JP2007248712A - 電子写真式画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】微小径で略球形のトナーを用いた場合にも、優れたクリーニング性が実現でき、かつ長期に亘って優れた耐久性を維持可能な画像形成方法を提供する。
【解決手段】感光体1上に静電潜像を形成し、トナーを用いてその静電潜像を顕像化した後、トナー像を媒体に転写、定着して可視像を得て画像の形成を行う方法において、トナーは、平均円形度が0.95以上、体積平均粒径が7.0μm以下であるものとし、感光体1上の転写残トナーを感光体1上から取り除くクリーニング工程ではゴム弾性体からなるクリーニングブレード30を使用するものとし、クリーニングブレード30は、ポリウレタンを主体とし、平均粒径が400nm以下の有機又は無機の微粒子を含有しており、かつクリーニングブレード30の表面には、高さ10nm以上1.0μm以下の突起が形成されているものとする。
【選択図】図1
【解決手段】感光体1上に静電潜像を形成し、トナーを用いてその静電潜像を顕像化した後、トナー像を媒体に転写、定着して可視像を得て画像の形成を行う方法において、トナーは、平均円形度が0.95以上、体積平均粒径が7.0μm以下であるものとし、感光体1上の転写残トナーを感光体1上から取り除くクリーニング工程ではゴム弾性体からなるクリーニングブレード30を使用するものとし、クリーニングブレード30は、ポリウレタンを主体とし、平均粒径が400nm以下の有機又は無機の微粒子を含有しており、かつクリーニングブレード30の表面には、高さ10nm以上1.0μm以下の突起が形成されているものとする。
【選択図】図1
Description
本発明は、感光体に対するクリーニングをブレード方式によって行う点に特徴を有する電子写真式画像形成方法に関するものである。
従来、転写型の画像形成装置においては、帯電器で一様に帯電した潜像担持体、例えば感光体上に、原稿画像の露光を行って潜像を形成した後、この潜像に現像装置でトナーを付着させてトナー像として可視像化させていた。このトナー像を、転写装置で転写紙あるいは中間的な転写媒体に転写し、転写後の感光体上に残留したトナーを、クリーニング装置によって感光体上から除去し、感光体を継続して繰り返し使用していた。
このクリーニング装置としては、クリーニングブレードを用いたクリーニング装置、導電性あるいは絶縁性の繊維からなるファーブラシローラを用いたクリーニング装置、研磨能力を有するクリーニングローラを用いたクリーニング装置、潤滑剤物質を自らに内包したクリーニングローラを用いたクリーニング装置、磁性体粉末をローラ表面に配した磁気ブラシローラを用いたクリーニング装置、吸引器を用いたクリーニング装置等、各種方式のものが知られており、実用化されている。
最も広く使用されている方式は、クリーニングブレードを用いる方式である。
これは、構造が簡易であり、トナー除去性も高いという利点を有している。
最も広く使用されている方式は、クリーニングブレードを用いる方式である。
これは、構造が簡易であり、トナー除去性も高いという利点を有している。
近年、高画質化を目的として、トナーは7μm以下もの小径化及び略真球形化する傾向にある。
トナー粒径を小さくする方法としては、製造コスト面を鑑みて、従来の粉砕法ではなく重合法が有利である。
重合法で製造された小粒径トナーは、形状が真球に近く、粒度分布がシャープであることから、細線の再現性やディジタル画像のドット再現性等に優れた良好な画質が得られるという特徴を持っている。
トナー粒径を小さくする方法としては、製造コスト面を鑑みて、従来の粉砕法ではなく重合法が有利である。
重合法で製造された小粒径トナーは、形状が真球に近く、粒度分布がシャープであることから、細線の再現性やディジタル画像のドット再現性等に優れた良好な画質が得られるという特徴を持っている。
小粒径の重合トナーを使用した場合、従来の粉砕法で製造されたトナーに比べ、形状が真球に近いこと、及び粒径が小さくなっていることから、充分なクリーニングを行うことが困難となり、例えばクリーニング機器からのすり抜け等による不良が発生するという課題を有していた。
トナーのクリーニングを行う技術に関しては、従来各種の提案がなされている。
例えば、ブレード物性を規定する事で、環境安定性を改善する技術についての提案がなされている(例えば、下記特許文献1参照。)。しかしながら、小粒径の球形トナーを適用すると、充分なクリーニング性、耐久性を実現できるものではなかった。
また、シロキサン系樹脂を含有した材料よりなる感光体と特定の物性のクリーニングブレードを使用し、クリーニング性を確保する技術についての提案がなされている(例えば、下記特許文献2参照。)。しかしながら、シロキサン系樹脂による感光体の帯電特性低下を招来したり、保護層をコートしたりすることによるコストアップの問題があった。
例えば、ブレード物性を規定する事で、環境安定性を改善する技術についての提案がなされている(例えば、下記特許文献1参照。)。しかしながら、小粒径の球形トナーを適用すると、充分なクリーニング性、耐久性を実現できるものではなかった。
また、シロキサン系樹脂を含有した材料よりなる感光体と特定の物性のクリーニングブレードを使用し、クリーニング性を確保する技術についての提案がなされている(例えば、下記特許文献2参照。)。しかしながら、シロキサン系樹脂による感光体の帯電特性低下を招来したり、保護層をコートしたりすることによるコストアップの問題があった。
また、クリーニングブレード表面に微粒子を添加する方法についての提案がなされている(例えば、下記特許文献3参照。)。
しかしながら、クリーニングブレード表面に微粒子を付着させるようにすると、粒子の脱落が生じて長期間効果が持続しないという問題があった。
しかしながら、クリーニングブレード表面に微粒子を付着させるようにすると、粒子の脱落が生じて長期間効果が持続しないという問題があった。
また、結晶性シリカやチタン酸塩等の無機充填剤をブレードに混合することによりブレードの強度を上げ、耐久性を向上させる技術についての提案がなされているが(例えば、下記特許文献4参照。)、充分なクリーニング性を確保することについては考慮されたものではなかった。
また、ブレードの内部に潤滑性や研磨性のある微粒子を添加し、ブレード表面に突出させる技術についての提案もなされているが(例えば、特許文献5、6参照。)、微細なトナーに対する充分なクリーニング性を確保する観点からの検討はなされていなかった。
また、クリーニングブレードの表層にフッ素樹脂を含有させ、表面粗さを特定した所定の感光体と組み合わせて使用する技術についての提案もなされているが(例えば、下記特許文献7参照。)、フッ素樹脂はウレタンゴム部材との親和性が低く、ブレード表面から脱落しやすく、効果が持続しにくいという問題があった。更には、ブレード全体のゴム弾性も不安定になりやすく、感光体表面粗さは使用経時で変動するため、クリーニング特性が不安定になりやすいという問題もあった。
上述したようなクリーニングブレード方式における他の課題として、摩耗やカケ等を原因とするクリーニング特性の低下がある。すなわちブレードのエッジを繰り返し使用することにより摩耗したり欠けたりした場合、クリーニング不良の発声が著しく増加するという問題である。
上記問題に対し、アクリル変性ポリオルガノシロキサンをクリーニングブレードに分散することでブレードの摩耗、カケ等を防止する技術についての提案がなされた(例えば、下記特許文献8参照。)。これは、ウレタンとの親和性の高い材料を使用することで、感光体とブレードとの摩擦力を軽減し、かつブレードの耐久性、安定性が向上するという効果が得られている。
しかし、極めて小粒径で略真球形状のトナーを使用した場合には、充分なクリーニング性を確保するには至らない。
しかし、極めて小粒径で略真球形状のトナーを使用した場合には、充分なクリーニング性を確保するには至らない。
また更に、クリーニングブレードの磨耗や欠けを防止するためにブレード表面に滑剤を塗布又は供給する方法についても広く汎用されているが、滑剤を長期間にわたって均一に塗布された状態に維持することは困難であったり、感光体に現像されるトナー量等によって塗布状態が変動したりし、感光体表面の摩擦係数は安定しなかった。そのために、滑剤の塗布によっても安定したクリーニング特性を得るには不充分であった。
本発明においては、特に略真球形状で小粒径のトナーを用いた場合にも充分なクリーニング性を確保し、長期に亘って高画質を維持することを目的とする。
また、環境や使用経時における滑剤、クリーニング助剤等の量の変動や、紙粉等の異物に対しても優れた耐性を発揮し、ブレードの磨耗や欠けに対しても特性を高いレベルで維持し、安定性に優れたクリーニング性を実現することを目的とする。
また更には、トナーの付着やフィルミングに起因する各種異常画像の防止を図り、感光体等を駆動するトルクを軽減し、画像形成装置の耐久性の向上を図りかつ消費電力の低減化を実現する。
また、環境や使用経時における滑剤、クリーニング助剤等の量の変動や、紙粉等の異物に対しても優れた耐性を発揮し、ブレードの磨耗や欠けに対しても特性を高いレベルで維持し、安定性に優れたクリーニング性を実現することを目的とする。
また更には、トナーの付着やフィルミングに起因する各種異常画像の防止を図り、感光体等を駆動するトルクを軽減し、画像形成装置の耐久性の向上を図りかつ消費電力の低減化を実現する。
本発明の電子写真式画像形成方法は、感光体上に静電潜像を形成し、トナーを用いてその静電潜像を顕像化した後、トナー像を媒体に転写、定着して可視像を得るものであり、トナーは、平均円形度が0.95以上、体積平均粒径が7.0μm以下であるものとし、感光体上の転写残トナーを感光体上から取り除くクリーニング工程において、ゴム弾性体からなるクリーニングブレードを使用するものとし、このクリーニングブレードは、ポリウレタンを主体とし、平均粒径が400nm以下の有機又は無機の微粒子を含有し、かつクリーニングブレードの表面には、高さ10nm以上1.0μm以下の突起が形成されていることを特徴とするものである。
請求項2の発明においては、クリーニングブレードの表面の突起は、20μm四方あたり2個以上存在しているものとした請求項1の電子写真式画像形成方法を提供する。
請求項3の発明においては、前記クリーニングブレードの突起は、前記クリーニングブレードが前記感光体に接するエッジ部から0.5〜2μm離れた位置に形成されていることする請求項1又は2の電子写真式画像形成方法を提供する。
請求項4の発明においては、前記クリーニングブレードは、ヤング率が70kgf/cm2〜120kgf/cm2であることとした請求項1乃至3のいずれか一項の電子写真式画像形成方法を提供する。
請求項5の発明においては、前記トナーには、平均粒径80nm以上の有機又は無機の微粒子が混合されていることとした請求項1乃至4のいずれか一項の電子写真式画像形成方法を提供する。
