JP2006267299A - 画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 潤滑剤を潜像担持体表面に供給する手段を有し、潜像担持体と接触する部分の、純水との接触角A及び23℃における100%モジュラス(MPa)Bが、下記式(1)を満たすクリーニングブレードを備える画像形成装置及びそれに用いられるプロセスカートリッジ並びに画像形成方法。
A≧−2.5×B+102 式(1)
【選択図】 なし
Description
近年最も広く用いられているクリーニング方式として、ゴムブレードを感光体に当接させる方式が一般的であるが、クリーニングブレード方式はブレードと感光体との機械的摺擦によって、有機感光体を用いる場合は感光体の摩耗が進みやすく、感光体の大幅な長寿命化が計れないことが問題であった。感光体の耐摩耗性を向上し、感光体の寿命を延ばす種々の提案がなされており、本出願人等は、架橋構造を有しかつ、電荷輸送能を有する構造単位をもつ電子写真感光体を長寿命感光体として提案した(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に記載の感光体は従来のものに対し耐熱性、機械的強度が圧倒的に優れることから、感光体傷や摩耗による劣化を著しく減少させることができ、感光体の長寿命化が図れることを見出した。
この方法はブラシによって削られた粉体状潤滑剤のブレードへの供給量が均一になり、塗布ムラも比較的良好な方法である。しかしながら、この方法を用いて潤滑剤を供給させながら、従来使われてきたブレードで走行すると、特に高速機における低画像密度を連続プリントする場合に顕著なトルクの上昇が認められ、長期走行後にブレードエッジ部の先端が変形して摩滅し、それによるクリーニング不良が発生するという問題が生じる。
高硬度のクリーニングブレードは、ブレードと感光体の接触面積を減少させ摩擦上昇は抑制させることが可能であるもの、高硬度化するだけでは感光体の傷を防止することは出来ず、また高硬度化で必ずしも摩擦抑制効果が充分に説明出来るものではないことが分かってきた。
<1> 潜像担持体と、前記潜像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着手段と、転写後の前記潜像担持体の表面の残留トナーを除去するクリーニングブレードを含むクリーニング手段と、を少なくとも具備した画像形成装置であって、前記トナーが外添剤として潤滑剤を少なくとも含み、前記クリーニングブレードの前記潜像担持体と接触する部分の、純水との接触角A及び23℃における100%モジュラス(MPa)Bが、下記式(1)を満たす画像形成装置である。
<第一実施形態>
本発明の第一実施形態に係る画像形成装置を、図1を参照して説明する。なお、実質的に同様の機能を有するものには、全図面通して同じ符号を付して説明し、場合によってはその説明を省略することがある。
図1は本発明の画像形成装置の第一実施形態に係る概略構成図である。図1の画像形成装置は、回転可能に配置された潜像担持体である感光体1と、感光体1を帯電させる帯電手段である非接触型帯電装置2と、帯電した感光体1の表面に潜像を形成する潜像形成手段である露光装置3と、感光体1の表面に形成された潜像を、少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段である現像装置4と、感光体1の表面に形成されたトナー像を被転写体Pに転写する転写手段である転写装置5と、被転写体Pに転写されたトナー像を定着する定着手段である定着装置6と、転写後の感光体1の表面の残留トナーを除去するクリーニング手段であるクリーニングブレード7aとクリーニング補助手段であるクリーニングブラシ7bとを備えたクリーニング装置7とを具備する。
第一実施形態に係る現像装置4に用いられる現像剤に含まれるトナーは、外添剤として潤滑剤を少なくとも含む。
その作用効果は必ずしも明確ではないが、本発明者等は以下の様に推定する。
潜像担持体表面と接触したクリーニングブレードの先端部は潜像担持体との摩擦作用により、潜像担持体回転方向下流側に引っ張られ変形した状態で使用されている。クリーニングブレードは平滑な潜像担持体表面と直接接触すると密着し摩擦が高過ぎて回転させることが出来ないが、外添剤粒子などの介在物によって実質の接触面積が低減されるため摩擦が下がり回転可能となる。しかしながら潤滑剤皮膜を潜像担持体表面に形成すると、潤滑剤皮膜はトナーのみならず離脱した外添剤粒子のクリーニング性を高める働きがあるため、外添剤粒子がクリーニングブレードと潜像担持体間の界面に進入して介在することができずトルクが上昇する。特に低画像密度の画像が続くとブレードニップにおいて外添剤粒子が極端に枯渇しトルク上昇が顕著に現れる。潤滑剤皮膜自体は潜像担持体とクリーニングブレードの摩擦を下げるものであるが、外添剤粒子による摩擦低減効果のほうが大きいため、潤滑剤皮膜形成により、かえってトルクが上昇するものと推測される。
然るに、どのような画像においてもクリーニングブレードに過剰なストレスがかからないため、クリーニングブレードの損傷が極めて少なくエッジの摩耗も均一である。さらに本発明においてクリーニングブレードの接触部が安定するため、潤滑剤の潜像担持体表面への塗布が均一になることによって、クリーニングブレードの損傷を防ぎつつも感光体表面の摩耗・傷が抑制され、長寿命化を達成することが出来る。
このテストは、接触帯電器に印加する交流電圧出力値をDocuCenter Color400オリジナルの設定値より高く設定し、かつ高温高湿条件(28℃85%RH)下で、低画像密度の画像を連続で流したもので、通常走行よりストレスが加速された実験である。クリーニング維持性の評価は、走行後のクリーニングブレードの先端部を顕微鏡(キーエンス社(株)製レーザー顕微鏡VK8500)で観察しブレードエッジの損傷具合と、ベタ画像を連続で流した時のクリーニング不良具合により判断した。
なお、図2において○及び×は下記基準に基づく。
○:ブレードエッジにおける磨耗が均一で少なく、ベタ画像を連続で流した場合 でもクリーニング不良によるスジ画像が見られない。
×:ブレードエッジにおける磨耗が多く、局所的に欠けが見られ、ベタ画像を連続で流した場合、クリーニング不良によるスジ状の画質欠陥が見られる。
図2から分かるように、100%モジュラスと水との接触角とが特定の範囲にあるクリーニングブレードを用いると、クリーニングブレード先端部の損傷が抑制され、クリーニング性能が改善されたことが明確になった。
ポリオールの分子量を低くすると、架橋点間分子鎖長さが短くなりミクロブラウン運動が低下して高モジュラス化するが、一方、極性の低い脂肪族分子鎖の割合が少なくなるため全体の極性が高くなり、水との接触角は低くなる。また、架橋剤の量を多くして架橋密度を増大させても高モジュラス化が可能であるが、やはり極性が高くなるため水との接触角が低くなる傾向がある。このように単純にポリオールの分子量のみの変更や架橋密度の調整だけではモジュラスと接触角を好適な範囲にすることは困難で、物性のバランスを取りつつ前述したポリオール材料、ポリオールの分子量、イソシアネートと架橋剤の材料及び配合の組み合わせを工夫することにより、本発明の物性の範囲にあるクリーニングブレード材料が製造出来るものである。
