JP2010066386A - 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】現像ローラ長さL0と入口シール長さL1とは、共にサイドシール内側間距離L2よりも長く(L0、L1>L2)、かつ、各サイドシール64は、現像ローラ15のローラ部34外周面と接するが、入口シール63とは接しないように配置したことを特徴とする現像装置11である。
【選択図】図5
Description
ここで、特許文献1における現像装置のトナー漏れ防止構成に係る要部を示す図12および後述の本実施形態に係る図3を参照して、現像ローラの周辺からのトナー漏れに関する従来技術例を説明する。なお、特許文献1における現像装置のトナー漏れ防止構成の詳細は、その段落「0106」〜「0114」に詳しく記載されていると共にその図9〜図11に詳しく示されていることを付記しておく。
現像剤として、流動性に優れ、高画質な印字が可能な重合トナーが近年は多く使用されるため、従来以上のシール性が求められている。
請求項1記載の発明の目的は、上述の特許文献1の問題点を解決するために、入口封止部材(入口シール)は両端に配置された端部封止部材(サイドシール)に対しオーバーラップする長さであるが、端部封止部材と接しない構成とすることにより、入口封止部材を端部封止部材と現像剤担持体(現像ローラ)とに挟まれないようにし、現像剤担持体上の微量な現像剤(トナー)の掻き取りを無くして、シール性を確保しつつ現像剤落ちの発生を防止することにある。
請求項1記載の発明は、像担持体に対向して現像剤収容器内に配置され外周面上の現像剤を保持して前記像担持体に搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の両端外周部に接するように配置された端部封止部材と、前記現像剤担持体の下方に形成される前記現像剤収容器の開口部との隙間を封止すべく現像剤担持体に摺擦させるように配置される入口封止部材とを有する現像装置において、前記現像剤担持体の長さL0と前記入口封止部材の長さL1とは、共に前記各端部封止部材の内側間距離L2よりも長く(L0、L1>L2)、かつ、前記各端部封止部材は、前記現像剤担持体と接するが、前記入口封止部材とは接しないように配置されていることを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、上記構成により、入口封止部材が端部封止部材と接触しないため、現像剤(トナー)を掻き取ることがなく、現像剤担持体の各端部における現像剤(トナー)漏れおよび現像剤(トナー)落ちのない現像装置を実現し提供できる。
まず、図1を参照して、本発明を適用した第1の実施形態に係るプロセスカートリッジが搭載された第1の実施形態に係る画像形成装置100の全体構成(構造、以下同様)について説明する。同図において、1は画像形成装置100の装置本体を示す。この装置本体1の上部には、原稿の画像を読み取る画像読取装置2が装着され、内部にはプロセスカートリッジ3が着脱自在に設けられている。プロセスカートリッジ3の下方には、シート状記録媒体としての転写用紙Sを案内するシート搬送路4が形成されている。
図1において、プロセスカートリッジ3付近に二点鎖線で示す部材は、プロセスカートリッジ3を構成する感光体9の軸および現像ケース13に一体的に設けられた被案内軸を装置本体1の所定の位置に着脱自在に案内する着脱案内手段としての案内部材を示している。
さらに、プロセスカートリッジ3の上部には、画像信号に基づいて変調されたレーザ光を感光体9の帯電部分に走査することにより静電潜像を形成する潜像形成部18が設けられている。感光体9の左側近傍には、感光体9上に残留した現像剤(トナー)等をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニング装置49が設けられている。
このような構成において、現像に際し、現像ケース13内のトナー(図示せず)は、回転体である攪拌部材14により攪拌されつつ供給ローラ16に移送され、現像ローラ15と供給ローラ16との間において摩擦により帯電され、さらに、現像ローラ15とブレード17との間で摩擦により帯電される。現像ローラ15は図1、図3において図中矢印反時計方向に回転し、ブレード17の下を潜り抜ける量のトナーが現像ローラ15に付着する。この現像ローラ15に供給されたトナーにより感光体9上の静電潜像が現像される。
図3に示すように、現像ケース13には、現像ローラ15のローラ部34が配置されるトナー出口61と、このトナー出口61の下縁から感光体9に向けて延出する平坦面62とが形成されている。この平坦面62には例えばポリエステル等のように弾性を有するプラスチックフィルムにより形成された入口シール63が接着等の手段により貼付されている。この入口シール63の平坦面62の端から外れた自由端部側(トナー出口61側)は自らの弾性により現像ローラ15のローラ部34の外周面に弾性的に接触する。
すなわち、本実施形態の現像装置11は、現像ローラ長さL0と入口シール長さL1とは、共にサイドシール内側間距離L2よりも長く(L0、L1>L2)、かつ、各サイドシール64は、現像ローラ15のローラ部34外周面と接するが、入口シール63とは接しないように配置したことを特徴としている。各サイドシール64は、図12に示した従来の現像装置のそれと比較して、現像ローラ15のローラ部34外周面と接する角度範囲を狭めて小さく形成されている。
具体的には、入口シール63は、厚さ0.05〜0.1mm程度のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを使用するのが一般的だが、ウレタンシートでも良い。サイドシール64は、基材には永久ひずみが小さく、比較的硬度が高い発泡ウレタンを使用し、表層には現像ローラ15の外周部ゴム層に対して摺動性の高い材質(例えばテフロン(登録商標)植毛、テフロン(登録商標)テープ)が望ましい。入口シール長さL1は、現像ローラ長さL0よりも長くても短くても良い。
