JP2006350250A - クリーニング装置、およびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
クリーニング装置、およびそれを用いた画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006350250A JP2006350250A JP2005179826A JP2005179826A JP2006350250A JP 2006350250 A JP2006350250 A JP 2006350250A JP 2005179826 A JP2005179826 A JP 2005179826A JP 2005179826 A JP2005179826 A JP 2005179826A JP 2006350250 A JP2006350250 A JP 2006350250A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- cleaning
- image forming
- forming apparatus
- electric resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Cleaning In Electrography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
【解決手段】帯電ローラ200は、電気抵抗調整層202の両端部に数百μmの厚さの空隙保持部材203を接着し、空隙保持部材203が感光体ドラム101の両端部に接触し、電気抵抗調整層202と感光体ドラム101との間に所定の空隙量として数十μmを確保する。感光体ドラム101の表面には、空隙保持部材203の接触領域まで延びたクリーニングブレード108が接触し、残留トナー等をクリーニングする。
【選択図】 図1
Description
図9は電子写真方式の画像形成装置の概略図である。
同図において符号101は静電潜像が形成される感光体ドラム、102はドラム状の感光体101に接触あるいは近接配置されて帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ、103はレーザー光あるいは原稿の反射光等の露光、104は感光体101の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ、105は帯電部材102に電圧を印加するための電圧印加電源、106は感光体101上のトナー像を記録紙107に転写処理する転写ローラ、107は給紙部から搬送されてきた記録紙、108は転写処理後の感光体101をクリーニングするためのクリーニング装置である。なお、同図では、他の電子写真プロセスにおいて通常必要な機能ユニットは、本件では必要としないので省略してある。
図10はプロセスカートリッジを説明するための図である。
同図において符号111はプロセスカートリッジを示す。
同図に示すように、感光体ドラム、帯電ローラ、現像ローラ、クリーニング装置を包括するプロセスカートリッジが画像形成装置内に設置される場合もある。
1.帯電ローラ等の帯電手段によって、感光体の表面を所望の電位に帯電する。
2.露光装置が、感光体に画像光を投射して、所望の画像に対応する静電潜像を、感光体上に形成する。
3.現像ローラ有する現像装置によって、静電潜像をトナーによって現像し、感光体上にトナー像(顕像)を形成する。
4.転写ローラ等の転写手段によって、感光体上のトナー像を、記録紙に転写する。
5.クリーニング装置によって、転写されず感光体ドラム上に残留したトナーを清掃する。
6.転写ローラによって、トナー像を転写された記録紙は、不図示の定着装置へと搬送される。定着装置は、トナーを加熱及び加圧して記録紙上に定着する。
上記の1から6の手順を繰り返すことによって、記録紙上に所望の画像が形成されていく。
1.帯電ローラ跡(帯電ローラを構成している物質が帯電ローラから染み出し、被帯電体の表面に付着移行するために起こる。)
2.帯電音(帯電ローラに交流電圧を印加したときに被帯電体に接触している帯電ローラが振動するために起こる。)
3.感光体上のトナー成分や塵、二成分現像方式の場合は微小キャリア、放電生成物等が帯電ローラに付着することによる帯電性能の低下。
4.感光体を長期停止したときに生ずる、帯電ローラの永久変形。
しかし、近接帯電方式は接触帯電方式に比べ前述の利点があるにもかかわらず、以下の2つの問題があるため、実用化が難しい面がある。
1.帯電部材と感光体との空隙の均一性確保
2.帯電部材と感光体との空隙が変動することによる帯電むら。なお帯電むらが発生した場合、画像形成時に、白地にトナーが付着するといった画像不良が発生する。
帯電部材と感光体との最近接部での距離の均一性確保については、近接帯電装置で感光体の帯電を行う場合、画像を形成したときに帯電むらによる画像不良が発生しないためには、帯電部材と感光体との最近接部での距離のばらつきを20μm程度に抑える必要がある。
しかしながら、これらの公報には空隙を精密に設定する具体的な手段の記載が無く、帯電ローラおよびスペーサリングの寸法精度がばらつくことによって空隙が変動してしまうことは明白である。
帯電ローラに用いられている弾性ゴムを用い、所定の厚みを持ったテープ状の空隙保持部材により、初期的にはこれらの不具合を解決している例がある(例えば、特許文献4 参照。)。
しかし、特許文献4で帯電ローラに用いられている弾性ゴムは経時でのへたりが発生しやすく、長期間の使用において、感光体と帯電ローラ間の空隙を維持できないという不具合がある。
また、テープ状部材の磨耗、帯電ローラとテープ状部材間へのトナーの進入、固着等により、長期間の使用において、感光体と帯電ローラ間の空隙を維持できないという不具合がある。
同図において符号200は帯電ローラ、201は導電性支持体である芯金、202はローラ部本体をなす電気抵抗調整層、203は空隙保持部材をそれぞれ示す。なお、段差部は誇張して示してある。
芯金201に電気抵抗調整層202を付けたローラの両端部に、電気抵抗調整層202の外形より若干大径の空隙保持部材203を圧入する構成が提案されている(例えば、特許文献5 参照。)。ローラの電気抵抗調整層202と空隙保持部材203の構成(関係)は、電気抵抗調整層の端部に空隙保持部材が形成され、空隙保持部材は、電気抵抗調整層の端面および導電性支持体と接している。 このことにより、テープ状の空隙保持部材より長期の信頼性が向上した。また本出願人は、特願2003−306026において、空隙保持部材と電気抵抗調整層を同時加工(除去加工)を行うことにより、空隙を精密に制御することが可能であることを示した。
