JP2016029449A - クリーニングブレード、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】経時使用時における低温定着性のトナーのすり抜けを防止でき、仮に低温定着性のトナーがすり抜けたとしても、トナーを押し潰して大きく変形させることを抑制し、クリーニングブレードの当接部及び像担持体に付着することを防止できるクリーニングブレードの提供。
【解決手段】被清掃部材の表面に当接して、表面に付着した残留物を除去する弾性部材622は、当接部62C表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有し、さらに当接部62Cが、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層623を有してなり、当接部62Cにおけるマルテンス硬度の最大値が、5N/mm2以下であるクリーニングブレード62である。
【選択図】図2A
【解決手段】被清掃部材の表面に当接して、表面に付着した残留物を除去する弾性部材622は、当接部62C表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有し、さらに当接部62Cが、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層623を有してなり、当接部62Cにおけるマルテンス硬度の最大値が、5N/mm2以下であるクリーニングブレード62である。
【選択図】図2A
Description
本発明は、クリーニングブレード、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
従来より、トナーを用いて画像を形成する装置として、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置が用いられている。前記画像形成装置は、像担持体(以下、「感光体」、「電子写真感光体」、「静電潜像担持体」と称することもある)上に形成された静電潜像をトナーにより現像し、得られたトナー像を用紙に転写し、加熱溶融させて定着させることにより画像を形成する。
前記定着処理では、トナーを加熱溶融させるために多くの電力が必要となるため、省エネルギー化を図る観点から、結着樹脂として結晶性樹脂を含む低温定着性のトナーが用いられている。
前記低温定着性のトナーでは、低温定着性と耐熱性を両立させるために、結晶性樹脂の熱特性を制御する提案が数多くなされている。例えば、結晶性樹脂の融解熱の最大ピーク温度、及び前記最大ピーク温度と軟化点との比を規定することが提案されている(特許文献1参照)。また、分子量の異なる2種の結晶性樹脂を用い、各結晶性樹脂の貯蔵弾性率の差を100Pa以上とすることが提案されている(特許文献2参照)。
前記低温定着性のトナーでは、低温定着性と耐熱性を両立させるために、結晶性樹脂の熱特性を制御する提案が数多くなされている。例えば、結晶性樹脂の融解熱の最大ピーク温度、及び前記最大ピーク温度と軟化点との比を規定することが提案されている(特許文献1参照)。また、分子量の異なる2種の結晶性樹脂を用い、各結晶性樹脂の貯蔵弾性率の差を100Pa以上とすることが提案されている(特許文献2参照)。
一方、前記画像形成装置において、転写後の感光体の表面に残存するトナーをクリーニングする方法として、クリーニングブレードを使用する方式が知られている。この方式ではゴムのクリーニングブレードを感光体に食い込ませるように変形させることにより、像担持体に残存するトナーを掻きとってクリーニングを行う。この場合、結晶性樹脂の熱特性を制御しておけば、クリーニング時に摩擦熱が発生しても、トナーの溶融に伴うクリーニング不良をある程度は低減できる。
しかしながら、前記クリーニングブレードによってトナーに大きな圧力が加えられると、トナーに含まれる結晶性樹脂の結晶層がずれて変形していまい、変形したトナーが前記クリーニングブレードと感光体との間をすり抜けやすくなる。これにより、すり抜けたトナーが感光体表面にフィルム状に付着すると、画像品質に影響を与えるという課題がある。
前記クリーニングブレードは、通常、ポリウレタンゴム等からなる弾性部材と、支持部材とから構成されている。そして、前記弾性部材の基端を前記支持部材で支持して、前記弾性部材の当接部(先端稜線部)を像担持体表面に押し当て、像担持体表面に残留するトナーを堰き止め、掻き落として除去している。
しかし、図1Aに示すように、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード62は、像担持体123とクリーニングブレード62との摩擦力が高まり、クリーニングブレード62が像担持体123の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード62の当接部(先端稜線部)62cが捲れてしまう。更に、クリーニングブレード62の当接部62cが捲れた状態でクリーニングをし続けると、図1Bに示すように、クリーニングブレード62の先端面62aの当接部62cから数μm離れた箇所に局所的な摩耗Xが生じてしまう。このような状態で、更にクリーニングを続けると、前記局所的な摩耗Xが大きくなり、最終的には、図1Cに示すように、当接部62cが欠落してしまう。このように当接部62cが欠落してしまうと、トナーを正常にクリーニングできなくなり、クリーニング不良を生じてしまうという問題がある。なお、図1A〜図1C中62bは、クリーニングブレードの下面である。
しかし、図1Aに示すように、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード62は、像担持体123とクリーニングブレード62との摩擦力が高まり、クリーニングブレード62が像担持体123の移動方向に引っ張られて、クリーニングブレード62の当接部(先端稜線部)62cが捲れてしまう。更に、クリーニングブレード62の当接部62cが捲れた状態でクリーニングをし続けると、図1Bに示すように、クリーニングブレード62の先端面62aの当接部62cから数μm離れた箇所に局所的な摩耗Xが生じてしまう。このような状態で、更にクリーニングを続けると、前記局所的な摩耗Xが大きくなり、最終的には、図1Cに示すように、当接部62cが欠落してしまう。このように当接部62cが欠落してしまうと、トナーを正常にクリーニングできなくなり、クリーニング不良を生じてしまうという問題がある。なお、図1A〜図1C中62bは、クリーニングブレードの下面である。
しかし、前記クリーニングブレードは像担持体との摺擦において当接部が変形を繰り返す、いわゆるスティックスリップ運動を起こすため、重合法等により形成された小粒径で球形に近いトナーが、前記クリーニングブレードと前記像担持体との間に形成される僅かな隙間をすり抜けてしまう。この時、結晶性樹脂を用いた低温定着性のトナーは押し潰され、前記クリーニングブレードの表面や像担持体に融着してクリーニング機能を低下させたり、前記像担持体の表面に融着して画像不良となるという課題がある。
本発明者らは、前記課題に鑑み鋭意検討を重ねた結果、先に、弾性部材の当接部を含む部分に紫外線硬化樹脂が含浸され、かつ該当接部を含む該弾性部材の表面に該弾性部材よりも硬い表面層を設けたクリーニングブレードについて提案している(特許文献3参照)。この提案のクリーニングブレードは、経時使用時の異常摩耗及び異音の発生を抑制しつつ、当接部のめくれを抑制し、かつ当接部の被清掃部材に対する追随性が良好で、当接圧を維持できるものである。
しかしながら、前記提案では、クリーニングブレードの当接部の像担持体への追従性が向上して、トナーのすり抜けを抑制できるが、仮に低温定着性のトナーがすり抜けた場合には、トナーが押し潰されてしまい、クリーニングブレードの当接部及び像担持体に付着することが防止できないという課題がある。
しかしながら、前記提案では、クリーニングブレードの当接部の像担持体への追従性が向上して、トナーのすり抜けを抑制できるが、仮に低温定着性のトナーがすり抜けた場合には、トナーが押し潰されてしまい、クリーニングブレードの当接部及び像担持体に付着することが防止できないという課題がある。
したがって、経時使用時における低温定着性のトナーのすり抜けを防止でき、仮に低温定着性のトナーがすり抜けたとしても、前記トナーを押し潰して大きく変形させることを抑制し、クリーニングブレードの当接部及び像担持体に付着することを防止できるクリーニングブレードの提供が望まれている。
そこで、本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、経時使用時における低温定着性のトナーのすり抜けを防止でき、仮に低温定着性のトナーがすり抜けたとしても、前記トナーを押し潰して大きく変形させることを抑制し、クリーニングブレードの当接部及び像担持体に付着することを防止できるクリーニングブレードを提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としての本発明のクリーニングブレードは、被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面に付着したガラス転移温度が50℃以下の残留トナーを除去する弾性部材を有してなり、
前記弾性部材の前記被清掃部材の表面に当接する当接部が、前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有し、
前記第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する当接部が、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層を有してなり、
前記当接部におけるマルテンス硬度の最大値が、5N/mm2以下である。
前記弾性部材の前記被清掃部材の表面に当接する当接部が、前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有し、
前記第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する当接部が、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層を有してなり、
前記当接部におけるマルテンス硬度の最大値が、5N/mm2以下である。
本発明によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、経時使用時もスティックスリップ運動を抑制し、低温定着性のトナーのすり抜けを抑え、仮に低温定着性のトナーがすり抜けたとしても、前記トナーを押し潰して大きく変形させることを抑制でき、クリーニングブレードの当接部及び像担持体に付着することを防止できるクリーニングブレードを提供することができる。
(クリーニングブレード)
本発明のクリーニングブレードは、被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面に付着した残留物を除去する弾性部材を有してなり、支持部材、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
本発明のクリーニングブレードは、被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面に付着した残留物を除去する弾性部材を有してなり、支持部材、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
前記クリーニングブレードは、支持部材と、該支持部材に一端(固定端)が連結され、他端(自由端)に所定長さの自由端部を有する平板状の弾性部材とからなることが好ましい。前記クリーニングブレードは、前記弾性部材の自由端側の一端である当接部が前記被清掃部材表面に長手方向に沿って当接するように配置されている。
本発明においては、前記弾性部材の前記被清掃部材表面に当接する当接部に、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物を含浸させて、紫外線照射により硬化させて混合層とすると、ゴム内部に樹脂の網目鎖が形成されることで、ゴム自体の架橋密度が擬似的に増加し、耐摩耗性が向上する。
前記弾性部材としては、後述するように、23℃における反発弾性率が35%以下であり、かつ引張試験における300%モジュラスが18MPa以上のウレタンゴムを用いることが好ましい。この条件を満たさないものは、ウレタンゴムの架橋密度が低いため、大量の第一の紫外線硬化性組成物を含浸させないと、充分な改質効果が得られない。しかし、大量の第一の紫外線硬化性組成物の含浸処理では、ウレタンゴムが膨潤して当接部が直角形状を保てなくなり、クリーニング性能が低下するなどの副作用が生じるおそれがある。これを防ぐため、前記第一の紫外線硬化性組成物とウレタンゴムとからなる混合層は、当接部表面から20μm以上100μm以下の範囲とする。
一方、少量の第一の紫外線硬化性組成物による含浸処理で改質をして、当接部の表面に表面層を形成しても、耐久性能が充分ではなく、長期の使用によって当接部の摩耗が大幅に進む。その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。これに対して、前記特性を満たす架橋密度の高いウレタンゴムは、比較的少量の第一の紫外線硬化性組成物の含浸及び紫外線硬化により、充分な改質効果が得られ、その表面に表面層を形成することで、良好に耐摩耗性を向上できることを知見した。
前記弾性部材としては、後述するように、23℃における反発弾性率が35%以下であり、かつ引張試験における300%モジュラスが18MPa以上のウレタンゴムを用いることが好ましい。この条件を満たさないものは、ウレタンゴムの架橋密度が低いため、大量の第一の紫外線硬化性組成物を含浸させないと、充分な改質効果が得られない。しかし、大量の第一の紫外線硬化性組成物の含浸処理では、ウレタンゴムが膨潤して当接部が直角形状を保てなくなり、クリーニング性能が低下するなどの副作用が生じるおそれがある。これを防ぐため、前記第一の紫外線硬化性組成物とウレタンゴムとからなる混合層は、当接部表面から20μm以上100μm以下の範囲とする。
一方、少量の第一の紫外線硬化性組成物による含浸処理で改質をして、当接部の表面に表面層を形成しても、耐久性能が充分ではなく、長期の使用によって当接部の摩耗が大幅に進む。その結果、クリーニング性が低下するおそれがある。これに対して、前記特性を満たす架橋密度の高いウレタンゴムは、比較的少量の第一の紫外線硬化性組成物の含浸及び紫外線硬化により、充分な改質効果が得られ、その表面に表面層を形成することで、良好に耐摩耗性を向上できることを知見した。
また、前記クリーニングブレードの弾性部材の当接部が、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層を有することで、前記弾性部材の当接部の動きを適度に抑制し、耐摩耗性を高めることが可能となる。前記表面層が形成された前記弾性部材の当接部は、マルテンス硬度の最大値が5N/mm2以下になるよう材料処方、厚み、又は紫外線硬化条件を調節する。これにより、前記弾性部材の当接部に充分な耐摩耗性を付与しながらも、表面層を硬く、又は厚くしすぎることに起因して、前記当接部の像担持体表面への追随性が低下して、均一な当接状態が得られずトナーのすり抜けが増大してクリーニング不良が発生し易くなったり、異音の発生が生じ易くなったりすることを抑制できる。
また、当接部を含む表面に弾性部材よりも硬い表面層を、当接部からマルテンス硬度の傾斜を持ち、前記弾性部材における長手方向の断面図において、前記弾性部材の当接側長軸面で、前記当接部から長軸方向に20μmの位置におけるマルテンス硬度Aと、当接部から長軸方向に1,000μmの位置におけるマルテンス硬度Bと、当接部から固定端までのクリーニングブレード長さの1/2の位置におけるマルテンス硬度Cとが、次式、A>B>C、を満たすことが好ましい。また、前記マルテンス硬度Aが2N/mm2〜10N/mm2、前記マルテンス硬度Bが0.8N/mm2〜5N/mm2、及び前記マルテンス硬度Cが0.5N/mm2〜1.5N/mm2であることが好ましい。これにより、表面層を硬く、或いは厚く形成することに起因して、前記当接部の被清掃部材への追随性が低下することを抑制し、クリーニング性を本来の弾性部材より向上させることができる。
したがって、本発明においては、クリーニングブレードの弾性部材の当接部に、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層を薄く形成して、経時使用において短時間で弾性部材が被清掃部材に接触しても、前記弾性部材のウレタンゴムと、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物とが混在した弾性部材よりも硬度が高い混合層が被清掃部材と接触するため、摩耗進行後も摩耗面の摩擦係数を抑制し、いわゆるスティックスリップ運動の発生を防止でき、低温定着性のトナーのすり抜けを抑え、仮にすり抜けたとしてもトナーを押し潰して大きく変形させることを抑制でき、クリーニングブレードの当接部及び像担持体に付着することを防止できることを知見した。
<被清掃部材>
前記被清掃部材としては、その材質、形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記被清掃部材の形状としては、例えば、ドラム状、ベルト状、平板状、シート状、などが挙げられる。前記被清掃部材の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常用いられる程度の大きさが好ましい。
前記被清掃部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、金属、プラスチック、セラミックなどが挙げられる。
前記被清掃部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記クリーニングブレードを画像形成装置に適用した場合には、例えば、像担持体などが挙げられる。
前記被清掃部材としては、その材質、形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記被清掃部材の形状としては、例えば、ドラム状、ベルト状、平板状、シート状、などが挙げられる。前記被清掃部材の大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常用いられる程度の大きさが好ましい。
前記被清掃部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、金属、プラスチック、セラミックなどが挙げられる。
前記被清掃部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記クリーニングブレードを画像形成装置に適用した場合には、例えば、像担持体などが挙げられる。
<残留物>
前記残留物としては、被清掃部材表面に付着しており、前記クリーニングブレードの除去対象となるものであり、ガラス転移温度が50℃以下の低温定着性のトナーが該当する。
前記残留物としては、被清掃部材表面に付着しており、前記クリーニングブレードの除去対象となるものであり、ガラス転移温度が50℃以下の低温定着性のトナーが該当する。
<支持部材>
前記支持部材としては、その形状、大きさ、及び材質等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記支持部材の形状としては、例えば、平板状、短冊状、シート状、などが挙げられる。前記支持部材の大きさとしては、特に制限はなく、前記被清掃部材の大きさに応じて適宜選択することができる。
前記支持部材の材質としては、例えば、金属、プラスチック、セラミック、などが挙げられる。これらの中でも、強度の点から金属板が好ましく、ステンレススチール等の鋼板、アルミニウム板、リン青銅板が特に好ましい。
前記支持部材としては、その形状、大きさ、及び材質等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記支持部材の形状としては、例えば、平板状、短冊状、シート状、などが挙げられる。前記支持部材の大きさとしては、特に制限はなく、前記被清掃部材の大きさに応じて適宜選択することができる。
前記支持部材の材質としては、例えば、金属、プラスチック、セラミック、などが挙げられる。これらの中でも、強度の点から金属板が好ましく、ステンレススチール等の鋼板、アルミニウム板、リン青銅板が特に好ましい。
<弾性部材>
前記弾性部材としては、その形状、材質、大きさ、構造などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記弾性部材の形状としては、例えば、平板状、短冊状、シート状、などが挙げられる。前記弾性部材の大きさとしては、特に制限はなく、前記被清掃部材の大きさに応じて適宜選択することができる。
前記弾性部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、高弾性が得られやすい点から、ポリウレタンゴム、ポリウレタンエラストマー、などが好適である。
前記弾性部材としては、その形状、材質、大きさ、構造などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記弾性部材の形状としては、例えば、平板状、短冊状、シート状、などが挙げられる。前記弾性部材の大きさとしては、特に制限はなく、前記被清掃部材の大きさに応じて適宜選択することができる。
前記弾性部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、高弾性が得られやすい点から、ポリウレタンゴム、ポリウレタンエラストマー、などが好適である。
前記弾性部材は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを用いてポリウレタンプレポリマーを調製し、該ポリウレタンプレポリマーに硬化剤、及び必要に応じて硬化触媒を加えて、所定の型内にて架橋し、炉内にて後架橋させたものを遠心成型によりシート状に成型後、常温放置、熟成したものを所定の寸法にて、平板状に裁断することにより、製造される。
前記ポリオール化合物としては、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、高分子量ポリオール、低分子量ポリオールなどが挙げられる。
前記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;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等の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などが挙げられる。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。
前記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;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等の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などが挙げられる。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。
前記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’−ジアミノジフェニルルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン等の二価アルコール;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又はそれ以上の多価アルコールなどが挙げられる。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。
前記ポリイソシアネート化合物としては、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、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ナフチレン1,5−ジイソシアネート(NDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添キシリレンジイソシアネート(H6XDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ダイマー酸ジイソシアネート(DDI)、ノルボルネンジイソシアネート(NBDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、などが挙げられる。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。
前記硬化触媒としては、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、2−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、などが挙げられる。
