JP2010164759A - 保護層形成装置、並びにそれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属石鹸を含有する保護剤ブロックと、該保護剤ブロックに保護剤供給手段を押し付ける押圧手段と、保護剤を感光体上に供給する保護剤供給手段とを有し、保護剤ブロックに前記保護剤供給手段を押し付けた状態で、該保護剤供給手段を回転させて、前記保護剤ブロックを微粉化した微粉状態の保護剤を感光体上に供給して保護層を形成する保護層形成装置であって、前記微粉状態の保護剤の粒径が200μm以下であり、かつ粒径が20μm〜200μmの保護剤粒子を1質量%〜70質量%含有する保護層形成装置である。
【選択図】図1
Description
また、高画質化の要求に対して画像形成に用いられるトナーは小粒径のものになってきている。このような小粒径のトナーを用いた画像形成装置では、残留トナーがクリーニングブレードをすり抜けていく割合が多くなり、特にクリーニングブレードの寸法精度、組み付け精度が十分でなかったり、クリーニングブレードが部分的に震動した場合にトナーのすり抜けが非常に多くなってしまい高画質の画像形成を妨げていた。
そのため、有機感光体の寿命を延ばし長期間に亘って高画質を保持するには、摩擦によるクリーニングブレードや感光体等の部材の劣化を低減し、クリーニング性を向上させる必要がある。
前記要求を満たすため、例えば、特許文献1では、ステアリン酸亜鉛等からなる保護剤ブロックにブラシ等を押し付けて微粉化した保護剤を感光体に供給し、クリーニングブレードで保護層を形成する方法が提案されている。
この提案では、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸を用いることにより、感光体表面の潤滑性は向上し、感光体とクリーニングブレードとの摩擦を低減することができると供に、転写残トナーのクリーニング性も向上することから、非常に好ましいものであった。
そのため、脂肪酸が生成しても、直ぐに金属石鹸で感光体表面を覆ってしまえるよう、大量の金属石鹸を感光体上に供給する必要がある。更に、画像形成の高速化の要求から、感光体の線速は速くなり、それに伴って感光体に供給する金属石鹸の量はより多くする必要があった。
例えば、特許文献2では、感光体に供給する金属石鹸粒子の大きさを1μm以下とすることで、金属石鹸を感光体上に被覆し、クリーニング性を向上させていた。しかし、感光体の線速が速くなると、感光体に供給する金属石鹸粒子が小さいと、感光体が駆動する際の振動に伴って、金属石鹸粒子がブレードをすり抜けてしまい、金属石鹸が膜状に形成されない領域が発生しやすいことが分かってきた。
また、特許文献3には、感光体へ供給する金属石鹸粒子が大きいと、金属石鹸が帯電ローラ直下まで到達し、金属石鹸粒子が静電的に帯電ローラに付着し、AC帯電でのエネルギーにより、付着した金属石鹸が酸化、溶融して、帯電ローラに固着してしまう。金属石鹸が固着する際に、感光体上に存在するトナー成分を巻き込むように固着するため、その部分の帯電ローラの抵抗は高くなってしまい、帯電不良が生じ、黒スジが発生してしまう不具合があることが開示されている。これらのことから、感光体に供給する金属石鹸粒子は、小さい方がよいと信じられていた。
また、ブラシによりかきとられた金属石鹸粒子は、不定形で粒状の微粉体となる。この金属石鹸粒子は、感光体の線速が遅いうちは、ブレードでせきとめられ、破砕されて更に微粉化して感光体上に塗布されるが、金属石鹸の供給量を多くして、感光体の線速を速くすると、微細化して感光体に塗布される前の比較的大きな金属石鹸粒子が、ブレードを通過して帯電ローラに達し、金属石鹸粒子は静電的に帯電ローラに付着し、AC帯電でのエネルギーで、付着した金属石鹸が酸化、溶融して、帯電ローラに固着してしまう。金属石鹸が固着する際に、感光体上に存在するトナー成分を巻き込むように固着するため、その部分の帯電ローラの抵抗は高くなってしまい、帯電不良が生じ、黒スジが発生してしまうという不具合があった。
<1> 金属石鹸を含有する保護剤ブロックと、該保護剤ブロックに保護剤供給手段を押し付ける押圧手段と、保護剤を感光体上に供給する保護剤供給手段とを有し、前記保護剤ブロックに前記保護剤供給手段を押し付けた状態で、該保護剤供給手段を回転させて、前記保護剤ブロックを微粉化した微粉状態の保護剤を感光体上に供給して保護層を形成する保護層形成装置であって、
前記微粉状態の保護剤の粒径が200μm以下であり、かつ粒径が20μm〜200μmの保護剤粒子を1質量%〜70質量%含有することを特徴とする保護層形成装置である。
該<1>に記載の保護層形成装置においては、感光体に供給される保護剤の粒径を調整することにより、高画質の画像形成が可能な保護層形成装置を提供することができる。
<2> 金属石鹸が、ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合物である前記<1>に記載の保護層形成装置である。
該<2>に記載の保護層形成装置においては、金属石鹸としてステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合物を用いることにより、感光体の線速が速くても、金属石鹸を感光体に均一、かつ完全に塗布できるため、高画質の画像形成が可能な保護剤塗布装置を提供することができる。
<3> 感光体上に微粉状態の保護剤を供給する際の感光体の線速が、250mm/秒以上である前記<1>から<2>のいずれかに記載の保護層形成装置である。
該<3>に記載の保護層形成装置においては、画像形成速度が速く、かつ高画質の画像形成が可能な保護剤塗布装置を提供することができる。
<4> 感光体上に供給された保護剤を薄層化する薄層化手段を有する前記<1>から<3>のいずれかに記載の保護層形成装置である。
