JP2005062709A - クリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置及びこれらに用いるトナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 感光体5上のトナーをクリーニングするクリーニングブレード151と、潤滑剤成型体157の潤滑剤を像担持体に塗布するブラシ状ローラ156とを配置し、ブラシ状ローラ156は絶縁性であって、かつ 潤滑剤成型体157の潤滑剤を感光体5に塗布し、クリーニングしたクリーニングブレード151上のトナーをクリーニング装置15内部に搬送するクリーニング装置15とする。
【選択図】 図2
Description
例えば、特定の粒径分布を有する球形化した粉砕型のトナー(例えば、特許文献1〜4参照。)、懸濁重合により球形化、小粒径化されたトナーを得る方法(例えば、特許文献5参照。)、バインダー樹脂と着色剤とを水と混和しない溶媒中で混合し、分散安定剤の存在下で水系溶媒中に分散させ、球形化、小粒径化されたトナーを得る方法(例えば、特許文献6参照。)、一部に変性された樹脂を含むバインダー樹脂と、着色剤とを有機溶媒中で混合し、水系溶媒中に分散させて、変性された樹脂の重付加反応を行わせ、球形化、小粒径化したトナーを得る方法(例えば、特許文献7参照。)が提案されている。このようなトナーにより、画質の向上、流動性の向上が得られている。
このために、例えば、記録材に転写後感光体上に残留したトナーを弾性ゴムブレードでクリーニングするクリーニング部材を有する電子写真画像形成方法において、トナー中にステアリン酸亜鉛がトナー重量に対し0.01%以上、0.5%以下の量含有し、且つ、弾性ゴムブレードがクリーニング部材に固定するための支持部材にクリーニングブレードの感光体当接面側で実質的に保持されている電子写真画像形成方法が提案されている(例えば、特許文献8)。しかし、トナーにステアリン酸亜鉛を添加すると、現像される画像の状態により感光体上のステアリン酸亜鉛が不均一になるという問題点がある。
また、クリーニングブレードよりも電子写真感光体ドラムの回転方向上流側で電子写真感光体ドラムに当接させて配置されたブラシ ローラを備えるクリーニング装置が提案されている(例えば、特許文献9)。このクリーニング装置では、導電性のブラシで、潤滑剤を感光体に塗布することが開示されている。しかし、ブラシ表面に潤滑剤、トナーが付着し、離れにくく、潤滑剤の塗布性能が低下するという問題点があった。
本発明のクリーニング装置は、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニングブレードと、潤滑剤成型体の潤滑剤を像担持体に塗布するブラシ状ローラと を配置するクリーニング装置において、前記ブラシ状ローラは絶縁性であって、かつ 潤滑剤成型体の潤滑剤を像担持体に塗布し、クリーニングしたクリーニングブレード上のトナーをクリーニング装置内部に搬送することを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記ブラシ状ローラは、電気抵抗が1012Ω・cm以上であることを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記ブラシ状ローラは、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成されていることを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、前記潤滑剤成型体は、フッ素樹脂粒子又は脂肪酸金属塩で構成されていることを特徴とする。
また、本発明のクリーニング装置は、さらに、ブラシ状ローラの回転方向に対して潤滑剤成型体の下流側に、ブラシ状ローラに付着したトナーを掻き取るスクレーパーが設けられていることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記クリ−ニング装置は、請求項2ないし5のいずれかに記載のクリーニング装置であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記クリ−ニング装置は、請求項2ないし5のいずれかに記載のクリーニング装置であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記帯電装置は、帯電部材がローラ状であって、帯電部材を駆動させる駆動部材を配置する
ことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナーは、体積平均粒径(Dv)が3〜8μmの範囲にあり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)で定義される分散度が1.00〜1.40の範囲にある
ことを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナーは、平均円形度が0.93ないし1.00の範囲にあることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナーは、形状係数SF−1で100〜180の範囲にあり、かつ 形状係数SF−2で100〜180の範囲にあることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナーは、外観形状がほぼ球形状であって、長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3の関係を満足することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び/又は伸長反応させることを特徴とする。
また、本発明のトナーは、さらに、前記トナーは、平均円形度が0.93ないし1.00の範囲にあることを特徴とする。
また、本発明のトナーは、さらに、前記トナーは、形状係数SF−1で100〜180の範囲にあり、かつ 形状係数SF−2で100〜180の範囲にあることを特徴とする。
また、本発明のトナーは、さらに、前記トナーは、外観形状がほぼ球形状であって、長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3の関係を満足することを特徴とする。
また、本発明のトナーは、さらに、前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び/又は伸長反応させることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジと画像形成装置では、使用する期間を延ばすことができ、さらに、安定したクリーニング性を発揮することで、地肌汚れのない高品位の画像を得るという効果を奏する。
また、本発明のトナーでは、クリーニングブレードでクリーニングできるトナーであって、高精細な画像を得ることができるという効果を奏する。
その転写ベルト31の上側の面に、画像形成ユニット2A、2B、2C、2Dにそれぞれ設けられている感光体5が接触するように配置している。そして、その画像形成ユニット2A、2B、2C、2Dに対応させて、それぞれ使用するトナーの色が異なる現像装置10A、10B、10C、10Dを配置している。
