JP2006337416A - Image forming apparatus and process cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンタやファクシミリ、またはそれらの複合機などに用いられる画像形成装置およびプロセスカートリッジに関する。特に、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング・除電等を繰り返して感光体上に逐次トナー画像を形成し、そのトナー画像を順次転写して、用紙・OHPフィルム等の転写シートに画像形成を行う電子写真式の画像形成装置およびプロセスカートリッジに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a process cartridge used for a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof. In particular, charging, writing, development, transfer, cleaning, static elimination, etc. are repeated to sequentially form toner images on the photoreceptor, and the toner images are sequentially transferred to form images on transfer sheets such as paper and OHP films. The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus and a process cartridge.
PC(パーソナルコンピュータ)の発展と普及に伴い、電子写真装置のカラー画像形成の高画質化の要求は非常に強くなってきている。例えば、デジタルカメラやスキャナによるカラー画像を取り込んだ資料は極普通に使われているし、グラフのプロットエリアをハーフトーンのカラーとすることは当たり前に行われてきている。
また、デジタルカメラで撮影された画像は、銀塩写真だけでなく、昇華プリンター、インクジェットプリンターにより画像形成することも、一般化している。しかし、これらの画像形成は、画像形成にかかる時間が長かったり、画像形成を行う紙や、インクのコストが高く、ポスターやプレゼン資料を作製するには、生産のスピードやコストの点で問題があった。
電子写真プロセスを用いた画像形成は、生産スピードやコストの点で優れているが、画像品質の面ではより改善する必要があった。電子写真プロセスを用いた画像形成において、画像品質を向上させるには、トナーの粒径を小さくすれば良いのであるが、トナーの粒径が小さくなるほど、クリーニングブレードによる感光体上の転写残トナーをクリーニングが十分に行うことができず、画像品質を大きく劣化させてしまっていた。トナーの粒径が小さくなると、トナー質量当たりの帯電量は高くなるため、感光体とトナーの静電的な付着力は高くなる。クリーニングブレードは感光体上のトナーをかきとるわけであるが、小粒径のトナーでは、クリーニングブレードに引っかかるトナーの部分がトナーが大きい場合に比べて相対的に小さくなるためトナーをかきとる力が弱くなる。また、クリーニングブレードと感光体の摩擦から、クリーニングブレードが振動する際に、クリーニングブレードと感光体の間に生じるわずかな隙間にトナーが入り込み、さらにはトナーがクリーニングブレードをすり抜け、画像品質を大きく低下させる原因になっていた。このようなクリーニング不良に伴い、トナーのすり抜け量が多い場合は、スジ状の異常画像となったり、すり抜けたトナーが帯電ローラーに付着し、帯電ローラーの抵抗ムラを生じさせ、帯電電位ムラによる白スジを発生さえたり、トナー成分が感光体上にスジ状に付着し、白スジを発生させることが多かった。
With the development and popularization of PCs (personal computers), the demand for higher image quality in color image formation in electrophotographic apparatuses has become very strong. For example, materials that capture color images from digital cameras and scanners are very commonly used, and it has become common for the plot area of graphs to be halftone colors.
In addition, it has become common to form images taken with digital cameras not only with silver halide photographs but also with sublimation printers and inkjet printers. However, these image formations require a long time for image formation, and the cost of paper and ink for image formation is high, and producing posters and presentation materials has problems in terms of production speed and cost. there were.
Image formation using an electrophotographic process is excellent in terms of production speed and cost, but it has been necessary to further improve image quality. In image formation using an electrophotographic process, to improve the image quality, it is sufficient to reduce the toner particle diameter. However, as the toner particle diameter decreases, the residual toner on the photosensitive member by the cleaning blade decreases. The cleaning could not be performed sufficiently and the image quality was greatly deteriorated. As the particle size of the toner decreases, the amount of charge per toner mass increases, so the electrostatic adhesion between the photoreceptor and toner increases. The cleaning blade scrapes off the toner on the photosensitive member. However, the toner with a small particle size is relatively small compared to the case where the toner is caught by the cleaning blade, and the force to scrape off the toner is small. become weak. In addition, when the cleaning blade vibrates due to the friction between the cleaning blade and the photoconductor, the toner enters a slight gap generated between the cleaning blade and the photoconductor, and the toner passes through the cleaning blade, greatly reducing the image quality. It was a cause. If there is a large amount of toner slipping due to such cleaning failure, streaky abnormal images may be formed, or the slipped toner may adhere to the charging roller, causing uneven resistance of the charging roller, and whitening due to uneven charging potential. In many cases, streaks were generated, and the toner component adhered to the photosensitive member in a streak form to generate white streaks.
感光体とトナーの付着力を低くするためには、感光体の表面自由エネルギーを低下させることが有効である。例えば、特許文献1(特開平10−69100号公報)には、フッ素樹脂を含有したバインダーを用いることにより、感光体の表面自由エネルギーを30dyne/cm以下とした感光体が開示されている。しかしながら、この感光体を用いた画像形成装置の画像は、画像形成をそれほど行わないうちは、高品質の画像形成が可能なのであるが、画像形成を繰り返すうちに、感光体の表面自由エネルギーは大きくなってしまい、画像品質が低下してしまう欠点を有していた。
特許文献2(特開2001−66812号公報)には、フッ素を含有したアモルファスシリコンを表面層とする感光体を用い、感光体の表面自由エネルギーを40mN/m以下とし、画像形成を繰り返すことで感光体表面に付着する画像流れを引き起こす物質をクリーニング手段で除去する画像形成装置が開示されている。しかしながら、フッ素を含有したアモルファスシリコンの表面層は、気相法で形成されるため、感光体のコストは非常に高い。また、小粒径のトナーを用いた場合の残トナーのクリーニング性の開示はない。一般に、残トナーのクリーニング不良は画像形成領域全面で生じるのではなく、限られた場所に集中して生じやすい、これは、クリーニングブレードの形状や、感光体の表面自由エネルギーのバラツキにより、生じるものである。このため、感光体の表面自由エネルギーは感光体上の一点を測定するだけでは好ましくない。
特許文献3(特開2001−272809号公報)には、シロキサン系樹脂層を有する感光体の表面自由エネルギーを40〜80mN/m、トナーの平均粒径が4〜12μm、平均帯電量が10〜30μC/gとした画像形成装置が開示されている。しかしながら、この画像形成装置に用いるトナーは、感光体との付着力を弱くするため、平均帯電量が低く設定されている。このため、画像の安定性が通常のトナーを用いた場合よりも低く、環境によって地汚れが生じやすくなり好ましくない。
特許文献4(特開平11−311875号公報)には、感光体の表面自由エネルギーが3〜65mN/mの感光体を用い、耐久による感光体表面自由エネルギーの上昇を25mN/mとした画像形成装置が開示されている。特許文献4で開示されている表面自由エネルギーの測定には、水、ヨウ化メチレン、α-ブロモナフタレンを用いているが、3種類の溶媒のみでは、表面自由エネルギー算出の際の誤差が生じてもその誤差が検証することができない。特に水は測定誤差を発生しやすく、真の表面自由エネルギーを測定することが難しい。また、前述のように感光体の表面自由エネルギーは感光体上の一点を測定するだけでは好ましくない。ユーザーが画像形成する画像が、全くのランダムであれば、一点を測定しても良いが、見積書や企画書等、定型の表のような画像を多く作成するユーザーでは感光体上に表面自由エネルギーの分布を生じさせやすく、感光体の周方向の分布よりも、感光体の長手方向に分布を持ちやすい。感光体の長手方向に表面自由エネルギーの分布を持つと、クリーニング性の低下による画像品質の低下が生じやすく好ましくない。
また特許文献4には感光体に安価な有機感光体を用いた画像形成装置も開示されている。しかし、有機感光体を用いた画像形成装置においては、クリーニングブレードによる摩擦により有機感光体が磨耗しやすいため、ある程度の寿命を達成するためには、感光体の磨耗を見越して、感光体の膜厚を厚くしなければならない。この場合、画像形成初期と経時における感光体の膜厚が大きく異なるため、感光体の静電容量が大きく異なり、画像濃度を一定にすることが難しい。また、特許文献4には、有機感光体上にフッ素化合物を含む表面層を設けた感光体を用いた画像形成装置も開示されている。しかし、フッ素化合物を含む表面層の磨耗速度は通常の有機感光体に比べて格段に遅くなるわけではないので、表面層は相当の膜厚が必要である。しかし、表面層を厚くしすぎると、ホールの移動が阻害されるため、露光後電位や残留電位の上昇を生じやすく、高画質の画像形成装置には用いることは難しい。
安価な有機感光体の耐磨耗性を向上させることを目的に、特許文献5(特開平1−170951号公報)には、感光体表面層に金属酸化物等のフィラーを含有させた有機感光体が開示されている。この有機感光体は、クリーニングブレードに対して、非常に高い耐磨耗性を有しており、好ましい。しかしながら、この有機感光体は、画像形成を繰り返すうちに、感光体の表面自由エネルギーが上昇し、転写効率が低下し、中抜け等の異常画像が発生しやすいとともに、クリーニングブレードを磨耗させ、クリーニング不良を発生させやすい欠点を有していた。
特許文献6(特許第2859646号公報)や特許文献7(特開2002−229241号公報)には、潤滑性物質をトナーに外添し、画像形成により感光体上にトナーを現像する際に、トナーから感光体へ、潤滑性物質が付着し、感光体の表面自由エネルギーを低下させる技術が開示されている。この技術は、感光体とクリーニングブレードとの摩擦を低下させるとともに、残トナーのクリーニング性を確保することができ大変好ましい。しかし、潤滑性物質は、トナーが感光体に現像された場所のみしか供給されないため、見積書や企画書等、定型の表のような画像を多く作成するユーザーでは、トナーが現像されない場所の表面自由エネルギーは高いままであるため、感光体の表面自由エネルギーのバラツキは非常に大きなものとなりやすい。表面自由エネルギーの高い場所と低い場所が境界を持って接していると、その境界で、クリーニングブレードの振動が生じやすく、クリーニング不良や耳障りな摩擦音が発生しやすい。
In order to reduce the adhesion between the photoconductor and the toner, it is effective to reduce the surface free energy of the photoconductor. For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-69100) discloses a photoconductor having a surface free energy of 30 dyne / cm or less by using a binder containing a fluororesin. However, an image of an image forming apparatus using this photoconductor can form a high-quality image without much image formation. However, as the image formation is repeated, the surface free energy of the photoconductor increases. As a result, the image quality deteriorates.
In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-66812), a photoconductor having a surface layer of fluorine-containing amorphous silicon is used, the surface free energy of the photoconductor is set to 40 mN / m or less, and image formation is repeated. An image forming apparatus is disclosed in which a substance that causes image flow adhering to the surface of a photoreceptor is removed by a cleaning unit. However, since the surface layer of amorphous silicon containing fluorine is formed by a vapor phase method, the cost of the photoreceptor is very high. Further, there is no disclosure of residual toner cleaning properties when a small particle size toner is used. In general, defective cleaning of residual toner does not occur on the entire surface of the image forming area, but tends to concentrate on a limited place, which is caused by variations in the shape of the cleaning blade and the surface free energy of the photoreceptor. It is. For this reason, it is not preferable that the surface free energy of the photoreceptor is measured only at one point on the photoreceptor.
Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-272809) discloses that a photoreceptor having a siloxane resin layer has a surface free energy of 40 to 80 mN / m, an average particle diameter of toner of 4 to 12 μm, and an average charge amount of 10 to An image forming apparatus with 30 μC / g is disclosed. However, the toner used in this image forming apparatus is set to have a low average charge amount in order to weaken the adhesion to the photoreceptor. For this reason, the stability of the image is lower than that in the case of using normal toner, and soiling is likely to occur depending on the environment, which is not preferable.
In Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-311875), a photoconductor having a surface free energy of 3 to 65 mN / m is used, and image formation with an increase in photoconductor surface free energy due to durability of 25 mN / m is formed. An apparatus is disclosed. In the measurement of the surface free energy disclosed in Patent Document 4, water, methylene iodide, and α-bromonaphthalene are used. However, an error in calculating the surface free energy occurs with only three types of solvents. The error cannot be verified. In particular, water tends to cause measurement errors, and it is difficult to measure true surface free energy. Further, as described above, it is not preferable that the surface free energy of the photoreceptor is measured only at one point on the photoreceptor. If the image to be formed by the user is completely random, one point may be measured. However, a user who creates many images such as quotations and proposals, such as a standard table, has a free surface on the photoreceptor. It is easy to generate an energy distribution, and it is easier to have a distribution in the longitudinal direction of the photoconductor than a distribution in the circumferential direction of the photoconductor. It is not preferable to have a surface free energy distribution in the longitudinal direction of the photoconductor, which is liable to cause a reduction in image quality due to a decrease in cleaning properties.
Patent Document 4 also discloses an image forming apparatus using an inexpensive organic photoreceptor as the photoreceptor. However, in an image forming apparatus using an organic photoreceptor, the organic photoreceptor is easily worn by friction with a cleaning blade. Therefore, in order to achieve a certain life, the photoreceptor film is expected in anticipation of the wear of the photoreceptor. The thickness must be increased. In this case, since the film thickness of the photoconductor in the initial stage of image formation and that over time are greatly different, the electrostatic capacity of the photoconductor is greatly different and it is difficult to make the image density constant. Patent Document 4 also discloses an image forming apparatus using a photoreceptor in which a surface layer containing a fluorine compound is provided on an organic photoreceptor. However, since the wear rate of the surface layer containing a fluorine compound is not much slower than that of a normal organic photoreceptor, the surface layer needs to have a considerable thickness. However, if the surface layer is made too thick, the movement of holes is hindered, so that the post-exposure potential and the residual potential are likely to increase, making it difficult to use in a high-quality image forming apparatus.
For the purpose of improving the wear resistance of an inexpensive organic photoreceptor, Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 1-170951) discloses an organic photosensitive material in which a filler such as a metal oxide is contained in the photoreceptor surface layer. The body is disclosed. This organic photoreceptor has a very high wear resistance with respect to the cleaning blade, which is preferable. However, this organic photoconductor increases the surface free energy of the photoconductor, repeats image formation, decreases the transfer efficiency, tends to cause abnormal images such as voids, and wears a cleaning blade to perform cleaning. It had the defect that it was easy to generate a defect.
In Patent Document 6 (Japanese Patent No. 2859646) and Patent Document 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-229241), when a lubricant is externally added to a toner and the toner is developed on the photoreceptor by image formation, A technique is disclosed in which a lubricating substance adheres from a toner to a photoconductor to reduce the surface free energy of the photoconductor. This technique is very preferable because it can reduce the friction between the photosensitive member and the cleaning blade and ensure the cleaning performance of the remaining toner. However, since the lubricating material is supplied only to the place where the toner is developed on the photoreceptor, the surface of the place where the toner is not developed for the user who creates many images such as a standard table such as an estimate or a plan. Since the free energy remains high, the surface free energy variation of the photoreceptor tends to be very large. If the place where the surface free energy is high and the place where the surface free energy is in contact with each other with a boundary, the cleaning blade is likely to vibrate at the boundary, and a cleaning failure and an irritating frictional sound are likely to occur.
本発明は、高品質の画像形成が可能で、耐久性の優れる画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and a process cartridge that can form a high-quality image and have excellent durability.
本発明者らは、上記課題を解決すべく、詳細に検討を重ねた結果、安価な有機感光体は表面自由エネルギーが高く、そのままではトナーのクリーニング性、耐久性の面で問題が多いのであるが、潤滑性物質を感光体に塗布しながら画像形成を行うことで、感光体表面の表面自由エネルギーを低下させるとができる。しかし、有機感光体は本質的に表面自由エネルギーが高いので、単に感光体の表面自由エネルギーを低下させるだけではなく、感光体表面の表面自由エネルギーのばらつきを小さくすることが非常に重要であることを見出し本発明に到った。 As a result of detailed studies to solve the above problems, the present inventors have found that inexpensive organic photoreceptors have high surface free energy, and as such, there are many problems in terms of toner cleaning properties and durability. However, the surface free energy on the surface of the photoreceptor can be reduced by forming an image while applying a lubricating substance to the photoreceptor. However, since organic photoconductors inherently have high surface free energy, it is very important not only to reduce the surface free energy of the photoconductor, but also to reduce variations in the surface free energy of the photoconductor surface. And found the present invention.
請求項1の発明は、表面自由エネルギーが45mN/m以上の感光体を備え、現像剤としてトナーを用いて画像を形成する画像形成装置であって、画像を形成する際、前記感光体の画像形成領域の表面自由エネルギーの平均が32mN/m以下となり、かつ表面自由エネルギーの最大値と最小値の差が5mN/m以下となるように、潤滑性物質を前記感光体に供給可能に構成したことを特徴とする画像形成装置である。
請求項2の発明は、請求項1記載の画像形成装置において、画像形成中の感光体の表面自由エネルギーの測定が、感光体の回転方向と直交する方向に複数分割された領域毎に行われ、複数分割された領域の幅が50mm以下であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載の画像形成装置において、前記感光体上の残トナーをクリーニングした後に潤滑性物質を感光体に供給することを特徴とする画像形成装置である。
請求項4の発明は、請求項3に記載の画像形成装置において、前記感光体の直径が、35〜100mmであることを特徴とする画像形成装置である。
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記潤滑性物質が金属石鹸であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置において、前記感光体の表面自由エネルギーを測定する方法が、前記感光体の表面と、表面自由エネルギーの各成分が既知の液体との接触角を測定し、拡張Fowkes理論による下記数式7を用いて固体の表面自由エネルギーを測定する方法であり、4種以上の液体との接触角データから線形回帰により表面自由エネルギーを求めることを特徴とする画像形成装置である。
The invention according to claim 1 is an image forming apparatus that includes a photoconductor having a surface free energy of 45 mN / m or more, and forms an image using toner as a developer. When the image is formed, the image of the photoconductor is formed. The lubrication substance can be supplied to the photoconductor so that the average of the surface free energy of the formation region is 32 mN / m or less and the difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy is 5 mN / m or less. An image forming apparatus characterized by the above.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first aspect, the surface free energy of the photoconductor during image formation is measured for each of the regions divided into a plurality of directions in a direction perpendicular to the rotation direction of the photoconductor. The image forming apparatus is characterized in that the width of the plurality of divided regions is 50 mm or less.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the lubricating material is supplied to the photoconductor after cleaning the residual toner on the photoconductor. .
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, the diameter of the photoconductor is 35 to 100 mm.