空隙保持部材と電気抵抗調整層はトナー固着性を考慮して異なった材質で形成するが、電気抵抗調整層の抵抗調整剤として、イオン導電剤が使用されているため、吸水性が高く、高温高湿時には、電気抵抗調整層が吸湿して寸法変動が発生する。空隙保持部材は、絶縁性及び、耐トナー固着性よりオレフィン系材料が望ましく、低吸水材料であるため、電気抵抗調整層に比べ高温高湿時の寸法変動量が小さく、環境変動で高精度に形成された空隙(段差)が変動するといった不具合がある。
図12は従来のローラの他の実施形態を示す図である。
このような不具合の解決のため、本出願人は特願2005−019517において、同図に示すように、電気抵抗調整層202の両端近傍に段差部を少なくとも1段有し、空隙保持部材203が電気抵抗調整層の段差部を構成する少なくとも2面に接して固定されている構成のものを提案した。
また、空隙保持部材は感光体との当接時に基層との間にショート電流が発生することを防止するために電気絶縁性材料であることが必要である。体積抵抗率で1013Ωcm以上であることが望ましい。また空隙保持部材の全部が絶縁性材料である必要は無く、少なくとも電気抵抗調整層との当接部分等が絶縁性を備えているものであるならば、ショート電流の発生を防止することが可能である。
空隙保持部材の材料としては、電気抵抗調整層の寸法変動に追従可能な弾性を有し、かつ絶縁性材料である他は特に限定するものではないが、空隙保持部材は感光体へある程度加圧した状態で接触しているため、部材自身の耐磨耗性、かつ感光体への傷付け防止を考慮して、感光体との摺動性に優れかつ感光体を傷つけない程度に軟らかいこと、トナーが固着しにくいこと等の理由から、ポリエチレンやフッ素樹脂等が好ましい。
一方、キャリアはフェライト、マグネタイト等を芯材としているため、一旦空隙部材に混入してしまうと、感光体との接触圧によって部材中に一部埋没してしまい、再び除去することが困難となる。その結果、安定した感光体と帯電ローラ間の空隙維持が困難となり、帯電不良による異常画像が発生してしまう。
同図において符号101は像担持体としての感光体ドラム、108はクリーニングブレードをそれぞれ示す。
帯電ローラは、感光体ドラム101に対して所定の圧力で当接されて配置される。この帯電ローラは近接帯電方式となっており、電気抵抗調整層202の外径が空隙保持部材203の外径に対して僅かに小径に形成され、帯電ローラ200の空隙保持部材203の外周面は感光体ドラム101の外周面に当接するが、電気抵抗調整層202の外表面と感光体ドラム101の外表面との間には空隙が形成されている。さらに、帯電ローラ200は、空隙保持部材203が感光体ドラム101の画像形成領域外の領域(非画像形成領域)に当接するようにして設置されている。この状態で帯電ローラ200に電圧を印加することにより、感光体ドラム101を帯電させることが可能である。
帯電ローラ200は、近接帯電方式を採用するため、空隙の間隔を所定間隔にかつ均一に保つ必要がある。空隙が大きくなると、帯電ローラに対する電圧引加条件を高くする必要があり、感光体ドラムの電気的劣化や異常放電が発生しやすくなるためであり、好ましくは100μm以下である。また、画像を形成したときに帯電むらによる画像不良が発生しないためには、帯電部材と感光体との最近接部での距離のばらつきを20μm程度に抑える必要がある。
帯電される領域は画像形成領域よりやや大きくなる。従来は、非画像形成領域のクリーニングは不要であるとの考え方から、クリーニングブレード108は画像形成領域の残留トナーを除去できる範囲にその長さが設定されていた。したがって、非画像形成領域に付着したトナーやキャリアが空隙保持部材203との間に入り込むことは防止できていなかった。
しかし、上記のように、空隙管理が重要な課題になってくると、この問題が放置できなくなってきた。
1.空隙量の精密制御による異常放電の発生を防止。
2.環境変動時の空隙保持部と電気抵抗調整層部の空隙量変化の防止。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング部材に少なくとも板状ゴムブレードを含むことを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のクリーニング装置において、前記像担持体が有機化合物を主体とするOPCであって、OPC表面にフィラーを分散させて表面を硬化させたOPCであることを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし5のいずれか1つに記載のクリーニング装置において、前記空隙保持部材が前記電気抵抗調整層上へ接着固定されていることを特徴とする。
請求項8に記載の発明では、請求項1ないし7のいずれか1つに記載のクリーニング装置において、前記空隙保持部材の少なくとも前記像担持体との接触部は絶縁性であることを特徴とする。
請求項9に記載の発明では、請求項1ないし8のいずれか1つに記載のクリーニング装置において、前記電気抵抗調整層上に表面層が形成されていることを特徴とする。
請求項11に記載の発明では、請求項1ないし10のいずれか1つに記載のクリーニング装置を電子写真プロセスの一部として用いた画像形成装置を特徴とする。
請求項12に記載の発明では、請求項11に記載の画像形成装置において、前記クリーニング部材と、少なくとも前記像担持体または前記帯電装置とがカートリッジ形態に形成されており、画像形成装置本体に着脱自在に構成されているを特徴とする。
請求項13に記載の発明では、請求項11または12に記載の画像形成装置において、前記トナーは、体積平均粒径3〜8μmであり、体積平均粒径と個数平均粒径との比(分散度)が、1.00ないし1.40の範囲にあるを特徴とする。
請求項15に記載の発明では、請求項11ないし14のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記トナーは、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋および/または伸長反応させるトナーであるを特徴とする。
請求項16に記載の発明では、請求項11ないし15のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記トナーは、外観形状がほぼ球形状であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3であるとしたとき、短軸と長軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあるを特徴とする。
表面硬度に優れた有機化合物を主体とするOPCの像担持体と本発明のクリーニング装置とを組み合わせることにより、経時においても安定な微小空隙を維持することが可能となる。
空隙保持部材と電気抵抗調整層が樹脂どうしの接着力により、長期に渡って空隙保持部材を確実に固定し、また除去加工時の空隙保持部材のずれを防止することで、高精度の空隙を維持することができる。