該<4>に記載の保護層形成装置においては、感光体に供給される保護剤を、均一かつ完全に塗布できるため、高画質の画像形成が可能な保護剤塗布装置を提供することができる。
<5> 微粉状態の保護剤の粒径が20μm〜200μmであり、かつ扁平形状の一次粒子である前記<1>から<4>のいずれかに記載の保護層形成装置である。
該<5>に記載の保護層形成装置においては、粒径20〜200μmの金属石鹸粒子が、一次粒子であることにより、粒径20μm〜200μmの金属石鹸粒子が急激に小さな粒子にならないため、ブレード付近に留まり、小さな金属石鹸粒子をせき止めるため、金属石鹸を感光体に均一、かつ完全に塗布できるため、高画質の画像形成が可能な保護剤塗布装置を提供することができる。
<6> 保護剤ブロックが、金属石鹸を含む保護剤を該保護剤全体の比重に対して、85%〜98%に圧縮して形成される前記<1>から<5>のいずれかに記載の保護層形成装置である。
該<6>に記載の保護層形成装置においては、感光体に供給される保護剤を、均一かつ完全に塗布できるため、高画質の画像形成が可能な保護剤塗布装置を提供することができる。
<7> 感光体と、該感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、保護層形成手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記保護層形成手段が、前記<1>から<6>のいずれかに記載の保護層形成装置であることを特徴とする画像形成装置である。
該<7>に記載の画像形成装置においては、高画質の画像形成が可能で、信頼性の高い画像形成が可能となる画像形成装置を提供することができる。
<8> 感光体と、該感光体上にトナーで静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段と、保護層形成手段とを少なくとも有してなり、画像形成装置本体に着脱可能であるプロセスカートリッジであって、
前記保護層形成手段が、前記<1>から<6>のいずれかに記載の保護層形成装置であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
該<8>に記載のプロセスカートリッジにおいては、高画質で信頼性の高い画像形成が可能なプロセスカートリッジを提供することができる。
本発明の保護層形成装置は、金属石鹸を含有する保護剤ブロックと、該保護剤ブロックに保護剤供給手段を押し付ける押圧手段と、保護剤を感光体上に供給する保護剤供給手段とを有し、薄層化手段、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
熔融成形法により作製した保護剤ブロックは、等方的であるため、通常のブラシを押し付けてもかきとられる金属石鹸粒子は、ほぼ同じ大きさとなる。この際、保護剤ブロックに押し付ける保護剤供給手段(ブラシ)に、形状が異なる複数の毛を用いる、あるいは、物理的特性が異なる複数の毛を用いる。ブラシの毛の形状、あるいは物理的特性が異なると、大きな金属石鹸粒子と、小さな金属石鹸粒子を同時にかきとり、感光体に供給することができる。
これらのブラシは、1本のブラシの中に形状、あるいは物理的性質が異なる毛を混植させることもできるし、2本のブラシを保護剤ブロックに押し当てて、それぞれ異なる粒径の金属石鹸粒子をかきとることができる。
圧縮成形法により作製した金属石鹸粒子を用いる場合、ブラシによりかきとられた大きな金属石鹸粒子は、扁平な一次粒子の形状をしている。そのため、大きな金属石鹸は、いきなり小さな粒子に分割していくのではなく、ブレードの手前に留まりながら、小さな粒子を適度にせき止めながら、自身が小さく破砕していくため、感光体上に、金属石鹸を均一に、かつ確実に塗布することができ、大変好ましい。
このような粒径の金属石鹸粒子を混合して用いても、金属石鹸粒子は押し広げられており、ブラシの形状や材質により、混合した粒子の大きさが、そのままブラシによりかきとられるわけではない。
圧縮成形により保護剤ブロックを作製する際には、できるだけ金属石鹸粒子が同じ向きに並んでいる方が劈開面を同じ方向に生じさせることができるので好ましい。そのため、好ましくは、成形型に金属石鹸粒子を投入後は、超音波等の振動を与えながら、金属石鹸粒子を均一に、かつ一定の向きに並ばせるようにして圧縮することが好ましい。また、圧縮を行う際には、多段階で圧力を加えながら圧縮成形を行う方が、金属石鹸粒子が成形型からの流出が少なくなるので好ましい。
また、感光体の線速が速くなると、感光体に降り注ぐ帯電のエネルギー、特にAC帯電のエネルギーはより強くなるため、保護剤による感光体の保護効果を高めるために、感光体上の保護剤の厚みを厚くしておく必要がある。
前記両親媒性の有機化合物は、主材料の持つ表面特性を大きく変化させることがあるため、その添加量は、感光体用保護剤の総質量に対して、0.01質量%〜3質量%が好ましく、0.05質量%〜2質量%がより好ましい。
また、前記保護層形成装置はクリーニング手段を兼ねてもよいが、より確実に保護層を形成するには、予めクリーニング手段により感光体上のトナーを主成分とする残存物を除去し、残存物が保護層内に混入しないようにすることが好ましい。
感光体である感光体ドラム1に対向して配設された保護層形成装置2は、保護剤ブロック21、保護剤供給手段22、押圧手段23、及び薄層化手段24から主に構成される。
本発明の画像形成装置は、感光体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、保護層形成手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、好ましくはクリーニング手段を有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明で用いられる画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、保護層形成工程と、定着工程とを少なくとも含み、好ましくはクリーニング工程を含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば除電工程、リサイクル工程、制御工程等を含んでなる。
