JP2006259402A - 画像形成方法およびプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 球状や小粒径のトナーを用いた場合の良好なクリーニング性、低温環境、高温環境、始動時の安定性、クリーニングブレードの耐久性を向上させること、感光体の磨耗や損傷を軽減しかつ、感光体などを駆動するトルクを軽減し装置の耐久性、消費電力の低減を計ること。
【解決手段】 外添剤を添加したトナーの前記外添剤の一次粒子の個数平均粒径が２０〜１００ｎｍの範囲であり、かつ、粒径が１０〜２０ｎｍの範囲の粒子と２００〜３００ｎｍの範囲の粒子を含んでおり、前記トナーの円形度が０．９４以上であるとともに、感光体に当接して感光体上の転写残トナーを除去するブレードクリーニング方式による前記クリーニングブレードの２３度における反発弾性が６０％以上であり、かつ、前記クリーニングブレードの感光体に対する当接圧が０．２０Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成方法およびプロセスカートリッジに関し、特に画像形成方法に用いられるクリーニングブレード、およびこのクリーニングブレードを有するプロセスカートリッジに関するものである。

従来、転写式の画像形成方法では、帯電器で一様に帯電した潜像担持体としての例えば感光体上に、原稿画像の露光を行って潜像を形成した後、この潜像に現像装置でトナーを付着させてトナー像として可視像化する。その後トナー像を、転写装置により転写紙あるいは中間的な転写媒体に転写する。そして、転写した後に感光体上に残留したトナーを、クリーニング装置によって感光体上から除去することによって、感光体を継続して繰り返し使用するのが一般的である。

上記クリーニング装置としては、クリーニングブレードを用いたクリーニング装置、導電性あるいは絶縁性の繊維からなるファーブラシローラを用いたクリーニング装置、研磨能力を有するクリーニングローラを用いたクリーニング装置、潤滑剤物質を自らに内包したクリーニングローラを用いたクリーニング装置、磁性体粉末をローラ表面に配した磁気ブラシローラを用いたクリーニング装置、吸引器を用いたクリーニング装置など、各種方式のものが知られている。

最も広く使用されている方式は、クリーニングブレードを用いる方式である。この方式は簡潔な構造であり、かつトナー除去性も高い。
しかしながら、上記のいずれの方式においても、高画質のために採用が検討されている平均粒径分布が７μｍ以下であるトナーや球形のトナーに対しては、クリーニング能力の余裕度確保が困難である。

高画質のためのトナーの粒径を小さくする製造方法としては、製造コスト面から従来の粉砕法ではなく重合法が有力である。重合法により製造された小粒径トナーは、形状が球形に近く、粒度分布がシャープであることから、細線の再現性やディジタル画像のドット再現性等に優れた良好な画質が得られるという特徴を持っている。

小粒径の重合トナーを使用した場合、従来の粉砕法で製造されたトナーに比べ形状が真球に近いこと及び粒径が小さくなっているという理由から、クリーニングが困難で、すり抜けや黒ポチ等のクリーニング不良が発生するという欠点を持つ。特にクリーニングブレードを用いた場合には、ブレードのエッジが繰り返しの使用により摩耗したり欠けたりした場合、クリーニング不良が発生し易くなる。また、クリーニングブレードを用いた場合には、使い込みにより、感光体が摩耗し微細な凹凸ができ、表面粗さが大きくなった場合にもクリーニング不良が発生し易くなるという問題がある。

上記したクリーニングブレードの磨耗や欠けを防止するために、ブレード表面に滑剤を塗布又は供給する方法が広く用いられている。例えば、特許文献１では、トナーの一定量を意識的にクリーニングブレードに供給し、トナーを滑剤として使用している。
しかしながら、すり抜けの多いトナーでは滑剤として機能するよりもブレードの研磨剤として機能する場合が多々あり、むしろ、クリーニングブレードの磨耗を促進するという問題がある。

又、特許文献２では、ブレードの物性を規定する事で、環境安定性を改善しようとしているが、小粒径の球形トナーの場合には、必ずしも、十分なクリーニング性、耐久性を得られるものとはなっていない。