また第二の弾性体31の構成材料の永久伸びを第一の弾性体30の構成材料の永久伸びよりも小さくすることにより、クリーニングブレード全体の長期保管による永久変形を抑制することが可能となり、より好ましい。
第二の弾性体31の構成材料の反発弾性を第一の弾性体30よりも大きくすることにより、クリーニングブレード全体の弾性を調整でき、クリーニング性能を維持することが出来る。これらの場合第一の弾性体30の厚さはクリーニングブレード全体の厚さの25%以下とすることが好ましい。
図4に示すクリーニングブレードは第一の弾性体30の感光体1と当接する部分の裏側が板状バネ部材32で支持されている。一方、図5に示すクリーニングブレードは第一の弾性体30の感光体1と当接する部分の裏側が板状バネ部材32で支持されていない。図4及び図5に示される態様のクリーニングブレードにおいては、第一の弾性体30が式(1)を満たす必要がある。
板状バネ部材32の厚みや材料等のパラメータを調節することによってクリーニングブレードの潜像担持体への当接圧を調整することが可能であり、使用環境や長期保管での永久変形などの影響を受けず、安定した当接圧を維持できる。
図6に示すクリーニングブレードは弾性部材の感光体1と当接する部分の裏側が板状バネ部材32で支持されている。一方、図7に示すクリーニングブレードは弾性部材の感光体1と当接する部分の裏側が板状バネ部材32で支持されていない。図6及び図7に示される態様のクリーニングブレードにおいては、第一の弾性体30が式(1)を満たす弾性材料で構成し、第二の弾性体31を第一の弾性体30よりも100%モジュラスの低い弾性材料で構成することにより、クリーニングブレード先端部の振動を吸収でき、クリーニングブレード全体の当接圧が好適に調整可能となり、より安定してクリーニングブレード先端部の変形を制御可能となる。
また、板状バネ部材32と弾性部材とは既知の接着方法(ホットメルト、両面テープ、瞬間接着剤等)で接着することができる。
また、クリーニング装置7は、クリーニングブラシ7bに付着したトナーを機械的に叩き落とすフリッキング部材を設置してもよい。
導電性繊維からなるブラシ毛が好ましい理由としては以下のように推測する。絶縁性ブラシを用いた場合、ブラシ毛が感光体やフリッキング部材と繰り返し接触すると摩擦帯電により、ブラシ表面がチャージアップする。例えばポリプロピレンをブラシ毛の材料として用いた場合は負の帯電を帯びる傾向がある。
転写プロセスによって生じた放電電荷の影響を受けて、転写後は正負両極の入り交じったトナーが表面がチャージアップしたブラシ表面に突入するため、ブラシ表面と反対の極性を持つ正負極どちらかのトナーが付着しやすくなる。特に、同一画像パターンを連続して印刷し続けると、画像部と非画像部とでブラシ上のトナー保持量が異なってくるため、感光体上の潤滑剤塗布ムラが顕著になってくる。これが導電性ブラシであると、表面がチャージアップしないため、トナーは機械的な力でのみ掻き落とし、ブラシ上に若干付着したトナーの量も偏りがなく、均一にトナーと潤滑剤とをクリーニングブラシ7bの下流側のクリーニングブレード7aへ供給することができる。
繊維の太さは、好ましくは30デニール以下、より好ましくは20デニール以下、さらに好ましくは0.5〜10デニールである。また、繊維の密度は、好ましくは20,000本/inch2以上、より好ましくは60,000本/inch2以上である。クリーニングブラシ7bの感光体1への侵入量としては0.3〜3.0mmが好ましく、0.3〜1.5mmがさらに好ましい。なお進入量とは、繊維が真っ直ぐに伸びた状態で、感光体表面に対して突き刺さったと仮定した場合の、感光体表面から繊維先端までの距離をいう。クリーニングブラシ7bの条件を上記範囲にすることにより、感光体1の表面へのダメージがなく、均一に潤滑剤の塗布が行われる。
また上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。
形状係数SF1が125〜140のトナーを用いることにより、高画質の転写画像を得ることができると共に、クリーニング不良による接触帯電部材へのトナーもしくは外添剤などの付着悪化を抑えることが可能となる。
本発明において、形状係数SF1とは下記式で定義される値をいう。
例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグウネシウムおよびりん酸カルシウム等の各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が好適に使用される。
また、上記無機微粒子にテトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス(ジオクチルパイロフォスフェート)オキシアセテートチタネートなどのチタンカップリング剤、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤などで処理を行っても良い。また、シリコーンオイル、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩による疎水化処理も好ましく行うことができる。
潤滑剤として高級アルコールをトナーに添加する場合、画質に影響を与えずにより潤滑効果を発揮するために、その重量平均粒径は1〜12μmの範囲内が好ましい。この高級アルコールの粒度分布を調整するために粉砕したり、粉砕後に分級してもよい。また、高級アルコールの炭素数は特に規定はないが、16〜150の高級脂肪族アルコール等が好ましく用いられる。なお、炭素数はより好ましくは20〜120、さらに好ましくは30〜100程度である。
潤滑剤として高級アルコールをトナーに外添する場合、トナーに対して0.1〜2.5質量%の添加量が好ましく、さらに好ましくは0.5〜1.5質量%である。
また、本発明におけるトナーをカラートナーとして用いる場合には、キャリアと混合して使用されることが好ましいが、該キャリアとしては、鉄粉、ガラスビーズ、フェライト粉、ニッケル粉、またはそれ等の表面に樹脂コーテイングを施したものが使用される。
また、キャリアとトナーとの混合割合は、適宜設定することができる。
図8は感光体1の一実施形態を示す断面図である。図8に係る感光体1は、導電性基体11と、下塗り層13と、電荷発生層14と、電荷輸送層15と、保護層16と、をこの順に備え、電荷発生層14と電荷輸送層15とで感光層が構成されている。
感光体1がレーザープリンターに使用される場合には、レーザーの発振波長としては350nmから850nmのものが好ましく、短波長のものほど解像度に優れるため好ましい。さらに、本発明の感光体を用いることでブレードクリーナーや転写ベルト等の中間転写体との摩擦係数が低減できるため、感光体の回転がスムーズになり、バンディングなどの画質欠陥を防止できる。さらにまた、感光体などの駆動モーターにかかる負荷が低減でき、低消費電力化することにも効果がある。また、レーザー光を照射する際に生じる干渉縞を防止するために、導電性基体11の表面は、中心線平均粗さRaで0.04μm〜0.5μmに粗面化することが好ましい。粗面化の方法としては、研磨剤を水に懸濁させて基体に吹き付けることによって行う湿式ホーニング、あるいは、回転する砥石に導電性基体11を圧接し、連続的に研削加工を行うセンタレス研削、陽極酸化などが好ましい。