同図において符号は図13に示した符号に準ずる。
芯金201の外周に電気抵抗調整層202が形成され、その両端に空隙保持部材203が設けられた帯電ローラ200は、感光体ドラム101と互いに軸を平行に保って対向配置される。空隙保持部材203が感光体ドラム101の両端部に接触し、電気抵抗調整層202が感光体面に対して所定の間隔の空隙を保つ。電気抵抗調整層202が感光体ドラム101と向き合っている領域が帯電領域となる。
感光体ドラム101は端部を除いて外周に感光体層が塗布されている。感光体塗布領域より内側に帯電領域、さらにその内側に画像形成領域が設定されている。画像形成領域より外側をここでは非画像形成領域と呼ぶ。
本発明においては、クリーニングブレード108を非画像形成領域まで、少なくとも帯電領域より外側まで延ばしている。したがって、クリーニングブレード108の両端は空隙保持部材203の存在する領域に迄延びている。帯電領域より外側は現像手段によっても積極的にトナーが付着する領域ではないので、クリーニングブレード108は最低限帯電領域をカバーすればよい。しかし、トナーには飛散現象があり、特に感光体層が存在する部分に対しては静電的なトナー付着が起こりうるので、望ましくは、同図に示すように、クリーニングブレード108を感光体塗布領域より外側まで延ばしておくのがよい。
本発明の効果を確認するため、以下の3つの条件を設定し、それぞれの条件で、画像面積率5%の画像サンプルによる、1ジョブ当たり2枚プリントを繰り返し25000回、合計50000枚の繰り返しプリントを行い、その間における地肌汚れの変化を調べてみた。
条件1:ローラの両端部に空隙保持部材を圧入した構成。
空隙保持部材は、電気抵抗調整層の端面および導電性支持体と接している。
クリーニングブレードは帯電領域以内で感光体と当接。
条件2:電気抵抗調整層の両端近傍に段差部を1段有し、空隙保持部材が電気抵抗調整層
の段差部を構成する2面に接して固定されている構成の帯電ローラ。
クリーニングブレードは帯電領域以内で感光体と当接。
条件3:条件2と同じ構成の帯電ローラ。
クリーニングブレードは帯電領域外まで延伸して感光体と当接。
地肌汚れの判定としては、プリント画像における画像無し部分(地肌部)の汚れを調べ、ランク判定サンプルとの比較により、画像ランクを判定する。画像ランクは5段階用意してあり、ランク4以上が実使用上問題無いレベルであると定めてある。
同図によれば、条件1の場合、1万枚目でもすでに画像品質の急激な低下が表れ、環境負荷をかけた段階で画像品質は「問題あり」のレベル3に落ちてしまった。
条件2の場合、条件1と比較すると画像品質の低下は格段に小さいが、それでも徐々に悪化しており、5万枚の段階では問題無いレベルと言えなくなった。
条件3の場合は、条件2と比較すると画像品質はさらに向上している。クリーニングブレードによる感光体のクリーニング領域を、帯電領域外にまで延伸したことによって、空隙保持部材による感光体と電気抵抗調整層との空隙管理がより高精度でできた結果と言える。
本実験例ではクリーニングブレードを感光体上帯電領域外の空隙保持部材が当接する部分まで延伸させたが、図3のように、空隙保持部材が当接する部分よりさらに外側まで延伸させても同様の効果があることを確認した。ここでさらに他の構成例として、空隙保持部材の形状は図3に示すようなリング形状の他に、図4のようにエッジ加工しあっても良いし、図5のようにキャップ形状になっていても空隙保持効果は発揮できる。
同図において符号Fは感光体からブレードに与えられる力、M0は
クリーニング方式として、ブレードの弾性を利用してブレード先端を感光体に密着させトナーを物理的に掻き取る場合の支持機構方式はトレーリング機構でもリーディング機構でも良く、加圧方法はスプリング方式(揺動支持)とブレード撓み力方式(固定支持)等は問わない。
なお、感光体をクリーニングする手段としては、ブレード方式以外にもファーブラシ等を用いても良いし、ブレードとブラシを併用しても良い。この際、ブレードまたはブラシ等少なくとも一方のクリーニング手段を帯電領域外、または感光層塗布領域の外側にまで延伸すれば良い。
空隙保持部材の電気抵抗調整層への固定において、空隙保持部材が電気抵抗調整層上へ接着固定されることによって、樹脂どうしの接着力により、長期に亘って空隙保持部材を確実に固定し、高精度の空隙を維持することができる。さらに、接着前に空隙保持部材にプライマー処理を施すことで、プライマを介して空隙保持部材が電気抵抗調整層上へ接着固定され、極性部分と非極性部分を持つプライマー有効成分が空隙保持部材に浸透、配向することにより接着面の表面改質が起こるので、樹脂どうしの接着をより強固にし、長期に亘って空隙保持部材を確実に固定し、高精度の空隙を維持することができる。
空隙保持部材の材料としては、電気抵抗調整層の寸法変動に追従可能な弾性を有し、かつ絶縁性材料である他は特に限定するものではないが、感光体との摺動性に優れかつ感光体を傷つけない程度に軟らかいこと、トナーが固着しにくいこと等の理由から、ポリエチレンやフッ素樹脂等が好ましい。
電気抵抗調整層は高分子型イオン導電材料を含む熱可塑性樹脂組成物により形成されている。高分子型イオン導電材料として、ポリエーテルエステルアミド成分を含有する高分子化合物を用いる。ポリエーテルエステルアミドはイオン導電性の高分子材料であり、感光体へのリークが起こり難く、また表面へのブリードアウトが生じ難いことを特徴とする材料である。
この目的から、絶縁性の熱可塑性樹脂と所定の割合でブレンドしてもよい。熱可塑性樹脂は特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンおよびその共重合体等の汎用樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール等のエンジニアリングプラスチック等があげられる。配合量については、熱可塑性樹脂が0〜70重量%に対し、高分子型イオン導電材料が30〜100重量%とすることで所望の体積抵抗率を得ることができる
電気抵抗調整層の厚みは薄すぎるとリークによる異常放電が発生し、厚すぎると表面精度の維持が困難となる。好ましくは100μm以上、500μm以下である。
熱可塑性樹脂組成物の製造方法には特に制限は無く、各材料の混合物を二軸混練機、ニーダー等で溶融混練することによって、容易に製造できる。電気抵抗調整層を導電性支持体の周面部に形成する工程は、押出成形や射出成形等の手段で導電性支持体に上記熱可塑性樹脂組成物を被覆することによって、容易に行うことができる。
表面層の抵抗値は抵抗調整層のそれよりも大きくなるように形成され、それによって感光体欠陥部への電圧集中、異常放電(リーク)を回避することができる。ただし、表面層の抵抗値を高くしすぎると帯電能力や転写能力が不足してしまうため、表面層と抵抗調整層との抵抗値の差を103Ωcm以下にすることが好ましい。