A fifth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the lubricating substance is a metal soap.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the method for measuring the surface free energy of the photoconductor includes the surface of the photoconductor and each component of the surface free energy. This is a method of measuring the contact angle with a known liquid and measuring the surface free energy of the solid using the following formula 7 based on the extended Fowkes theory. The surface free energy is obtained by linear regression from the contact angle data with four or more liquids. An image forming apparatus characterized in that
(ただし、前記数式中、γLは、γa L+γb L+γC Lで表される液体の表面自由エネルギーを表す。γa Lは、液体の表面自由エネルギーの分散成分を表す。γb Lは、液体の表面自由エネルギーの双極子成分を表す。γC Lは、液体の表面自由エネルギーの水素結合成分を表す。γa Sは、固体の表面自由エネルギーの分散成分を表す。γb Sは、固体の表面自由エネルギーの双極子成分を表す。γC Sは、固体の表面自由エネルギーの水素結合成分を表す。θは、接触角を表す。)
請求項7の発明は、請求項6に記載の画像形成装置において、感光体の表面自由エネルギーを求めるために接触角を測定する液体が、ジヨードメタン、α−ブロモナフタレン、ジエチレングリコール、グリセリンおよびホルムアミドから選ばれることを特徴とする画像形成装置である。
請求項8の発明は、請求項1〜7のいずれかに記載の画像形成装置において、使用されるトナーの平均粒径が7μm以下であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項9の発明は、請求項1〜8のいずれかに記載の画像形成装置において、該画像形成装置の画像形成できる最高の解像度が1000dpi以上であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項10の発明は、請求項1〜9のいずれかに記載の画像形成装置において、該画像形成装置がカラー画像形成可能であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項11の発明は、請求項1〜10のいずれかに記載の画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記プロセスカートリッジは、表面自由エネルギーが45mN/m以上の感光体を備え、画像を形成する際、前記感光体の画像形成領域の表面自由エネルギーの平均が32mN/m以下となり、かつ表面自由エネルギーの最大値と最小値の差が5mN/m以下となるように、潤滑性物質を前記感光体に供給可能に構成したことを特徴とするプロセスカートリッジである。
(However, in the formula, gamma L is, .Ganma represents the surface free energy of the liquid represented by γ a L + γ b L + γ C L a L is, .Ganma b representing the dispersive component of the surface free energy of the liquid L represents a dipole component of the surface free energy of the liquid, γ C L represents a hydrogen bond component of the surface free energy of the liquid, γ a S represents a dispersed component of the surface free energy of the solid, γ b (S represents the dipole component of the surface free energy of the solid, γ C S represents the hydrogen bond component of the surface free energy of the solid, and θ represents the contact angle.)
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth aspect, the liquid for measuring the contact angle for obtaining the surface free energy of the photoreceptor is selected from diiodomethane, α-bromonaphthalene, diethylene glycol, glycerin and formamide. An image forming apparatus.
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to seventh aspects, the average particle size of the toner used is 7 μm or less.
According to a ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to eighth aspects, the maximum resolution at which an image can be formed by the image forming apparatus is 1000 dpi or more.
A tenth aspect of the present invention is the image forming apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the image forming apparatus is capable of forming a color image.
An eleventh aspect of the invention is a process cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body according to any one of the first to tenth aspects, wherein the process cartridge has a surface free energy of 45 mN / m or more. When the image is formed, the average surface free energy of the image forming area of the photoconductor is 32 mN / m or less, and the difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy is 5 mN / m or less. The process cartridge is configured such that a lubricating substance can be supplied to the photosensitive member.
請求項1の発明によれば、画像形成中の感光体表面の表面自由エネルギーが低く、かつそのばらつきも小さいため、クリーニング不良に伴う異常画像を発生することなく、高品質の画像形成が可能で、耐久性の優れる画像形成装置を提供することができる。
請求項2の発明によれば、感光体の各領域の表面自由エネルギーを管理できるため、クリーニング不良に伴う異常画像を発生することなく、高品質の画像形成が可能で、耐久性の優れる画像形成装置を提供することができる。
請求項3の発明によれば、感光体の各領域の表面自由エネルギーを低下させ、かつそのばらつきも小さく制御できるため、クリーニング不良に伴う異常画像を発生することなく、高品質の画像形成が可能で、耐久性の優れる画像形成装置を提供することができる。
請求項4の発明によれば、潤滑性物塗布時に、クリーニング残トナーが混ざらないため、表面自由エネルギーを低下させ、かつそのばらつきも小さく制御できるため、クリーニング不良に伴う異常画像を発生することなく、高品質の画像形成が可能で、耐久性の優れる画像形成装置を提供することができる。
請求項5の発明によれば、感光体の各領域の表面自由エネルギーを容易に低下させ、かつそのばらつきも小さく制御できるため、クリーニング不良に伴う異常画像を発生することなく、高品質の画像形成が可能で、耐久性の優れる画像形成装置を提供することができる。
請求項6〜7の発明によれば、感光体の表面自由エネルギーを正確に求めることができるようになるため、クリーニング不良に伴う異常画像を発生することなく、高品質の画像形成が可能で、耐久性の優れる画像形成装置を提供することができる。
請求項8の発明によれば、高精彩、高画質の画像形成が可能な小粒径トナーを用いた場合においても、高品質の画像形成が可能な画像形成装置を提供することができる。
請求項9の発明によれば、異常画像を発生させることなく、高解像度で高品質の画像形成が可能な画像形成装置を提供することができる。
請求項10の発明によれば、異常画像を発生させることなく、高品質のカラー画像形成が可能な画像形成装置を提供することができる。
請求項11の発明によれば、クリーニング不良に伴う異常画像を発生することなく、高品質の画像形成が可能で、耐久性の優れるプロセスカートリッジを提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the surface free energy on the surface of the photoconductor during image formation is low and the variation thereof is small, it is possible to form a high-quality image without generating an abnormal image due to poor cleaning. An image forming apparatus having excellent durability can be provided.
According to the invention of claim 2, since the surface free energy of each region of the photosensitive member can be managed, high quality image formation is possible without generating abnormal images due to poor cleaning, and image formation with excellent durability is achieved. An apparatus can be provided.
According to the invention of claim 3, since the surface free energy of each region of the photoreceptor can be reduced and the variation can be controlled to be small, high-quality image formation is possible without generating an abnormal image due to poor cleaning. Thus, an image forming apparatus with excellent durability can be provided.
According to the invention of claim 4, since the cleaning residual toner is not mixed at the time of applying the lubricating material, the surface free energy can be reduced and the variation thereof can be controlled to be small, so that an abnormal image due to poor cleaning is not generated. Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a high quality image and having excellent durability.
According to the invention of claim 5, since the surface free energy of each region of the photosensitive member can be easily reduced and the variation thereof can be controlled to be small, high-quality image formation can be achieved without generating an abnormal image due to poor cleaning. Therefore, an image forming apparatus having excellent durability can be provided.
According to the inventions of claims 6 to 7, since the surface free energy of the photoreceptor can be accurately obtained, high quality image formation is possible without generating an abnormal image due to poor cleaning, An image forming apparatus with excellent durability can be provided.
According to the invention of claim 8, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a high-quality image even when a small particle size toner capable of forming a high-definition and high-quality image is used.
According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a high-resolution and high-quality image without generating an abnormal image.
According to the invention of
According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to provide a process cartridge that can form a high-quality image and has excellent durability without generating an abnormal image due to poor cleaning.
以下、本発明をさらに詳しく説明する。
まず、本発明における表面自由エネルギーの測定方法について説明する。
表面自由エネルギーは、北崎寧昭、畑敏雄らは、日本接着協会誌8(3)、131−141(1972)で、表面自由エネルギー(表面張力と同義)に関し、非極性な分子間力について述べたFowkesの理論に対し、さらに極性、または水素結合性の分子間力による成分にまで拡張できると述べている。この拡張Fowkes理論により、各物質の表面自由エネルギーを3成分で求めることができる。
この理論は下記の3つの仮定で成立している。
〈仮定1〉
有機物質の表面自由エネルギーは3種の異なった成分の和として表される。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
First, a method for measuring surface free energy in the present invention will be described.
As for surface free energy, Ninoaki Kitasaki, Toshio Hata et al. Described the nonpolar intermolecular force regarding surface free energy (synonymous with surface tension) in Journal of Japan Adhesion Association 8 (3), 131-141 (1972). In addition to Fowkes' theory, it states that it can be extended to polar or hydrogen-bonded intermolecular forces. By this extended Fowkes theory, the surface free energy of each substance can be obtained with three components.
This theory is based on the following three assumptions.
<Assumption 1>
The surface free energy of organic materials is expressed as the sum of three different components.
γa:分散成分(非極性のぬれ)
γb:双極子成分(極性によるぬれ)
γc:水素結合成分(水素結合によるぬれ)
〈仮定2〉
2つの物質が接触する結果減少するそれぞれの表面自由エネルギーは、対応する表面自由エネルギーの幾何平均の和として表すことができ、一方に対応する成分がない場合は、その成分の相互作用はないと考える。
γ a : dispersion component (nonpolar wetting)
γ b : Dipole component (wetting due to polarity)
γ c : hydrogen bonding component (wetting by hydrogen bonding)
<Assumption 2>
Each surface free energy that decreases as a result of contact of two substances can be expressed as the sum of the geometric mean of the corresponding surface free energies, and if there is no corresponding component, there is no interaction between the components. Think.
〈仮定3〉
標準物質を以下の3種類に分類する。
TYPE(A)γ=γa 型:飽和炭化水素の液体及び固体。
TYPE(B)γ=γa+γb型:(A)及び(C)以外の液体及び固体。
TYPE(C)γ=γa+γb+γ型:水に可溶または水との界面張力が小さく、水素結合を持つような液体及び固体。
これらの仮定をもとにすると、表面自由エネルギーは次のようにして求めることができる。
物質1と2の接着エネルギーをW12とすると、
<Assumption 3>
Standard substances are classified into the following three types.
TYPE (A) γ = γ a type: Liquid saturated hydrocarbons and solids.
TYPE (B) γ = γ a + γ b type: liquids and solids other than (A) and (C).
TYPE (C) γ = γ a + γ b + γ type: Liquids and solids that are soluble in water or have low interfacial tension with water and have hydrogen bonds.
Based on these assumptions, the surface free energy can be obtained as follows.
If the bonding energy of substances 1 and 2 is W 12 ,
となり、式(2)より And from equation (2)
となる。
物質が固体と液体の場合、図8のように液滴が固体表面上で接触角θを保って平衡に達したとすると、次のヤングの式が成り立つ。
It becomes.
When the substance is a solid and a liquid, and the droplet reaches the equilibrium while maintaining the contact angle θ on the solid surface as shown in FIG. 8, the following Young's formula is established.
したがって、式(3)、(5)から接触角と接着エネルギーの間に次のような関係が成立する。 Therefore, the following relationship is established between the contact angle and the adhesion energy from the equations (3) and (5).
式(4)、(6)から From equations (4) and (6)
となる。
式(7)を用いると、まずTypeAの液体を用いて接触角を測定し、式(7)からγS aを求め、次にTypeBの液体で接触角を測定し、γS bを求める。この際、TypeBの液体2種類のデータから連立方程式によりγS a、γS bを求めてもよい。最後にTypeCの液体で接触角を測定し、γS cを求めるという方法で固体の表面自由エネルギーの各成分を求めることができる。また、γL bまたはγL cがすべての液体で0とならない3種類の液体のデータから、3元連立方程式によっても固体の表面自由エネルギーの各成分を求めることができる。
しかしながら、上記方法で固体の表面自由エネルギーの各成分を求めようとした際、計算により表面自由エネルギーの各成分の平方根(√γS bなど)が負になってしまう場合がある。例えば√γS bが負になった場合は強いて自乗してγS bを求めず、γS b=0として計算している。3種類の液体の接触角データから求める方法は、測定に用いる液体の組み合わせにより求まる固体の表面自由エネルギーが大きく異なってしまい、どの液体の組み合わせを用いた測定結果を信頼してよいのかわからないという問題があった。また接触角はサンプルの表面形状などの影響を受けその値が変化するため、場合により正確な表面自由エネルギーが測れていないことがあるが、従来の方法では正確な表面自由エネルギーが測定できていない場合でも、それを判断することは難しかった。特に、3種の液体に水を用いた場合にはこのような不具合が発生しやすく、計算上、表面自由エネルギーを算出されるのであるが、算出された値が、真の値かどうか分からなかった。
拡張Fowkes理論の式(7)において、
It becomes.
Using Equation (7), first, the contact angle is measured using Type A liquid, γ S a is obtained from Equation (7), and then the contact angle is measured using Type B liquid to obtain γ S b . At this time, γ S a and γ S b may be obtained from simultaneous data of two types of Type B liquid. Finally, each component of the solid surface free energy can be obtained by measuring the contact angle with a Type C liquid and obtaining γ S c . Further, each component of the surface free energy of the solid can also be obtained from the data of three types of liquids in which γ L b or γ L c is not 0 for all liquids, using a ternary simultaneous equation.
However, when trying to obtain each component of the surface free energy of the solid by the above method, the square root (√γ S b or the like) of each component of the surface free energy may become negative due to the calculation. For example, when √γ S b becomes negative, it is calculated by assuming that γ S b = 0 without calculating γ S b by squaring. The method of obtaining from the contact angle data of three types of liquids is that the solid surface free energy obtained by the combination of the liquids used for the measurement varies greatly, and it is not known which combination of liquids the measurement result should be reliable. was there. In addition, the contact angle is affected by the surface shape of the sample and changes its value. In some cases, the accurate surface free energy may not be measured. However, the conventional method cannot measure the exact surface free energy. Even if it was difficult to judge it. In particular, when water is used for three types of liquids, such problems are likely to occur, and surface free energy is calculated for calculation, but it is not known whether the calculated value is a true value. It was.
In the extended Fowkes theory (7),
とおくと、 After all,
となる。したがって固体の表面自由エネルギーの各成分(a,b,c)は標準物質による接触角データ(y;x1,x2,x3)からの線形回帰により求めることができる。従来の3種類の液体の接触角データから求める方法は3つの未知数を3本の式から求めている。そのため何らかの影響で1つの液体の接触角が真値から大きくずれると、求まる固体の表面自由エネルギーもその影響を大きく受けてしまう。本発明における4種類以上の接触角データから求める方法では、この接触角の真値からのずれの影響を平均化し、表面自由エネルギー測定結果における接触角測定誤差の影響を少なくすることができる。
また線形回帰により求める場合、R-2乗値(重相関係数)を計算することができる。R-2乗値が1に近ければ接触角データがすべて理論式(7)にのっていることになり、求まった固体の表面自由エネルギーは信頼性があると判断できる。つまりR-2乗値により測定の信頼性を容易に判断することができる。判断の基準として、R-2乗値が0.8以上のとき、測定結果は信頼できると考える。R-2乗値が小さく信頼性が低いと判断された場合は接触角が正確に測定できていないと考えられる。多くの場合この原因はサンプルの表面形状であり、表面粗さや空隙を少なくするようなサンプル形態の工夫が必要である。表面粗さや空隙の少ないサンプル作成方法として、圧縮成型や熱溶融することなどがある。
線形回帰による計算方法は以下の通りである。
今n種類(n≧3)の液体による接触角データがあるとし、次のように書く。
It becomes. Therefore, each component (a, b, c) of the surface free energy of the solid can be obtained by linear regression from the contact angle data (y; x 1 , x 2 , x 3 ) by the standard substance. In the conventional method of obtaining from three types of liquid contact angle data, three unknowns are obtained from three equations. For this reason, if the contact angle of one liquid greatly deviates from the true value due to some influence, the obtained surface free energy of the solid is greatly affected. In the method of obtaining from four or more types of contact angle data in the present invention, the influence of deviation from the true value of the contact angle can be averaged, and the influence of the contact angle measurement error on the surface free energy measurement result can be reduced.
Moreover, when calculating | requiring by linear regression, R-2 power value (multiple correlation coefficient) can be calculated. If the R-square value is close to 1, all contact angle data are in the theoretical formula (7), and it can be determined that the obtained surface free energy of the solid is reliable. In other words, the reliability of measurement can be easily determined from the R-square value. As a criterion for judgment, the measurement result is considered reliable when the R-squared value is 0.8 or more. If it is judged that the R-2 power value is small and the reliability is low, it is considered that the contact angle cannot be measured accurately. In many cases, the cause is the surface shape of the sample, and it is necessary to devise a sample form that reduces the surface roughness and voids. Sample preparation methods with less surface roughness and voids include compression molding and heat melting.
The calculation method by linear regression is as follows.
Assuming that there are contact angle data for n types (n ≧ 3) of liquid, write as follows.
誤差をεとすると、 If the error is ε,
この誤差の二乗和 Sum of squares of this error
が最小になるように(a,b,c)を決める。最小の条件は (A, b, c) is determined so that is minimized. The minimum requirement is
であり、計算すると、(12)より And when calculated, from (12)
(13)より From (13)
(14)より From (14)
となる。(15)〜(17)の3元連立方程式を解けば(a,b,c)が求まる。
求まった(a,b,c)をそれぞれ二乗することにより、固体の表面自由エネルギーが求まる。
しかしこのとき、a,b,c のいずれかが負になる場合がある。a,b,cは固体の表面自由エネルギーの平方根であるので、これが負というのは物理的におかしなことである。したがって上の計算はa≧0,b≧0,c≧0 の条件の下で解かなければならない。
S(a,b,c) はa,b,c に対して2次であるから、a,b,c のいずれかが負になった場合、例えばcが負になった場合は、c=0とおき、S(a,b,0) が最小になるように (a,b) を求めればよい。ここでbが負になった場合はさらにb=0とおき、S(a,0,0) が最小になるようにaを求める。しかしcが負になった場合でもb=0とおきS(a,0,c)が最小になるように(a,c)を求めた方がSが小さくなる場合もある。したがって実際には、a,b,c のいずれかが負になった場合、a=0、b=0、c=0、a=b=0、a=c=0、b=c=0としてそれぞれ計算し、a≧0,b≧0,c≧0かつSが最小となるものが求めるべき解となる。
またR-2乗値は次の式で求めることができる。
It becomes. (A, b, c) can be obtained by solving the ternary simultaneous equations (15) to (17).
The surface free energy of the solid can be obtained by squaring the obtained (a, b, c).
However, at this time, any of a, b, and c may be negative. Since a, b, and c are the square roots of the surface free energy of a solid, it is physically strange that this is negative. Therefore, the above calculation must be solved under the conditions of a ≧ 0, b ≧ 0, c ≧ 0.