リン酸、クロム酸及びフッ酸からなる酸性処理液による処理は以下の様に実施される。酸性処理液におけるリン酸、クロム酸およびフッ酸の配合割合は、リン酸が、10〜11質量%の範囲、クロム酸が3〜5質量%の範囲、フッ酸が0.5〜2質量%の範囲であって、これらの酸全体の濃度は、13.5〜18質量%の範囲が好ましい。処理温度は、42〜48℃であるが、処理温度を高く保つことにより、一層速く、かつ厚い被膜を形成することができる。被膜の膜厚については0.3〜15μmが好ましい。0.3μmより薄い場合は注入に対するバリア性が乏しく効果が十分でない。また、15μmより厚い場合は繰り返し使用による残留電位の上昇を招く。
さらに、従来より下引き層に用いられるポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレノキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリアミド、ポリイミド、カゼイン、ゼラチン、ポリエチレン、ポリエステル、フェノール樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリウレタン、ポリグルタミン酸、ポリアクリル酸等の公知の結着樹脂を用いることもできる。これらの混合割合は、必要に応じて適宜設定することができる。
また、これらの顔料の表面は、分散性、電荷輸送性を制御する目的で上記カップリング剤や、バインダーなどで表面処理しても良い。電子輸送性顔料は多すぎると下引き層13の強度が低下し、塗膜欠陥を生じるため95質量%以下、好ましくは90質量%以下で使用される。混合/分散方法は、ボールミル、ロールミル、サンドミル、アトライター、超音波等をもちいる常法が適用される。
例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
電荷発生層14に含まれる電荷発生材料は、ビスアゾ、トリスアゾなどのアゾ顔料、ジブロモアントアントロンなどの縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、ピロロピロール顔料、フタロシアニン顔料等の有機顔料や、三方晶セレン、酸化亜鉛などの無機顔料など既知のもの全て使用することができるが、特に380nm〜500nmの露光波長を用いる場合には無機顔料が好ましく、700nm〜800nmの露光波長を用いる場合には、金属及び無金属フタロシアニン顔料が好ましい。
その中でも、特開平5−263007及び、特開平5−279591に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン、特開平5−98181に開示されたクロロガリウムフタロシアニン、特開平5−140472及び、特開平5−140473に開示されたジクロロスズフタロシアニン、特開平4−189873及び、特開平5−43813開示されたチタニルフタロシアニンが特に好ましい。
なお、本発明で実施した前記の分散法のいずれについても分散前と結晶型が変化していないことが確認されている。さらにこの分散の際、粒子を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、さらに好ましくは0.15μm以下の粒子サイズにすることが有効である。
またこれらの分散に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤を単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
電荷輸送層15としては、公知の技術によって形成されたものを使用できる。電荷輸送層15は、電荷輸送材料と結着樹脂を含有して形成されるか、あるいは高分子電荷輸送材を含有して形成される。
電荷輸送材料としては、p−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物、テトラシアノキノジメタン系化合物、2,4,7−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物、キサントン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、シアノビニル系化合物、エチレン系化合物等の電子輸送性化合物、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物などの正孔輸送性化合物があげられる。これらの電荷輸送材料は単独または2種以上混合して用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらの電荷輸送材料は単独あるいは2種以上混合して用いることができるが、モビリティーの観点から、以下の構造のものが好ましい。
電荷輸送層15を設けるときに用いる溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロンゲン化脂肪族炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状もしくは直鎖状のエーテル類等の通常に使われる有機溶剤を単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
フッ素樹脂微粒子の電荷輸送層15中の含有量は、電荷輸送層15の全量に対し0.1〜40質量%が好適であり、1〜30質量%がより好ましく、3〜10質量%がさらに好ましい。含量が0.1質量%未満ではフッ素樹脂微粒子の分散による摩擦低減効果が特に接触型帯電器との組合せに於いては十分でなく、一方、40質量%を越えると、散乱による光通過性及び電荷輸送性が顕著に低下し、かつ繰返し使用による残留電位の上昇が生じてくる。
以下保護層16について説明する。
保護層16を構成する材料としては、耐磨耗性を向上させ十分な硬度を確保するために、架橋構造を有する樹脂が少なくとも用いられる。このような材料を用いない場合には、表面の硬度が低く十分な耐磨耗性が得られないため、傷が発生したり磨耗が進行し易く、高速で使用する場合や、非常に長期に渡って画像形成を行う場合、高品質の画質を得られない
なお、保護層16には、架橋構造を有する樹脂以外にも必要に応じて、架橋構造を有さないバインダー樹脂や、導電性微粒子、電荷輸送材料(電荷輸送能を有する化合物)、また、フッ素樹脂やアクリル樹脂などからなる潤滑性微粒子が含まれていてもよく、保護層16の形成に際しては、必要に応じてシリコンや、アクリルなどのハードコート剤を使用することができる。