画像形成ユニット2A、2B、2C、2Dは、同一の構成をしたユニットであり、画像形成ユニット2Aはマゼンタ色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット2Bはシアン色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット2Cはイエロー色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット2Dはブラック色に対応する画像を形成する。
書込みユニット6は、各色毎に用意されたレーザダイオード(LD)方式の4つの光源と、6面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される1組のポリゴンスキャナと、各光源の航路に配置されたfθレンズ、長尺シリンドルカルレンズ等のレンズやミラーから構成されている。レーザダイオードから射出されたレーザー光はポリゴンスキャナにより偏向走査され感光体5上に照射される。
両面ユニット7は、対をなす搬送ガイド板45a、45bと、対をなす複数(この例では4組)の搬送ローラ46とからなり、転写紙の両面に画像を形成する両面画像形成モード時には、片面に画像が形成されて反転ユニット8の反転搬送路54に搬送されてスイッチバック搬送された転写紙を受入れて、それを給紙部に向けて搬送する。
転写ベルト31と反転ユニット8との間には、画像が転写された転写紙の画像を定着する定着装置9が設けられている。その定着装置9の転写紙搬送方向下流側には、反転排紙路20を分岐させて形成し、そこに搬送した転写紙を排紙ローラ対25により排紙トレイ26上に排出可能にしている。
また、装置本体1の下部には、上下2段にサイズの異なる転写紙を収納可能な給紙カセット11、12を、それぞれ配設している。さらに、装置本体1の右側面には、手差しトレイ13を矢示B方向に開閉可能に設け、その手差しトレイ13を開放することにより、そこから手差し給紙ができるようにしている。
一方、転写ベルト31から離れた感光体5はそのまま回転を続け、ブラシ状ローラ156が潤滑剤成型体157から掻き取った潤滑剤を感光体5に塗布する。
以後の画像形成では、上述した画像形成プロセスが繰り返されるが、感光体5上に形成される潤滑剤の膜は非常に薄いために帯電装置14による帯電を阻害することない。その後、感光体5上に再度現像されたトナー像は、転写ベルト31に吸着した状態の転写紙に転写される。
キャリアは芯材それ自体からなるか、芯材上に被覆層を設けたものが一般に使用される。本発明において用いることのできる樹脂被覆キャリアの芯材としては、フェライト、マグネタイトである。この芯物質の粒径は20〜65μm、好ましくは30〜60μm程度が適当である。キャリア被覆層形成に使用される樹脂は、スチレン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物、共重合体を用いることができる。被覆層の形成法としては、従来と同様、キャリア芯材粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
帯電装置14における帯電ローラ141は、導電性又は半導電性で、直流及び/又は交流の電圧を印加して感光体5上に電荷を付与して感光体5を帯電させる。帯電ローラ141にはローラ表面をクリーニングするための帯電ローラクリーニングブラシ142が当接している。
クリーニング装置15は、感光体5表面の未転写トナーをクリーニングするクリーニングブレード151、クリーニングブレード151を支持する支持体154、クリーニングブレード151の当接圧を調整するブレード加圧スプリング152、クリーニングブレード151の当接圧により回動させる回動支点153と潤滑剤を塗布するブラシ状ローラ156、潤滑剤を箱形に成型した潤滑剤成型体157、ブラシ状ローラに付着したトナーを分離するブラシ状ローラスクレーパー158,潤滑剤成型体157のブラシ状ローラに押し当てる圧力を調整するバー加圧スプリング159を備える。
また、ブラシ状ローラ156は、感光体5と接触する部分では同方向に回転させる。この方向に回転させることでブラシ状ローラ156に付着している潤滑剤を、感光体5に衝撃を与えることなく供給することができる。この、ブラシ状ローラ156で感光体5に供給する際に潤滑剤の膜を形成する必要はなく、感光体5上に供給された潤滑剤はクリーニングブレード151の押圧力で潤滑剤の膜を形成する。したがって、ここでは、衝撃を与えることなく供給するために同方向で回転させることが好ましい。さらに、ブラシ状ローラ156と感光体5との周速比(感光体周速/ブラシ状ローラの周速)は、0.8〜1.2の範囲にあることが好ましい。周速比が0.8未満では潤滑剤の供給量が少なくなり、1.2を越えると衝撃で感光体5に傷をつけることがあり、感光体5の寿命を短くすることがある。さらに、小さな衝撃でブラシから感光体5に潤滑剤を供給するために、1.0〜1.1の範囲にあることが、さらに、好ましい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等からなり、特にビニル系樹脂が好ましく、具体的にはポリスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単独重合体、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、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル−アクリル酸ブチル共重合体等を用いることができる。
離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン−ポリプロピレン共重合体等のポリオレフィンワックス、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸高級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル等のエステル系ワックス、アミド系ワックス等を用いることができる。含有量はトナーに対して通常0.5〜10%、好ましくは1〜5%である。
さらに、トナーには、流動性付与剤を添加してもよい。流動性付与剤としては、シリカ、チタニア、アルミナ、マグネシア、ジルコニア、フェライト、マグネタイト等の金属酸化物の微粒子及びそれら微粒子をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ジルコアルミネートで処理した金属酸化物微粒子である。カップリング剤で疎水化処理されたシリカ、チタニアが好ましい。シリカの1次粒子径が小さいことで、流動性を付与する効果が大きい。また、チタニアはトナー帯電量を制御することができる。これらを組み合わせて添加することがさらに好ましい。
また、体積平均粒径Dvと数平均粒径Dnとの比(Dv/Dn)で表される粒径分布は、1.00〜1.40の範囲であることが好ましい。粒径分布をシャープにすることで、トナー帯電量分布が均一にすることができる。Dv/Dnが1.40を越えると、トナーの帯電量分布も広くなるために高品位な画像を得るのが困難になる。トナーの粒径は、コールターカウンターマルチサイザー(コールター社製)を用いて、測定するトナーの粒径に対応させて測定用穴の大きさが50μmのアパーチャーを選択して用い、50,000個の粒子の粒径の平均を測定することで得られる。
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。
また、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100π/4)……式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
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。
このトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0で表される略球形の形状を有している。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、不定形状に近づくために帯電量分布が広くなる。
厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、不定形状に近づくために帯電量分布が広くなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、略球形の形状になるために、帯電量分布が狭くなる。
なお、これまでのトナーの大きさは、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の
角度を変え、その場観察しながら測定した。
トナーの形状は、製造方法により制御することができる。例えば、乾式粉砕法によるトナーは、トナー表面も凸凹で、トナー形状が一定しない不定形になっている。この乾式粉砕法トナーであっても、機械的又は熱的処理を加えることで真球に近いトナーにすることができる。懸濁重合法、乳化重合法により液滴を形成してトナーを製造する方法によるトナーは、表面が滑らかで、真球形に近い形状になることが多い。また、溶媒中の反応途中で攪拌して剪断力を加えることで楕円にすることができる。
以下に、トナーの構成材料及び好適な製造方法について説明する。
(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。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量10,000〜400,000、好ましくは20,000〜200,000である。重量平均分子量が10,000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、400,000を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(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。
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。
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。
(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。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常10,000以上、好ましくは20,000〜10,000,000、さらに好ましくは30,000〜1,000,000である。10,000未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
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。
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。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダ樹脂のガラス転移点(Tg)は、通常45〜65℃、好ましくは45〜60℃である。45℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、65℃を超えると低温定着性が不十分となる。
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。
(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。
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。
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。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
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。
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。
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。
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。
外添剤、潤滑剤を添加して現像剤を調製する際には、これらを同時に又は別々に添加して混合してもよい。外添剤等の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。使用できる混合設備の例としては、V型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。混合条件である回転数、転動速度、時間、温度などを変化させて、外添剤の埋め込み、潤滑剤のトナー表面の薄膜形成を防止することが好ましい。
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、真球状から紡錘形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。
2 画像形成ユニット
3 転写装置
31 転写ベルト
5 感光体(像担持体)
6 書込みユニット
7 両面ユニット
8 反転ユニット
9 定着装置
10 現像装置
11、12 給紙カセット
13 手差しトレイ
14 帯電装置
141 帯電ローラ
142 帯電ローラクリーニングブラシ
15 クリーニング手段
151 クリーニングブレード
152 ブレード加圧スプリング
153 ブレード回動支点
154 クリーニングブレード支持体
155 廃トナー回収コイル
156 ブラシ状ローラ
157 潤滑剤成型体
158 ブラシ状ローラスクレーパー
159 バー加圧スプリング
20 反転排紙路
25 ローラ対
26 排紙トレイ
45a、45b 搬送ガイド板
46 搬送ローラ
55、56 分離給紙部
58 紙吸着ローラ
59 レジストローラ対
Claims (20)
- 像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニングブレードと、
潤滑剤成型体の潤滑剤を像担持体に塗布するブラシ状ローラと を配置するクリーニング装置において、
前記ブラシ状ローラは絶縁性であって、かつ 潤滑剤成型体の潤滑剤を像担持体に塗布し、クリーニングしたクリーニングブレード上のトナーをクリーニング装置内部に搬送する
ことを特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1に記載のクリーニング装置において、
前記ブラシ状ローラは、電気抵抗が1012Ω・cm以上である
ことを特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1又は2に記載のクリーニング装置において、
前記ブラシ状ローラは、ポリアミド樹脂又はポリエステル樹脂で形成されている
ことを特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載のクリーニング装置において、
前記潤滑剤成型体は、フッ素樹脂粒子又は脂肪酸金属塩で構成されている
ことを特徴とするクリーニング装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載のクリーニング装置において、
ブラシ状ローラの回転方向に対して潤滑剤成型体の下流側に、ブラシ状ローラに付着したトナーを掻き取るスクレーパーが設けられている
ことを特徴とするクリーニング装置。 - 少なくとも、潜像を担持する像担持体と像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置を備え、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記クリ−ニング装置は、クリーニングブレードとブラシ状ローラと潤滑剤成型体とを配置し、
前記ブラシ状ローラは絶縁性であって、潤滑剤成型体の潤滑剤を像担持体に塗布し、かつ クリーニングブレードでクリーニングしたトナーをクリーニング装置内部に搬送する
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項6に記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記クリ−ニング装置は、請求項2ないし5のいずれかに記載のクリーニング装置である
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 潜像を担持する像担持体と、帯電部材を像担持体表面に接触又は近接させて像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、像担持体に形成されたトナー像を、表面移動部材との間に挟持される記録部材上又は表面移動部材上に転写する転写装置と、像担持体上のトナーをクリーニングするクリーニング装置と を備える画像形成装置において、
前記クリ−ニング装置は、クリーニングブレードとブラシ状ローラと潤滑剤成型体とを配置し、
前記ブラシ状ローラは絶縁性であって、潤滑剤成型体の潤滑剤を像担持体に塗布し、かつ クリーニングブレードでクリーニングしたトナーをクリーニング装置内部に搬送する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8に記載の画像形成装置において、
前記クリ−ニング装置は、請求項2ないし5のいずれかに記載のクリーニング装置である
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8又は9に記載の画像形成装置において、
前記帯電装置は、帯電部材がローラ状であって、帯電部材を駆動させる駆動部材を配置する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8ないし10のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーは、体積平均粒径(Dv)が3〜8μmの範囲にあり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)で定義される分散度が1.00〜1.40の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11に記載の画像形成装置において、
前記トナーは、平均円形度が0.93ないし1.00の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11又は12に記載の画像形成装置において、
前記トナーは、形状係数SF−1で100〜180の範囲にあり、かつ 形状係数SF−2で100〜180の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11ないし13のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーは、外観形状がほぼ球形状であって、
長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3の関係を満足する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項11ないし14のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び/又は伸長反応させる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 潜像を担持する像担持体と、帯電部材を像担持体表面に接触又は近接させて像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、像担持体に形成されたトナー像を、表面移動部材との間に挟持される記録部材上又は表面移動部材上に転写する転写装置と、クリーニングブレードとブラシ状ローラと潤滑剤成型体とを配置し、前記ブラシ状ローラは絶縁性であって、潤滑剤成型体の潤滑剤を像担持体に塗布し、かつ クリーニングブレードでクリーニングしたトナーをクリーニング装置内部に搬送するクリ−ニング装置を備える画像形成装置に用いるトナーにおいて、
前記トナーは、体積平均粒径(Dv)が3〜8μmの範囲にあり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)で定義される分散度が1.00〜1.40の範囲にある
ことを特徴とするトナー。 - 請求項16に記載のトナーにおいて、
前記トナーは、平均円形度が0.93ないし1.00の範囲にある
ことを特徴とするトナー。 - 請求項16又は17に記載のトナーにおいて、
前記トナーは、形状係数SF−1で100〜180の範囲にあり、かつ 形状係数SF−2で100〜180の範囲にある
ことを特徴とするトナー。 - 請求項16ないし18のいずれかに記載のトナーにおいて、
前記トナーは、外観形状がほぼ球形状であって、
長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3の関係を満足する
ことを特徴とするトナー。 - 請求項16ないし19のいずれかに記載のトナーにおいて、
前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び/又は伸長反応させる
ことを特徴とするトナー。
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