Since S (a, b, c) is quadratic with respect to a, b, c, if any of a, b, c becomes negative, for example, if c becomes negative, c = It is sufficient to obtain (a, b) so that S (a, b, 0) is minimized by setting 0. Here, when b becomes negative, b = 0 is set, and a is obtained so that S (a, 0,0) is minimized. However, even if c becomes negative, S may be smaller if (a, c) is determined so that b = 0 and S (a, 0, c) is minimized. Therefore, in actuality, if any of a, b, c is negative, a = 0, b = 0, c = 0, a = b = 0, a = c = 0, b = c = 0 A solution to be obtained is calculated by calculating a ≧ 0, b ≧ 0, c ≧ 0 and S being minimum.
The R-squared value can be obtained by the following formula.
(11)、(18)からSが最小の場合、R-2乗値は最大となる。 When S is the minimum from (11) and (18), the R-squared value is the maximum.
本発明の測定方法に用いる標準物質は、表面自由エネルギーの各成分が既知の4種類以上の液体であって、すべての液体でγL bまたはγL cが0とならない組み合わせであればよい。表面自由エネルギーの各成分が既知の液体は拡張濡れを起こさないことが必要である。拡張濡れは固体上に液滴を乗せたとき、自発的に濡れが広がってしまう現象であり、この場合接触角を測定することができない。多くの有機物に対しTypeAの液体は拡張濡れを起こす。
有機物の表面自由エネルギーを測定する際の標準物質の組み合わせとしてはTypeAの液体を用いず、TypeBの液体を2種類以上、TypeCの液体を2種類以上含む組み合わせが望ましい。表面自由エネルギー測定では、測定に用いる液体の組み合わせにより求まる値が変わってしまうが、TypeBの液体を2種類以上、TypeCの液体を2種類以上含む組み合わせではほぼ同じ値を示し測定が安定する。
本発明の画像形成装置における感光体表面の表面自由エネルギー測定に用いる溶媒としては、例えば、日本接着協会紙8(3)、131−141(1972)に示される溶剤を用いることができるが、特に、ジヨードメタン、α−ブロモナフタレン、ジエチレングリコール、グリセリン、ホルムアミドから選ぶと、信頼性の高い感光体表面の表面自由エネルギーを求めることができ好ましい。
The standard substance used in the measurement method of the present invention may be a combination in which each component of surface free energy is four or more types of known liquids and γ L b or γ L c does not become zero in all liquids. Liquids with known components of surface free energy need not cause extended wetting. Extended wetting is a phenomenon in which wetting spreads spontaneously when a droplet is placed on a solid. In this case, the contact angle cannot be measured. TypeA liquids cause extended wetting for many organic substances.
As a combination of standard substances for measuring the surface free energy of an organic substance, a combination containing two or more Type B liquids and two or more Type C liquids without using a Type A liquid is desirable. In the surface free energy measurement, the value obtained depends on the combination of liquids used for the measurement, but the combination including two or more Type B liquids and two or more Type C liquids shows almost the same value and the measurement is stable.
As the solvent used for measuring the surface free energy on the surface of the photoreceptor in the image forming apparatus of the present invention, for example, the solvents shown in Japan Adhesion Association Paper 8 (3), 131-141 (1972) can be used. , Diiodomethane, α-bromonaphthalene, diethylene glycol, glycerin, and formamide are preferable because the surface free energy of the surface of the photoreceptor with high reliability can be obtained.
本発明の画像形成装置においては、表面自由エネルギーが45mN/m以上の安価な有機感光体を感光体として用いるのがよい。前述のように、表面自由エネルギーが45mN/m以上の感光体は、クリーニングブレードとの摩擦力が大きいため、感光体やクリーニングブレードの磨耗が生じやすい。そのため、潤滑性物質を感光体へ塗布しながら画像形成を行うことで、感光体表面の表面自由エネルギーを低下させることができ、感光体とクリーニングブレードとの摩擦力を低減することができる。しかし、本発明に用いる感光体の表面自由エネルギーは本質的に45mN/m以上、好ましくは47mN/m以上、さらに好ましくは48〜55mN/mであるので、感光体上への塗布ムラや、潤滑性物質の分解や除去された箇所が存在すると、潤滑性物質が存在する箇所との間に大きな表面自由エネルギーの差を生じ、クリーニング不良や、異音の発生が生じやすい。そのため、感光体の表面自由エネルギー分布をコントロールする必要がある。本発明の画像形成装置において、画像形成中における感光体の表面自由エネルギーの平均は32mN/m以下、好ましくは30mN/m以下、さらに好ましくは10〜28mN/mである。画像形成中における感光体の表面自由エネルギーの平均が32mN/mを超えると、感光体とクリーニングブレードの摩擦力が大きくなり、感光体及びクリーニングブレードの磨耗が生じやすく、頻繁に感光体及びクリーニングブレードを交換する必要が生じ、クリーニング不良や、異音が生じやすく好ましくない。表面自由エネルギーの平均が32mN/m以下であっても、表面自由エネルギーの分布があると、クリーニング不良や、異音が生じやすく、表面自由エネルギーが低くなるほど、表面自由エネルギーのバラツキは問題となる。本発明の画像形成装置における、画像形成中の感光体表面の表面自由エネルギーの最大値と最小値の差は5mN/m以下、好ましくは4mN/m以下、さらに好ましくは3 mN/m以下である。 In the image forming apparatus of the present invention, an inexpensive organic photoreceptor having a surface free energy of 45 mN / m or more is preferably used as the photoreceptor. As described above, a photoconductor having a surface free energy of 45 mN / m or more has a large frictional force with the cleaning blade, so that the photoconductor and the cleaning blade are easily worn. Therefore, by forming an image while applying a lubricating material to the photoreceptor, the surface free energy on the surface of the photoreceptor can be reduced, and the frictional force between the photoreceptor and the cleaning blade can be reduced. However, the surface free energy of the photoreceptor used in the present invention is essentially 45 mN / m or more, preferably 47 mN / m or more, and more preferably 48 to 55 mN / m. If there is a site where the chemical substance is decomposed or removed, a large difference in surface free energy is generated between the site where the lubricating substance is present and cleaning failure or noise is likely to occur. Therefore, it is necessary to control the surface free energy distribution of the photoreceptor. In the image forming apparatus of the present invention, the average surface free energy of the photoreceptor during image formation is 32 mN / m or less, preferably 30 mN / m or less, more preferably 10 to 28 mN / m. If the average surface free energy of the photoconductor during image formation exceeds 32 mN / m, the frictional force between the photoconductor and the cleaning blade increases, and the photoconductor and the cleaning blade are likely to wear. This is not preferable because it is likely to cause cleaning failure and abnormal noise. Even if the average surface free energy is 32 mN / m or less, if there is a distribution of surface free energy, cleaning defects and abnormal noise are likely to occur, and as the surface free energy decreases, the variation in surface free energy becomes a problem. . In the image forming apparatus of the present invention, the difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy on the surface of the photoreceptor during image formation is 5 mN / m or less, preferably 4 mN / m or less, more preferably 3 mN / m or less. .
本発明の画像形成装置においては、基本的に感光体の回転方向の表面自由エネルギーのムラは少ない。このため、好ましい表面自由エネルギーの測定方法により、4種類以上の溶媒で測定を行う場合は、感光体の周方向に沿って、4種類以上の溶媒で接触角を測定することが好ましい。
本発明の感光体表面の表面自由エネルギーの分布を求める際の領域は、感光体の回転方向と直交する方向に複数分割された領域毎に行われ、複数分割された領域の幅が50mm以下、好ましくは30mm以下、さらに好ましくは5〜25mmである。複数分割された領域の幅が50mmを超えると、その領域の中に、5mN/mを超える表面自由エネルギーのバラツキが生じている箇所が複数存在する可能性が高く好ましくない。
In the image forming apparatus of the present invention, there is basically little unevenness in the surface free energy in the rotation direction of the photoreceptor. For this reason, when measuring with four or more kinds of solvents by a preferable method for measuring surface free energy, it is preferable to measure the contact angle with four or more kinds of solvents along the circumferential direction of the photoreceptor.
The area when determining the surface free energy distribution on the surface of the photoreceptor of the present invention is performed for each of a plurality of divided areas in a direction orthogonal to the rotation direction of the photoreceptor, and the width of the divided areas is 50 mm or less, Preferably it is 30 mm or less, More preferably, it is 5-25 mm. If the width of the plurality of divided regions exceeds 50 mm, it is not preferable because there is a high possibility that there are a plurality of locations where variations in surface free energy exceeding 5 mN / m exist in the region.
本発明の画像形成装置は、感光体表面の表面自由エネルギーを低下させるために、潤滑性物質を感光体上に塗布しながら画像形成を行う。本発明では、潤滑性物質を外添したトナーを使用することにより、感光体表面に潤滑性物質を供給するのが好ましい。これとは別に、潤滑性物質を供給する装置を用いてもよい。この場合、潤滑性物質の供給(塗布)は、帯電→露光→現像→転写→クリーニングの電子写真プロセスのうち、画像形成に影響を与えない、転写から帯電の間に行われる。転写からクリーニングにかけて潤滑性物質の塗布を行った場合、クリーニングブレードが潤滑性物質を感光体上へ押付け、引き伸ばす機能を兼用できる。しかしながら、クリーニングブレード付近には、転写残トナーが滞留しているため、塗布された潤滑性物質は、転写残トナーに付着する割合が非常に高く、潤滑性物質の塗布量を多くしないと、感光体の表面自由エネルギーを制御できなくなる可能性が高い。そのため、例えば特開2005−18047号公報にあるように、クリーニングの後に、潤滑性物質の塗布を行うと、少量の潤滑性物質で表面自由エネルギーを制御することができ大変好ましい。
クリーニングにおいては、転写残トナーを可能な限り除去することが好ましく、クリーニングブレードによる除去の他、ファーブラシや磁気ブラシの併用あるいは、ファーブラシと吸引除去装置を組み合わせたクリーニング装置は、転写残トナーを完全にクリーニングすることができ感光体の表面自由エネルギー制御を好適に行うことができる。
The image forming apparatus of the present invention forms an image while applying a lubricating substance on the photoreceptor in order to reduce the surface free energy on the surface of the photoreceptor. In the present invention, it is preferable to supply the lubricating material to the surface of the photoreceptor by using a toner externally added with the lubricating material. Apart from this, an apparatus for supplying a lubricating substance may be used. In this case, the supply (application) of the lubricating substance is performed between the transfer and the charging without affecting the image formation in the electrophotographic process of charging → exposure → development → transfer → cleaning. When the lubricating material is applied from the transfer to the cleaning, the cleaning blade can also function to press and extend the lubricating material onto the photoreceptor. However, since the transfer residual toner stays in the vicinity of the cleaning blade, the applied lubricating substance adheres to the transfer residual toner at a very high rate. There is a high possibility that the surface free energy of the body cannot be controlled. Therefore, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-18047, it is very preferable to apply a lubricating substance after cleaning because the surface free energy can be controlled with a small amount of the lubricating substance.
In cleaning, it is preferable to remove the transfer residual toner as much as possible. In addition to the removal by the cleaning blade, the combined use of the fur brush and the magnetic brush, or the cleaning device combining the fur brush and the suction removal device removes the transfer residual toner. It can be completely cleaned and the surface free energy control of the photoreceptor can be suitably performed.
本発明の画像形成装置に用いる潤滑性物質としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛等の金属石鹸が例示でき、感光体上への塗布ムラが小さく、感光体の表面自由エネルギーを低下させる効果の大きい石鹸が好ましく、経済性、帯電等による分解で生じる物質の安全性や、感光体への影響を考慮すると、ステアリン酸亜鉛が最も好ましい。
潤滑性物質を供給する装置を用いる場合、潤滑性物質は、単に感光体上に塗布されただけでも、感光体の表面自由エネルギーを低下させる効果があるが、感光体表面へ押付け、薄膜状に付着させておくことが、感光体の表面自由エネルギーの低下と、表面自由エネルギーのバラツキが小さくでき大変好ましい。
Lubricating materials used in the image forming apparatus of the present invention include fluororesins such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, metal soaps such as zinc stearate, aluminum stearate, lead stearate, magnesium stearate, and zinc oleate. Soap that has a small effect on the surface of the photoconductor and has a large effect of reducing the surface free energy of the photoconductor is preferable. Economic, safety of substances generated by decomposition due to charging, etc., and influence on the photoconductor In view of the above, zinc stearate is most preferable.
When using a device that supplies a lubricating substance, the lubricating substance has the effect of reducing the surface free energy of the photoreceptor even if it is simply applied on the photoreceptor, but it is pressed against the surface of the photoreceptor to form a thin film. It is very preferable to make it adhere, because the surface free energy can be reduced and the variation of the surface free energy can be reduced.
本発明の画像形成装置に用いるトナーは、その平均粒径がどのようなものであっても、優れた画像品質を確保することができるが、特に7μm以下、好ましくは6μm以下のトナーにおいても、クリーニング不良に起因する異常画像を抑制することができるため、画像品質の高い画像形成を実現することができる。 The toner used in the image forming apparatus of the present invention can ensure excellent image quality regardless of the average particle diameter, but it is particularly 7 μm or less, preferably 6 μm or less. Since abnormal images due to poor cleaning can be suppressed, image formation with high image quality can be realized.
本発明の画像形成装置において、画像形成できる最高の解像度はどのような解像度であっても高品質の画像形成を行うことができるが、特に1000dpi以上、好ましくは1200 dpi以上の高解像度の画像形成において高品質の画像形成が可能となり、効果が高い。 In the image forming apparatus of the present invention, high-quality image formation can be performed regardless of the highest resolution that can form an image, but in particular, high-resolution image formation of 1000 dpi or more, preferably 1200 dpi or more. In this case, high quality image formation becomes possible and the effect is high.
以下、本発明を複数の潜像担持体である感光体ドラムが並行配設されたいわゆるタンデム方式の画像形成装置であるカラーレーザプリンタ(以下「プリンタ」という)に適用した一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態1」という。)について説明する。本実施形態1は、感光体表面に潤滑性物質を供給するのに、潤滑性物質を供給する装置を用いた例である。
図2は、本実施形態1に係るプリンタの概略構成図である。
このプリンタは、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kを備えている。各符号の数字の後に付されたY,M,C,Kは、言うまでもなく、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示している(以下同様)。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの他には、潜像形成手段としての光書込ユニット10、中間転写ユニット11、2次転写バイアスローラ18、レジストローラ対19、給紙カセット20、ベルト定着方式の定着ユニット21などが配設されている。上記光書込ユニット10は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像情報に基づいて後述の感光体ドラムの表面にレーザ光を照射する。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a color laser printer (hereinafter referred to as “printer”) which is a so-called tandem type image forming apparatus in which a plurality of photosensitive drums as latent image carriers are arranged in parallel will be described. This embodiment is referred to as “Embodiment 1”). The first embodiment is an example in which an apparatus for supplying a lubricating material is used to supply the lubricating material to the surface of the photoreceptor.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the printer according to the first embodiment.