前記硬化触媒の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.01質量%以上0.5質量%以下が好ましく、0.05質量%以上0.3質量%以下がより好ましい。
前記硬化触媒の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.01質量%以上0.5質量%以下が好ましく、0.05質量%以上0.3質量%以下がより好ましい。
前記弾性部材のJIS−A硬度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、60度以上が好ましく、65度以上80度以下がより好ましい。前記JIS−A硬度が、60度未満であると、ブレード線圧が得られにくく、像担持体との当接面積が拡大し易いため、クリーニング不良が発生することがある。
ここで、前記弾性部材のJIS−A硬度は、例えば、高分子計器株式会社製 マイクロゴム硬度計 MD−1などを用いて測定することができる。
ここで、前記弾性部材のJIS−A硬度は、例えば、高分子計器株式会社製 マイクロゴム硬度計 MD−1などを用いて測定することができる。
前記弾性部材のJIS K6255規格に準拠した反発弾性率は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、23℃で、35%以下が好ましく、20%以上30%以下がより好ましい。前記反発弾性係数が、35%以下であると、クリーニングブレードの弾性部材にタック性が生じず、クリーニング性が良好である。
ここで、前記弾性部材の反発弾性係数は、例えば、JIS K6255規格に準拠し、23℃において、株式会社東洋精機製作所製No.221レジリエンステスタを用いて測定することができる。
ここで、前記弾性部材の反発弾性係数は、例えば、JIS K6255規格に準拠し、23℃において、株式会社東洋精機製作所製No.221レジリエンステスタを用いて測定することができる。
前記弾性部材の300%モジュラスは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、18MPa以上が好ましい。
ここで、前記弾性部材の300%モジュラスは、例えば、株式会社島津製作所製引張試験機AG−Xを用い、JIS K6251に準じて測定することができる。
ここで、前記弾性部材の300%モジュラスは、例えば、株式会社島津製作所製引張試験機AG−Xを用い、JIS K6251に準じて測定することができる。
前記弾性部材の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1.0mm以上3.0mm以下が好ましい。
前記弾性部材の前記被清掃部材の表面に当接する当接部は、前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する。
前記「当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する」とは、前記当接部の表面だけでなく内部に含まれていることを意味し、前記当接部の内部に含まれており、かつ当接部に表面層を形成している場合も含まれる。
なお、前記弾性部材の少なくとも当接部に紫外線硬化性組成物の硬化物が含まれていれば、前記弾性部材の当接部以外の部位にも紫外線硬化性組成物の硬化物が含まれていても構わない。
前記「当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する」とは、前記当接部の表面だけでなく内部に含まれていることを意味し、前記当接部の内部に含まれており、かつ当接部に表面層を形成している場合も含まれる。
なお、前記弾性部材の少なくとも当接部に紫外線硬化性組成物の硬化物が含まれていれば、前記弾性部材の当接部以外の部位にも紫外線硬化性組成物の硬化物が含まれていても構わない。
<<第一の紫外線硬化性組成物>>
前記第一の紫外線硬化性組成物は、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記第一の紫外線硬化性組成物は、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
−分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物−
前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物は、分子内に嵩高い特殊な脂環構造を有しているので、官能基数が少なく、かつ分子量が小さい(メタ)アクリレート化合物を用いることができるので、前記弾性部材の当接部に含浸されやすく、前記当接部の硬度を効率よく向上させることができる。また、前記弾性部材の当接部に表面層を設けた場合には表面層の割れや剥がれを防止できる。
前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物は、分子内に嵩高い特殊な脂環構造を有しているので、官能基数が少なく、かつ分子量が小さい(メタ)アクリレート化合物を用いることができるので、前記弾性部材の当接部に含浸されやすく、前記当接部の硬度を効率よく向上させることができる。また、前記弾性部材の当接部に表面層を設けた場合には表面層の割れや剥がれを防止できる。
前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物の脂環構造の炭素数は、6〜12が好ましく、8〜10がより好ましい。前記炭素数が、6未満であると、当接部の硬度が弱くなることがあり、12を超えると、立体障害が起きる可能性がある。
前記分子内に炭素数6以上の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物の官能基数は、2以上が好ましく、2〜6がより好ましく、2〜4が更に好ましい。前記官能基数が、2以上であると、当接部の硬度が適正であり、6を超えると、立体障害が起きる可能性がある。
前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物の分子量分は、200以下が好ましい。前記分子量が、200を超えると、分子サイズが大きくなるため弾性部材に含浸しにくくなり、高硬度化が困難となることがある。
前記分子内に炭素数6以上の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物の官能基数は、2以上が好ましく、2〜6がより好ましく、2〜4が更に好ましい。前記官能基数が、2以上であると、当接部の硬度が適正であり、6を超えると、立体障害が起きる可能性がある。
前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物の分子量分は、200以下が好ましい。前記分子量が、200を超えると、分子サイズが大きくなるため弾性部材に含浸しにくくなり、高硬度化が困難となることがある。
前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物としては、官能基が少なくても特殊な環状構造により架橋点の不足を補うことができる点から、トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
前記トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物としては、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、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート、などが挙げられる。
前記トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、商品名:A−DCP(新中村化学工業株式会社製)、などが挙げられる。
前記トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物としては、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。該市販品としては、例えば、商品名:A−DCP(新中村化学工業株式会社製)、などが挙げられる。
前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記第一の紫外線硬化性組成物に対して、固形分量で、20質量%以上100質量%以下が好ましく、50質量%以上100質量%以下がより好ましい。前記含有量が、20質量%未満であると、特殊な環状構造による高硬度化が損なわれてしまうことがある。
前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物(特に、トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物)が、前記弾性部材の前記被清掃部材の表面に当接する当接部に含まれていることは、例えば、赤外顕微鏡、又は液体クロマトグラフィーにより分析することができる。
前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物(特に、トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物)が、前記弾性部材の前記被清掃部材の表面に当接する当接部に含まれていることは、例えば、赤外顕微鏡、又は液体クロマトグラフィーにより分析することができる。
前記第一の紫外線硬化性組成物は、前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物以外にも、分子量が100以上1,500以下の(メタ)アクリレート化合物を含有することができる。
前記分子量が100以上1,500以下の(メタ)アクリレート化合物としては、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクレリート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,7−ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,11−ウンデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,18−オクタデカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、PO変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、PEG600ジ(メタ)アクリレート、PEG400ジ(メタ)アクリレート、PEG200ジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート、オクチル/デシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、などが挙げられる。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、官能基数が3〜6のペンタエリスリトールトリアクリレート構造を有する化合物が好ましい。
前記官能基数が3〜6のペンタエリスリトールトリアクリレート構造を有する化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、などが挙げられる。
前記分子量が100以上1,500以下の(メタ)アクリレート化合物としては、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクレリート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,7−ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,11−ウンデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,18−オクタデカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、PO変性ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、PEG600ジ(メタ)アクリレート、PEG400ジ(メタ)アクリレート、PEG200ジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール・ヒドロキシピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート、オクチル/デシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、などが挙げられる。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、官能基数が3〜6のペンタエリスリトールトリアクリレート構造を有する化合物が好ましい。
前記官能基数が3〜6のペンタエリスリトールトリアクリレート構造を有する化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、などが挙げられる。
<<その他の成分>>
前記その他の成分としては、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、光重合開始剤、重合禁止剤、希釈剤、などが挙げられる。
前記その他の成分としては、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、光重合開始剤、重合禁止剤、希釈剤、などが挙げられる。
−光重合開始剤−
前記光重合開始剤としては、光のエネルギーによって、ラジカルやカチオンなどの活性種を生成し、重合を開始させるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、などが挙げられる。これらの中でも、光ラジカル重合開始剤が特に好ましい。
前記光重合開始剤としては、光のエネルギーによって、ラジカルやカチオンなどの活性種を生成し、重合を開始させるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、などが挙げられる。これらの中でも、光ラジカル重合開始剤が特に好ましい。
前記光ラジカル重合開始剤としては、例えば、芳香族ケトン類、アシルフォスフィンオキサイド化合物、芳香族オニウム塩化合物、有機過酸化物、チオ化合物(チオキサントン化合物、チオフェニル基含有化合物など)、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ケトオキシムエステル化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、アルキルアミン化合物、などが挙げられる。
前記光ラジカル重合開始剤としては、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、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、キサントン、フルオレノン、べンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4'−ジメトキシベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、2,4−ジエチルチオキサントン、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、などが挙げられる。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。
前記光ラジカル重合開始剤としては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、イルガキュア 651、イルガキュア 184、DAROCUR 1173、イルガキュア 2959、イルガキュア 127、イルガキュア 907、イルガキュア 369、イルガキュア 379、DAROCUR TPO、イルガキュア 819、イルガキュア 784、イルガキュア OXE 01、イルガキュア OXE 02、イルガキュア 754(以上、チバ・スペシャリティーケミカルズ社製);Speedcure TPO(Lambson社製);KAYACURE DETX−S(日本化薬株式会社製);Lucirin TPO、LR8893、LR8970(以上、BASF社製);ユベクリルP36(UCB社製)、などが挙げられる。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。
前記光重合開始剤の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記第一の紫外線硬化性組成物に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましい。
−重合禁止剤−
前記重合禁止剤としては、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、p−メトキシフェノール、クレゾール、t−ブチルカテコール、ジ−t−ブチルパラクレゾール、ヒドロキノンモノメチルエーテル、α−ナフトール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン、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−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)等のフェノール化合物;p−ベンゾキノン、アントラキノン、ナフトキノン、フェナンスラキノン、p−キシロキノン、p−トルキノン、2,6−ジクロロキノン、2,5−ジフェニル−p−ベンゾキノン、2,5−ジアセトキシ−p−ベンゾキノン、2,5−ジカプロキシ−p−ベンゾキノン、2,5−ジアシロキシ−p−ベンゾキノン、ヒドロキノン、2,5−ジ−ブチルヒドロキノン、モノ−t−ブチルヒドロキノン、モノメチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノン等のキノン化合物;フェニル−β−ナフチルアミン、p−ベンジルアミノフェノール、ジ−β−ナフチルパラフェニレンジアミン、ジベンジルヒドロキシルアミン、フェニルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン等のアミン化合物;ジニトロベンゼン、トリニトロトルエン、ピクリン酸等のニトロ化合物;キノンジオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム化合物;フェノチアジン等の硫黄化合物、などが挙げられる。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。
前記重合禁止剤としては、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、p−メトキシフェノール、クレゾール、t−ブチルカテコール、ジ−t−ブチルパラクレゾール、ヒドロキノンモノメチルエーテル、α−ナフトール、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン、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−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)等のフェノール化合物;p−ベンゾキノン、アントラキノン、ナフトキノン、フェナンスラキノン、p−キシロキノン、p−トルキノン、2,6−ジクロロキノン、2,5−ジフェニル−p−ベンゾキノン、2,5−ジアセトキシ−p−ベンゾキノン、2,5−ジカプロキシ−p−ベンゾキノン、2,5−ジアシロキシ−p−ベンゾキノン、ヒドロキノン、2,5−ジ−ブチルヒドロキノン、モノ−t−ブチルヒドロキノン、モノメチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノン等のキノン化合物;フェニル−β−ナフチルアミン、p−ベンジルアミノフェノール、ジ−β−ナフチルパラフェニレンジアミン、ジベンジルヒドロキシルアミン、フェニルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン等のアミン化合物;ジニトロベンゼン、トリニトロトルエン、ピクリン酸等のニトロ化合物;キノンジオキシム、シクロヘキサノンオキシム等のオキシム化合物;フェノチアジン等の硫黄化合物、などが挙げられる。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。
−希釈剤−
前記希釈剤としては、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、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶媒;エタノール、プロパノール、1−ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール系溶媒、などが挙げられる。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。
前記希釈剤としては、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、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶媒;エタノール、プロパノール、1−ブタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール系溶媒、などが挙げられる。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。
前記弾性部材の当接部に、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含ませる(含浸させる)方法としては、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、前記弾性部材の当接部に、前記第一の紫外線硬化性組成物をハケ塗り、ディップ塗工等で含浸させた後、紫外線を照射して硬化させる方法、などが挙げられる。
前記紫外線の照射条件については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、積算光量が500mJ/cm2以上5,000mJ/cm2以下が好ましい。
前記紫外線の照射条件については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、積算光量が500mJ/cm2以上5,000mJ/cm2以下が好ましい。
本発明においては、前記弾性部材の前記被清掃部材の表面に当接する当接部が、前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有している。
前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有していること、即ち、第一の紫外線硬化性組成物の含浸深さは、以下のようにして測定することができる。
前記第一の紫外線硬化性組成物含浸深さは、その含浸材料、表面層材料がほぼ検出されなくなる個所の表面側からの距離とした。具体的には、含浸深さ(含浸処理領域)の測定は以下のようにして行った。対象試料のエッジ部分の断面薄片をクライオミクロトーム(EM・FCS、Leica社製)により作製し、透過の顕微FT−IR(Continu μm赤外顕微鏡、サーモエレクトロン社製)測定する。(メタ)アクリレート化合物の含浸については、1,710cm−1付近のピーク面積(A)を1,415cm−1のピーク面積(B)で割った値を非含浸部の値で規格化したものを指標として含浸深さを測定することができる。
前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有していること、即ち、第一の紫外線硬化性組成物の含浸深さは、以下のようにして測定することができる。
前記第一の紫外線硬化性組成物含浸深さは、その含浸材料、表面層材料がほぼ検出されなくなる個所の表面側からの距離とした。具体的には、含浸深さ(含浸処理領域)の測定は以下のようにして行った。対象試料のエッジ部分の断面薄片をクライオミクロトーム(EM・FCS、Leica社製)により作製し、透過の顕微FT−IR(Continu μm赤外顕微鏡、サーモエレクトロン社製)測定する。(メタ)アクリレート化合物の含浸については、1,710cm−1付近のピーク面積(A)を1,415cm−1のピーク面積(B)で割った値を非含浸部の値で規格化したものを指標として含浸深さを測定することができる。
前記弾性部材の当接部に、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含ませることにより、弾性部材のウレタンゴムと(メタ)アクリル樹脂を含む混合層が形成される。すると、ゴム内部に樹脂の網目鎖が形成されることで、ゴム自体の架橋密度が擬似的に増加し、耐摩耗性が向上すると考えられる。その結果、前記弾性部材の当接部が高硬度化し、当接部が捲れたり、変形するのを抑制することができる。更に、経時による当接部の摩耗によって内部が露出したときも内部への含浸作用により、同様に捲れや変形を抑制することができる。