表面層を形成する材料としては、製膜性が良好であるという点で熱可塑性樹脂組成物が好適である。樹脂材料としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が非粘着性に優れ、トナー固着防止の面で好ましい。また樹脂材料は電気的に絶縁性であるため樹脂に対して各種導電材料を分散することによって表面層の抵抗を調整する。
表面層の抵抗調整層上への形成は、上記表面層構成材料を有機溶媒に分散して塗料を作製し、スプレー塗装、ディッピング等によってコーティングすることによって行う。膜厚については、10〜30μm程度が望ましい。
使用するトナーは、体積平均粒径3〜8μmであり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることが好ましい。
小粒径のトナーを用いることで、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができることで、二成分現像においては低いトナー濃度(トナーとキャリアの質量和のうち、トナー質量の占める割合)で済む。よって、結果的にトナーの飛散量が減少するため、空隙保持部材へのトナーによる汚染も少なくすることができる。しかしながら、本発明の範囲よりも体積平均粒径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させ、一成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。逆に、トナーの体積平均粒径が本発明の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる場合が多い。
なお、トナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターTA−II、コールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)を用いて測定することができる。本発明においてはコールターカウンターTA−II型を用い個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科技研社製)及びパーソナルコンピュータ(PC9801:NEC社製)に接続し、測定した。
同図において符号Aは任意平面への投影像の面積、Lmaxはその投影像の最大径、Lperは同じく最大周長をそれぞれ示す。
形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長Lmaxの二乗を図形面積Aで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−1={(Lmax)2/A}×(100π/4) ・・・式(1)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長Lperの二乗を図形面積Aで除して、100/(4π)を乗じた値である。
SF−2={(Lper)2/A}×100/(4π) ・・・式(2)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体101との接触が点接触に近くなるために、トナー同士の吸着力は弱くなり、したがって流動性が高くなり、また、トナーと感光体101との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、球形トナーはクリーニングブレード108と感光体1との間隙に入り込みやすいため、トナーの形状係数SF−1またはSF−2はある程度大きい方がよい。また、SF−1とSF−2が大きくなると、画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。このために、SF−1とSF−2は180を越えない方が好ましい。
なお、形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
以下に、トナーの構成材料および製造方法の例を挙げて説明する。
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステルを含む。変性ポリエステルとしては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
変性ポリエステルとしては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物(PIC)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。
多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
本発明で用いられる変性ポリエステルは、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。この時のピーク分子量は1000〜10000が好ましく、1000未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また10000を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステルの数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。変性ポリエステル単独の場合は、数平均分子量は、通常20000以下、好ましくは1000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
なお、生成するポリマーの分子量は、THFを溶媒としゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。
本発明においては、前記変性された(i)ポリエステル(以下単に(i)と表記する)単独使用だけでなく、この(i)と共に、(ii)未変性ポリエステル(以下単に(ii)と表記する)をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。(ii)を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。(ii)としては、前記(i)のポリエステル成分と同様な多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(i)と同様である。また、(ii)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。(i)と(ii)は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。したがって、(i)のポリエステル成分と(ii)は類似の組成が好ましい。(ii)を含有させる場合の(i)と(ii)の重量比は、通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、さらに好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。(i)の重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