請求項6の発明においては、トナーは、平均円形度が0.970以上であり、体積平均粒径が6.0μm以下であることとした請求項1乃至5のいずれか一項の電子写真式画像形成方法を提供する。
請求項7の発明においては、トナーが楕円形状であるものとし、長径と短径の比の平均が1.1以上であることとした請求項1乃至5のいずれか一項の電子写真式画像形成方法を提供する。
請求項8の発明においては、前記感光体の表面に、固体又は液体の滑剤剤を塗布することとした請求項1乃至7のいずれか一項の電子写真式画像形成方法を提供する。
請求項9の発明においては、前記クリーニングブレードに含有されている無機微粒子が、酸化チタン又はシリカの少なくともいずれかであることとした請求項1乃至8のいずれかの電子写真式画像形成方法を提供する。
請求項10の発明においては、クリーニングブレードに含有されている有機微粒子が、アクリル変成シリコーン樹脂であることとした請求項1乃至8のいずれか一項の電子写真式画像形成方法を提供する。
本発明によれば、トナーのクリーニング不良を確実に防止でき、フィルミングの無い良好な画像形成を連続して行うことが可能となった。
請求項3の発明によれば、紙粉等の異物の混入に対する耐性を高めることができ、クリーニング不良を効果的に防止できた。
請求項4の発明によれば、特に低温低湿環境においてもブレードのビビリ等の発生を抑制でき、高温環境においてはフィルミング等の発生が抑制された。
請求項8乃至10の発明によれば、感光体表面に固体または液体の滑剤剤を塗布することとしたことにより、クリーニング不良やフィルミングを抑制でき、かつ感光体の傷、摩耗等も低減化でき、良好な画像形成を連続して行うことができた。
請求項3の発明によれば、紙粉等の異物の混入に対する耐性を高めることができ、クリーニング不良を効果的に防止できた。
請求項4の発明によれば、特に低温低湿環境においてもブレードのビビリ等の発生を抑制でき、高温環境においてはフィルミング等の発生が抑制された。
請求項8乃至10の発明によれば、感光体表面に固体または液体の滑剤剤を塗布することとしたことにより、クリーニング不良やフィルミングを抑制でき、かつ感光体の傷、摩耗等も低減化でき、良好な画像形成を連続して行うことができた。
本発明は、クリーニングブレードを備えた画像形成装置を用いた電子写真式画像形成方法に関するものである、
クリーニングブレードを備えた画像形成装置としては、例えば図1に示すような構成を有する画像形成装置が知られている。
この画像形成装置20は、感光体1、帯電装置2、画像露光部3、現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6、定着装置8等を備えている。
感光体1は図示の方向に回転するようになされ、帯電装置2により感光体1の表面を一様にかつ均一に帯電するようになされており、画像露光部3からの像露光により感光体1上に静電像を形成するようになされている。
なお本発明においては、トナーは、平均円形度が0.95以上、体積平均粒径が7.0μm以下であるものとする。これにより、極めて鮮鋭が画像形成を行うことができる。
クリーニングブレードを備えた画像形成装置としては、例えば図1に示すような構成を有する画像形成装置が知られている。
この画像形成装置20は、感光体1、帯電装置2、画像露光部3、現像装置4、転写装置5、クリーニング装置6、定着装置8等を備えている。
感光体1は図示の方向に回転するようになされ、帯電装置2により感光体1の表面を一様にかつ均一に帯電するようになされており、画像露光部3からの像露光により感光体1上に静電像を形成するようになされている。
なお本発明においては、トナーは、平均円形度が0.95以上、体積平均粒径が7.0μm以下であるものとする。これにより、極めて鮮鋭が画像形成を行うことができる。
感光体1上の静電潜像は、現像装置4から供給される現像剤(トナー)により現像されて可視像を形成する。現像装置4は現像ロールとトナー層厚規制部材を備えており、貯蔵したトナーを感光体1に供給する。感光体1表面のトナー像は、転写装置5により所定の転写材上に転写され、定着装置8に送られるようになされている。
感光体1は、静電潜像及びトナー像を担持するための像担持体である。感光体1上のトナー像は、転写装置5により転写材に転写されるが、その一部が未転写のまま残留することがある。そのため、クリーニング装置6により、感光体1上の未転写トナーを除去する。
クリーニング装置6は、クリーニングブレード30と、所定の支持部材とを備えており、感光体1の周囲に配置されている。
クリーニングブレード30は、その先端部分が、感光体1の表面に接触するように配置されている。
クリーニングブレード30は、その先端部分が、感光体1の表面に接触するように配置されている。
クリーニングブレード30は、ゴム弾性体からなるものとし、材料としては、ポリウレタンを主体とし、平均粒径が400nm以下の有機又は無機の微粒子を含有し、かつクリーニングブレード30の表面には、高さ10nm以上1.0μm以下の突起が形成されているものとする。
クリーニングブレード30の表面の突起は、クリーニングブレード30が感光体1と接する際に、スペーサーとして機能するものであり、両者の摩擦抵抗を低減化する効果が得られる。
クリーニングブレード30に含有させる上記微粒子の平均粒径が、400nmよりも大きいと、クリーニングブレード表面の突起が1.0μmを超えるようになりやすくなる。また、微粒子の平均粒径が10nmよりも小さいと、クリーニングブレード30の表面の突起が10nmよりも小さくなりやすく、上記スペーサーとしての機能を充分に発揮できなくなる。
クリーニングブレード30に含有させる上記微粒子の平均粒径が、400nmよりも大きいと、クリーニングブレード表面の突起が1.0μmを超えるようになりやすくなる。また、微粒子の平均粒径が10nmよりも小さいと、クリーニングブレード30の表面の突起が10nmよりも小さくなりやすく、上記スペーサーとしての機能を充分に発揮できなくなる。
クリーニングブレード30の表面の突起は、10nm以上、1.0μm以下が好ましいが、更には、感光体1とクリーニングブレード30との間の摩擦抵抗を下げるためには、50nm以上の突起があることが好ましく、更に好ましくは60nm以上200nm以下であるものとする。このサイズの微小な突起がクリーニングブレード30の表面にあると、感光体1上の被クリーニング物であるトナーや添加剤、紙粉等を効果的に捕らえることができる。
なお、クリーニングブレード30に突起を形成させるために、微粒子を表面に付着させるようにすることもできるが、クリーニングブレード30中に分散させるようにすることが好ましい。
表面に付着させるようにすると、感光体1の摩擦により、経時的で微粒子が脱落してしまい、スペーサーとしての機能が持続しなくなるためである。
また、微粒子をクリーニングブレード30の表面に接着させるようにすると、接着材料がクリーニングブレード30の材質と異なるため、表面が摩耗した場合に下地のクリーニングブレードが現れ、感光体1との当接状態が変化し、クリーニング特性が変化してしまうという問題も生じる。
表面に付着させるようにすると、感光体1の摩擦により、経時的で微粒子が脱落してしまい、スペーサーとしての機能が持続しなくなるためである。
また、微粒子をクリーニングブレード30の表面に接着させるようにすると、接着材料がクリーニングブレード30の材質と異なるため、表面が摩耗した場合に下地のクリーニングブレードが現れ、感光体1との当接状態が変化し、クリーニング特性が変化してしまうという問題も生じる。
クリーニングブレード30の内部に微粒子を分散させるようにすることにより、微粒子の脱落が生じにくくなり、また、クリーニングブレード30の摩耗が生じた場合にも、内部に分散されている新たな微粒子が表面に現れるようになり、スペーサーとしての機能が持続する。
クリーニングブレード30の微粒子による突起は、表面に出る頻度が、20μm四方あたり2個以上であることが好ましい。
突起頻度が20μm四方あたり2個よりも少ないと、感光体1とクリーニングブレード30との摩擦を軽減し、かつ被クリーニング物をせき止める効果が乏しくなってしまう。よってこの効果を充分に得るためには、20μm四方あたり5個以上であることが好ましい。これにより、感光体1に付着してフィルミングとなるトナーの樹脂、ワックスや添加剤等を研磨する効果が高くなる。
一方、20μm四方あたり50個以上の突起があると、感光体1表面に傷をつけやすくなるため好ましくない。
突起頻度が20μm四方あたり2個よりも少ないと、感光体1とクリーニングブレード30との摩擦を軽減し、かつ被クリーニング物をせき止める効果が乏しくなってしまう。よってこの効果を充分に得るためには、20μm四方あたり5個以上であることが好ましい。これにより、感光体1に付着してフィルミングとなるトナーの樹脂、ワックスや添加剤等を研磨する効果が高くなる。
一方、20μm四方あたり50個以上の突起があると、感光体1表面に傷をつけやすくなるため好ましくない。
クリーニングブレード30の表面の突起の位置は、クリーニングブレード30の感光体1に接するエッジ付近であるが、エッジから0.5〜2.0μm離れた位置であることが好ましい。このように所定の離れた位置にすることにより、粒径が4〜7μmのトナー粒子、特に略真球形のトナー粒子の回転を抑制でき、これを効果的に捕らえることができ、優れたクリーニング効果を発揮できるようになる。
クリーニングブレード30のヤング率は充分に高い方がよい。材料中に微粒子を添加することでヤング率を高くすることができるが、クリーニングブレード30を安定して感光体1に接触させるためには、硬度は高くしすぎない方が好ましい。これに鑑みて、硬度を65度から80度程度に維持し、かつヤング率を70kgf/cm2〜120kgf/cm2とすると、小径球形トナーのクリーニング特性が安定して良いことを確認した。
クリーニンブレード30のヤング率が高くなることで、エッジ部が感光体1に引き込まれにくくなり、トナー等の被クリーニング物に対する安定した壁になるためにクリーニング特性が良くなる。
また、ブレードエッジが引き込まれにくくなると、いわゆるビビリ等の異音の発生を軽減することができるようになる。
また、ブレードエッジが引き込まれないことで感光体1を抑える力がかかりにくくなるために、トナー等のフィルミングが発生しにくくなるという効果も得られる。
また、ブレードエッジが引き込まれにくくなると、いわゆるビビリ等の異音の発生を軽減することができるようになる。
また、ブレードエッジが引き込まれないことで感光体1を抑える力がかかりにくくなるために、トナー等のフィルミングが発生しにくくなるという効果も得られる。