次に、前記第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する当接部は、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層を有する。
<<第二の紫外線硬化性組成物>>
前記第二の紫外線硬化性組成物は、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有し、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、官能基数が2以上のフッ素系(メタ)アクリレート化合物を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記第二の紫外線硬化性組成物は、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有し、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、官能基数が2以上のフッ素系(メタ)アクリレート化合物を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
−分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物−
前記分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物は、分子量が110以下であり、官能基数が3〜6のものが好ましく、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、などが挙げられる。これらの中でも、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが好ましい。
前記分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物は、分子量が110以下であり、官能基数が3〜6のものが好ましく、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、などが挙げられる。これらの中でも、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートが好ましい。
前記分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記第二の紫外線硬化性組成物に対して、固形分量で、20質量%以上90質量%以下が好ましく、50質量%以上80質量%以下がより好ましい。
前記フッ素系(メタ)アクリレート化合物としては、パーフルオロポリエーテル骨格を有するものが好ましく、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、官能基数が2以上であるものがより好ましい。
前記フッ素系(メタ)アクリレート化合物としては、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、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルアクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレート、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタアクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルメタクリレート、2−[(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−(トリフルオロメチル)−2’−ヒドロキシ)プロピル]−3−ノルボルニルメタクリレート、1,1,1−トリフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−2−ヒドロキシ−4−メチル−5−ペンチルメタクリラート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘニコサフルオロドデシルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘニコサフルオロドデシルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,12,12,12−ヘニコサー11−(トリフルオロメチル)ドデシルメタクリレートなどが挙げられる。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。
前記フッ素系(メタ)アクリレート化合物としては、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、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルアクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレート、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタアクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチルメタクリレート、2−[(1’,1’,1’−トリフルオロ−2’−(トリフルオロメチル)−2’−ヒドロキシ)プロピル]−3−ノルボルニルメタクリレート、1,1,1−トリフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−2−ヒドロキシ−4−メチル−5−ペンチルメタクリラート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘニコサフルオロドデシルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12−ヘニコサフルオロドデシルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,12,12,12−ヘニコサー11−(トリフルオロメチル)ドデシルメタクリレートなどが挙げられる。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。
前記フッ素系(メタ)アクリレート化合物としては、市販品を使用することができ、前記市販品としては、例えば、オプツールDAC−HP(ダイキン工業株式会社製)、メガファックRS−75(DIC株式会社製)、ビスコートV−3F(大阪有機化学工業株式会社)などが挙げられる。
前記フッ素系(メタ)アクリレート化合物の前記第二の紫外線硬化性組成物における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、固形分量で、0.1質量%以上50質量%以下が好ましい。
前記第二の紫外線硬化性組成物は、前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物以外にも、分子量が100以上1,500以下の(メタ)アクリレート化合物を含有することができる。
前記分子量が100以上1,500以下の他の(メタ)アクリレート化合物としては、前記第一の紫外線硬化性組成物と同様なものの中から適宜選択することができる。
前記その他の成分としては、前記第一の紫外線硬化性組成物と同様なものを用いることができる。
前記分子量が100以上1,500以下の他の(メタ)アクリレート化合物としては、前記第一の紫外線硬化性組成物と同様なものの中から適宜選択することができる。
前記その他の成分としては、前記第一の紫外線硬化性組成物と同様なものを用いることができる。
前記弾性部材の当接部に、第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する表面層を形成する方法としては、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、当接部に前記第二の紫外線硬化性組成物をスプレー塗布して表面層を形成し、紫外線を照射し硬化させる方法、などが挙げられる。
前記紫外線の照射条件については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、積算光量が500mJ/cm2以上5,000mJ/cm2以下が好ましい。
前記紫外線の照射条件については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、積算光量が500mJ/cm2以上5,000mJ/cm2以下が好ましい。
前記クリーニングブレードの弾性部材における当接部のマルテンス硬度の最大値は、5N/mm2以下であり、1N/mm2以上5N/mm2以下が好ましい。
前記マルテンス硬度の最大値が、5N/mm2を超えると、当接部が硬くなりすぎ、低温定着性のトナーが押し潰されてしまうことがある。
前記マルテンス硬度の最大値が、5N/mm2を超えると、当接部が硬くなりすぎ、低温定着性のトナーが押し潰されてしまうことがある。
また、図3A及び図3Bに示す弾性部材における長手方向の断面図において、前記弾性部材の当接側長軸面で、当接部から長軸方向に20μmの測定位置Aにおけるマルテンス硬度Aと、当接部から長軸方向に1,000μmの測定位置Bにおけるマルテンス硬度Bと、当接部から固定端までのクリーニングブレード長さの1/2である測定位置Cにおけるマルテンス硬度Cとが、次式、A>B>C、を満たすことが好ましい。
前記弾性部材のマルテンス硬度を、次式、A>B>Cとなるように調整することで、前記弾性部材が前記像担持体との当接時に受ける応力を当接部に集中させることなく、長期に亘って良好な耐摩耗性を維持することが可能となる。
前記弾性部材のマルテンス硬度を、次式、A>B>Cとなるように調整することで、前記弾性部材が前記像担持体との当接時に受ける応力を当接部に集中させることなく、長期に亘って良好な耐摩耗性を維持することが可能となる。
前記マルテンス硬度Aは2N/mm2〜10N/mm2が好ましい。前記マルテンス硬度Bは0.8N/mm2〜5N/mm2が好ましい。前記マルテンス硬度Cは0.5N/mm2〜1.5N/mm2が好ましい。
前記弾性部材のマルテンス硬度が、上記範囲を超えてしまうと、弾性部材の当接部の剛性が強くなりすぎて、像担持体表面との摺動における挙動が小さくなりすぎる。その結果、当接部に振動エネルギーが集中することにより、不快な異音が発生しやすくなる他、摩耗速度も大きくなってしまい、早期に使用不可能となるおそれがある。逆に柔らか過ぎると、当接部の変形が大きくなりすぎて、早期に摩耗してしまい、クリーニング性を保てなくなる。
前記弾性部材のマルテンス硬度が、上記範囲を超えてしまうと、弾性部材の当接部の剛性が強くなりすぎて、像担持体表面との摺動における挙動が小さくなりすぎる。その結果、当接部に振動エネルギーが集中することにより、不快な異音が発生しやすくなる他、摩耗速度も大きくなってしまい、早期に使用不可能となるおそれがある。逆に柔らか過ぎると、当接部の変形が大きくなりすぎて、早期に摩耗してしまい、クリーニング性を保てなくなる。
ここで、前記マルテンス硬度は、フィシャー・インストルメンツ社製、微小硬度計 HM−2000を用いて、ビッカース圧子9.8mNの力で30秒間押し込み、5秒間保持し、9.8mNの力で30秒間抜き、マルテンス硬度を計測することができる。
前記クリーニングブレードの弾性仕事率は、60%以上90%以下が好ましい。前記弾性仕事率はマルテンス硬度の測定時の積算応力から、以下のようにして求められる特性値である。前記マルテンス硬度は、ビッカース圧子を一定の力で、例えば、30秒間で押し込み、5秒間保持し、一定の力で30秒間抜く動作を行いながら微小硬度計を用いて計測する。
ここで、ビッカース圧子を押し込むときの積算応力をWplast、試験荷重除荷寺の積算応力をWelastとすると、弾性仕事率は、Welast/Wplast×100%の式で定義される特性値である(図7参照)。前記弾性仕事率が高いほど、塑性変形が少ない、即ち、ゴム性が高いことを表す。前記弾性仕事率が低すぎると、ゴムというよりガラスに近い状態であり、当接部の動きが抑制されすぎて、逆に耐摩耗性を悪化させる。通常、(メタ)アクリル樹脂は、前記マルテンス硬度の範囲では、前記弾性仕事率がある程度高く、ゴムの状態が得られる。しかし、前記(メタ)アクリル樹脂の構造によっては弾性仕事率が高くなりすぎて、クリーニングブレードとしての姿勢を適度に保てないことがある。
ここで、ビッカース圧子を押し込むときの積算応力をWplast、試験荷重除荷寺の積算応力をWelastとすると、弾性仕事率は、Welast/Wplast×100%の式で定義される特性値である(図7参照)。前記弾性仕事率が高いほど、塑性変形が少ない、即ち、ゴム性が高いことを表す。前記弾性仕事率が低すぎると、ゴムというよりガラスに近い状態であり、当接部の動きが抑制されすぎて、逆に耐摩耗性を悪化させる。通常、(メタ)アクリル樹脂は、前記マルテンス硬度の範囲では、前記弾性仕事率がある程度高く、ゴムの状態が得られる。しかし、前記(メタ)アクリル樹脂の構造によっては弾性仕事率が高くなりすぎて、クリーニングブレードとしての姿勢を適度に保てないことがある。
本発明のクリーニングブレードは、前記弾性部材の被清掃部材の表面に当接する当接部の捲れを抑制でき、使用時における弾性部材の当接部の摩耗が少なく、良好なクリーニング性を長期間に亘って維持することができるので、各種分野に幅広く用いることができるが、以下に説明する本発明の画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジに特に好適に用いられる。
(画像形成装置及び画像形成方法)
本発明の画像形成装置は、像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、クリーニング手段と、潤滑剤塗布手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有してなる。なお、前記帯電手段と前記露光手段を合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
本発明の画像形成装置は、像担持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、クリーニング手段と、潤滑剤塗布手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有してなる。なお、前記帯電手段と前記露光手段を合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
本発明で用いられる画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程と、クリーニング工程と、潤滑剤塗布工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含んでなる。なお、前記帯電工程と前記露光工程を合わせて静電潜像形成工程と称することもある。
本発明で用いられる画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記帯電工程は前記帯電手段により行うことができ、前記露光工程は前記露光手段により行うことができ、前記現像工程は前記現像手段により行うことができ、前記転写工程は前記転写手段により行うことができ、前記定着工程は前記定着手段により行うことができ、前記クリーニング工程は前記クリーニング手段により行うことができ、前記潤滑剤塗布工程は前記潤滑剤塗布手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
<像担持体>
前記像担持体(以下、「電子写真感光体」、「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。前記像担持体の形状としては、例えば、ドラム状、ベルト状、などが挙げられる。前記像担持体の材質としては、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(OPC)、などが挙げられる。
前記像担持体(以下、「電子写真感光体」、「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。前記像担持体の形状としては、例えば、ドラム状、ベルト状、などが挙げられる。前記像担持体の材質としては、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(OPC)、などが挙げられる。
<帯電工程及び帯電手段>
前記帯電工程は、前記像担持体の表面を帯電させる工程であり、帯電手段により実施される。
前記帯電は、例えば、前記帯電手段を用いて前記像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
前記帯電手段の形状としては、例えば、ローラ、磁気ブラシ、ファーブラシ等のどのような形態をとってもよく、電子写真方式の画像形成装置の仕様及び形態にあわせて選択可能である。磁気ブラシを用いる場合、磁気ブラシは、例えば、Zn−Cuフェライト等、各種フェライト粒子を帯電手段として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。又はブラシを用いる場合、例えば、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属又は金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属又は他の導電処理された芯金に巻き付けたり、張り付けたりすることで帯電器とする。
前記帯電器は、前記のような接触式の帯電器に限定されるものではないが、帯電器から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られる利点がある。
前記帯電器が像担持体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって像担持体表面を帯電するものが好ましい。
また、帯電器が、像担持体にギャップテープを有し非接触に近接配置された帯電ローラであり、該帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって像担持体表面を帯電するものも好ましい。
前記帯電工程は、前記像担持体の表面を帯電させる工程であり、帯電手段により実施される。
前記帯電は、例えば、前記帯電手段を用いて前記像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
前記帯電手段の形状としては、例えば、ローラ、磁気ブラシ、ファーブラシ等のどのような形態をとってもよく、電子写真方式の画像形成装置の仕様及び形態にあわせて選択可能である。磁気ブラシを用いる場合、磁気ブラシは、例えば、Zn−Cuフェライト等、各種フェライト粒子を帯電手段として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。又はブラシを用いる場合、例えば、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属又は金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属又は他の導電処理された芯金に巻き付けたり、張り付けたりすることで帯電器とする。
前記帯電器は、前記のような接触式の帯電器に限定されるものではないが、帯電器から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られる利点がある。
前記帯電器が像担持体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって像担持体表面を帯電するものが好ましい。
また、帯電器が、像担持体にギャップテープを有し非接触に近接配置された帯電ローラであり、該帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって像担持体表面を帯電するものも好ましい。
<露光工程及び露光手段>
前記露光工程は、帯電された像担持体表面を露光する工程であり、前記露光手段により行われる。
前記露光は、例えば、前記露光手段を用いて前記像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光における光学系は、アナログ光学系とデジタル光学系とに大別される。前記アナログ光学系は、原稿を光学系により直接像担持体上に投影する光学系であり、前記デジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して電子写真感光体を露光し作像する光学系である。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行う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、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、LED光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記露光工程は、帯電された像担持体表面を露光する工程であり、前記露光手段により行われる。
前記露光は、例えば、前記露光手段を用いて前記像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光における光学系は、アナログ光学系とデジタル光学系とに大別される。前記アナログ光学系は、原稿を光学系により直接像担持体上に投影する光学系であり、前記デジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して電子写真感光体を露光し作像する光学系である。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行う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、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、LED光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
<現像工程及び現像手段>
前記現像工程は、前記静電潜像を、前記トナーを用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナーを用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナー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、前記トナーを収容し、前記静電潜像に該トナー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。
前記現像工程は、前記静電潜像を、前記トナーを用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナーを用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナー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、前記トナーを収容し、前記静電潜像に該トナー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。
前記現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、前記トナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるものなどが好適に挙げられる。
前記現像器内では、例えば、前記トナーと、必要に応じてキャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記像担持体近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該像担持体の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該像担持体の表面に該トナーによる可視像が形成される。
前記現像器に収容させるトナーは、前記トナーを含む現像剤であってもよく、該現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
−トナー−
前記トナーは、トナー母体粒子と、外添剤とを含み、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記トナーは、モノクロトナー及びカラートナーのいずれであってもよい。
前記トナー母体粒子は、少なくとも結着樹脂、及び着色剤を含み、必要に応じて、離型剤、帯電制御剤等のその他の成分を含んでなる。
