JP2005181820A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 中間転写装置60と中間転写体クリーニング装置25とを一体とした中間転写ユニット70として装置本体から着脱することを可能とし、かつ、中間転写装置60と中間転部材クリーニング装置25とをそれぞれ独立して着脱することも可能とした。
【選択図】 図5
Description
一方、特許文献1の構成の画像形成装置は、一体型の交換であるので作業手順が簡単であり、一般のユーザーでも交換することが可能である。しかし、クリーニング部材の寿命にあわせて、中間転写装置も交換するため、まだ使用可能な中間転写体も交換することになり部材の無駄が発生し、交換コストの増大につながる。
また、請求項2の発明は、請求項1の画像形成装置において、上記中間転写装置と上記中間転写体クリーニング装置とを装置本体内に設置している時は、該中間転写装置は該装置本体に固定し、該中間転写体クリーニング装置は該中間転写措置のみに固定し、該中間転写装置の該装置本体に対する固定を解除することで、該中間転写装置と該中間転写体クリーニング装置とを一体として装置本体から着脱することが可能であり、該中間転写体クリーニング装置の該中間転写装置に対する固定を解除することで、該中間転写装置と該中間転写体クリーニング装置とをそれぞれ独立して着脱することも可能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、請求項1または2の画像形成装置において、上記トナー像を形成するトナーは球状トナーであ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1、2または3の画像形成装置において、上記中間転写体は二つ以上の支持部材にベルトを張架させた中間転写ベルト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、請求項4の画像形成装置において、上記中間転写ベルトは耐熱性を有する高強度の樹脂を用いた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4または5の画像形成装置において、上記中間転写ベルトを張架する上記支持部材は、中間転写ベルトが無端移動するための駆動ローラと、中間転写ベルトに引っ張り方向の力を加えるテンションローラであり、上記クリーニング部材は該中間転写ベルトを挟んで該テンションローラと対向することを特徴とするものである。
また、請求項7の請求項1、2、3、4、5または6の画像形成装置において、少なくとも上記中間転写体クリーニング装置を、上記中間転写ベルトを駆動する駆動軸に対して垂直な方向から着脱可能としたことを特徴とするものである。
つまり、クリーニング部材の交換が必要な時は中間転写体クリーニング装置のみを交換し、クリーニング部材と中間転写体との交換が必要な時は中間転写装置と中間転写体クリーニング装置とを、一体として交換することが可能である。
中間転写体クリーニング装置のみを交換できることにより、クリーニング部材のみが部材として寿命に達した時に、まだ部材としての寿命に達していない中間転写体を交換する必要がないため、部材のロスの発生を抑えることができる。また、一体としても交換できることにより、中間転写体とクリーニング部材とが部材としての寿命に達した時に、複雑な作業手順を必要とせずに容易に交換作業を行うことができる。これにより、サービスマンに依頼することによる交換作業の人件費のロスや、ユーザーが交換する時に複雑な手順による交換作業の労力のロスの発生を抑えることができる。
以下、図面を参照しながら本発明を適用した実施形態1について説明する。図1は本発明を適用した画像形成装置の説明図である。
回転可能に支持され、矢印方向に回転する像担持体である感光体1の外周部には除電装置L、クリーニング装置2、帯電装置3、現像装置5が配備されている。帯電装置3と現像装置5の間には、露光装置4から発せられる光情報の入るスペースが確保されている。感光体1は4個(a、b、c、d)あるがそれぞれ周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じである。現像装置5が扱うトナーの色がマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのいずれかである点で異なる。
露光装置4は公知のレーザ方式で、フルカラー画像形成に対応した光情報を、一様に帯電された感光体表面に潜像として照射する。LEDアレイと結像手段から成る露光装置も採用できる。
また、感光体1、クリーニング装置2、帯電装置3、現像装置5などを一体に組み込み、寿命到来時に交換できるよう、プロセスカートリッジとして構成することもできる。
ベルトループの外側には、クリーニング部材であるクリーニングブレード24と、クリーニングブレード24を有する中間転写体クリーニング装置25が配備されている。中間転写ベルト10の表面に残留する不要のトナーや紙粉を拭い去る。中間転写体クリーング装置25は装置本体から着脱可能になっている。また、中間転写ベルト10、支持ローラ11、支持ローラ12及び一次転写ローラ20はまとめて中間転写装置60として装置本体から着脱可能である。また、中間転写装置60及び中間転写体クリーニング装置25を中間転写ユニット70として一体で本体から着脱することもできる。これらの着脱の機構、着脱方法は実施形態1の特徴部であるので詳細は後述する。
記録体搬送ベルト100は、厚みが50μm〜600μmの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトである。ベルトループの外側に、記録体搬送ベルト100用のクリーニング装置250などが配備されている。クリーニング装置250は、記録体搬送ベルト100の表面に残留する不要のトナーや紙粉を拭い去る。中間転写ベルト10と接触する箇所では、前記二次転写ローラ120、ローラ113、支持ローラ11により、あらかじめ定められた転写ニップを形成している。
中間転写ベルト10の上方で、排紙スタック部40の下方には、補給用のトナーが収納できる収納部TSが設けてある。トナーの色はマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの四色あり、カートリッジTCの形態にしてある。粉体ポンプ等で対応する色の現像装置5に補給される。
本体の一部のフレーム50は、開閉支軸50Aを中心として、回動・開放が可能な構造にしてあり、記録体Pがジャムした場合は記録体Pの搬送路を大きく開き、ジャムした記録体Pの処理を容易にしている。
まず感光体1での作像について説明する。感光体1は帯電装置3により一様に帯電する。そして、露光装置4の作動により、不図示のLD光源からの光は不図示の光学部品を経て、aと記された感光体1の表面上に至り、書き込み情報(色に応じた情報)に対応した潜像を感光体表面上に形成する。