感光体1の表面摩擦抵抗は0.25以下が好ましい。クリーニングブレード30のエッジの変形は、感光体1がクリーニングブレード30を引き摺ることにより生じるが、感光体1の摩擦抵抗が充分に低いと、クリーニングブレード30にかかるストレスが減少し、変形が防止されるようになる。
ブレードエッジの変形防止は、トナーや紙粉等のクリーニングを安定して行わせることになり、また、ブレードエッジにかかるストレスが減少することは、ブレードの摩耗、損傷を軽減、防止することにつながる。
ブレードエッジの変形防止は、トナーや紙粉等のクリーニングを安定して行わせることになり、また、ブレードエッジにかかるストレスが減少することは、ブレードの摩耗、損傷を軽減、防止することにつながる。
感光体1の表面の摩擦抵抗を低減する手段として、固体または液体の滑剤を塗布する方法が好適なものとして挙げられる。
感光体1の表面は、トナー、キャリア、紙、搬送部材、帯電等の種々の外部要因により劣化してしまうが、感光体1の表面に、所定の滑剤を塗布することにより、感光体1が前記のような外部要因に直接さらされにくくなり、劣化の程度を軽減することができるようになる。
また、本発明において適用するクリーニングブレード30は、ブレード表面に微小な突起を有しているため、突起周辺の微小領域においてはブレードが感光体1と接触しにくい領域が生じ、その空間に滑剤が蓄積するようになることにより、滑剤が感光体1表面により均一に塗布されるようになる。このような効果を充分に得るためには、ブレード表面の突起の高さは50nm以上200nm以下が好ましいことが確かめられた。
感光体1の表面は、トナー、キャリア、紙、搬送部材、帯電等の種々の外部要因により劣化してしまうが、感光体1の表面に、所定の滑剤を塗布することにより、感光体1が前記のような外部要因に直接さらされにくくなり、劣化の程度を軽減することができるようになる。
また、本発明において適用するクリーニングブレード30は、ブレード表面に微小な突起を有しているため、突起周辺の微小領域においてはブレードが感光体1と接触しにくい領域が生じ、その空間に滑剤が蓄積するようになることにより、滑剤が感光体1表面により均一に塗布されるようになる。このような効果を充分に得るためには、ブレード表面の突起の高さは50nm以上200nm以下が好ましいことが確かめられた。
クリーニングブレード30の線圧は、0.08N/cm〜0.35N/cmが好適である。より好ましくは、0.15〜0.28N/cmであり、更に好ましくは、0.18〜0.25N/cmである。
線圧が低すぎると、クリーニングブレード30と感光体1との密着性が低下し、トナー粒子がすり抜けやすくなる。
また、線圧が高すぎると、ブレードエッジにかかるストレスが増大し、ブレードエッジの摩耗が進みやすく、更にはブレードエッジの変形により、トナー粒子がすり抜けやすくなるという問題を生じる。
線圧が低すぎると、クリーニングブレード30と感光体1との密着性が低下し、トナー粒子がすり抜けやすくなる。
また、線圧が高すぎると、ブレードエッジにかかるストレスが増大し、ブレードエッジの摩耗が進みやすく、更にはブレードエッジの変形により、トナー粒子がすり抜けやすくなるという問題を生じる。
感光体1に対してカウンター方向でクリーニングブレード30を当接したときに、感光体1表面のトナーをせき止めるようにクリーニングブレード30の断面が配置される。この断面と感光体1表面のなす角度は80度以上とすることが好ましい。これにより、特に略真球形状のトナーに対して、良いクリーニング性が得られる。また、使用環境が変化した場合の鳴き、いわゆるビビリ等の異音の防止が図られブレードめくれが軽減できる。
次に、本発明の画像形成方法において、適用するトナーについて説明する。
トナーは、体積平均粒径が6.0μm以下のものを適用すると、解像度や文字のシャープネスが向上することが確かめられた。この観点から5.5μm以下のものがより好ましい。
また、トナーの円形度は0.95以上とすることが好ましい。これにより高い転写率が得られ、かつクリーニングブレード30に衝突するトナー量の変化が少ないために、安定したクリーニング動作を行なうことができ、良好なクリーニング性、耐久性が得られ、転写された可視画像もハーフトーンムラの無いものとすることができるようになる。この観点からトナーの円形度は0.970以上とすることがより好ましい。
トナーは、体積平均粒径が6.0μm以下のものを適用すると、解像度や文字のシャープネスが向上することが確かめられた。この観点から5.5μm以下のものがより好ましい。
また、トナーの円形度は0.95以上とすることが好ましい。これにより高い転写率が得られ、かつクリーニングブレード30に衝突するトナー量の変化が少ないために、安定したクリーニング動作を行なうことができ、良好なクリーニング性、耐久性が得られ、転写された可視画像もハーフトーンムラの無いものとすることができるようになる。この観点からトナーの円形度は0.970以上とすることがより好ましい。
トナー形状は、完全な球形であるよりも、やや楕円形であることが好ましい。好ましくは長径と短径の比の平均が1.1以上である。
このような楕円形状とすることにより、クリーニングブレード30の突起に引っかかりやすくなり、クリーニング特性が向上する。
このような楕円形状とすることにより、クリーニングブレード30の突起に引っかかりやすくなり、クリーニング特性が向上する。
トナーには、外部添加物として、平均粒径80nm以上300nm以下の有機または無機粒子を含有することが好ましい。
有機、無機微粒子は、トナーの表面に付着し、充分に固定されているようにすることが好ましい。これらの粒子が固定されていると、トナーと感光体1の付着力が低下してクリーニングブレード30によってトナーを感光体1の表面から除去しやすくなる。また、トナー粉体の流動性が低下するので、クリーニングブレード30と感光体1の間からトナーがすり抜けにくくなる。このような効果を得るためには、トナー粒子表面積の少なくとも50%以上が微粒子で覆われていることが好ましい。さらに好ましくはトナー表面積の80%以上である。
有機、無機微粒子は、トナーの表面に付着し、充分に固定されているようにすることが好ましい。これらの粒子が固定されていると、トナーと感光体1の付着力が低下してクリーニングブレード30によってトナーを感光体1の表面から除去しやすくなる。また、トナー粉体の流動性が低下するので、クリーニングブレード30と感光体1の間からトナーがすり抜けにくくなる。このような効果を得るためには、トナー粒子表面積の少なくとも50%以上が微粒子で覆われていることが好ましい。さらに好ましくはトナー表面積の80%以上である。
前述の有機、無機微粒子は、また、トナー粒子表面に固定されず、独立して浮遊しているようなものも存在することが好ましい。ある程度の量がクリーニングブレード30と感光体1の当接部分に供給されると、前記微粒子が堆積し、クリーニングブレード30と感光体1との間で滑剤として機能するようになる。また、トナー粒子が当接部分に侵入することを防ぐため、トナー粒子のすり抜けを防止することもできる。このような効果を得るためには、トナー粒子100重量部に対して0.2重量部以上の微粒子を添加することが好ましい。
次に、クリーニングブレード30の組成、製造方法について説明する。
クリーニングブレード30は、従来公知の組成、工法で作製できる。一般的に高弾性の得られやすいウレタンゴム等が材料として好適である。
ポリウレタンエラストマーは、通常、ポリオール成分としてポリエチレンアジペートエステルやポリカプロラクトンエステルを用い、ポリイソシアネート成分として4,4'−ジフエニルメタンジイソシアネートを用いてプレポリマーを調製し、これに硬化剤、及び必要に応じて触媒を加えて、所定の型内にて架橋し、炉内にて後架橋させた後、常温で放置熟成することによって製造されている。
高分子量ポリオールとしては、例えば、アルキレングリコールと脂肪族二塩基酸との縮合体であるポリエステルポリオール、例えば、エチレンアジペートエステルポリオール、ブチレンアジペートエステルポリオール、ヘキシレンアジペートエステルポリオール、エチレンプロピレンアジペートエステルポリオール、エチレンブチレンアジペートエステルポリオール、エチレンネオペンチレンアジペートエステルポリオールようなアルキレングリコールとアジピン酸とのポリエステルポリオール等のポリエステル系ポリオール、カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトンエステルポリオール等のポリカプロラクトン系ポリオール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレン)グリコール等のポリエーテル系ポリオール等が用いられる。
他に低分子量ポリオールとしては、例えば、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキノン−ビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノジフエニルメタン、4,4'−ジアミノジフエニルメタン等の二価アルコールや、1,1,1−トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、1,1,1−トリス(ヒドロキシエトキシメチル)プロパン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等の三価及びそれ以上の多価アルコールを挙げることができる。
硬化触媒としては、例えば、2−メチルイミダゾールや、1,2−ジメチルイミダゾールが挙げられるが、特に、1,2−ジメチルイミダゾールが好ましい。このような触媒は、通常、主剤100重量部に対して、0.01〜0.5重量部、好ましくは0.05〜0.3重量部の範囲で用いられる。
クリーニングブレード30は、従来公知の組成、工法で作製できる。一般的に高弾性の得られやすいウレタンゴム等が材料として好適である。
ポリウレタンエラストマーは、通常、ポリオール成分としてポリエチレンアジペートエステルやポリカプロラクトンエステルを用い、ポリイソシアネート成分として4,4'−ジフエニルメタンジイソシアネートを用いてプレポリマーを調製し、これに硬化剤、及び必要に応じて触媒を加えて、所定の型内にて架橋し、炉内にて後架橋させた後、常温で放置熟成することによって製造されている。
高分子量ポリオールとしては、例えば、アルキレングリコールと脂肪族二塩基酸との縮合体であるポリエステルポリオール、例えば、エチレンアジペートエステルポリオール、ブチレンアジペートエステルポリオール、ヘキシレンアジペートエステルポリオール、エチレンプロピレンアジペートエステルポリオール、エチレンブチレンアジペートエステルポリオール、エチレンネオペンチレンアジペートエステルポリオールようなアルキレングリコールとアジピン酸とのポリエステルポリオール等のポリエステル系ポリオール、カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトンエステルポリオール等のポリカプロラクトン系ポリオール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレン)グリコール等のポリエーテル系ポリオール等が用いられる。