前記トナーは、トナー母体粒子と、外添剤とを含み、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記トナーは、モノクロトナー及びカラートナーのいずれであってもよい。
前記トナー母体粒子は、少なくとも結着樹脂、及び着色剤を含み、必要に応じて、離型剤、帯電制御剤等のその他の成分を含んでなる。
−−−結着樹脂−−−
前記結着樹脂としては、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、ポリスチレン樹脂、ポリビニルトルエン樹脂等のスチレン又はその置換体の単重合体、スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、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、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族炭化水素、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、などが挙げられる。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、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂と比較して、トナーの保存時の安定性を確保しながら、溶融粘度を低下させることができる点でポリエステル樹脂が特に好ましい。
前記結着樹脂としては、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、ポリスチレン樹脂、ポリビニルトルエン樹脂等のスチレン又はその置換体の単重合体、スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、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、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族炭化水素、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、などが挙げられる。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、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂と比較して、トナーの保存時の安定性を確保しながら、溶融粘度を低下させることができる点でポリエステル樹脂が特に好ましい。
前記ポリエステル樹脂は、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分との重縮合反応によって得ることができる。
前記アルコール成分としては、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、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール等のジオール類;1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノーA等のエーテル化ビスフェノール類;これらを炭素数3〜22の飽和又は不飽和の炭化水素基で置換した2価のアルコール単位体;その他の2価のアルコール単位体;ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、ショ糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の三価以上の多価アルコール単量体、などが挙げられる。
前記カルボン酸成分としては、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、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のモノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数3〜22の飽和又は不飽和の炭化水素基で置換した2価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルと、リノレイン酸からの二量体酸;1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、3,3−ジカルボキシメチルブタン酸、テトラカルボキシメチルメタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体酸、これら酸の無水物等の三価以上の多価カルボン酸単量体、などが挙げられる。
−−−着色剤−−−
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、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、カドミウムレッド、カドミ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、などが挙げられる。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。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、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、カドミウムレッド、カドミ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、などが挙げられる。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。
前記着色剤の前記トナーにおける含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1質量%以上15質量%以下が好ましく、3質量%以上10質量%以下がより好ましい。
前記着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして使用してもよい。前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、スチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィン、などが挙げられる。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。
−−−離型剤−−−
前記離型剤としては、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、ワックス類、などが挙げられる。
前記ワックス類としては、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素、などが挙げられる。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、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
前記カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトン、などが挙げられる。前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、などが挙げられる。前記ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート、などが挙げられる。前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミド、などが挙げられる。前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミド、などが挙げられる。前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトン、などが挙げられる。これらのカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、などが挙げられる。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックス、などが挙げられる。
前記離型剤の前記トナーにおける含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5質量%以上15質量%以下が好ましい。
前記離型剤としては、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、ワックス類、などが挙げられる。
前記ワックス類としては、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素、などが挙げられる。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、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
前記カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトン、などが挙げられる。前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、などが挙げられる。前記ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート、などが挙げられる。前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミド、などが挙げられる。前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミド、などが挙げられる。前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトン、などが挙げられる。これらのカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、などが挙げられる。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックス、などが挙げられる。
前記離型剤の前記トナーにおける含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5質量%以上15質量%以下が好ましい。
−−−帯電制御剤−−−
前記帯電制御剤としては、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、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、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩等が挙げられる。
前記帯電制御剤としては、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、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、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩等が挙げられる。
前記帯電制御剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下が好ましく、0.2質量部以上5質量部以下がより好ましい。
−−外添剤−−
前記外添剤としては、少なくともシリカ粒子を含有す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る。また、例えば、シリカ、酸化チタン、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素等の無機粒子;ソープフリー乳化重合法により得られる平均粒径が0.05μm〜1μmのポリメタクリル酸メチル粒子、ポリスチレン粒子等の樹脂粒子などを含んでいてもよい。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、表面が疎水化処理されているシリカが特に好ましい。
前記外添剤としては、少なくともシリカ粒子を含有す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る。また、例えば、シリカ、酸化チタン、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素等の無機粒子;ソープフリー乳化重合法により得られる平均粒径が0.05μm〜1μmのポリメタクリル酸メチル粒子、ポリスチレン粒子等の樹脂粒子などを含んでいてもよい。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、表面が疎水化処理されているシリカが特に好ましい。
前記シリカとしては、例えば、シリコーン処理シリカが挙げられる。前記シリコーン処理シリカとは、その表面がシリコーンオイルにより表面処理(疎水化処理)されたシリカである。
前記表面処理の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、などが挙げられる。
前記シリコーン処理シリカとしては、市販品を用いることができる。前記市販品としては、例えば、RY200、R2T200S、NY50、RY50(以上、日本エアロジル社製)、などが挙げられる。
前記表面処理の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、などが挙げられる。
前記シリコーン処理シリカとしては、市販品を用いることができる。前記市販品としては、例えば、RY200、R2T200S、NY50、RY50(以上、日本エアロジル社製)、などが挙げられる。
−−その他の成分−−
前記トナーにおけるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸などが挙げられる。
前記トナーにおけるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸などが挙げられる。
前記流動性向上剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止可能なものであり、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。
前記クリーニング性向上剤は、像担持体や中間転写体に残存する転写後のトナーを除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩;ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。前記ポリマー微粒子としては、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01μm以上1μm以下のものが好適である。
前記磁性材料としては、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、鉄粉、マグネタイト、フェライト、などが挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
前記クリーニング性向上剤は、像担持体や中間転写体に残存する転写後のトナーを除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩;ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。前記ポリマー微粒子としては、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01μm以上1μm以下のものが好適である。
前記磁性材料としては、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、鉄粉、マグネタイト、フェライト、などが挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
−−トナーの製造方法−−
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、従来公知のトナーの製造方法の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、混練・粉砕法、重合法、溶解懸濁法、噴霧造粒法、などが挙げられる。これらの中でも、画質向上のために、高円形化、小粒径化がし易い懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等の重合法が好ましい。
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、従来公知のトナーの製造方法の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、混練・粉砕法、重合法、溶解懸濁法、噴霧造粒法、などが挙げられる。これらの中でも、画質向上のために、高円形化、小粒径化がし易い懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等の重合法が好ましい。
−−−混練・粉砕法−−−
前記混練・粉砕法は、例えば、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー材料を溶融混練し、得られた混練物を粉砕し、分級することにより、前記トナーの母体粒子を製造する方法である。
前記溶融混練では、前記トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。前記溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製KTK型二軸押出機、東芝機械株式会社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、池貝鉄工所製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記混練・粉砕法は、例えば、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー材料を溶融混練し、得られた混練物を粉砕し、分級することにより、前記トナーの母体粒子を製造する方法である。
前記溶融混練では、前記トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。前記溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製KTK型二軸押出機、東芝機械株式会社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、池貝鉄工所製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記粉砕では、前記溶融混練で得られた混練物を粉砕する。この粉砕においては、まず、混練物を粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際、ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
前記分級は、前記粉砕で得られた粉砕物を分級して所定粒径の粒子に調整する。前記分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離器等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナー母体粒子を製造することができる。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナー母体粒子を製造することができる。
次いで、外添剤のトナー母体粒子への外添が行われる。トナー母体粒子と外添剤とをミキサーを用い、混合及び攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー母体粒子表面に被覆される。この時、シリカ粒子等の外添剤を均一かつ強固にトナー母体粒子に付着させることが耐久性の点で重要である。
−−−重合法−−−
前記重合法によるトナーの製造方法としては、例えば、有機溶媒中に少なくともウレア又はウレタン結合し得る変性されたポリエステル系樹脂と着色剤を含むトナー材料を溶解乃至分散させる。そして、この溶解乃至分散物を水系媒体中に分散し、重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去し、洗浄して得られる。
前記重合法によるトナーの製造方法としては、例えば、有機溶媒中に少なくともウレア又はウレタン結合し得る変性されたポリエステル系樹脂と着色剤を含むトナー材料を溶解乃至分散させる。そして、この溶解乃至分散物を水系媒体中に分散し、重付加反応させ、この分散液の溶媒を除去し、洗浄して得られる。
前記ウレア又はウレタン結合し得る変性されたポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物(PIC)とを反応させて得られる、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーなどが挙げられる。そして、このポリエステルプレポリマーとアミン類等との反応により分子鎖が架橋及び/又は伸長されて得られる変性ポリエステル樹脂は、低温定着性を維持しながらホットオフセット性を向上させることができる。
前記多価イソシアネート化合物(PIC)としては、例えば、脂肪族多価イソシアネート(例えば、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等);脂環式ポリイソシアネート(例えば、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等);芳香族ジイソシアネート(例えば、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等);芳香脂肪族ジイソシアネート(例えば、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等);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、カプロラクタム等でブロックしたもの、などが挙げられる。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。
前記多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、5/1〜1/1が好ましく、4/1〜1.2/1がより好ましく、2.5/1〜1.5/1が更に好ましい。
前記多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、5/1〜1/1が好ましく、4/1〜1.2/1がより好ましく、2.5/1〜1.5/1が更に好ましい。
前記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、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1個以上が好ましく、平均1.5個〜3個がより好ましく、平均1.8個〜2.5個が更に好ましい。
前記ポリエステルプレポリマーと反応させるアミン類(B)としては、例えば、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)、などが挙げられる。
前記2価アミン化合物(B1)としては、例えば、芳香族ジアミン(例えば、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等);脂環式ジアミン(例えば、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等);脂肪族ジアミン(例えば、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等)、などが挙げられる。
前記3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、例えば、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。
前記アミノアルコール(B3)としては、例えば、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。
前記アミノメルカプタン(B4)としては、例えば、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。
前記アミノ酸(B5)としては、例えば、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。