フッ素樹脂微粒子の保護層16中の含有量は、保護層16の全量に対し0.1〜40質量%が好適であり、1〜30質量%がより好ましく、3〜10質量%がさらに好ましい。含量が0.1質量%未満ではフッ素樹脂微粒子の分散による摩擦低減効果が特に接触型帯電器との組合せに於いては十分でなく、一方、40質量%を越えると、散乱による光通過性及び電荷輸送性が顕著に低下し、かつ繰返し使用による残留電位の上昇が生じてくる。
さらに電気特性や画質維持性などの観点からは、架橋構造を有する樹脂は、電荷輸送性を有している(電荷輸送能を有する構造単位を含む)ことが好ましい。この場合、図8に示すような積層構成型の潜像担持体では、保護層16が、電荷輸送層15の一部として機能することもできる。
このような電荷輸送能を有する構造単位としては、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも1種を有する電荷輸送材料であることが好ましい。
Tの具体例としては、炭素数1のアルキレン基などが挙げられる。
Tの具体例としては、炭素数1のアルキレン基などが挙げられる。
アミン系触媒としては、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。塩基性触媒を使用した場合には、残留する触媒によりキャリアが著しくトラップされ、電子写真特性を悪化させる傾向がある。そのため、酸で中和するか、シリカゲル等の吸着剤や、イオン交換樹脂等と接触させることにより不活性化又は除去することが好ましい。
また、メチロール基を有するフェノール誘導体としては、フェノール樹脂が好ましく、レゾール型フェノール樹脂がより好ましい。
ケイ素原子含有微粒子として用いられるシリコーン微粒子は、球状で、体積平均粒子径が好ましくは1〜500nm、より好ましくは10〜100nmであり、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子及びシリコーン表面処理シリカ粒子から選ばれ、一般に市販されているものを使用することができる。
また、硬化処理(架橋反応)を行う雰囲気としては、窒素、ヘリウム、アルゴン等の、いわゆる酸化に対して不活性なガス雰囲気(不活性ガス雰囲気)下であることが好ましい。不活性ガス雰囲気下で架橋反応を行う場合には、空気雰囲気(酸素含有雰囲気)下よりも硬化温度を高く設定することができ、硬化温度は100〜160℃(好ましくは110〜150℃)とすることが可能である。また、硬化時間は30分〜2時間(好ましくは30分〜1時間)とすることが可能である。また、一般式(II)で示される化合物において、(−(X1)n1R2−ZH)で示される部位が−CH2−OHの場合が最も硬化温度による電気特性の影響が大きい傾向があり、酸化に対して敏感であるので、上記好ましい温度範囲で硬化処理を行うことが好ましい。
ルイス酸の具体例としては、例えば、三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、塩化第一チタン、塩化第二チタン、塩化第一鉄、塩化第二鉄、塩化亜鉛、臭化亜鉛、塩化第一スズ、塩化第二スズ、臭化第一スズ、臭化第二スズ等の金属ハロゲン化物、トリアルキルホウ素、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルハロゲン化アルミニウム、モノアルキルハロゲン化アルミニウム、テトラアルキルスズ等の有機金属化合物、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナト)アルミニウム、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタニウム、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナト)チタニウム、テトラキス(n−プロピルアセトアセテート)ジルコニウム、テトラキス(アセチルアセトナト)ジルコニウム、テトラキス(エチルアセトアセテート)ジルコニウム、ジブチル・ビス(アセチルアセトナト)スズ、トリス(アセチルアセトナト)鉄、トリス(アセチルアセトナト)ロジウム、ビス(アセチルアセトナト)亜鉛、トリス(アセチルアセトナト)コバルト等の金属キレート化合物、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズエステルマレート、ナフテン酸マグネシウム、ナフテン酸カルシウム、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸鉄、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸ジルコニウム、ナフテン酸鉛、オクチル酸カルシウム、オクチル酸マンガン、オクチル酸鉄、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、オクチル酸ジルコニウム、オクチル酸スズ、オクチル酸鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛等の金属石鹸が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
具体的には、アセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、ヘキサフルオロアセチルアセトン、ジピバロイルメチルアセトン等のβ−ジケトン類;アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル等のアセト酢酸エステル類;ビピリジン及びその誘導体;グリシン及びその誘導体;エチレンジアミン及びその誘導体;8−オキシキノリン及びその誘導体;サリチルアルデヒド及びその誘導体;カテコール及びその誘導体;2−オキシアゾ化合物等の2座配位子;ジエチルトリアミン及びその誘導体;ニトリロトリ酢酸及びその誘導体等の3座配位子;エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)及びその誘導体等の6座配位子;等を挙げることができる。さらに、上記のような有機系配位子の他、ピロリン酸、トリリン酸等の無機系の配位子を挙げることができる。多座配位子としては、特に2座配位子が好ましく、具体例としては、上記の他、下記一般式(VII−4)で示される2座配位子が挙げられる。
ここで、酸素透過係数は層の酸素ガス透過のし易さを表す尺度であるが、見方を変えると、層の物理的な隙間率の代用特性ととらえることもできる。なお、ガスの種類が変われば透過率の絶対値は変わるものの、検体となる層間で大小関係の逆転は殆どない。したがって、酸素透過係数は、一般的なガス透過のし易さを表現する尺度と解釈して良い。
つまり、保護層の25℃における酸素透過係数が上記条件を満たす場合には、保護層においてガスが浸透しにくい。したがって、画像形成プロセスにより生じる放電生成物の浸透が抑制され、保護層に含有される化合物の劣化が抑制され、電気特性を高水準に維持することができ、高画質化、長寿命化に有効である。
