JP2010197712A - クリーニング装置、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】後端部24bに対して先端部24aが感光体ドラム15の回転方向上流側に向かうように、且つ、先端部24aが上向くように、且つ、先端部24aの一方のエッジ24cを感光体ドラム15に当接させ、その一方のエッジ24cを先端部24aの他方のエッジ24dよりも下方となるように第2のゴムブレード24を、第1のゴムブレードから所要の空間を空けて設けて、一方のエッジ24cから他方のエッジ24dに至る縁面と、感光体ドラム15の表面とで、略V字状の上向いた領域Aを形成し、その領域Aに第1のゴムブレード17を通過した僅かな転写残トナーや潤滑剤が溜まるようにする。
【選択図】図3
Description
請求項2にかかる発明は、請求項1において、前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を前記空間内で且つ前記第2のゴムブレードから離間するように設けたことを特徴とする。
請求項3にかかる発明は、請求項2において、前記潤滑剤塗布手段は、ブラシローラであることを特徴とする。
請求項4にかかる発明は、請求項1乃至3の何れか1項に記載のクリーニング装置と、前記像担持体とを備えると共に、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、前記像担持体に形成された静電潜像を前記トナー像に現像する現像手段、の何れか一方、または双方を備え、画像形成装置本体に着脱可能に一体化されたプロセスカートリッジを特徴とする。
請求項5にかかる発明は、請求項4において、請求項1乃至3の何れか1項に記載のクリーニング装置、または、請求項4に記載のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項6にかかる発明は、請求項5において、前記トナー像を形成するためのトナーは、体積平均粒径(Dv)が3〜8μmの範囲にあり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)で定義される分散度が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする。
請求項7にかかる発明は、請求項5において、前記トナー像を形成するためのトナーは、形状係数SF−1で100〜180の範囲にあり、かつ形状係数SF−2で100〜180の範囲にあることを特徴とする。
請求項8にかかる発明は、請求項5において、前記トナー像を形成するためのトナーは、略球形であり、長軸と短軸の比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸の比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3の関係を満足することを特徴とする。
また、第2のゴムブレードが、第1のゴムブレードと潤滑剤塗布手段とをすり抜けた転写残トナーの掻き取り用としても機能し、潤滑剤塗布手段を潤滑剤から離して設けることで、第2のゴムブレードが、潤滑剤の均し用としても十分な弾性変形が得られることから、潤滑剤の均しにムラが出る恐れを回避できる。
また、像担持体に担持したトナー像を被転写体に転写させる像担持体上の転写位置を基準として、像担持体の回転方向下流側に向かって、第1のゴムブレード、潤滑剤塗布手段、第2のゴムブレードの順に配置した場合、塗布された潤滑剤が略V字状の上向いた領域に常に存在することになり、仮に、潤滑剤の塗布量にバラツキがあっても、これを緩和して潤滑剤を均一に均すことができる。
第1のゴムブレード17と第2のゴムブレード24との双方は、後端部に対して先端部が感光体ドラム15の回転方向上流側に向かうように取り付けた所謂カウンタ式である。
第2のゴムブレード24は、第1のゴムブレード17と同じ材料(例えばシリコンゴム)で、同じ幅及び同じ厚さt(例えば1〜3mm程度)で形成されており、略V字の領域Aの角度が概ね70度以上90度以下となるように、第2のブレードホルダ23を介して、カートリッジケース14にカウンタ式で取り付けられている。
感光体ドラム15が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転し、その感光体ドラム15の表面が帯電装置によって所定の極性に一様に帯電する。帯電した感光体ドラム15の表面に向かって露光装置6から走査光が照射し、これによって感光体ドラム15の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム15に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。この静電潜像を現像装置がトナー像として可視化する。
第1のゴムブレード17を通過した感光体ドラム15表面は、ブラシローラ20によって潤滑剤が塗布される。
このクリーニング装置を通過した感光体ドラム15の表面は、上述した帯電装置によって所定の極性に一様に帯電されて次の画像形成に備える。
本実施の形態で用いるトナーは、体積平均粒径が3〜8μmで、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の範囲にあるものを用いている。したがって、このようなトナーによれば、トナーの帯電量分布が均一となり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができる。また、静電転写方式を用いた画像形成装置では、転写率を高くすることができる。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・式(1)
SF−1の値が100の場合には、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。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100π/4) ・・・式(2)
SF−2の値が100の場合には、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。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。
(ポリエステル)
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が低下する傾向、特に環境変動の影響を受けやすい傾向がある。
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、耐オフセット性が低下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低下するため好ましくない。
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、リトボン及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しなくても高温オフセットに対して有用な効果が得られる。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。ロウ類及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、及びおよびパラフィン、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及び、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。
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。
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、水単独でもよいし、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、124a、124b、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。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。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、脱溶媒を行な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、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なわれる。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によって、真球状からラクビーボール状までの間でそ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、滑らかなものから凹凸が激しい梅干形状のものまでの間で、任意に制御することができる。
例えば、本実施の形態では、第1のクリーニング部と第2のクリーニング部との間に、潤滑剤塗布手段を設けたものを例示したが、潤滑剤塗布手段の無いクリーニング装置でも適用できる。
また、本実施の形態のプロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kは、クリーニング装置と、像担持体である感光体ドラム15と、帯電手段と、現像手段とを備えたものを例示したが、このうち、帯電手段と、現像手段は、その何れか一方のみ備えたものでも良い。
15 感光体ドラム
17 第1のゴムブレード
24 第2のゴムブレード
24a 先端部
24b 後端部
24c 一方のエッジ
24d 他方のエッジ
20 ブラシローラ
Claims (8)
- 被転写体に転写させるトナー像を担持する回転可能な像担持体の表面に当接する第1のゴムブレードと、
前記トナー像を前記被転写体に転写させる前記像担持体上の転写位置を基準として前記第1のゴムブレードより前記像担持体の回転方向下流側で前記像担持体の表面に当接すると共に前記第1のゴムブレードから所要の空間を空けて設けた第2のゴムブレードとを備え、
該第2のゴムブレードを、その先端部が後端部に対して回転方向上流側に向かうように、且つ、前記先端部が上向くように、且つ、前記先端部の一方のエッジを前記像担持体に当接させ、その一方のエッジを前記先端部の他方のエッジよりも下方となるように設けたことを特徴とするクリーニング装置。 - 前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を前記空間内で且つ前記第2のゴムブレードから離間するように設けたことを特徴とする請求項1に記載のクリーニング装置。
- 前記潤滑剤塗布手段は、ブラシローラであることを特徴とする請求項2に記載のクリーニング装置。
- 請求項1乃至3の何れか1項に記載のクリーニング装置と、前記像担持体とを備えると共に、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、前記像担持体に形成された静電潜像を前記トナー像に現像する現像手段、の何れか一方、または双方を備え、画像形成装置本体に着脱可能に一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項1乃至3の何れか1項に記載のクリーニング装置、または、請求項4に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 前記トナー像を形成するためのトナーは、体積平均粒径(Dv)が3〜8μmの範囲にあり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)で定義される分散度が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記トナー像を形成するためのトナーは、形状係数SF−1で100〜180の範囲にあり、かつ形状係数SF−2で100〜180の範囲にあることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記トナー像を形成するためのトナーは、略球形であり、長軸と短軸の比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸の比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3の関係を満足することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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