更に、特許文献３ではシロキサン系樹脂を含有した感光体と特定の物性のクリーニングブレードを使用してクリーニング性を確保しようとしているが、シロキサン系樹脂による感光体の帯電特性低下、保護層をコートする事によるコストアップを招くという問題がある。

次に、特許文献４ではクリーニングブレードが感光体と接する付近にクリーニング助剤を滞留させる方法が提案されているが、選択的に滞留させることは実使用上不可能である。通常、クリーニング助剤とトナーの交換が生じたり、クリーニング助剤がかき取られて減少するなどするため、安定して助剤層を形成することは出来ない。

又、特許文献５では、当接圧が非常に高いために感光体及びクリーニングブレードの磨耗が進行しやすい。また、感光体とブレードの間でトナーが圧延され感光体上にトナーの成分が付着し、いわゆるフィルミングが発生しやすいという問題がある。
特開平２００２−７２７１３号公報 特開平９−５０２２１号公報 特開２００３−９８９２５号公報 特開２００３−３０７９８５号公報 特開２００３−２０８０３５号公報

本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、本発明は、クリーニングの余裕度を高めることにより、特に球状や小粒径のトナーを用いた場合の高画質の確保及び良好なクリーニング性を得ることを目的とする。また、低温環境におけるビビリ音の防止、高温環境における鳴きの防止、始動時のめくれ防止、また環境に依存しないクリーニング安定性を得ることを目的とする。

次に、他の目的としてクリーニングブレードの磨耗や欠けに対する耐久性を向上させることにある。また、クリーニング性を向上させても、感光体の磨耗や損傷を軽減しかつ、感光体などを駆動するトルクを軽減し装置の耐久性、消費電力の低減を計ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、電子写真方式によりトナー像を形成する画像形成方法において、外添剤を添加したトナーであって、前記外添剤の一次粒子の個数平均粒径が２０〜１００ｎｍでありかつ、粒径が１０〜２０ｎｍと２００〜３００ｎｍの粒子を含んでおり、トナーの円形度が０．９４以上のトナーを用いるとともに、感光体に当接して感光体上の転写残トナーを除去するブレードクリーニング方式を用い、前記クリーニングブレードの２３度における反発弾性が６０％以上であるとともに、クリーニングブレードの感光体に対する当接圧が０．２０Ｎ／cm以下である画像形成方法を特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記クリーニングブレードの硬度が７２度以下である請求項１記載の画像形成方法を特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記クリーニングブレードの突き出し量が６．０ｍｍ以上である請求項１または２記載の画像形成方法を特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記クリーニングブレードのブレードの厚さと突き出し量の比が１：３〜１：５である請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成方法を特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記クリーニングブレードの周波数１０Ｈｚにおけるｔａｎδのピーク温度が０度以下である請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成方法を特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記トナーに添加ずる外添剤の一次粒子の個数平均粒径をＲとしたときに、粒径の標準偏差σが、
Ｒ／４＜ σ ＜Ｒの範囲であり、かつ、外添剤のＳＦ−１が１００〜１３０の範囲であり、ＳＦ−２が１００〜１２５の範囲である請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成方法を特徴とする。

請求項７に記載の発明は、前記感光体がアルミナまたは酸化チタンからなる無機微粒子を含有する保護層を有する請求項１〜６のいずれかに１項記載の画像形成方法を特徴とする。

請求項８に記載の発明は、前記感光体表面の摩擦係数が０．３以下である請求項１〜７のいずれかに１項に記載の画像形成方法を特徴とする。

請求項９に記載の発明は、外添剤が添加され、前記外添剤の一次粒子の個数平均粒径が２０〜１００ｎｍの範囲であり、かつ、粒径が１０〜２０ｎｍの範囲の粒子と２００〜３００ｎｍの範囲の粒子を含んでおり、円形度が０．９４以上のトナーと、感光体と、帯電手段と、現像手段と、２３度における反発弾性が６０％以上であり、かつ、感光体に対する当接圧が０．２０Ｎ／ｃｍ以下であるクリーニングブレードとを備えたプロセスカートリッジを特徴とする。前記トナーおよびクリーニングブレードとしては、請求項２〜８に記載されているように、前記クリーニングブレードの硬度が７２度以下であり、前記クリーニングブレードの突き出し量が６．０ｍｍ以上であり、前記クリーニングブレードのブレードの厚さと突き出し量との比が１：３〜１：５の範囲であり、前記クリーニングブレードの振動の周波数１０Ｈｚにおけるｔａｎδのピーク温度が０度以下であり、前記トナーに添加ずる外添剤の一次粒子の個数平均粒径をＲとしたときに、前記一次粒子の粒径の標準偏差σが、Ｒ／４＜ σ ＜Ｒ の範囲であり、かつ、外添剤のＳＦ−１が１００〜１３０の範囲であり、ＳＦ−２が１００〜１２５の範囲であり、前記感光体がアルミナまたは酸化チタンからなる無機微粒子を含有する保護層を有し、前記感光体表面の摩擦係数が０．３以下であることが好ましい。