前記静電潜像形成工程は、感光体上に静電潜像を形成する工程である。
−感光体−
前記感光体(「静電潜像担持体」、「電子写真感光体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。
また、特開昭52−36016号公報に開示されているようなエンドレスニッケルベルト、又はエンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
前記構造式(2)及び構造式(3)において、Ar3及びAr4は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアリール基を表す。
前記構造式(2)及び構造式(3)において、Zは、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルキレンエーテル2価基、又は置換基を有していてもよいアルキレンオキシカルボニル2価基を表す。
m及びnは、それぞれ0〜3の整数を表す。
前記現像工程は、前記静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記現像手段は、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
前記トナーは、下記数式1で表される円形度SRの平均値である平均円形度が0.93〜1.00のものが好ましく、0.95〜0.99がより好ましい。この平均円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど平均円形度は小さな値となる。
<数式1>
円形度SR=(トナー粒子の投影面積と同じ面積の円の周囲長)/(トナー粒子の投影像の周囲長)
前記平均円形度が0.93〜1.00の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。また、トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。また、ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で記録媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。また、トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
まず、容器中の予め不純固形物を除去した水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フォン酸塩)を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3000〜10000個/μlとして前記装置によりトナーの形状、及び粒度を測定する。
チャンネルとしては、2.00μm以上2.52μm未満;2.52μm以上3.17μm未満;3.17μm以上4.00μm未満;4.00μm以上5.04μm未満;5.04μm以上6.35μm未満;6.35μm以上8.00μm未満;8.00μm以上10.08μm未満;10.08μm以上12.70μm未満;12.70μm以上16.00μm未満;16.00μm以上20.20μm未満;20.20μm以上25.40μm未満;25.40μm以上32.00μm未満;32.00μm以上40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。
であると、ウレア変性ポリエステル(i)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(ii)を用いる場合は特に限定されるものではなく、前記質量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。(i)単独の場合は、数平均分子量は、20,000以下が好ましく、1,000〜10,000がより好ましく、2,000〜8,000が更に好ましい。前記数平均分子量が20,000を超えると、低温定着性及びフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が悪化することがある。
まず、前記ポリオール(1)と、前記ポリカルボン酸(2)を、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溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで、40〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。更に(A)にアミン類(B)を0℃〜140℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステルを得る。(3)を反応させる際及び(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。
高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、1,000rpm〜30,000rpmが好ましく、5,000rpm〜20,000rpmがより好ましい。前記分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1分間〜5分間である。分散時の温度としては、通常、0℃〜150℃が好ましく、40℃〜98℃がより好ましい。高温な方が、ウレア変性ポリエステル(i)やプレポリマー(A)からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
