JP5374893B2 - 保護剤塗布装置の評価方法 - Google Patents
保護剤塗布装置の評価方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5374893B2 JP5374893B2 JP2008064785A JP2008064785A JP5374893B2 JP 5374893 B2 JP5374893 B2 JP 5374893B2 JP 2008064785 A JP2008064785 A JP 2008064785A JP 2008064785 A JP2008064785 A JP 2008064785A JP 5374893 B2 JP5374893 B2 JP 5374893B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- protective agent
- peak
- spectrum
- photoconductor
- toner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Cleaning In Electrography (AREA)
Description
そのため、有機感光体の寿命を延ばし長期に渡って高画質を保持するには、摩擦による部材の劣化を低減し、クリーニング性を向上させる必要がある。
XPSではサンプル極表面の水素以外の元素全てを検出するから、XPSを用いてステアリン酸亜鉛が塗布された有機感光体表面を分析すると、ステアリン酸亜鉛の被覆率が増えるにつれて、有機感光体の持つ元素比率からステアリン酸亜鉛の持つ元素比率に近づき、ステアリン酸亜鉛の被覆率が100%になると元素比率はステアリン酸亜鉛の元素比率と理論的に一致し、検出される亜鉛量は飽和してしまう。すなわち、ステアリン酸亜鉛(C36H70O4Zn)が感光体表面全体を全て覆っている場合、ステアリン酸亜鉛(C36H70O4Zn)の分子中の水素以外の元素比より、XPSにより検出される全元素に対する、亜鉛元素の割合は理論上では2.44%となる。
ATRプリズムと試料との屈折率の関係からある角度以上の条件で赤外光をプリズムに入射させると、赤外光はATRプリズムから出ず、ATRプリズムと試料との接触面で全反射を起こすが、その際、赤外光が僅かの距離だけ試料側に滲みだすので、試料で赤外光の吸収があれば反射光が減衰し、試料の吸収スペクトルを得ることができる。
このATR法を用いると、赤外光の吸収が起こる波数より官能基がわかるため、ATR法は定性分析によく用いられるが、試料を押さえる圧力によって、吸収スペクトルのピーク強度が変化するため、基本的に定量分析には用いられていなかった。
しかし、感光体上に大量の金属石鹸を供給しても、実際に感光体表面に付着するのは、ごく一部であり、感光体上に供給された金属石鹸のほとんどは、トナーと供に転写されたり、廃トナーと供に除去されたりしてしまうため、金属石鹸が早期に枯渇してしまい、感光体の寿命より前に、金属石鹸を新しいものに変えないといけなくなっていた。
しかしながら、分子中に窒素原子を含む構成の潤滑剤では、潤滑剤自体が上述のAC帯電による電気的ストレスを受けた場合に、分解生成物として窒素酸化物やアンモニウム含有化合物に類するイオン解離性の化合物を生成し、潤滑層内に取り込まれてしまい、高湿度下で潤滑層が低抵抗化し、画像ボケを発生させることがある。
そこで、その異常画像が発生している場所と発生していない場所とを詳細に調査したところ、スジ状の異常画像が発生した場所と異常画像が発生していない場所では、感光体の膜厚が少なくなっていたり、トナー成分が多く付着していることが分かったが、いかなる原因で、このような現象が起こるのかは分からなかった。
また、本発明の第3の手段は、第1または第2の手段の保護剤塗布装置の評価方法において、前記ピークaが検出される赤外光の波長でのもぐり込み深さが、前記ピークbが検出される赤外光の波長でのもぐり込み深さの50〜170%であることを特徴とする。
また、本発明の第5の手段は、第1〜第4のいずれか1つの手段の保護剤塗布装置の評価方法において、前記保護剤はメチレン基を有する有機化合物を含有しており、前記ピークbはメチレン基に由来するピークであることを特徴とする。
また、本発明の第7の手段は、第1〜第6のいずれか1つの手段の保護剤塗布装置の評価方法において、前記像担持体表面にカーボネート結合を有する有機化合物を含有しており、前記ピークaはカーボネート結合に由来するピークであることを特徴とする。
まず、本発明に係る保護剤塗布装置の評価方法の実施形態を説明する。
本発明者らは、保護剤にパラフィンのような金属を含有しない保護剤を用いた場合でも、感光体上に塗布されている保護剤の量を把握できないか調べるため、ATR(Attenuated Total Reflection)法を用いて感光体上に塗布された保護剤の分析を行なった。ATR法においては、用いるプリズムや入射角の条件によって赤外光の侵入深さが変化するため、同じサンプルを計測しても得られるスペクトルは異なり、用いるプリズムや入射角条件によって、感光体に由来するピークのみしか検出されなかったり、保護剤のみのピークしか検出されなかったり、感光体由来のピークと保護剤由来のピークが両方検出されたりと様々であった。様々な条件のうち、用いるプリズムや入射角を細かく変化させて、感光体由来のピークと保護剤由来のピークが両方検出される条件において、得られたスペクトルから、感光体上の保護剤の塗布量を評価できないか鋭意検討を行なった。
ピークaは、より好ましくは、IRスペクトルBに存在するピークと重ならないピークである。すなわち、ピークaが図9に示す[模式図1−3]のような状態で、IRスペクトルBに存在するピークの裾が、ピークaのピークの裾と重ならない状態が好ましい。
また、図10に示す[模式図2−1]のように、ピークaが、IRスペクトルBに存在するピークと重なる場合は、IRスペクトルCとIRスペクトルAの差スペクトルをとる必要がある。差スペクトルを用いることによって、IRスペクトルAに存在するピークの影響を受けない指標(面積比(Sb/Sa))を求めることができる。
dp:もぐり込み深さ
n2およびn1:ATRプリズムおよび試料の屈折率
θ:入射角
λ:波長
また、0.5%以下では、ビークaのピーク面積(Sa)はほぼ一定の値で飽和し、ピークbのピーク強度は非常に小さくなるため、ピークbの面積(Sb)の誤差が大きくなり、評価の指標となるSb/SaがSbの誤差の影響を大きく受けてしまうため好ましくない。
すなわち、保護剤の厚みに対してもぐり込み深さが深すぎたり浅すぎたりする場合は、ATRプリズムの屈折率、赤外光の入射角および塗布量算出の指標として選ぶピークの波長を適宜選択する必要がある。
すなわち、特定のATRプリズムおよび赤外光の入射角でATR法を用いて分析を行なった場合、保護剤および感光体中にいくつもの官能基が含まれていて、それぞれの官能基のピークが大きく異なる波長で検出される場合は、例えば、もぐり込み深さをより深くしたい時は波長が長いピークを選ぶ、といったように、選ぶピークによってもぐり込み深さの調整をすることはできるが、パラフィンのように、官能基が少なく、ピークが1本または数本しか検出されず、それぞれの官能基のピークの波長が大きく異ならない場合は、選ぶピークによってもぐり込み深さの調整をすることはできない。この場合は、ATRプリズムの屈折率、赤外光の入射角の組み合わせを変化させて、最適なもぐり込み深さを調整する必要がある。
また、一般的にATR測定に用いられる赤外光の入射角は30〜85°である。
パラフィンは感光体の保護効果に優れ、パラフィンとしてはノルマルパラフィン、イソパラフィンおよびシクロパラフィンが、不可反応が生じ難く化学的に安定であり、実使用の大気中で酸化反応を生じにくいため、経時安定性の面で好ましく用いられる。
両親媒性の有機化合物は、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤やこれらの複合物等に類別される。
CnH2n+1COOH 化学式(1)
(ただし、式中のnは15〜35の整数を示す)
よって、両親媒性の有機化合物の1分子当りの平均エステル結合数は、1から3個であることが好ましい。
両親媒性の有機化合物としては、前述のように陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
また、両イオン系界面活性剤の例としては、ジメチルアルキルアミンオキシド、N−アルキルベタイン、イミダゾリン誘導体、アルキルアミノ酸等が挙げられる。
また、これらの両親媒性有機化合物は単一の種類を用いても良いし、複数種類を併用しても良い。
メチレン基を有する有機化合物としては、ステアリン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、等の金属石鹸がある。
感光体表面にフェニル基を有する有機化合物を含有されている場合、フェニル基は、3055±25cm-1で検出されるため、メチレン基の検出される波数(cm-1)と波数が近いため、もぐり込み深さも、近い値になるため、より感度のよい安定した指標(Sb/Sa)を得ることができる。ここで、感光体表面に含有される物質としては、フェニル基に由来するピークと重なるピークを持つ物質が含まれないことが好ましい。
感光体表面にカーボネート結合を有する有機化合物が含有されていると、感光体強度が高くなるため好ましく、また、感光体表面にカーボネート結合を有する有機化合物を含有されている場合、カーボネート結合は、1760±20cm-1で検出されるため、メチレン基の検出される波数(cm-1)と波数が近いため、もぐり込み深さも、近い値になるため、より感度のよい安定した指標(Sb/Sa)を得ることができる。ここで、感光体表面に含有される物質としては、カーボネート結合に由来するピークと重なるピークを持つ物質が含まれないことが好ましい。
この保護剤塗布装置の構成や評価方法の具体例、保護剤塗布装置を備えたプロセスカートリッジ、画像形成装置等については、以下の実施形態で説明する。
本発明に係る保護剤塗布装置の参考形態を説明する。
本発明者らは、保護剤塗布装置を備えた画像形成形成装置において、異常画像が発生する原因を調べるため、異常画像が発生する場所と発生していない場所で、保護剤の存在量が異なるのではないかと考え、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて表面観察を行なった。表面観察の結果、保護剤が感光体上に付着している様子を観察することはできたが、SEM観察からは保護剤の存在量を見積もることはできず、異常画像が発生する原因は、はっきり分からなかった。
また、ATR法を用いると、赤外光の吸収が起こる波数より、官能基がわかるため、ATR法は定性分析によく用いられるが、試料を押さえる圧力によって、吸収スペクトルのピーク強度が変化するため定量分析には、基本的には用いられていなかった。
その結果、ATR法では、用いるプリズムや入射角の条件によって赤外光の侵入深さが変化するため、同じサンプルを計測しても得られるスペクトルは異なり、用いるプリズムや入射角条件によって、感光体に由来するピークのみしか検出されなかったり、ほぼ保護剤のみのピークしか検出されなかったり、感光体由来のピークと保護剤由来のピークが両方検出されたりと様々であった。様々な条件のうち、用いるプリズムや入射角を細かく変化させて、感光体由来のピークと保護剤由来のピークが両方検出される条件において、得られたスペクトルから、感光体上の保護剤の塗布量を評価できないか鋭意検討を行なった。