本発明によれば、特定の反発弾性を示すクリーニングブレードを特定の当接条件で使用し、かつ特定の粒度の外添剤を使用することで球形トナーを用いて高品質な画像を得ることが出来、かつ良好なクリーニング特性を示すことができるとともに、当接条件が感光体に対して負荷が小さいため、感光体及びクリーニングブレードの磨耗などの劣化を軽減し、耐久性を向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明に用いられるクリーニングブレードは、当接圧が小さいことにより、感光体及びクリーニングブレードの磨耗を軽減でき、耐久性を向上させることが出来る。又、クリーニングブレード反発弾性は大きい方が、クリーニング性が向上する。発明者らの検討では、反発弾性が、６０％以上であることが好ましく、反発弾性が、６５〜８０％がさらに好ましい。

クリーニングブレードの感光体に対する当接圧は０．２０Ｎ／ｃｍ以下が好ましい。当接圧が低くなるとクリーニング性が向上し、感光耐磨耗による耐久性低下、フィルミングなどの異常画像が改善される。より好ましい当接圧の範囲は、０．０５０〜０．１５０Ｎ／ｃｍである。

クリーニングブレードの反発弾性が高くなり、かつ、クリーニングブレードの感光体に対する当接圧が低くなるとクリーニング性が良くなることから、クリーニングブレードエッジが小刻みに振動する、いわゆるスティックスリップの振動がはやくなり、ブレードエッジの位置変動が少なくなるためにクリーニング条件の変動が無くなり、ブレードエッジの振動によりトナーがはじき返されることからクリーニング性が改善されると考えられる。

トナーに添加する外添剤の粒度は、一次粒子の個数平均粒径が２０〜１００ｎｍの範囲であり、かつ、粒径が１０〜２０ｎｍの範囲の粒子と、２００〜３００ｎｍの粒子とを含んでいることが好ましい。より好ましくは、外添剤の一次粒子の個数平均粒径をＲとしたときに、粒径の標準偏差σが、Ｒ／４＜ σ ＜Ｒの範囲であり、かつ、外添剤のＳＦ−１が１００〜１３０の範囲であり、ＳＦ−２が１００〜１２５の範囲である。

又、外添剤の一次粒子径は、特に３０ｎｍ〜９０ｎｍであることが好ましい。 このような粒度分布であると、トナーの形状が真球に近い球形トナーを使用した時にも、良好なクリーニング性が得られる。また、温湿度の変化などの環境変動に対しても安定なクリーニング性が得られる。広い粒度分布であるために外添剤の効果が複数あると考えられる。

トナーの円形度は０．９４以上が好ましい。高い転写率がえられ、クリーニングブレードに衝突するトナー量の変化が少ないために、安定したクリーニング動作がおこなえ、良いクリーニング性、耐久性が得られるとともに、転写された可視画像もハーフトーンムラのない画像を得ることが出来る。

ブレード硬度は、高くなるとクリーニング性が低下する。低い方がフィルミング余裕度が向上する。又、突き出し量は短いとクリーニング性が低下する。一方 長くなるとクリーニング性が改善され、特に環境安定性が向上する。ブレードの厚さは、厚いとクリーニング性が低下する。薄くなるとクリーニング性が改善され、特に環境安定性が向上する。ブレードの厚さと突き出し量の比が１：３〜１：５であると、良いクリーニング性が得られる。比が小さくなるとクリーニング安定性が低下し、ビビリなどの異常音が発生しやすくなる。また、比が大きくなるとブレードめくれが発生しやすくなる。