バインダ樹脂のガラス転移点(Tg)は通常35〜70℃、好ましくは55〜65℃である。35℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、70℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、本発明のトナーにおいては、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
なお、ガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量計(DSC)によって測定することができる。
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンおよびそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類およびワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、およびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミドおよび、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2μmであることが好ましく、特に5×10−3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−2μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
第1工程
着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。
有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。2000重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキン工業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋および/または伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
同図において符号rはトナーを平面に投影したときの径を示す。
略球形状のトナーを楕円体とみなして、長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、本発明のトナーは、短軸と長軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。短軸と長軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
また、2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、磁性キャリアとしては、鉄、マグネタイト、Mn、Zn、Cu等の2価の金属を含むフェライトであって、体積平均粒径20〜100μmが好ましい。平均粒径が20μm未満では、現像時に感光体にキャリア付着が生じやすく、100μmを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。また、Znを含むCuフェライトが飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置のプロセスにあわせて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えばシリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーし、コア上にコーティングしても良く、また、樹脂粒子を静電気的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、0.05〜10μm、好ましくは0.3〜4μmがよい。
さらに近年では、アモルファスシリコン(a−Si)感光体に代り、静電特性およびコストに優れる有機感光体(OPC)の表面層にフィラーを分散形成した高硬度有機感光体が登場している。本発明のクリーニング装置とこの感光体を組み合わせるならば、クリーニング装置の作用による表面磨耗が少なく、したがって経時のギャップ変動も少ない帯電装置および感光体の組合せが実現でき、経時品質に優れた高耐久エンジンが実現できる。
以下、本発明の具体的な実施例を幾つか説明する。
次に、切削によって空隙保持部材の外径(最大径)を12.1mm、電気抵抗調整層の外径を12.0mmに同時仕上げを行い、図3に示す形状とした(電気抵抗調整層厚み2mm、空隙保持部材の厚み0.4mm、空隙保持部材幅8mm)。次いで電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコーン樹脂(3000VH−P、川上塗料製)、イソシアネート系硬化剤(川上塗料製)、およびカーボンブラック(全固形分に対して30重量%)からなる混合物(表面抵抗:2×1010Ω)をスプレーコーティングすることにより膜厚約10μmの表面層を形成した。その後、オーブンで80℃、1時間、塗料樹脂を加熱硬化させ導電性部材を得た。
次に、切削によって空隙保持部材の外径(最大径)を12.1mm、電気抵抗調整層の外径を12.0mmに同時仕上げを行い、図3に示す形状とした(電気抵抗調整層厚み2mm、空隙保持部材の厚み0.5mm、空隙保持部材幅8mm)。次いで電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコーン樹脂(3000VH−P、川上塗料製)、イソシアネート系硬化剤(川上塗料製)、およびカーボンブラック(全固形分に対して30重量%)からなる混合物(表面抵抗:2×1010Ω)をスプレーコーティングすることにより膜厚約10μmの表面層を形成した。 その後、オーブンで80℃、1時間、塗料樹脂を加熱硬化させ導電性部材を得た。