This printer includes four sets of
図1は、上記画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kのうち、イエロー用の画像形成ユニット1Yの概略構成を示す拡大図である。
この画像形成ユニット1Yは、表面移動部材である潜像担持体としての感光体ドラム2Y、一様帯電手段としての帯電器30Y、現像手段としての現像器40Y、クリーニング装置としてのドラムクリーニング装置50Y、潤滑性物質供給装置60Y、トナーリサイクル手段としてのリサイクルトナー搬送装置70Yなどを有している。なお、他の画像形成ユニット1M,1C,1Kについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。
上記帯電器30Yは、感光体ドラム2Yの表面部分に帯電部材としての帯電ローラ31Yを接触又は微小間隔をあけて近接させ、その表面部分を一様に帯電するものである。本実施形態1では、図示しない直流電源から、帯電ローラ31Yに直流電圧を印加するが、これに交流電圧を重畳させたものを印加するようにしてもよい。しかし、本実施形態1のように直流電圧のみを帯電ローラ31Yに印加して一様帯電する構成した方が、交流電圧を重畳させる場合に比べて、感光体ドラム2Yへのストレスを大幅に抑えることができ、感光体ドラム2Yの長寿命化を図れる点で非常に有利である。また、本実施形態1では、帯電ローラ31Yによるいわゆる接触帯電方式を採用しているが、コロナチャージャ等を用いた非接触帯電方式を採用してもよい。しかし、本実施形態1のように直接帯電方式を採用した方が、非接触帯電方式に比べて帯電ムラが少なく、かつ、オゾンの発生などの問題もない点で有利である。
また、帯電器30Yには、帯電ローラ31Yに付着した異物を帯電ローラ31Yから除去するためのブラシローラ33Yが備わっている。なお、このブラシローラ33Yの代えて他のクリーニング部材を設けてもよい。
このようにして一様帯電処理がなされた後、その感光体ドラム2Yの表面部分には、上記光書込ユニット10によって変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射される。これにより、感光体ドラム2Yの表面には静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器40Yによって現像されてYトナー像となる。この現像器40Yは、現像ケース41Yの開口から周面の一部を露出させるように配設された現像ロール42Yを有している。また、第1搬送スクリュウ43Y、第2搬送スクリュウ44Y、ドクターブレード45Y、トナー濃度センサ46Yなども有している。
FIG. 1 is an enlarged view showing a schematic configuration of an
The
The
Further, the
After the uniform charging process is performed in this manner, the surface of the
現像ケース41Yには、磁性キャリアと、マイナス帯電性のYトナーとを含む図示しない二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は、第1搬送スクリュウ43Y、第2搬送スクリュウ44Yによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、現像ロール42Yの表面に担持される。そして、ドクターブレード45Yによってその層厚が規制されてから感光体ドラム2Yに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体ドラム2Y上の静電潜像にYトナーを付着させる。この付着により、感光体ドラム2Y上にYトナー像が形成される。現像によってYトナーを消費した二成分現像剤は、現像ロール42Yの回転に伴って現像ケース41Y内に戻される。
上記第1搬送スクリュウ43Yと上記第2搬送スクリュウ44Yとの間には仕切壁47Yが設けられている。この仕切壁47Yにより、現像ロール42Yや第1搬送スクリュウ43Y等を収容する第1供給部と、第2搬送スクリュウ44Yを収容する第2供給部とが現像ケース41Y内で分かれている。第1搬送スクリュウ43Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第1供給部内の二成分現像剤を図中奥側から手前側へと搬送しながら現像ロール42Yに供給する。第1搬送スクリュウ43Yによって上記第1供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁47Yに設けられた図示しない開口部を通って上記第2供給部内に進入する。第2供給部内において、第2搬送スクリュウ44Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第1供給部から送られてくる二成分現像剤を第1搬送スクリュウ43Yとは逆方向に搬送する。第2搬送スクリュウ44Yによって第2供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁47Yに設けられたもう一方の開口部(図示せず)を通って第1供給部内に戻る。
The developing
A
このようにしてY用の感光体ドラム2Y上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルトに1次転写される。この1次転写を終えた感光体ドラム2Yの表面部分には、1次転写されずに残留した転写残トナーが付着しているが、これはドラムクリーニング装置50Yによってクリーニングされる。このドラムクリーニング装置50Yは、クリーニングブレード51Yを感光体ドラム2Yの表面に当接させて、その表面部分に付着した不要なトナーである転写残トナーを掻き取って回収する。なお、本実施形態1では、クリーニングブレード51Yによって転写残トナーを掻き取るブレードクリーニング方式を採用しているが、この方式に代えて又はこの方式と一緒に、ファーブラシ等のブラシクリーニング方式等の他のクリーニング方式を採用してもよい。このドラムクリーニング装置50Yの内部は、そのケーシング52Yと感光体ドラム2Yとによって密閉空間になっており、回収した転写残トナーがプリンタ内部に飛散しない構造となっている。
The Y toner image formed on the Y
また、ドラムクリーニング装置50Yの内部には、クリーニングブレード51Yで回収した転写残トナーを図中手前方向に搬送するための搬送スクリュー53Yが設けられている。この搬送スクリュー53Yによって搬送された転写残トナーは、リサイクルトナー搬送装置70Yの内部に送り込まれる。そして、リサイクルトナー搬送装置70Yは、その転写残トナーを上記現像器40Yに搬送する。このリサイクルトナー搬送装置70Yの排出口は、現像器40Yの第2供給部における図中手前側に開口している。よって、ドラムクリーニング装置50Yで回収された転写残トナーは、リサイクルトナー搬送装置70Yによって現像器40Y内に戻される。そして、現像器40Yの第2搬送スクリュウ44Y及び第1搬送スクリュウ43Yによって再び撹拌搬送された後、現像に再使用される。
ドラムクリーニング装置50Yによってクリーニングされた感光体ドラム2Yの表面部分は、潤滑性物質供給装置60Yによって潤滑性物質が供給される。この潤滑性物質供給装置60Yの構成及び動作については、後述する。そして、潤滑性物質が供給された感光体ドラム2Yの表面部分は、再度、上記帯電器30Yによって一様帯電され、上述した画像形成工程を繰り返す。
Further, inside the
The surface of the
上述した各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにおいて感光体ドラム2Y,2M,2C,2K上にそれぞれ形成された各色トナー像は、中間転写ユニット11の中間転写体としての中間転写ベルト12上に1次転写される。図2に示すように、この中間転写ユニット11には、中間転写ベルト12のほか、駆動ローラ13、張架ローラ14,15、ベルトクリーニング装置16、4つの1次転写バイアスローラ17Y,17M,17C,17Kなども設けられている。中間転写ベルト12は、駆動ローラ13、張架ローラ14,15に張架されながら、図示しない駆動系によって回転せしめられる駆動ローラ13によって、図中反時計回りに無端移動せしめられる。4つの1次転写バイアスローラ17Y,17M,17C,17Kは、それぞれ図示しない電源から1次転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト12をその裏面から感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kに向けて押圧してそれぞれ1次転写ニップを形成する。各1次転写ニップには、上記1次転写バイアスの影響により、感光体ドラムと1次転写バイアスローラとの間に1次転写電界が形成される。Y用の感光体ドラム2Y上に形成されたYトナー像は、この1次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト12上に1次転写される。このYトナー像の上には、感光体ドラム2M,2C,2K上に形成されたMトナー像、Cトナー像及びKトナー像が順次重ね合わせて1次転写される。かかる重ね合わせの転写により、中間転写ベルト12上には4色重ね合わせトナー像が形成される。この4色重ね合わせトナー像は、後述の2次転写ニップで記録材である転写紙Pに2次転写される。一方、2次転写ニップ通過後の中間転写ベルト12の表面に残留する転写残トナーは、張架ローラ15にバックアップされる中間転写ベルト部分に当接するベルトクリーニング装置16によってクリーニングされる。
The color toner images respectively formed on the
中間転写ユニット11の駆動ローラ13は、中間転写ベルト12を介して2次転写バイアスローラ18が当接して2次転写ニップを形成している。この2次転写バイアスローラ18には、図示しない電源によって2次転写バイアスが印加される。また、上記光書込ユニット10の下方には、転写紙Pを複数重ねた転写紙束の状態で収容する給紙カセット20が配設されており、一番上の転写紙Pに給紙ローラ20aを押し当てている。給紙ローラ20aが所定のタイミングで回転駆動すると、一番上の転写紙Pが紙搬送路に給紙される。この給紙カセット20から紙搬送路に給紙された転写紙Pは、レジストローラ対19のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ベルト12上に形成された4色重ね合わせトナー像は、ベルトの無端移動に伴って2次転写ニップに進入する。レジストローラ対19は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Pを2次転写ニップにて4色重ね合わせトナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、2次転写ニップでは、4色重ね合わせトナー像が転写紙Pに密着する。そして、上述の2次転写バイアスやニップ圧の影響を受けて転写紙P上に2次転写されて、転写紙Pの白色と相まってフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙Pは、定着ユニット21に送られる。
上記定着ユニット21は、定着ベルト21aを3本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニット21bと、内部に熱源を有する加熱ローラ21cとを備えている。そして、このベルトユニット21bと加熱ローラ21cとの間に転写紙Pを挟み込みながら、その表面にフルカラー画像を定着させる。定着ユニット21を通過した転写紙Pは、排紙ローラ対22を経て機外へと排出される。
The drive roller 13 of the
The fixing
次に、潤滑性物質供給装置60Yの構成及び動作について説明する。なお、他の画像形成ユニット1M,1C,1Kに備わった潤滑性物質供給装置60M,60C,60Kについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。
図1に示すように、潤滑性物質供給装置60Yは、ケーシング61Yの内部空間(閉塞空間)に、微粉末状の潤滑性物質62Yが収容されている。この潤滑性物質62Yは、感光体ドラム2Yの表面とその表面に接触するクリーニングブレード51YあるいはYトナーや磁性キャリアなどの物質との間の摩擦係数を低下させるためのものである。また、潤滑性物質供給装置60Yのケーシング61Y内には、潤滑性物質62Yを感光体ドラム2Yの表面に供給するための潤滑性物質供給部材であるアジテータ63Yが設けられている。このアジテータ63Yは、感光体ドラム2Yのドラム軸に対して平行に延びる回転軸に取り付けられた2つの羽根部材が回転する構造になっている。アジテータ63Yが回転すると、その羽根部材によって潤滑性物質62Yが感光体ドラム2Yの表面に向けて飛ばされ、感光体ドラム2Yの表面に潤滑性物質62Yが付着する。
本実施形態1における潤滑性物質供給装置60Yのケーシング61Yは、ドラムクリーニング装置50Yのケーシング52Y及び帯電器30Yのケーシング32Yと一体構造となっている。そして、潤滑性物質供給装置60Y、ドラムクリーニング装置50Y及び帯電器30Yは、感光体ドラム2Yとともに一体になって、プリンタ本体に対して着脱自在であるプロセスカートリッジとして構成されている。一方、各ケーシング32Y,52Y,61Yの内部空間は、それぞれのケーシング部分又はクリーニングブレード51Yによって互いに仕切られており、潤滑性物質供給装置60Yは、ドラムクリーニング装置50Yの外部に設けられている。
本実施形態1における潤滑性物質供給装置60Yのケーシング61Yは、他のケーシング32Y,52Yと一体構造となった部分と、クリーニングブレード51Yとによって構成されている。そして、このケーシング61Yは、感光体ドラム2Yの表面に対向する側のみ開口している。ケーシング61Yの開口縁部のうち、感光体ドラム2Yの表面移動方向上流側部分を構成するクリーニングブレード51Yは、感光体ドラム2Yの軸方向全体にわたって、感光体ドラム2Yの表面に当接している。一方、下流側部分の開口縁部では、そのケーシング部分に設けられたシール部材64Yが、感光体ドラム2Yの軸方向全体にわたって感光体ドラム2Yの表面に接触している。他方、感光体ドラム2Yの軸方向端部に位置する部分の開口縁部でも、そのケーシング部分に設けられた図示しないシール部材が感光体ドラム2Yの表面移動方向にわたって感光体ドラム2Yの表面に接触している。すなわち、本実施形態1では、潤滑性物質供給装置60Yにおけるケーシング61Yの開口縁部は、その全域にわたって感光体ドラム2Yの表面に接触している。よって、ケーシング61Yの内壁面と感光体ドラム2Yの表面部分とに囲まれた内部空間は、外部から遮蔽された閉塞空間となる。そして、本実施形態1では、上述のとおり、アジテータ63Yが回転することにより、この閉塞空間内で、感光体ドラム2Yの表面に潤滑性物質62Yが供給され、付着する。その後、感光体ドラム2Yの表面に付着した潤滑性物質62Yは、感光体ドラム2Yの表面移動に伴って、シール部材64Yと感光体ドラム2Yの表面との接触部分を通過する。
Next, the configuration and operation of the lubricating
As shown in FIG. 1, in the lubricating
The
The
感光体ドラム2Yの表面に潤滑性物質62Yを付着させることで、上述した画像形成工程中に、感光体ドラム2Yに加わる機械的ストレスを大幅に軽減することができる。すなわち、現像領域における現像剤による摺擦や、クリーニングブレードによる掻き取りなどの機械的ストレスを大幅に軽減することができる。その結果、感光体ドラム2Yの長寿命化を図れるという効果が得られる。この効果は、特に、本実施形態1のように、感光体ドラム2Yが他の装置とともにプロセスカートリッジとして一体構成されている場合には有効である。すなわち、一般に、プロセスカートリッジに含まれる装置の中で感光体ドラムが最も寿命が短いので、プロセスカートリッジの交換頻度は、感光体ドラム2Yの寿命によって決まる。よって、感光体ドラム2Yの長寿命化は、プロセスカートリッジの交換頻度を少なくすることができるという効果を生む。その結果、今まで寿命が到来する前に感光体ドラム2Yと一緒に交換されていた他の装置を有効利用することができるとともに、ユーザーの利便性を向上させることができる。
また、感光体ドラム2Yの表面に潤滑性物質62Yを付着させることで、感光体ドラム2Yの表面とトナーとの間の機械的付着力が弱まる結果、転写効率の向上を図ることができ、画質向上や転写残トナーの減少という効果も得られる。
しかも、本実施形態1によれば、上記閉塞空間内で、潤滑性物質62Yを感光体ドラム2Yの表面に供給する。よって、感光体ドラム2Yに供給すべき潤滑性物質の一部がプリンタ内部に飛散することはなく、感光体ドラム2Yに供給されない潤滑性物質62Yはすべて閉塞空間内に留まる。また、本潤滑性物質供給装置60Yは、ドラムクリーニング装置50Yの外部に設けられているため、感光体ドラム2Yに対して供給すべき潤滑性物質62Yの一部が、感光体ドラム2Yに供給されずにドラムクリーニング装置50Yに直接回収される事態も生じない。更に、本実施形態1では、アジテータ63Yによって感光体ドラム2Yに向けて飛ばされた潤滑性物質62Yのうち、感光体ドラム2Yに供給されなかったものは、ケーシング61Y内に落下して、再び感光体ドラム2Yへの供給に寄与する。したがって、本実施形態1によれば、ケーシング61Y内に収容された潤滑性物質62Yのすべてを無駄なく感光体ドラム2Yへの供給に用いることができる。また、潤滑性物質供給装置60Yがドラムクリーニング装置50Yの下流側に配置されることにより、ドラムクリーニング装置50Yへの転写残トナーの量に影響されることがないため、潜像担持体上に安定して潤滑性物質を供給することができる。さらには、潤滑性物質供給装置60Yがドラムクリーニング装置50Yの下流側であり、かつ、帯電器30Yの上流側に配置されることにより、帯電器30Yを通過する感光体ドラム20Yの表面部分には潤滑性物質が安定塗布されている状態となるため、帯電器30Yに潤滑性物質が付着するのを軽減することができる。
By attaching the
Further, by attaching the
Moreover, according to the first embodiment, the lubricating
更に、本実施形態1では、リサイクルトナー搬送装置70Yにより、ドラムクリーニング装置50Yで回収した転写残トナーを現像器40Yに戻して再利用することができる構成になっている。ドラムクリーニング装置内でブラシローラによりトナーを回収するとともに潤滑性物質を供給する構成となっている従来の画像形成装置では、回収した転写残トナーの中に多くの潤滑性物質が混じる。一般に、ステアリン酸亜鉛等に代表される一般的な潤滑性物質は、トナーの摩擦帯電に悪影響を及ぼすことが知られている。具体的には、本実施形態1のようにマイナス帯電性のトナーに、ステアリン酸亜鉛(潤滑性物質)が混合されると、トナー全体の帯電量が低下(プラス寄りにシフト)する。そして、潤滑性物質の混入量が多くなりすぎると、トナーの帯電量が不足し、いわゆる地肌汚れが発生してしまう。そのため、従来の画像形成装置では、地肌汚れを抑制しつつ、ドラムクリーニング装置で回収した転写残トナーを再使用することは極めて困難であった。これに対し、本実施形態1では、上述したように、潤滑性物質供給装置60Yをドラムクリーニング装置50Yの外部に設けているので、潤滑性物質供給装置60Yからドラムクリーニング装置50Yに、潤滑性物質62Yが直接進入することはない。しかも、本実施形態1では、潤滑性物質供給装置60Yの潤滑性物質供給位置が、ドラムクリーニング装置50Yのクリーニング位置(クリーニングブレード51Yの当接位置)よりも感光体ドラム表面移動方向下流側に近接した位置である。よって、感光体ドラム2Yの表面に付着した潤滑性物質62Yは、感光体ドラム2Yの表面移動に伴って、帯電領域、現像領域、1次転写領域を経て、ドラムクリーニング装置50Yのクリーニング位置に到達する。感光体ドラム2Y上の潤滑性物質62Yの一部は、帯電領域で帯電ローラ31Yに回収され、また、現像領域で現像器40Y内に回収され、また、1次転写領域で中間転写ベルト12に回収される。よって、潤滑性物質供給装置60Yにより供給された感光体ドラム2Y上の潤滑性物質62Yの量は、クリーニング位置に到達するまでの間に減少する。したがって、従来の画像形成装置に比べて、ドラムクリーニング装置50Yが回収した転写残トナーに混入する潤滑性物質62Yの量は非常に少ない。その結果、本実施形態1によれば、トナーの摩擦帯電に悪影響を及ぼす潤滑性物質62Yを感光体ドラム2Yに供給する機構を備えた画像形成装置であっても、地肌汚れの発生を十分に抑制しつつ、ドラムクリーニング装置50Yで回収した転写残トナーを再使用する機構を採用することができる。
Further, in the first exemplary embodiment, the recycle
また、本実施形態1では、潤滑性物質供給装置60Yの潤滑性物質供給位置が、ドラムクリーニング装置50Yのクリーニング位置よりも感光体ドラム表面移動方向下流側で、現像領域(トナー付着位置)よりも上流側となっている。そのため、潤滑性物質供給装置60Y内にトナーが混入することはほとんどない。潤滑性物質供給装置60Y内にトナーが混入されると、そのトナーは潤滑性物質62Yと混合されることで、上述したようにその帯電量が低下してしまう。このようなトナーが潤滑性物質62Yと一緒に感光体ドラム2Yの表面に付着した状態で画像形成が行われると、いわゆる地肌汚れが発生してしまう。本実施形態1では、上述のとおり、潤滑性物質供給装置60Y内にトナーがほとんど混入することがないので、このような地肌汚れの発生を防止することができる。
なお、このように潤滑性物質供給装置の潤滑性物質供給位置を位置決めする構成は、潤滑性物質供給装置60Yがドラムクリーニング装置50Yの外部に設けられていなくても、また、ケーシング61Yの内部空間が外部から遮蔽された閉塞空間となっていなくても、有効な構成である。
In the first embodiment, the lubricating substance supply position of the lubricating
The configuration for positioning the lubricating substance supply position of the lubricating substance supply apparatus in this way is not limited to the case where the lubricating
また、本実施形態1では、感光体ドラム2Yの表面移動方向下流側部分におけるケーシングの開口縁部に設けられたシール部材64Yが、感光体ドラム2Yの軸方向全体にわたって感光体ドラム表面に接触している。そして、このシール部材64Yは、弾性体であるウレタンゴム製であり、その接触圧は、感光体ドラム2Yの表面移動方向に直交する方向にほぼ均一である。このような構成により、アジテータ63Yにより供給された潤滑性物質62Yの量が、感光体ドラム2Yの表面上において不均一であっても、感光体ドラム表面上の潤滑性物質は、シール部材64Yの接触位置を通過する際に薄く均一に引き伸ばされ、均される。その結果、感光体ドラム表面の全域に、ほぼ均一な量の潤滑性物質を付着させることができる。しかも、シール部材64Yの接触圧や当接角度等を適切に調節することで、感光体ドラム表面に不必要に多い潤滑性物質が付着するのを防止することもできる。よって、感光体ドラム表面やクリーニングブレード51Yの摩耗抑制などの潤滑性物質62Yが果たす効果を維持しつつ、ドラムクリーニング装置50Yに進入する潤滑性物質の量を最小限に抑えることが可能となる。したがって、転写残トナーを再使用するにあたって地肌汚れの発生を更に抑制することが可能となる。また、1回の画像形成あたりに消費する潤滑性物質の量も最小限に抑えることも可能となるので、予めプリンタ内に搭載しておく潤滑性物質の量が少なくて済み、装置の小型化を促進することも可能となる。なお、本実施形態1では、ブロック状のシール部材64Yを採用しているが、例えば平板状のシール部材などの他の形状のものを採用してもよい。
In the first embodiment, the
〔変形例〕
次に、上記実施形態1における潤滑性物質供給装置の変形例について説明する。図3は、図1と同様に、本変形例におけるイエロー用の画像形成ユニットの概略構成を示す拡大図である。
本変形例の潤滑性物質供給装置1Yは、潤滑性物質供給部材であるブラシローラ363Yを回転させて潤滑性物質を感光体ドラム2Yの表面に供給する構成である点を除き、上記実施形態1の潤滑性物質供給装置60Yと同様の構成を有している。本変形例の潤滑性物質供給装置360Yでは、潤滑性物質として固形化された固形潤滑性物質362Yを用いている。そして、この固形潤滑性物質362Yをブラシローラ363Yの摺擦により削る。これにより、微粉末状となった潤滑性物質がてブラシローラ363Yに付着する。そして、この付着した潤滑性物質がブラシローラ363Yの回転に伴って感光体ドラム2Yの表面との対向領域に搬送されると、その潤滑性物質が感光体ドラム2Yの表面に供給される。
本変形例の潤滑性物質供給装置1Yも、上述した実施形態1の潤滑性物質供給装置60Yと同様に、ドラムクリーニング装置50Yの外部に設けられ、また、ケーシング61Yの構成についても、その内部空間が外部から遮蔽された閉塞空間となっている。したがって、上述したような実施形態1の潤滑性物質供給装置60Yと同様の効果を得ることができる。
[Modification]
Next, a modified example of the lubricating substance supply device in the first embodiment will be described. FIG. 3 is an enlarged view showing a schematic configuration of a yellow image forming unit in the present modification, as in FIG.