非接触型帯電装置2を用いることにより感光体1が帯電されるが、帯電手段としてはコロトロン、スコロトロンなどの非接触方式の帯電器、及び、感光体表面に接触させた導電性部材に電圧を印加することにより、感光体を帯電させる接触方式の帯電器が挙げられ、いかなる方式の帯電器でもよい。しかし、オゾンの発生量が少なく、環境に優しく、かつ耐刷性に優れるという効果を発揮するという観点から、接触帯電方式の帯電装置が好ましい。
前記接触帯電方式の帯電装置においては、導電性部材の形状はブラシ状、ブレード状、ピン電極状、ローラー状等の何れでもよく制限を受けるものではない。
現像装置4としては、既知の装置を用いることができるが、二成分現像剤を用いる現像装置としては、例えば、カスケード方式、磁気ブラシ方式などの現像装置を挙げることができる。
本発明の第二実施形態に係る画像形成装置を、図9を参照して説明する。
図9は本発明の画像形成装置の第二実施形態に係る概略構成図である。図9の画像形成装置は、回転可能に配置された潜像担持体である感光体1と、感光体1を帯電させる帯電手段である非接触型帯電装置2と、帯電した感光体1の表面に潜像を形成する潜像形成手段である露光装置3と、感光体1の表面に形成された潜像を、少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段である現像装置4と、感光体1の表面に形成されたトナー像を被転写体Pに転写する転写手段である転写装置5と、被転写体Pに転写されたトナー像を定着する定着手段である定着装置6と、感光体1に接触しながら回転する潤滑剤供給手段である回転ブラシ7cと、回転ブラシ7cに当接する固形潤滑剤7dと、転写後の感光体1の表面の残留トナーを除去するクリーニング手段であるクリーニングブレード7aを備えたクリーニング装置7とを具備する。
第二実施形態に係る現像装置4に用いられる現像剤に含まれるトナーは、外添剤として潤滑剤を含んでいても含んでいなくてもよい。
潤滑剤供給手段として回転ブラシ7cを用いることにより、潤滑剤を均一に感光体1の表面に塗布することができるため好ましい。なお、潤滑剤供給手段としては、ゴムローラ等を用いることもできる。回転ブラシ7cに固体潤滑剤7dを当接させた状態で、回転ブラシ7cを感光体1に接触させながら回転させることにより、感光体1の表面に潤滑剤を供給することができる。
回転ブラシ7cの繊維としては、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、ポリエステル等の樹脂繊維が挙げられる。導電性の繊維を用いても良い。回転ブラシ7cの場合における、繊維の感光体1の表面への進入量は0.3〜1.5mmが好ましい。回転ブラシ7cの回転速度は感光体1との周速差が重要で、感光体1の周速に応じて変えるのが好ましく、感光体1との相対速度比が0.5〜1.5の範囲であることが好ましい。また回転ブラシ7cに付着したトナーを機械的に叩き落とすフリッキング部材を設置することによって塗布量をさらに安定にすることも出来る。
(体積平均粒子径の測定)
トナー母粒子、トナー、凝集粒子、潤滑剤等、μmオーダーの粒子は、マルチサイザー(日科機社製)を用い、アパーチャー径100μmのもので測定した。
樹脂粒子、着色剤粒子、離型剤粒子、研磨剤、その他の微粒子等、nmオーダーの粒子についてはFE-SEMを用いて得られた画像から求められた粒子径の平均を体積平均粒子径とした。
−トナーおよび現像剤の作製−
[トナー母粒子の製造]
(樹脂微粒子分散液の調整)
スチレン370部,n−ブチルアクリレート30部,アクリル酸8部、ドデカンチオール24部、四臭化炭素4部を混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)6部及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)10部をイオン交換水550部に溶解したフラスコ中で乳化重合させ、10分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4部を溶解したイオン交換水50部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、体積平均粒子径が150nmであり、ガラス転移点が58℃、重量平均分子量Mw=11500の樹脂粒子が分散された樹脂微粒子分散液が得られた。この分散液の固形分濃度は40質量%であった。
カーボンブラック(モーガルL:キャボット製) 60部
ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製) 6部
イオン交換水 240部
以上の成分を混合して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して体積平均粒子径が250nmである着色剤(カーボンブラック)粒子が分散された着色剤分散剤(1)を調整した。
Cyan顔料B15:3 60部
ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製) 5部
イオン交換水 240部
以上の成分を混合して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して体積平均粒子径が250nmである着色剤(Cyan顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(2)を調整した。
Magenta顔料R122 60部
ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製) 5部
イオン交換水 240部
以上の成分を混合して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して体積平均粒子径が250nmである着色剤(Magenta顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(3)を調整した。
Yellow顔料Y180 90部
ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製) 5部
イオン交換水 240部
以上の成分を混合して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて分散処理して体積平均粒子径が250nmである着色剤(Yellow顔料)粒子が分散された着色剤分散剤(4)を調整した。
パラフィンワックス(HNP0190:日本精蝋(株)製、融点85℃)
100部
カチオン性界面活性剤 (サニゾールB50:花王(株)製) 5部
イオン交換水 240部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼製フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒子径が550nmである離型剤粒子が分散された離型剤分散液を調整した。
樹脂微粒子分散液 234部
着色剤分散液(1) 30部
離型剤分散液 40部
ポリ水酸化アルミニウム(浅田化学社製、Paho2S) 0.5部