図6に、第2の実施形態の現像装置11Aの要部を示す。現像装置11Aは、図12の従来の現像装置と比較して、各サイドシール64に代えて、現像ローラ15の軸方向外側に対応した部分をそれぞれL3、L4の長さをもって矩形状に切り欠かれている各サイドシール64Aを用いる点が主に相違する。
上記相違点以外は、第2の実施形態の現像装置11Aを有する図示しないプロセスカートリッジ、この図示しないプロセスカートリッジまたは現像装置11Aを有する図示しない画像形成装置は、図1〜図4に示した第1の実施形態の現像装置11、この現像装置11を有するプロセスカートリッジ3または現像装置11を有する画像形成装置100と同様である。
図7に、第3の実施形態の現像装置11Bの要部を示す。現像装置11Bは、図5に示した第1の実施形態の現像装置11と比較して、現像装置11と同様の各サイドシール64の下端に、現像ローラ15のローラ部34外周面に沿って延びて入口シール63と接する各サイドシール64とは異なる硬度の低い別部材としての各副サイドシール66が接続されて設けられている点が主に相違する。
図7において、副サイドシール66は、ハッチング破線で表されている。また、同図において、67は入口シール63の各端部が各副サイドシール66と接する重合部分を、67aは副サイドシール66の先端をそれぞれ表している。サイドシール64と副サイドシール66とを合わせた形状は、図12の従来の現像装置におけるサイドシール64と同じ形状である。
上記相違点以外は、第3の実施形態の現像装置11Bを有する図示しないプロセスカートリッジ、この図示しないプロセスカートリッジまたは現像装置11Bを有する図示しない画像形成装置は、図1〜図4に示した第1の実施形態の現像装置11、この現像装置11を有するプロセスカートリッジ3または現像装置11を有する画像形成装置100と同様である。
換言すれば、本実施形態は、図5の第1の実施形態の現像装置11と比較して、入口シール63の各端部は各副サイドシール66と接するが、各副サイドシール66は現像ローラ15のローラ部34と接するサイドシール64よりも硬度が柔らかく、反発力が小さく設定されている。
現像ローラ15は低硬度の副サイドシール66に接触してもしなくてもどちらでも良い。サイドシール64と副サイドシール66とは、材料構成がほぼ同じで硬度のみ異なるようにその配合成分の割合を変えて一体成形することも可能である。
図8に、第2の実施形態の変形例1に係る現像装置11Cの要部を示す。現像装置11Cは、図6に示した第2の実施形態の現像装置11Aと比較して、各サイドシール64Aにおいて、L3、L4の長さをもって切り欠かれた部分を、各サイドシール64Aとは異なる硬度の低い別部材としての各副サイドシール68が接続されて設けられている点が主に相違する。
図8において、副サイドシール68は、ハッチング破線で表されている。また、同図において、69は入口シール63の各端部が各副サイドシール68と接する重合部分を表している。サイドシール64Aと副サイドシール68とを合わせた形状は、図12の従来の現像装置におけるサイドシール64と同じ形状である。
サイドシール64Aと副サイドシール68とは、材料構成がほぼ同じで硬度のみ異なるようにその配合成分の割合を変えて一体成形することも可能である。
上記のように種類の豊富な発泡ウレタンを使用することで、さらに安価な現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することができる。
600dpi以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径(D4)は3〜8μmが好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。
体積平均粒径(D4)が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。体積平均粒径(D4)が8μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。
また、体積平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)は1.00〜1.40の範囲にあることが好ましい。(D4/D1)が1.00に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子またはトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。
SF1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・式(1)
SF1の値が100の場合、トナーの形状は真球となり、SF1の値が大きくなるほど不定形になる。
SF2={(PERI)2/AREA}×(100/4π) ・・・式(2)
SF2の値が100の場合、トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
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。
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との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数SF1、SF2のいずれかが180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。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。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
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。