The lubricating
Similarly to the lubricating
〔実施形態2〕
次に、本発明を、上記実施形態1と同様に、タンデム方式の画像形成装置であるプリンタに適用した一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態2」という。)について説明する。なお、本実施形態2におけるプリンタの基本構成は、上記実施形態1と同様であるので、上記実施形態1と同様の構成部分については符号は同じものとし、以下、相違する部分についてのみ説明する。
図4は、本実施形態2に係るプリンタの主要部分を示す概略構成図である。このプリンタは、上記実施形態1と同様にタンデム方式を採用しているが、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、中間転写ベルト12に対して鉛直方向上側に配置されている。また、このプリンタは、2次転写バイアスローラ18に張架された記録材搬送部材としての転写紙搬送ベルト118を備えており、定着ユニット121にはローラ定着方式を採用している。また、本実施形態2のプリンタは、上記実施形態1の場合と同様に感光体ドラムに潤滑性物質を供給する潤滑性物質供給装置160Y,160M,160C,160Kのほか、中間転写ベルトに潤滑性物質を供給する潤滑性物質供給装置260も備えている。
[Embodiment 2]
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a printer that is a tandem image forming apparatus as in the first embodiment (hereinafter, this embodiment is referred to as “second embodiment”) will be described. Since the basic configuration of the printer in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and only different portions will be described below.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the printer according to the second embodiment. This printer employs a tandem system as in the first embodiment, but the
図5は、感光体ドラム2Yに潤滑性物質を供給する潤滑性物質供給装置160Yを示す概略構成図である。なお、他の画像形成ユニット1M,1C,1Kに設けられる潤滑性物質供給装置160M,160C,160Kについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。この潤滑性物質供給装置160Yは、潤滑性物質の供給対象である感光体ドラム2Yの表面に対して鉛直方向上方に配置されており、ケーシング161Yの内部空間(閉塞空間)には、上記実施形態1と同様に、微粉末状の潤滑性物質62Yが収容されている。本実施形態2における潤滑性物質供給装置160Yのケーシング161Yは、図4に示すように、帯電器30Y、現像器40Y及びドラムクリーニング装置50Yのケーシングと一体構造となっている。そして、潤滑性物質供給装置160Y、帯電器30Y、現像器40Y及びドラムクリーニング装置50Yは、感光体ドラム2Yとともに一体になって、プリンタ本体に対して着脱自在であるプロセスカートリッジとして構成されている。一方、各ケーシングの内部空間は、それぞれ互いに仕切られており、潤滑性物質供給装置160Yは、ドラムクリーニング装置50Yの外部に設けられている。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a lubricating
本実施形態2における潤滑性物質供給装置160Yのケーシング161Yは、帯電器30Y及び現像器40Yのケーシングと一体構造となった部分と、図5に示すようなシール部材164Y,165Yとによって構成されている。そして、このケーシング161Yは、感光体ドラム2Yの表面に対向する側のみ開口している。ケーシング161Yの開口縁部のうち、感光体ドラム2Yの表面移動方向における上流側部分及び下流側部分をそれぞれ構成する上流側シール部材165Y及び下流側シール部材164Yは、それぞれ、感光体ドラム2Yの軸方向全体にわたって、感光体ドラム2Yの表面に当接している。なお、感光体ドラム2Yの軸方向端部に位置する部分の開口縁部では、上記実施形態1と同様に、図示しないシール部材が感光体ドラム2Yの表面移動方向にわたって感光体ドラム2Yの表面に接触している。すなわち、本実施形態2においても、潤滑性物質供給装置160Yにおけるケーシング161Yの開口縁部は、その全域にわたって感光体ドラム2Yの表面に接触しており。その内部空間は、外部から遮蔽された閉塞空間となっている。
The
また、本実施形態2の潤滑性物質供給装置160Yは、内部空間内の潤滑性物質62Yが、重力により、ケーシング161Yの内壁面に沿って感光体ドラム2Yの表面に向かって移動するように構成されている。具体的には、ケーシング161Yの内壁面が、天井面を除き、どの位置でも常に感光体ドラム2Yの表面に向かって鉛直方向下方に傾斜するように構成されている。ここで、図6に示すように、ケーシング161’Yの内壁面に、感光体ドラム2Yの表面に向かって鉛直方向上方に傾斜する部分が存在すると、その部分に潤滑性物質62Yが滞留してしまい、その滞留した潤滑性物質62Yを感光体ドラム2Yの表面に供給することができない。これに対し、本実施形態2の構成であれば、潤滑性物質62Yが滞留してしまうことがなく、ケーシング161Y内に収容された潤滑性物質62Yは、潤滑性物質の消費に伴い、重力により、そのすべてが感光体ドラム2Yの表面に向かって移動することができる。したがって、ケーシング161Y内に潤滑性物質62Yが残留することがなく、潤滑性物質62Yを残らず使い切ることができる。なお、内部空間内の潤滑性物質が重力によりケーシングの内壁面に沿って感光体ドラム表面に向かって移動する構成は、潤滑性物質供給装置160Yがドラムクリーニング装置50Yの外部に設けられていなくても、また、ケーシング161Yの内部空間が外部から遮蔽された閉塞空間となっていなくても、有効な構成である。
Further, the lubricating
図7は、中間転写ベルト12に潤滑性物質を供給する潤滑性物質供給装置260を示す概略構成図である。
この潤滑性物質供給装置260は、潤滑性物質の供給対象である表面移動部材である中間転写ベルト12の表面に対してほぼ水平方向に配置されている。ケーシング261の内部空間(閉塞空間)には、付勢手段としてのバネ267によって付勢された固形潤滑性物質262と、その固形潤滑性物質及び中間転写ベルト12の表面の両方を摺擦するように回転するブラシ状回転体であるブラシローラ266とが備わっている。そして、本潤滑性物質供給装置260では、ブラシローラ266が回転すると、ブラシローラ266の摺擦により固形潤滑性物質262が削られ、微粉末状の潤滑性物質がブラシローラ266に付着し、これが中間転写ベルト12の表面に供給される。なお、本潤滑性物質供給装置260は、上述した感光体ドラム2Y用の潤滑性物質供給装置160Yと同様、ベルトクリーニング装置16の外部に設けられ、また、ケーシング261の構成についても、その内部空間が外部から遮蔽された閉塞空間となっている。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a lubricating
The lubricating
本潤滑性物質供給装置260は、上述した感光体ドラム2Y用の潤滑性物質供給装置160Yと異なり、図7に示すように、ケーシング261の内壁面に中間転写ベルト12の表面に向かって鉛直方向上方に傾斜する部分Aが存在する。そのため、ブラシローラ266が固形潤滑性物質262を削るときや、ブラシローラ266が中間転写ベルト12の表面を摺擦するときなどに飛散した粉状潤滑性物質は、重力により中間転写ベルト12の表面に向かって移動できず、その部分Aの周辺に滞留する可能性がある。すなわち、飛散した粉状潤滑性物質の一部は、ブラシローラ261が摺擦しなければ、ケーシング261内における鉛直方向最下位置に位置する内壁面部分に滞留する。このように滞留した粉状潤滑性物質は中間転写ベルト12の表面に供給することができないので、ケーシング261内の潤滑性物質を残らず使い切ることができない。しかし、本潤滑性物質供給装置260は、粉状潤滑性物質が滞留するケーシング261の内壁面部分、すなわち、本構成で言えば鉛直方向最下位置に位置するケーシングの内壁面部分をブラシローラ266が摺擦するように構成されている。よって、その内壁面部分に粉状潤滑性物質が滞留しても、その粉状潤滑性物質はブラシローラ266によって回収され、中間転写ベルト12の表面に供給されることになる。したがって、ケーシング261内に潤滑性物質が残留することがなく、潤滑性物質を残らず使い切ることができる。なお、ブラシローラが内部空間内の粉状潤滑性物質が滞留するケーシング内壁面部分を摺擦する構成は、潤滑性物質供給装置260がベルトクリーニング装置16の外部に設けられていなくても、また、ケーシング261の内部空間が外部から遮蔽された閉塞空間となっていなくても、有効な構成である。
Unlike the above-described lubricating
なお、本実施形態2における感光体ドラム2Y用の潤滑性物質供給装置160Yのように、内部空間内の潤滑性物質62Yが重力によりケーシング161Yの内壁面に沿って感光体ドラム2Yの表面に向かって移動する構成は、微粉末状の潤滑性物質に限らず、液体状の潤滑性物質に適用した場合であっても、上述した効果を発揮することができる。また、この構成は、中間転写ベルト12用の潤滑性物質供給装置260のように固形潤滑性物質262からブラシローラ266で削り取った粉状潤滑性物質をそのブラシローラで供給する構成に適用した場合でも、上述した効果を発揮することができる。
また、本実施形態2では、感光体ドラム用の潤滑性物質供給装置160Yの潤滑性物質供給位置が、帯電器30Yの一様帯電位置(帯電ローラ31Yの接触位置)よりも感光体ドラム表面移動方向下流側となっている。帯電ローラ31Yに対する潤滑性物質62Yの付着量が多いと、帯電ローラ31Yから感光体ドラム2Yへ流れる電流量が少なくなり、帯電不良が発生することがある。本実施形態2では、上述のとおり、帯電器30Yの一様帯電位置よりも感光体ドラム表面移動方向下流側で潤滑性物質62Yを供給する。これにより、感光体ドラム2Yの表面に付着した潤滑性物質62Yは、感光体ドラム2Yの表面移動に伴って、現像領域、1次転写領域、クリーニング領域を経て、帯電器30Yの一様帯電位置に到達する。
感光体ドラム2Y上の潤滑性物質62Yの一部は、現像領域で現像器40Y内に回収され、また、1次転写領域で中間転写ベルト12に回収され、また、クリーニング領域でクリーニングブレード51Yに回収される。よって、潤滑性物質供給装置160Yにより供給された感光体ドラム2Y上の潤滑性物質62Yの量は、一様帯電位置に到達するまでの間に減少する。
したがって、帯電ローラ31Yに付着する潤滑性物質62Yの量を非常に少なく抑えることができ、帯電不良の発生を抑制することができる。なお、コロナチャージャ等を用いた非接触帯電方式を採用した場合には、潤滑性物質による帯電不良の問題はほとんど生じないが、上述したように、直接帯電方式を採用した方が非接触帯電方式に比べて帯電ムラが少なく、かつ、オゾンの発生などの問題もない点で有利である。本実施形態2のような潤滑性物質供給位置とすれば、上述のように帯電不良の発生を抑制することができる結果、潤滑性物質62Yを供給する構成に対し、非接触帯電方式に比べて有利な接触帯電方式を採用することができる。なお、このように潤滑性物質供給装置の潤滑性物質供給位置を位置決めする構成は、潤滑性物質供給装置160Yがドラムクリーニング装置50Yの外部に設けられていなくても、また、ケーシング161Yの内部空間が外部から遮蔽された閉塞空間となっていなくても、有効な構成である。
Note that, as in the lubricant
In the second embodiment, the lubricant material supply position of the lubricant
A part of the
Therefore, the amount of the
なお、上述した実施形態1及び実施形態2では、潤滑性物質供給装置60Y,160Yを、感光体ドラム2Y等とともに一体になってプリンタ本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成したが、潤滑性物質供給装置60Y,160Yのみを単体でプリンタ本体に対して着脱自在に構成してもよい。このように構成すれば、潤滑性物質供給装置60Y,160Yの交換時期を、感光体ドラム2Y等の寿命に関係なく設定することができる。これにより、搭載する潤滑性物質の量を少なくして潤滑性物質供給装置60Y,160Yの寸法を小さくし装置の小型化を図ったり、搭載する潤滑性物質の量を多くして潤滑性物質供給装置60Y,160Yの寸法を大きくし潤滑性物質供給装置の交換頻度を少なくしたりするなど、設計の自由度を高めることができる。なお、潤滑性物質供給装置のみを単体でプリンタ本体に対して着脱自在にする構成は、潤滑性物質供給装置60Y,160Yがドラムクリーニング装置50Yの外部に設けられていなくても、また、ケーシング61Y,161Yの内部空間が外部から遮蔽された閉塞空間となっていなくても、有効な構成である。
In the first and second embodiments described above, the lubricating
以上、上述した実施形態1(上記変形例を含む。)及び実施形態2のプリンタは、表面移動部材である感光体ドラム2Yや中間転写ベルト12の表面に付着した不要なトナーである転写残トナーを回収するクリーニング装置であるドラムクリーニング装置50Yやベルトクリーニング装置16を備えている。また、その感光体ドラム2Y等の表面に、その表面とこれに接触する物質(トナー、磁性キャリア、クリーニングブレード51Y等)との間の摩擦係数を低下させるための潤滑性物質を供給する潤滑性物質供給装置60Y,160Y,260を備えている。そして、その潤滑性物質供給装置は、上記ドラムクリーニング装置50Y等の外部に設けられている。しかも、その潤滑性物質供給装置は、感光体ドラム2Y等の表面に対向する側のみ開口したケーシング61Y,161Y,261の開口縁部をその感光体ドラム2Y等に接触させ、そのケーシングの内壁面と感光体ドラム2Y等の表面部分とに囲まれた閉塞空間内に収容された潤滑性物質を、その閉塞空間内で供給する。このような構成により、上述のとおり、すべての潤滑性物質を感光体ドラム2Y等への供給に用いることが可能となり、潤滑性物質が無駄に消費されるのを防止して、装置の小型化を図ることが可能となる。
As described above, in the printers of the first embodiment (including the above-described modification) and the second embodiment, the transfer residual toner that is unnecessary toner attached to the surface of the
また、上記実施形態2における感光体ドラム用の潤滑性物質供給装置160Yは、ケーシング161Yの内部空間(閉塞空間)内における流動性を有する状態の潤滑性物質62Yが、重力により、ケーシングの内壁面に沿って、その内部空間を形成する感光体ドラム2Yの表面部分に向かって移動するように構成されている。よって、上述したように、ケーシング161Y内に潤滑性物質62Yが残留することなく、潤滑性物質62Yを残らず使い切ることができる。
Further, in the lubricant
また、上記実施形態2における中間転写ベルト用の潤滑性物質供給装置260は、ケーシング261の内部空間内に、固形潤滑性物質262と、その固形潤滑性物質及びcの表面部分の両方を摺擦するように回転するブラシ状回転体であるブラシローラ266とを有している。また、本潤滑性物質供給装置260は、そのブラシローラ266により固形潤滑性物質262から削り取った粉状潤滑性物質をケーシング261の内部空間の表面部分に供給する。そして、本潤滑性物質供給装置260は、ブラシローラ266がケーシング261の内部空間内の粉状潤滑性物質が滞留するケーシング内壁面部分を摺擦するように構成されている。このような構成により、上述したように、ケーシング261内に粉状潤滑性物質が残留することがなく、無駄なく潤滑性物質を使い切ることが可能となる。
In addition, the lubricating
また、上述した実施形態1及び実施形態2における感光体ドラム用の潤滑性物質供給装置60Y,160Yは、感光体ドラム2Yの表面に対する潤滑性物質供給位置が、感光体ドラム2Yの表面に対するドラムクリーニング装置50Yのクリーニング位置よりも感光体ドラム表面移動方向下流側であって、感光体ドラム2Yの表面に対するトナー付着位置である現像領域よりも感光体ドラム表面移動方向上流側となるように配置されている。また、上記実施形態2における中間転写ベルト用の潤滑性物質供給装置260も、同様に、中間転写ベルト12の表面に対する潤滑性物質供給位置が、中間転写ベルト12の表面に対するベルトクリーニング装置16のクリーニング位置よりも中間転写ベルト表面移動方向下流側であって、中間転写ベルト12の表面に対するトナー付着位置である1次転写領域よりも中間転写ベルト表面移動方向上流側となるように配置されている。よって、上述したように、潤滑性物質供給装置60Y,160Y,260内にトナーが混入することはほとんどなく、混入したトナーによる地肌汚れの発生を防止することができる。
In addition, in the above-described first and second embodiments, the lubricating
また、上記実施形態2におけるプリンタは、潜像担持体としての感光体ドラム2Yと、上記ドラムクリーニング装置50Yによりクリーニングされた感光体ドラムの表面部分に帯電部材である帯電ローラ31Yを接触又は近接させてその表面部分を一様に帯電する一様帯電手段としての帯電器30Yと、この帯電器により一様に帯電された表面部分に潜像を形成する潜像形成手段としての光書込ユニット10と、感光体ドラム2Yの表面に形成された潜像にトナーを付着させて現像を行う現像手段としての現像器40Yと、この現像器により感光体ドラム表面に形成されたトナー像を被転写体である中間転写ベルト12に転写する転写手段としての2次転写バイアスローラ18とを備えている。そして、感光体ドラム用の潤滑性物質供給装置160Yは、その潤滑性物質供給位置が、感光体ドラム表面に対する帯電器30Yの一様帯電位置よりも感光体ドラム表面移動方向下流側となるように配置されている。よって、上述したように、帯電器30Yの帯電ローラ31Yに付着する潤滑性物質62Yの量を少なく抑えることができ、帯電不良の発生を抑制することができる。その結果、上述したように、潤滑性物質62Yを供給する画像形成装置に、非接触帯電方式に比べて有利な接触帯電方式を採用することができるようになる。
In the printer according to the second embodiment, the
また、上述した実施形態1及び実施形態2における潤滑性物質供給装置60Y,160Y,260は、感光体ドラム2Y等の表面に対する潤滑性物質供給位置よりも、その感光体ドラム2Y等の表面移動方向下流側でその感光体ドラム2Y等の表面に接触するケーシング61Y,161Y,261の開口縁部が、その表面移動方向に直交する方向に均一な圧力で感光体ドラム2Y等の表面に接触可能な弾性体であるシール部材64Y,164Y,264で形成されている。これにより、感光体ドラム2Y等の表面の全域に、ほぼ均一な量の潤滑性物質を付着させることができる。しかも、シール部材64Y,164Y,264の接触圧や当接角度等を適切に調節することで、感光体ドラム2Y等の表面に不必要に多い潤滑性物質が付着するのを防止することもできるので、予めプリンタ内に搭載しておく潤滑性物質の量が少なくて済み、装置の小型化を促進することも可能となる。
Further, in the above-described first and second embodiments, the lubrication
また、上述した実施形態1及び実施形態2のプリンタは、ドラムクリーニング装置50Yで回収した転写残トナーを画像形成に再使用するためのトナーリサイクル手段としてのリサイクルトナー搬送装置70Yを備えている。よって、無駄に廃棄されるトナーを少なくし、環境に配慮したシステムを提供することができる。また、廃トナータンクが満杯になることによる寿命規制が緩和されるという効果もある。特に、上記実施形態1のように、潤滑性物質供給位置がドラムクリーニング装置50Yのクリーニング位置の感光体ドラム表面移動方向下流側に近接するように、潤滑性物質供給装置60Yを配置すれば、上述したように、ドラムクリーニング装置50Y内に潤滑性物質が混入しにくくなる。よって、トナーの摩擦帯電に悪影響を及ぼす潤滑性物質62Yを感光体ドラム2Yに供給する機構を備えた画像形成装置であっても、地肌汚れの発生を十分に抑制しつつ、ドラムクリーニング装置50Yで回収した転写残トナーを再使用するトナーリサイクル手段を適用することができる。なお、このようにトナーの摩擦帯電に悪影響を及ぼす潤滑性物質を感光体ドラムに供給する機構を備えた画像形成装置にトナーリサイクル手段を用いる構成は、潤滑性物質供給装置がドラムクリーニング装置の外部に設けられていなくても、また、ケーシングの内部空間が外部から遮蔽された閉塞空間となっていなくても、有効な構成である。
また、上述したように、潤滑性物質供給装置60Y,160Y,260のみを単体でプリンタ本体に対して着脱自在に構成すれば、潤滑性物質供給装置の交換時期を、感光体ドラム2Yなどの他の装置の寿命に関係なく設定することができ、設計の自由度を高めることができる。
Further, the printers of the first and second embodiments described above are provided with the recycled
Further, as described above, if only the lubricating
また、上述した実施形態1及び実施形態2では、プリンタ本体に対して着脱可能であって、少なくとも感光体ドラム2Yと潤滑性物質供給装置60Y,160Yとが一体になって構成されたプロセスカートリッジを採用している。よって、交換が必要な少なくとも感光体ドラム2Yと潤滑性物質供給装置60Y,160Yについての交換が容易となり、ユーザーの利便性を向上させることができる。特に、実施形態1及び実施形態2では、感光体ドラム表面に潤滑性物質を供給する構成となっているので、上述したように、最も寿命が短い感光体ドラム2Yの長寿命化を図ることができる。よって、プロセスカートリッジの交換頻度を少なくでき、ユーザーの利便性を更に向上させることができる。しかも、実施形態1及び実施形態2では、転写残トナーを現像器40Yで再使用する構成となっているので、トナー容器の交換頻度も少なくできる。よって、トナー容器も含まれたプロセスカートリッジにおいては、更にプロセスカートリッジの交換頻度を少なくすることが可能となる。特に、実施形態1及び実施形態2では、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kごとに個別のプロセスカートリッジを用意しており、合計4つのプロセスカートリッジが存在するので、その交換頻度が少なくなる効果は有益である。
In the first and second embodiments described above, a process cartridge that is detachable from the printer main body and includes at least the
尚、上述した実施形態1及び実施形態2では、二成分現像剤を用いているが、本発明は、一成分現像剤でも同様の効果を得ることができる。また、本発明は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、1つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる1ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することができ、また、カラー画像形成装置でなく、モノクロ画像形成装置にも適用することができる、なお、プリンタに限らず、複写機やファクシミリ等の他の画像形成装置にも適用できることは言うまでもない。
また、上述した実施形態1や実施形態2で例示した潤滑性物質供給装置60Y,160Y,260の構成は、感光体ドラム2Yや中間転写ベルト12のほか、転写紙搬送ベルト118などの表面移動部材用の潤滑性物質供給装置に適用しても、同様の効果を得ることができる。
In the first and second embodiments described above, a two-component developer is used, but the present invention can achieve the same effect even with a one-component developer. Further, the present invention is not a so-called tandem image forming apparatus, but a so-called one-drum type image in which a toner image of each color is sequentially formed on a single photosensitive drum and the color toner images are sequentially superimposed to obtain a color image. The present invention can be similarly applied to a forming apparatus, and can be applied not only to a color image forming apparatus but also to a monochromatic image forming apparatus. Needless to say, it can also be applied to devices.
