oxide fine particles is in the range of 0.3 to 1.5 wt%, the charge rising characteristics are not greatly impaired, and the desired charge rising characteristics can be obtained, that is, repeated copying. Stable image quality can be obtained even if
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。 Next, a toner manufacturing method will be described. Here, although a preferable manufacturing method is shown, it is not limited to this.
(トナーの製造方法)
(1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
(Toner production method)
(1) A toner material solution is prepared by dispersing a colorant, unmodified polyester, a polyester prepolymer having an isocyanate group, and a release agent in an organic solvent.
The organic solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal after toner base particle formation. Specifically, toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of an organic solvent is 0-300 weight part normally with respect to 100 weight part of polyester prepolymers, Preferably it is 0-100 weight part, More preferably, it is 25-70 weight part.
(2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
(2) The toner material liquid is emulsified in an aqueous medium in the presence of a surfactant and resin fine particles.
The aqueous medium may be water alone or an organic solvent such as alcohol (methanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methyl cellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.). It may be included.
トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。 The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts by weight of the toner material liquid is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner material liquid is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical.
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
Further, in order to improve the dispersion in the aqueous medium, a dispersant such as a surfactant and resin fine particles is appropriately added.
As surfactants, anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, phosphate esters, alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohols Nonionic surfactants such as derivatives, for example, amphoteric surfactants such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine And the like.
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。 Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be obtained in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [ω-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [ω-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carvone Acids and metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- ( 2-Hydroxyethyl) Perful Olooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Can be mentioned.
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−
120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
Product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), Unidyne DS-101. DS-102 (manufactured by Daikin Industries), MegaFuck F-110, F-
120, F-113, F-191, F-812, F-833 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (Manufactured by Tochem Products Co., Ltd.), Footent F-100, F150 (manufactured by Neos), and the like.
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。 In addition, examples of the cationic surfactant include aliphatic quaternary ammonium salts such as aliphatic primary, secondary or secondary amine acids having a fluoroalkyl group, and perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salts. , Benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (Daikin Industries) Manufactured), MegaFuck F-150, F-824 (Dainippon Ink Co., Ltd.), Xtop EF-132 (Tochem Products), Footgent F-300 (Neos), and the like.
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1[μm]、及び3[μm]、ポリスチレン微粒子0.5[μm]及び2[μm]、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1[μm]、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。 The resin fine particles are added to stabilize the toner base particles formed in the aqueous medium. For this reason, it is preferable to add so that the coverage existing on the surface of the toner base particles is in the range of 10 to 90%. For example, polymethyl methacrylate fine particles 1 [μm] and 3 [μm], polystyrene fine particles 0.5 [μm] and 2 [μm], poly (styrene-acrylonitrile) fine particles 1 [μm], trade name is PB- 200H (manufactured by Kao Corporation), SGP (manufactured by Sokensha), technopolymer SB (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.), SGP-3G (manufactured by Sokensha), micropearl (manufactured by Sekisui Fine Chemical Co., Ltd.) and the like. In addition, inorganic compound dispersants such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, and hydroxyapatite can also be used.
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。 As a dispersant that can be used in combination with the above resin fine particles and inorganic compound dispersant, the dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as acrylic acid-β-hydroxyethyl, methacrylic acid-β-hydroxyethyl, acrylic acid-β-hydroxypropyl, methacrylic acid-β-hydroxypropyl, acrylic acid-γ-hydroxypropyl, methacrylic acid-γ-hydroxy Propyl, acrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, methacrylic acid-3-chloro-2-hydroxypropyl, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Luric acid esters, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or compounds containing vinyl alcohol and a carboxyl group Esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl Nitrogen compounds such as imidazole and ethyleneimine, or homopolymers or copolymers such as those having a heterocyclic ring thereof, polyoxyethylene, poly Xoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxy Polyoxyethylenes such as ethylene nonylphenyl ester, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20[μm]にするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000[rpm]、好ましくは5000〜20000[rpm]である。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。 The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. Among these, in order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 [μm], a high-speed shearing method is preferable. When a high-speed shearing disperser is used, the number of rotations is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 [rpm], preferably 5000 to 20000 [rpm]. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C.