次に、切削によって空隙保持部材の外径(最大径)を12.1mm、電気抵抗調整層の外径を12.0mmに同時仕上げを行い、図3に示す形状とした(電気抵抗調整層厚み2mm、空隙保持部材の厚み0.6mm、空隙保持部材幅8mm)。次いで電気抵抗調整層の表面に、アクリルシリコーン樹脂(3000VH−P、川上塗料製)、イソシアネート系硬化剤(川上塗料製)、およびカーボンブラック(全固形分に対して30重量%)からなる混合物(表面抵抗:2×1010Ω)をスプレーコーティングすることにより膜厚約10μmの表面層を形成した。その後、オーブンで80℃、1時間、塗料樹脂を加熱硬化させ導電性部材を得た。
ステンレスからなる芯金(外径8mm)に、電気抵抗調整層としてエピクロルヒドリンゴム(エピクロマーCG、ダイソー社製)100重量部に過塩素酸アンモニウム3重量部を配合したゴム組成物(体積抵抗率:4×108Ωcm)を、押出成形、加硫工程を経て被覆し、研削により外径12mmに仕上げた。次いでこの表面に、ポリビニルブチラール樹脂(デンカブチラール3000−K、電気化学工業社製)、イソシアネート系硬化剤、および酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる混合物(表面抵抗:2×1010Ω)により膜厚10μmの表面層を形成した。次いでこの両端部に、ポリアミド樹脂(ノバミッド1010C2、三菱エンジニアリングプラスチックス社製)からなるリング状の空隙保持部材(外径12.1mm)を挿入接着し、導電性部材を得た。
ステンレスからなる芯金(外径8mm)に、電気抵抗調整層としてエピクロルヒドリンゴム(エピクロマーCG、ダイソー社製)100重量部に過塩素酸アンモニウム3重量部を配合したゴム組成物(体積抵抗率:4×108Ωcm)を、押出成形、加硫工程を経て被覆し、研削により外径12mmに仕上げた。次いでこの表面に、ポリビニルブチラール樹脂(デンカブチラール3000−K、電気化学工業社製)、イソシアネート系硬化剤、および酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる混合物(表面抵抗:2×1010Ω)により膜厚10μmの表面層を形成した。次いでこの両端部周囲に、空隙保持部材としてテープ状部材(ダイタックPF025−H、大日本インキ社製)幅8mm、厚さ60μmを被覆し、導電性部材を得た。
ステンレスからなる芯金(外径8mm)に、電気抵抗調整層としてABS樹脂(デンカABS GR−0500、電気化学工業製)50重量%、ポリエーテルエステルアミド(IRGASTAT P18、チバスペシャリティケミカルズ社製)50重量%からなる樹脂組成物(体積固有抵抗:2×108Ωcm)を、射出成形により被覆した。次いでこの両端部に、空隙保持部材としてポリアミド樹脂(ノバミッド1010C2、三菱エンジニアリングプラスチック社製)からなるリング状の空隙保持部材を挿入接着し、切削によって空隙保持部材の外径(最大径)を12.1mm、電気抵抗調整層の外径を12.0mmに同時仕上げを行い、図4に示す形状とした。次いでこの表面にポリビニルブチラール樹脂(デンカブチラール3000−K、電気化学工業社製)、イソシアネート系硬化剤、および酸化スズ(全固形分に対して60重量%)からなる混合物(表面抵抗:2×1010Ω)により膜厚10μmの表面層を形成し、導電性部材を得た。
以上の導電性部材を帯電部材として、図9に示した画像形成装置に搭載し、室温環境下(23℃、60%RH)で帯電部材と感光体間の空隙量を測定した。次いでLL;10℃、65%RH、HH;30℃、90%RHの各環境下に24h放置し、各環境下での帯電部材と感光体間の空隙量を測定し、各環境間の空隙変化量を算出した。
評価結果を表1に示す。
実施例のローラは空隙量のばらつき、および各環境間の変化量が小さいという結果が得られた。
印加する電圧をDC=−800V、AC=2400Vpp(周波数=2kHz)に設定し、300,000枚通紙し、帯電部材と感光体間の空隙量、およびローラ表面の状態、画像品質について評価を行った。評価環境は10,000枚ごとに23℃、60%RH、LL;10℃、65%RH、HH;30℃、90%RHの各環境を切り替えて行った。
以上の評価結果を表2に示す。
実施例のローラは全項目で良好な結果が得られたが、比較例では不具合が見られた。
102 帯電ローラ
104 現像ローラ
106 転写ローラ
107 記録紙
108 クリーニング装置
110 画像形成装置
111 プロセスカートリッジ
200 帯電ローラ
201 導電性支持体(芯金)
202 電気抵抗調整層
203 空隙保持部材
Claims (16)
- 像担持体と、像担持体に近接対向して該像担持体の感光層を一様に帯電させるための帯電ローラであって、芯金と、該芯金の周面に設置され、両端近傍に段差部を有する電気抵抗調整層と、該電気抵抗調整層の両端段差部の外周面から端部側面に設置される一対の空隙保持部材とを備え、前記空隙保持部材の外周面が、前記像担持体と当接したときに該像担持体の外周面と前記電気抵抗調整層の外周面との間に一定間隔の空隙が形成されるように前記電気抵抗調整層の外周面に対して高低差が設けられるように加工されている帯電ローラと、前記像担持体表面を清掃するため該像担持体表面に当接するクリーニング部材とを有するクリーニング装置において、前記クリーニング部材による像担持体表面のクリーニング領域が、前記空隙保持部材が前記像担持体に当接する部分の全てまたは一部にまで及ぶことを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項1に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング部材に少なくとも板状ゴムブレードを含むことを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項1に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング部材に少なくともブラシを含むことを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項1ないし3のいずれか1つに記載のクリーニング装置において、前記像担持体が有機化合物を主体とするOPCであって、OPC表面にフィラーを分散させて表面を硬化させたOPCであることを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項1ないし3のいずれか1つに記載のクリーニング装置において、前記像担持体がアモルファスシリコン(a−Si)系感光体であることを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項1ないし5のいずれか1つに記載のクリーニング装置において、前記空隙保持部材が前記電気抵抗調整層上へ接着固定されていることを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項6に記載のクリーニング装置において、前記空隙保持部材の前記電気抵抗調整層上への接着固定は、前記空隙保持部材に施されたプライマーを介してなされていることを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項1ないし7のいずれか1つに記載のクリーニング装置において、前記空隙保持部材の少なくとも前記像担持体との接触部は絶縁性であることを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項1ないし8のいずれか1つに記載のクリーニング装置において、前記電気抵抗調整層上に表面層が形成されていることを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項1ないし9のいずれか1つに記載のクリーニング装置において、前記表面層の抵抗は前記電気抵抗調整層の抵抗より大きいことを特徴とするクリーニング装置。