Further, the lubricating
次に、本発明で用いる感光体について詳述する。
感光体は、導電性支持体の上に感光層を形成する。また、必要により感光層の上に保護層を設けても良い。感光層は、電荷発生層と電荷輸送層で構成されるが、電荷発生層の上に電荷輸送層を設けてもよいし、逆に電荷輸送層の上に電荷発生層を設けてもよいし、電荷発生層と電荷輸送層が混ざり合った構成であっても良い。
本発明の画像形成装置に用いる感光体の直径は、転写残トナーを潤滑性物質塗布領域に混入しないよう、十分な領域を確保し、高い線速の確保を目的として、感光体の直径は35〜100mm、好ましくは40〜80 mmとすることが好ましい。感光体の直径が35mm未満では、転写残トナーを潤滑性物質塗布領域に混入しやすく、感光体の表面自由エネルギーにバラツキが生じやすく好ましくない。感光体の直径が100mmを超えると、画像形成装置が大きくなってしまい好ましくない。前述のように、作像部分を一体にして取り扱い、保守交換を容易にした所謂プロセスカートリッジが好適に用いられるが、感光体の直径が100mmを超えるとプロセスカートリッジの体積、質量ともに大きくなり、一体として取り扱う方が、作業性を悪くするため好ましくない。
Next, the photoconductor used in the present invention will be described in detail.
The photosensitive member forms a photosensitive layer on a conductive support. Further, if necessary, a protective layer may be provided on the photosensitive layer. The photosensitive layer is composed of a charge generation layer and a charge transport layer, but a charge transport layer may be provided on the charge generation layer, or conversely, a charge generation layer may be provided on the charge transport layer. The charge generation layer and the charge transport layer may be mixed.
The diameter of the photoconductor used in the image forming apparatus of the present invention is 35 mm so as to secure a sufficient area so as to prevent the transfer residual toner from being mixed into the lubrication substance application area and to secure a high linear velocity. ˜100 mm, preferably 40˜80 mm. If the diameter of the photoconductor is less than 35 mm, the transfer residual toner is likely to be mixed in the lubrication substance application region, and the surface free energy of the photoconductor is likely to vary, which is not preferable. When the diameter of the photoreceptor exceeds 100 mm, the image forming apparatus becomes large, which is not preferable. As described above, a so-called process cartridge in which the image forming part is handled as one piece and maintenance and replacement are facilitated is preferably used. However, when the diameter of the photoconductor exceeds 100 mm, the volume and mass of the process cartridge both increase and become integral. It is not preferable to handle as because the workability is deteriorated.
導電性支持体は、体積抵抗1010Ωcm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、銀、金、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状または円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板またはそれらを素管化後、切削、超仕上げ、研磨等で表面処理した管等からなるものである。 The conductive support has a volume resistance of 10 10 Ωcm or less, for example, a metal such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, silver, gold, platinum, or a metal oxide such as tin oxide or indium oxide. , By vapor deposition or sputtering, film or cylindrical plastic, paper coated, aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel, etc. It consists of a pipe etc.
電荷発生層は、電荷発生材料を主成分とする層である。電荷発生材料には、無機または有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファスシリコン等が挙げられる。これら電荷発生材料は、単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
電荷発生層は、電荷発生材料を適宜バインダー樹脂とともに、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、2−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を塗布することにより形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法等により行う。
適宜用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン、樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミド樹脂等を挙げることができる。バインダー樹脂の量は、質量基準で電荷発生材料1部に対して0〜2部が適当である。
電荷発生層は、公知の真空薄膜作製法によっても形成することができる。電荷発生層の膜厚は、通常は0.01〜5μm、好ましくは0.1〜2μmである。
The charge generation layer is a layer mainly composed of a charge generation material. As the charge generation material, an inorganic or organic material is used, and typical examples include monoazo pigments, disazo pigments, trisazo pigments, perylene pigments, perinone pigments, quinacridone pigments, quinone condensed polycyclic compounds, squaric. Examples include acid dyes, phthalocyanine pigments, naphthalocyanine pigments, azulenium salt dyes, selenium, selenium-tellurium alloys, selenium-arsenic alloys, and amorphous silicon. These charge generation materials may be used alone or in combination of two or more.
The charge generation layer is obtained by dispersing the charge generation material together with a binder resin, using a solvent such as tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, 2-butanone, dichloroethane, or the like by a ball mill, attritor, sand mill, etc., and applying a dispersion. Can be formed. Application is performed by dip coating, spray coating, bead coating, or the like.
The binder resin used as appropriate is polyamide resin, polyurethane resin, polyester resin, epoxy resin, polyketone resin, polycarbonate resin, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, polyvinyl ketone resin, polystyrene, resin, polyacrylic. Examples thereof include resins and polyamide resins. The amount of the binder resin is suitably 0 to 2 parts with respect to 1 part of the charge generating material on a mass basis.
The charge generation layer can also be formed by a known vacuum thin film manufacturing method. The film thickness of the charge generation layer is usually 0.01 to 5 μm, preferably 0.1 to 2 μm.
電荷輸送層は、電荷輸送材料およびバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。
電荷輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。
電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
The charge transport layer can be formed by dissolving or dispersing the charge transport material and the binder resin in an appropriate solvent, and applying and drying the solution. Moreover, a plasticizer, a leveling agent, etc. can also be added as needed.
Among charge transport materials, low molecular charge transport materials include electron transport materials and hole transport materials.
Examples of the electron transport material include chloroanil, bromanyl, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2, 4,5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophene-4-one, 1,3,7-tri Examples thereof include electron accepting substances such as nitrodibenzothiophene-5,5-dioxide. These electron transport materials may be used alone or as a mixture of two or more.
正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。これらの正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
また、電荷輸送材料として高分子電荷輸送材料を用いる場合、適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥して電荷輸送層を形成してもよい。高分子電荷輸送材料は、上記低分子電荷輸送材料に電荷輸送性置換基を主鎖または側鎖に有した材料であればよい。さらに必要により、高分子電荷輸送材料にバインダー樹脂、低分子電荷輸送材料、可塑剤、レベリング剤、潤滑性物質等を適量添加することもできる。
Examples of hole transport materials include oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4-dibenzylaminophenyl) propane. , Styrylanthracene, styrylpyrazoline, phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazole derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, thiophene derivatives, and the like. These hole transport materials may be used alone or as a mixture of two or more.
When a polymer charge transport material is used as the charge transport material, it may be dissolved or dispersed in an appropriate solvent, and coated and dried to form a charge transport layer. The polymer charge transport material may be a material having a charge transporting substituent in the main chain or side chain in the low molecular charge transport material. Furthermore, if necessary, an appropriate amount of a binder resin, a low molecular charge transport material, a plasticizer, a leveling agent, a lubricating substance, or the like can be added to the polymer charge transport material.
電荷輸送材料とともに電荷輸送層に使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルトルエン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性または熱硬化性樹脂が挙げられる。
溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、2−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン等が挙げられる。
電荷輸送層の厚さは、5〜30μmの範囲で所望の感光体特性に応じて適宜選択すればよい。
As the binder resin used for the charge transport layer together with the charge transport material, polystyrene resin, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester resin, polyvinyl chloride resin, Vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate resin, polyvinylidene chloride resin, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate resin, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, polyvinyl toluene resin, acrylic resin And thermoplastic or thermosetting resins such as silicone resin, epoxy resin, melamine resin, urethane resin, phenol resin, alkyd resin, and the like.
Examples of the solvent include tetrahydrofuran, dioxane, toluene, 2-butanone, monochlorobenzene, dichloroethane, methylene chloride and the like.
The thickness of the charge transport layer may be appropriately selected in the range of 5 to 30 μm according to desired photoreceptor characteristics.
所望により電荷輸送層に添加される可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、質量基準でバインダー樹脂に対して0〜30%程度が適当である。
所望により電荷輸送層に添加されるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーまたはオリゴマーが挙げられ、その使用量は、質量基準でバインダー樹脂に対して0〜1%程度が適当である。
Examples of the plasticizer that is optionally added to the charge transport layer include dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, and other general-purpose plasticizers. The amount used is 0 to 30% based on the weight of the binder resin. The degree is appropriate.
Examples of leveling agents that are optionally added to the charge transport layer include silicone oils such as dimethyl silicone oil and methylphenyl silicone oil, and polymers or oligomers having a perfluoroalkyl group in the side chain. About 0 to 1% is appropriate for the binder resin on the basis.
感光層に含有される電荷輸送材量の含有量は、電荷輸送層の40質量%以上とするのが好ましい。40質量%未満では、感光体へのレーザ書き込みにおけるパルス光露光において高速電子写真プロセスでの十分な光減衰時間が得られず好ましくない。
感光体における電荷輸送層移動度は、2.5×105〜5.5×105V/cmの範囲の電荷輸送層電界強度の条件下で、3×10−5cm2/V・s以上であることが好ましく、7×10−5cm2/V・s以上であることがより好ましい。この移動度は、各使用条件下でこれを達成するように構成を適宜調整できる。この移動度は、従来公知のTOF法により求めればよい。
The content of the charge transport material contained in the photosensitive layer is preferably 40% by mass or more of the charge transport layer. If it is less than 40% by mass, a sufficient light decay time in the high-speed electrophotographic process cannot be obtained in pulsed light exposure in laser writing on the photoreceptor, which is not preferable.
The charge transport layer mobility in the photoreceptor is 3 × 10 −5 cm 2 / V · s under the condition of the charge transport layer electric field strength in the range of 2.5 × 10 5 to 5.5 × 10 5 V / cm. It is preferable that it is above, and it is more preferable that it is 7 × 10 −5 cm 2 / V · s or more. This mobility can be adjusted as appropriate to achieve this under each use condition. This mobility may be obtained by a conventionally known TOF method.
感光体には、導電性支持体と感光層との間に下引き層を形成することができる。下引き層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。
このような樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン、等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。
また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。
この下引き層は、上記の感光層と同様、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。さらに、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えば、ゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層を用いることも有用である。
この他に、下引き層には、Al2O3を陽極酸化したものにより形成したもの、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物、SiO、SnO2、TiO2、ITO、Ce02等の無機物を真空薄膜作製法により形成したものも有効である。下引き層の膜厚は、0〜5μmが適当である。
In the photoreceptor, an undercoat layer can be formed between the conductive support and the photosensitive layer. In general, the undercoat layer is mainly composed of a resin. However, considering that the photosensitive layer is applied using a solvent, the resin is a resin having high resistance to general organic solvents. Is desirable.
Examples of such resins include polyvinyl alcohol resins, casein, water-soluble resins such as sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane resins, melamine resins, alkyd-melamine resins, and epoxy. Examples thereof include a curable resin that forms a three-dimensional network structure such as a resin.
Further, fine powder of metal oxide such as titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, and indium oxide may be added to the undercoat layer in order to prevent moire and reduce residual potential.
This undercoat layer can be formed by using an appropriate solvent and coating method as in the case of the photosensitive layer. Furthermore, it is also useful to use a metal oxide layer formed by, for example, a sol-gel method using a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent or the like as the undercoat layer.
In addition, the undercoat layer which the Al 2 O 3 was formed by those anodized, organic matter such as polyparaxylylene (parylene), SiO, SnO 2, TiO 2, ITO, Ce0 2 , etc. inorganic It is also effective to form the film by a vacuum thin film manufacturing method. The thickness of the undercoat layer is suitably from 0 to 5 μm.
感光体には、表層として、感光層の保護および耐久性の向上を目的にフィラーを含有する保護層を感光層の上に形成するものである。
この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が挙げられる。保護層には、耐摩耗性を向上する目的でフィラーが添加される。
このフィラーとしては、ポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、これら樹脂に酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム等の無機材料を分散したもの等が挙げられる。
保護層に添加されるフィラーの量は、質量基準で通常は、10〜40%、好ましくは、20〜30%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。
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が適宜利用できその量は質量基準で通常は含有するフィラーの量に対して0.5〜4%、好ましくは、1〜2%である。
また、保護層には、前述の電荷輸送材料を添加することも有効であり、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。酸化防止剤に付いては後述する。
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る。保護層の厚さは、0.5〜10μm、好ましくは4〜6μm程度が適当である。
保護層におけるフィラーの存在形態を一定のものとすることが耐摩耗性、画像特性に対して重要である。つまり、保護層の存在により感光層の感度、静電的安定性を損なわず、かつ露光の精細性を損なわず、耐摩耗性にもとづく薄膜化によりざらに高精細化と高速応答化に寄与できるものである。
この要求を満足するために、保護層の任意断面におけるフィラー含有量がその平面内での面積占有率として3〜5%であることが必要となる。また、保護層に含有されるフィラーが2次粒子を含む粒径分布において、0.2〜0.3μmにピークを有し、保護層の任意断面における粒径0.3μm以上のフィラーによる占有面積がその平面内での全フィラー占有面積の10〜30%であることが必要である。発明者らの検討の結果、上記の範囲でない場合、残留電位の上昇、感度低下、解像度低下、耐摩耗性低下、フィルミングによる異常画像発生が確認された。
保護層におけるフィラーの存在形態の制御は、使用するフィラー材料の粒径とその分布、塗工液処方、塗工装置により可能であり、分散助剤の利用は有効である。
In the photoreceptor, as a surface layer, a protective layer containing a filler is formed on the photosensitive layer for the purpose of protecting the photosensitive layer and improving durability.
Materials used for this protective layer include ABS resin, ACS resin, olefin-vinyl monomer copolymer, chlorinated polyether resin, allyl resin, phenol resin, polyacetal resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyacrylate resin , Polyallylsulfone resin, polybutylene resin, polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyethersulfone resin, polyether resin, polyethylene terephthalate resin, polyimide resin, acrylic resin, polymethylpentene resin, polypropylene resin, polyphenylene oxide resin, polysulfone resin, Examples of the resin include AS resin, AB resin, BS resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, and epoxy resin. A filler is added to the protective layer for the purpose of improving wear resistance.
Examples of the filler include fluorine resins such as polytetrafluoroethylene, silicone resins, and those obtained by dispersing inorganic materials such as titanium oxide, tin oxide, and potassium titanate in these resins.
The amount of filler added to the protective layer is usually 10 to 40%, preferably 20 to 30% on a mass basis. If the amount of the filler is less than 10%, the wear is large and the durability is inferior, and if it exceeds 40%, the increase in the bright part potential at the time of exposure becomes remarkable, and the decrease in sensitivity cannot be ignored.