(3)乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
(3) At the same time as the preparation of the emulsion, the amines (B) are added to cause a reaction with the polyester prepolymer (A) having an isocyanate group.
This reaction involves molecular chain crosslinking and / or elongation. The reaction time is selected depending on the reactivity between the isocyanate group structure of the polyester prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
(4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
(4) After completion of the reaction, the organic solvent is removed from the emulsified dispersion (reactant), washed and dried to obtain toner base particles.
In order to remove the organic solvent, the temperature of the entire system is gradually raised in a laminar stirring state, and after giving strong stirring in a certain temperature range, the solvent base is removed to produce spindle-shaped toner base particles. . Further, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as the dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is dissolved from the toner base particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. Remove. It can also be removed by operations such as enzymatic degradation.
(5)上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。 (5) A charge control agent is injected into the toner base particles obtained above, and then inorganic fine particles such as silica fine particles and titanium oxide fine particles are externally added to obtain a toner. The injection of the charge control agent and the external addition of the inorganic fine particles are performed by a known method using a mixer or the like.
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。 Thereby, a toner having a small particle size and a sharp particle size distribution can be easily obtained. Furthermore, by giving strong agitation in the process of removing the organic solvent, the shape between the true spherical shape and the rugby ball shape can be controlled, and the surface morphology is also controlled between the smooth shape and the umeboshi shape. be able to.
またトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。図15(a),(b),(c)はトナーの形状を模式的に示す図である。図15(a),(b),(c)において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、トナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)(図15(b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)(図15(c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。 The toner has a substantially spherical shape and can be represented by the following shape rule. 15A, 15B, and 15C are diagrams schematically showing the shape of the toner. 15A, 15B, and 15C, when a substantially spherical toner is defined by a major axis r1, a minor axis r2, and a thickness r3 (where r1 ≧ r2 ≧ r3), the toner is defined. The ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) (see FIG. 15B) is 0.5 to 1.0, and the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) (FIG. 15C )) Is preferably in the range of 0.7 to 1.0. When the ratio of the major axis to the minor axis (r2 / r1) is less than 0.5, the dot reproducibility and transfer efficiency are inferior because of being away from the true spherical shape, and high-quality image quality cannot be obtained. On the other hand, if the ratio of thickness to minor axis (r3 / r2) is less than 0.7, the shape is close to a flat shape, and a high transfer rate like a spherical toner cannot be obtained. In particular, when the ratio of the thickness to the minor axis (r3 / r2) is 1.0, the rotating body has a major axis as a rotation axis, and the fluidity of the toner can be improved.
なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。 Note that r1, r2, and r3 were measured with a scanning electron microscope (SEM) while changing the angle of field of view and taking pictures.