- 請求項1ないし10のいずれか1つに記載のクリーニング装置を電子写真プロセスの一部として用いたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項11に記載の画像形成装置において、前記クリーニング部材と、少なくとも前記像担持体または前記帯電装置とがカートリッジ形態に形成されており、画像形成装置本体に着脱自在に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項11または12に記載の画像形成装置において、前記トナーは、体積平均粒径3〜8μmであり、体積平均粒径と個数平均粒径との比(分散度)が、1.00ないし1.40の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項11ないし13のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記トナーは、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項11ないし14のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記トナーは、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋および/または伸長反応させるトナーであることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項11ないし15のいずれか1つに記載の画像形成装置において、前記トナーは、外観形状がほぼ球形状であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3であるとしたとき、短軸と長軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005179826A JP2006350250A (ja) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | クリーニング装置、およびそれを用いた画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005179826A JP2006350250A (ja) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | クリーニング装置、およびそれを用いた画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006350250A true JP2006350250A (ja) | 2006-12-28 |
Family
ID=37646128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005179826A Pending JP2006350250A (ja) | 2005-06-20 | 2005-06-20 | クリーニング装置、およびそれを用いた画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006350250A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008233255A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2009162858A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Seiko Epson Corp | 帯電装置、画像形成装置及び像担持体の帯電方法 |
JP2011034009A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Sharp Corp | ベルトクリーニング装置および画像形成装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002139970A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Ricoh Co Ltd | 像担持体ユニット及びそれを備えた画像形成装置 |
JP2002229241A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-08-14 | Ricoh Co Ltd | 非接触帯電部材を用いた画像形成方法及び画像形成装置 |
JP2003043889A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、クリーニング装置、画像形成方法及び装置 |
JP2004309762A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Ricoh Co Ltd | 帯電装置および画像形成装置 |
JP2005091693A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2005141218A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-06-02 | Hewlett-Packard Development Co Lp | ハード画像形成装置帯電デバイスおよびハード画像形成デバイス帯電方法 |
-
2005
- 2005-06-20 JP JP2005179826A patent/JP2006350250A/ja active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002139970A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-05-17 | Ricoh Co Ltd | 像担持体ユニット及びそれを備えた画像形成装置 |