図7に示す[模式図1−1]のような状態では、ピークaが検出される波数に、IRスペクトルBでピークが検出されない状態を示す。例えば、図8に示す[模式図1−2]では、ピークMはIRスペクトルBで存在するピークであり、塗布量の指標を算出するピークには適さない。
また、図7に示す[模式図1−1]のように、ピークaが、IRスペクトルBに存在するピークと重なる場合は、IRスペクトルCとIRスペクトルBの差スペクトルをとる必要がある。差スペクトルを用いることによって、IRスペクトルBに存在するピークの影響を受けない指標(面積比(Sb/Sa))を求めることができる。
図10に示す[模式図2−1]のような状態では、ピークbが検出される波数に、IRスペクトルAでピークが検出されない状態を示す。例えば、図11に示す[模式図2−2]では、IRスペクトルB中のピークNは、IRスペクトルAに存在するピークであり、塗布量の指標を算出するピークには適さない。
図10に示す[模式図2−1]のように、ピークaが、IRスペクトルBに存在するピークと重なる場合は、前述のように、IRスペクトルCとIRスペクトルAの差スペクトルをとる必要がある。差スペクトルを用いることによって、IRスペクトルAに存在するピークの影響を受けない指標(面積比(Sb/Sa))を求めることができる。
また、保護剤を150分塗布した後の感光体におけるSb1/Sa1の値は、0.85以下、好ましくは0.1〜0.6、更に好ましくは0.15〜0.4である。Sb1/Sa1の値が、保護剤の塗布時間120以内で38以上になる場合、画像形成装置を使いこんでいくと保護剤の塗布量が過剰になりすぎて、感光体に帯電が充分にのらなかったり、ボケが生じるため好ましくない。
また、保護剤を120分塗布した後の感光体におけるSb2/Sa2の値は、38以下、好ましくは8〜25、更に好ましくは9〜16である。Sb2/Sa2の値が、保護剤の塗布時間120以内で38以上になる場合、画像形成装置を使いこんでいくと保護剤の塗布量が過剰になりすぎて、感光体に帯電が充分にのらなかったり、ボケが生じるため好ましくない。
本発明の参考形態の保護剤塗布装置における保護剤中のパラフィンの割合とは、保護剤に含有される全ての有機成分に対する割合を示しており、保護剤中に無機成分を含んでいる場合においては、無機成分は除外した全有機成分に対するパラフィンの割合を表している。
本発明の参考形態の保護剤バーに用いる保護剤中のパラフィンの割合は50重量%以上、好ましくは60重量%以上、さらに好ましくは、70重量%以上である。パラフィンの割合が50重量%以下では、保護剤としての機能が低く、画像形成に伴う感光体の磨耗が生じやすく、好ましくない。パラフィンの割合が95重量%以上では、パラフィンが感光体表面を覆うことが難しく好ましくない。パラフィン単独では、ブラシやブレードの圧力だけでは、感光体上に薄く、膜状に広がりにくいため、他の物質を混合して用いることが不可欠となる。
両親媒性の有機化合物は、陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤やこれらの複合物等に類別されるが、本発明の保護剤は、上述のように像担持体上に保護剤層を形成し、像形成工程を経るため、像担持体の電気的な特性に対して悪影響を与えないようにする必要がある。
両親媒性の有機化合物として非イオン系界面活性剤を用いることにより、界面活性剤自身がイオン解離することがなくなるため、使用環境、特に湿度が、大幅に変動した場合にも、気中放電などによる電荷のリークを抑制することができ、画像品質を高度に維持することができる。
CnH2n+1COOH 化学式(1)
(ただし、式中のnは15〜35の整数を示す)
両親媒性の有機化合物としては、前述のように陰イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
非イオン系界面活性剤の例としては、長鎖アルキルアルコール、アルキルポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルポリグルコキシド、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等の、アルコール化合物、エーテル化合物、アミド化合物等が挙げられる。また、ラウリン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸等の長鎖アルキルカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、エリスリトール、ヘキシトール等の多価アルコールやこれらの部分無水物とのエステル化合物も好ましい形態として挙げられる。
さらに、場合により、金属酸化物、珪酸化合物、雲母、窒化ホウ素等のフィラーを保護剤中に含有させても良い。
図1は本発明の参考形態の保護剤塗布装置を備えた画像形成部の要部構成例を示す概略要部構成図である。
像担持体であるドラム状の感光体1に対向して配設された保護剤塗布装置2は、感光体を保護する保護剤を棒状(円柱状、四角柱状、六角柱状等)にした保護剤バー21と、この保護剤バー21と接触するブラシ22aを有し保護剤バー21からブラシ22aに移行した保護剤を感光体1へ供給する保護剤供給部材22と、保護剤バー21を保護剤供給部材22のブラシ22aに押し当てて保護剤を保護剤供給部材22のブラシ22aに移行させる押圧力付与機構23と、保護剤供給部材22により感光体上に供給された保護剤を薄層化する保護層形成機構24と、保護剤バー21が左右前後に振れないように支持する保護剤バー支持ガイド25等から主に構成されている。本発明に用いる保護剤バー21は、保護剤を溶融後、成型型に投入、冷却して作成する溶融成型法、あるいは、保護剤粉末を圧縮して作成する圧縮成型法により作製される。
また、感光体1の表面に供給された保護剤は、物質種の選択によっては供給時に十分な保護層にならない場合がある。このため、より均一な保護層を形成するために、感光体表面の保護剤は、例えばブレード状の部材24aと、そのブレード状の部材24aを感光体ドラム1の表面に押し当てるバネやスプリング等の押圧部材24bとを持つ保護層形成機構24により薄層化され、感光体表面の保護層となる。このように、感光体1に不定形の保護剤を適量供給するとともに、保護層形成機構24により薄層化することにより、保護剤が感光体上で不定形な保護膜となって保持されやすくなる。これにより、帯電手段(例えば帯電ローラ等)3の汚れ等による異常画像が起こらず、消耗品の交換頻度が少なく、長期に渡って高画質画像を出力可能な画像形成装置を実現することができる。
また、保護剤バーの代わりに保護剤粉末を直接感光体表面に供給することもできる。この場合、保護剤粉末を保有する容器、保護剤粉末を搬送する保護剤搬送装置が必要となり、保護剤バー、押圧力付与機構、保護剤供給部材が不要となる。保護剤搬送装置としては、ポンプ、オーガー等、既存の粉体搬送手段を用いることができる。
また、支持体24cから突き出し、たわみを持たせることができるブレード状部材24aの長さ、いわゆる自由長についても同様に押圧で加える、力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね1〜15mm程度であれば好ましく使用でき、2〜10mm程度であれば更に好ましく使用できる。
弾性金属ブレードの厚みは、0.05〜3mm程度であれば好ましく使用でき、0.1〜1mm程度であればより好ましく使用できる。
また、弾性金属ブレードでは、ブレードのねじれを抑止するために、取り付け後に支軸と略平行となる方向に、曲げ加工等の処理を施しても良い。
表面層を形成する材料としては、PFA、PTFE、FEP、PVdF等のフッ素樹脂や、フッ素系ゴム、メチルフェニルシリコーンエラストマー等のシリコーン系エラストマー等を、必要により充填剤と共に、用いることができるが、これに限定されるものではない。
可撓性のブラシ繊維の具体的な材料としては、一般的に公知の材料から1種乃至2種以上を選択して使用することができる。具体的には、ポリオレフィン系樹脂(例えばポリエチレン、ポリプロピレン);ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂(例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン);塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;スチレン−ブタジエン樹脂;フッ素樹脂(例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン);ポリエステル;ナイロン;アクリル;レーヨン;ポリウレタン;ポリカーボネート;フェノール樹脂;アミノ樹脂(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);などの内、可撓性を持つ樹脂を使用することができる。
また、撓みの程度を調整するために、ジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等を複合して用いても良い。
ブラシの繊維の長さは1〜15mm、好ましくは3〜10mmである。ブラシの繊維の長さが1mm以下では、ブラシの芯金と感光体が非常に近い配置となるため芯金が像担持体と接触して、感光体に傷がつきやすくなるため好ましくなく、15mm以上では、ブラシ繊維先端で保護剤を掻きとる力やブラシ繊維先端が感光体に当たる力が弱くなり、保護剤を充分な量供給するのが困難になったり、ブラシの繊維が抜けやすくなるため好ましくない。
ブラシ密度は1平方インチ当たり1万〜30万本(1平方メートル当たり1.5×107〜4.5×108)である。ブラシ密度が1平方インチ当たり1万本以下においては、ブラシが感光体に当たる場所と当たらない場所での塗布ムラが顕著になったり、保護剤を充分な量供給することが困難になるため好ましくなく、また、ブラシ密度を1平方インチ当たり30万本以上にするためにはブラシ繊維の径を非常に小さくする必要があるため好ましくない。
これらの保護剤供給部材の中でも、28〜43μm、好ましくは30〜40μmの単繊維から作られたブラシが保護剤の供給の効率が高く、最も好ましい。繊維は、撚って作製されることが多いことから、繊維の径は均一でないため、デニール、デシテックスの単位が用いられてきた。しかし、単繊維の場合は、繊維径は一定であるため、繊維径で規定することの方が、保護剤供給部材を規定する上で好ましい。
単繊維の直径が28μmより小さいと、保護剤を供給する効率が低くなり、単繊維の直径が43μmを越えると、単繊維の剛性が高くなりすぎて、感光体を傷つけやすくなり好ましくない。また、28〜43μmの単繊維は、芯金に対してできるだけ垂直に植毛されていることが好ましく、ブラシを製造する際には、静電気を利用した、所謂、静電植毛により製造していることが好ましい。静電植毛は、ブラシの芯金上に接着剤を塗布し、芯金を帯電させることにより、静電電気力で28〜43μmの単繊維を飛翔させて、芯金上の接着剤に植毛し、接着剤を硬化させる方法である。このように静電植毛により、1平方インチ当たり5万〜60万本植毛したブラシが、好適に用いることができる。
次に本発明の参考形態に係るプロセスカートリッジと画像形成装置の参考形態を説明する。
図2は本発明の参考形態に係る画像形成装置の画像形成部に具備される、保護剤塗布装置を用いたプロセスカートリッジの構成例の概略を説明するための断面図である。