Ｔａｎδピーク温度については、低い方が、環境安定性が向上する。Ｔａｎδの温度特性はピーク温度に近くなると変化率が大きくなる。使用温度域とピーク温度に開きがあると、Ｔａｎδの変化率が小さくなる。

トナーの体積平均粒径は５．５μｍ以下であるトナーを用いると、解像度や文字のシャープネスが高い画像を得ることが出来る。

感光体の表面摩擦抵抗は０．２５以下が好ましい。感光体がブレードを引きずることで、いわゆるビビリや鳴きなどの異音が発生したり、引きずりが大きいときにはブレード捲れとなるが、感光体の摩擦抵抗が十分に低いと変形が防止される。

クリーニングブレードは従来公知の組成、工法で製造することが出来る。一般的に本発明に使用されるクリーニングブレードは、高弾性の得られやすいウレタンゴム（ポリウレタンエラストマー）などを用いることが出来る。前記ポリウレタンエラストマーは、通常、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させて得られる。このようなポリオール成分としてポリエチレンアジペートエステルやポリカプロラクトンエステルを用い、ポリイソシアネート成分として４，４’−ジフエニルメタンジイソシアネートを用いてプレポリマーを調製し、これに硬化剤及び必要に応じて触媒を加えて、所定の型内で架橋させ、炉内で後架橋させた後に、常温で放置して熟成することによって製造される。

上記したポリオール成分として、高分子量のポリオールを用いてもよく、また、高分子量ポリオールと、低分子量ポリオールの２種類のポリオールを用いてもよい。このような高分子量ポリオールとしては、例えば、アルキレングリコールと脂肪族二塩基酸との縮合体であるポリエステルポリオール、例えば、エチレンアジペートエステルポリオール、ブチレンアジペートエステルポリオール、ヘキシレンアジペートエステルポリオール、エチレンプロピレンアジペートエステルポリオール、エチレンブチレンアジペートエステルポリオール、エチレンネオペンチレンアジペートエステルポリオールようなアルキレングリコールとアジピン酸とのポリエステルポリオール等のポリエステル系ポリオール、カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトンエステルポリオール等のポリカプロラクトン系ポリオール、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）グリコール等のポリエーテル系ポリオール等が用いられる。

他に低分子量ポリオールとしては、例えば、1,４−ブタンジオール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキノン−ビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフエニルメタン、4,4'−ジアミノジフエニルメタン等の二価アルコールや、１，１，１−トリメチロールプロパン、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、１，１，１−トリス（ヒドロキシエトキシメチル）プロパン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等の三価及びそれ以上の多価アルコールを挙げることができる。

ポリウレタンエラストマーの合成の際に使用可能な硬化触媒の具体例としては、例えば、２−メチルイミダゾールや１，２−ジメチルイミダゾールを挙げることができるが、特に、１，２−ジメチルイミダゾールが好ましく用いられる。このような触媒は、通常、主剤（ポリオール成分とポリイソシアネート成分）１００重量部に対して、０.０１〜０.５重量部、好ましくは０.０５〜０.３重量部の範囲で用いられる。

本発明に用いられる潤滑剤としては、各種ワックス類、金属石鹸類などが好ましい。ワックス類としては、オレフィン系ワックスやエステル系ワックスなどの合成ワックス、各種天然ワックスなどが使用できる。金属石鹸類としては、ステアリン酸等の脂肪酸との金属塩が使用できる。これら潤滑剤の選択は、クリーニングブレードの使用状況に合わせて、ワックスの融点や感光体への親和性、消費量などから最適な物を選択すると良い。

本発明に使用されるトナーは、従来公知の方法で製造することが出来る。トナーの製造方法は大きく分けて粉砕法と重合法に分けられる。本発明においては、粒度の調整安定性、画像品質の面から、重合法による製造方法を採用することが好ましい。トナーには、外添剤として、１種以上の無機、有機微粒子を混合して用いて良い。トナーの流動性や帯電特性の調整を行うことが出来る。

本発明で使用される有機微粒子は、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。有機微粒子は、上記の樹脂から選択される１種を単独で、あるいは２種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂の中から選択される１種またはそれらの２種以上の併用が好ましい。