他に低分子量ポリオールとしては、例えば、1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヒドロキノン−ビス(2−ヒドロキシエチル)エーテル、3,3'−ジクロロ−4,4'−ジアミノジフエニルメタン、4,4'−ジアミノジフエニルメタン等の二価アルコールや、1,1,1−トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、1,1,1−トリス(ヒドロキシエトキシメチル)プロパン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール等の三価及びそれ以上の多価アルコールを挙げることができる。
硬化触媒としては、例えば、2−メチルイミダゾールや、1,2−ジメチルイミダゾールが挙げられるが、特に、1,2−ジメチルイミダゾールが好ましい。このような触媒は、通常、主剤100重量部に対して、0.01〜0.5重量部、好ましくは0.05〜0.3重量部の範囲で用いられる。
クリーニングブレード30に含有させる無機微粒子としては、例えば、シリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、硫化モリブデン等の硫化物、フッ化黒鉛のようなフッ化物、窒化ホウ素等の窒化物、グラファイト等の炭素類、ガラス等を1種単独または2種以上を混合して使用することができる。
特にルチル型酸化チタンを使用した場合にウレタンとのなじみがよく、適度な高さと分布を有する突起が得られることが確かめられた。
特にルチル型酸化チタンを使用した場合にウレタンとのなじみがよく、適度な高さと分布を有する突起が得られることが確かめられた。
クリーニングブレード30には、表面摩擦係数を低下させる目的で、種々のシリコーン樹脂粒子や含フッ素樹脂粒子を添加しても良い。
シリコーン樹脂粒子としては特に制限は無いが、クリーニングブレード30の潤滑効果を充分に得るために、粒子の粒度は3μm以下0.1μm以上とすることが好ましい。また、クリーニングブレード30からの脱落を防ぐために、クリーニングブレードの主材料と親和性の高い組成である方が好ましい。
一般にクリーニングブレード30は、ウレタン樹脂を主体とすることが多く、シリコーン樹脂粒子もウレタン変成シリコーン、アクリル変成シリコーン等が好ましい。
これらのシリコーン樹脂粒子は、クリーニングブレードとのなじみがよく、粒子の脱落が生じにくい。また、ブレードの材質を大きく変化させないために摩耗、引き裂き等が生じにくいために、クリーニングブレード30の欠け、摩耗等による劣化が生じにくくなる。
フッ素原子含有樹脂粒子としては、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、四フッ化エチレン六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂、およびこれらの共重合樹脂等の粒子が挙げられる。
シリコーン樹脂粒子としては特に制限は無いが、クリーニングブレード30の潤滑効果を充分に得るために、粒子の粒度は3μm以下0.1μm以上とすることが好ましい。また、クリーニングブレード30からの脱落を防ぐために、クリーニングブレードの主材料と親和性の高い組成である方が好ましい。
一般にクリーニングブレード30は、ウレタン樹脂を主体とすることが多く、シリコーン樹脂粒子もウレタン変成シリコーン、アクリル変成シリコーン等が好ましい。
これらのシリコーン樹脂粒子は、クリーニングブレードとのなじみがよく、粒子の脱落が生じにくい。また、ブレードの材質を大きく変化させないために摩耗、引き裂き等が生じにくいために、クリーニングブレード30の欠け、摩耗等による劣化が生じにくくなる。
フッ素原子含有樹脂粒子としては、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、四フッ化エチレン六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂、およびこれらの共重合樹脂等の粒子が挙げられる。
感光体1の表面には、固体又は液体の滑剤剤を塗布することが好ましい。
潤滑剤としては、各種ワックス類、金属石鹸類等が挙げられる。
ワックス類としては、オレフィン系ワックスやエステル系ワックス等の合成ワックス、各種天然ワックス等が使用できる。金属石鹸類としては、ステアリン酸等の脂肪酸との金属塩が使用できる。
潤滑剤の選択は、クリーニングブレード30の使用状況に合わせて、ワックスの融点や感光体1への親和性、消費量等から最適な条件を選定する。
潤滑剤としては、各種ワックス類、金属石鹸類等が挙げられる。
ワックス類としては、オレフィン系ワックスやエステル系ワックス等の合成ワックス、各種天然ワックス等が使用できる。金属石鹸類としては、ステアリン酸等の脂肪酸との金属塩が使用できる。
潤滑剤の選択は、クリーニングブレード30の使用状況に合わせて、ワックスの融点や感光体1への親和性、消費量等から最適な条件を選定する。
本発明において用いるトナーは、従来公知の方法で製造できる。
トナーの製造方法としては、粉砕法と重合法とがある。粒度の調整安定性、画像品質の面から重合法が好適である。
トナーには、外添剤として、1種以上の無機、有機微粒子を混合することが好ましい。これにより、トナーの流動性や帯電特性を調整できるようになる。
トナーの製造方法としては、粉砕法と重合法とがある。粒度の調整安定性、画像品質の面から重合法が好適である。
トナーには、外添剤として、1種以上の無機、有機微粒子を混合することが好ましい。これにより、トナーの流動性や帯電特性を調整できるようになる。
有機微粒子は、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。有機微粒子としては、上記の樹脂を2種以上併用してもよい。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
ビニル系樹脂を構成するモノマーとしては、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンのようなスチレン誘導体、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンのようなエチレン不飽和モノオレフィン類、ブタジエンのような不飽和ポリエン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、沸化ビニルのようなハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルのようなビニルエステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルのようなα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸エステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロぺニルケトンのようなビニルケトン類、N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンのようなN−ビニル化合物、ビニルナフタリン類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのようなアクリル酸誘導体、又はメタクリル酸誘導体が挙げられる。これらのビニル系モノマーは単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
この中でも、スチレン系モノマー、アクリル系モノマーを単独、あるいは併用することが好ましい。
上記以外のビニル系樹脂としては、例えばポエチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体等が挙げられる。
さらには、架橋性モノマーを用いることができる。
ここで架橋剤としては、主として2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族ジビニル化合物、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート等の二重結合を2個有するカルボン酸エステル、ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホン等のジビニル化合物、及び3個以上のビニル基を有する化合物が単独もしくは混合物として用いられる。
ビニル系樹脂を構成するモノマーとしては、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンのようなスチレン誘導体、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンのようなエチレン不飽和モノオレフィン類、ブタジエンのような不飽和ポリエン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、沸化ビニルのようなハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルのようなビニルエステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルのようなα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸エステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロぺニルケトンのようなビニルケトン類、N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンのようなN−ビニル化合物、ビニルナフタリン類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのようなアクリル酸誘導体、又はメタクリル酸誘導体が挙げられる。これらのビニル系モノマーは単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
この中でも、スチレン系モノマー、アクリル系モノマーを単独、あるいは併用することが好ましい。
上記以外のビニル系樹脂としては、例えばポエチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体等が挙げられる。
さらには、架橋性モノマーを用いることができる。