JP2002229241A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-08-14 | Ricoh Co Ltd | 非接触帯電部材を用いた画像形成方法及び画像形成装置 |
JP2003043889A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Ricoh Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、クリーニング装置、画像形成方法及び装置 |
JP2004309762A (ja) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Ricoh Co Ltd | 帯電装置および画像形成装置 |
JP2005091693A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2005141218A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-06-02 | Hewlett-Packard Development Co Lp | ハード画像形成装置帯電デバイスおよびハード画像形成デバイス帯電方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008233255A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2009162858A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Seiko Epson Corp | 帯電装置、画像形成装置及び像担持体の帯電方法 |
JP2011034009A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Sharp Corp | ベルトクリーニング装置および画像形成装置 |
US8244151B2 (en) | 2009-08-05 | 2012-08-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Belt cleaning apparatus and image forming apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4863671B2 (ja) | 潤滑剤供給装置、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 | |
JP4368702B2 (ja) | 帯電装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置 | |
US7539451B2 (en) | Image forming apparatus and toner | |
JP2006251751A (ja) | 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、トナー、および画像形成装置 | |
JP4621519B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4443437B2 (ja) | 潤滑剤塗布装置及び画像形成装置 | |
JP2006030955A (ja) | 画像形成装置、プロセスカートリッジ及び転写カートリッジ | |
JP4519589B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2006154412A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008111872A (ja) | 帯電組立体及びこれを用いた画像形成装置 | |
JP2007140391A (ja) | 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP2006163318A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005249917A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2006139112A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007127811A (ja) | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP4554336B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4866046B2 (ja) | 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 | |
JP2006350250A (ja) | クリーニング装置、およびそれを用いた画像形成装置 | |
JP4942838B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005321533A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007101909A (ja) | 画像形成装置 | |
JP4350452B2 (ja) | クリーニングブレード、クリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置 | |
JP2005140875A (ja) | 潤滑剤塗布装置、画像形成装置、プロセスカートリッジ及びトナー | |
JP2009037015A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007148298A (ja) | ブレード、クリーニング装置、塗布装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080527 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101214 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110426 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110624 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111004 |