[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。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋および/または伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、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。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常20/80〜95/5、好ましくは70/30〜95/5、さらに好ましくは75/25〜95/5、特に好ましくは80/20〜93/7である。ウレア変性ポリエステルの重量比が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。
また、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、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。
着色剤としては、公知の染料およ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、サリチル酸金属塩および、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、バインダー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、バインダー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。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。
しかし、疎水性シリカ微粒子および疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
(トナーの製造方法)
(1)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。
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。20000重量部を超えると経済的でない。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(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。
メタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、
ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
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。
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。
荷電制御剤の打ち込み、およ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。
図11を参照して、本発明の第4の実施形態に係る画像形成装置の全体構成と共に動作を説明する。
同図に示す画像形成装置は、フルカラー画像形成装置150であり、4色のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色毎に像担持体としての感光体9、現像手段としての現像装置11等を具備し、各色のトナー像を転写用紙に順次転写することにより、フルカラー画像を形成するタンデム方式の装置構成である。
各画像形成部142Y、142M、142C、142Bkの感光体9Y、9M、9C、9Bkの配置位置の図11において下方には、転写用紙Sを吸着し搬送する搬送転写ベルト125が対向して張設されている。搬送転写ベルト125は、駆動ローラ135と従動ローラ137との間に掛け渡されて図中矢印方向(反時計回り)に走行搬送するようになっている。搬送転写ベルト125は、転写用紙Sを静電吸着・担持し搬送する搬送転写手段ないし被転写媒体搬送手段として機能する。
図示しない操作パネルのキー操作等によりフルカラー画像形成の信号が送信されると、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各画像形成部142Y、142M、142C、142Bkが所定のタイミングでそれぞれ作動して、各感光体9Y、9M、9C、9Bk上に各色のトナー像が形成される。これを画像形成部142Yで例示すると、感光体9Yが図11中時計回り方向に回転するとともに、その外表面が帯電ブラシローラ10Yにより一様に帯電された後、図示しない露光装置の上記LDから画像信号に応じてレーザ光124Yが照射され、上記ポリゴンミラーにより走査されつつ感光体9Y上に露光・結像されて、静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光体9Yが現像装置11Yに対向すると、現像装置11Y内の現像剤担持体ないしトナー担持体である現像ローラ15(図1、図3参照)により現像装置11Y内の非磁性1成分現像剤であるトナーが感光体9Yと対向する現像領域へ搬送されることで、トナーが感光体9Yの表面に形成された静電潜像に供給・付着されて現像され、感光体9Y上にイエロー(Y)の顕像化されたトナー像が形成される。
他色の画像形成部142M、142C、142Bkでも、画像形成部142Yと同様にしてトナー像が形成される。
一色目のイエロー(Y)のトナー像転写位置において、転写装置128Yにより形成される電界の作用で、イエロー(Y)のトナー像が転写用紙Sに転写され、その転写が行われると同時に、転写用紙Sは搬送転写ベルト125に静電吸着されて搬送転写ベルト125により搬送される。このようにしてイエロー(Y)のトナー像が転写された転写用紙Sは、各色毎に順に設けられた転写装置128M、128C、128Bkと各感光体ドラム1M、1C、1Bkとの間の転写位置に順次搬送され、各感光体ドラム1M、1C、1Bk上に形成されたシアン(C)のトナー像、マゼンタ(M)のトナー像、ブラック(Bk)のトナー像が転写用紙S上に順次転写される。こうして全ての色のトナー像が転写用紙S上に転写されることでフルカラーのトナー像が転写用紙S上に形成される。