前記B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、例えば、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)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)の中でも、B1及びB1と少量のB2の混合物が特に好ましい。
前記2価アミン化合物(B1)としては、例えば、芳香族ジアミン(例えば、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等);脂環式ジアミン(例えば、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等);脂肪族ジアミン(例えば、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等)、などが挙げられる。
前記3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、例えば、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。
前記アミノアルコール(B3)としては、例えば、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。
前記アミノメルカプタン(B4)としては、例えば、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。
前記アミノ酸(B5)としては、例えば、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。
前記B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、例えば、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)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)の中でも、B1及びB1と少量のB2の混合物が特に好ましい。
前記アミン類(B)の比率は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、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、1/2〜2/1が好ましく、1.5/1〜1/1.5がより好ましく、1.2/1〜1/1.2が更に好ましい。
上記のような重合法によるトナーの製造方法によれば、小粒径かつ球形状トナーを環境負荷少なく、低コストで作製することができる。
前記分散のための分散機としては、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、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機、などが挙げられる。
これらの中でも、分散体(油滴)の粒径を2μm以上20μm以下に制御することができる点で、高速せん断式分散機が好ましい。
前記高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度等の条件は、目的に応じて適宜選択することができる。
前記回転数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1,000rpm以上30,000rpm以下が好ましく、5,000rpm以上20,000rpm以下がより好ましい。
前記分散時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、バッチ方式の場合、0.1分間以上5分間以下が好ましい。
前記分散温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、加圧下において、0℃以上150℃以下が好ましく、40℃以上98℃以下がより好ましい。なお、一般に、前記分散温度が高温である方が分散は容易である。
これらの中でも、分散体(油滴)の粒径を2μm以上20μm以下に制御することができる点で、高速せん断式分散機が好ましい。
前記高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度等の条件は、目的に応じて適宜選択することができる。
前記回転数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1,000rpm以上30,000rpm以下が好ましく、5,000rpm以上20,000rpm以下がより好ましい。
前記分散時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、バッチ方式の場合、0.1分間以上5分間以下が好ましい。
前記分散温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、加圧下において、0℃以上150℃以下が好ましく、40℃以上98℃以下がより好ましい。なお、一般に、前記分散温度が高温である方が分散は容易である。
前記トナー材料を水系媒体中に分散させる際の、水系媒体の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記トナー材料100質量部に対して、50質量部以上2,000質量部以下が好ましく、100質量部以上1,000質量部以下がより好ましい。
前記分散液から有機溶媒を除去する方法としては、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、反応系全体を徐々に昇温させて、油滴中の有機溶媒を蒸発させる方法、分散液を乾燥雰囲気中に噴霧して、油滴中の有機溶媒を除去する方法などが挙げられる。
前記有機溶媒が除去されると、トナー母体粒子が形成される。トナー母体粒子に対しては、洗浄、乾燥等を行うことができ、更に分級等を行うことができる。前記分級は、液中でサイクロン、デカンター、遠心分離などにより、微粒子部分を取り除くことにより行ってもよいし、乾燥後に分級操作を行ってもよい。
前記有機溶媒が除去されると、トナー母体粒子が形成される。トナー母体粒子に対しては、洗浄、乾燥等を行うことができ、更に分級等を行うことができる。前記分級は、液中でサイクロン、デカンター、遠心分離などにより、微粒子部分を取り除くことにより行ってもよいし、乾燥後に分級操作を行ってもよい。
前記得られたトナー母体粒子は、前記外添剤、必要に応じて前記帯電制御剤等の粒子と混合してもよい。このとき、機械的衝撃力を印加することにより、トナー母体粒子の表面から前記外添剤等の粒子が脱離するのを抑制することができる。
前記機械的衝撃力を印加する方法としては、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、高速で回転する羽根を用いて混合物に衝撃力を印加する方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させて粒子同士又は粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などが挙げられる。
前記方法に用いる装置としては、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、オングミル(ホソカワミクロン株式会社製)、I式ミル(日本ニューマチック株式会社製)を改造して粉砕エアー圧力を下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所製)、クリプトロンシステム(川崎重工業株式会社製)、自動乳鉢などが挙げられる。
前記機械的衝撃力を印加する方法としては、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、高速で回転する羽根を用いて混合物に衝撃力を印加する方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させて粒子同士又は粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などが挙げられる。
前記方法に用いる装置としては、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、オングミル(ホソカワミクロン株式会社製)、I式ミル(日本ニューマチック株式会社製)を改造して粉砕エアー圧力を下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所製)、クリプトロンシステム(川崎重工業株式会社製)、自動乳鉢などが挙げられる。
前記トナーの平均円形度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.97以上が好ましく、0.97以上0.98以下がより好ましい。前記平均円形度が、0.97未満であると、満足できる転写性やチリのない高画質画像が得られないことがある。
前記トナーの平均円形度は、例えば、シスメックス株式会社製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000を用いて測定することができる。
前記トナーの平均円形度は、例えば、シスメックス株式会社製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000を用いて測定することができる。
前記トナーの体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5.5μm以下が好ましい。
前記体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1.00以上1.40以下が好ましい。前記比(Dv/Dn)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。
前記体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1.00以上1.40以下が好ましい。前記比(Dv/Dn)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。
前記トナーの体積平均粒径及び粒度分布は、例えば、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、コールターマルチサイザーII(いずれも、コールター社製)などにより測定することができる。
前記トナーのガラス転移温度は、50℃以下である。このような低温定着性のトナーであっても、トナーを押し潰して大きく変形させることを抑制でき、クリーニングブレードの当接部及び像担持体に付着することを防止できる。
前記トナーは、磁性キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。この場合、二成分現像剤中のキャリアとトナーの質量比は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記キャリア100質量部に対して、トナー1質量部以上10質量部以下が好ましい。
前記磁性キャリアとしては、粒子径20μm〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなどが挙げられる。
前記被覆樹脂としては、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、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、フッ化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂、などが挙げられる。
更に必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。前記導電粉としては、例えば、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛などが挙げられる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。前記平均粒子径が、1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
なお、前記トナーはキャリアを使用しない一成分系の磁性トナー或いは非磁性トナーとしても用いることができる。
前記磁性キャリアとしては、粒子径20μm〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなどが挙げられる。
前記被覆樹脂としては、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、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、フッ化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂、などが挙げられる。
更に必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。前記導電粉としては、例えば、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛などが挙げられる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。前記平均粒子径が、1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
なお、前記トナーはキャリアを使用しない一成分系の磁性トナー或いは非磁性トナーとしても用いることができる。
<転写工程及び転写手段>
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。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写手段を用いて前記像担持体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、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手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト、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。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写手段を用いて前記像担持体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、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手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト、などが挙げられる。
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、前記像担持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、粘着転写器などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
なお、前記記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
<定着工程及び定着手段>
前記定着工程は、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程であり、定着手段を用いて、定着させることができる。なお、2色以上のトナーを用いる場合は、各色のトナーが記録媒体に転写される毎に定着させてもよいし、全色のトナーが記録媒体に転写されて積層された状態で定着させてもよい。定着手段としては、特に限定されず、公知の加熱加圧手段を用いた熱定着方式を採用することができる。加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラを組合せたもの、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトを組合せたもの等が挙げられる。このとき、加熱温度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、80℃以上200℃以下が好ましい。なお、必要に応じて、定着手段と共に、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記定着工程は、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程であり、定着手段を用いて、定着させることができる。なお、2色以上のトナーを用いる場合は、各色のトナーが記録媒体に転写される毎に定着させてもよいし、全色のトナーが記録媒体に転写されて積層された状態で定着させてもよい。定着手段としては、特に限定されず、公知の加熱加圧手段を用いた熱定着方式を採用することができる。加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラを組合せたもの、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトを組合せたもの等が挙げられる。このとき、加熱温度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、80℃以上200℃以下が好ましい。なお、必要に応じて、定着手段と共に、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
<クリーニング工程及びクリーニング手段>
前記クリーニング工程は、前記像担持体上に残留する前記トナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。
前記クリーニング手段としては、本発明の前記クリーニングブレードが用いられる。
前記クリーニングブレードの弾性部材は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記像担持体表面に対して、10N/m以上100N/m以下の押圧力で当接することが好ましい。前記押圧力が、10N/m未満であると、クリーニングブレードの弾性部材が像担持体表面に当接する当接部位のトナー通過によるクリーニング不良が発生し易くなり、100N/mを超えると、当接部位の摩擦力の増加によりクリーニングブレードが捲れ上がることがある。前記押圧力は、10N/m以上50N/m以下が好ましい。
前記押圧力は、例えば、共和電業株式会社製小型圧縮型ロードセルを組み込んだ測定装置を用いて測定することができる。
前記クリーニング工程は、前記像担持体上に残留する前記トナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。
前記クリーニング手段としては、本発明の前記クリーニングブレードが用いられる。
前記クリーニングブレードの弾性部材は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記像担持体表面に対して、10N/m以上100N/m以下の押圧力で当接することが好ましい。前記押圧力が、10N/m未満であると、クリーニングブレードの弾性部材が像担持体表面に当接する当接部位のトナー通過によるクリーニング不良が発生し易くなり、100N/mを超えると、当接部位の摩擦力の増加によりクリーニングブレードが捲れ上がることがある。前記押圧力は、10N/m以上50N/m以下が好ましい。
前記押圧力は、例えば、共和電業株式会社製小型圧縮型ロードセルを組み込んだ測定装置を用いて測定することができる。
前記クリーニングブレードの弾性部材が前記像担持体表面に当接する部位における接線とクリーニングブレードの端面とのなす角度は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、65°以上85°以下であることが好ましい。
前記なす角度θが、65°未満であると、クリーニングブレードの捲れ上りが発生することがあり、85°を超えると、クリーニング不良が発生することがある。
前記なす角度θが、65°未満であると、クリーニングブレードの捲れ上りが発生することがあり、85°を超えると、クリーニング不良が発生することがある。
<潤滑剤塗布工程及び潤滑剤塗布手段>
前記潤滑剤塗布工程は、前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する工程であり、潤滑剤塗布手段により実施される。
前記潤滑剤塗布工程は、前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する工程であり、潤滑剤塗布手段により実施される。
<その他の工程及びその他の手段>
前記その他の手段としては、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段、などが挙げられる。
前記その他の工程としては、例えば、除電工程、リサイクル工程、制御工程、などが挙げられる。
前記その他の手段としては、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段、などが挙げられる。
前記その他の工程としては、例えば、除電工程、リサイクル工程、制御工程、などが挙げられる。
−除電工程及び除電手段−
前記除電工程は、前記像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記像担持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。
前記除電工程は、前記像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記像担持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。
−リサイクル工程及びリサイクル手段−
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段などが挙げられる。
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段などが挙げられる。
−制御工程及び制御手段−
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。
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。
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。
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。
ここで、本発明の画像形成装置の一例について図面を参照して説明する。
図4は、本発明の画像形成装置500の一例を示す概略構成図である。この画像形成装置500は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記載することがある。)用の4つの作像ユニット1Y,1C,1M,1Kを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のY,C,M,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
図4は、本発明の画像形成装置500の一例を示す概略構成図である。この画像形成装置500は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、C、M、Kと記載することがある。)用の4つの作像ユニット1Y,1C,1M,1Kを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のY,C,M,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。
4つの作像ユニット1の上方には、中間転写体としての中間転写ベルト14を備える転写ユニット60が配置されている。詳細は後述する各作像ユニット1Y,1C,1M,1Kが備える感光体3Y,3C,3M,3Kの表面上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト14の表面上に重ね合わせて転写される構成である。
また、4つの作像ユニット1の下方に光書込ユニット40が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット40は、画像情報に基づいて発したレーザ光Lを、各作像ユニット1Y,1C,1M,1Kの感光体3Y,3C,3M,3Kに照射する。これにより、感光体3Y,3C,3M,3K上にY,C,M,K用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット40は、光源から発したレーザ光Lを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー41によって偏光させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体3Y,3C,3M,3Kに照射するものである。前記構成のものに代えて、LEDアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。