ここで架橋剤としては、主として2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族ジビニル化合物、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート等の二重結合を2個有するカルボン酸エステル、ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホン等のジビニル化合物、及び3個以上のビニル基を有する化合物が単独もしくは混合物として用いられる。
球形状トナーは、例えば、少なくともバインダー用の樹脂材料又は/及びそのプレポリマー、着色剤、離型剤を有機溶媒中に含むトナー材料の有機溶媒液を、水系媒体中に微細液滴状に分散させ、その後、該有機溶媒及び水系媒体を除去することにより得られる。または上記分散している間若しくはその後に該液滴中のプレポリマーを架橋及び/又は伸長反応させた後、該有機溶媒及び水系媒体を除去することにより得られる。
好適には、少なくとも有機溶媒中に、活性水素を有する化合物、及びこれと反応可能な部位を有する重合体、又は分子内に活性水素及びこれと反応可能な部位を有すると同時に有する自己重合性材料、着色剤、離型剤を、好ましくはこれらを含有した組成物の形で、溶解又は分散させ、該活性水素と反応可能な部位を反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒及び水系媒体を除去し、洗浄、乾燥する。
前記反応時に攪拌強さを調整したり、乾燥後に強攪拌することで、トナーの円形度を調整するようにしてもよい。樹脂材料又は/及びそのプレポリマーとしては、各種の材料を用いることができ、特にポリエステル樹脂又は/及びポリエステルプレポリマーを好ましく用いることができる。
なお、上述した工程は一例であり、球形状トナーは、上記製法以外の方法で製造してもよい。
好適には、少なくとも有機溶媒中に、活性水素を有する化合物、及びこれと反応可能な部位を有する重合体、又は分子内に活性水素及びこれと反応可能な部位を有すると同時に有する自己重合性材料、着色剤、離型剤を、好ましくはこれらを含有した組成物の形で、溶解又は分散させ、該活性水素と反応可能な部位を反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒及び水系媒体を除去し、洗浄、乾燥する。
前記反応時に攪拌強さを調整したり、乾燥後に強攪拌することで、トナーの円形度を調整するようにしてもよい。樹脂材料又は/及びそのプレポリマーとしては、各種の材料を用いることができ、特にポリエステル樹脂又は/及びポリエステルプレポリマーを好ましく用いることができる。
なお、上述した工程は一例であり、球形状トナーは、上記製法以外の方法で製造してもよい。
トナーには、流動性や帯電特性を調整する手段として、外添剤を添加しても良い。
外添剤の一次粒子径は、20nm〜80nmとすることが好ましく、特に30nm〜70nmとすることが好ましい。
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。
この外添剤の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい。
外添剤の具体例としては、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、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。
外添剤の一次粒子径は、20nm〜80nmとすることが好ましく、特に30nm〜70nmとすることが好ましい。
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。
この外添剤の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい。
外添剤の具体例としては、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、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。
画像形成装置20を構成する感光体1には、任意の機能を付加し得る保護層を設けてもよい。
保護層には摩擦係数を低減化する材料を用いてもよい。
例えば、低摩擦係数を有する樹脂を用いて保護層を形成したり、感光体中に含フッ素樹脂等の低摩擦係数を有する微粒子を分散したり、感光体表面に脂肪酸金属塩等の潤滑剤を塗布したりする方法が挙げられる。
上記保護層形成用の材料としては、例えば、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。
上記保護層には、耐摩耗性、及び耐フィルミング性を向上させる目的でフィラーを添加しても良い。
保護層に添加されるこれらのフィラーの量は、重量基準で通常は、10〜40%、好ましくは20〜30%である。
フィラーの量が10%未満であると、摩耗が大きくなり、良好な耐久性が得られなくなる。一方、40%を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。
フィラーの粒径は、平均1次粒径として0.3〜1.2μm、好ましくは、0.3〜0.7μmであり、粒径が小さい場合には耐摩耗性が充分でなく、また、粒径が大きい場合には書き込み光を散乱させるため好ましくない。
さらに保護層には、フィラーの分散性を向上させるために分散助剤を添加してもよい。
分散助剤は塗料等に使用されるもの(例えば、変性エポキシ樹脂縮合物、不飽和ポリカルボン酸低分子量ポリマー等)が適宜利用でき、その量は重量基準で通常は、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。
保護層には摩擦係数を低減化する材料を用いてもよい。
例えば、低摩擦係数を有する樹脂を用いて保護層を形成したり、感光体中に含フッ素樹脂等の低摩擦係数を有する微粒子を分散したり、感光体表面に脂肪酸金属塩等の潤滑剤を塗布したりする方法が挙げられる。
上記保護層形成用の材料としては、例えば、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。
上記保護層には、耐摩耗性、及び耐フィルミング性を向上させる目的でフィラーを添加しても良い。
保護層に添加されるこれらのフィラーの量は、重量基準で通常は、10〜40%、好ましくは20〜30%である。
フィラーの量が10%未満であると、摩耗が大きくなり、良好な耐久性が得られなくなる。一方、40%を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。
フィラーの粒径は、平均1次粒径として0.3〜1.2μm、好ましくは、0.3〜0.7μmであり、粒径が小さい場合には耐摩耗性が充分でなく、また、粒径が大きい場合には書き込み光を散乱させるため好ましくない。
さらに保護層には、フィラーの分散性を向上させるために分散助剤を添加してもよい。
分散助剤は塗料等に使用されるもの(例えば、変性エポキシ樹脂縮合物、不飽和ポリカルボン酸低分子量ポリマー等)が適宜利用でき、その量は重量基準で通常は、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、上記保護層には、電荷輸送材料を添加してもよく、残留電位の低減等、露光に対する特性を向上させることができる。
電荷輸送材料の添加量は、重量基準で低分子電荷輸送材料の場合、フィラーを除いた固形分の20〜60%が好ましく、保護層の機械的特性が損なわれない範囲で、露光特性を向上させる程度に添加する。
高分子電荷輸送材料を適用する場合、それ自体、バインダーとしての機能するので、添加量をさらに増やすことができ、フィラーを除いた固形分の20〜95%とすることができる。
電荷輸送材料の添加量は、重量基準で低分子電荷輸送材料の場合、フィラーを除いた固形分の20〜60%が好ましく、保護層の機械的特性が損なわれない範囲で、露光特性を向上させる程度に添加する。
高分子電荷輸送材料を適用する場合、それ自体、バインダーとしての機能するので、添加量をさらに増やすことができ、フィラーを除いた固形分の20〜95%とすることができる。
一般的に、バインダー樹脂に低分子電荷輸送材料が添加された膜は、その添加量に従って膜強度が低下する。
更に、無機微粒子が添加されるとき、バインダーとの接着性は良好に保つ必要があり、特に表層での無機微粒子の保持性は耐摩耗性の点から重要である。
通常、無機微粒子が表面処理されたものを用いると、バインダーとの親和性が向上し、膜自体の強度を向上させることができる。
更に、保護層中には、酸化防止剤を必要に応じて添加する。酸化防止剤については後記する。
更に、無機微粒子が添加されるとき、バインダーとの接着性は良好に保つ必要があり、特に表層での無機微粒子の保持性は耐摩耗性の点から重要である。
通常、無機微粒子が表面処理されたものを用いると、バインダーとの親和性が向上し、膜自体の強度を向上させることができる。
更に、保護層中には、酸化防止剤を必要に応じて添加する。酸化防止剤については後記する。
感光体1に保護層を形成する方法としては、例えば、スプレー法等、通常の塗布法が採用され、保護層の厚さは0.5〜10μmとし、好ましくは4〜6μm程度とする。
感光体1と保護層との間には、別の中間層を形成してもよい。
中間層は、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。
この中間層形成用のバインダー樹脂としては、例えば、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が挙げられる。
中間層の形成方法としては、通常の塗布法が適用でき、中間層の厚さは、0.05〜2μm程度が適当である。
感光体1と保護層との間には、別の中間層を形成してもよい。
中間層は、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。
この中間層形成用のバインダー樹脂としては、例えば、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が挙げられる。
中間層の形成方法としては、通常の塗布法が適用でき、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、特に感度低下や残留電位の上昇を防止する目的で、上記保護層や上記中間層に、酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質及びレベリング剤を添加してもよい。