また、本発明のクリーニング装置は、中間転写ベルトのおもて面をクリーニングするベルトクリーニング装置100に限らず、図16に示すように、紙搬送ベルト51のクリーニング装置500にも適用することができる。図16に示すように、タンデム型直接転写方式の画像形成装置に用いられる被清掃体としての紙搬送ベルト51は、感光体1Y,M,C,Kにそれぞれ接触してY,M,C,K用の一次転写ニップを形成している。そして、記録紙Pを自らの表面に保持しながら、自らの無端移動に伴って図中左側から右側に向けて搬送する過程で、記録紙PをY,M,C,K用の一次転写ニップに順次送り込む。これにより、記録紙Pには、Y,M,C,Kトナー像が重ね合わせて一次転写される。K用の一次転写ニップを通過した後の紙搬送ベルト51に付着しているトナーなどの汚れは、搬送ベルトクリーニング装置500によって除去される。また、光学センサユニット150が紙搬送ベルト51のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。図16に示すプリンタにおいても、所定のタイミングで画像濃度制御や位置ずれ量補正制御を実施し、紙搬送ベルト51に所定のトナーパターン(階調パターン、シェブロンパッチ)を形成し、光学センサユニット150で上記トナーパターンを検知し、検知結果に基づいて所定の補正処理を実行する。光学センサユニット150で検知後の未転写トナー像であるトナーパターンは、搬送ベルトクリーニング装置500で除去される。このように、紙搬送ベルト51は、トナー像を担持する像担持体としての機能を備えている。 Further, the cleaning device of the present invention can be applied not only to the belt cleaning device 100 that cleans the front surface of the intermediate transfer belt, but also to the cleaning device 500 for the paper conveying belt 51 as shown in FIG. . As shown in FIG. 16, a paper transport belt 51 as a cleaning object used in an image forming apparatus of a tandem type direct transfer system comes into contact with the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, 1K, and Y, M, C, A primary transfer nip for K is formed. Then, in the process of conveying the recording paper P from the left side to the right side in the figure along with its endless movement while holding the recording paper P on its surface, the primary transfer nip for Y, M, C, K is used. In order. As a result, the Y, M, C, and K toner images are superimposed and primarily transferred onto the recording paper P. Contamination such as toner adhering to the paper transport belt 51 after passing through the primary transfer nip for K is removed by the transport belt cleaning device 500. The optical sensor unit 150 is disposed so as to face the front surface of the paper transport belt 51 with a predetermined gap. Also in the printer shown in FIG. 16, image density control and positional deviation amount correction control are performed at a predetermined timing, a predetermined toner pattern (gradation pattern, chevron patch) is formed on the paper transport belt 51, and the optical sensor unit 150. Then, the toner pattern is detected, and a predetermined correction process is executed based on the detection result. A toner pattern which is an untransferred toner image detected by the optical sensor unit 150 is removed by the conveyor belt cleaning device 500. Thus, the paper transport belt 51 has a function as an image carrier that carries a toner image.
上記搬送ベルトクリーニング装置500に本発明のクリーニング装置を適用することによって、紙搬送ベルト51に形成されたトナーパターンを良好に除去することができ、記録紙の裏面が、トナーなどで汚れるのを抑制することができる。 By applying the cleaning device of the present invention to the transport belt cleaning device 500, the toner pattern formed on the paper transport belt 51 can be removed satisfactorily, and the back surface of the recording paper is prevented from being stained with toner. can do.
また、本発明のクリーニング装置は、図17に示すように、ドラムクリーニング装置4にも適用できる。現像装置内をリフレッシュするリフレッシュモード実行した際のトナー消費パターンや、紙詰まりが発生した際の感光体上のトナー像などの未転写トナー像が、ドラムクリーニング装置4に入力される。ドラムクリーニング装置4に本発明のクリーニング装置を適用することによってドラムクリーニング装置4に入力された未転写トナー像を良好に除去することができる。 The cleaning device of the present invention can also be applied to the drum cleaning device 4 as shown in FIG. An untransferred toner image such as a toner consumption pattern when a refresh mode for refreshing the inside of the developing device is executed and a toner image on the photosensitive member when a paper jam occurs is input to the drum cleaning device 4. By applying the cleaning device of the present invention to the drum cleaning device 4, it is possible to satisfactorily remove the untransferred toner image input to the drum cleaning device 4.