上記有機微粒子として使用されるビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーであり、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。

ビニル系樹脂を構成するモノマーとしては、例えばスチレン、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−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレンの如きスチレン誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きエチレン不飽和モノオレフィン類；ブタジエンの如き不飽和ポリエン類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、沸化ビニルの如きハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸エステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロぺニルケトンの如きビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドンの如きＮ−ビニル化合物；ビニルナフタリン類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如き（メタ）アクリル酸誘導体などが挙げられる。これらのビニル系モノマーは１種単独で、もしくは２つ以上併用して用いられる。

中でも、スチレン系モノマー、アクリル系モノマーを単独で、或いは２種以上を併用することが好ましい。上記以外のビニル系樹脂としては、例えばポエチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、などが挙げられる。

さらに、本発明の効果を向上させる目的で、架橋性モノマーを用いることができる。ここで架橋性モノマーとしては、分子内に重合可能な二重結合を２個以上有する化合物が用いられ、このような架橋性モノマーとしては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンなどのような芳香族ジビニル化合物；エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレートなどのような二重結合を２個有するカルボン酸エステル；ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンなどのジビニル化合物；及び３個以上のビニル基を有する化合物；が１種単独で、もしくは２種以上の混合物として用いられる。

このような本発明に使用可能な球形状トナーは、例えば、少なくともバインダー用の樹脂材料及び／又はそのプレポリマー、着色剤、離型剤を有機溶媒中に含むトナー材料の有機溶媒液を水系媒体中に微細液滴状に分散させた後に、該有機溶媒及び水系媒体を除去することにより得たもの、及び／又は該分散している間若しくはその後に該液滴中のプレポリマーを架橋及び／又は伸長反応させた後に、該有機溶媒及び水系媒体を除去することにより製造することができる。

好適には、少なくとも有機溶媒中に、活性水素を有する化合物及びこれと反応可能な部位を有する重合体（または重合体を生成可能なユニット化合物）、又は、同一分子内に活性水素部位と、この活性水素部位と反応可能な部位を同時に有する自己重合性材料と、着色剤と、離型剤とを、好ましくはこれらを含有した組成物の形で、溶解又は分散させ、該活性水素と反応可能な部位を反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒及び水系媒体を除去し、洗浄し、乾燥することができる。前記反応時に攪拌の強さを調整したり、乾燥後に強攪拌する事でトナーの円形度を調整するようにしても良い。樹脂材料及び／又は、そのプレポリマーとして、各種の材料を用いることができ、特にポリエステル樹脂及び／又はポリエステルプレポリマーを好ましく用いることができる。

上記したこれらの例は単なる１例であって、球形状トナーは、このような製法以外の方法で製造しても無論かまわない。

外添剤の一次粒子径は、２０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲であることが好ましく、特に３０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲であることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ²／ｇの範囲であることが好ましい。この外添剤の使用割合は、トナーの０．０１〜５重量％の範囲であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％の範囲であることが好ましい。外添剤としては、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、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。

本発明に用いられる感光体は、特に制限されない。感光体表面摩擦係数を０．３以下にする方法も従来公知の方法を用いることができる。このような方法として、例えば、感光体の最表面に低摩擦係数を有する樹脂の保護層を設ける方法、感光体中に含フッ素樹脂などの低摩擦係数を有する微粒子などを分散する方法、および、または、感光体表面に脂肪酸金属塩などの潤滑剤を塗布する方法などが挙げられる。

保護層に使用される材料としては、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリスルホン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢ樹脂、ＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂などが挙げられ、これら上記の中から選択される１種単独で、または２種以上を併用して保護層を得ることができる。

保護層には、耐摩耗性及び耐フィルミング性を向上させる目的でフィラーが添加される。保護層に添加されるこれらのフィラーの量は、重量基準で通常は、１０〜４０％の範囲で、好ましくは、１０〜４０％の範囲であり、特に、２０〜３０％の範囲である。フィラーの量が１０％未満では、摩耗が大きく、耐久性に劣り、４０％を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。