イオン交換水 600部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら40℃まで加熱した。40℃で30分保持した後、体積平均粒子径が4.5μmの凝集粒子が生成していることを確認した。更に加熱用オイルバスの温度を上げて56℃で1時間保持し、体積平均粒子径は5.3μmとなった。その後、この凝集体粒子を含む分散液に26部の樹脂微粒子分散液を追加した後、加熱用オイルバスの温度を50℃まで上げて30分間保持した。この凝集体粒子を含む分散液に1N水酸化ナトリウムを追加して系のpHを7.0に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁気シールを用いて攪拌を継続しながら90℃まで加熱し、4時間保持した。冷却後、このトナー母粒子を濾別し、イオン交換水で4回洗浄した後、凍結乾燥してトナー母粒子Kを得た。トナー母粒子Kの体積平均粒子径が5.9μm、形状係数SF1は123であった。
着色粒子分散液(1)のかわりに、着色粒子分散液(2)を用いる以外はトナー母粒子Kと同様にしてトナー母粒子Cを得た。このトナー母粒子Cの体積平均粒子径は5.8μm,形状係数SF1は120であった。
着色粒子分散液(1)のかわりに、着色粒子分散液(3)を用いる以外はトナー母粒子Kと同様にしてトナー母粒子Mを得た。このトナー母粒子Mの体積平均粒子径は5.5μm,形状係数SF1は122であった。
着色粒子分散液(1)のかわりに、着色粒子分散液(4)を用いる以外はトナー母粒子Kと同様にしてトナー母粒子Yを得た。このトナー母粒子Yの体積平均粒子径は5.9μm,形状係数SF1は120であった。
フェライト粒子(体積平均粒子径:50μm) 100部
トルエン 14部
スチレン/メタクリレート共重合体(成分比:90/10) 2部
カーボンブラック(R330:キャボット社製) 0.2部
まず、フェライト粒子を除く上記成分を10分間スターラーで撹拌させて、分散した被覆液を調整し、次に、この被覆液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れて、60℃において30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリヤを得た。このキャリヤは、1000V/cmの印加電界時の体積固有抵抗値が1011Ωcmであった。
潤滑剤としてステアリン酸亜鉛(ZNS−P、旭電化工業社製)、高級アルコールA(UNILIN700、東洋ペトロライト社製、重量粒径9.0μm)及び高級アルコールAをエクストルーダで混練したのちジェットミルで粉砕した後風力分球機(エルボージェット:日東工業製)で分球した重量粒径5.0μm、16%重量径D16=3.5μm、84%重量径D84=6.6μm、粒度分布指標GSD=1.36の、粒度分布の狭い高級アルコールBを用いた。
また、キャリア100部とこのトナー6部とをV−ブレンダーで、40rpm×20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより各々のトナー1〜8を用いた現像剤1〜8を得た。
<感光体1>
ポリビニルブチラール樹脂(エスレックBM−S、積水化学社製)4部を溶解したn−ブチルアルコール170部に、有機ジルコニウム化合物(アセチルアセトンジルコニウムブチレート)30部および有機シラン化合物(γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)3部を添加、混合撹拌して下引き層形成用の塗布液を得た。この塗布液を、ホーニング処理により粗面化された外径40mmのアルミニウム基体の上に浸漬塗布し、室温で5分間風乾を行った後、アルミニウム基体を10分間で50℃に昇温し、50℃、85%RH(露点47℃)の恒温恒湿槽中に入れて、20分間加湿硬化促進処理を行った。その後、熱風乾燥機に入れて170℃で10分間乾燥を行い下引き層を形成した。
電荷発生材料として、塩化ガリウムフタロシアニン15部、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂(VMCH、日本ユニオンカーバイト社製)10部およびn−ブチルアルコール300部からなる混合物をサンドミルにて4時間分散した。得られた分散液を、上記下引き層上に浸漬塗布し、乾燥して、膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。次に、N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン40部とビスフェノールZポリカーボネート樹脂(分子量40,000)60部とをテトラヒドロフラン235部及びモノクロロベンゼン100部の混合溶媒に十分に溶解混合した。得られた塗布液を上記電荷発生層まで塗布したアルミニウム基体上に浸漬塗布し、乾燥することにより、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。これを感光体1とする。
N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン40部とビスフェノールZポリカーボネート樹脂(分子量40,000)60部とをテトラヒドロフラン280部及びトルエン120部からなる混合溶媒に溶解混合した後、4フッ化エチレン樹脂微粒子10部(体積平均粒子径0.4μm)を加え、さらに混合した。このとき、室温を25℃に設定し、混合工程における液温度を25℃に保った。その後、ガラスビーズを用いたサンドグラインダーにて分散し、4フッ化エチレン樹脂微粒子分散液を調製した。このとき、サンドクラインダーのベッセルに24度の水を流し、分散液の温度を50度に保持した。得られた塗布液を感光体1と同様な条件で電荷発生層まで作成した物の上に浸漬塗布し、120°で40分乾燥することにより、膜厚25μmの電荷輸送層を形成した。これを感光体2とする。
下記化合物1を5部、レゾール型フェノール樹脂(PL−4852、群栄化学社製)を7部、メチルフェニルポリシロキサンを0.03部、及びイソプロパノ−ルを20部混合して溶解し、保護層形成用塗布液を得た。この塗布液を浸漬コーティング法で感光体1の電荷輸送層上に塗布し、130℃で40分乾燥させ、膜厚3μmの保護層を形成した。得られた感光体を感光体3とした。
下記化合物2の2部及びレジトップPL4852(群栄化学製)2部をイソプロピルアルコール10部に溶解させ、保護層形成用塗布液を得た。この保護層形成用塗布液を電荷輸送層の膜厚を22μmとする以外は感光体1と同じ条件で作成した電荷輸送層上に浸漬塗布し、室温で30分風乾した後、140℃で60分乾燥させ、膜厚4μmの保護層を形成した。得られた感光体を感光体4とした。
下記に示す構成材料を、イソプロピルアルコール5部、テトラヒドロフラン3部及び蒸留水0.3部からなる混合溶媒に溶解させ、イオン交換樹脂(アンバーリスト15E)0.5部を加え、室温で攪拌することにより24時間加水分解を行った。
下記化合物3 2部
メチルトリメトキシシラン 2部