以上、実施形態に係るクリーニング装置たるベルトクリーニング装置100は、表面移動する被清掃体たる中間転写ベルト8上のトナーを静電的に自らの表面に移動させて除去する表面移動可能なクリーニング部材たるクリーニングブラシローラと、金属材料で構成され、クリーニングブラシローラ上のトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する表面移動可能な回収部材たる回収ローラと、金属材料で構成され、回収ローラ表面と摺擦して回収ローラ上のトナーを掻き取る掻き取りブレードとを備えている。そして、掻き取りブレードを回収ローラの軸方向から見たとき、掻き取りブレードは、掻き取りブレードの使用初期から、回収ローラ表面と当接する先端稜線部に隣接し、回収ローラ表面と僅かな隙間をもって対向するか、回収ローラ表面と当接するかして、回収ローラ表面のトナーを堰き止める堰き止め面を有する。これにより、使用初期時の掻き取り不良を抑制することができる。 As described above, the belt cleaning device 100 as a cleaning device according to the embodiment is a surface-movable cleaning member that electrostatically moves the toner on the intermediate transfer belt 8 that is a surface-moving object to be cleaned to the surface thereof and removes the toner. A cleaning brush roller, a recovery roller made of a metal material, and a recovery roller that is a surface-movable recovery member that electrostatically moves the toner on the cleaning brush roller to the surface of the cleaning brush and recovers the toner. And a scraping blade that scrapes off the toner on the collecting roller by rubbing against the surface. When the scraping blade is viewed from the axial direction of the collecting roller, the scraping blade is adjacent to the tip ridge line portion in contact with the collecting roller surface from the initial stage of use of the scraping blade, and has a slight gap with the collecting roller surface. It has a damming surface that dams the toner on the surface of the collecting roller by facing the surface or contacting the surface of the collecting roller. Thereby, the scraping defect at the initial stage of use can be suppressed.
また、掻き取りブレードを、回収ローラ軸方向から見たとき、掻き取りブレードは、堰き止め面に隣接して設けられ回収ローラ表面と対向するブレード下面と、堰き止め面に隣接して設けられ掻き取りブレードの厚み方向に平行な先端面とを有し、ブレード下面と、回収ローラ表面とのなす角度(ブレード当接角度)が20°であって、掻き取りブレードは、堰き止め面とブレード下面とがなす角度θ1が鈍角で、掻き取りブレードを回収ローラの軸方向から見たとき、ブレード下面に沿う様に引いた仮想線と、先端面に沿うように引いた仮想線との交点Kと、先端面と上記堰き止め面との交点D2とを結ぶ線の長さが、8μm以上、13μm以下とした。これにより、堰き止め面と回収ローラとの隙間を、トナー粒径以下にすることができ、トナーが、堰き止め面と回収ローラとの隙間をすり抜けることができなくなる。よって、使用初期時の掻き取り不良を抑制することができる。 In addition, when the scraping blade is viewed from the axial direction of the collecting roller, the scraping blade is provided adjacent to the damming surface, the blade lower surface facing the collecting roller surface, and the scraping blade provided adjacent to the damming surface. The blade has a tip surface parallel to the thickness direction of the take-off blade, the angle between the lower surface of the blade and the surface of the collecting roller (blade contact angle) is 20 °, and the scraping blade has a damming surface and a lower surface of the blade. When the scraping blade is viewed from the axial direction of the collecting roller when the angle θ1 formed by the angle is an obtuse angle, an intersection K between a virtual line drawn along the lower surface of the blade and a virtual line drawn along the tip surface The length of the line connecting the tip surface and the intersection D2 of the damming surface was 8 μm or more and 13 μm or less. As a result, the gap between the damming surface and the collection roller can be made equal to or smaller than the toner particle diameter, and the toner cannot pass through the gap between the damming surface and the collection roller. Therefore, it is possible to suppress scraping defects at the initial use.