酸化防止剤の具体例としては、例えば、フェノール系化合物として、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、n−オクタデシル−3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]グリコールエステル、トコフェロール類等が挙げられる。
パラフェニレンジアミン類として、N−フェニル−N−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N−ジメチル−N,N−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミン等が挙げられる。
ハイドロキノン類として、2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノン等が挙げられる。
有機硫黄化合物類として、ジラウリル−3,3−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3−チオジプロピオネート等が挙げられる。
有機燐化合物類として、トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィン等が挙げられる。
パラフェニレンジアミン類として、N−フェニル−N−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N−ジメチル−N,N−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミン等が挙げられる。
ハイドロキノン類として、2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノン等が挙げられる。
有機硫黄化合物類として、ジラウリル−3,3−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3−チオジプロピオネート等が挙げられる。
有機燐化合物類として、トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィン等が挙げられる。
可塑剤の具体例としては、リン酸エステル系可塑剤として、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニル等が挙げられる。
フタル酸エステル系可塑剤として、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチル等が挙げられる。
芳香族カルボン酸エステル系可塑剤として、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−n−オクチル、オキシ安息香酸オクチル等が挙げられる。
脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤として、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−n−オクチル、アジピン酸−n−オクチル−n−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−2−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−n−オクチル等が挙げられる。
脂肪酸エステル誘導体系可塑剤として、オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリン等が挙げられる。
オキシ酸エステル系可塑剤として、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル等が挙げられる。
エポキシ系可塑剤として、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシル等が挙げられる。
二価アルコールエステル系可塑剤として、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチラート等が挙げられる。
含塩素系可塑剤として、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチル等が挙げられる。
ポリエステル系可塑剤として、ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステル等が挙げられる。
スルホン酸誘導体系可塑剤として、p−トルエンスルホンアミド、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンエチルアミド、o−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−N−エチルアミド、p−トルエンスルホン−N−シクロヘキシルアミド等が挙げられる。
クエン酸誘導体系可塑剤として、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−n−オクチルデシル等が挙げられる。
その他、ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、2−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチル等が挙げられる。
フタル酸エステル系可塑剤として、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチル等が挙げられる。
芳香族カルボン酸エステル系可塑剤として、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−n−オクチル、オキシ安息香酸オクチル等が挙げられる。
脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤として、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−n−オクチル、アジピン酸−n−オクチル−n−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−2−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−n−オクチル等が挙げられる。
脂肪酸エステル誘導体系可塑剤として、オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリン等が挙げられる。
オキシ酸エステル系可塑剤として、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル等が挙げられる。
エポキシ系可塑剤として、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシル等が挙げられる。
二価アルコールエステル系可塑剤として、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチラート等が挙げられる。
含塩素系可塑剤として、塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチル等が挙げられる。
ポリエステル系可塑剤として、ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステル等が挙げられる。
スルホン酸誘導体系可塑剤として、p−トルエンスルホンアミド、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンエチルアミド、o−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−N−エチルアミド、p−トルエンスルホン−N−シクロヘキシルアミド等が挙げられる。
クエン酸誘導体系可塑剤として、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−n−オクチルデシル等が挙げられる。
その他、ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、2−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチル等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤を用いることができ、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が挙げられる。
サルシレート系紫外線吸収剤としては、フェニルサルシレート、2,4ジ−t−ブチルフェニル3,5−ジ−t−ブチル4ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、(2−ヒドロキシ5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2−ヒドロキシ5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2−ヒドロキシ3−ターシャリブチル5−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾール等が挙げられる。
シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、メチル2−カルボメトキシ3(パラメトキシ)アクリレート等が挙げられる。
クエンチャー(金属錯塩系)紫外線吸収剤としては、ニッケル(2,2チオビス(4−t−オクチル)フェノレート)ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェート等が挙げられる。
HALS(ヒンダードアミン)系紫外線吸収剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ〔4,5〕ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等が挙げられる。
サルシレート系紫外線吸収剤としては、フェニルサルシレート、2,4ジ−t−ブチルフェニル3,5−ジ−t−ブチル4ヒドロキシベンゾエート等が挙げられる。
ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤としては、(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、(2−ヒドロキシ5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2−ヒドロキシ5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2−ヒドロキシ3−ターシャリブチル5−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾール等が挙げられる。
シアノアクリレート系紫外線吸収剤としては、エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、メチル2−カルボメトキシ3(パラメトキシ)アクリレート等が挙げられる。
クエンチャー(金属錯塩系)紫外線吸収剤としては、ニッケル(2,2チオビス(4−t−オクチル)フェノレート)ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェート等が挙げられる。
HALS(ヒンダードアミン)系紫外線吸収剤としては、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ〔4,5〕ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等が挙げられる。
上述した画像形成装置は、複写装置、ファクシミリ、プリンター内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形態で、それら装置内に組み込まれ、着脱自在としたものであってもよい。
ここで、プロセスカートリッジとは、感光体を内蔵し、外に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段を含んだ1つの装置(部品)である。
ここで、プロセスカートリッジとは、感光体を内蔵し、外に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段を含んだ1つの装置(部品)である。
以下、画像形成装置を構成するクリーニングブレードとトナーの具体的なサンプルを作製し、これらを用いて画像形成し、評価を行った。なお、本発明は以下に示す例に限定されるものではない。
(クリーニングブレード1〜6を作製する)
〔クリーニングブレード1〕
樹脂粒子含有クリーニングブレードを作製する。
ポリオール100部に対して、一次平均粒径15nmのルチル型酸化チタン微粒子(テイカ株式会社製MT150A)10部を、3本ロールミルを用いて混合した。その後、イソシアネートと混合して、フッソ系の離型剤を塗布した金型に注入し、150℃で1時間保持した。その後、シート状に硬化したポリウレタンゴムを脱型した。その後、ポリウレタンゴムを平板上に100℃で7日間静置したのち、短冊状に切り取り、クリーニングブレード1とした。
〔クリーニングブレード1〕
樹脂粒子含有クリーニングブレードを作製する。
ポリオール100部に対して、一次平均粒径15nmのルチル型酸化チタン微粒子(テイカ株式会社製MT150A)10部を、3本ロールミルを用いて混合した。その後、イソシアネートと混合して、フッソ系の離型剤を塗布した金型に注入し、150℃で1時間保持した。その後、シート状に硬化したポリウレタンゴムを脱型した。その後、ポリウレタンゴムを平板上に100℃で7日間静置したのち、短冊状に切り取り、クリーニングブレード1とした。
〔クリーニングブレード2〕
ポリオール100部に対して、平均粒径250nmのルチル型酸化チタン(石原産業製CR-EL)10部を、3本ロールミルを用いて混合した。その後、ジイソシアネートと混合してフッソ系の離型剤を塗布した金型に注入し、150℃で1時間保持した。その後、シート状に硬化したポリウレタンゴムを脱型した。その後、ポリウレタンゴムを平板上に100℃で7日間静置したのち、短冊状に切り取り、クリーニングブレード2とした。
ポリオール100部に対して、平均粒径250nmのルチル型酸化チタン(石原産業製CR-EL)10部を、3本ロールミルを用いて混合した。その後、ジイソシアネートと混合してフッソ系の離型剤を塗布した金型に注入し、150℃で1時間保持した。その後、シート状に硬化したポリウレタンゴムを脱型した。その後、ポリウレタンゴムを平板上に100℃で7日間静置したのち、短冊状に切り取り、クリーニングブレード2とした。
〔クリーニングブレード3〕
上記クリーニングブレード1の例において、3本ロールミルによる混練条件を変更して微粒子の分散性を調整し、最終的に得られるクリーニングブレードの突起数と突起の頻度を制御した。その他の条件はクリーニングブレード1の例と同様としてクリーニングブレード3とした。
上記クリーニングブレード1の例において、3本ロールミルによる混練条件を変更して微粒子の分散性を調整し、最終的に得られるクリーニングブレードの突起数と突起の頻度を制御した。その他の条件はクリーニングブレード1の例と同様としてクリーニングブレード3とした。
〔クリーニングブレード4〕
上記クリーニングブレード2の例において、3本ロールミルによる混練条件を変更して微粒子の分散性を調整し、最終的に得られるクリーニングブレードの突起数と突起の頻度を制御した。その他の条件はクリーニングブレード2の例と同様としてクリーニングブレード4とした。
上記クリーニングブレード2の例において、3本ロールミルによる混練条件を変更して微粒子の分散性を調整し、最終的に得られるクリーニングブレードの突起数と突起の頻度を制御した。その他の条件はクリーニングブレード2の例と同様としてクリーニングブレード4とした。
〔クリーニングブレード5〕
ポリオール100部に対して、一次平均粒子径200nmのアクリル変成シリコーン(日信化学工業製シャリーヌR130S)10部を、3本ロールミルを用いて混合した。その後、ジイソシアネートと混合してフッソ系の離型剤を塗布した金型に注入し、150℃で1時間保持した。その後、シート状に硬化したポリウレタンゴムを脱型した。ポリウレタンゴムを平板上に100℃で7日間静置したのち、短冊状に切り取り、クリーニングブレード5とした。
ポリオール100部に対して、一次平均粒子径200nmのアクリル変成シリコーン(日信化学工業製シャリーヌR130S)10部を、3本ロールミルを用いて混合した。その後、ジイソシアネートと混合してフッソ系の離型剤を塗布した金型に注入し、150℃で1時間保持した。その後、シート状に硬化したポリウレタンゴムを脱型した。ポリウレタンゴムを平板上に100℃で7日間静置したのち、短冊状に切り取り、クリーニングブレード5とした。
〔クリーニングブレード6〕
フッソ系の離型剤を塗布した金型にポリオールとジイソシアネートの混合物を注入し、150℃で1時間保持した。その後、シート状に硬化したポリウレタンゴムを脱型した。
ポリウレタンゴムを平板上に100℃で7日間静置した後、短冊状に切り取り、クリーニングブレード6とした。
フッソ系の離型剤を塗布した金型にポリオールとジイソシアネートの混合物を注入し、150℃で1時間保持した。その後、シート状に硬化したポリウレタンゴムを脱型した。
ポリウレタンゴムを平板上に100℃で7日間静置した後、短冊状に切り取り、クリーニングブレード6とした。
上述したクリーニングブレード1〜6の特性はポリオールの原材料種及び分子量の調整により行った
次に、クリーニングブレード1〜6の表面に現われた突起の高さと、突起の頻度を測定した。測定装置として、FE−SEM(日立製作所製S-4200)、SPM(エスアイアイ・ナノテクノロジー製SPI3800N)を使用した。
なお、FE−SEMでは、粒度の分かっている粒子を表面に散布した場合の観察高さとの比較により高さを確認した。
クリーニングブレード1〜6の特性を下記表1に示す。
次に、クリーニングブレード1〜6の表面に現われた突起の高さと、突起の頻度を測定した。測定装置として、FE−SEM(日立製作所製S-4200)、SPM(エスアイアイ・ナノテクノロジー製SPI3800N)を使用した。
なお、FE−SEMでは、粒度の分かっている粒子を表面に散布した場合の観察高さとの比較により高さを確認した。
クリーニングブレード1〜6の特性を下記表1に示す。
(トナーを作製する。)
〔原材料〕
水:1000部
フタロシアニングリーン含水ケーキ(固形分30%):200部
カーボンブラック(#44 三菱化学社製):540部
ポリオール樹脂:600部
上記材料を、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度100℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、マスターバッチ顔料を得た。
〔原材料〕
水:1000部
フタロシアニングリーン含水ケーキ(固形分30%):200部
カーボンブラック(#44 三菱化学社製):540部
ポリオール樹脂:600部
上記材料を、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロ−ル表面温度100℃に設定した2本ロールにより45分間混練を行い、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、マスターバッチ顔料を得た。
次に、下記の材料を用意する。
上述の工程で得られたマスターバッチ顔料:10部
ポリオール樹脂:95部
帯電制御剤(オリエント化学社製 ボントロンE−84):2部
ワックス:5部
(脂肪酸エステルワックス、融点83℃、粘度280mPa・s(90℃))
上述の工程で得られたマスターバッチ顔料:10部
ポリオール樹脂:95部
帯電制御剤(オリエント化学社製 ボントロンE−84):2部
ワックス:5部
(脂肪酸エステルワックス、融点83℃、粘度280mPa・s(90℃))
上記材料をミキサーで混合後、2本ロールミルで30分溶融混練し、混練物を圧延冷却した。その後、ジェットミルによる衝突板方式の粉砕機(I式ミル:日本ニューマチック工業社製)と旋回流による風力分級(DS分級機:日本ニューマチック工業社製)を用い、製造条件を変えて、以下のブラック色の着色粒子を得た。
(第一のトナーの球形化処理を行う。)
上述のようにして得られたブラック色の着色粒子を用いて、サーフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)を適用し、体積平均粒径Dv6.1μm、個数平均粒径Dn5.5μm、Dv/Dn1.11(マルチサイザーIIで測定)、平均円形度0.95(フロー式粒子像測定装置FPIA-2100で測定)のトナー母体1を作製した。
上述のようにして得られたブラック色の着色粒子を用いて、サーフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)を適用し、体積平均粒径Dv6.1μm、個数平均粒径Dn5.5μm、Dv/Dn1.11(マルチサイザーIIで測定)、平均円形度0.95(フロー式粒子像測定装置FPIA-2100で測定)のトナー母体1を作製した。
(第二のトナーの球形化処理を行う。)
上述のようにして得られたブラック色の着色粒子を用いて、サーフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)を適用し、体積平均粒径Dv6.1μm、個数平均粒径Dn5.5μm、Dv/Dn1.11(マルチサイザーIIで測定)、平均円形度0.97(フロー式粒子像測定装置FPIA-2100で測定)のトナー母体2を作製した。
上述のようにして得られたブラック色の着色粒子を用いて、サーフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)を適用し、体積平均粒径Dv6.1μm、個数平均粒径Dn5.5μm、Dv/Dn1.11(マルチサイザーIIで測定)、平均円形度0.97(フロー式粒子像測定装置FPIA-2100で測定)のトナー母体2を作製した。
(トナーを作製する。)
上記トナー母体1及びトナー母体2に、これらそれぞれ100重量部に対して、平均粒径120nmの球状シリカ微粒子1.0重量部を乾式混合した。
その後、平均一次粒径が50nm以下の疎水性シリカ0.8重量部を乾式混合して、それぞれトナー1及びトナー2を得た。
上記トナー母体1の100重量部に対して、平均粒径30nmの球状シリカ微粒子をトナー重量100部に対して1.5部を乾式混合し、トナー3を得た。
上記トナー母体1及びトナー母体2に、これらそれぞれ100重量部に対して、平均粒径120nmの球状シリカ微粒子1.0重量部を乾式混合した。
その後、平均一次粒径が50nm以下の疎水性シリカ0.8重量部を乾式混合して、それぞれトナー1及びトナー2を得た。
上記トナー母体1の100重量部に対して、平均粒径30nmの球状シリカ微粒子をトナー重量100部に対して1.5部を乾式混合し、トナー3を得た。
得られたトナーを走査型電子顕微鏡で観察し、画像解析によりトナー形状の長径と短径の比を求めた。具体的には、上記トナー1〜3の各300個を抽出測定して平均値を算定した。
(クリーニングブレードの評価)
上述したクリーニングブレード、及びトナーを適宜組み合わせ、ImagioNeoC385(リコー社製商品名)を適用し、クリーニング特性、及びクリーニングブレードの磨耗の評価を行った。
評価環境は、実験室、低温環境(温度10℃湿度20%)、高温環境(温度30℃、湿度80%)の、3種類の環境を適用するものとし、各1万枚ずつ画像形成を行った。
評価結果を下記表2に示す。
クリーニング特性については、ランク評価5を優良とし1を不良とする5段階評価で行った。
クリーニングブレードの摩耗はブレード長さ方向に摩耗した長さを顕微鏡により測定した。
上述したクリーニングブレード、及びトナーを適宜組み合わせ、ImagioNeoC385(リコー社製商品名)を適用し、クリーニング特性、及びクリーニングブレードの磨耗の評価を行った。
評価環境は、実験室、低温環境(温度10℃湿度20%)、高温環境(温度30℃、湿度80%)の、3種類の環境を適用するものとし、各1万枚ずつ画像形成を行った。
評価結果を下記表2に示す。
クリーニング特性については、ランク評価5を優良とし1を不良とする5段階評価で行った。
クリーニングブレードの摩耗はブレード長さ方向に摩耗した長さを顕微鏡により測定した。
上記表2に示されているように、クリーニングブレードとして、材料はポリウレタンを主体とし、平均粒径が400nm以下の微粒子を含有し、かつクリーニングブレードの表面には、高さ10nm以上1.0μm以下の突起が形成されているものを適用した組み合わせ1〜7の例においては、いずれも実用上充分なクリーニング性が得られ、クリーニングブレードの磨耗性も良好な範囲に低減化できていた。
組み合わせ8の例においては、感光体に潤滑剤を塗布しなかったため、異音の発生があり、経時でのクリーニングブレードの摩耗も大きくなってしまった。
組み合わせ9の例においては、クリーニングブレードの表面に突起を形成しなかったため、クリーニング性の評価において劣った結果となった。
組み合わせ8の例においては、感光体に潤滑剤を塗布しなかったため、異音の発生があり、経時でのクリーニングブレードの摩耗も大きくなってしまった。
組み合わせ9の例においては、クリーニングブレードの表面に突起を形成しなかったため、クリーニング性の評価において劣った結果となった。
組み合わせ4においては、クリーニングブレードの表面に、比較的高い突起が少ない頻度で形成されているため、クリーニング性、及びトナーフィルミングの評価において、組み合わせ1〜3に比較すると若干劣った評価となった。このことから、クリーニングブレード表面の突起頻度は2個以上/20μm四方とすることが好適であることが確かめられた。
組み合わせ6においては、トナーが極めて真球に近いものを用いたので、クリーニング性やトナーフィルミングの評価において組み合わせ1〜3に比較すると若干劣った評価となった。このことから、トナーは楕円形で、長径/短径が1.1以上が好適であることが確かめられた。
1 感光体
2 帯電装置
3 画像露光部
4 現像装置
5 転写装置
6 クリーニング装置
8 定着装置
9 除電ランプ
10 給紙トレイ
20 画像形成装置
30 クリーニングブレード
2 帯電装置
3 画像露光部
4 現像装置
5 転写装置
6 クリーニング装置
8 定着装置
9 除電ランプ
10 給紙トレイ
20 画像形成装置
30 クリーニングブレード
Claims (10)
- 感光体上に静電潜像を形成し、トナーを用いてその静電潜像を顕像化した後、トナー像を媒体に転写、定着して可視像を得る電子写真式画像形成方法であって、
前記トナーは、平均円形度が0.95以上、体積平均粒径が7.0μm以下であるものとし、
前記感光体上の転写残トナーを前記感光体上から取り除くクリーニング工程を有しており、
前記クリーニング工程においては、ゴム弾性体からなるクリーニングブレードを使用するものとし、
当該クリーニングブレードは、ポリウレタンを主体とし、平均粒径が400nm以下の有機又は無機の微粒子を含有しており、かつクリーニングブレードの表面には、高さ10nm以上1.0μm以下の突起が形成されていることを特徴とする電子写真式画像形成方法。 - 前記クリーニングブレードの表面の前記突起は、20μm四方あたり2個以上存在していることを特徴とする請求項1に記載の電子写真式画像形成方法。
- 前記クリーニングブレードの突起は、前記クリーニングブレードが前記感光体に接するエッジ部から0.5〜2μmはなれた位置に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真式画像形成方法。
- 前記クリーニングブレードは、ヤング率が70kgf/cm2〜120kgf/cm2であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電子写真式画像形成方法。
- 前記トナーには、平均粒径80nm以上の有機又は無機の微粒子が混合されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電子写真式画像形成方法。
- 前記トナーは、平均円形度が0.970以上であり、体積平均粒径が6.0μm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電子写真式画像形成方法。
- 前記トナーは、楕円形状であるものとし、長径と短径の比の平均が1.1以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電子写真式画像形成方法。
- 前記感光体の表面に、固体又は液体の滑剤剤を塗布することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の電子写真式画像形成方法。
- 前記クリーニングブレードに含有されている無機微粒子が、酸化チタン又はシリカの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電子写真式画像形成方法。
- 前記クリーニングブレードに含有されている有機微粒子が、アクリル変成シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電子写真式画像形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006070833A JP2007248712A (ja) | 2006-03-15 | 2006-03-15 | 電子写真式画像形成方法 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009134099A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Ricoh Co Ltd | 画像形成用トナー、現像剤及びプロセスカートリッジ |
JP2014077960A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
WO2016103828A1 (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 住友理工株式会社 | クリーニングブレード |
JP2017019913A (ja) * | 2015-07-09 | 2017-01-26 | 信越ポリマー株式会社 | 熱可塑性ポリウレタンエラストマー組成物、柔軟性材料、および通信ケーブル |
JP2020067529A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
-
2006
- 2006-03-15 JP JP2006070833A patent/JP2007248712A/ja active Pending
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---|---|---|---|---|
JP2009134099A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Ricoh Co Ltd | 画像形成用トナー、現像剤及びプロセスカートリッジ |
JP2014077960A (ja) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
WO2016103828A1 (ja) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | 住友理工株式会社 | クリーニングブレード |
JPWO2016103828A1 (ja) * | 2014-12-22 | 2017-09-28 | 住友理工株式会社 | クリーニングブレード |
JP2017019913A (ja) * | 2015-07-09 | 2017-01-26 | 信越ポリマー株式会社 | 熱可塑性ポリウレタンエラストマー組成物、柔軟性材料、および通信ケーブル |
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