また、4つの作像ユニット1の下方に光書込ユニット40が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット40は、画像情報に基づいて発したレーザ光Lを、各作像ユニット1Y,1C,1M,1Kの感光体3Y,3C,3M,3Kに照射する。これにより、感光体3Y,3C,3M,3K上にY,C,M,K用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット40は、光源から発したレーザ光Lを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー41によって偏光させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体3Y,3C,3M,3Kに照射するものである。前記構成のものに代えて、LEDアレイによる光走査を行うものを採用することもできる。
光書込ユニット40の下方には、第一給紙カセット151、第二給紙カセット152が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録媒体Pが複数枚重ねられた紙束の状態で収容されており、一番上の記録媒体Pには、第一給紙ローラ151a、第二給紙ローラ152aがそれぞれ当接している。第一給紙ローラ151aが図示しない駆動手段によって図4中反時計回りに回転駆動すると、第一給紙カセット151内の一番上の記録媒体Pが、カセットの図4中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路153に向けて排出される。また、第二給紙ローラ152aが図示しない駆動手段によって図4中反時計回りに回転駆動すると、第二給紙カセット152内の一番上の記録媒体Pが、給紙路153に向けて排出される。
給紙路153内には、複数の搬送ローラ対154が配設されている。給紙路153に送り込まれた記録媒体Pは、これら搬送ローラ対154のローラ間に挟み込まれながら、給紙路153内を図4中下側から上側に向けて搬送される。
給紙路153の搬送方向下流側端部には、レジストローラ対55が配設されている。レジストローラ対55は、記録媒体Pを搬送ローラ対154から送られてくる記録媒体Pをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、記録媒体Pを適切なタイミングで後述の二次転写ニップに向けて送り出す。
図5は、4つの作像ユニット1のうちの一つの構成を示す概略図である。
図5に示すように、作像ユニット1は、像担持体としてのドラム状の感光体3を備えている。感光体3はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。
感光体3の周囲には、帯電ローラ4、現像装置5、一次転写ローラ7、クリーニング装置6、潤滑剤塗布装置10、及び不図示の除電ランプ等が配置されている。帯電ローラ4は、帯電手段としての帯電装置が備える帯電部材であり、現像装置5は、感光体3の表面上に形成された潜像をトナー像化する現像手段である。一次転写ローラ7は、感光体3の表面上のトナー像を中間転写ベルト14に転写する一次転写手段としての一次転写装置が備える一次転写部材である。クリーニング装置6は、トナー像を中間転写ベルト14に転写した後の感光体3上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段である。潤滑剤塗布装置10は、クリーニング装置6がクリーニングした後の感光体3の表面上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段である。不図示の除電ランプは、クリーニング後の感光体3の表面電位を除電する除電手段である。
図5に示すように、作像ユニット1は、像担持体としてのドラム状の感光体3を備えている。感光体3はドラム状の形状を示しているが、シート状、エンドレスベルト状のものであってもよい。
感光体3の周囲には、帯電ローラ4、現像装置5、一次転写ローラ7、クリーニング装置6、潤滑剤塗布装置10、及び不図示の除電ランプ等が配置されている。帯電ローラ4は、帯電手段としての帯電装置が備える帯電部材であり、現像装置5は、感光体3の表面上に形成された潜像をトナー像化する現像手段である。一次転写ローラ7は、感光体3の表面上のトナー像を中間転写ベルト14に転写する一次転写手段としての一次転写装置が備える一次転写部材である。クリーニング装置6は、トナー像を中間転写ベルト14に転写した後の感光体3上に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段である。潤滑剤塗布装置10は、クリーニング装置6がクリーニングした後の感光体3の表面上に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段である。不図示の除電ランプは、クリーニング後の感光体3の表面電位を除電する除電手段である。
帯電ローラ4は、感光体3に所定の距離を持って非接触で配置され、感光体3を所定の極性、所定の電位に帯電するものである。帯電ローラ4によって一様帯電された感光体3の表面は、潜像形成手段である光書込ユニット40から画像情報に基づいてレーザ光Lが照射され静電潜像が形成される。
現像装置5は、現像剤担持体としての現像ローラ51を有している。この現像ローラ51には、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置5のケーシング内には、ケーシング内に収容された現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ52及び攪拌スクリュ53が設けられている。また、現像ローラ51に担持された現像剤を規制するためのドクタ54も設けられている。供給スクリュ52及び攪拌スクリュ53の二本スクリュによって撹拌及び搬送された現像剤中のトナーは、所定の極性に帯電される。そして、現像剤は、現像ローラ51の表面上に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、ドクタ54により規制され、感光体3と対向する現像領域でトナーが感光体3上の潜像に付着する。
現像装置5は、現像剤担持体としての現像ローラ51を有している。この現像ローラ51には、図示しない電源から現像バイアスが印加されるようになっている。現像装置5のケーシング内には、ケーシング内に収容された現像剤を互いに逆方向に搬送しながら攪拌する供給スクリュ52及び攪拌スクリュ53が設けられている。また、現像ローラ51に担持された現像剤を規制するためのドクタ54も設けられている。供給スクリュ52及び攪拌スクリュ53の二本スクリュによって撹拌及び搬送された現像剤中のトナーは、所定の極性に帯電される。そして、現像剤は、現像ローラ51の表面上に汲み上げられ、汲み上げられた現像剤は、ドクタ54により規制され、感光体3と対向する現像領域でトナーが感光体3上の潜像に付着する。
クリーニング装置6は、ファーブラシ101、クリーニングブレード62などを有している。クリーニングブレード62は、感光体3の表面移動方向に対してカウンタ方向で感光体3に当接している。なお、クリーニングブレード62の詳細については後述する。
潤滑剤塗布装置10は、固形潤滑剤103や潤滑剤加圧スプリング103a等を備え、固形潤滑剤103を感光体3上に塗布する塗布ブラシとしてファーブラシ101を用いている。固形潤滑剤103は、ブラケット103bに保持され、潤滑剤加圧スプリング103aによりファーブラシ101側に加圧されている。そして、感光体3の回転方向に対して連れまわり方向に回転するファーブラシ101により固形潤滑剤103が削られて感光体3上に潤滑剤が塗布される。感光体への潤滑剤塗布により感光体3表面の摩擦係数が非画像形成時に0.2以下に維持される。
潤滑剤塗布装置10は、固形潤滑剤103や潤滑剤加圧スプリング103a等を備え、固形潤滑剤103を感光体3上に塗布する塗布ブラシとしてファーブラシ101を用いている。固形潤滑剤103は、ブラケット103bに保持され、潤滑剤加圧スプリング103aによりファーブラシ101側に加圧されている。そして、感光体3の回転方向に対して連れまわり方向に回転するファーブラシ101により固形潤滑剤103が削られて感光体3上に潤滑剤が塗布される。感光体への潤滑剤塗布により感光体3表面の摩擦係数が非画像形成時に0.2以下に維持される。
帯電装置は、帯電ローラ4を感光体3に近接させた非接触の近接配置方式であるが、帯電装置としては、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッド・ステート・チャージャー)を始めとする公知の構成を用いることができる。これらの帯電方式のうち、特に接触帯電方式、あるいは非接触の近接配置方式がより好ましく、帯電効率が高くオゾン発生量が少ない、装置の小型化が可能である等のメリットを有する。
光書込ユニット40のレーザ光Lの光源や除電ランプ等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光物全般を用いることができる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザは照射エネルギーが高く、また600nm〜800nmの長波長光を有するため、良好に使用される。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
これらの光源のうち、発光ダイオード、及び半導体レーザは照射エネルギーが高く、また600nm〜800nmの長波長光を有するため、良好に使用される。
図4に示す転写手段としての転写ユニット60は、中間転写ベルト14の他、ベルトクリーニングユニット162、第一ブラケット63、第二ブラケット64などを備えている。また、4つの一次転写ローラ7Y,7C,7M,7K、二次転写バックアップローラ66、駆動ローラ67、補助ローラ68、テンションローラ69なども備えている。中間転写ベルト14は、これら8つのローラ部材に張架されながら、駆動ローラ67の回転駆動によって図4中反時計回りに無端移動させられる。4つの一次転写ローラ7Y,7C,7M,7Kは、このように無端移動させられる中間転写ベルト14を感光体3Y,3C,3M,3Kとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト14の裏面(ループ内周面)にトナーとは逆極性(例えば、プラス)の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト14は、その無端移動に伴ってY,C,M,K用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体3Y,3C,3M,3K上のY,C,M,Kトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト14上に4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像と称することがある。)が形成される。
二次転写バックアップローラ66は、中間転写ベルト14のループ外側に配設された二次転写ローラ70との間に中間転写ベルト14を挟み込んで二次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対55は、ローラ間に挟み込んだ記録媒体Pを、中間転写ベルト14上の4色トナー像に同期させ得るタイミングで、二次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト14上の4色トナー像は、二次転写バイアスが印加される二次転写ローラ70と二次転写バックアップローラ66との間に形成される二次転写電界や、ニップ圧の影響により、二次転写ニップ内で記録媒体Pに一括二次転写される。そして、記録媒体Pの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト14には、記録媒体Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット162によってクリーニングされる。なお、ベルトクリーニングユニット162は、ベルトクリーニングブレード162aを中間転写ベルト14のおもて面に当接させており、これによって中間転写ベルト14上の転写残トナーを掻き取って除去するものである。
転写ユニット60の第一ブラケット63は、図示しないソレノイドの駆動のオンオフに伴って、補助ローラ68の回転軸線を中心にして所定の回転角度で揺動するようになっている。画像形成装置500は、モノクロ画像を形成する場合には、前述のソレノイドの駆動によって第一ブラケット63を図4中反時計回りに少しだけ回転させる。この回転により、補助ローラ68の回転軸線を中心にしてY,C,M用の一次転写ローラ7Y,7C,7Mを図4中反時計回りに公転させることで、中間転写ベルト14をY,C,M用の感光体3Y,3C,3Mから離間させる。そして、4つの作像ユニット1Y,1C,1M,1Kのうち、K用の作像ユニット1Kだけを駆動して、モノクロ画像を形成する。これにより、モノクロ画像形成時にY,C,M用の作像ユニット1を無駄に駆動させることによる作像ユニット1を構成する各部材の消耗を回避することができる。
二次転写ニップの図4中上方には、定着ユニット80が配設されている。この定着ユニット80は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加圧加熱ローラ81と、定着ベルトユニット82とを備えている。定着ベルトユニット82は、定着部材たる定着ベルト84、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ83、テンションローラ85、駆動ローラ86、図示しない温度センサ等を有している。そして、無端状の定着ベルト84を加熱ローラ83、テンションローラ85及び駆動ローラ86によって張架しながら、図4中反時計回り方向に無端移動させる。この無端移動の過程で、定着ベルト84は加熱ローラ83によって裏面側から加熱される。このようにして加熱される定着ベルト84の加熱ローラ83への掛け回し箇所には、図4中時計回り方向に回転駆動される加圧加熱ローラ81がおもて面側から当接している。これにより、加圧加熱ローラ81と定着ベルト84とが当接する定着ニップが形成されている。
定着ベルト84のループ外側には、図示しない温度センサが定着ベルト84のおもて面と所定の間隙を介して対向するように配設されており、定着ニップに進入する直前の定着ベルト84の表面温度を検知する。この検知結果は、図示しない定着電源回路に送られる。定着電源回路は、温度センサによる検知結果に基づいて、加熱ローラ83に内包される発熱源や、加圧加熱ローラ81に内包される発熱源に対する電源の供給をオンオフ制御する。
上述した二次転写ニップを通過した記録媒体Pは、中間転写ベルト14から分離した後、定着ユニット80内に送られる。そして、定着ユニット80内の定着ニップに挟まれながら図4中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト84によって加熱され、押圧されることによりフルカラートナー像が記録媒体Pに定着される。
このようにして定着処理が施された記録媒体Pは、排紙ローラ対87のローラ間を経た後、画像形成装置外へと排出される。画像形成装置500本体の筺体の上面には、スタック部88が形成されており、排紙ローラ対87によって画像形成装置外に排出された記録媒体Pは、このスタック部88に順次スタックされる。
転写ユニット60の上方には、Y,C,M,Kトナーを収容する4つのトナーカートリッジ100Y,100C,100M,100Kが配設されている。トナーカートリッジ100Y,100C,100M,100K内のY,C,M,Kトナーは、作像ユニット1Y,1C,1M,1Kの現像装置5Y,5C,5M,5Kに適宜供給される。これらトナーカートリッジ100Y,100C,100M,100Kは、作像ユニット1Y,1C,1M,1Kとは独立して画像形成装置本体に脱着可能である。
次に、画像形成装置500における画像形成動作について説明する。
まず、図示しない操作部などからプリント実行の信号を受信すると、帯電ローラ4及び現像ローラ51にそれぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、光書込ユニット40及び除電ランプなどの光源にもそれぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ(不図示)により感光体3が図4中矢印方向に回転駆動される。
まず、図示しない操作部などからプリント実行の信号を受信すると、帯電ローラ4及び現像ローラ51にそれぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。同様に、光書込ユニット40及び除電ランプなどの光源にもそれぞれ所定の電圧又は電流が順次所定のタイミングで印加される。また、これと同期して、駆動手段としての感光体駆動モータ(不図示)により感光体3が図4中矢印方向に回転駆動される。
感光体3が図4中矢印方向に回転すると、まず、感光体3表面が、帯電ローラ4によって所定の電位に一様帯電される。そして、光書込ユニット40から画像情報に対応したレーザ光Lが感光体3上に照射され、感光体3表面上のレーザ光Lが照射された部分が除電され静電潜像が形成される。
静電潜像の形成された感光体3の表面は、現像装置5との対向部で現像ローラ51上に形成された現像剤の磁気ブラシによって摺擦される。このとき、現像ローラ51上の負帯電トナーは、現像ローラ51に印加された所定の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化(現像)される。各作像ユニット1において、同様の作像プロセスが実行され、各作像ユニット1Y,1C,1M,1Kの各感光体3Y,3C,3M,3Kの表面上に各色のトナー像が形成される。
このように、画像形成装置500では、感光体3上に形成された静電潜像は、現像装置5によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。本実施形態では、N/P(ネガポジ:電位が低い所にトナーが付着する)の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限るものではない。
静電潜像の形成された感光体3の表面は、現像装置5との対向部で現像ローラ51上に形成された現像剤の磁気ブラシによって摺擦される。このとき、現像ローラ51上の負帯電トナーは、現像ローラ51に印加された所定の現像バイアスによって、静電潜像側に移動し、トナー像化(現像)される。各作像ユニット1において、同様の作像プロセスが実行され、各作像ユニット1Y,1C,1M,1Kの各感光体3Y,3C,3M,3Kの表面上に各色のトナー像が形成される。
このように、画像形成装置500では、感光体3上に形成された静電潜像は、現像装置5によって、負極性に帯電されたトナーにより反転現像される。本実施形態では、N/P(ネガポジ:電位が低い所にトナーが付着する)の非接触帯電ローラ方式を用いた例について説明したが、これに限るものではない。
各感光体3Y,3C,3M,3Kの表面上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト14の表面上で重なるように、順次一次転写される。これにより、中間転写ベルト14上に4色トナー像が形成される。
中間転写ベルト14上に形成された4色トナー像は、第一給紙カセット151又は第二給紙カセット152から給紙され、レジストローラ対55のローラ間を経て、二次転写ニップに給紙される記録媒体Pに転写される。このとき、記録媒体Pはレジストローラ対55に挟まれた状態で一旦停止し、中間転写ベルト14上の画像先端と同期を取って二次転写ニップに供給される。トナー像が転写された記録媒体Pは中間転写ベルト14から分離され、定着ユニット80へ搬送される。そして、トナー像が転写された記録媒体Pが定着ユニット80を通過することにより、熱と圧力の作用でトナー像が記録媒体P上に定着されて、トナー像が定着された記録媒体Pは画像形成装置500の外に排出され、スタック部88にスタックされる。
中間転写ベルト14上に形成された4色トナー像は、第一給紙カセット151又は第二給紙カセット152から給紙され、レジストローラ対55のローラ間を経て、二次転写ニップに給紙される記録媒体Pに転写される。このとき、記録媒体Pはレジストローラ対55に挟まれた状態で一旦停止し、中間転写ベルト14上の画像先端と同期を取って二次転写ニップに供給される。トナー像が転写された記録媒体Pは中間転写ベルト14から分離され、定着ユニット80へ搬送される。そして、トナー像が転写された記録媒体Pが定着ユニット80を通過することにより、熱と圧力の作用でトナー像が記録媒体P上に定着されて、トナー像が定着された記録媒体Pは画像形成装置500の外に排出され、スタック部88にスタックされる。
一方、二次転写ニップで記録媒体Pにトナー像を転写した中間転写ベルト14の表面は、ベルトクリーニングユニット162によって表面上の転写残トナーが除去される。
また、一次転写ニップで中間転写ベルト14に各色のトナー像を転写した感光体3の表面は、クリーニング装置6によって転写後の残留トナーが除去され、潤滑剤塗布装置10によって潤滑剤が塗布された後、除電ランプで除電される。
また、一次転写ニップで中間転写ベルト14に各色のトナー像を転写した感光体3の表面は、クリーニング装置6によって転写後の残留トナーが除去され、潤滑剤塗布装置10によって潤滑剤が塗布された後、除電ランプで除電される。
画像形成装置500の作像ユニット1は、図5に示すように感光体3と、プロセス手段として帯電ローラ4、現像装置5、クリーニング装置6、潤滑剤塗布装置10などとが枠体2に収められている。そして、作像ユニット1は、プロセスカートリッジとして画像形成装置500本体から一体的に着脱可能となっている。画像形成装置500では、作像ユニット1がプロセスカートリッジとしての感光体3とプロセス手段とを一体的に交換するようになっているが、感光体3、帯電ローラ4、現像装置5、クリーニング装置6、潤滑剤塗布装置10のような単位で新しいものと交換するような構成でもよい。
前記画像形成装置500に用いるトナーとしては、画質向上の点から、高円形化、小粒径化がし易い懸濁重合法、乳化重合法、又は分散重合法により製造された重合トナー(ガラス転移温度が50℃以下の低温定着性トナー)を用いることが好ましい。これらの中でも、高解像度の画像を形成する点から、平均円形度が0.97以上、体積平均粒径5.5μm以下の重合トナーを用いることが好ましい。
前記高円形かつ小粒径の重合トナー(低温定着性トナー)においては、従来の粉砕トナーを感光体3表面から除去するときと同じようにしてクリーニングブレード62で除去しようとしても、前記重合トナーを感光体3表面から十分に除去しきれず、クリーニング不良が発生する。そこで、クリーニングブレード62の感光体3への当接圧を高めて、クリーニング性をアップしようとすると、クリーニングブレード62が早期に摩耗してしまうという問題がある。また、クリーニングブレード62と感光体3との摩擦力が高まって、クリーニングブレード62の感光体3と当接している当接部(先端稜線部)62cが感光体3の移動方向に引っ張られて、当接部62cが捲れてしまう(図1A〜図1C参照)。クリーニングブレード62の当接部62cが捲れると、異音や振動、当接部の欠落などの様々な問題が生じてしまう。また、クリーニングブレードをすり抜けた低温定着性のトナーは押し潰され、前記クリーニングブレードの表面や像担持体に融着してクリーニング機能を低下させたり、前記像担持体の表面に融着して画像不良となるという課題がある。
ここで、図7は、クリーニングブレード62の斜視図であり、図2A及び図2Bは、クリーニングブレード62の拡大断面図である。図2Aは、クリーニングブレード62が感光体3の表面に当接している状態の説明図であり、図2Bは、クリーニングブレード62の当接部(先端稜線部)62c近傍の拡大説明図である。
図7に示すように、クリーニングブレード62は、金属や硬質プラスチック等の剛性材料からなる平板状の支持部材621と、平板状の弾性部材622とで構成されている。前記弾性部材622は、前記支持部材621の一端側に接着剤などにより固定されており、支持部材621の他端側は、クリーニング装置6のケースに片持ち支持されている。
図2Aに示すように、クリーニングブレード62は、支持部材621と、該支持部材に一端(固定端)が連結され、他端に所定長さの自由端部を有する平板状の弾性部材622とからなり、前記弾性部材622の自由端側の一端である当接部62cが像担持体3表面に長手方向に沿って当接するように配置されている。
図7に示すように、クリーニングブレード62は、金属や硬質プラスチック等の剛性材料からなる平板状の支持部材621と、平板状の弾性部材622とで構成されている。前記弾性部材622は、前記支持部材621の一端側に接着剤などにより固定されており、支持部材621の他端側は、クリーニング装置6のケースに片持ち支持されている。