図2に示す画像形成部10は、像担持体であるドラム状の感光体1と、感光体1を帯電する帯電手段である帯電装置(図示の例では帯電ローラ)3と、帯電された感光体1にレーザー光L等を照射して静電潜像を形成する潜像形成手段(図示せず)と、感光体1上の静電潜像をトナーで現像して可視像化する現像手段である現像装置5と、感光体1上のトナー像を転写媒体(または中間転写媒体)7に転写する転写手段6と、転写後の感光体1の表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段であるクリーニング装置4と、クリーニング装置4から帯電装置3に至る部分に配置された保護剤塗布装置2等を有している。そして、この画像形成部10では、感光体1とともに、保護剤塗布装置2、帯電装置3、現像装置5、クリーニング装置4をカートリッジ内に設けたプロセスカーリッジ11を用いている。なお、本発明の参考形態においては、クリーニング装置4は、保護剤塗布前に感光体表面をクリーニングし、保護剤の塗布が良好に行なわれるようにするものであるので、保護剤塗布装置2の構成部材と見做すことができる。
感光体1に対向して配設された保護剤塗布装置2は、図1と同様に、保護剤バー21、保護剤供給部材22、押圧力付与機構23、保護層形成機構24、保護剤バー21が左右前後に振れないように支持する保護剤バー支持ガイド25等から主に構成される。
また、感光体1は、転写工程後に部分的に劣化した保護剤やトナー成分等が残存した表面となっているが、クリーニング装置4のクリーニング部材41により表面残存物が清掃され、クリーニングされる。図2では、ブレード状のクリーニング部材41はクリーニング押圧機構42で支持され、いわゆるカウンタータイプ(リーディングタイプ)に類する角度で当接されている。なお、保護層形成機構24のブレード状部材24aは、図示の例ではカウンタータイプではないが、このブレード状部材24aもカウンタータイプに類する角度で当接させてもよい。
帯電ローラ3は、感光体1と接触あるいは、20〜100μm近接した非接触状態で設置され、帯電ローラ3と感光体1の間に電圧を印加することにより、感光体1を帯電する。帯電ローラ3と感光体1の間に印加する電圧は、直流電圧に交流電圧を重畳したAC帯電を用いる。なお、AC帯電を行なう場合は、感光体1と帯電ローラの間で1秒間に数百回以上もの放電が起こることから、感光体は、放電による劣化を受けやすい。また、感光体1へ保護剤の塗布をした場合でも、保護剤は放電により劣化し、消失してしまいやすいことから、常時一定の量の保護剤を感光体1上に塗布しておくことは非常に重要である。
導電性支持体は、帯電ローラ13の電極及び支持部材として機能するもので、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、導電剤を添加した樹脂、などの導電性の材質で構成される。
これらの中では、トナーとの離型性等の観点から、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミドが好ましく用いられる。上記高分子材料は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、当該高分子材料の数平均分子量は、1,000〜100,000の範囲であることが好ましく、10,000〜50,000の範囲であることがより好ましい。
例えば、図2で示すように、現像装置5は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ51が部分的に露出している。
図示しないトナーボトルから現像装置5内に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー52および53によってキャリアと撹拌されながら搬送され、現像ローラ51上に担持されることになる。この現像ローラ51は、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ51上に穂立ちした状態となって感光体ドラム1と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ51は、現像領域において感光体ドラム1の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ51上に穂立ちしたキャリアは、感光体ドラム1の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体ドラム1の表面に供給する。このとき、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、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体ドラム1上の静電潜像と現像ローラ51との間では、現像ローラ51上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ51上のトナーは、感光体ドラム1上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体ドラム1上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。
次に本発明の参考形態に係る画像形成装置の別の参考形態を説明する。
図3は、本発明の参考形態の保護剤塗布装置を具備する画像形成装置100の構成例を示す概略構成図である。
この画像形成装置100は、画像形成を行う画像形成装置本体(プリンタ部)110と、この本体110の上部に設置された原稿読取部(スキャナ部)120と、その上に設置された原稿自動給紙装置(ADF)130と、画像形成装置本体110の下部に設置された給紙部200とを備えており、複写機の機能を有している。また、この画像形成装置100は、外部装置との通信機能を有しており、装置外部のパーソナルコンピュータ等と接続することにより、プリンタやスキャナとして用いることができる。また、電話回線や光回線と接続することにより、ファクシミリとして用いることができる。
有機光導電層を有する有機感光体(OPC)等に代表される像担持体であるドラム状の感光体1は、除電ランプ(図示せず)等で除電され、帯電部材(例えば帯電ローラ)を有する帯電装置3で均一にマイナスに帯電される。
帯電装置3による感光体1の帯電が行なわれる際には、電圧印加機構(図示せず)から帯電部材に、感光体1を所望の電位に帯電させるに適した、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
すなわち、レーザー光源(例えば半導体レーザー)から発せられたレーザー光は、高速で回転する多角柱の多面鏡(ポリゴン)等からなる光偏向器により偏向走査され、走査レンズやミラー等からなる走査結像光学系を介して感光体1の表面を、感光体1の回転軸方向(主走査方向)に走査する。
潜像の現像時には、電圧印加機構(図示せず)から現像ローラ51の現像スリーブに、感光体1の露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
上記の二次転写後、転写媒体は、中間転写媒体7から分離され、転写像が得られる。また、一次転写後に感光体1上に残存するトナー粒子は、クリーニング装置4のクリーニング部材41によって、クリーニング装置4内のトナー回収室へ、回収される。また、二次転写後に中間転写媒体7上に残存するトナー粒子は、ベルトクリーニング装置9のクリーニング部材によって、クリーニング装置9内のトナー回収室へ、回収される。
しかしながら、帯電部材を感光体表面に接触または近接して帯電を行う帯電装置3では、前述のように放電が感光体表面近傍の領域で行われるため、感光体1への電気的ストレスが大きくなりがちである。
そこで、本発明の参考形態の保護剤塗布装置2を用いることにより、長期間に渡り感光体1を劣化させることなく維持できるため、経時的な画像の変動や使用環境による画像の変動を大幅に抑制でき、安定した画像品質の確保が可能となる。
次に本発明の参考形態に係るプロセスカートリッジや画像形成装置において好適に用いられる感光体について説明する。
本発明の参考形態の画像形成装置に用いる像担持体である感光体は、導電性支持体の上に感光層が設けられている。感光層の構成は電荷発生材と電荷輸送材を混在させた単層型、あるいは電荷発生層の上に電荷輸送層を設けた順層型、あるいは電荷輸送層の上に電荷発生層を設けた逆層型がある。また、感光体の機械的強度、耐磨耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のため、感光層の上に保護層を設けることもできる。感光層と導電性支持体の間には下引き層が設けられていてもよい。また各層には必要により可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等を適量添加することもできる。
・モノフェノール系化合物
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、3−t−ブチル−4−ヒドロキシニソールなど。
2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)など。
1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、トコフェノール類など。
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−tーブチル−p−フェニレンジアミンなど。
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなど。
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
次に、本発明の参考形態に係るプロセスカートリッジや画像形成装置において好適に用いられるトナーについて説明する。
まず、本発明の参考形態の画像形成装置に用いるトナーは、平均円形度が0.93〜1.00であることが好ましい。本発明の参考形態では、下記の式2より得られた値を円形度と定義する。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
円形度SR=粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長/粒子投影像の周囲長 :(式2)
トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。
ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。
トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、像担持体の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
円形度は、東亜医用電子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。
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない、分散液濃度を3000〜10000個/μlとして前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。
重量平均径D4が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。また、重量平均径D4が10μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。