テトラメトキシシラン 0.5部
コロイダルシリカ 0.3部
フッ素グラフトポリマー(ZX007C:富士化成製) 0.5部
加水分解したものからイオン交換樹脂を濾過分離した液に対し、アルミニウムトリスアセチルアセトナート(Al(aqaq)3)を0.1部、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン(BHT)0.4部を加え、このコーティング液を感光体1の電荷輸送層の上にリング型浸漬塗布法により塗布し、室温で30分風乾した後、150℃で1時間加熱処理して硬化し、膜厚約3μmの保護層を形成した。これを感光体5とする。
試験機として富士ゼロックス製DCC500をベースに、下記クリーニング補助手段又は潤滑剤供給手段および表2に示すクリーニングブレードを組み込んだものを評価機とした。
クリーニングブレード1〜5の感光体接触部のゴム弾性体(第一の弾性体)の物性(100%モジュラス、接触角、JISA硬度)および構成を表2に示す。ゴム弾性体はポリウレタンゴムで、ポリオール材料、ポリオールの分子量、イソシアネートと架橋剤の材料及び配合を変えることで100%モジュラスおよび水との接触角を変化せさた。クリーニングブレード1〜5は図3に示す2層構造で成型した物で感光体と当接する第一の弾性体の厚さを0.3mmとした。第二の弾性体はポリウレタンゴムで、その100%モジュラスは3.6MPa(37kgf/cm2)、接触角は83.2°、硬度は70°(JIS−A硬度)である。なおクリーニングブレードの自由長及び感光体への食い込み量を調整し感光体への圧接力はいずれも3.2gf/mmとなるように設定されている。
またクリーニングブレード6はクリーニングブレード1のゴム弾性体を図6に示す構造で板状バネ部材の先端にホットメルトで取り付けてある。板バネ部材は0.08mm厚のSUS材を用いた。
クリーニングブレード6は板状バネ部材により、感光体へ荷重が付与されるが、この圧接力は以下に示す式(2)で表すことが出来る。
E:板状バネ部材のヤング率
I:板状バネ部材の断面2次モーメント
L:板状バネ部材の長さ
図1に示す概略構成を有する画像形成装置におけるクリーニングブラシ7bとして、ブラシ材質:導電性ナイロン、繊維太さ:10デニール(約85μm)、電気抵抗:1×105Ω、毛足長さ:6.5mm、繊維密度:50,000本/inch2、感光体1への食い込み量:約2.0mm、周速:180mm/s、回転方向:感光体1の回転方向に対して逆回転、ブラシのシャフトは接地されたもの、をクリーニング補助手段1とした。
図1に示す概略構成を有する画像形成装置におけるクリーニングブラシ7bとして、ブラシ材質:導電性ナイロン、繊維太さ:2デニール(約17μm)、電気抵抗:1×105Ω、毛足長さ:3mm、繊維密度:120,000本/inch2、感光体1への食い込み量:約1.0mm、周速:230mm/s、回転方向:感光体1の回転方向に対して逆回転、ブラシのシャフトは接地されたもの、をクリーニング補助手段2とした。
図9に示す概略構成を有する画像形成装置における回転ブラシ7cとして、ブラシ材質:導電性ナイロン、繊維太さ:10デニール(約85μm)、電気抵抗:1×105Ω、毛足長さ:6.5mm、繊維密度:50,000本/inch2、感光体1への食い込み量:約2.0mm、周速:180mm/s、回転方向:感光体1の回転方向に対して同方向回転のものを用い、固形潤滑剤7dとしては、ステアリン酸亜鉛(小西製作所(株)製)を、5mm×5mm×320mmの大きさに成型し、回転ブラシ7cとの当接圧力が荷重15gfとなるように設置したものを潤滑剤供給手段1とした。
図9に示す概略構成を有する画像形成装置における回転ブラシ7cとして、ブラシ材質:導電性ナイロン、繊維太さ:10デニール(約85μm)、電気抵抗:1×105Ω、毛足長さ:6.5mm、繊維密度:50,000本/inch2、感光体1への食い込み量:約2.0mm、周速:180mm/s、回転方向:感光体1の回転方向に対して同方向回転のものを用い、固形潤滑剤7dとしては、高級アルコールA(UNILIN700、東洋ペトロライト社製)を5mm×5mm×320mmの大きさに成型し、回転ブラシ7cとの当接圧力が荷重20gfとなるように設置したものを潤滑剤供給手段2とした。
比較例4は図11に示す概略構成を有する画像形成装置(FUJI XEROX社製、Docu Center Color 500からクリーニングブラシを取り去ったもの)を用いて評価を実施した。
高温高湿(28℃、80%)及び低温低湿(10℃、20%RH)条件下で各2万枚、計4万枚の耐久試験を行い、クリーニング性、クリーニングブレードのエッジダメージ、画像ボケ、感光体傷及び感光体摩耗量の測定を行った。得られた結果を表4に示す。
クリーニング性、クリーニングブレードのエッジダメージ、画像ボケ、感光体傷及び総合評価の判断基準を以下に示す。
トナーのクリーニング性は以下のように評価した。計4万枚の耐久試験後、低温低湿下において、転写バイアスを切り未転写トナーのベタ黒画像がクリーニングブレードを通過した後のクリーニング不良を観察した。
◎:A3 3枚後でクリーニング不良が未発生である。
○:A3 1枚後でのクリーニング不良は未発生であるが、A3 3枚後は若干クリーニング不良が発生。
×:A3 1枚後でクリーニング不良が発生。
クリーニングブレードのエッジダメージは、レーザー顕微鏡(キーエンス(株)VK8500)によりエッジ先端部の摩耗および欠けの状態を観察し官能評価を行った。判断基準は以下の通りである。
◎:エッジ摩耗小
○:エッジ摩耗中
×:エッジ摩耗大
××:エッジ摩耗大、エッジ欠け多
画像ボケは、以下のように評価した。まず、高温高湿環境(28℃、85%RH)下でハーフトーン画像(画像密度30%)を10万枚プリントし終えた後に、水溶性である放電生成物を除去するため感光体表面の一部分のみを水拭きした。その後、再度ハーフトーン画像(画像密度30%)をプリントし、反射型濃度測定機(X−rite)により、感光体表面の水拭きした箇所と水拭きしていない箇所とに対応する画像部分の濃度差(ΔSAD)を測定し、以下の判断基準で評価した。画像ボケ(文字滲み)は、感光体表面の水拭き後にプリントしたハーフトーン画像の濃度差と対応しているため、この評価法で代用した。なお、白抜けは、画像ボケと同様に、放電生成物に起因して発生するものであるため、定量的評価が容易な画像ボケの評価を以って代用評価した。
◎:ΔSADが0.15以下。
○:ΔSADが0.15を超え0.4未満。
×:ΔSADが0.4以上。
感光体傷は、表面粗さ計(東京精密(株)製Surfcom1400A)での10点平均粗さ(Rz)測定を行い評価した。判断基準は以下の通りである。
◎:Rzが1.5μm以下。
○:Rzが1.5μmを超え2.5μm未満(画質的に問題ないレベル)。
×:Rzが2.5μm以上(画像上に白筋発生)。
感光体の磨耗に関しては耐久試験前と試験後の感光体の膜厚を渦電流式の膜厚計で計測しその差分にて判断した。表4に示す値は1000回転あたりの摩耗量を示す。
○:長期走行試験において、終始問題のない画質であるであること確認できた。