図2Aに示すように、クリーニングブレード62は、支持部材621と、該支持部材に一端(固定端)が連結され、他端に所定長さの自由端部を有する平板状の弾性部材622とからなり、前記弾性部材622の自由端側の一端である当接部62cが像担持体3表面に長手方向に沿って当接するように配置されている。
弾性部材622としては、像担持体3の偏心や像担持体3の表面の微小なうねりなどに追随できるように、高い反発弾性体率を有するものが好ましく、ポリウレタンゴムなどが好適である。前記弾性部材のJIS−A硬度は60度以上が好ましい。また、前記弾性部材のJIS K6255規格に準拠した反発弾性率は、23℃で35%以下が好ましく、引張試験における300%モジュラスは18MPa以上が好ましい。
前記弾性部材622の像担持体表面に当接する当接部62cは、前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有している。前記第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する当接部は、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層623を有している。
前記弾性部材622の像担持体表面に当接する当接部62cは、前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有している。前記第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する当接部は、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層623を有している。
前記クリーニングブレード62では、ウレタンゴムからなる弾性部材622に対してディップ塗工により分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物を含浸させ、さらに表面層623を形成する分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物をスプレー塗工した後、紫外線照射により樹脂を硬化させている。
含浸させた第一の紫外線硬化性組成物を硬化させるために紫外線を照射するタイミングとしては、弾性部材622に第一の紫外線硬化性組成物を含浸させた後、表面層623を被覆する前に、紫外線を照射してもよい。弾性部材622の基材となるウレタンゴムに前記第一の紫外線硬化性組成物を含浸させた後、一度、紫外線を照射して含浸させた前記第一の紫外線硬化性組成物を硬化させた後に、表面層623を形成する第二の紫外線硬化性組成物で被覆する構成であれば、表面層623を形成する前にウレタンゴムに対して第一の紫外線硬化性組成物の含浸状態を固定し、後から表面層623を形成する第二の紫外線硬化性組成物を塗布しても、含浸状態が変化しないため、所望の含浸状態の弾性部材622を作製できる。
含浸させた第一の紫外線硬化性組成物を硬化させるために紫外線を照射するタイミングとしては、弾性部材622に第一の紫外線硬化性組成物を含浸させた後、表面層623を被覆する前に、紫外線を照射してもよい。弾性部材622の基材となるウレタンゴムに前記第一の紫外線硬化性組成物を含浸させた後、一度、紫外線を照射して含浸させた前記第一の紫外線硬化性組成物を硬化させた後に、表面層623を形成する第二の紫外線硬化性組成物で被覆する構成であれば、表面層623を形成する前にウレタンゴムに対して第一の紫外線硬化性組成物の含浸状態を固定し、後から表面層623を形成する第二の紫外線硬化性組成物を塗布しても、含浸状態が変化しないため、所望の含浸状態の弾性部材622を作製できる。
前記クリーニングブレード62は、図2A中の矢印で示すように、含浸部分62dにおける弾性部材622の内部ほどウレタンゴムに対して、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の含有量が少なくなるような傾斜性が生じるように含浸させることが好ましい。具体的には、短時間の含浸操作や含浸し難い条件で含浸操作を行うことで、含浸する前記第一の紫外線硬化性組成物の量を少なくして、含浸させた部分の弾性部材622の外側は含浸量を多く、内側に向かうほど含浸量が少なくなるように含浸操作を行う。この時、ウレタンゴム切削断面の微小硬度をFischer社製HM−8000で測定し、前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域においてマルテンス硬度の変化量が5%以下となる含浸量が好ましい。
本実施形態では、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物における希釈溶剤としてゴムへの浸透速度が遅いシクロヘキサノンを用い、かつ含浸操作としては、ディッピング方式で行い、含浸時間を120秒間とした。
希釈溶剤にゴムへの浸透速度が速いものを用いる、含浸操作を長時間行うなど、基材(弾性部材622のウレタンゴム)の内部まで充分に分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が浸透する条件で実施すれば、一種の平衡状態となり、全体は均一組成となって傾斜性をもたない状態も作り出すことは可能である。しかし、本実施形態では、含浸操作で第一の紫外線硬化性組成物の含浸する量を抑制することで、弾性部材622のウレタンゴムに対する第一の紫外線硬化性組成物の含有量に傾斜性を持たせている。
本実施形態では、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物における希釈溶剤としてゴムへの浸透速度が遅いシクロヘキサノンを用い、かつ含浸操作としては、ディッピング方式で行い、含浸時間を120秒間とした。
希釈溶剤にゴムへの浸透速度が速いものを用いる、含浸操作を長時間行うなど、基材(弾性部材622のウレタンゴム)の内部まで充分に分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が浸透する条件で実施すれば、一種の平衡状態となり、全体は均一組成となって傾斜性をもたない状態も作り出すことは可能である。しかし、本実施形態では、含浸操作で第一の紫外線硬化性組成物の含浸する量を抑制することで、弾性部材622のウレタンゴムに対する第一の紫外線硬化性組成物の含有量に傾斜性を持たせている。
前記クリーニングブレード62では、弾性部材622よりも硬い、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物を含む表面層623を設け、当接部62cと感光体3表面との摩擦係数の低減を図っている。
ここで、弾性部材622の基材に第一の紫外線硬化性組成物を含浸させず、この基材よりも硬度の硬い表面層623のみを備える構成について説明する。表面層623を設けて摩擦係数を低減させても、経時で表面層623は摩耗し減少する。このとき、長期使用に耐え得るように、表面層623を厚くすると、弾性部材622の当接部62cにおける弾性変形を阻害して、クリーニング不良となるおそれがある。一方、前記弾性部材622の当接部62cにおける弾性変形を阻害しないように、表面層623を薄くすると、短時間で基材が露出する程度に表面層623が摩耗する。硬度の低い基材が露出して感光体3の表面に直接接触すると、クリーニングブレード62と感光体3表面との摩擦係数が大きくなり、異常摩耗や異音が発生する。
ここで、弾性部材622の基材に第一の紫外線硬化性組成物を含浸させず、この基材よりも硬度の硬い表面層623のみを備える構成について説明する。表面層623を設けて摩擦係数を低減させても、経時で表面層623は摩耗し減少する。このとき、長期使用に耐え得るように、表面層623を厚くすると、弾性部材622の当接部62cにおける弾性変形を阻害して、クリーニング不良となるおそれがある。一方、前記弾性部材622の当接部62cにおける弾性変形を阻害しないように、表面層623を薄くすると、短時間で基材が露出する程度に表面層623が摩耗する。硬度の低い基材が露出して感光体3の表面に直接接触すると、クリーニングブレード62と感光体3表面との摩擦係数が大きくなり、異常摩耗や異音が発生する。
前記クリーニングブレード62は、硬度の高い表面層623の内側の弾性部材622の基材に対して第一の紫外線硬化性組成物が傾斜性を持つように存在する。これにより、基材となるウレタンゴムの機械強度や剛性が適度に強化され、感光体3表面との摺動においてクリーニングブレード先端部の挙動を適度に抑えることで良好なクリーニングを行うことができ、異常摩耗や異音の発生を抑えることで、高い耐摩耗性を発揮させることが可能となる。
また、弾性部材622の基材に硬度の高い表面層623のみを設けると、高硬度層と基材との境目で硬度が急激に変化して応力が集中し、弾性部材622が破損するおそれがある。これに対して、弾性部材622の基材に含有量に傾斜性を生じさせることで、高硬度層と基材との境目で硬度が急激に変化することを抑制し、応力集中に起因して弾性部材622が破損することを防止できる。
また、弾性部材622の基材に硬度の高い表面層623のみを設けると、高硬度層と基材との境目で硬度が急激に変化して応力が集中し、弾性部材622が破損するおそれがある。これに対して、弾性部材622の基材に含有量に傾斜性を生じさせることで、高硬度層と基材との境目で硬度が急激に変化することを抑制し、応力集中に起因して弾性部材622が破損することを防止できる。
(プロセスカートリッジ)
本発明のプロセスカートリッジは、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段、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、及び前記可視像を記録媒体に転写する転写手段の少なくともいずれかの手段と、前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有してなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
前記クリーニング手段としては、本発明の前記クリーニングブレードが用いられる。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置に着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが好ましい。
本発明のプロセスカートリッジは、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段、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、及び前記可視像を記録媒体に転写する転写手段の少なくともいずれかの手段と、前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有してなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
前記クリーニング手段としては、本発明の前記クリーニングブレードが用いられる。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置に着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが好ましい。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
<弾性部材のJIS−A硬度>
弾性部材のJIS−A硬度は、高分子計器株式会社製マイクロゴム硬度計MD−1を用い、JIS K6253に準じて測定した。
弾性部材のJIS−A硬度は、高分子計器株式会社製マイクロゴム硬度計MD−1を用い、JIS K6253に準じて測定した。
<弾性部材の反発弾性率>
弾性部材の反発弾性率は、23℃で株式会社東洋精機製作所製No.221レジリエンステスタを用い、JIS K6255に準じて測定した。
弾性部材の反発弾性率は、23℃で株式会社東洋精機製作所製No.221レジリエンステスタを用い、JIS K6255に準じて測定した。
<弾性部材の300%モジュラス>
弾性部材の300%モジュラスは、株式会社島津製作所製引張試験機AG−Xを用い、JIS K6251に準じて測定した。
弾性部材の300%モジュラスは、株式会社島津製作所製引張試験機AG−Xを用い、JIS K6251に準じて測定した。
<トナーの平均円形度>
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置(FPIA−2000、シスメックス株式会社製)により計測した。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水100mL〜150mL中に、分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1mL〜0.5mL加え、更に測定試料(トナー)を0.1g〜0.5g程度加えた。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で1分間〜3分間分散処理し、分散液の濃度が3,000個/μL〜10,000個/μLとなるようにしたものを前記分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定した。そして、この測定結果に基づき、図6Aに示す実際のトナー投影形状の外周長をC1、その投影面積をSとし、この投影面積Sと同じ図6Bに示す真円の外周長をC2としたときのC2/C1を求め、その平均値を平均円形度とした。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置(FPIA−2000、シスメックス株式会社製)により計測した。具体的には、容器中の予め不純固形物を除去した水100mL〜150mL中に、分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1mL〜0.5mL加え、更に測定試料(トナー)を0.1g〜0.5g程度加えた。その後、このトナーが分散した懸濁液を、超音波分散器で1分間〜3分間分散処理し、分散液の濃度が3,000個/μL〜10,000個/μLとなるようにしたものを前記分析装置にセットして、トナーの形状及び分布を測定した。そして、この測定結果に基づき、図6Aに示す実際のトナー投影形状の外周長をC1、その投影面積をSとし、この投影面積Sと同じ図6Bに示す真円の外周長をC2としたときのC2/C1を求め、その平均値を平均円形度とした。
<トナーの体積平均粒径>
トナーの体積平均粒径は、コールターカウンター法によって求めた。具体的には、コールターマルチサイザー2e型(ベックマン・コールター社製)によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス(日科機株式会社製)を介してパーソナルコンピューターに送って解析した。より詳しくは、1級塩化ナトリウムを用いた1質量%NaCl水溶液を電解液として用意した。そして、この電解水溶液100mL〜150mL中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1mL〜5mL加えた。更に、これに被検試料としてのトナーを2mg〜20mg加え、超音波分散器で1分間〜3分間分散処理した。そして、別のビーカーに電解水溶液100mL〜200mLを入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、前記コールターマルチサイザー2e型にかけた。
アパーチャーとしては、100μmのものを用い、50,000個のトナー粒子の粒径を測定する。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32.0μm以下のトナーを対象とした。
そして、「体積平均粒径=ΣXfV/ΣfV」という関係式に基づいて、体積平均粒径を算出した。ただし、「X」は各チャンネルにおける代表径、「V」は各チャンネルの代表径における相当体積、「f」は各チャンネルにおける粒子個数である。
トナーの体積平均粒径は、コールターカウンター法によって求めた。具体的には、コールターマルチサイザー2e型(ベックマン・コールター社製)によって測定したトナーの個数分布や体積分布のデータを、インターフェイス(日科機株式会社製)を介してパーソナルコンピューターに送って解析した。より詳しくは、1級塩化ナトリウムを用いた1質量%NaCl水溶液を電解液として用意した。そして、この電解水溶液100mL〜150mL中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1mL〜5mL加えた。更に、これに被検試料としてのトナーを2mg〜20mg加え、超音波分散器で1分間〜3分間分散処理した。そして、別のビーカーに電解水溶液100mL〜200mLを入れ、その中に分散処理後の溶液を所定濃度になるように加えて、前記コールターマルチサイザー2e型にかけた。
アパーチャーとしては、100μmのものを用い、50,000個のトナー粒子の粒径を測定する。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32.0μm以下のトナーを対象とした。
そして、「体積平均粒径=ΣXfV/ΣfV」という関係式に基づいて、体積平均粒径を算出した。ただし、「X」は各チャンネルにおける代表径、「V」は各チャンネルの代表径における相当体積、「f」は各チャンネルにおける粒子個数である。
<トナーのガラス転移温度の測定>
トナーのガラス転移温度は、DSC(示差走査熱量計、セイコーインスツルメンツ社製)で、昇温速度10℃/分間にて測定した。
トナーのガラス転移温度は、DSC(示差走査熱量計、セイコーインスツルメンツ社製)で、昇温速度10℃/分間にて測定した。
(製造例1)
−弾性部材No.1〜4の作製−
特開2011−141449号公報の実施例1に記載のクリーニングブレードの作製方法を参照して、平均厚み2.0mmの平板状の弾性部材No.1〜4を作製した。
これら弾性部材No.1〜4の物性について、下記表1に示した。
−弾性部材No.1〜4の作製−
特開2011−141449号公報の実施例1に記載のクリーニングブレードの作製方法を参照して、平均厚み2.0mmの平板状の弾性部材No.1〜4を作製した。
これら弾性部材No.1〜4の物性について、下記表1に示した。
(製造例2)
−紫外線硬化性組成物−
下記表2に示す組成の紫外線硬化性組成物No.1〜10を常法により作製した。
−紫外線硬化性組成物−
下記表2に示す組成の紫外線硬化性組成物No.1〜10を常法により作製した。
前記紫外線硬化性組成物No.1〜10で用いた材料の詳細については、下記表3に示すとおりである。
<A−DCP>
(製造例3)
<クリーニングブレードの作製>
表4に示す組み合わせで、前記弾性部材No.1〜4の当接部に対して、含浸材料として表2に記載の紫外線硬化性組成物No.4〜6、及び9、10のいずれかに120秒間浸漬した後、3分間風乾した。
次に、含浸後の弾性部材No.1〜4の当接部に、表4に示す組み合わせで表2に記載の紫外線硬化性組成物No.1〜3、及び6〜8のいずれかをスプレー塗工して表面層を形成した。具体的には、含浸処理を行った各弾性部材の当接部に対して、表4に示す組み合わせで紫外線硬化性組成物No.1〜3、及び6〜8のいずれかをスプレー塗工により弾性部材の先端面から10mm/sのスプレーガン移動速度にて先端面全面に重ね塗りを行った。3分間指触乾燥後、弾性部材の下面に当接部から所定の非形成領域をはさんで先端約3mm幅に表面層が形成されるように塗工した。その後更に3分間指触乾燥を行い、紫外線露光(140W/cm×5m/min×5パス)を行った。
<クリーニングブレードの作製>
表4に示す組み合わせで、前記弾性部材No.1〜4の当接部に対して、含浸材料として表2に記載の紫外線硬化性組成物No.4〜6、及び9、10のいずれかに120秒間浸漬した後、3分間風乾した。
次に、含浸後の弾性部材No.1〜4の当接部に、表4に示す組み合わせで表2に記載の紫外線硬化性組成物No.1〜3、及び6〜8のいずれかをスプレー塗工して表面層を形成した。具体的には、含浸処理を行った各弾性部材の当接部に対して、表4に示す組み合わせで紫外線硬化性組成物No.1〜3、及び6〜8のいずれかをスプレー塗工により弾性部材の先端面から10mm/sのスプレーガン移動速度にて先端面全面に重ね塗りを行った。3分間指触乾燥後、弾性部材の下面に当接部から所定の非形成領域をはさんで先端約3mm幅に表面層が形成されるように塗工した。その後更に3分間指触乾燥を行い、紫外線露光(140W/cm×5m/min×5パス)を行った。
次に、表面層が形成された各弾性部材をカラー複合機(imagio MP C4500、株式会社リコー製)に搭載できるように板金ホルダーに接着剤で固定した。以上により、各クリーニングブレードを作製した。
作製した弾性部材及びクリーニングブレードについて、以下のようにして、諸特性を測定した。結果を表5及び表6に示した。
作製した弾性部材及びクリーニングブレードについて、以下のようにして、諸特性を測定した。結果を表5及び表6に示した。
<紫外線硬化性組成物の含浸深さの測定>
紫外線硬化性組成物の含浸深さは、その含浸材料、表面層材料がほぼ検出されなくなる個所の表面側からの距離とした。具体的には、含浸深さ(含浸処理領域)の測定は以下のようにして行った。対象試料のエッジ部分の断面薄片をクライオミクロトーム(EM・FCS、Leica社製)により作製し、透過の顕微FT−IR(Continu μm赤外顕微鏡、サーモエレクトロン社製)測定を行った。(メタ)アクリレート化合物の含浸については、1710cm−1付近のピーク面積(A)を1415cm−1のピーク面積(B)で割った値を非含浸部の値で規格化したものを指標として含浸深さを測定した。
紫外線硬化性組成物の含浸深さは、その含浸材料、表面層材料がほぼ検出されなくなる個所の表面側からの距離とした。具体的には、含浸深さ(含浸処理領域)の測定は以下のようにして行った。対象試料のエッジ部分の断面薄片をクライオミクロトーム(EM・FCS、Leica社製)により作製し、透過の顕微FT−IR(Continu μm赤外顕微鏡、サーモエレクトロン社製)測定を行った。(メタ)アクリレート化合物の含浸については、1710cm−1付近のピーク面積(A)を1415cm−1のピーク面積(B)で割った値を非含浸部の値で規格化したものを指標として含浸深さを測定した。
<マルテンス硬度の最大値、マルテンス硬度A、マルテンス硬度B、及びマルテンス硬度C>
前記マルテンス硬度は、フィシャー・インストルメンツ社製、微小硬度計 HM−2000を用いて、ビッカース圧子を9.8mNの力で30秒間押し込み、5秒間保持し、9.8mNの力により30秒間で抜いて、マルテンス硬度を測定した。
具体的には、図3A及び図3Bに示す弾性部材における長手方向の断面図において、前記弾性部材の当接側長軸面で、当接部から長軸方向に20μmの測定位置Aにおけるマルテンス硬度A、当接部から長軸方向に100μmの測定位置におけるマルテンス硬度、当接部から長軸方向に200μmの測定位置におけるマルテンス硬度、当接部から長軸方向に300μmの測定位置におけるマルテンス硬度、当接部から長軸方向に400μmの測定位置におけるマルテンス硬度、当接部から長軸方向に500μmの測定位置におけるマルテンス硬度、当接部から長軸方向に1,000μmの測定位置Bにおけるマルテンス硬度B、及び当接部から固定端までのクリーニングブレード長さの1/2の測定位置Cにおけるマルテンス硬度Cを測定し、これらの中から、最大となるマルテンス硬度の最大値を求めた。
前記マルテンス硬度は、フィシャー・インストルメンツ社製、微小硬度計 HM−2000を用いて、ビッカース圧子を9.8mNの力で30秒間押し込み、5秒間保持し、9.8mNの力により30秒間で抜いて、マルテンス硬度を測定した。
具体的には、図3A及び図3Bに示す弾性部材における長手方向の断面図において、前記弾性部材の当接側長軸面で、当接部から長軸方向に20μmの測定位置Aにおけるマルテンス硬度A、当接部から長軸方向に100μmの測定位置におけるマルテンス硬度、当接部から長軸方向に200μmの測定位置におけるマルテンス硬度、当接部から長軸方向に300μmの測定位置におけるマルテンス硬度、当接部から長軸方向に400μmの測定位置におけるマルテンス硬度、当接部から長軸方向に500μmの測定位置におけるマルテンス硬度、当接部から長軸方向に1,000μmの測定位置Bにおけるマルテンス硬度B、及び当接部から固定端までのクリーニングブレード長さの1/2の測定位置Cにおけるマルテンス硬度Cを測定し、これらの中から、最大となるマルテンス硬度の最大値を求めた。
<弾性仕事率>
弾性仕事率は、図8に示すとおり、前記マルテンス硬度の計測時のビッカース圧子を押し込むときの積算応力をWplastとし、試験荷重除荷寺の積算応力をWelastとすると、次式、Welast/Wplast×100から、弾性仕事率(%)を求めた。
弾性仕事率は、図8に示すとおり、前記マルテンス硬度の計測時のビッカース圧子を押し込むときの積算応力をWplastとし、試験荷重除荷寺の積算応力をWelastとすると、次式、Welast/Wplast×100から、弾性仕事率(%)を求めた。
(製造例4)
<トナーの作製>