フィラーの粒径は、平均１次粒径として０．３〜１．２μｍの範囲であり、好ましくは、０．３〜０．７μｍの範囲であり、粒径が小さい場合には耐摩耗性が充分でなく、また、粒径が大きい場合には書き込み光を散乱させるため、好ましくない。

さらに保護層には、フィラーの分散性を向上させるために分散助剤を添加することができる。添加される分散助剤は塗料等に使用されるもの（例えば、変性エポキシ樹脂縮合物、不飽和ポリカルボン酸低分子量ポリマー等）が適宜利用でき、その量は、通常は、含有するフィラーの量に対して重量基準で０．５〜４％の範囲であり、好ましくは、重量基準で１〜２％の範囲である。

また、保護層には、上記の電荷輸送材料を添加することもきわめて有効であり、その添加量も電荷輸送層と同様でよく、残留電位の低減等、露光に対する特性を向上させることができる。電荷輸送材料の添加量としては、低分子電荷輸送材料の場合、重量基準でフィラーを除いた固形分の２０〜６０％の範囲が好ましく、保護層の機械的特性が損なわれない範囲で、露光特性を向上させる程度に添加する。
高分子電荷輸送材料の場合、それ自体バインダーとしての機能を有しているので、添加量をさらに高くでき、重量基準でフィラーを除いた固形分の２０〜９５％とすることができる。

一般に、バインダー樹脂に低分子電荷輸送材料が添加された膜は、その添加量にしたがって膜強度が低下することが知られている。さらに、無機微粒子が添加されるときバインダーとの接着性は良好に保つ必要があり、特に表層での無機微粒子の保持性は耐摩耗性の点から重要である。通常、無機微粒子が表面処理されたものを用いると、バインダーとの親和性が向上し、膜自体の強度を向上させることができる。

さらに酸化防止剤も必要に応じて添加することができる。酸化防止剤については後記する。

保護層の形成法としては、スプレー法等通常の塗布法が採用され、保護層の厚さは、０．５〜１０μｍの範囲で、好ましくは４〜６μｍ程度の範囲が適当である。尚、本発明においては、感光層と保護層との間に別の中間層を形成することも可能である。

中間層には、一般にバインダー樹脂を（たとえば主成分として）用いる。このバインダー樹脂としては、ポリアミド樹脂、アルコール可溶性ナイロン、水溶性ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等を挙げることができる。中間層の形成法としては、上記の通常の塗布法が採用され、中間層の厚さは、０．０５〜２μｍ程度の範囲が適当である。

また、本発明においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質及びレベリング剤を添加することができる。

各層に添加できる酸化防止剤としては、フェノール系化合物として、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、２，２−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４−チオビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４−ブチリデンビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ビス［３，３−ビス（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェニル）ブチリックアッシド］グリコールエステル、さらに、トコフェロール類等が挙げられる。

さらに、各層に添加できる酸化防止剤としてパラフェニレンジアミン類が上げられ、その例として、Ｎ−フェニル−Ｎ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ，Ｎ−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン等が挙げられる。

さらに、各層に添加できる酸化防止剤としてハイドロキノン類が挙げられ、その例として、２，５−ジ−ｔ−オクチルハイドロキノン、２，６−ジドデシルハイドロキノン、２−ドデシルハイドロキノン、２−ドデシル−５−クロロハイドロキノン、２−ｔ−オクチル−５−メチルハイドロキノン、２−（２−オクタデセニル）−５−メチルハイドロキノン等が挙げられる。

さらに、各層に添加できる酸化防止剤として有機硫黄化合物類が挙げられ、その例として、ジラウリル−３，３−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−３，３−チオジプロピオネート等が挙げられる。

さらに、各層に添加できる酸化防止剤として有機燐化合物類が挙げられ、その例として、トリフェニルホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリ（ジノニルフェニル）ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ（２，４−ジブチルフェノキシ）ホスフィン等が挙げられる。

各層に添加できる可塑剤としては、リン酸エステル系可塑剤として、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−２−エチルヘキシル、リン酸トリフェニル等が挙げられる。

同様に、フタル酸エステル系可塑剤として、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチル等が挙げられる。

同様に、芳香族カルボン酸エステル系可塑剤として、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−ｎ−オクチル、オキシ安息香酸オクチル等が挙げられる。