このようなプロセスカートリッジを構成した実施形態によれば、上述した第1〜第4の実施形態等の利点・作用効果を奏することは元より、プロセスカートリッジを有しているので、図11に示した装置本体145への着脱を容易にし、操作性を向上することができる。
本発明を実施例を含む特定の実施形態等について説明したが、本発明が開示する技術的範囲は、上述した実施形態等に例示されているものに限定されるものではなく、それらを適宜組み合わせて構成してもよく、本発明の範囲内において、その必要性および用途等に応じて種々の実施形態や変形例あるいは実施例を構成し得ることは当業者ならば明らかである。
3 プロセスカートリッジ
8 感光体ケース
9 感光体(像担持体)
11,11A,11B,11C 現像装置
12 転写部
13 現像ケース(現像剤収容器)
13a 支持壁、ケース壁
13b 支持壁
13e トナー収納部
15 現像ローラ(現像剤担持体)
16 供給ローラ(現像剤供給部材)
17 ブレード(現像剤層規制部材)
18 潜像形成部
25 定着部
34 ローラ部
35 軸部
41 外壁
61 トナー出口(開口部)
62 平坦面
63 入口シール(入口封止部材)
64,64A サイドシール(端部封止部材)
66,68 副サイドシール(別部材)
150 フルカラー画像形成装置(画像形成装置)
S 転写用紙(シート状記録媒体)
Claims (9)
- 像担持体に対向して現像剤収容器内に配置され外周面上の現像剤を保持して前記像担持体に搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の両端外周部に接するように配置された端部封止部材と、前記現像剤担持体の下方に形成される前記現像剤収容器の開口部との隙間を封止すべく現像剤担持体に摺擦させるように配置される入口封止部材とを有する現像装置において、
前記現像剤担持体の長さL0と前記入口封止部材の長さL1とは、共に前記各端部封止部材の内側間距離L2よりも長く(L0、L1>L2)、かつ、前記各端部封止部材は、前記現像剤担持体と接するが、前記入口封止部材とは接しないように配置されていることを特徴とする現像装置。 - 像担持体に対向して現像剤収容器内に配置され外周面上の現像剤を保持して前記像担持体に搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の両端外周部に接するように配置された端部封止部材と、前記現像剤担持体の下方に形成される前記現像剤収容器の開口部との隙間を封止すべく現像剤担持体に摺擦させるように配置される入口封止部材とを有する現像装置において、
前記各端部封止部材は、内側間距離L2を有して配置され、かつ、前記現像剤担持体の軸方向外側に対応した部分をそれぞれL3、L4の長さをもって切り欠かれており、前記現像剤担持体の長さL0と前記入口封止部材の長さL1とは、共に前記各端部封止部材の切り欠かれた部分間の距離L5(L2+L3+L4)よりも長く(L0、L1>L5(L2+L3+L4))、かつ、前記各端部封止部材は、前記距離L5の間において前記現像剤担持体と接するが、前記入口封止部材とは接しないように配置されていることを特徴とする現像装置。 - 像担持体に対向して現像剤収容器内に配置され外周面上の現像剤を保持して前記像担持体に搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の両端外周部に接するように配置された端部封止部材と、前記現像剤担持体の下方に形成される前記現像剤収容器の開口部との隙間を封止すべく現像剤担持体に摺擦させるように配置される入口封止部材とを有する現像装置において、
前記現像剤担持体の長さL0と前記入口封止部材の長さL1とは、共に前記各端部封止部材の内側間距離L2よりも長く(L0、L1>L2)、かつ、前記各端部封止部材には、前記現像剤担持体の外周面に沿って延びて前記入口封止部材と接する前記各端部封止部材とは異なる硬度の低い別部材が設けられていることを特徴とする現像装置。 - 請求項2記載の現像装置において、
前記各端部封止部材の前記L3、L4の長さをもって切り欠かれた部分に、該各端部封止部材よりも硬度の低い別部材を設けたことを特徴とする現像装置。 - 請求項3または4記載の現像装置において、
前記別部材は、発泡ウレタンで形成されていることを特徴とする現像装置。 - 請求項1ないし5の何れか一つに記載の現像装置と、前記像担持体、帯電手段およびクリーニング手段の少なくとも1つの手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項6記載のプロセスカートリッジまたは請求項1ないし5の何れか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項7記載の画像形成装置において、
前記現像装置で用いられる現像剤は、体積平均粒径(D4)が3〜8μmで、体積平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)が、1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7または8記載の画像形成装置において、
前記現像装置で用いられる現像剤は、形状係数SF1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF2が100〜180の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。
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