また、クリーニングブラシローラと回収ローラとを備え、クリーニングブラシローラにトナーの正規帯電極性と反対極性のクリーニング電圧を印加して、中間転写ベルト表面上の正規帯電極性のトナーを静電的に除去する正規帯電トナークリーニング部100cと、クリーニングブラシローラと回収ローラとを備え、クリーニングブラシローラにトナーの正規帯電極性と同極性のクリーニング電圧を印加して、中間転写ベルト8表面上の正規帯電極性と反対極性のトナーを静電的に除去する逆帯電トナークリーニング部と、クリーニングブラシローラと回収ローラとを備え、中間転写ベルトの表面移動方向に関して正規帯電トナークリーニング部100cおよび逆帯電トナークリーニング部より上流に配置され、クリーニングブラシローラにトナーの正規帯電極性と反対極性のクリーニング電圧を印加して、中間転写ベルト表面上の正規帯電極性のトナーを静電的に除去するプレクリーニング部100aとを備えている。かかる構成を備えることで、正規帯電極性に帯電したトナーを大量に含む未転写トナー像が、ベルトクリーニング装置100に入力されたとき、プレクリーニング部100aのクリーニングブラシローラで、大まかに未転写トナー像の正規帯電極性に帯電したトナーを除去することができる。これにより、プレクリーニング部100aよりもベルト移動方向下流側に配置された正規帯電トナークリーニング部100cや逆帯電トナークリーニング部に入力されるトナー量が減る。これにより、正規帯電トナークリーニング部100cのクリーニングブラシローラで、プレクリーニング部100aで除去できなかった正規帯電極性に帯電したトナーを良好に除去することができる。また、逆帯電トナークリーニング部のクリーニングブラシローラで正規帯電極性と反対極性に帯電トナーを良好に除去することができる。よって、ベルトクリーニング装置に未転写トナー像が入力されても、良好に中間転写ベルト8から未転写トナー像を除去することができる。
また、各クリーニング部100a,100b,100cの掻き取りブレードの初期掻き取り不良を抑制することができる。
A cleaning brush roller and a recovery roller are provided, and a cleaning voltage having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the cleaning brush roller to electrostatically remove the toner having the normal charging polarity on the surface of the intermediate transfer belt. A normal charging toner cleaning unit 100c, a cleaning brush roller, and a collection roller are provided, and a cleaning voltage having the same polarity as the normal charging polarity of the toner is applied to the cleaning brush roller to be opposite to the normal charging polarity on the surface of the intermediate transfer belt 8. A reversely charged toner cleaning unit that electrostatically removes polarity toner, a cleaning brush roller, and a collection roller are provided, and upstream of the regular charged toner cleaning unit 100c and the reversely charged toner cleaning unit with respect to the surface movement direction of the intermediate transfer belt. Placed on the cleaning brush roller By applying a regular charging polarity opposite to the polarity of the cleaning voltage of the toner, and a pre-cleaning unit 100a that removes the toner of the normal charging polarity on the intermediate transfer belt surface electrostatically. By providing such a configuration, when an untransferred toner image containing a large amount of toner charged to a normal charge polarity is input to the belt cleaning device 100, the untransferred toner image is roughly set by the cleaning brush roller of the precleaning unit 100a. It is possible to remove the toner charged to the regular charge polarity. As a result, the amount of toner input to the regular charged toner cleaning unit 100c and the reversely charged toner cleaning unit disposed downstream of the pre-cleaning unit 100a in the belt moving direction is reduced. As a result, the toner charged to the regular charge polarity that could not be removed by the pre-cleaning unit 100a can be satisfactorily removed by the cleaning brush roller of the regular charged toner cleaning unit 100c. Further, the charged toner can be satisfactorily removed to the polarity opposite to the normal charging polarity by the cleaning brush roller of the reversely charged toner cleaning unit. Therefore, even if an untransferred toner image is input to the belt cleaning device, the untransferred toner image can be satisfactorily removed from the intermediate transfer belt 8.
Moreover, the initial scraping failure of the scraping blades of the cleaning units 100a, 100b, and 100c can be suppressed.