トナーの粒度分布がシャープであることから、摩擦帯電量分布もシャープとなり、カブリの発生が抑えられる。また、トナー粒径が揃っていると、潜像ドットに対して、緻密に、かつ整然と並ぶように現像されるので、ドット再現性に優れる。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
ジカルボン酸(2−1)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。
3価以上のポリカルボン酸(2−2)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(2)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(1)と反応させてもよい。
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、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)などが挙げられる。
また、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロ−ルメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエ一テル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ピニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長および/または架橋反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。また、用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
具体的な手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢などがあげられる。
トナー中の着色剤の個数平均径が0.5μmより大きいときには、顔料の分散性が充分なレベルには到らず、好ましい透明性が得られないことがある。
0.1μmより小さい微小粒径の着色剤は、可視光の半波長より十分小さいため、光の反射、吸収特性に悪影響を及ぼさないと考えられる。よって、0.1μm未満の着色剤の粒子は良好な色再現性と、定着画像を有するOHPシートの透明性に貢献する。一方、0.5μmより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、入射光の透過が阻害されたり、散乱されたりして、OHPシートの投影画像の明るさ及び彩かさが低下する傾向がある。
さらに、0.5μmより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、トナー粒子表面から着色剤が脱離し、カブリ、ドラム汚染、クリーニング不良といった種々の問題を引き起こしやすいため、好ましくない。特に、0.7μmより大きな粒径の着色剤は、全着色剤の10個数%以下であることが好ましく、5個数%以下であることが、より好ましい。
予めの混錬に用いる結着樹脂としては、トナー用結着樹脂として例示した樹脂類をそのまま使用することができるが、これらに限定されるものではない。
また、湿潤液としては、結着樹脂の溶解性や、着色剤との塗れ性を考慮しながら、一般的なものを使用できるが、特に、アセトン、トルエン、ブタノン等の有機溶剤や水が、着色剤の分散性の面から好ましい。中でも、水の使用は、環境への配慮及び、後のトナー製造工程における着色剤の分散安定性維持の点から、一層好ましい。
この製法によると、得られるトナーに含有される着色剤粒子の粒径が小さくなるばかりでなく、該粒子の分散状態の均一性が高くなるため、OHPによる投影像の色の再現性がより一層良くなる。
離型剤としては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。
帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えば、トリフェニルメタン系染料、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。具体的には第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、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)、第四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)、第四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、第四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)、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、四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。
また、トナー製造過程で水系媒体中にトナー組成物を分散させるに際して、主に分散安定化のための樹脂微粒子を添加してもよい。
この無機微粒子の一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμ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0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい.無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
像担持体に対する負荷を軽減した場合には、像担持体上のトナーや小径のキャリアの除去が不十分となり、これらはクリーニング装置を通過する際に、像担持体表面を傷つけ、画像形成装置の性能を変動させる要因となる。
また、本発明の参考形態の画像形成装置は、上述のような、高品質な画像を得るに適した構成のトナーとの併用ばかりでなく、粉砕法による不定形のトナーに対しても適用でき、装置寿命を大幅に延ばすことは言うまでもない。
該トナーに使用される一般的な結着剤樹脂の例としては、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及び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/ビニルナフタレン共重合体、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/アクリル酸オクチル共重合体、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−クロル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等のスチレン系共重合体;ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル系単重合体やその共重合体;ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等のポリビニル誘導体;ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリアミド系重合体、ポリイミド系重合体、ポリオール系重合体、エポキシ系重合体、テルペン系重合体、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが挙げられ、単独あるいは混合して使用できるが特にこれらに限定するものではない。中でも、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂より選ばれる少なくとも1種以上であることが、電気特性、コスト面等から、より好ましいものである。更には、良好な定着特性を有するものとして、ポリエステル系樹脂および/またはポリオール系樹脂の使用が、一層好ましい。
直径30mmのアルミニウムドラム(導電性支持体)上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層を、その順に塗布した後、乾燥し、3.6μmの下引き層、約0.14μmの電荷発生層、23μmの電荷輸送層、約3.5μmの保護層からなる感光体を30本作製した。このとき、保護層の塗工はスプレー法により行い、それ以外は浸漬塗工法により行った。保護層には、電荷輸送層に、平均粒径0.18μmのアルミナを23.8質量%添加した処方のものを用いた。
(保護剤バー(11)の製造方法)
FT115(日本精蝋製 合成ワックス)を90重量部、TOPAS−TM(チコナ社製)を10重量部、蓋付きのガラス製容器に入れ、160〜250℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融した。
予め115℃に加熱した内寸法12mm×8mm×350mmのアルミニウム製の金型を満たすように、攪拌溶融した該保護剤を流し込み、木製の台の上で88℃まで放冷後、アルミニウム製の台の上で40℃まで冷却し、固形物を型から外し、反り防止のため重りを乗せ室温まで冷却した。
冷却後、長手方向の両端を切断し、底面を切削して7mm×8mm×310mmの保護剤バーを作成した。保護剤バーの底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
ここで、感光体をATR測定する際は、感光体の感光層をカッターを用いて1cm×1cmの大きさでアルミニウム基盤から剥がし測定サンプルとした。
[実施例1−1](メチレン指標)
保護剤バー(11)の保護剤を感光体に塗布するため、ブラシ(2) (太さ:10デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように保護剤塗布装置に装着し、ブラシ(2) は4.8Nのバネ圧で感光体(OPC)に押し付け、感光体(1-1)〜感光体(1-5)へ保護剤塗布を行なった(保護剤塗布装置(11))。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった。
ここで、それぞれのピークの面積を求める際のバックグラウンドの始点および終点の波数および面積の積分範囲を下記の表1に示す。
実施例1−1で得られたIRスペクトルにおいて、ピークb2(2920cm-1)の面積(Sb)とピークa2(3040cm-1)のピークの面積(Sa)の比(Sb/Sa)をとることを試みた。ここで2920cm-1のピークは保護剤バー(11)に由来するピークであるが、このピークの近くに感光体に由来するピークが存在し、お互いのピークが重なってしまっているが、ピークb2(2920cm-1)は感光体由来のピークより充分大きいため、実施例1−1で行なった、保護剤塗布後の感光体で得られたスペクトルと図6のAの感光体のみのスペクトルの差スペクトルをとる工程は削除した。塗布量の指標(Sb/Sa)は塗布時間が増加するに伴ない増加する傾向が見られ、10minで10.3、360minで23.2であった。また、保護剤を360分塗布した感光体(1-5) について、実施例1−1とは別にサンプリングした周方向に近接した5枚のサンプルを用いて、同様の解析行いSb/Saを算出したところ、Sb/Saの誤差が12%であった。
[実施例1−3]