同様に、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤として、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−ｎ−オクチル、アジピン酸−ｎ−オクチル−ｎ−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−ｎ−オクチル、セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−２−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−ｎ−オクチル等が挙げられる。

同様に、脂肪酸エステル誘導体系可塑剤として、オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリン等が挙げられる。

同様に、オキシ酸エステル系可塑剤として、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル等が挙げられる。

同様に、エポキシ系可塑剤として、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシル等が挙げられる。

同様に、二価アルコールエステル系可塑剤として、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−２−エチルブチラート等が挙げられる。

同様に、含塩素系可塑剤として、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチル等が挙げられる。

同様に、ポリエステル系可塑剤として、ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステル等が挙げられる。

同様に、スルホン酸誘導体系可塑剤として、ｐ−トルエンスルホンアミド、ｏ−トルエンスルホンアミド、ｐ−トルエンスルホンエチルアミド、ｏ−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−Ｎ−エチルアミド、ｐ−トルエンスルホン−Ｎ−シクロヘキシルアミド等が挙げられる。

同様に、クエン酸誘導体系可塑剤として、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−２−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−ｎ−オクチルデシル等が挙げられる。

その他、ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、２−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチル等の化合物が使用可能な可塑剤などの添加剤として挙げられる。

各層に添加できる紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤として、２−ヒドロキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２，４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２，２，４，４−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２，２−ジヒドロキシ４−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。

同様に、サルシレート系紫外線吸収剤として、フェニルサルシレート、２，４ジ−ｔ−ブチルフェニル３，５−ジ−ｔ−ブチル４ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。

同様に、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤として、（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ３−ターシャリブチル５−メチルフェニル）５−クロロベンゾトリアゾール等が挙げられる。

同様に、シアノアクリレート系紫外線吸収剤として、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、メチル２−カルボメトキシ３（パラメトキシ）アクリレート等が挙げられる。

同様に、クエンチャー（金属錯塩系）紫外線吸収剤として、ニッケル（２，２チオビス（４−ｔ−オクチル）フェノレート）ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェート等が挙げられる。

同様に、ＨＡＬＳ（ヒンダードアミン）系紫外線吸収剤として、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、１−［２−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕エチル］−４−〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕−２，２，６，６−テトラメチルピリジン、８−ベンジル−７，７，９，９−テトラメチル−３−オクチル−１，３，８−トリアザスピロ〔４，５〕ウンデカン−２，４−ジオン、４−ベンゾイルオキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン等が挙げられる。

上記した画像形成方法は、複写装置、ファクシミリ、プリンター等の装置内で使用されてもよいが、着脱自在としたプロセスカートリッジを用いた形態として上記画像形成方法は使用されてもよい。
ここで、プロセスカートリッジとは、感光体を内蔵し、外に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段を含んだ１つの装置（部品）である。したがって、本発明はまた、少なくとも帯電、画像露光、現像、転写、定着及びクリーニング手段を有する画像形成装置用プロセスカートリッジを用いる画像形成方法をも提供するものである。

図１は、本発明のプロセスカートリッジ（たとえば画像形成装置用）の１例を示す断面図である。
１０１は感光体であり、感光体１０１を中心として、その周辺に帯電器１０２、記録光１０３、現像スリーブ１０４、転写器１０６、クリーニングブレード１０７、除電ランプ１０８が備えられプロセスカートリッジが形成されている。１０５は記録紙である。

次に本発明の実施例について説明する。

クリーニングブレードの試作
ポリウレタン系の平板状のクリーニングブレードを試作した。
ブレードの特性値を表１に示す。また、重合法により粒度、円形度の異なるトナーを試作した。トナーの特性を表２に示す。

トナーの外添剤として、表２に示す粒度の球状シリカ微粒子をトナー重量１００部に対して、１．５部を乾式混合した。

感光体として、(株)リコー製の商品名ImagioNeoC385の感光体上にアルミナ微粒子
（住友化学工業株式会社製AA-03、平均粒径０．３μｍ）を２５重量％含有する保護層を５μｍの厚さに積層したものを試作した。感光体の摩擦係数は(株)リコー製の
商品名ImagioNeoC385の感光体近傍に回転するナイロンブラシと共に配置されている固体潤滑剤の供給量を調整して制御した。