また、中間転写ベルト8上のトナーの帯電極性を制御する極性制御手段と、クリーニングブラシローラと回収ローラとを備え、中間転写ベルト8の表面移動方向に関して極性制御手段より下流に配置され、クリーニングブラシローラに極性制御手段により制御されたトナーの帯電極性と反対極性のクリーニング電圧が印加されてトナーを静電的に除去するクリーニング部と、クリーニングブラシローラと回収ローラとを備え、中間転写ベルト8の表面移動方向に関して極性制御手段より上流に配置され、クリーニングブラシローラにトナーの正規帯電極性と反対極性のクリーニング電圧を印加して、中間転写ベルト8表面上の正規帯電極性のトナーを静電的に除去するプレクリーニング部100aとを備えた構成でもよい。かかる構成においても、正規帯電極性に帯電したトナーを大量に含む未転写トナー像が、ベルトクリーニング装置100に入力されたとき、プレクリーニングブラシローラ101で、大まかに未転写トナー像の正規帯電極性に帯電したトナーを除去することができる。これにより、プレクリーニングブラシローラ101よりもベルト移動方向下流側に配置された極性制御手段に入力されるトナー量が減る。その結果、極性制御手段によって、中間転写ベルト8上のトナーの帯電極性を、良好に制御することができる。よって、極性制御手段よりもベルト移動方向下流に配置されたクリーニングブラシローラに入力されるトナーの帯電極性を揃えることができる。また、クリーニングブラシローラに入力されるトナー量も少ないので、クリーニングブラシローラによって、プレクリーニングブラシローラで除去できなかった中間転写ベルト上のトナーを良好に除去することができる。その結果、ベルトクリーニング装置に未転写トナー像が入力されても、良好に中間転写ベルトから未転写トナー像を除去することができる。
また、プレクリーニング部、および、極性制御手段下流側のクリーニング部の掻き取りブレードの初期掻き取り不良を抑制することができる。
In addition, a polarity control unit that controls the charging polarity of the toner on the intermediate transfer belt 8, a cleaning brush roller, and a collection roller are provided. The cleaning brush is disposed downstream of the polarity control unit with respect to the surface movement direction of the intermediate transfer belt 8. A cleaning unit that electrostatically removes toner by applying a cleaning voltage opposite to the charging polarity of the toner controlled by the polarity control means to the roller, a cleaning brush roller, and a collection roller are provided. It is disposed upstream of the polarity control means with respect to the surface movement direction, and a cleaning voltage having a polarity opposite to the normal charging polarity of the toner is applied to the cleaning brush roller to electrostatically charge the toner having the normal charging polarity on the surface of the intermediate transfer belt 8. The structure provided with the pre-cleaning part 100a to remove may be sufficient. Even in such a configuration, when a non-transferred toner image containing a large amount of toner charged to the normal charging polarity is input to the belt cleaning device 100, the pre-cleaning brush roller 101 roughly sets the normal charging polarity of the non-transferred toner image. The charged toner can be removed. As a result, the amount of toner input to the polarity control means disposed downstream of the pre-cleaning brush roller 101 in the belt movement direction is reduced. As a result, the polarity of the toner on the intermediate transfer belt 8 can be favorably controlled by the polarity control means. Therefore, it is possible to make the charging polarity of the toner input to the cleaning brush roller disposed downstream of the polarity control means in the belt moving direction uniform. In addition, since the amount of toner input to the cleaning brush roller is small, the toner on the intermediate transfer belt that could not be removed by the pre-cleaning brush roller can be satisfactorily removed by the cleaning brush roller. As a result, even if an untransferred toner image is input to the belt cleaning device, the untransferred toner image can be satisfactorily removed from the intermediate transfer belt.
Further, it is possible to suppress the initial scraping failure of the scraping blade of the pre-cleaning unit and the cleaning unit on the downstream side of the polarity control means.
像担持体上に形成されたトナー像を像担持体上から最終的に記録材上へ転写することで、記録材たる記録紙上に画像を形成する画像形成装置において、転写後に上記像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置として、上記クリーニング装置を用いることで、像担持体上のトナーを良好にクリーニングすることができる。これにより、高画質な画像形成を実現することができる。 In an image forming apparatus for forming an image on a recording paper as a recording material by finally transferring a toner image formed on the image bearing member from the image bearing member onto a recording material, By using the cleaning device as a cleaning device for cleaning the transfer residual toner remaining on the toner, the toner on the image carrier can be cleaned well. Thereby, high-quality image formation can be realized.
また、像担持体である中間転写ベルト8をクリーニングするベルトクリーニング装置100として、本発明のクリーニング装置を用いることにより、中間転写ベルト8上のトナーを良好にクリーニングすることができる。中間転写ベルト8上のトナーを良好にクリーニングできることにより、高画質な画像形成を実現することができる。 Further, by using the cleaning device of the present invention as the belt cleaning device 100 that cleans the intermediate transfer belt 8 that is an image carrier, the toner on the intermediate transfer belt 8 can be satisfactorily cleaned. Since the toner on the intermediate transfer belt 8 can be cleaned well, high-quality image formation can be realized.