Furthermore, a dispersion aid can be added to the protective layer in order to improve the dispersibility of the filler. As the added dispersion aid, those used in paints and the like can be used as appropriate, and the amount is usually 0.5 to 4%, preferably 1 to 2% based on the amount of filler contained on a mass basis. .
Moreover, it is also effective to add the above-described charge transport material to the protective layer, and an antioxidant can be added as necessary. The antioxidant will be described later.
As a method for forming the protective layer, a normal coating method such as a spray method is employed. The thickness of the protective layer is suitably about 0.5 to 10 μm, preferably about 4 to 6 μm.
It is important for the wear resistance and image characteristics that the form of the filler in the protective layer be constant. In other words, the presence of the protective layer does not impair the sensitivity and electrostatic stability of the photosensitive layer, and does not impair the fineness of exposure, and it can contribute to higher resolution and faster response by thinning based on wear resistance. Is.
In order to satisfy this requirement, the filler content in an arbitrary cross section of the protective layer needs to be 3 to 5% as an area occupation ratio in the plane. Moreover, in the particle size distribution in which the filler contained in the protective layer contains secondary particles, the area occupied by the filler having a peak of 0.2 to 0.3 μm and a particle size of 0.3 μm or more in an arbitrary cross section of the protective layer Needs to be 10 to 30% of the total area occupied by the filler in the plane. As a result of investigations by the inventors, when the above range is not satisfied, it was confirmed that the residual potential increased, the sensitivity decreased, the resolution decreased, the wear resistance decreased, and abnormal image generation due to filming occurred.
Control of the presence form of the filler in the protective layer is possible by the particle size and distribution of the filler material used, the coating liquid formulation, and the coating apparatus, and the use of a dispersion aid is effective.
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る。中間層の厚さは、0.05〜2μm程度が適当である。
また、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およびレベリング剤を添加することができる。
It is also possible to form another intermediate layer between the photosensitive layer and the protective layer. In the intermediate layer, a binder resin is generally used as a main component. Examples of the binder resin include polyamide resin, alcohol-soluble nylon, water-soluble polyvinyl butyral resin, polyvinyl butyral resin, and polyvinyl alcohol resin. As a method for forming the intermediate layer, the above-described normal coating method is employed. The thickness of the intermediate layer is suitably about 0.05 to 2 μm.
In order to improve environmental resistance, antioxidants, plasticizers, lubricants, UV absorbers, low-molecular charge transporting substances and leveling agents are added to each layer, especially for the purpose of preventing a decrease in sensitivity and an increase in residual potential. can do.
各層に添加できる酸化防止剤としては、例えば、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]クリコールエステル、トコフェロール類等のフェノール系化合物、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のパラフェニレンジアミン類、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のハイドロキノン類、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の有機硫黄化合物類、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)ホスフィン等の有機燐化合物類が挙げられる。 Examples of the antioxidant that can be added to each layer include 2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, n-octadecyl- 3- (4-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenol), 2,2-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2-methylene-bis- (4-ethyl) -6-tert-butylphenol), 4,4-thiobis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4-butylidenebis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 1,1,3- Tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl Benzene, tetrakis- [methylene-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3-bis (4-hydroxy-3-tert-butylphenyl) butyric Acid] phenol compounds such as glycol ester, tocopherols, N-phenyl-N-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N-sec Paraphenylenediamines such as -butyl-p-phenylenediamine, N, N-di-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N-dimethyl-N, N-di-t-butyl-p-phenylenediamine, 5-di-t-octyl hydroquinone, 2,6-didodecyl hydroquinone, 2-dodecyl hydroquinone, -Hydroquinones such as dodecyl-5-chlorohydroquinone, 2-t-octyl-5-methylhydroquinone, 2- (2-octadecenyl) -5-methylhydroquinone, dilauryl-3,3-thiodipropionate, distearyl- Organic sulfur compounds such as 3,3-thiodipropionate, ditetradecyl-3,3-thiodipropionate, triphenylphosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, tri (dinonylphenyl) phosphine, tricresylphosphine, And organic phosphorus compounds such as tri (2,4-dibutylphenoxy) phosphine.
各層に添加できる可塑剤として、例えば、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のリン酸エステル系可塑剤、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のフタル酸エステル系可塑剤、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の芳香族カルボン酸エステル系可塑剤、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−オクチル等の脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、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、トリブチリン等の脂肪酸エステル誘導体系可塑剤、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のオキシ酸エステル系可塑剤、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のエポキシ可塑剤、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の二価アルコールエステル系可塑剤、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の含塩素可塑剤、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のポリエステル系可塑剤、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のスルホン酸誘導体系可塑剤、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−オクチルデシル等のクエン酸誘導体系可塑剤、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が挙げられる。 Examples of plasticizers that can be added to each layer include triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trioctyl phosphate, octyl diphenyl phosphate, trichloroethyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, tributyl phosphate, tri-2-ethylhexyl phosphate , Phosphate ester plasticizers such as triphenyl phosphate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, diisobutyl phthalate, dibutyl phthalate, diheptyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, diisooctyl phthalate, di-phthalate n-octyl, dinonyl phthalate, diisononyl phthalate, diisodecyl phthalate, diundecyl phthalate, ditridecyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, butyl benzyl phthalate, butyl lauryl phthalate, methyl oleyl phthalate, octyl phthalate Phthalate ester plasticizers such as decyl, dibutyl fumarate, dioctyl fumarate, aromatic carboxylic acid ester plasticizers such as trioctyl trimellitic acid, tri-n-octyl trimellitic acid, octyl oxybenzoate, and dibutyl adipate , Di-n-hexyl adipate, di-2-ethylhexyl adipate, di-n-octyl adipate, n-octyl adipate, diisodecyl adipate, dicapryl adipate, di-2-azelate Ethylhexyl, dimethyl sebacate, diethyl sebacate, dibutyl sebacate, di-n-octyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, di-2-ethoxyethyl sebacate, dioctyl succinate, diisodecyl succinate, tetrahydrophthalic acid Dioctyl, Tetrahi Aliphatic dibasic acid ester plasticizers such as di-n-octyl lophthalate, fatty acids such as butyl oleate, glycerin monooleate, methyl acetylricinoleate, pentaerythritol ester, dipentaerythritol hexaester, triacetin, tributyrin Ester derivative plasticizer, methyl acetyl ricinoleate, butyl acetyl ricinoleate, butyl phthalyl butyl glycolate, tributyl acetyl citrate, epoxidized soybean oil, epoxidized linseed oil, epoxy butyl stearate Epoxy plasticizers such as decyl epoxy stearate, octyl epoxy stearate, benzyl epoxy stearate, dioctyl epoxy hexahydrophthalate, didecyl epoxy hexahydrophthalate, Dihydric alcohol ester plasticizers such as diethylene glycol dibenzoate and triethylene glycol di-2-ethylbutyrate, chlorine-containing plasticizers such as chlorinated paraffin, chlorinated diphenyl, chlorinated fatty acid methyl, and methoxychlorinated fatty acid methyl, polypropylene Polyester plasticizers such as adipate, polypropylene sebacate, polyester, acetylated polyester, p-toluenesulfonamide, o-toluenesulfonamide, p-toluenesulfoneethylamide, o-toluenesulfoneethylamide, toluenesulfone-N-ethylamide , Sulfonic acid derivative plasticizers such as p-toluenesulfone-N-cyclohexylamide, triethyl citrate, triethyl acetyl citrate, tributyl citrate, tributyl acetyl citrate, Citric acid derivative plasticizers such as tri-2-ethylhexyl citrate, acetylcitrate-n-octyldecyl, etc., terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, camphor, 2-nitrodiphenyl, dinonylnaphthalene, methyl abietic acid Etc.
また、各層に添加できる滑剤として、例えば、流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレン等の炭化水素系化合物、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸等の脂肪酸系化合物、ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミド等の脂肪酸アミド系化合物、脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステル等のエステル系化合物、セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロール等のアルコール系化合物、ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の金属石けん、カルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボタロウ、モンタンロウ等の天然ワックス、その他、シリコーン化合物、フッ素化合物等が挙げられる。 Examples of lubricants that can be added to each layer include hydrocarbon compounds such as liquid paraffin, paraffin wax, microwax, and low-polymerized polyethylene, and fatty acids such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, and behenic acid. Compounds such as fatty acid amide compounds such as stearylamide, palmitylamide, oleinamide, methylenebisstearoamide, ethylenebisstearoamide, lower alcohol esters of fatty acids, polyhydric alcohol esters of fatty acids, fatty acid polyglycol esters, etc. Ester compounds, alcohol compounds such as cetyl alcohol, stearyl alcohol, ethylene glycol, polyethylene glycol, polyglycerol, lead stearate, cadmium stearate, barium stearate, Calcium stearic acid, zinc stearate, metal soaps such as magnesium stearate, carnauba wax, candelilla wax, beeswax, spermaceti, insect wax, natural waxes such as montan wax, other silicone compounds, fluorine compounds, and the like.
各層に添加できる紫外線吸収剤として、例えば、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のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、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のサルシレート系紫外線吸収剤、(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のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、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)アクリレート等のシアノアクリレート系紫外線吸収剤、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のクエンチャー(金属錯塩系)紫外線吸収剤、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のHALS(ヒンダードアミン)系紫外線吸収剤等が挙げられる。 Examples of ultraviolet absorbers that can be added to each layer include 2-hydroxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,2,4-trihydroxybenzophenone, 2,2,4,4-tetrahydroxybenzophenone, and 2,2-dihydroxy. Benzophenone UV absorbers such as 4-methoxybenzophenone, salsylate UV absorbers such as phenyl salsylate, 2,4 di-t-butylphenyl 3,5-di-t-butyl 4-hydroxybenzoate, (2-hydroxy Phenyl) benzotriazole, (2-hydroxy5-methylphenyl) benzotriazole, (2-hydroxy5-methylphenyl) benzotriazole, (2-hydroxy3-tertiarybutyl 5-methylphenyl) 5-chlorobenzotriazole, etc. Benzotria UV absorbers, cyanoacrylate UV absorbers such as ethyl-2-cyano-3,3-diphenyl acrylate, methyl 2-carbomethoxy 3 (paramethoxy) acrylate, nickel (2,2 thiobis (4-t- Octyl) phenolate) normal butylamine, nickel dibutyldithiocarbamate, nickel dibutyldithiocarbamate, cobalt dicyclohexyldithiophosphate and other quencher (metal complex) UV absorbers, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4- Piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, 1- [2- [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy ] Ethyl] -4- [3- (3,5-di-t-butyl) 4-hydroxyphenyl) propionyloxy] -2,2,6,6-tetramethylpyridine, 8-benzyl-7,7,9,9-tetramethyl-3-octyl-1,3,8-triazaspiro [4 5] HALS (hindered amine) ultraviolet absorbers such as undecane-2,4-dione and 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine.
このように、導電性基体上に感光層および保護層を形成し、所望により下引き層、中間層を形成した感光体であって、該保護層にフィラーを含有させることによって、摩耗に対する耐性を向上させ、耐久性を良好にするものである。さらに、感光体は、前述したように保護層におけるフィラーの存在形態を一定のものとすることにより、高速電子写真プロセスに対しても優れた耐久性、安定性を有し、耐摩耗性に優れた感光体である。さらに、該保護層上にステアリン酸亜鉛を供給することにより耐摩耗性が良好な状態でのフィルミング抑制が可能であり、さらにまた、該感光体を具備する電子写真プロセスにおいて、非画像形成時に感光体上へのトナー付着とクリーニング部でのトナー回収動作の繰り返しにより、耐摩耗性を保持した上での画像流れ抑制に効果を有するものである。
なお、図示例では、感光体をドラム状としたが、同様に表面硬度が硬いベルト状としてもよい。
In this manner, a photosensitive member in which a photosensitive layer and a protective layer are formed on a conductive substrate, and an undercoat layer and an intermediate layer are formed as desired. It improves and improves durability. Furthermore, the photoreceptor has excellent durability and stability even in high-speed electrophotographic processes by making the form of the filler in the protective layer constant as described above, and has excellent wear resistance. Photoconductor. Furthermore, by supplying zinc stearate onto the protective layer, filming can be suppressed in a state where the wear resistance is good. Further, in the electrophotographic process including the photoreceptor, during non-image formation By repeating the toner adhesion on the photosensitive member and the toner collecting operation in the cleaning unit, it is effective in suppressing image flow while maintaining wear resistance.
In the illustrated example, the photoconductor is in the form of a drum, but it may also be in the form of a belt having a high surface hardness.
なお、本発明の一形態では、例えば0.05〜0.2質量%の潤滑性物質(例えばステアリン酸亜鉛)をトナーに外添している。このようにすると、潤滑性物質を感光体の表面に塗布することができる。 In one embodiment of the present invention, for example, 0.05 to 0.2% by mass of a lubricating substance (for example, zinc stearate) is externally added to the toner. In this way, the lubricating substance can be applied to the surface of the photoreceptor.
トナーは、結着樹脂、着色剤、電荷制御剤を主成分とし、必要に応じて、他の添加剤が加えられて構成されている。結着樹脂の具体例としては、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−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、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−メタクリル酸ブチル共重合体、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)、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、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、ポリビニルブチラール等を用いることができる。 The toner includes a binder resin, a colorant, and a charge control agent as main components, and other additives are added as necessary. Specific examples of the binder resin include polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, and 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) Polymer, styrene-phenyl acrylate copolymer, etc.), styrene-methacrylate copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, Styrene-phenyl methacrylate copolymer, etc.), styrene-α -Styrenic resins such as methyl chloroacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer (monopolymer or copolymer containing styrene or styrene substitution product), vinyl chloride resin, rosin-modified maleic acid resin Phenyl resin, epoxy resin, polyester resin, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, ionomer resin, polyurethane resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer, xylene resin, polyvinyl butyral, and the like can be used.
トナーに使用される着色材(例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック)としては、トナー用として公知のものが使用できる。着色材の量は、結着樹脂100質量部に対して0.1から15質量部、より好ましくは0.15〜9質量部が適当である。 As coloring materials (for example, yellow, magenta, cyan, and black) used for the toner, those known for toner can be used. The amount of the coloring material is suitably 0.1 to 15 parts by mass, more preferably 0.15 to 9 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
荷電制御剤の具体例としては、ニグロシン染料、含クロム錯体、第4級アンモニウム塩などが用いられ、これらはトナー粒子の極性により使い分けされる。荷電制御剤量は、結着樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部、より好ましくは0.2〜7質量部である。 Specific examples of the charge control agent include a nigrosine dye, a chromium-containing complex, a quaternary ammonium salt, and the like, which are properly used depending on the polarity of the toner particles. The amount of the charge control agent is 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.2 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
その他、得られたトナー粒子には、流動性付与剤を添加しておくのが有利である。流動性付与剤としては、シリカ、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およ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、四級アンモニウム塩、脂肪酸、脂肪酸金属塩、フッ素系活性剤、溶剤、ポリマー等の処理剤によって表面処理または被覆したもの、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸またはその金属塩の微粒子、およびそれら微粒子を前記処理剤により表面処理したもの、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン等のポリマー微粒子およびそれら微粒子を前記処理剤で表面処理または被覆したもの、などが用いられる。これら流動性付与剤の粒径は、0.01〜3μmの範囲のものが使用される。
これら流動性付与剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対して0.1〜7.0質量部、特に0.2〜5.0質量部の範囲が好ましい。トナー粒子と流動性付与剤との混合方法は、粉体が流動状態で気流または機械力などにより高速運動させ、実質的に粉砕を起こさないように行う。混合機としては、高速流動型の混合機、例えば、ヘンシェルミキサー、UMミキサー等である。
In addition, it is advantageous to add a fluidity imparting agent to the obtained toner particles. As the fluidity-imparting agent, fine particles of metal oxides such as silica, alumina, magnesia, zirconia, ferrite, magnetite and the like, and silane coupling agent, titanate coupling agent, zircoaluminate, quaternary ammonium salt, fatty acid, Surface treatment or coating with fatty acid metal salt, fluorine-based activator, solvent, polymer or other treatment agent, fine particles of fatty acid such as stearic acid or zinc stearate or metal salt thereof, and these fine particles with surface treatment In addition, polymer fine particles such as polystyrene, polymethyl methacrylate, and polyvinylidene fluoride, and those fine particles that are surface-treated or coated with the above-described treatment agent are used. These fluidity imparting agents have a particle size in the range of 0.01 to 3 μm.
The addition amount of these fluidity imparting agents is preferably in the range of 0.1 to 7.0 parts by weight, particularly 0.2 to 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles. The mixing method of the toner particles and the fluidity-imparting agent is carried out so that the powder is moved at a high speed by an air flow or mechanical force in a fluid state, and does not substantially cause pulverization. Examples of the mixer include a high-speed flow type mixer such as a Henschel mixer and a UM mixer.
二成分現像剤用トナーを製造する方法としては、種々の公知の方法、またはそれらを組み合わせた方法により製造することができる。例えば、混練粉砕法では、結着樹脂とカーボンブラックなどの着色材および必要とされる添加剤を乾式混合し、エクストルーダーまたは二本ロール、三本ロール等にて加熱溶融混練し、冷却固化後、ジェットミルなどの粉砕機にて粉砕し、気流分級機により分級してトナーが得られる。また、懸濁重合法や非水分散重合法により、モノマーと着色材、添加剤から直接トナーを製造することも可能である。
キャリア芯材は、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フッ素含有単量体としては、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルケトンがあり、その重合体としては、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、パーフルオロアルキルビニルエーテル−ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、ビニリデンフルオライド重合体、テトラフルオロエチレン共重合体、フッ素原子を置換してなるビニルエーテルを含有する重合体、フッ素原子を置換してなるビニルケトンを含有する重合体、フッ素化アルキルアクリレート重合体、またはフッ素化アルキルメタアクリレート重合体がある。
前記フッ素含有単量体と共重合する成分としては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、酢酸ビニル、エチレン、プロピレン等がある。被覆層の形成法としては、従来と同様、キャリア核体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。
As a method for producing a toner for two-component developer, it can be produced by various known methods or a combination thereof. For example, in the kneading and pulverization method, a binder resin, a colorant such as carbon black, and necessary additives are dry-mixed, heated and melt-kneaded with an extruder or two-roll, three-roll, etc., and after cooling and solidification Then, the toner is pulverized by a pulverizer such as a jet mill and classified by an airflow classifier. In addition, a toner can be directly produced from a monomer, a colorant, and an additive by suspension polymerization or non-aqueous dispersion polymerization.
The carrier core material is generally made of itself or having a coating layer on the core material. The core material of the resin-coated carrier that can be used in the present invention is ferrite or magnetite. The particle size of the core material is 20 to 65 μm, preferably about 30 to 60 μm.