×:長期走行試験において、クリーニング不良あるいは感光体傷等により、画質上問題があることが確認された。
2 非接触型帯電装置
3 露光装置
4 現像装置
5 転写装置
6 定着装置
7 クリーニング装置
7a クリーニングブレード
7b クリーニングブラシ
7c 回転ブラシ
7d 固形潤滑剤
Claims (21)
- 潜像担持体と、前記潜像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着手段と、転写後の前記潜像担持体の表面の残留トナーを除去するクリーニングブレードを含むクリーニング手段と、を少なくとも具備した画像形成装置であって、
前記トナーが外添剤として潤滑剤を少なくとも含み、
前記クリーニングブレードの前記潜像担持体と接触する部分の、純水との接触角A及び23℃における100%モジュラス(MPa)Bが、下記式(1)を満たす画像形成装置。
A≧−2.5×B+102 式(1) - 前記潜像担持体が回転可能に配置されるとともに、前記クリーニング手段よりも前記潜像担持体の回転方向上流側に前記潜像担持体に接触しながら回転するクリーニング補助手段をさらに備えた請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニング補助手段が、導電性繊維をブラシ毛として備えたクリーニングブラシである請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記潤滑剤が、ステアリン酸亜鉛である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ステアリン酸亜鉛の添加量が、トナーに対して0.05〜0.5質量%である請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記潤滑剤が、高級アルコールである請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記高級アルコールの添加量が、トナーに対して0.1〜2.5質量%である請求項6に記載の画像形成装置。
- 潜像担持体と、前記潜像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記潜像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着手段と、転写後の前記潜像担持体の表面の残留トナーを除去するクリーニングブレードを含むクリーニング手段と、を少なくとも具備した画像形成装置であって、
前記クリーニングブレードの前記潜像担持体と接触する部分の、純水との接触角A及び23℃における100%モジュラス(MPa)Bが、下記式(1)を満たす画像形成装置。
A≧−2.5×B+102 式(1) - 前記潜像担持体が回転可能に配置されるとともに、前記クリーニング手段よりも前記潜像担持体の回転方向上流側に前記潤滑剤供給手段が備えられた請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記潤滑剤供給手段が前記潜像担持体に接触しながら回転するとともに、前記潤滑剤供給手段に固形潤滑剤を当接させて前記潜像担持体の表面に前記潤滑剤を供給するようにした請求項8又は9に記載の画像形成装置。
- 前記潤滑剤供給手段が、回転ブラシである請求項8乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記固形潤滑剤が、ステアリン酸亜鉛又は高級アルコールである請求項10又は11に記載の画像形成装置。
- 前記クリーニングブレードが、前記潜像担持体に当接する弾性部材と、前記弾性部材の前記潜像担持体と当接する面とは反対の面に設けられた板状バネ部材と、を備えた請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記潜像担持体は導電性基体上に感光層を少なくとも備えてなり、前記潜像担持体の最表面層がフッ素樹脂微粒子を含有する請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記最表面層が、架橋構造を有する樹脂を含む保護層である請求項14に記載の画像形成装置。
- 前記架橋構造を有する樹脂が、電荷輸送能を有する構造単位を含む請求項15に記載の画像形成装置。
- 前記架橋構造を有する樹脂が、メチロール基を有するフェノール誘導体を架橋したフェノール系樹脂、および、架橋構造を有するシロキサン系樹脂から選択される少なくとも1種である請求項15又は16に記載の画像形成装置。
- 前記電荷輸送能を有する構造単位が、水酸基、カルボキシル基、アルコキシシリル基、エポキシ基、チオール基及びアミノ基から選択される少なくとも1種を有する電荷輸送材料である請求項16又は17に記載の画像形成装置。
- 潜像担持体と前記潜像担持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを含むクリーニング手段とを少なくとも具備した、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
前記クリーニングブレードの前記潜像担持体と接触する部分の、純水との接触角A及び23℃における100%モジュラス(MPa)Bが、下記式(1)を満たすプロセスカートリッジ。
A≧−2.5×B+102 式(1) - 潜像担持体を帯電させる帯電工程と、帯電した前記潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着工程と、転写後の前記潜像担持体の表面の残留トナーをクリーニングブレードにより除去するクリーニング工程と、を少なくとも有する画像形成方法であって、
前記トナーが外添剤として潤滑剤を少なくとも含み、
前記クリーニングブレードの前記潜像担持体と接触する部分の、純水との接触角A及び23℃における100%モジュラス(MPa)Bが、下記式(1)を満たす画像形成方法。
A≧−2.5×B+102 式(1) - 潜像担持体を帯電させる帯電工程と、帯電した前記潜像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像を少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を被転写体に転写する転写工程と、前記潜像担持体の表面に潤滑剤を供給する潤滑剤供給工程と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着工程と、転写後の前記潜像担持体の表面の残留トナーをクリーニングブレードにより除去するクリーニング工程と、を少なくとも有する画像形成方法であって、
前記クリーニングブレードの前記潜像担持体と接触する部分の、純水との接触角A及び23℃における100%モジュラス(MPa)Bが、下記式(1)を満たす画像形成方法。
A≧−2.5×B+102 式(1)
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