保護剤バー(11)の保護剤を感光体に塗布するため、ブラシ(3)(太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように保護剤塗布装置に装着し、ブラシは4.8Nのバネ圧で感光体に押し付け、感光体(3-1)〜感光体(3-5)へ保護剤塗布を行なった(保護剤塗布装置(12))。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行った。塗布時間を変化させた(3、10、40、120、360分)保護剤塗布後の感光体(3-1)〜感光体(3-5)について、それぞれサンプリングを行い、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行なった。得られたスペクトルについて、実施例1−1と同様の手法で、ピークb1(2850cm-1)の面積(Sb)とピークa1(1770cm-1)の面積(Sa)の比をとり(Sb/Sa)、塗布時間とSb/Saの関係を見てみると、塗布量の指標(Sb/Sa)は塗布時間が増加するに伴ない増加する傾向が見られ、10minで0.06、360minで0.71であった。また、保護剤を360分塗布した感光体(3-5)について、周方向に近接した5枚のサンプルを用いて、同様の解析行いSb/Saを算出したところ、Sb/Saの誤差が11%であった。
実施例1−3で得られたIRスペクトルにおいて、ピークb2(2920cm-1)の面積(Sb)とピークa2(3040cm-1)のピークの面積(Sa)の比(Sb/Sa)を実施例1−2と同様の手法で算出することを試みた。塗布量の指標(Sb/Sa)は塗布時間が増加するに伴ない増加する傾向が見られ、10minで7.8、360minで39.8であった。また、保護剤を360分塗布した感光体(3-5) について、実施例1−3とは別に、周方向に近接した5枚のサンプルを用いて、同様の解析行いSb/Saを算出したところ、Sb/Saの誤差が7%であった。
[実施例1−5]
実施例1−1で塗布した感光体(1-1)〜感光体(1-5)について、サンプリングを別途行い、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Smart Orbit(1回反射ATR、ダイヤモンド、入射角45°))を用いて、該サンプルの分析を行ない、同様の解析を行おうと試みた。その結果、ピークa1(1770cm-1)の面積は充分な大きさであったが塗布時間によらずほとんど変化がなく、保護剤由来のピークb1(2850cm-1)は非常に小さかった。かろうじてピークb1(2850cm-1)の面積を求めて塗布時間とSb/Saの相関を見てみたところ、Sb/Saは増加傾向があるものの、その増加量は非常に小さかった。また、保護剤を360分塗布した感光体(1-5) について、別途サンプリングを行い、周方向に近接した5枚のサンプルを用いて同様の解析行いSb/Saを算出したところ、Sb/Saの誤差が35%であった。
実施例1−3で塗布した感光体(3-1)〜感光体(3-5)について、サンプリングを別途行い、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Seagull(1回反射ATR、Ge、入射角85°))を用いて、分析を行ない、同様の解析を行なった。ピークb1およびピークa1の面積について見ていくと、保護剤由来のピークb1(2850cm-1)の面積は塗布時間の増加と共に多少増加していたが、増加量はかなり小さく、また、ピークa1(1770cm-1)の面積は非常に小さかった。塗布時間に伴ないSb/Saは多少増加していたが増加量は小さかった。また、保護剤を360分塗布した感光体(3-5) について、別途サンプリングを行い、周方向に近接した5枚のサンプルを用いて同様の解析行いSb/Saを算出したところ、Sb/Saの誤差が32%であった。
実施例1−1で塗布した感光体(1-1)〜感光体(1-5)について、サンプリングを別途行い、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、GATR(1回反射ATR、Ge、入射角30°))で分析を行ない、同様の解析を行おうと試みた。GATRのアクセサリの試料固定用のネジを回していきピークが検出し始めたところからネジを1/2回転したところでネジを固定し、試料が充分にATRプリズムに押し付けられたところで測定を行なった。
実施例1−1の場合と同様に、ピークa1(1770cm-1)もピークb1(2850cm-1)もはっきりと検出された。Sb/Saを算出したところ、塗布時間に伴ないSb/Saは多少増加していたが増加量は小さかった。また、保護剤を360分塗布した感光体(1-5) について、別途サンプリングを行い、周方向に近接した5枚のサンプルを用いて、同様の解析行いSb/Saを算出したところ、Sb/Saの誤差が25%であった。
FT115(日本精蝋製 合成ワックス)を60重量部、トリステアリン酸ソルビタン(HLB:1.5)を25重量部、ノルマルパラフィン(平均分子量640)を15重量部、蓋付きのガラス製容器に入れ、180℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融した。
予め115℃に加熱した内寸法12mm×8mm×350mmのアルミニウム製の金型を満たすように、攪拌溶融した該保護剤を流し込み、木製の台の上で90℃まで放冷後、アルミニウム製の台の上で40℃まで冷却し、固形物を型から外し、反り防止のため重りを乗せ室温まで冷却した。
冷却後、長手方向の両端を切断し、底面を切削して7mm×8mm×310mmの保護剤バーを作成した。保護剤バーの底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
(実施例1−1の評価方法を用いて合否判定)
実施例1−1のように、ピークb1(2850cm-1)の面積(Sb)とピークa1(1770cm-1)の面積(Sa)のピークの面積(Sa)の比(Sb/Sa)をとる保護剤塗布装置の評価方法において、保護剤を10分間塗布した時のSb/Saが閾値0.03以上で、360分塗布したときの閾値が0.90以下となったときに、保護剤塗布装置を合格とし、以下のような評価を行なった。
感光体(8-1) および感光体(8-2) 、ブラシ(2) (太さ:10デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(11)を4.8Nのバネ圧でブラシに押し付け、10分および360分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行った(保護剤塗布装置(11))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例1−1のようにSb/Saを算出したところ、10分塗布後でSb/Sa=0.17、360分塗布後でSb/Sa=0.36であり、保護剤塗布装置(11)は合格と評価した。
感光体(9-1) および感光体(9-2) 、ブラシ(3) (太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(11)を4.8Nのバネ圧でブラシに押し付け、10分および360分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行った(保護剤塗布装置(12))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例1−1のようにSb/Saを算出したところ、10分塗布後でSb/Sa=0.06、360分塗布後でSb/Sa=0.82であり、保護剤塗布装置(12)は合格と評価した。
感光体(10-1) および感光体(10-2) 、ブラシ(1) (太さ:10デニール、密度:1平方インチ当たり3万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(12)を2Nのバネ圧でブラシに押し付け、10分および360分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行った(保護剤塗布装置(13))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例1−1のようにSb/Saを算出したところ、10分塗布後でSb/Sa=0.02、360分塗布後でSb/Sa=0.23であり、保護剤塗布装置(13)は不合格と評価した。
感光体(11-1)および感光体(11-2)、ブラシ(3) (太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)とウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(11)を2Nのバネ圧でブラシに押し付け、10分および360分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった(保護剤塗布装置(14))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例1−1のようにSb/Saを算出したところ、10分塗布後でSb/Sa=0.02、360分塗布後でSb/Sa=0.43であり、保護剤塗布装置(14)は不合格と評価した。
感光体(12-1)および感光体(12-2)、ブラシ(3) (太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)とウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(12)を4.8Nのバネ圧でブラシに押し付け、10分および360分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった(保護剤塗布装置(15))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例1−1のようにSb/Saを算出したところ、10分塗布後でSb/Sa=0.12、360分塗布後でSb/Sa=1.1であり、保護剤塗布装置(15)は不合格と評価した。
(実施例1−2の評価方法を用いて合否判定)
実施例1−2のようにピークb2(2920cm-1)の面積(Sb)とピークa2(3040cm-1)のピークの面積(Sa)の比(Sb/Sa)をとる保護剤塗布装置の評価方法において、保護剤を10分間塗布した時のSb/Saが閾値6.5以上で、360分塗布したときの閾値が44.0以下となったときに、保護剤塗布装置を合格として、以下のような評価を行なった。
実施例1−8で得られたIRスペクトルについて、ピークb2(2920cm-1)の面積(Sb)とピークa2(3040cm-1)のピークの面積(Sa)の比Sb/Saを算出したところ、10分塗布後でSb/Sa=12.1、360分塗布後でSb/Sa=22.8であり、保護剤塗布装置(11)は合格と評価した。
実施例1−9で得られたIRスペクトルについて、ピークb2(2920cm-1)の面積(Sb)とピークa2(3040cm-1)のピークの面積(Sa)の比Sb/Saを算出したところ、10分塗布後でSb/Sa=8.0、360分塗布後でSb/Sa=43.3であり、保護剤塗布装置(12)は合格と評価した。
実施例1−10で得られたIRスペクトルについて、ピークb2(2920cm-1)の面積(Sb)とピークa2(3040cm-1)のピークの面積(Sa)の比Sb/Saを算出したところ、10分塗布後でSb/Sa=6.0、360分塗布後でSb/Sa=18.7であり、保護剤塗布装置(13)は不合格と評価した。