Fluorine-containing monomers used for carrier coating layer formation include vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether, vinyl ether substituted with fluorine atoms, and vinyl ketone substituted with fluorine atoms. Examples of the polymer include vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, perfluoroalkyl vinyl ether-vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, and vinylidene fluoride. Polymers, tetrafluoroethylene copolymers, polymers containing vinyl ethers substituted with fluorine atoms, polymers containing vinyl ketones substituted with fluorine atoms, fluorinated alkyl copolymers Relate polymer, or a fluorinated alkyl methacrylate polymer.
Components copolymerized with the fluorine-containing monomer include styrene, methylstyrene, dimethylstyrene, trimethylstyrene, acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, and benzyl acrylate. Benzyl methacrylate, acrylic acid amide, methacrylic acid amide, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, vinyl acetate, ethylene, propylene, and the like. As a method for forming the coating layer, a resin may be applied to the surface of the carrier core particle by means of a spraying method, a dipping method, or the like, as in the past.
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
(実施例1)
直径60mmのアルミニウム基体(導電性支持体)上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層を、その順に塗布して後、乾燥し、3.5μmの下引き層、0.15μmの電荷発生層、22μmの電荷輸送層、約4.5μmの保護層からなる感光体を作製した。このとき、保護層の塗工はスプレー法により、それ以外は浸漬塗工法により行った。保護層には、平均粒径0.25μmのアルミナを22.5質量%添加した。
この感光体の表面自由エネルギーを、本発明の好ましい表面自由エネルギーの測定方法にしたがって、ジヨードメタン、α−ブロモナフタレン、グリセリン、ジエチレングリコールの接触角を、感光体の回転方向と直交する方向に、感光体の端部から45mmの地点から、20mm間隔で14点の箇所で測定した。
ジヨードメタン、α−ブロモナフタレン、グリセリン、ジエチレングリコールで接触角を測定する場合は、端部からの距離を一定にし、各溶媒で測定した場所を他の溶媒で測定しないよう、感光体を回転させて測定した。各溶媒の接触角から測定された感光体の表面自由エネルギーは50.2〜50.7mN/mであり、14箇所の表面自由エネルギーの最大値と最小値の差は0.0〜0.2 mN/mであった。
この感光体をimagio Neo C600(リコー製、クリーニングブレードより上流側に、ステアリン酸亜鉛を感光体へ塗布機構を有するタンデム型カラー画像形成装置)に組み込み、0.16質量%のステアリン酸亜鉛を外添した平均粒子径6.4μmのトナーを用いて、画像形成を行った。文字が平均的に並んだ平均画像面積率6%の2種類のチャートを5枚連続して画像形成を1ジョブとして、トータル7万枚画像形成試験を行った。
画像形成試験終了後ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ用の各感光体の表面自由エネルギーを前記のように測定したところ、各感光体の表面自由エネルギーの平均はそれぞれ、27.0、26.4、27.5、27.9 mN/mであり、各感光体の表面自由エネルギーの最大値と最小値の差は、それぞれ1.2、1.6、2.3、1.4 mN/mであった。各色のハーフトーン画像、全ベタ画像、格子画像及び、デジタルスチルカメラで撮影した風景写真を画像形成したところ全ての画像で高品質の画像が得られた。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example further demonstrate this invention, this invention is not restrict | limited to the following example.
Example 1
An undercoat layer, a charge generation layer, a charge transport layer, and a protective layer are applied in that order on an aluminum substrate (conductive support) having a diameter of 60 mm, and then dried to form a 3.5 μm undercoat layer, 0.15 μm A photoconductor comprising a charge generation layer, a 22 μm charge transport layer, and a protective layer of about 4.5 μm was prepared. At this time, the coating of the protective layer was performed by a spray method, and the others were performed by a dip coating method. 22.5% by mass of alumina having an average particle diameter of 0.25 μm was added to the protective layer.
The surface free energy of this photoconductor is measured according to the preferred method for measuring surface free energy of the present invention, and the contact angle of diiodomethane, α-bromonaphthalene, glycerin, diethylene glycol is set in a direction perpendicular to the rotation direction of the photoconductor. Measurements were made at 14 points at intervals of 20 mm from a point 45 mm from the end of the plate.
When measuring the contact angle with diiodomethane, α-bromonaphthalene, glycerin, or diethylene glycol, measure by rotating the photoconductor so that the distance from the edge is constant and the location measured with each solvent is not measured with another solvent. did. The surface free energy of the photoreceptor measured from the contact angle of each solvent was 50.2 to 50.7 mN / m, and the difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy at 14 locations was 0.0 to 0.2 mN / m.
This photoconductor was incorporated into imagio Neo C600 (Ricoh, tandem color image forming apparatus having a mechanism for applying zinc stearate to the photoconductor upstream of the cleaning blade), and 0.16% by mass of zinc stearate was externally added. Image formation was performed using a toner having an average particle diameter of 6.4 μm. A total of 70,000 image formation tests were conducted with 5 sheets of 2 types of charts with an average image area ratio of 6% averaged and 5 sheets of images as one job.
When the surface free energy of each of the photoconductors for black, yellow, cyan, and magenta was measured as described above after completion of the image formation test, the average surface free energy of each photoconductor was 27.0, 26.4, 27.5, and 27.9 mN, respectively. The difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy of each photoconductor was 1.2, 1.6, 2.3, and 1.4 mN / m, respectively. When a halftone image of each color, a solid image, a grid image, and a landscape photograph taken with a digital still camera were formed, high quality images were obtained for all the images.
(実施例2)
実施例1において、画像形成装置のステアリン酸亜鉛の塗布機構をクリーニングブレードの上流から下流側に、なるよう改造を行い、文字が平均的に並んだ平均画像面積率6%のチャートの代わりに、左半分には画像データが配置され右半分が文字が並んだチャートで、左半分は平均画像面積率20%、右半分は平均画像面積率2%であり、チャート全体の平均画像面積率は約10%のチャートを用い、3万枚の画像形成を行う以外は、実施例1と同様に画像形成試験を行った。
実施例1と同様に画像形成試験後のブラック、イエロー、シアン、マゼンタ用の各感光体の表面自由エネルギーを測定したところ、各感光体の表面自由エネルギーの平均はそれぞれ、26.8、27.8、27.2、27.5 mN/mであり、各感光体の表面自由エネルギーの最大値と最小値の差は、それぞれ3.9、2.7、4.2、2.1 mN/mであった。各色のハーフトーン画像、全ベタ画像、格子画像及び、デジタルスチルカメラで撮影した風景写真を画像形成したところ高品質の画像が得られた。
(Example 2)
In Example 1, the zinc stearate coating mechanism of the image forming apparatus was modified from the upstream side to the downstream side of the cleaning blade, and instead of a chart with an average image area ratio of 6% in which characters were averaged, The left half is a chart in which image data is arranged and the right half is lined up. The left half has an average image area ratio of 20%, the right half has an average image area ratio of 2%, and the average image area ratio of the entire chart is about An image formation test was conducted in the same manner as in Example 1 except that 30,000 sheets of images were formed using a 10% chart.
As in Example 1, the surface free energy of each of the photoreceptors for black, yellow, cyan, and magenta after the image formation test was measured. The average surface free energy of each photoreceptor was 26.8, 27.8, 27.2, respectively. The difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy of each photoconductor was 3.9, 2.7, 4.2, and 2.1 mN / m, respectively. When a halftone image of each color, a solid image, a grid image, and a landscape photograph taken with a digital still camera were imaged, a high quality image was obtained.
(比較例1)
実施例2において、ステアリン酸亜鉛の塗布機構の改造を行わない以外は実施例2と同様に画像形成試験を行った。
実施例2と同様に画像形成試験後のブラック、イエロー、シアン、マゼンタ用の各感光体の表面自由エネルギーを測定したところ、各感光体の表面自由エネルギーの平均はそれぞれ、31.2、28.8、29.4、32.3 mN/mであり、各感光体の表面自由エネルギーの最大値と最小値の差は、それぞれ7.5、4.1、8.7、5.9 mN/mであった。各色のハーフトーン画像を出力したところ、ブラック、シアン、マゼンタの画像には、帯状の濃度ムラが発生していた。
(Comparative Example 1)
In Example 2, an image formation test was conducted in the same manner as in Example 2 except that the zinc stearate coating mechanism was not modified.
When the surface free energy of each of the photoreceptors for black, yellow, cyan and magenta after the image formation test was measured in the same manner as in Example 2, the average surface free energy of each photoreceptor was 31.2, 28.8, 29.4, The difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy of each photoconductor was 7.5, 4.1, 8.7, and 5.9 mN / m, respectively. When a halftone image of each color was output, band-shaped density unevenness occurred in the black, cyan, and magenta images.
(実施例3)
実施例2において、0.15質量%のステアリン酸亜鉛を外添した平均粒子径5.8μmのトナーを用いる以外は実施例2と同様に画像形成試験を行った。
実施例2と同様に画像形成試験後のブラック、イエロー、シアン、マゼンタ用の各感光体の表面自由エネルギーを測定したところ、各感光体の表面自由エネルギーの平均はそれぞれ、27.0、27.5、27.4、27.5 mN/mであり、各感光体の表面自由エネルギーの最大値と最小値の差は、それぞれ4.1、3.3、2.9、1.8 mN/mであった。各色のハーフトーン画像、全ベタ画像、格子画像及び、デジタルスチルカメラで撮影した風景写真を画像形成したところ高品質の画像が得られた。
(Example 3)
In Example 2, an image formation test was conducted in the same manner as in Example 2 except that a toner having an average particle size of 5.8 μm externally added with 0.15% by mass of zinc stearate was used.
When the surface free energy of each of the photoreceptors for black, yellow, cyan and magenta after the image formation test was measured in the same manner as in Example 2, the average surface free energy of each photoreceptor was 27.0, 27.5, 27.4, The difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy of each photoconductor was 4.1, 3.3, 2.9, and 1.8 mN / m, respectively. When a halftone image of each color, a solid image, a grid image, and a landscape photograph taken with a digital still camera were imaged, a high quality image was obtained.
(実施例4)
実施例3において、左半分には画像データが配置され右半分が文字が並んだチャートで、左半分は平均画像面積率22%、右半分は平均画像面積率2%であり、チャート全体の平均画像面積率は約10%のチャートを用い、画像形成を5万枚行い、0.08質量%のステアリン酸亜鉛を外添した平均粒子径5.8μmのトナーを用いる以外は実施例3と同様に画像形成を行った。
実施例3と同様にブラック、イエロー、シアン、マゼンタ用の各感光体の表面自由エネルギーを測定したところ、各感光体の表面自由エネルギーの平均はそれぞれ、27.7、28.8、28.3、27.4 mN/mであり、各感光体の表面自由エネルギーの最大値と最小値の差は、それぞれ2.9、3.5、3.3、4.0 mN/mであった。各色のハーフトーン画像、全ベタ画像、格子画像及び、デジタルスチルカメラで撮影した風景写真を画像形成したところ高品質の画像が得られた。
Example 4
In Example 3, a chart in which image data is arranged in the left half and characters are arranged in the right half, the left half has an average image area ratio of 22%, the right half has an average image area ratio of 2%, and the average of the entire chart The image area ratio is about 10%, the image is formed in the same manner as in Example 3, except that 50,000 images are formed and a toner having an average particle diameter of 5.8 μm externally added with 0.08% by mass of zinc stearate is used. Went.
As in Example 3, the surface free energy of each photoconductor for black, yellow, cyan, and magenta was measured. The average surface free energy of each photoconductor was 27.7, 28.8, 28.3, and 27.4 mN / m, respectively. The difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy of each photoconductor was 2.9, 3.5, 3.3, and 4.0 mN / m, respectively. When a halftone image of each color, a solid image, a grid image, and a landscape photograph taken with a digital still camera were imaged, a high quality image was obtained.
(比較例2)
実施例4において、ステアリン酸亜鉛の塗布機構の改造を行っていない画像形成装置を用い、画像形成を1万枚行う以外は実施例4と同様に画像形成試験を行った。
実施例4と同様に画像形成試験後、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ用の各感光体の表面自由エネルギーを測定したところ、各感光体の表面自由エネルギーの平均はそれぞれ、34.5、28.0、29.3、33.5 mN/mであり、各感光体の表面自由エネルギーの最大値と最小値の差は、それぞれ12.1、9.3、15.2、6.1 mN/mであった。各色のハーフトーン画像を出力したところ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの画像には、帯状の濃度ムラが発生していた。
(Comparative Example 2)
In Example 4, an image forming test was performed in the same manner as in Example 4 except that an image forming apparatus in which the coating mechanism of zinc stearate was not modified was used and 10,000 images were formed.
After the image formation test as in Example 4, the surface free energy of each photoconductor for black, yellow, cyan, and magenta was measured, and the average surface free energy of each photoconductor was 34.5, 28.0, 29.3, respectively. The difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy of each photoconductor was 12.1, 9.3, 15.2, and 6.1 mN / m, respectively. When a halftone image of each color was output, band-shaped density unevenness occurred in the black, yellow, cyan, and magenta images.
本発明によれば、高品質の画像形成が可能で、耐久性の優れる画像形成装置およびプロセスカートリッジが提供される。 According to the present invention, an image forming apparatus and a process cartridge capable of forming a high quality image and having excellent durability are provided.
1Y,1M,1C,1K 画像形成ユニット
2Y,2M,2C,2K 感光体ドラム
16 ベルトクリーニング装置
30Y 帯電器
31Y 帯電ローラ
40Y,40M,40C,40K 現像器
50Y,50M,50C,50K ドラムクリーニング装置
51Y クリーニングブレード
60Y,60M,60C,60K,160Y,160M,160C,160K,260,360Y 潤滑性物質供給装置
62Y 潤滑性物質
262,362Y 固形潤滑性物質
266,363Y ブラシローラ
1Y, 1M, 1C, 1K
Claims (11)
(ただし、前記数式中、γLは、γa L+γb L+γC Lで表される液体の表面自由エネルギーを表す。γa Lは、液体の表面自由エネルギーの分散成分を表す。γb Lは、液体の表面自由エネルギーの双極子成分を表す。γC Lは、液体の表面自由エネルギーの水素結合成分を表す。γa Sは、固体の表面自由エネルギーの分散成分を表す。γb Sは、固体の表面自由エネルギーの双極子成分を表す。γC Sは、固体の表面自由エネルギーの水素結合成分を表す。θは、接触角を表す。) 6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the surface free energy of the photoconductor is measured by a contact angle between the surface of the photoconductor and a liquid in which each component of the surface free energy is known. The surface free energy of a solid is measured using the following formula 7 based on the extended Fowkes theory, and the surface free energy is obtained by linear regression from contact angle data with four or more liquids. Image forming apparatus.
(However, in the formula, gamma L is, .Ganma represents the surface free energy of the liquid represented by γ a L + γ b L + γ C L a L is, .Ganma b representing the dispersive component of the surface free energy of the liquid L represents a dipole component of the surface free energy of the liquid, γ C L represents a hydrogen bond component of the surface free energy of the liquid, γ a S represents a dispersed component of the surface free energy of the solid, γ b (S represents the dipole component of the surface free energy of the solid, γ C S represents the hydrogen bond component of the surface free energy of the solid, and θ represents the contact angle.)
11. A process cartridge that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body according to claim 1, wherein the process cartridge includes a photoconductor having a surface free energy of 45 mN / m or more, and forms an image. At this time, the lubricant is added to the photosensitive material so that the average surface free energy of the image forming area of the photoconductor is 32 mN / m or less and the difference between the maximum value and the minimum value of the surface free energy is 5 mN / m or less. A process cartridge configured to be supplied to a body.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007304147A (en) * | 2006-05-08 | 2007-11-22 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
JP2009053536A (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Sharp Corp | Image forming apparatus |
JP2009104126A (en) * | 2007-10-03 | 2009-05-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Image forming apparatus and cartridge |
US8871413B2 (en) | 2007-09-20 | 2014-10-28 | Mitsubishi Chemical Corporation | Toners for electrostatic-image development, cartridge employing toner for electrostatic-image development, and image-forming apparatus |
JP2019152749A (en) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | 株式会社リコー | Image forming apparatus and image forming method |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06255056A (en) * | 1993-03-09 | 1994-09-13 | Toray Ind Inc | Laminated polyester film |
JP2001272809A (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-05 | Konica Corp | Image forming method and image forming device |
JP2001305907A (en) * | 2000-04-21 | 2001-11-02 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
JP2001343773A (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-14 | Canon Inc | Electrophotographic photoreceptor and electrophotographic device |
JP2004061560A (en) * | 2002-07-24 | 2004-02-26 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus and processing unit |
JP2004354695A (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
JP2004362953A (en) * | 2003-06-05 | 2004-12-24 | Toray Ind Inc | Polyester film for lithium battery packing |
JP2005018047A (en) * | 2003-06-06 | 2005-01-20 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus and process cartridge |
JP2005092019A (en) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Ricoh Co Ltd | Lubricant coating device, process cartridge, and image forming apparatus |
-
2005
- 2005-05-31 JP JP2005158449A patent/JP2006337416A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06255056A (en) * | 1993-03-09 | 1994-09-13 | Toray Ind Inc | Laminated polyester film |
JP2001272809A (en) * | 2000-03-28 | 2001-10-05 | Konica Corp | Image forming method and image forming device |
JP2001305907A (en) * | 2000-04-21 | 2001-11-02 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
JP2001343773A (en) * | 2000-05-31 | 2001-12-14 | Canon Inc | Electrophotographic photoreceptor and electrophotographic device |
JP2004061560A (en) * | 2002-07-24 | 2004-02-26 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus and processing unit |
JP2004354695A (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-16 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
JP2004362953A (en) * | 2003-06-05 | 2004-12-24 | Toray Ind Inc | Polyester film for lithium battery packing |
JP2005018047A (en) * | 2003-06-06 | 2005-01-20 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus and process cartridge |
JP2005092019A (en) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Ricoh Co Ltd | Lubricant coating device, process cartridge, and image forming apparatus |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007304147A (en) * | 2006-05-08 | 2007-11-22 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus |
JP4639164B2 (en) * | 2006-05-08 | 2011-02-23 | 株式会社リコー | Image forming apparatus |
JP2009053536A (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Sharp Corp | Image forming apparatus |
US8871413B2 (en) | 2007-09-20 | 2014-10-28 | Mitsubishi Chemical Corporation | Toners for electrostatic-image development, cartridge employing toner for electrostatic-image development, and image-forming apparatus |
JP2009104126A (en) * | 2007-10-03 | 2009-05-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Image forming apparatus and cartridge |
JP2019152749A (en) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | 株式会社リコー | Image forming apparatus and image forming method |
JP7089217B2 (en) | 2018-03-02 | 2022-06-22 | 株式会社リコー | Image forming device and image forming method |
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