前記反応においては、必要に応じて、分散剤を用いることが好ましい。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
ステル等が挙げられる。該フルオロアルキル基を有する界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子株式会社製);フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M株式会社製);ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業株式会社製);メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ化学工業株式会社製);エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(ト−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。
基を含有する化合物のエステル類としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等が挙げられる。前記アミド化合物又はこれらのメチロール化合物としては、例えば、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酸、又はこれらのメチロール化合物、などが挙げられる。前記クロライド類としては、例えば、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等が挙げられる。前記窒素原子若しくはその複素環を有するもの等ホモポリマー又は共重合体としては、例えば、ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等が挙げられる。前記ポリオキシエチレン系としては、例えば、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等が挙げられる。前記セルロース類としては、例えば、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等が挙げられる。
前記分散液の調製においては、前記伸長反応乃至前記架橋反応の触媒を用いることができる。該触媒としては、例えば、ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート、等が挙げられる。
更に必要に応じて、トナー粒子自身に磁気特性を持たせるには、例えばフェライト、マグネタイト、マグヘマイト等の酸化鉄類;鉄、コバルト、ニッケル等の金属、又はこれらと他の金属との合金等の磁性成分を単独又は混合して、トナー粒子へ含有させればよい。また、これらの成分は、着色剤成分として使用することもできる。
前記流動化剤としては、例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記中間転写体としては、体積抵抗1.0×105〜1.0×1011Ω・cmの導電性を示すものが好ましい。前記体積抵抗が1.0×105Ω・cmを下回る場合には、感光体から中間転写体上へトナー像の転写が行われる際に、放電を伴いトナー像が乱れるいわゆる転写チリが生じることがあり、1.0×1011Ω・cmを上回る場合には、中間転写体から紙などの記録媒体へトナー像を転写した後に、中間転写体上へトナー像の対抗電荷が残留し、次の画像上に残像として現れることがある。
前記転写手段(前記第一次転写手段、前記第二次転写手段)は、前記感光体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、等が挙げられる。
前記保護層形成工程は、転写後の前記感光体表面に前記保護剤を付与して保護層を形成する工程であり、保護層形成手段が用いられる。
前記保護層形成手段としては、上述した、本発明の保護層形成装置を用いることができる。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を前記定着手段を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記感光体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
ドラム状の感光体1Y,1M,1C,1Kの周囲に、それぞれ保護層形成装置2、帯電装置3、潜像形成装置8、現像装置5、転写装置6、及びクリーニング装置4が配置され、以下の動作で画像形成が行われる。
このとき、転写装置6には、転写バイアスとして、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。その後、中間転写体60は、感光体から分離され、転写像が得られる。
本発明のプロセスカートリッジは、感光体と、本発明の前記保護剤塗布手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有してなる。
図4では、薄層化手段24はトレーディング方向に配置されているが、カウンター方向で配置されてもよい。特に、感光体の線速が250mm/秒以上と速くなると、カウンター方向で配置している方が、保護膜の形成が速くなるため、好ましい。
本発明の画像形成装置における感光体の線速は、いかなる線速においても、感光体上に金属石鹸を、均一に、かつ完全に塗布することが可能であるが、250mm/秒以上、更には450mm/秒以上においては、本発明の構成をとらなければ、感光体上に金属石鹸を、均一かつ完全に塗布することができなくなる。
−保護剤ブロック1の作製−
ステアリン酸亜鉛を145℃に加熱して溶融し、成形型に溶融したステアリン酸亜鉛を流し込み、冷却することで、12mm×8mm×長さ350mmの保護剤ブロック1を作製した。
−保護剤ブロック2の作製−
ステアリン酸とパルミチン酸を65:35(質量比率)の割合で混合し、得られた混合物に水酸化亜鉛を混合溶融反応させ、乾燥し、ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛とが相溶した粒子(粒径11μm〜23μm)を作製した。作製した粒子の一部を塩酸−メタノール溶液に溶解して80℃に加熱し、ステアリン酸とパルミチン酸をメチル化し、ガスクロマトグラフィーによりステアリン酸とパルミチン酸の含有量を測定し、ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の比率に換算したところ、64:34(質量比率)であった。
作製したステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子を用いた以外は、製造例1と同様にして、保護剤ブロック2を作製した。
−保護剤ブロック3の作製−
製造例2で作製したステアリン酸亜鉛-パルミチン酸亜鉛粒子を圧縮成形型に投入し、超音波振動を圧縮成形型に与えて、ステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子を均等に均した。
次いで、上方よりステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子の真比重の65%に相当する厚みまで圧縮し10秒間停止し、更にステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子の真比重の80%に相当する厚みまで圧縮して5秒停止し、最終的にステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子の真比重の93%まで圧縮し、12mm×8mm×長さ350mmの保護剤ブロック3を作製した。
−保護剤ブロック4の作製−
平均粒径が20μmのステアリン酸亜鉛粒子と、平均粒径が120μmのパルミチン酸亜鉛粒子を76:24(質量比率)の割合で混合し、圧縮成形型に投入し、超音波振動を圧縮成形型に与えて、粒子を均等に均した。
次いで、上方よりステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子の真比重の65%に相当する厚みまで圧縮し5秒間停止し、更にステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子の真比重の82%に相当する厚みまで圧縮して5秒停止し、最終的にステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子の真比重の92%まで圧縮し、12mm×8mm×長さ350mmの保護剤ブロック4を作製した。
−保護剤ブロック5−
ステアリン酸とパルミチン酸を50:50(質量比率)の割合で混合し、得られた混合物に水酸化亜鉛を混合溶融反応させ、乾燥し、ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛とが相溶した粒子(粒径11μm〜23μm)を作製した。作製した粒子の一部を塩酸−メタノール溶液に溶解して80℃に加熱し、ステアリン酸とパルミチン酸をメチル化し、ガスクロマトグラフィーによりステアリン酸とパルミチン酸の含有量を測定し、ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の比率に換算したところ、48:52(質量比率)であった。
作製したステアリン酸亜鉛-パルミチン酸亜鉛粒子を篩い分けして、平均粒径が18μmの粒子と、平均粒径が80μmの粒子を作製し、これらを80:20(質量比率)で混合した。
次いで、上方よりステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子の真比重の65%に相当する厚みまで圧縮し5秒間停止し、更にステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒の真比重の82%に相当する厚みまで圧縮して5秒停止し、最終的にステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒の真比重の96%まで圧縮し、12mm×8mm×長さ350mmの保護剤ブロック5を作製した。
−保護剤ブロック6の作製−
製造例5で作製したステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子を篩い分けして、平均粒径が35μmの粒子と、平均粒径が180μmの粒子を作製し、これらを80:20(質量比率)で混合した。
次いで、上方よりステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒の真比重の65%に相当する厚みまで圧縮し5秒間停止し、更にステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒の真比重の82%に相当する厚みまで圧縮して5秒停止し、最終的にステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒の真比重の96%まで圧縮し、12mm×8mm×長さ350mmの保護剤ブロック6を作製した。
−保護剤ブロック7の作製−
ステアリン酸とパルミチン酸が58:42(質量比率)のステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛とが相溶した粒子を作製し、篩い分けにより平均粒径が28μmと、平均粒径が55μmの粒子を作製した。
これらの粒子を、50:50(質量比率)の割合で混合し、混合した粒子に対して、一次粒径が0.3μmの窒化ホウ素19質量%、平均粒径が0.31μmのアルミナ粒子3質量%をブレンダーで混合し、圧縮成形型に投入し、超音波振動を圧縮成形型に与えて、ステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子を均等に均した。
次いで、上方よりステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子の真比重の67%に相当する厚みまで圧縮し5秒間停止し、更にステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒の真比重の94%に相当する厚みまで圧縮し、9mm×8mm×長さ350mmの保護剤ブロック7を作製した。
−保護剤ブロック8の作製−
製造例7において、一次粒径が0.5μmの窒化ホウ素17質量%、平均粒径が0.28μmのアルミナ粒子2質量%をブレンダーで混合し、圧縮成形型に投入し、超音波振動を圧縮成形型に与えて、ステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子を均等に均した。
次いで、上方よりステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒子の真比重の67%に相当する厚みまで圧縮し5秒間停止し、更にステアリン酸亜鉛−パルミチン酸亜鉛粒の真比重の94%に相当する厚みまで圧縮し、9mm×8mm×長さ350mmの保護剤ブロック8を作製した。
−感光体1の作製−
直径40mmのアルミニウムドラム(導電性支持体)上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液、及び保護層用塗工液を、この順に塗布した後、乾燥して、厚み4.2μmの下引き層、厚み0.15μmの電荷発生層、厚み21μmの電荷輸送層、及び厚み4.6μmの保護層からなる感光体を作製した。なお、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。
・アルキッド樹脂(ベッコゾール1307−60−EL、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・6質量部
・メラミン樹脂(スーパーベッカミンG−821−60、大日本インキ化学工業株式会社製)・・・4質量部
・酸化チタン・・・40質量部
・メチルエチルケトン・・・200質量部
・Y型オキソチタニルフタロシアニン顔料・・・2質量部
・ポリビニルブチラール(エスレックBM−S、積水化学株式会社製)・・・0.2質量部
・テトラヒドロフラン・・・50質量部
・ビスフェノールA型ポリカーボネート(帝人株式会社製、パンライトK1300)・・・10質量部
・下記構造式で表される低分子電荷輸送物質・・・10質量部
・ポリカーボネート・・・10質量部
・上記構造式で表される低分子電荷輸送物質・・・7質量部
・アルミナ微粒子(中心粒径0.30μm)・・・6質量部
・分散助剤(ビックケミージャパン社製、BYK−P104)・・・0.08質量部
・テトラヒドロフラン・・・700質量部
・シクロヘキサノン・・・200質量部
−感光体2の作製−
製造例9において、保護層用塗工液中のアルミナ微粒子(中心粒径0.30μm)6質量部を、アルミナ微粒子(中心粒径0.32μm)6.1質量部とした以外は、製造例9と同様にして、感光体2を作製した。
タンデム型カラー画像形成装置(imagio MP C3500、株式会社リコー製)を改造し、図3の構成になるように保護剤塗布ブレードをカウンターに配置し、感光体の線速を290mm/秒とした。また、帯電は帯電ローラにより感光体に対して−600Vの直流電圧と振幅1.2kVで周波数が2.1kHzの交流を印加するように改造した。
保護剤ブロック3を用い、プロセスカートリッジからクリーニングブレード、塗布ブレード、帯電ローラ、感光体を取り外し、感光体及びブラシを2時間回転させた後、ブラシがかきとった金属石鹸粒子を採取し、電子顕微鏡により観察した。なお、ブラシとしては、直径28μmのアクリル樹脂繊維のブラシを用いた。
図5に示すように、最大粒径が50μm程度の金属石鹸粒子が観察できた。これら最大粒径50μmの金属石鹸粒子は、扁平形状の一次粒子であることが分かった。
採取した金属石鹸粒子を、粒度分布測定装置(Multisizer 3、コールター・カウンター、ベックマン社製)を用いて、粒径が20μm〜200μmの粒子の割合を測定したところ、18質量%であった。
次に、感光体1、及び保護剤ブロック3を用いたプロセスカートリッジを4つ作製し、改造したタンデム型画像形成装置(imagio MP C3500、株式会社リコー製)に搭載した。画像濃度が7%のテストチャートを、22℃、40%RHの環境で5枚ずつ、合計22,000枚画像形成した。即ち、画像形成装置をスタートさせて5枚画像を形成し、画像形成装置を一旦ストップし、再びスタートさせて5枚画像を形成する操作を反復して、合計22,000枚の画像を形成した。その後、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックのハーフトーン画像を出力し、各画像を評価した。得られた画像は、全ての色のハーフトーン画像であり、高画質の画像が得られた。
実施例1において、保護剤ブロック3の代わりに保護剤ブロック1を用いた以外は、実施例1と同様にして、プロセスカートリッジからクリーニングブレード、塗布ブレード、帯電ローラ、感光体を取り外し、感光体及びブラシを2時間回転させた後、ブラシがかきとった金属石鹸粒子を採取し、電子顕微鏡により観察した。なお、ブラシとしては、直径28μmのアクリル樹脂繊維のブラシを用いた。
図6に示すように、粒径20μm以上の金属石鹸粒子はほとんど存在していないことが分かった。
採取した金属石鹸粒子を、粒度分布測定装置(Multisizer 3、コールター・カウンター、ベックマン社製)を用いて、粒径が20μm〜200μmの粒子の割合を測定したところ、0質量%であった。
次に、感光体1、及び保護剤ブロック1を用いたプロセスカートリッジを4つ作製し、改造したタンデム型画像形成装置(imagio MP C3500、株式会社リコー製)に搭載した。画像濃度が7%のテストチャートを、22℃、40%RHの環境で5枚ずつ、合計22,000枚画像形成した。即ち、画像形成装置をスタートさせて5枚画像を形成し、画像形成装置を一旦ストップし、再びスタートさせて5枚画像を形成する操作を反復して、合計22,000枚の画像を形成した。その後、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックのハーフトーン画像を出力し、各画像を評価した。得られた画像は、シアン、マゼンタ、及びブラックの画像で、スジ状の微細な異常画像が発生し、特にマゼンタ、ブラックは明らかに分かる異常画像であった。
実施例1において、保護剤ブロック3の代わりに保護剤ブロック2を用い、ブラシとして直径36μmのナイロン繊維と直径25μmのアクリル樹脂繊維を3:7(質量比)で静電植毛したものを用いた以外は、実施例1と同様にして、ブラシがかきとった金属石鹸粒子を採取し、粒度分布測定装置(Multisizer 3、コールター・カウンター、ベックマン社製)により金属石鹸粒子の粒径を測定したところ、最大粒径は34μmであり、粒径20μm〜200μmの粒子の割合は1.2質量%であった。
次に、感光体1、及び保護剤ブロック2を用いて、実施例1と同様にして画像形成装置を作製し、画像形成を行ったところ、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの全ての画像で、高画質の画像が得られた。
タンデム型カラー画像形成装置(imagio MP C3500、株式会社リコー製)を改造し、図3の構成になるように保護剤塗布ブレードをカウンターに配置し、感光体の線速を170mm/秒とした。また、帯電は帯電ローラにより感光体に対して−600Vの直流電圧と振幅1.2kVで周波数が1.5kHzの交流を印加するように改造した。
この画像形成装置のプロセスカートリッジを用い、保護剤ブロック4を用いて、実施例1と同様にして、ブラシ(直径26μmのカーボン混合アクリル樹脂繊維)がかきとった金属石鹸粒子を粒度分布測定装置(Multisizer 3、コールター・カウンター、ベックマン社製)で測定したところ、最も大きい粒径は190μmであり、粒径が20μm〜200μmの粒子の割合は48質量%であった。
次に、感光体1及び保護剤ブロック4を用い、プロセスカートリッジを4つ作製し、改造したタンデム型画像形成装置(imagio MP C3500、株式会社リコー製)に搭載した。画像濃度が12%のテストチャートを、20℃、45%RHの環境で5枚ずつ、合計20,000枚画像形成した。
その後、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックのハーフトーン画像を出力し、各画像を評価した。イエロー、シアン、及びマゼンタの画像は高画質であったが、ブラックの画像は凝視するとスジ状の異常画像が僅かに観察された。
実施例3において、保護剤ブロック4の代わりに保護剤ブロック1を用いた以外は、実施例3と同様にして、ブラシ(直径26μmのカーボン混合アクリル樹脂繊維)がかきとった金属石鹸粒子を粒度分布測定装置(Multisizer 3、コールター・カウンター、ベックマン社製)で測定したところ、粒径が20μm〜200μmの粒子の割合は0質量%であった。
次に、感光体1及び保護剤ブロック1を用いて、プロセスカートリッジを4つ作製し、改造したタンデム型画像形成装置(imagio MP C3500、株式会社リコー製)に搭載した。画像濃度が12%のテストチャートを、20℃、45%RHの環境で5枚ずつ、合計20,000枚画像形成した。
その後、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックのハーフトーン画像を出力し、各画を評価した。
いずれの色の画像も、スジ状の異常画像が観察され、特にブラックの画像では、許容できないレベルであった。
タンデム型カラー画像形成装置(imagio MP C3500、株式会社リコー製)を改造し、図3の構成になるように保護剤塗布ブレードをカウンターに配置し、感光体の線速を455mm/秒とした。また、帯電は帯電ローラにより感光体に対して−600Vの直流電圧と振幅1.5kVで周波数が4.5kHzの交流を印加するように改造した。
この画像形成装置のプロセスカートリッジを用い、保護剤ブロック5を用いて実施例1と同様にして、ブラシ(直径26μmのカーボン混合アクリル樹脂繊維)がかきとった金属石鹸粒子を粒度分布測定装置(Multisizer 3、コールター・カウンター、ベックマン社製)で測定したところ、最も大きい粒径は140μmであり、粒径20μm〜200μmの粒子の割合は23質量%であった。
次に、感光体2、及び保護剤ブロック5を用いて、プロセスカートリッジを4つ作製し、改造したタンデム型画像形成装置(imagio MP C3500、株式会社リコー製)に搭載した。画像濃度が12%のテストチャートを、20℃、40%RHの環境で5枚ずつ、合計70,000枚画像形成した。
その後、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのハーフトーン画像を出力し、各画像を評価したところ、全ての画像が高品質であった。
実施例4において、保護剤ブロック5の代わりに保護剤ブロック6を用いた以外は、実施例4と同様にして、ブラシ(直径26μmのカーボン混合アクリル樹脂繊維)がかきとった金属石鹸粒子を粒度分布測定装置(Multisizer 3、コールター・カウンター、ベックマン社製)で測定したところ、最大粒径は230μmであり、粒径が20μm〜200μmの粒子の割合は73質量%であった。
次に、感光体2、及び保護剤ブロック6を用いて、プロセスカートリッジを4つ作製し、改造したタンデム型画像形成装置(imagio MP C3500、株式会社リコー製)に搭載した。画像濃度が12%のテストチャートを、20℃、40%RHの環境で5枚ずつ、合計70,000枚画像形成した。
その後、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックのハーフトーン画像を出力し、各画像を評価したところ、全ての画像でスジ状の画像が観察され、特にマゼンタ、及びブラックの画像は、顕微鏡で拡大すると、像流れが発生している箇所が観察された。
実施例4において、保護剤ブロック5の代わりに保護ブロック1を用いた以外は、実施例4と同様にして、ブラシ(直径26μmのカーボン混合アクリル樹脂繊維)がかきとった金属石鹸粒子を粒度分布測定装置(Multisizer 3、コールター・カウンター、ベックマン社製)で測定したところ、粒径が20μm〜200μmの粒子の割合は0質量%であった。
次に、感光体2、及び保護剤ブロック1を用いて、プロセスカートリッジを4つ作製し、改造したタンデム型画像形成装置(imagio MP C3500、株式会社リコー製)に搭載した。画像濃度が12%のテストチャートを、20℃、40%RHの環境で5枚ずつ、合計70,000枚画像形成した。
その後、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックのハーフトーン画像を出力し、各画像を評価したところ、全ての画像で、スジ状の異常画像が観察された。
実施例4において、保護剤ブロック5の代わりに保護剤ブロック7を用いた以外は、実施例4と同様にして、ブラシ(直径26μmのカーボン混合アクリル樹脂繊維)がかきとった金属石鹸粒子を粒度分布測定装置(Multisizer 3、コールター・カウンター、ベックマン社製)で測定したところ、最大粒径が120μmであり、粒径20μm〜200μmの粒子の割合は44質量%であった。
次に、感光体2、及び保護剤ブロック7を用いて、実施例4と同様にして、画像形成を行ったところ、全ての画像で高画質の画像が得られた。
実施例4において、保護剤ブロック5の代わりに保護剤ブロック8を用いた以外は、実施例4と同様にして、ブラシ(直径26μmのカーボン混合アクリル樹脂繊維)がかきとった金属石鹸粒子を粒度分布測定装置(Multisizer 3、コールター・カウンター、ベックマン社製)で測定したところ、最大粒径が110μmであり、粒径20μm〜200μmの粒子の割合は28質量%であった。
次に、感光体2、及び保護剤ブロック8を用いて、実施例4と同様にして、画像形成を行ったところ、全ての画像で高画質の画像が得られた。
1Y、1M、1C,1K 感光体ドラム
2 保護層形成装置
3 帯電装置
4 クリーニング装置
5 現像装置
6 転写装置
7 記録媒体
21 保護剤ブロック
22 保護剤供給手段
23 押圧手段
24 薄層化手段
41 クリーニング手段
42 クリーニング押圧機構
60 中間転写体
100 画像形成装置
200 給紙機構
Claims (8)
- 金属石鹸を含有する保護剤ブロックと、該保護剤ブロックに保護剤供給手段を押し付ける押圧手段と、保護剤を感光体上に供給する保護剤供給手段とを有し、前記保護剤ブロックに前記保護剤供給手段を押し付けた状態で、該保護剤供給手段を回転させて、前記保護剤ブロックを微粉化した微粉状態の保護剤を感光体上に供給して保護層を形成する保護層形成装置であって、
前記微粉状態の保護剤の粒径が200μm以下であり、かつ粒径が20μm〜200μmの保護剤粒子を1質量%〜70質量%含有することを特徴とする保護層形成装置。 - 金属石鹸が、ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合物である請求項1に記載の保護層形成装置。
- 感光体上に微粉状態の保護剤を供給する際の感光体の線速が、250mm/秒以上である請求項1から2のいずれかに記載の保護層形成装置。
- 感光体上に供給された保護剤を薄層化する薄層化手段を有する請求項1から3のいずれかに記載の保護層形成装置。
- 微粉状態の保護剤の粒径が20μm〜200μmであり、かつ扁平形状の一次粒子である請求項1から4のいずれかに記載の保護層形成装置。
- 保護剤ブロックが、金属石鹸を含む保護剤を該保護剤全体の比重に対して、85%〜98%に圧縮して形成される請求項1から5のいずれかに記載の保護層形成装置。
- 感光体と、該感光体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、保護層形成手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記保護層形成手段が、請求項1から6のいずれかに記載の保護層形成装置であることを特徴とする画像形成装置。 - 感光体と、該感光体上にトナーで静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段と、保護層形成手段とを少なくとも有してなり、画像形成装置本体に着脱可能であるプロセスカートリッジであって、
前記保護層形成手段が、請求項1から6のいずれかに記載の保護層形成装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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