実施例1−11で得られたIRスペクトルについて、ピークb2(2920cm-1)の面積(Sb)とピークa2(3040cm-1)のピークの面積(Sa)の比Sb/Saを算出したところ、10分塗布後でSb/Sa=5.8、360分塗布後でSb/Sa=27.6であり、保護剤塗布装置(14)は不合格と評価した。
実施例1−12で得られたIRスペクトルについて、ピークb2(2920cm-1)の面積(Sb)とピークa2(3040cm-1)のピークの面積(Sa)の比Sb/Saを算出したところ、10分塗布後でSb/Sa=10.3、360分塗布後でSb/Sa=73.2であり、保護剤塗布装置(15)は不合格と評価した。
画像形成装置として、IPSIO CX400(タンデム型カラー画像形成装置、(株)リコー製)を用い、この画像形成装置のブラックおよびシアンの感光体ユニット(画像形成部)において、それぞれ実施例1−8および実施例1−9で用いた感光体(8-2)および感光体(9-2)を組み込み、感光体の真上に帯電ローラを配置し、保護剤塗布装置(11)および保護剤塗布装置(12)と同じスプリングでそれぞれ帯電ローラを感光体に押し付け、感光体の線速を125mm/秒とし、感光体と帯電ローラの間に、−600Vの直流電圧に周波数1450Hz、振幅1100Vの交流電圧を重畳印加して評価を行った。ブラック感光体ユニットは保護剤塗布装置(11)と同じ条件になるようブラシ(2) およびウレタンブレードをセットし、シアン感光体ユニットは保護剤塗布装置(15)と同じ条件になるようブラシ(3) およびウレタンブレードをセットした。
続いて、ブラックおよびシアンユニットを用いて、図5のようなA4サイズ紙の1by1のハーフトーン画像を5枚ずつ計70000枚出力したところ、ブラックユニットから出力された画像は高画質画像であったが、シアンユニットから出力された画像には白スジが見られた。
これにより、実施例1−8、実施例1−12および実施例1−13、実施例1−17のように閾値を設定する事で、保護剤塗布装置の合否の判別が可能となった。
次に本発明の前述の参考形態1で説明した本発明の参考形態に係る保護剤塗布装置の具体的な別の参考例を詳細に説明するが、本発明の参考形態は以下の参考例に限定されるものではない。
保護剤を塗布する感光体の製造は、以下のように行った。
直径30mmのアルミニウムドラム(導電性支持体)上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層を、その順に塗布した後、乾燥し、3.6μmの下引き層、約0.14μmの電荷発生層、23μmの電荷輸送層、約3.5μmの保護層からなる感光体を作製した。このとき、保護層の塗工はスプレー法により行ない、それ以外は浸漬塗工法により行った。保護層の詳細については以下の通りとした。
Z型ポリカーボネート:10部
トリフェニルアミン化合物(下記の構造式1):7部
アルミナ微粒子(粒径0.3μm):5部
テトラヒドロフラン:400部
シクロヘキサノン:150部
(保護剤バー(21)の製造方法)
FT115(日本精蝋製 合成ワックス)を85重量部、TOPAS−TM(チコナ社製)を10重量部、トリステアリン酸ソルビタン(HLB:1.5)を5重量部、蓋付きのガラス製容器に入れ、160〜250℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融した。
冷却後、長手方向の両端を切断し、底面を切削して7mm×8mm×310mmの保護剤バーを作成した。保護剤バーの底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
ここで、感光体をATR測定する際は、感光体の感光層をカッターを用いて1cm×1cmの大きさでアルミニウム基盤から剥がし測定サンプルとした。
保護剤バー(21)の保護剤を感光体に塗布するため、ブラシ2(太さ:10デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように保護剤塗布装置に装着し、ブラシは4Nのバネ圧で感光体に押し付け、感光体(1-1)および感光体(1-2)へ保護剤塗布を行なった(保護剤塗布装置(21))。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった。
保護剤塗布装置(21)を用いて150分間保護剤を塗布した感光体(1-2)をウルトラミクロトームを用いて薄くスライスし、TEM観察を行なったところ、TEM写真より、感光体上の保護剤の膜厚は50〜85nmであった。
ここで、それぞれのピークの面積を求める際のバックグラウンドの始点および終点の波数および面積の積分範囲を下記の表6に示す。
感光体(2-1)および感光体(2-2)、ブラシ(3)(太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(21)を4Nのバネ圧でブラシに押し付け、5分および150分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった(保護剤塗布装置(22))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例2−1のようにSb1/Sa1を算出したところ、5分塗布後でSb1/Sa1=0.044、150分塗布後でSb1/Sa1=0.45であった。
FT115(日本精蝋製 合成ワックス)を55重量部、トリステアリン酸ソルビタン(HLB:1.5)を20重量部、ノルマルパラフィン(平均分子量640)を25重量部、蓋付きのガラス製容器に入れ、180℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融した。
冷却後、長手方向の両端を切断し、底面を切削して7mm×8mm×310mmの保護剤バーを作成した。保護剤バーの底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
感光体(3-1)および感光体(3-2)、ブラシ(1)(太さ:10デニール、密度:1平方インチ当たり3万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(21)を1.8Nのバネ圧でブラシに、5分および150分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった(保護剤塗布装置(23))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例2−1のようにSb1/Sa1を算出したところ、5分塗布後でSb1/Sa1=0.022、150分塗布後でSb1/Sa1=0.13であった。
感光体(4-1)および感光体(4-2)、ブラシ(3)(太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(22)を6Nのバネ圧でブラシに、5分および150分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった(保護剤塗布装置(24))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例2−1のようにSb1/Sa1を算出したところ、5分塗布後でSb1/Sa1=0.14、150分塗布後でSb1/Sa1=0.88であった。
感光体(5-1)および感光体(5-2)、ブラシ(3)(太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(22)を3Nのバネ圧でブラシに、5分および150分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった(保護剤塗布装置(25))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例2−1のようにSb1/Sa1を算出したところ、5分塗布後でSb1/Sa1=0.032、150分塗布後でSb1/Sa1=0.32であった。
画像形成装置として、IPSIO CX400(タンデム型カラー画像形成装置、(株)リコー製)を用い、この画像形成装置のブラックのプロセスカートリッジ(1) には実施例2−1で用いた保護剤塗布装置(21)と同じ構成となるように、各部材(保護剤バー、ブラシ、押圧力付与バネ)を組み込み、シアンのプロセスカートリッジ(1) には比較例2−1で用いた保護剤塗布装置(23)と同じ構成となるように、各部材を組み込み、マゼンタのプロセスカートリッジ(1) には比較例2−2で用いた保護剤塗布装置(24)と同じ構成となるように、各部材を組み込み、感光体の線速を125mm/秒とし、感光体と帯電ローラの間に、−600Vの直流電圧に周波数1450Hz、振幅1100Vの交流電圧を重畳印加して評価を行った。尚、各プロセスカートリッジには、図1の保護材塗布装置においては組み込んでいなかった帯電ローラ3を組み込んだ。また、いずれのプロセスカートリッジにおいても、実施例2−1〜2−3および比較例2−1〜2−2で用いたものと同じ感光体で新品の感光体を組み込んだ。
続いて、ブラック、シアンおよびマゼンタのプロセスカートリッジを用いて、図5のようなA4サイズ紙の1by1のハーフトーン画像を5枚ずつ計60000枚出力したところ、ブラックのプロセスカートリッジから出力された画像は高画質画像であったが、シアンのプロセスカートリッジから出力された画像には白スジが見られ、マゼンタのプロセスカートリッジから出力された画像には黒スジが見られた。
画像形成装置として、IPSIO CX400(タンデム型カラー画像形成装置、(株)リコー製)を用い、この画像形成装置のブラックのプロセスカートリッジ(2) には実施例2−2で用いた保護剤塗布装置(22)と同じ構成となるように、各部材(保護剤バー、ブラシ、押圧力付与バネ)を組み込み、シアンのプロセスカートリッジ(2) には比較例2−3で用いた保護剤塗布装置(25)と同じ構成となるように、各部材を組み込み、感光体の線速を125mm/秒とし、感光体と帯電ローラの間に、−600Vの直流電圧に周波数1450Hz、振幅1100Vの交流電圧を重畳印加して評価を行った。尚、各プロセスカートリッジには、図1の保護材塗布装置においては組み込んでいなかった帯電ローラを組み込んだ。また、いずれのプロセスカートリッジにおいても、実施例2−1〜2−3および比較例2−1〜2−2で用いたものと同じ感光体で新品の感光体を組み込んだ。
続いて、ブラックおよびシアンのプロセスカートリッジを用いて、図5のようなA4サイズ紙の1by1のハーフトーン画像を5枚ずつ計60000枚出力したところ、ブラックのプロセスカートリッジから出力された画像は高画質画像であったが、シアンのプロセスカートリッジから出力された画像には白スジが見られた。
直径30mmのアルミニウムドラム(導電性支持体)上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層を、その順に塗布した後、乾燥し、3.6μmの下引き層、約0.14μmの電荷発生層、22μmの電荷輸送層、約3.5μmの保護層からなる感光体を作製した。このとき、保護層の塗工はスプレー法により行ない、それ以外は浸漬塗工法により行なった。保護層の詳細については以下の通りとした。
Z型ポリカーボネート:10部
トリフェニルアミン化合物(前記構造式1):7部
アルミナ微粒子(粒径0.3μm):5部
テトラヒドロフラン:400部
シクロヘキサノン:150部
(保護剤バー(31)の製造方法)
FT115(日本精蝋製 合成ワックス)を90重量部、TOPAS−TM(チコナ社製)を5重量部、トリステアリン酸ソルビタン(HLB:1.5)を5重量部、蓋付きのガラス製容器に入れ、160〜250℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融した。