以下に示す重合法(特開2014−92633号公報)により作製したトナーを用いた。作製したトナーの物性は、以下のとおりである。
・トナー母体粒子:平均円形度0.98、体積平均粒径4.9μm
・外添剤 :小粒径シリカ1.5質量部(クラリアント社製、H2000)
小粒径酸化チタン0.5質量部(テイカ社製、MT−150AI)
大粒径シリカ1.0質量部(電気化学工業社製、UFP−30H)
・トナーのガラス転移温度:50℃
<トナーの作製>
以下に示す重合法(特開2014−92633号公報)により作製したトナーを用いた。作製したトナーの物性は、以下のとおりである。
・トナー母体粒子:平均円形度0.98、体積平均粒径4.9μm
・外添剤 :小粒径シリカ1.5質量部(クラリアント社製、H2000)
小粒径酸化チタン0.5質量部(テイカ社製、MT−150AI)
大粒径シリカ1.0質量部(電気化学工業社製、UFP−30H)
・トナーのガラス転移温度:50℃
(実施例1〜15及び比較例1〜6)
<画像形成装置の組み立て>
作製した各クリーニングブレードをカラー複合機(imagio MP C4500、株式会社リコー製)(プリンター部は図4に示すプリンター500と同様の構成)に取り付け、実施例1〜15及び比較例1〜6の画像形成装置を組み立てた。
なお、クリーニングブレードは、線圧:20g/cm、クリーニング角:79°となるように画像形成装置に取り付けた。
前記画像形成装置は、感光体表面への潤滑剤塗布装置を備えており、潤滑剤塗布により感光体表面の静止摩擦係数が非画像形成時に0.2以下に維持されている。
前記感光体表面の静止摩擦係数は、特開平9−166919号公報の段落番号[0046]に記載のオイラーベルトの方法により測定した。
<画像形成装置の組み立て>
作製した各クリーニングブレードをカラー複合機(imagio MP C4500、株式会社リコー製)(プリンター部は図4に示すプリンター500と同様の構成)に取り付け、実施例1〜15及び比較例1〜6の画像形成装置を組み立てた。
なお、クリーニングブレードは、線圧:20g/cm、クリーニング角:79°となるように画像形成装置に取り付けた。
前記画像形成装置は、感光体表面への潤滑剤塗布装置を備えており、潤滑剤塗布により感光体表面の静止摩擦係数が非画像形成時に0.2以下に維持されている。
前記感光体表面の静止摩擦係数は、特開平9−166919号公報の段落番号[0046]に記載のオイラーベルトの方法により測定した。
<画像形成条件>
前記各画像形成装置を用い、実験室環境:21℃で65%RH、通紙条件:画像面積率5%チャートを3プリント/ジョブで、50,000枚(A4サイズ横)を出力し、以下のようにして、諸特性を評価した。結果を表5及び表6に示した。
前記各画像形成装置を用い、実験室環境:21℃で65%RH、通紙条件:画像面積率5%チャートを3プリント/ジョブで、50,000枚(A4サイズ横)を出力し、以下のようにして、諸特性を評価した。結果を表5及び表6に示した。
<クリーニング性>
評価画像として、縦帯パターン(紙進行方向に対して)43mm幅、3本チャートをA4サイズ横で、20枚出力し、得られた画像を目視観察し、クリーニング不良による画像異常の有無により、クリーニング性を評価した。
評価画像として、縦帯パターン(紙進行方向に対して)43mm幅、3本チャートをA4サイズ横で、20枚出力し、得られた画像を目視観察し、クリーニング不良による画像異常の有無により、クリーニング性を評価した。
<クリーニングブレードの10万枚通紙後摩耗断面積>
図9に示すように、クリーニングブレードの10万枚通紙後摩耗断面積は、KYENCE社製レーザー顕微鏡VK−9500を用いて測定した。なお、クリーニングブレードの10万枚通紙後摩耗断面積は、100μm2以下が好ましい。
図9に示すように、クリーニングブレードの10万枚通紙後摩耗断面積は、KYENCE社製レーザー顕微鏡VK−9500を用いて測定した。なお、クリーニングブレードの10万枚通紙後摩耗断面積は、100μm2以下が好ましい。
<異音>
上記10万枚通紙試験中、クリーニングブレードが可聴域での振動(異音)を発生しないか否かを試験者自身の聴覚により確認した。なお、ゴムの弾性が高すぎると低周波数側の、弾性が低すぎると高周波数側の振動を発しやすい。
上記10万枚通紙試験中、クリーニングブレードが可聴域での振動(異音)を発生しないか否かを試験者自身の聴覚により確認した。なお、ゴムの弾性が高すぎると低周波数側の、弾性が低すぎると高周波数側の振動を発しやすい。
<当接部へのトナー付着の有無>
前記通紙試験(50,000枚)後、クリーニングブレードを取りはずし、該クリーニングブレード表面のトナーをエアーガンにて吹き飛ばした。その後、BEMCOT M−3II(旭化成せんい株式会社製)を当接部(エッジ)に垂らし、力を掛けずに重力のみでエッジ上を滑らせた。この操作で取れない30μm以上の大きさのトナー塊は、当接部(エッジ)上で溶融していると判定した。
前記通紙試験(50,000枚)後、クリーニングブレードを取りはずし、該クリーニングブレード表面のトナーをエアーガンにて吹き飛ばした。その後、BEMCOT M−3II(旭化成せんい株式会社製)を当接部(エッジ)に垂らし、力を掛けずに重力のみでエッジ上を滑らせた。この操作で取れない30μm以上の大きさのトナー塊は、当接部(エッジ)上で溶融していると判定した。
<感光体へのトナー付着の有無>
前記通紙試験(50,000枚)後、感光体を取りはずし、該感光体表面のトナーをエアーガンにて吹き飛ばした。この操作で取れない30μm以上の大きさのトナー塊は、感光体に付着していると判定した。
前記通紙試験(50,000枚)後、感光体を取りはずし、該感光体表面のトナーをエアーガンにて吹き飛ばした。この操作で取れない30μm以上の大きさのトナー塊は、感光体に付着していると判定した。
表5及び表6の結果から、実施例1〜15においては、経時使用時もスティックスリップ運動を抑制し、低温定着性のトナーのすり抜けを抑え、仮に低温定着性のトナーがすり抜けたとしても、前記トナーを押し潰して大きく変形させることを抑制でき、クリーニングブレードの当接部及び像担持体に付着することを防止できることがわかった。
また、実施例1〜15においては、弾性部材の当接部を(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の含浸処理による硬度上昇を図り、当接部の動きが抑制され過ぎず、かつクリーニングブレードとしての姿勢を適度に保つことができるレベルで、当接部62cの改質処理がなされている。このため、当接部に表面層623を設けた構成において、経時にわたり良好なクリーニング性を維持することができ、異音発生を回避することができたと考えられる。更に、感光体3と当接部62cとの間で生じる摩擦力を低減することができ、当接部62cのめくれを抑制することができるとともに、弾性部材622の摩耗も抑制することができたと考えられる。表面層623は感光体3との接触部近傍の弾性体部分を補強する効果を有している。それにより、当接部62cの運動を適度に制御することができ、異音発生を生じることなく、スティックスリップ運動も抑制できたと考えられる。
また、実施例1〜15においては、表面層が(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物を含有することにより、クリーニングブレード62の当接部62cに所望の硬度を有する表面層623を形成することができ、クリーニングブレード62を安価に製造することができる。
また、実施例1〜15においては、弾性部材の当接部を(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の含浸処理による硬度上昇を図り、当接部の動きが抑制され過ぎず、かつクリーニングブレードとしての姿勢を適度に保つことができるレベルで、当接部62cの改質処理がなされている。このため、当接部に表面層623を設けた構成において、経時にわたり良好なクリーニング性を維持することができ、異音発生を回避することができたと考えられる。更に、感光体3と当接部62cとの間で生じる摩擦力を低減することができ、当接部62cのめくれを抑制することができるとともに、弾性部材622の摩耗も抑制することができたと考えられる。表面層623は感光体3との接触部近傍の弾性体部分を補強する効果を有している。それにより、当接部62cの運動を適度に制御することができ、異音発生を生じることなく、スティックスリップ運動も抑制できたと考えられる。
また、実施例1〜15においては、表面層が(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物を含有することにより、クリーニングブレード62の当接部62cに所望の硬度を有する表面層623を形成することができ、クリーニングブレード62を安価に製造することができる。
なお、本発明のクリーニングブレード62を被清掃部材が感光体3であるクリーニング装置6に適用した構成について説明したが、被清掃部材としては感光体3に限るものではない。例えば、被清掃部材が中間転写ベルト14であるベルトクリーニングユニット162のベルトクリーニングブレード162aとしても本発明のクリーニングブレードを適用可能である。
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面に付着したガラス転移温度が50℃以下の残留トナーを除去する弾性部材を有してなり、
前記弾性部材の前記被清掃部材の表面に当接する当接部が、前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有し、
前記第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する当接部が、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層を有してなり、
前記当接部におけるマルテンス硬度の最大値が、5N/mm2以下であることを特徴とするクリーニングブレードである。
<2> 前記弾性部材における長手方向の断面図において、前記弾性部材の当接側長軸面で、当接部から長軸方向に20μmの測定位置Aにおけるマルテンス硬度Aと、当接部から長軸方向に1,000μmの測定位置Bにおけるマルテンス硬度Bと、当接部から固定端までのクリーニングブレード長さの1/2である測定位置Cにおけるマルテンス硬度Cとが、次式、A>B>C、を満たす前記<1>に記載のクリーニングブレードである。
<3> 前記マルテンス硬度Aが2N/mm2〜10N/mm2であり、前記マルテンス硬度Bが0.8N/mm2〜5N/mm2であり、前記マルテンス硬度Cが0.5N/mm2〜1.5N/mm2である前記<2>に記載のクリーニングブレードである。
<4> 前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、分子量が200以下であり、かつ官能基数2以上の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物である前記<1>から<3>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<5> 前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物である前記<1>から<4>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<6> 前記分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、分子量が110以下であり、かつ官能基数3〜6のペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物である前記<1>から<5>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<7> 前記第二の紫外線硬化性組成物が、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、官能基数が2以上のフッ素系(メタ)アクリレート化合物を含有する前記<1>から<6>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<8> 前記弾性部材が、23℃における反発弾性率が35%以下であり、かつ引張試験における300%モジュラスが18MPa以上のウレタンゴムを含有する前記<1>から<7>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<9> 像担持体と、前記像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、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、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、前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを有する画像形成装置であって、
前記クリーニング手段が、前記<1>から<8>のいずれかに記載のクリーニングブレードであることを特徴とする画像形成装置である。
<10> 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段、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、及び前記可視像を記録媒体に転写する転写手段から選択される少なくともいずれかの手段と、前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジであって、
前記クリーニング手段が、前記<1>から<8>のいずれかに記載のクリーニングブレードであることを特徴とするプロセスカートリッジである。
<1> 被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面に付着したガラス転移温度が50℃以下の残留トナーを除去する弾性部材を有してなり、
前記弾性部材の前記被清掃部材の表面に当接する当接部が、前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有し、
前記第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する当接部が、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層を有してなり、
前記当接部におけるマルテンス硬度の最大値が、5N/mm2以下であることを特徴とするクリーニングブレードである。
<2> 前記弾性部材における長手方向の断面図において、前記弾性部材の当接側長軸面で、当接部から長軸方向に20μmの測定位置Aにおけるマルテンス硬度Aと、当接部から長軸方向に1,000μmの測定位置Bにおけるマルテンス硬度Bと、当接部から固定端までのクリーニングブレード長さの1/2である測定位置Cにおけるマルテンス硬度Cとが、次式、A>B>C、を満たす前記<1>に記載のクリーニングブレードである。
<3> 前記マルテンス硬度Aが2N/mm2〜10N/mm2であり、前記マルテンス硬度Bが0.8N/mm2〜5N/mm2であり、前記マルテンス硬度Cが0.5N/mm2〜1.5N/mm2である前記<2>に記載のクリーニングブレードである。
<4> 前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、分子量が200以下であり、かつ官能基数2以上の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物である前記<1>から<3>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<5> 前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物である前記<1>から<4>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<6> 前記分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、分子量が110以下であり、かつ官能基数3〜6のペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物である前記<1>から<5>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<7> 前記第二の紫外線硬化性組成物が、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、官能基数が2以上のフッ素系(メタ)アクリレート化合物を含有する前記<1>から<6>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<8> 前記弾性部材が、23℃における反発弾性率が35%以下であり、かつ引張試験における300%モジュラスが18MPa以上のウレタンゴムを含有する前記<1>から<7>のいずれかに記載のクリーニングブレードである。
<9> 像担持体と、前記像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、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、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、前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを有する画像形成装置であって、
前記クリーニング手段が、前記<1>から<8>のいずれかに記載のクリーニングブレードであることを特徴とする画像形成装置である。
<10> 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段、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、及び前記可視像を記録媒体に転写する転写手段から選択される少なくともいずれかの手段と、前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジであって、
前記クリーニング手段が、前記<1>から<8>のいずれかに記載のクリーニングブレードであることを特徴とするプロセスカートリッジである。
1 作像ユニット
3 感光体
6 クリーニング装置
10 潤滑剤塗布装置
14 中間転写ベルト
60 転写ユニット
62 クリーニングブレード
62a ブレード先端面
62b ブレード下面
62c 当接部
500 プリンター
622 弾性部材
623 表面層
3 感光体
6 クリーニング装置
10 潤滑剤塗布装置
14 中間転写ベルト
60 転写ユニット
62 クリーニングブレード
62a ブレード先端面
62b ブレード下面
62c 当接部
500 プリンター
622 弾性部材
623 表面層
Claims (10)
- 被清掃部材の表面に当接して、該被清掃部材表面に付着したガラス転移温度が50℃以下の残留トナーを除去する弾性部材を有してなり、
前記弾性部材の前記被清掃部材の表面に当接する当接部が、前記当接部表面から厚み方向に20μm以上100μm以下の領域において、分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有し、
前記第一の紫外線硬化性組成物の硬化物を含有する当接部が、分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する第二の紫外線硬化性組成物の硬化物を含む表面層を有してなり、
前記当接部におけるマルテンス硬度の最大値が、5N/mm2以下であることを特徴とするクリーニングブレード。 - 前記弾性部材における長手方向の断面図において、前記弾性部材の当接側長軸面で、当接部から長軸方向に20μmの測定位置Aにおけるマルテンス硬度Aと、当接部から長軸方向に1,000μmの測定位置Bにおけるマルテンス硬度Bと、当接部から固定端までのクリーニングブレード長さの1/2である測定位置Cにおけるマルテンス硬度Cとが、次式、A>B>C、を満たす請求項1に記載のクリーニングブレード。
- 前記マルテンス硬度Aが2N/mm2〜10N/mm2であり、前記マルテンス硬度Bが0.8N/mm2〜5N/mm2であり、前記マルテンス硬度Cが0.5N/mm2〜1.5N/mm2である請求項2に記載のクリーニングブレード。
- 前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、分子量が200以下であり、かつ官能基数2以上の脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物である請求項1から3のいずれかに記載のクリーニングブレード。
- 前記分子内に脂環構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、トリシクロデカン構造を有する(メタ)アクリレート化合物である請求項1から4のいずれかに記載のクリーニングブレード。
- 前記分子内にペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物が、分子量が110以下であり、かつ官能基数3〜6のペンタエリスリトール構造を有する(メタ)アクリレート化合物である請求項1から5のいずれかに記載のクリーニングブレード。
- 前記第二の紫外線硬化性組成物が、パーフルオロポリエーテル骨格を有し、官能基数が2以上のフッ素系(メタ)アクリレート化合物を含有する請求項1から6のいずれかに記載のクリーニングブレード。
- 前記弾性部材が、23℃における反発弾性率が35%以下であり、かつ引張試験における300%モジュラスが18MPa以上のウレタンゴムを含有する請求項1から7のいずれかに記載のクリーニングブレード。
- 像担持体と、前記像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された前記像担持体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、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、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、前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、前記像担持体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段とを有する画像形成装置であって、
前記クリーニング手段が、請求項1から8のいずれかに記載のクリーニングブレードであることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、帯電された前記像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段、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、及び前記可視像を記録媒体に転写する転写手段から選択される少なくともいずれかの手段と、前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段とを有するプロセスカートリッジであって、
前記クリーニング手段が、請求項1から8のいずれかに記載のクリーニングブレードであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014226135A JP2016029449A (ja) | 2014-07-16 | 2014-11-06 | クリーニングブレード、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014146062 | 2014-07-16 | ||
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Family
ID=55435354
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JP2014226135A Pending JP2016029449A (ja) | 2014-07-16 | 2014-11-06 | クリーニングブレード、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7388161B2 (ja) | 2019-12-06 | 2023-11-29 | 株式会社リコー | 画像形成装置および画像形成方法 |
JP7472683B2 (ja) | 2020-06-30 | 2024-04-23 | 株式会社リコー | 画像形成方法 |
-
2014
- 2014-11-06 JP JP2014226135A patent/JP2016029449A/ja active Pending
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