感光体1表面上の潜像は現像装置5で現像され、トナーによる顕像が感光体1の表面に形成・保持される。このトナー像は、一次転写ローラ20により、感光体1と同期して移動する中間転写ベルト10の表面に一次転写される。
一次転写後の感光体1の表面は、残存するトナーをクリーニング装置2によりクリーニングされた後に除電装置Lにより除電され、次の作像サイクルに備える。
転写に際して、記録体Pは画像の位置が正規のものとなるよう、タイミングがとられて搬送される。
両面のトナー像が転写された記録体Pは、定着ローラ30に送られ、記録体Pの両面の画像が同時に定着され、ガイド対31を経て排紙ローラ対32により本体フレーム上部の排紙スタック部40に排紙される。
ここでは複数色のトナーを使った、カラー画像の作像に関して述べたが、モノクロ画像にも適用することができる。
図2は中間転写ユニット70を構成する中間転写装置60とクリーニング装置25との接合部の説明図である。
クリーニング装置25は交換部25aと側板25bで中間転写装置を挟む構成となっている。側板25bはネジなどの固定部材65によって中間転写装置60の奥側の側板61bに固定されている。
そして交換部25aの中間転写装置60に対する接合は、中間転写装置60の奥側では交換部25aの凸部44と側板25bに開けられた孔部64との嵌合でなされる。手前側では中間転写装置60の手前側の側板の凸部63と交換部25aの孔部43との嵌合、及びテンションローラ12の軸部62と交換部25aの孔部42との嵌合によって接合されている。
接合された状態で、孔部42、43を通って手前側に突き出る軸部62と凸部63とをナット等の固定部材(不図示)によって交換部25aに固定することにより、クリーニング装置25が中間転写装置60に固定される。クリーニング装置25は中間転写そうち60のみに固定されており、クリーング装置25と中間転写装置60とが一体となったものが中間転写ユニット70となる。
まず、正面の前カバー(不図示)を開き、接離レバー23を操作し中間転写ベルト10からクリーニングブレード24を離間させる。離間させることにより、交換時にクリーニングブレード24が中間転写ベルト10を傷つけることを防止することができる。
そして、中間転写装置60が手前側に移動することを規制するロック部材(不図示)を解除し、装置本体に設けられた中間転写装置用ガイドレール(不図示)に沿って引き出すことにより、中間転写装置60を取り出すことができる。
そして、使用するトナーによるクリーニング部材の寿命への影響は非常に大きい。形が球形である重合トナーを使用すると、従来の粉砕トナー使用したものに比べて高画質になることはよく知られている。しかし、重合トナーを用いるとクリーニング部材の寿命は急激に縮まってしまう。具体的に言うと、従来の粉砕トナーを使用した場合のクリーニング性は40万枚程度の寿命は確保できる。しかし、重合トナーを用いるとクリーニング性は15万枚程度でクリーニング不良を起こしてしまう場合が多くなる。
一方、中間転写ベルトはポリイミド系などの高強度ベルトを用いることで、重合トナーを用いた場合でも40万〜60万枚枚適度の部材寿命である。
よって、重合トナーを使用し、中間転写ベルトに高強度ベルトを用いた画像形成装置においては、中間転写装置とクリーニング装置とを交換する際の形態を選択できる構成が非常に有用である。
ところで、部材寿命のロスよりも、サービスマンメンテやユーザー自身でのクリーニング装置交換での作業ロスの方がロスが大きい判断した場合は、部材寿命に関わらず15万枚で中間転写ユニットをユーザーが交換するようにしても良い。
なお、クリーニング装置も一般のユーザーが交換できるようにすると更に良いがトナーで汚れるため、シャッターやシール部材等でカバーを施してもトナーの漏れ、こぼれが発生し、困難である。
中間転写ベルトを2軸構成とすることで部材数を少なくすることができ、中間転写装置を安価にできる。また、平面的な中間転写装置にすることができるので、省スペース化を図ることができ、開口部から引き出しやすい形状にすることができる。また、2軸の場合に限らずクリーニングブレードとの対向部材をテンションローラとすることで、支持ローラの数を少なくすることができる。
また、球状の重合トナーを用い、高画質を得ることができる画像形成装置に、中間転写装置とクリーニング装置の着脱形態を選択できる構成を採用することにより、コストパフォーマンスの向上がより明らかとなる。
また、中間転写体として無端ベルト形状である中間転写ベルトを採用することにより、レイアウトの自由度の幅を広げることができる。
また、中間転写ベルト10を高強度ベルトを用いた画像形成装置に、中間転写装置とクリーニング装置の着脱形態を選択できる構成を採用することにより、コストパフォーマンスの向上がより明らかとなる。
また、クリーニングブレード24との対向部材をテンションローラ12とすることにより、中間転写ベルト10の支持部材数を減少させることができる。
図7に示す画像形成装置では、装置本体側面に横カバー80を設け開口部81からクリーニング装置25を取り出すことができる構成である。クリーニング装置25がセットされている時は、中間転写装置60の凸部63及び軸部62と、側板21の切欠き21a、21bとの嵌合と固定部材(不図示)によりクリーニング装置25は中間転写装置60に固定されている。クリーニング装置25を取り外すときは、固定部材(不図示)を解除し、軸部63を中心にクリーニング装置25を時計回りに回転させることにより、凸部63と切欠き21bとの嵌合が解除される。その後、軸部62と切欠き21aとの嵌合も解除することで、装置本体の側面の開口部81からクリーニング装置25を取り出すことができる。
切欠き21a、21bを図に示すような形状を採用すると、凸部と孔部の嵌合の組み合わせによる固定ではないため、装置本体にクリーニング装置用のガイドレールを設ける必要がなくなる。
ポリイミドは、一般的には芳香族多価カルボン酸無水物或いはその誘導体と芳香族ジアミンとの縮合反応によって得られる。しかし、その剛直な主鎖構造により不溶、不融の性質を持つため、酸無水物と芳香族ジアミンからまず有機溶媒に可溶なポリアミック酸(又はポリアミド酸〜ポリイミド前駆体)を合成する。そして、この段階で様々な方法で成型加工が行われ、その後加熱若しくは化学的な方法で脱水環化(イミド化)することでポリイミドが得られる。(化1参照)(化学式式中Ar1、Ar2は少なくとも1つの炭素6員環を含む4価の芳香族残基を示す。)
エチレンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物
これらは単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミン、p−アミノベンジルアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス(3−アミノフェニル)スルフィド、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(3−アミノフェニル)スルフィド、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルホキシド、ビス(3−アミノフェニル)スルホン、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェニル)スルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、1,1−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、1,1−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−エタン、1,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、1,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ブタン、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、1,4−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル〕ベンゼン、1,3−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル〕ベンゼン、4,4’−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル〕ジフェニルエーテル、4,4’−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル〕ジフェニルエーテル、4,4’−ビス〔4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ〕ベンゾフェノン、4,4’−ビス〔4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ〕ジフェニルスルホン、ビス〔4−{4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル〕スルホン、1,4−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕−α,α−ジメチルベンジル〕ベンゼン、1,3−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル〕ベンゼン
これらは単独または2種以上を混合して使用される。
これらの芳香族多価カルボン酸無水物成分とジアミン成分を略等モル有機極性溶媒中で重合反応させることによりポリイミド前駆体(ポリアミック酸)を得ることが出来る。
ポリアミック酸の重合反応に使用される有機極性溶媒としては、例として下記のものが上げられる。
ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、o−,m−,またはp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトン
これらを単独或いは混合溶媒として用いるのが望ましい。溶媒は、ポリアミック酸を溶解するものであれば特に限定されないが、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンが特に好ましい。
また、この反応において、上記添加手順とは逆に、まず芳香族多価カルボン酸無水物或いはその誘導体を有機溶媒に溶解または拡散させ、この溶液中に前記ジアミンの固体もしくは有機溶媒による溶液もしくはスラリーを添加させても良い。また、同時に反応させても良く、酸二無水物成分、ジアミン成分の混合順序は限定されない。
上述のようにして、芳香族多価カルボン酸無水物或いはその誘導体と芳香族ジアミン成分とをおよそ等モル、有機極性溶媒中で重合反応により、ポリアミック酸組成物が有機極性溶媒中に均一に溶解しているポリアミック酸溶液が得られる。
これらのポリアミック酸組成物は上述のように容易に合成することが可能であるが、簡便には有機溶媒にポリアミック酸組成物が溶解されているポリイミドワニスとして上市されているものを入手することが可能である。
その例として、以下のものを代表的に上げることができる。
トレニース(東レ社製)、U−ワニス(宇部興産社製)、リカコート(新日本理化社製)、オプトマー(JSR社製)、SE812(日産化学社製)、CRC8000(住友ベークライト社製)
具体的な例を挙げるならば、表面平坦性、レベリング性を向上させる目的で各種表面張力調節剤を添加することができる。これらの添加剤は一般的にはレベリング剤、消泡剤、塗膜欠陥改良剤として知られているものである。これらの中で特に好ましい添加剤はシリコ−ン系添加剤である。又、非シリコ−ン系添加剤でも、例えばグリセリン高級脂肪酸エステル類、高級アルコ−ルホウ酸エステル類、含フッ素界面活性剤等が好適に用いられる。これらの添加量は0.001〜1%(対組成物重量)である。
又補強剤として例えばガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウム繊維、ガラスビーズを一種以上添加することもできる。
更に滑り性を改良する目的で、固体潤滑剤、例えば二硫化モリブデン、グラファイド、窒化ホウ素、一酸化鉛、鉛粉などを一種以上添加することができる。
実施形態において求めらるベルトの特性をそこなわない範囲で、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、着色剤などの通常の添加剤を一種以上添加することができる。
カーボンブラック、黒鉛、或いは銅、スズ、アルミニウム、インジウム等の金属、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化スズ、スズをドープした酸化インジウム等の金属酸化物微粉末などがあげられる。又、イオン電導性抵抗制御剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジル、アンモニウム塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート、グルセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエステル、アルキルベタイン、過塩素酸リチウム
カーボンブラックの分散性を向上させる方法として、カップリング剤でカーボンブラックを処理する方法(特開昭63−175869、特開昭63−158566、英国特許第1583564、1583411)などが検討されている。しかし、これらは処理後のカーボンブラックの重合性単量体への分散がまだ不完全であり、コストが高いという問題があった。また、カーボンブラックの存在下に単量体成分を使用する方法(特開昭64−6965、西独特許第3102823号)も提案されている。しかし、この方法ではグラフト効率が悪いため、グラフト化後のカーボンブラックの重合性単量体への分散は不十分であった。また、カーボンブラックの表面官能基を利用して、高分子反応により有機化合物と反応させることでカーボンブラックを処理する方法(特開平1−284564、特開平5−241378)なども検討されている。
使用できる有機化合物としては、例として下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
酢酸ビニルや、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−エチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−ブロモスチレン、p−クロロスチレン、p−スチレンスルフォン酸ナトリウム等のスチレン系化合物、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸グリシジル等のアクリル酸エステル化合物、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル化合物、アクリロニトリル、アクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−ピペリルアクリルアミド等のN−置換アクリルアミド系化合物、ジビニルベンゼン、メチレンビスアクリルアミド、1,3−ブタンジオールジメタクリレート
加熱によりイミド化を完結させるためには、本質的に用いるポリイミドのガラス転移温度以上に加熱しなければ、そのポリイミドの本来的な性能を発揮することが出来ない。
フ−リエ変換赤外分光法(FT-IR法)ではイミド化率を次のように定義することが出来る。
イミド化率=(焼成段階でのイミド基のモル数)/(100%理論的にイミド化された場合のイミド基のモル数)×100
・イミドの特性吸収の1つである725cm−1(イミド環C=O基の変角振動帯)とベンゼン環の特性吸収1015cm−1との吸光度比
・イミドの特性吸収の1つである1380cm−1(イミド環C−N基の変角振動帯)とベンゼン環の特性吸収1500cm−1との吸光度比
・イミドの特性吸収の1つである1720cm−1(イミド環C=O基の変角振動帯)とベンゼン環の特性吸収1500cm−1との吸光度比
・イミドの特性吸収の1つである1720cm−1とアミド基の特性吸収1670cm−1(アミド基N−H変角振動とC−N伸縮振動の間の相互作用)との吸光度比
又、3000〜3300cm−1にかけてのアミド基由来の多重吸収帯が消失していることを確認すれば更にイミド化完結の信頼性は高まる。
従来の重合法に使用される樹脂はスチレン−アクリル系が主体であったが、スチレン−アクリル系樹脂はポリエステル系樹脂に比べ、低温定着性に劣っていた。この原因は、定着温度とTg(ガラス転移点)のバランスにある事が判明した。
同一定着温度を有する、スチレン−アクリル系樹脂から成るトナーと、ポリエステル系樹脂から成るトナーのTgを比較すると、スチレン−アクリル系樹脂から成るトナーのTgが明らかに低くなる。このため、スチレン−アクリル系樹脂から成るトナーの耐熱保存性は、ポリエステル系樹脂から成るトナーに比べ悪くなる。なお、使用するポリエステル系樹脂は、アクリル、エポキシ、ウレタンなどで変性して用いる。変性することにより、トナー物性のコントロール容易となるほか、製造性も向上する。高画質を得るためのトナーとしては、形状係数SF−1が100〜135であることが重要である。
SF−1=(MXLNG)2 /AREA×π/4×100
〔式中、MXLNGはトナー粒子の絶対最大長(外接円の長さ)を示し、AREAはトナー粒子の投影面積を示す。また、粒子の投影面積が円(粒子で考えると球状)から変形するに従いSF−1は大きくなる。〕
(SF−2)=(PERI)2/(AREA)×1/4π×100
〔式中、PERIは、トナー粒子の周長を示し、AREAはトナー粒子の投影面積を示す。〕
形状係数SF−1は、トナー粒子の丸さの度合を示し、形状係数SF−2は、トナー粒子の凹凸の度合を示している。一般に、SF−1は耐久性に影響し、100<SF−1≦135好ましくは、100<SF−1≦120とすることがより好ましい。135<SF−1の場合、球形から離れて不定形に近づき、トナー層の層厚と表面が均一とはならないため、トナーと転写紙、像担持体の接触が少なくなるため、転写効率が低下する。その結果、転写電流が大きくなり、分離時の放電が増大する。
平均円形度の測定は(株)SYSMEX製フロー式粒子像分析装置FPIA−2100を用いて測定することができる。測定は、1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液に調整する。その後0.45μmのフィルターを通した液50〜100mlに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜5ml加え、試料を1〜10mg加える。これを、超音波分散機で1分間の分散処理を行い、粒子濃度を5000〜15000個/μlに調整した分散液を用いて測定を行なった。CCDカメラで撮像した2次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として、円相当径で0.6μm以上をCCDの画素の精度から有効とし平均円形度の算出に用いた。平均円形度は、各粒子の円形度の算出を行い、この各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割り算することによって得ることができる。各粒子の平均円形度は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割ることにより算出することができる。
なお、トナー粒径の測定はCoulter MULTISIZER IIeを使用した。なおアパーチャー径は100μmである。
ここで、トナーの凝集力は凝集度(%)として表すことができる。凝集度の値が大きいほど、トナーの凝集力が強いと言える。
測定装置としては、「パウダテスタ PT−N型(ホソカワミクロン株式会社製)」を用いる。操作方法は基本的には「パウダテスタ PT−N型」の取り扱い説明書に従うが、以下の点は変更している。
・使用ふるい 75μm、45μm、22μm
・振動時間 30秒
トナーの凝集度は5〜20%好ましくは5〜15%である。凝集度が5%以下の場合、トナーの流動性が良すぎて、転写の際にチリが発生しやすくなる。また、20%以上の場合トナーの凝集力が強くなり、転写性が悪くなる。
次いで40〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。さらに(A)にアミン類(B)を0〜140℃にて反応させ、変性されたポリエステルを得る。(3)を反応させる際および(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、いかに示すようなイソシアネート(3)に対して不活性なものが挙げられる。
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)
ウレア結合で変性されていないポリエステル(ii)を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で(ii)を製造し、これを前記(i)の反応完了後の溶液に溶解し、混合する。
アルコール(メタノール、イソプロパノール、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)
トナー粒子は、水系媒体中でイソシアネート基を有するプレポリマー(A)からなる分散体を、(B)と反応させて形成しても良いし、あらかじめ製造した変性ポリエステル(i)を用いても良い。水系媒体中で変性ポリエステル(i)やプレポリマー(A)からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中に(i)や(A)からなるトナー原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマー(A)と他のトナー組成物である(以下トナー原料と呼ぶ)着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、荷電制御剤、未変性ポリエステル樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよい。しかし、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
トナー組成物が分散された油性相を水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤として以下に示すような両性界面活性剤が挙げられる。
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陰イオン界面活性荊、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四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、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
炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及ぴその金属塩、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−[オメガ−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−オメガ−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)カルボン酸及ぴ金属塩、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)スルホン酸及ぴその金属塩、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
商品名としては、以下のものが挙げられる。
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、(タイキン工莱社製)、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)
フルオロアルキル基を右する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、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、以下のものが挙がられる。
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)
また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。例えば以下のものなどが使用できる。
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、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、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、ピニルビリジン、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窒素原子、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エニルエーテル、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
なお、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、微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。
さらに、トナー組成物の粘度を低くするために、変性ポリエステル(i)や(A)が可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は沸点が100℃未満の揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、以下のものなどをを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。
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
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。
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、以下のものなどが挙げられる。
オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢
無機微粒子の具体例としては、以下のものなどが挙げることができる。
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、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素
この他に、高分子系微粒子として以下の重合体粒子が挙げられる。
ソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体
[実施例1]
(トナーバインダーの合成)
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸276部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応させる。さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応させた。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート188部と2時間反応を行いイソシアネート含有プレポリマー(1)を得た。次いでプレポリマー(1)267部とイソホロンジアミン14部を50℃で2時間反応させ、重量平均分子量64000のウレア変性ポリエステル(1)を得た。上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、テレフタル酸276部を常圧下、230℃で8時間重縮合する。次いで10〜15mmHgの減圧で5時間反応して、ピーク分子量5000の変性されていないポリエステル(a)を得た。ウレア変性ポリエステル(1)200部と変性されていないポリエステル(a)800部を酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(1)の酢酸エチル/MEK溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー(1)を単離した。Tgは62℃で酸価は10であった。
(トナーの作成)
ビーカー内に前記のトナーバインダー(1)の酢酸エチル/MEK溶液240部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20部、カーボンブラック10部を入れる。そして、60℃にてTK式ホモミキサーで12000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させた。ビーカー内にイオン交換水706部、ハイドロキシアパタイト10%懸濁液(日本化学工業(株)製スーパタイト10)294部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。ついで60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12000rpmに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間攪拌した。ついでこの混合液を攪拌棒および温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して一部溶剤を除去し、室温に戻してから同ホモミキサーで12000rpmで攪拌を行いトナーの形状を球形から変形させ、更に溶剤を完全に除去した。その後、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、母体トナー粒子を得た。ついで、トナー粒子100部に疎水性シリカ0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明のトナーを得た。このトナーのSF−1は140、平均円形度は0.92、分散度は1.39、凝集度は25%であった。
(トナーバインダーの合成)
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物354部およびイソフタル酸166部をジブチルチンオキサイド2部を触媒として重縮合、ピーク分子量4,000の比較トナーバインダー(1)を得た。比較トナーバインダー(1)のTgは57℃であった。
(トナーの作成)
ビーカー内に前記の比較トナーバインダー(1)100部、酢酸エチル溶液200部、カーボンブラック10部を入れ、50℃にてTK式ホモミキサーで12000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させた。次いで実施例1と同様にトナー化しトナーを得た。このトナーのSF−1は140、平均円形度は0.92、分散度は1.38、凝集度は28%であった。
(トナーバインダーの合成)
実施例1と同様にして、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物334部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物334部イソフタル酸274部および無水トリメリット酸20部を重縮合した。その後、イソホロンジイソシアネート154部を反応させプレポリマー(2)を得た。次いでプレポリマー(2)213部とイソホロンジアミン9.5部およびジブチルアミン0.5部を実施例1と同様に反応し、重量平均分子量79000のウレア変性ポリエステル(2)を得た。ウレア変性ポリエステル(2)200部と変性されていないポリエステル(a)800部を酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(2)の酢酸エチル溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー(2)を単離した。ピーク分子量は5000、Tgは62℃、酸価は10であった。
(トナーの作成)
溶解温度および分散温度を50℃に変える以外は実施例1と同様にし、母体トナー(2)を得た。更に母体トナー100重量部に、帯電制御剤としてサリチル酸誘導体の亜鉛塩を1.0重量部を混合し、加温雰囲気中で攪拌し、トナーの表面に帯電制御剤を固着させた。トナー粒子100部に疎水性シリカ1.0部と疎水性酸化チタン0.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、所望の特性を有するトナーを得た。このトナーのSF−1は130、平均円形度は0.92、分散度は1.32、凝集度は24%であった。
(トナーバインダーの作成)
ウレア変性ポリエステル(1)を30部と変性されていないポリエステル(a)970部を酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(3)の酢酸エチル/MEK溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー(3)を単離した。ピーク分子量は5000、Tgは62℃、酸価は10であった。
(トナーの作成)
トナーバインダー(1)をトナーバインダー(3)に変える以外は実施例1と同様にし、着色剤をカーボンブラック8部に変える以外は実施例2と同様に本発明のトナーを得た。このトナーのSF−1は125、平均円形度は0.96、分散度は1.37、凝集度は22%であった。
(トナーバインダーの合成)
ウレア変性ポリエステル(1)を500部と変性されていないポリエステル(a)500部を酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(4)の酢酸エチル/MEK溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー(4)を単離した。ピーク分子量は5000、Tgは62℃、酸価は10であった。
(トナーの作成)
トナーバインダー(1)をトナーバインダー(4)に変え、カーボンブラック8部をトナー材料として用いる以外は実施例1と同様にし、所望の特性を有するトナーを得た。このトナーのSF−1は120、平均円形度は0.97、分散度は1.21、凝集度は22%であった。
(トナーバインダーの作成)
ウレア変性ポリエステル(1)を750部と変性されていないポリエステル(a)250部を酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2000部に溶解、混合し、トナーバインダー(5)の酢酸エチル/MEK溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー(5)を単離した。ピーク分子量は5000、Tgは62℃、酸価は10であった。
(トナーの作成)
トナーバインダー(1)をトナーバインダー(5)に変える以外は実施例1と同様にしトナー(5)を得た。このトナーのSF−1は115、平均円形度は0.97、分散度は1.20、凝集度は18%であった。
実施例5で作成した母体トナー粒子100部に対し、疎水性シリカ1.5部をヘンシェルミキサーにて混合して、所望の特性を有するトナーを得た。このトナーのSF−1は115、平均円形度は0.97、分散度は1.20、凝集度は7%であった。
実施例1と同じ方法で転写圧力は3.0N/cm、転写電流は0.15μA/cmでテストチャートをプリントし、サンプルを得た。感光体のCTL層を15μmとし、表面に保護層を設けた。
製法は溶剤に溶かしたポリカーボネ―ト樹脂に粒径0.3μmの酸化アルミを25w%加え、分散しスプレー塗布して、150℃加熱乾燥し5μmの保護層を設けた感光体を作成した。
上述の実施例6のトナーをそのまま用いた。トナーの着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用できる。中でも特に親油性の高い有機顔料がより好ましい。例として以下に示すもの及びそれらの混合物等が挙げられる。
カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフト−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、オイルイエロー、ハンザイエロー、(GR、A、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)、ピラゾロンオレンジ,ベンジジンオレンジG、パーマネントレッド4R、ウオッチングレッドカルシウム塩、ブリリアントカーミン38、ファストバイオレッドB、メチルバイオレッドレーキ、インダンスレンブルーBC、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、アンスラゲンイエロー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、ファイヤーレッド、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)、ファストスカレート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、ナフトールカーミン、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、チオインジゴレット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、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、ジオキサジンバイオレット、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、リトポン
また、以下に示すものがよりこのましい。
ポリ縮合アゾ系顔料、不溶性アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、カーミン系顔料、ナフトールカーミン系顔料、イソインドリノン系顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系顔料、銅フタロシアニン系顔料等の高耐光性、高樹脂分散性の顔料
C.I.ピグメントレッド1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38,39,40,41,48,48:1、49,50,51,52,53,53:1、54,55,57,57:1、58,60,63,64,68,81,83,87,88,89,90,112,114,122,123,163,177,179,202,206,207,209、211;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1,2,10,13,15,23,29,35
C.I.ピグメントブルー2,3,15,15:1,15:2、15:3、15:4、15:6、16,17、60;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45又フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料、グリーン7、グリーン36
C.I.ピグメントイエロー0−16、1,2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,14,15,16,17,23,55,65,73,74、83、97、110,151,154,180;C.I.バットイエロー1,3,20、オレンジ36
樹脂と着色剤との親和性を向上させる目的で、あらかじめ樹脂と着色剤を混合、混練りしたマスターバッチ着色剤を用いることもできる。着色剤は顔料、染料等が着色する物質であれば何でも使用できる。樹脂と着色剤の比率は、20:80〜80:20、より好ましくは、30:70〜70:30、さらに好ましくは40:60〜60:40がより好ましい。またここで用いる樹脂は必ずしもトナーのバインダー樹脂そのものでなくても良く、トナーのバインダー樹脂と親和性の良いポリオール樹脂、ポリエステル樹脂等がより好ましく使用できる。それらについては、後述のバインダー樹脂と同様な樹脂が使用できる。さらに、乾燥粉体顔料を用い、樹脂と濡らす方法として水を用いることでより分散性をより向上できる。顔料はそもそも、その1次粒子は0.001〜0.1μmと非常に小さなものであるが、原材料の乾燥粉体の状態では数μm程度の大きな凝集体を形成している。理想的な顔料の分散は、この凝集体を解砕し1次粒子にまでバラバラにすることである。しかし、通常の混練方法で0.001〜0.1μm程度の1次粒子を、それ以下に小さくすることは、このような通常の機械的な繰り返し剪断による混練方法では限界である。すなわち、顔料の分散が悪いということは、この凝集体を解砕できないことに他ならない。凝集体が解砕されるための必要条件は、凝集体内部の空隙にまで、周りの樹脂が入り込み、全ての1次粒子表面を効率よく濡らすことである。したがって、顔料分散のポイントは、凝集体内部の空隙にまで、周りの樹脂が入り込めるかどうかにある。しかし、通常のトナーに用いられる結着樹脂は溶融粘度が高いため、凝集体内部にまで入り込ませるには、大きなエネルギーを必要とし、それでも、顔料は目指す1次粒子にはなっていないのが現状である。
一般的に着色剤として使用される有機顔料は疎水性であるが、その製造工程においては水洗、乾燥という工程をとっているため、ある程度の力を加えれば顔料凝集体内部にまで水を染み込ませることが可能である。この凝集体内部に水が染み込んだ顔料と樹脂を混合したものを、開放型の混練機で、100℃以上の設定温度で混練すると、凝集体内部の水は瞬時に沸点に達する。そして、体積膨張するため、凝集体内部から凝集体を解砕しようとする力が加わることになる。この凝集体内部からの力は、外部から加える力に比べ非常に効率良く凝集体を解砕することが可能である。さらにこの時、樹脂は軟化点以上の温度に加熱されているため、粘度が低くなり、凝集体を効率よく濡らすようになる。これと同時に、凝集体内部の沸点温度近い水といわゆるフラッシングに似た効果で置換されることにより、1次粒子に近い状態で顔料が分散したマスターバッチ着色剤を得ることができる。さらに、水が蒸発している過程においては、水の蒸発に伴う気化熱を混練物から奪うため、混練物の温度は100℃以下の比較的低温高粘度に保持されるため、剪断力が有効に顔料凝集体に加えられるという効果も合せもつ。マスターバッチ着色剤製造用の開放型混練機としては通常の2本ロール、3本ロールの他、バンバリーミキサーを開放型として使用する方法や、三井鉱山社製連続式2本ロール混練機等を用いることができる。また着色剤を樹脂中により良好に分散させる手段として、一度練り上がったマスターバッチ着色剤をパルペライザー等で粗粉砕した後、2度、3度と再度混練する事も有効である。
2 感光体用クリーニング装置
3 帯電装置
4 露光装置
5 現像装置
10 中間転写ベルト
11 支持ローラ(駆動ローラ)
12 支持ローラ(テンションローラ)
20 転写ローラ
22 クリーニング装置用ガイドレール
23 クリーニングブレード接離レバー
24 中間転写体クリーニングブレード
25 中間転写ベルト用クリーニング装置
26−1 給紙カセット
26−2 給紙カセット
27 給紙ローラ
28 レジストローラ対
29 搬送ガイド
30 加熱装置
31 ガイド対
32 排紙ローラ対
40 排紙スタック部
50 開閉フレーム
50A 開閉支軸
60 中間転写装置
70 中間転写ユニット
100A 記録体搬送ベルト(第2の中間転写ベルト)
111、112、113 記録体搬送ベルト支持ローラ
120 二次転写ローラ
250 クリーニング装置(転写ベルト用)
250B トナー収納部
Claims (7)
- 像担持体から表面に転写されたトナー像を保持、搬送し、記録体または転写部材へ該トナー像を転写する中間転写体を備えた中間転写装置と、
該中間転写体が該トナー像を該記録体または該転写部材へ転写した後の該中間転写体の表面に残留したトナーを取り除くクリーニング部材を備えた中間転写体クリーニング装置とを有する画像形成装置において、
該中間転写装置と該中間転写体クリーニング装置とを一体として装置本体から着脱することが可能であり、かつ、該中間転写装置と該中間転部材クリーニング装置とをそれぞれ独立して着脱することも可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1の画像形成装置において、
上記中間転写装置と上記中間転写体クリーニング装置とを装置本体内に設置している時は、
該中間転写装置は該装置本体に固定し、該中間転写体クリーニング装置は該中間転写措置に固定し、
該中間転写装置の該装置本体に対する固定を解除することで、該中間転写装置と該中間転写体クリーニング装置とを一体として装置本体から着脱することが可能であり、
該中間転写体クリーニング装置の該中間転写装置に対する固定を解除することで、該中間転写装置と該中間転写体クリーニング装置とをそれぞれ独立して着脱することも可能であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または2の画像形成装置において、
上記トナー像を形成するトナーは球状トナーであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1、2または3の画像形成装置において、
上記中間転写体は二つ以上の支持部材にベルトを張架させた中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4の画像形成装置において、
上記中間転写ベルトは耐熱性を有する高強度の樹脂を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4または5の画像形成装置において、
上記中間転写ベルトを張架する上記支持部材は、中間転写ベルトが無端移動するための駆動ローラと、中間転写ベルトに引っ張り方向の力を加えるテンションローラであり、上記クリーニング部材は該中間転写ベルトを挟んで該テンションローラと対向することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1、2、3、4、5または6の画像形成装置において、
少なくとも上記中間転写体クリーニング装置を、上記中間転写ベルトを駆動する駆動軸に対して垂直な方向から着脱可能としたことを特徴とする画像形成装置。
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- 2003-12-22 JP JP2003424608A patent/JP2005181820A/ja active Pending
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