これらの試作品を(株)リコー製ImagioNeoC385のクリーニングブレードおよびトナ
ーと交換して、表に示す条件でクリーニング特性、クリーニングブレードの磨耗及び画質の評価を行った。
評価結果を表３に示す。ランク評価は５を優良とし、１を不良とする５段階評価で行った。

本発明によれば、ブレードの硬度を７２度以下とすることで、クリーニング性を維持し、かつ、トナーやワックスなどの感光体状へのフィルミング余裕度を向上させることができた。

ブレードの突き出し量を特定の長さにすることで、クリーニング安定性、特に環境安定性を向上させることができた。

本発明によれば、ブレードの厚さと突き出し量の比を特定の範囲にすることで、クリーニング安定性、特に環境安定性を向上させることができた。

本発明によれば、ブレードのｔａｎδのピークを０度以下にすることで、環境安定性を向上させることができた。

本発明によれば、トナーに混合する外添剤の粒度を特定の範囲にすることで、トナーの形状が真球に近くなった場合にも良好なクリーニング性を得ることができた。

本発明によれば、感光体に保護層を設けることで、耐磨耗性、耐久性を向上させることができた。

本発明によれば、感光体表面の摩擦係数を０．３以下とすることで、クリーニング性を維持し、耐磨耗性、耐久性、を維持し、かつ、ビビリ、鳴き、ブレード捲れ等の不良の発生を防止する事ができた。

本発明によれば、トナーと感光体、および、帯電、現像手段とを備えたプロセスカートリッジとすることで、取り扱いを容易にし、メンテナンスを容易にすることができた。

本発明に係るプロセスカートリッジの断面図である。

符号の説明

１０１ 感光体
１０２ 帯電器
１０３ 記録光
１０４ 現像スリーブ
１０５ 記録紙
１０６ 転写器
１０７ クリーニングブレード
１０８ 除電ランプ

Claims (9)

1. 電子写真方式によりトナー像を形成する画像形成方法において、外添剤を添加したトナーの前記外添剤の一次粒子の個数平均粒径が２０〜１００ｎｍの範囲であり、かつ、粒径が１０〜２０ｎｍの範囲の粒子と２００〜３００ｎｍの範囲の粒子を含んでおり、前記トナーの円形度が０．９４以上であるとともに、感光体に当接して感光体上の転写残トナーを除去するブレードクリーニング方式による前記クリーニングブレードの２３度における反発弾性が６０％以上であり、かつ、前記クリーニングブレードの感光体に対する当接圧が０．２０Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする画像形成方法。
2. 前記クリーニングブレードの硬度が７２度以下であることを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
3. 前記クリーニングブレードの突き出し量が６．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成方法。
4. 前記クリーニングブレードのブレードの厚さと突き出し量との比が１：３〜１：５の範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の画像形成方法。
5. 前記クリーニングブレードの振動の周波数１０Ｈｚにおけるｔａｎδのピーク温度が０度以下である請求項１から４のいずれか１項記載の画像形成方法。
6. 前記トナーに添加ずる外添剤の一次粒子の個数平均粒径をＲとしたときに、前記一次粒子の粒径の標準偏差σが、
   Ｒ／４＜ σ ＜Ｒ の範囲であり、かつ、外添剤のＳＦ−１が１００〜１３０の範囲であり、ＳＦ−２が１００〜１２５の範囲であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成方法。
7. 前記感光体がアルミナまたは酸化チタンからなる無機微粒子を含有する保護層を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに１項記載の画像形成方法。
8. 前記感光体表面の摩擦係数が０．３以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに１項に記載の画像形成方法。
9. 外添剤が添加され、前記外添剤の一次粒子の個数平均粒径が２０〜１００ｎｍの範囲であり、かつ、粒径が１０〜２０ｎｍの範囲の粒子と２００〜３００ｎｍの範囲の粒子を含んでおり、円形度が０．９４以上のトナーと、感光体と、帯電手段と、現像手段と、２３度における反発弾性が６０％以上であり、かつ、感光体に対する当接圧が０．２０Ｎ／ｃｍ以下であるクリーニングブレードとを備えたプロセスカートリッジ。

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