冷却後、長手方向の両端を切断し、底面を切削して7mm×8mm×310mmの保護剤バーを作成した。保護剤バーの底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
ここで、感光体をATR測定する際は、感光体の感光層をカッターを用いて1cm×1cmの大きさでアルミニウム基盤から剥がし測定サンプルとした。
保護剤バー(31)の保護剤を感光体に塗布するため、ブラシ(2)(太さ:10デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように保護剤塗布装置に装着し、ブラシ(2) は4.8Nのバネ圧で感光体に押し付け、感光体(1-1)および感光体(1-2)へ保護剤塗布を行なった(保護剤塗布装置(31))。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった。
保護剤塗布装置(31)を用いて120分間保護剤を塗布した感光体(1-2)をウルトラミクロトームを用いて薄くスライスし、TEM観察を行なったところ、TEM写真より、感光体上の保護剤の膜厚は25〜70nmであった。
図6のCのスペクトルより、ピークb2(2920cm-1)の面積(Sb2)とピークa2(3040cm-1)のピークの面積(Sa2)の比(Sb2/Sa2)をとることを試みた。ここで2920cm-1のピークは保護剤バー(31)に由来するピークであるが、このピークの近くに感光体に由来するピークが存在し、お互いのピークが重なってしまっているが、ピークb2(2920cm-1)は感光体由来のピークより充分大きいため、保護剤塗布後の感光体で得られたスペクトルと図6のAの感光体のみのスペクトルの差スペクトルをとる工程は削除した。塗布量の指標(Sb2/Sa2)は13.5であった。また、同様にして塗布時間15分における塗布量の指標(Sb2/Sa2)を求めると9.8であった。
ここで、それぞれのピークの面積を求める際のバックグラウンドの始点および終点の波数および面積の積分範囲を下記の表11に示す。
感光体(2-1)および感光体(2-2)、ブラシ(3)(太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(31)を4.8Nのバネ圧でブラシに押し付けて、15分および120分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった(保護剤塗布装置(32))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例3−1のようにSb2/Sa2を算出したところ、15分塗布後でSb2/Sa2=8.0、120分塗布後でSb2/Sa2=18.6であった。
FT115(日本精蝋製 合成ワックス)を55重量部、トリステアリン酸ソルビタン(HLB:1.5)を25重量部、ノルマルパラフィン(平均分子量640)を20重量部、蓋付きのガラス製容器に入れ、180℃に温度制御したホットスターラーにより、攪拌しつつ溶融した。
冷却後、長手方向の両端を切断し、底面を切削して7mm×8mm×310mmの保護剤バーを作成した。保護剤バーの底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
感光体(3-1)および感光体(3-2)、ブラシ(1)(太さ:10デニール、密度:1平方インチ当たり3万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(31)を2Nのバネ圧でブラシに押し付け、15分および120分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった(保護剤塗布装置(33))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例3−1のようにSb2/Sa2を算出したところ、15分塗布後でSb2/Sa2=6.3、120分塗布後でSb2/Sa2=8.1であった。
感光体(4-1)および感光体(4-2)、ブラシ(3)(太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(32)を6Nのバネ圧でブラシに押し付け、15分および120分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった(保護剤塗布装置(34))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例3−1のようにSb2/Sa2を算出したところ、15分塗布後でSb2/Sa2=13.2、120分塗布後でSb2/Sa2=38.9であった。
感光体(5-1)および感光体(5-2)、ブラシ(3)(太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)およびウレタンブレードを図4のように、保護剤塗布装置に装着し、保護剤バー(32)を3Nのバネ圧でブラシに押し付け、15分および120分間感光体への保護剤塗布を行った。感光体およびブラシの線速度はそれぞれ125mm/s、146mm/sで行なった(保護剤塗布装置(35))。
保護剤塗布後の感光体について、FT−IR Avatar370(サーモエレクトロン株式会社、Thunder Dome(1回反射ATR、Ge、入射角45°))を用いてIR分析を行い、実施例3−1のようにSb2/Sa2を算出したところ、15分塗布後でSb2/Sa2=9.4、120分塗布後でSb2/Sa2=25.5であった。
画像形成装置として、IPSIO CX400(タンデム型カラー画像形成装置、(株)リコー製)を用い、この画像形成装置のブラックのプロセスカートリッジ(1) には実施例3−1で用いた保護剤塗布装置(31)と同じ構成となるように、各部材(保護剤バー、ブラシ、押圧力付与バネ)を組み込み、シアンのプロセスカートリッジ(1) には比較例3−1で用いた保護剤塗布装置(33)と同じ構成となるように、各部材を組み込み、マゼンタのプロセスカートリッジ(1) には比較例3−2で用いた保護剤塗布装置(34)と同じ構成となるように、各部材を組み込み、感光体の線速を125mm/秒とし、感光体と帯電ローラの間に、−600Vの直流電圧に周波数1450Hz、振幅1100Vの交流電圧を重畳印加して評価を行った。尚、各プロセスカートリッジには、図1の保護材塗布装置においては組み込んでいなかった帯電ローラを組み込んだ。また、いずれのプロセスカートリッジにおいても、実施例3−1〜3−3および比較例3−1〜3−2で用いたものと同じ感光体で新品の感光体を組み込んだ。
続いて、ブラック、シアンおよびマゼンタのプロセスカートリッジを用いて、図5のようなA4サイズ紙の1by1のハーフトーン画像を5枚ずつ計50000枚出力したところ、ブラックのプロセスカートリッジから出力された画像は高画質画像であったが、シアンのプロセスカートリッジから出力された画像には白スジが見られ、マゼンタのプロセスカートリッジから出力された画像には黒スジが見られた。
画像形成装置として、IPSIO CX400(タンデム型カラー画像形成装置、(株)リコー製)を用い、この画像形成装置のブラックのプロセスカートリッジ(2) には実施例3−2で用いた保護剤塗布装置(32)と同じ構成となるように、各部材(保護剤バー、ブラシ、押圧力付与バネ)を組み込み、シアンのプロセスカートリッジ(2) には比較例3−3で用いた保護剤塗布装置(35)と同じ構成となるように、各部材を組み込み、感光体の線速を125mm/秒とし、感光体と帯電ローラの間に、−600Vの直流電圧に周波数1450Hz、振幅1100Vの交流電圧を重畳印加して評価を行った。尚、各プロセスカートリッジには、図1の保護材塗布装置においては組み込んでいなかった帯電ローラを組み込んだ。また、いずれのプロセスカートリッジにおいても、実施例3−1〜3−3および比較例3−1〜3−2で用いたものと同じ感光体で新品の感光体を組み込んだ。
続いて、ブラックおよびシアンのプロセスカートリッジを用いて、図5のようなA4サイズ紙の1by1のハーフトーン画像を5枚ずつ計50000枚出力したところ、ブラックのプロセスカートリッジから出力された画像は高画質画像であったが、シアンのプロセスカートリッジから出力された画像には白スジが見られた。
2:保護剤塗布装置
3:帯電装置(帯電手段)
4:クリーニング装置(クリーニング手段)
5:現像装置(現像手段)
6:一次転写装置(転写手段)
7:中間転写媒体(または転写媒体)
8:潜像形成装置
9:ベルトクリーニング装置
10:画像形成部(画像形成ステーション)
11:プロセスカートリッジ
12:二次転写装置
13:搬送装置
14:定着装置
15:搬送装置
16:排紙ローラ
17:排紙トレイ
21:保護剤バー
22:保護剤供給部材
22a:ブラシ状部材(ブラシ)
22b:支持体
23:押圧力付与機構
24:保護層形成機構
24a:ブレード状部材
24b:押圧部材
25:保護剤バー支持ガイド
41:クリーニング部材(ブレード)
42:クリーニング押圧機構
51:現像ローラ
52,53:攪拌搬送スクリュー
100:画像形成装置
110:画像形成装置本体(プリンタ部)
120:原稿読取部(スキャナ部)
130:原稿自動給紙装置(ADF)
200:給紙部
201a〜201d:給紙カセット
202:給紙ローラ
203:分離ローラ
204,205,206:搬送ローラ
207:レジストローラ
210:両面用搬送装置
Claims (9)
- 像担持体の表面に保護剤塗布装置を用いて保護剤を塗布した後の前記像担持体上の保護剤の塗布量を評価する保護剤塗布装置の評価方法において、
赤外吸収スペクトル法のATR(Attenuated Total Reflection)法により測定される吸光度スペクトル(以下、IRスペクトルと言う)について、保護剤塗布前の像担持体表面のIRスペクトルAと保護剤単独のIRスペクトルBを比較したとき、
前記IRスペクトルAには、前記IRスペクトルBに存在しない少なくとも一つ以上の吸収ピークを有し、
前記IRスペクトルBには、前記IRスペクトルAに存在しない少なくとも一つ以上の吸収ピークを有しており、
前記保護剤塗布装置によって保護剤を塗布した後の前記像担持体のIRスペクトルC中の、前記IRスペクトルBに存在せず、前記IRスペクトルAに存在する任意の一つのピーク(ピークaとする)のピーク面積(Sa)と、
前記IRスペクトルAに存在せず、前記IRスペクトルBに存在する任意の一つのピーク(ピークbとする)のピーク面積(Sb)の比(Sb/Sa)より、前記像担持体上の保護剤の塗布量を評価することを特徴とする保護剤塗布装置の評価方法。 - 請求項1に記載の保護剤塗布装置の評価方法において、
赤外吸収スペクトル法のATR法で、赤外光をサンプルに照射した際の赤外光の強度がサンプル表面における強度の1/eになる距離を示すもぐり込み深さとした場合、保護剤の膜厚が潜り込み深さに対して0.4〜85%であることを特徴とする保護剤塗布装置の評価方法。 - 請求項1または2に記載の保護剤塗布装置の評価方法において、
前記ピークaが検出される赤外光の波長でのもぐり込み深さが、前記ピークbが検出される赤外光の波長でのもぐり込み深さの50〜170%であることを特徴とする保護剤塗布装置の評価方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の保護剤塗布装置の評価方法において、