また、図16に示すように、記録紙を搬送する搬送ベルト上に残留するトナーをクリーニングする搬送ベルトクリーニング装置500として、本発明のクリーニング装置を用いることにより、紙搬送ベルト51上のトナーを良好にクリーニングすることができる。これにより、記録紙の裏面がトナーにより汚れるのを抑制することができる。 Also, as shown in FIG. 16, the toner on the paper transport belt 51 is improved by using the cleaning device of the present invention as the transport belt cleaning device 500 for cleaning the toner remaining on the transport belt for transporting the recording paper. Can be cleaned. Thereby, it can suppress that the back surface of a recording paper becomes dirty with a toner.
1:感光体
4:ドラムクリーニング装置
8:中間転写ベルト
51:紙搬送ベルト
100:ベルトクリーニング装置
100a:プレクリーニング部
100b:極性制御部
100c:正規帯電トナークリーニング部
101:プレクリーニングブラシローラ
101 各クリーニングブラシローラ
102:プレ回収ローラ
103:プレ掻き取りブレード
103a:先端稜線部
103b:ブレード下面
103c:先端面
103d:対向・当接面
104:極性制御ブラシローラ
105:逆帯電トナー回収ローラ
106:逆帯電トナー掻き取りブレード
107:正規帯電トナークリーニングブラシローラ
108:正規帯電トナー回収ローラ
109:正規帯電トナー掻き取りブレード
500:搬送ベルトクリーニング装置
500 搬送ベルトクリーニング装置
1: Photoconductor 4: Drum cleaning device 8: Intermediate transfer belt 51: Paper transport belt 100: Belt cleaning device 100a: Pre-cleaning unit 100b: Polarity control unit 100c: Regularly charged toner cleaning unit 101: Pre-cleaning brush roller 101 Brush roller 102: Pre-collection roller 103: Pre-scraping blade 103a: Tip edge 103b: Blade lower surface 103c: Tip surface 103d: Opposing / contacting surface 104: Polarity control brush roller 105: Reverse charging toner recovery roller 106: Reverse charging Toner scraping blade 107: Regularly charged toner cleaning brush roller 108: Regularly charged toner collecting roller 109: Regularly charged toner scraping blade 500: Conveying belt cleaning device 500 Conveying belt cleaning device
Claims (6)
金属材料で構成され、上記クリーニング部材上のトナーを静電的に自らの表面に移動させて回収する表面移動可能な回収部材と、
金属材料で構成され、上記回収部材表面に摺擦して上記回収部材上のトナーを掻き取る掻き取りブレードとを備えたクリーニング装置において、
上記掻き取りブレードを上記回収部材の軸方向から見たとき、上記掻き取りブレードは、上記掻き取りブレードの使用初期から、回収部材表面と当接する先端稜線部に隣接し、回収部材表面と僅かな隙間をもって対向するか、回収部材表面と当接するかして、回収部材表面のトナーを堰き止める堰き止め面を有するものであり、
上記クリーニング部材と、上記トナー回収部材と、上記トナー掻き取り部材とを備え、被清掃体上の正規帯電極性に帯電したトナーを除去する正規帯電トナークリーニング部と、
上記クリーニング部材と、上記トナー回収部材と、上記トナー掻き取り部材とを備え、被清掃体上の正規帯電極性と反対極性に帯電したトナーを除去する逆帯電トナークリーニング部と、
上記被清掃体移動方向に関して、少なくとも上記正規帯電トナークリーニング部よりも上流側に配置され、上記クリーニング部材と、上記トナー回収部材と、上記トナー掻き取り部材とを備え、被清掃体上の正規帯電極性に帯電したトナーを除去するプレクリーニング部とを備えたことを特徴とするクリーニング装置。 A surface-movable cleaning member that electrostatically moves toner on the surface to be cleaned and moves it to its own surface;
A surface-movable recovery member that is made of a metal material and electrostatically moves and recovers the toner on the cleaning member to its own surface;
In a cleaning device comprising a metal material, and a scraping blade that scrapes off the toner on the recovery member by rubbing against the surface of the recovery member,
When the scraping blade is viewed from the axial direction of the recovery member, the scraping blade is adjacent to the tip ridge line portion that contacts the recovery member surface from the initial stage of use of the scraping blade, and is slightly different from the recovery member surface. It has a damming surface that dams the toner on the surface of the collecting member by facing the gap or contacting the surface of the collecting member ,
A regular charged toner cleaning unit that includes the cleaning member, the toner collecting member, and the toner scraping member, and that removes toner charged to a regular charged polarity on the object to be cleaned;
A reversely charged toner cleaning unit that includes the cleaning member, the toner collecting member, and the toner scraping member, and that removes toner charged to a polarity opposite to the normal charge polarity on the object to be cleaned;
With respect to the moving direction of the cleaning target, the cleaning unit is disposed at least upstream of the regular charging toner cleaning unit, and includes the cleaning member, the toner recovery member, and the toner scraping member, and includes a normal charging on the cleaning target. A cleaning device comprising: a pre-cleaning unit that removes toner charged to a polarity .
上記掻き取りブレードを、上記回収部材軸方向から見たとき、上記掻き取りブレードは、上記堰き止め面に隣接して設けられ回収部材表面と対向するブレード下面と、上記堰き止め面に隣接して設けられ上記掻き取りブレードの厚み方向に平行な先端面とを有し、
上記ブレード下面と回収部材表面とのなす角度が20°であって、
上記掻き取りブレードは、上記堰き止め面と上記ブレード下面とがなす角度が鈍角で、上記掻き取りブレードを上記回収部材の軸方向から見たとき、上記ブレード下面に沿う様に引いた仮想線と、上記先端面に沿うように引いた仮想線との交点と、上記先端面と上記堰き止め面との交点とを結ぶ線の長さが、8μm以上、13μm以下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.
When the scraping blade is viewed from the axial direction of the collecting member, the scraping blade is provided adjacent to the damming surface and is opposed to the surface of the collecting member and is adjacent to the damming surface. A tip surface parallel to the thickness direction of the scraping blade provided,
The angle between the blade lower surface and the recovery member surface is 20 °,
The scraping blade has an obtuse angle formed by the damming surface and the lower surface of the blade, and an imaginary line drawn along the lower surface of the blade when the scraping blade is viewed from the axial direction of the collecting member. The length of the line connecting the intersection of the virtual line drawn along the tip surface and the intersection of the tip surface and the damming surface is 8 μm or more and 13 μm or less. Equipment .
転写後に上記像担持体上に残留した転写残トナーをクリーニングするためのクリーニング装置として、請求項1または2のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image on a recording material by finally transferring the toner image formed on the image bearing member onto the recording material from the image bearing member,
An image forming apparatus using the cleaning device according to claim 1 or 2 as a cleaning device for cleaning residual toner remaining on the image carrier after the transfer.
上記像担持体は、潜像担持体に形成された複数のトナー像が順次重ね合わされて転写される中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 3 .
The image forming apparatus, wherein the image carrier is an intermediate transfer member to which a plurality of toner images formed on the latent image carrier are sequentially superimposed and transferred.
上記記録材を搬送する搬送ベルト上に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング装置として、請求項1または2のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image on a recording material by finally transferring the toner image formed on the image bearing member onto the recording material from the image bearing member,
An image forming apparatus using the cleaning device according to claim 1 or 2 as a cleaning device for cleaning toner remaining on a transport belt for transporting the recording material.
上記トナーとして、形状係数SF1が100以上150以下のトナーを用いたことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 3 to 5 ,
An image forming apparatus using a toner having a shape factor SF1 of 100 or more and 150 or less as the toner.
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