前記保護剤はパラフィンを50重量%以上含有しており、前記ピークbはメチレン基に由来するピークであることを特徴とする保護剤塗布装置の評価方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の保護剤塗布装置の評価方法において、
前記保護剤はメチレン基を有する有機化合物を含有しており、前記ピークbはメチレン基に由来するピークであることを特徴とする保護剤塗布装置の評価方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の保護剤塗布装置の評価方法において、
前記像担持体表面にフェニル基を有する有機化合物を含有していて、前記ピークaはフェニル基に由来するピークであることを特徴とする保護剤塗布装置の評価方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の保護剤塗布装置の評価方法において、
前記像担持体表面にカーボネート結合を有する有機化合物を含有しており、前記ピークaはカーボネート結合に由来するピークであることを特徴とする保護剤塗布装置の評価方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の保護剤塗布装置の評価方法において、
前記保護剤を前記像担持体に塗布していって一定の塗布時間以内で、前記保護剤の塗布量の指標である面積比(Sb/Sa)が、閾値以下となるときに、前記保護剤塗布装置を合格とすることを特徴とする保護剤塗布装置の評価方法。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の保護剤塗布装置の評価方法において、
前記保護剤を塗布する像担持体は、プロセスカートリッジあるいは画像形成装置に用いられる感光体であることを特徴とする保護剤塗布装置の評価方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008064785A JP5374893B2 (ja) | 2007-06-27 | 2008-03-13 | 保護剤塗布装置の評価方法 |
US12/141,325 US8180271B2 (en) | 2007-06-27 | 2008-06-18 | Protective layer setting unit, process cartridge, and image forming apparatus, and method of evaluating protective layer setting unit |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007169188 | 2007-06-27 | ||
JP2007169188 | 2007-06-27 | ||
JP2008064785A JP5374893B2 (ja) | 2007-06-27 | 2008-03-13 | 保護剤塗布装置の評価方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009031738A JP2009031738A (ja) | 2009-02-12 |
JP5374893B2 true JP5374893B2 (ja) | 2013-12-25 |
Family
ID=40402258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008064785A Expired - Fee Related JP5374893B2 (ja) | 2007-06-27 | 2008-03-13 | 保護剤塗布装置の評価方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5374893B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5176562B2 (ja) * | 2008-01-22 | 2013-04-03 | 株式会社リコー | 固体表面付着物の存在量評価方法、および保護剤塗布装置の評価方法 |
JP5470902B2 (ja) * | 2009-02-24 | 2014-04-16 | 株式会社リコー | 感光体の評価方法 |
JP2011017872A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置、プロセスカートリッジ、保護剤塗布装置、及び保護剤の付着量の測定方法 |
JP6240794B1 (ja) * | 2017-01-16 | 2017-11-29 | 幸福の科学 | カーボンブラック測定装置、カーボンブラック測定プログラムおよびカーボンブラック測定方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05273122A (ja) * | 1992-03-26 | 1993-10-22 | Kyushu Electron Metal Co Ltd | シリコン結晶中不純物の赤外吸収測定方法 |
WO2003046523A1 (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-05 | Matsushita Eco Technology Center Co., Ltd. | Plastic identifying method |
JP4401694B2 (ja) * | 2003-06-24 | 2010-01-20 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP2006113499A (ja) * | 2004-09-17 | 2006-04-27 | Ricoh Co Ltd | 潤滑剤塗布装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
JP2005352001A (ja) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像形成装置 |
JP4836526B2 (ja) * | 2005-08-09 | 2011-12-14 | 花王株式会社 | 赤外吸収スペクトル測定装置 |
-
2008
- 2008-03-13 JP JP2008064785A patent/JP5374893B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009031738A (ja) | 2009-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4801574B2 (ja) | 像担持体用保護剤、及び保護層形成装置、並びに画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP5009073B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP5509718B2 (ja) | 画像形成装置、保護剤、及びプロセスカートリッジ | |
JP2007286594A (ja) | 像担持体用保護剤及びその製造方法、並びに保護層形成装置、画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP2011138106A (ja) | 画像形成装置及びこれに用いるプロセスカートリッジ | |
JP2009222805A (ja) | 画像形成装置、保護剤塗布装置及びプロセスカートリッジ | |
JP6243101B2 (ja) | 保護剤ブロック及びその製造方法、並びにプロセスカートリッジ、画像形成装置 | |
JP2009288478A (ja) | 画像形成装置及びそれに用いる保護剤ブロック | |
JP5176562B2 (ja) | 固体表面付着物の存在量評価方法、および保護剤塗布装置の評価方法 | |
JP5555997B2 (ja) | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP5374893B2 (ja) | 保護剤塗布装置の評価方法 | |
JP4890304B2 (ja) | 保護剤塗布装置、プロセスカートリッジ、画像形成方法及び画像形成装置 | |
JP5315620B2 (ja) | 保護剤塗布装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP5884261B2 (ja) | 画像形成装置及びこれに用いるプロセスカートリッジ | |
JP5311099B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2009037197A (ja) | 保護剤塗布装置・プロセスカートリッジ・画像形成装置 | |
JP2010085459A (ja) | 像担持体保護剤、保護層形成装置、画像形成方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP5176751B2 (ja) | 感光体用保護剤、及び保護層形成装置、並びに画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP4886329B2 (ja) | 像担持体用保護剤、及び保護層形成装置、並びに画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP4842759B2 (ja) | 保護層形成装置、保護剤バー、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2008281987A (ja) | プロセスカートリッジ、および画像形成装置 | |
JP4820264B2 (ja) | 保護層形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP5272776B2 (ja) | 感光体用保護剤、及び保護層形成装置、並びに画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP2012013885A (ja) | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP5186803B2 (ja) | 画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100901 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120313 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120514 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121106 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121213 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130827 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130909 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5374893 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |