JP5910052B2 - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
請求項1に係る発明は、
潜像保持体と、
前記潜像保持体に接触して回転し該潜像保持体を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材に接触して従動回転し、前記帯電部材に接触する部分の少なくとも一部が多孔質の弾性体で構成され、前記帯電部材に対する接触圧が0.12N/cm以上0.50N/cm以下であり且つ該帯電部材の表面を清掃する帯電部材用清掃部材と、
前記潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成装置と、
体積平均粒径が70nm以上400nm以下且つ円形度が0.5以上0.85以下の外添剤を有するトナー粒子を収容し、該トナー粒子によって前記静電潜像を現像しトナー像とする現像装置と、
該トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置である。
前記帯電部材用清掃部材が、前記帯電部材に対し食い込み量0.15mm以上1.2mm以下の範囲で接触している請求項1に記載の画像形成装置である。
潜像保持体に接触して回転する帯電部材により前記潜像保持体を帯電する帯電工程と、
前記帯電部材に接触して従動回転し、前記帯電部材に接触する部分の少なくとも一部が多孔質の弾性体で構成され、前記帯電部材に対する接触圧が0.12N/cm以上0.50N/cm以下である帯電部材用清掃部材により、前記帯電部材の表面を清掃する帯電部材清掃工程と、
前記潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
体積平均粒径が70nm以上400nm以下且つ円形度が0.5以上0.85以下の外添剤を有するトナー粒子によって前記静電潜像を現像しトナー像とする現像工程と、
該トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
を備える画像形成方法である。
前記帯電部材用清掃部材が、前記帯電部材に対し食い込み量0.15mm以上1.2mm以下の範囲で接触している請求項3に記載の画像形成方法である。
本実施形態に係る画像形成装置は、潜像保持体と、前記潜像保持体に接触して回転し該潜像保持体を帯電する帯電部材と、前記帯電部材に接触して従動回転し、前記帯電部材に対する接触圧が0.12N/cm以上0.50N/cm以下であり且つ該帯電部材の表面を清掃する帯電部材用清掃部材と、前記潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成装置と、体積平均粒径が70nm以上400nm以下且つ円形度が0.5以上0.9以下の外添剤を有するトナー粒子を収容し、該トナー粒子によって前記静電潜像を現像しトナー像とする現像装置と、該トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、を備える。
帯電部材用清掃部材の帯電部材への接触圧は、0.12N/cm以上0.50N/cm以下である。
接触圧が上記下限値を下回る場合、帯電部材に付着したトナー粒子の外添剤が帯電部材用清掃部材との接触部分で清掃されずにすり抜けが発生し、帯電部材に外添剤が付着し続け、その結果出力画像における筋状の白抜けディフェクトが発生する。
一方、接触圧が上記上限値を上回る場合、特に帯電部材用清掃部材として多孔質の弾性体を用いた態様では、外添剤やトナー成分等の被清掃物質の孔(セル)への取り込みや、孔(セル)中での凝集、凝集された塊の孔(セル)からの吐き出しが良好に行われず清掃機能の維持性が低下し、その結果出力画像における筋状の白抜けディフェクトが発生する。
帯電部材用清掃部材の帯電部材との接触部分での食い込み量は、0.15mm以上1.2mm以下であることが好ましく、更には0.25mm以上0.85mm以下であることがより好ましく、0.40mm以上0.60mm以下であることが特に好ましい。
尚、上記の食い込み量とは、帯電部材に接触していない状態の帯電部材用清掃部材に対する、帯電部材に接触した状態での帯電部材用清掃部材の凹み部分の凹んだ厚さを表す。
一方、接触圧が上記上限値以下であることにより、特に帯電部材用清掃部材として多孔質の弾性体を用いた態様では、外添剤やトナー成分等の被清掃物質の孔(セル)への取り込みや、孔(セル)中での凝集、凝集された塊の孔(セル)からの吐き出しが良好に行われ、その結果出力画像における筋状の白抜けディフェクトの発生が抑制される。
本実施形態におけるトナー粒子は、体積平均粒径が70nm以上400nm以下の外添剤を有する。
体積平均粒径が上記下限値を下回る場合、帯電部材に付着した外添剤が帯電部材用清掃部材との接触部分で清掃されずにすり抜けが発生し、帯電部材に外添剤が付着し続け、その結果出力画像における筋状の白抜けディフェクトが発生する。
一方、体積平均粒径が上記上限値を上回る場合、特に帯電部材用清掃部材として多孔質の弾性体を用いた態様では、外添剤やトナー成分等の被清掃物質の孔(セル)への取り込みや、孔(セル)中での凝集、凝集された塊の孔(セル)からの吐き出しが良好に行われず清掃機能の維持性が低下し、その結果出力画像における筋状の白抜けディフェクトが発生する。
本実施形態におけるトナー粒子は、円形度が0.5以上0.9以下の外添剤を有する。
円形度が上記上限値を上回る場合、外添剤の形状がより球形状となり、帯電部材に付着した外添剤が帯電部材用清掃部材との接触部分で清掃されずにすり抜けが発生し、帯電部材に外添剤が付着し続け、その結果出力画像における筋状の白抜けディフェクトが発生する。
一方、円形度が上記下限値を下回る場合、外添剤の形状がより異形状となり、特に帯電部材用清掃部材として多孔質の弾性体を用いた態様では、外添剤やトナー成分等の被清掃物質の孔(セル)への取り込みや、孔(セル)中での凝集、凝集された塊の孔(セル)からの吐き出しが良好に行われず清掃機能の維持性が低下し、その結果出力画像における筋状の白抜けディフェクトが発生する。
・式 : 円形度=4π×投影面積/(周囲長)2
以下、本実施形態に係る画像形成装置の構成および該画像形成装置を用いた画像形成方法ついて説明する。
まず、上記の外添剤について説明する。
上記の体積平均粒径および円形度の要件を満たす外添剤の一例としてのシリカ粒子は、アルコールを含む溶媒中に、0.6mol/L以上0.85mol/L以下の濃度でアルカリ触媒が含まれるアルカリ触媒溶液を準備する工程(以下、「アルカリ触媒溶液準備工程」と称することがある)と、前記アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシランを供給すると共に、テトラアルコキシシランの1分間当たりに供給される総供給量の1mol当たりに対して0.1mol以上0.4mol以下でアルカリ触媒を供給する工程(以下、「粒子生成工程」と称することがある)と、を有する製造方法によって製造し得る。
上記の製造方法では、粗大凝集物の発生が少なく、異型状のシリカ粒子が得られると考えられる。
アルカリ触媒溶液準備工程は、アルコールを含む溶媒を準備し、これにアルカリ触媒を添加して、アルカリ触媒溶液を準備する。
なお、アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール等の低級アルコールが挙げられる。
なお、アルカリ触媒の濃度は、アルコール触媒溶液(アルカリ触媒+アルコールを含む溶媒)に対する濃度である。
粒子生成工程は、アルカリ触媒溶液中に、テトラアルコキシシランと、アルカリ触媒と、をそれぞれ供給し、当該アルカリ触媒溶液中で、テトラアルコキシシランを反応(加水分解反応、縮合反応)させて、シリカ粒子を生成する工程である。
この粒子生成工程では、テトラアルコキシシランの供給初期に、テトラアルコキシシランの反応により、核粒子が生成した後(核粒子生成段階)、この核粒子の成長を経て(核粒子成長段階)、シリカ粒子が生成する。
なお、このテトラアルコキシシランの供給量は、アルカリ触媒溶液におけるアルコール1mol当たりに対する、1分間当たりにテトラアルコキシシランを供給するmol数を示している。
乾燥されたシリカ粒子は、必要に応じて解砕、篩分により、粗大粒子や凝集物の除去を行うことがよい。解砕方法は、特に限定されないが、例えば、ジェットミル、振動ミル、ボールミル、ピンミルなどの乾式粉砕装置により行う。篩分方法は、例えば、振動篩、風力篩分機など公知のものにより行う。
疎水化処理剤としては、例えば、アルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)を持つ公知の有機珪素化合物が挙げられ、具体例には、例えば、シラザン化合物(例えばメチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシランなどのシラン化合物、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン等)等が挙げられる。疎水化処理剤は、1種で用いてもよいし、複数種用いてもよい。
これら疎水化処理剤の中も、トリメチルメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザンなどのトリメチル基を有する有機珪素化合物が好適である。
ここで、粉体の外添剤を疎水化処理する方法としては、ヘンシェルミキサーや流動床などの処理槽内で粉体の親水性外添剤を攪拌し、そこに疎水化処理剤を加え、処理槽内を加熱することで疎水化処理剤をガス化して粉体の外添剤の表面のシラノール基と反応させる方法が挙げられる。処理温度は、特に限定されないが、例えば、80℃以上300℃以下がよく、望ましくは120℃以上200℃以下である。
本実施形態においては、前述の特定の外添剤に加え、それよりも小径の外添剤(以下、小径外添剤と称する)を併用してもよい。
本実施形態におけるトナー粒子は、結着樹脂や着色剤等、離型剤、その他の成分等を含有するトナー母粒子に、前述の特定の外添剤や小径外添剤が外添されてなる。
−結着樹脂−
トナー母粒子に用いられる結着樹脂としては、公知のものが使用され、優れた低温定着性が得られる点から、結晶性樹脂や、結晶性樹脂と非晶性樹脂とを併用してもよい。
結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等の単独重合体及び共重合体が例示される。
トナー母粒子を構成する着色剤としては、特に制限はなく、染料及び顔料のどちらでもかまわないが、顔料が好ましい。
好ましい顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアンブルー、マラカイトグリーンオキサート、ランプブラック、ローズベンガル、キナクリドン、ベンジジンイエロー、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド185、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等の公知の顔料が使用される。
以上の着色剤は、単独で使用しても、2種類以上組み合わせて使用してもよい。
尚、着色剤の種類を選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等の各色トナーが得られる。
本実施形態におけるトナーには、必要に応じて、離型剤や帯電制御剤などのその他の成分が内添されてもよい。
離型剤は、一般に離型性を向上させる目的で使用される。離型剤の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル、カルボン酸エステル等のエステル系ワックスなどが挙げられる。これらの離型剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
離型剤の溶融温度としては50℃以上120℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
湿式製法でトナーを製造する場合、水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。
また、上記方法で得られたトナー母粒子をコア粒子にして、更に樹脂粒子を付着させた後、加熱融合してコアシェル構造を有するトナー母粒子を製造してもよい。
更に、振動篩分機、風力篩分機などを使って、得られたトナー中の粗大粒子を取り除いてもよい。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。尚、サンプリングする粒子数は50000個である。
これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16V)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84P/D16P)1/2として算出される。
次に、キャリアについて説明する。
本実施形態の現像剤にはキャリアが含まれてもよく、該キャリアは、例えば磁性粉が樹脂中に分散された芯材と該芯材を被覆する樹脂被覆層とを含んで構成される。また、鉄、コバルト、ニッケル等の金属、マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの金属酸化物等を単独/複合で焼結、分級したものをキャリア芯材としてもよい。
まず、本実施形態におけるキャリアの構成について説明する。
本実施形態におけるキャリア芯材の態様のひとつとして、磁性粉が樹脂中に分散されてなる磁性粉分散型粒子が例示される。
前記磁性粉としては、例えば、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属、これらとマンガン、クロム、希土類元素等との合金(例えば、ニッケル−鉄合金、コバルト−鉄合金、アルミニウム−鉄合金等)、及びフェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が用いられる。これらの中でも、酸化鉄が好ましい。
これら磁性粉は、単種で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
その他の成分としては、例えば、帯電制御剤、フッ素含有粒子などが挙げられる。
上記の溶融混練法、懸濁重合法、及びスプレードライ法はいずれも、磁性粉をあらかじめ何らかの手段により調製しておき、この磁性粉と樹脂溶液とを混合し、樹脂溶液中に磁性粉を分散させる工程を含む。
本実施形態のキャリアは、前述の芯材を被覆する樹脂被覆層を有していてもよい。
この樹脂被覆層は、キャリア用の樹脂被覆層の材料として用いられているものであれば公知のマトリックス樹脂が利用され、二種類以上の樹脂をブレンドして用いてもよい。
樹脂被覆層を構成するマトリックス樹脂としては大別すると、トナーに帯電性を付与するための帯電付与樹脂と、トナー成分(外添剤等)のキャリアへの移行を防止するために用いられる表面エネルギーの低い樹脂とが挙げられる。
また、トナーに正帯電性を付与するための帯電付与樹脂としては、ポリスチレン樹脂、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等が挙げられる。
樹脂被覆層における導電性粒子の含有量は、樹脂被覆層の強度を保ち、またキャリアの抵抗を調整する観点から、1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、3質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
熱可塑性樹脂の場合、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;オルガノシロキサン結合から構成されるストレートシリコン樹脂又はその変性品;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;ポリカーボネート等が挙げられる。
キャリアの製造方法は特に限定されず、従来公知のキャリア製造方法が利用されるが、以下の製造方法が好ましい。
即ち、樹脂被覆層形成用溶液(溶剤中に、樹脂被覆層を形成するマトリックス樹脂の他に、必要に応じて、導電性粒子、帯電制御の樹脂粒子等を含む溶液)を調製し、この樹脂被覆層形成用溶液中に芯材を浸漬する浸漬法、樹脂被覆層形成用溶液を芯材の表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で樹脂被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中で芯材と樹脂被覆層形成用溶液とを混合し、次いで、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられるが、特に、溶液を用いたものに限定されるものではない。例えば、キャリアの芯材の種類によっては、芯材と樹脂粉末とを共に加熱混合するパウダー塗布法などを採用してもよい。更に、樹脂被覆層を形成した後に、電気炉やキルンなどの装置により加熱処理してもよい。
測定サンプルとして、キャリア200mgをエチレングリコール水溶液30mlに添加・攪拌し、上澄み液を除去した残渣中のキャリアを用いて、以下の方法で測定した。測定は、FPIA−3000(シスメックス社製)を使用し、撮影された少なくとも5000個以上各々のキャリア粒子に対して画像解析を行い、統計処理することによって、平均円形度を求めた。ここで、個々の円形度は下記式(1)に基づいて求めた。
式(1): 円形度=円相当径周囲長/周囲長=[2×(A×π)1/2]/PM
(上記式(1)において、Aはキャリア粒子の投影面積、PMはキャリア粒子の周囲長を表す。)
尚、測定はLPFモード(低分解能モード)、希釈倍率10倍で行った。また、データの解析に当たっては、測定ノイズ除去の目的で、個数粒径解析範囲を3μm以上80μm以下の範囲、円形度解析範囲を0.850以上1.000以下の範囲で実施した。
ここで、キャリアの体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LS Particle Size Analyzer:LS13 320、BECKMAN COULTER社製)を用いて測定された値をいう。得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、全核体に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
帯電ロール14は、潜像保持体12表面に接触して設けられており、潜像保持体12の回転駆動に伴って回転することによって潜像保持体12表面を帯電する。
抵抗層及び保護層としては、結着樹脂に導電性粒子あるいは半導電性粒子を分散し、その抵抗を制御したもので、体積抵抗率として103Ωcm以上1014Ωcm以下、望ましくは105Ωcm以上1012Ωcm以下さらに望ましくは107Ωcm以上1012Ωcm以下がよい。抵抗層及び保護層の膜厚としては0.01μm以上1000μm以下、望ましくは0.1μm以上500μm以下、さらに望ましくは0.5μm以上100μm以下がよい。
帯電部材用清掃ロール16は、図1及び図2に示すように、帯電ロール14の外周面に接して配設されており、帯電ロール14上に付着した特定の外添剤を含む付着物を帯電ロール14から除去する。尚、帯電部材用清掃ロール16は帯電ロール14に対して、接触圧が前述の範囲となるよう配置され、また食い込み量が前述の範囲となるよう配置されることが好ましい。
芯体16Aの両端部には、図示しないスプリングが設けられており、このスプリングによって帯電部材用清掃ロール16が帯電ロール14に前述の接触圧で押しつけられている。すなわち、帯電部材用清掃ロール16が帯電ロール14の外周に押しつけられた状態で配置されることで、多孔質層16Bには帯電ロール14の周面に沿って弾性変形して接触領域が形成されている。
帯電部材用清掃ロール16の外周が、本実施形態の多孔質層16Bで形成されていることによって、帯電部材用清掃ロール16は、帯電ロール14上に付着した特定の外添剤を含む付着物を帯電ロール14から除去すると共に、除去した特定の外添剤を凝集させた凝集体を形成する。
これらの中でも、ポリウレタンが特に好ましく用いられる。
また、多孔質層16Bの表面のセル(孔)の平均孔径が、上記現像剤に含まれる特定の外添剤の体積平均粒径の1000倍以上8000倍以下の範囲内であることが好ましい。
また、本実施形態において「硬度」は、以下の方法で測定した。多孔質層16Bを構成する素材を縦400mm×横400mm×厚さ50mmでスライスし、スライスしたシートの中央部をφ200mm圧縮冶具により荷重をかけ、厚さを25%圧縮する際に必要な力(N)を本実施形態における「硬さ」と定義する。圧縮に必要な力(N)を測定するために、AIKOH社製荷重測定器(MODEL−1311)を用いた。
気泡数は、炭酸ガス、フッ素系化合物などの公知の発泡剤の添加量によって制御される。
また上述した態様以外にも、帯電部材用清掃ロール16として、軸体(シャフト)の外周面に螺旋状に設けられた弾性層100Bを備えたロール状の部材(以下「螺旋状ロール」とも称す)を用いてもよい。
尚、該螺旋状ロールは帯電ロールに対して、接触圧が前述の範囲となるよう配置され、また食い込み量が前述の範囲となるよう配置されることが好ましい。更に、上記螺旋状ロールは、帯電ロールに接触する部分の少なくとも一部が多孔質の弾性体であることがより好ましい。
尚、特に限定されるものではないが、弾性層100Bは固定部材120によって軸体100Aに固定されていることが好ましい。
軸体100Aに用いる材質としては、金属(例えば、アルミ、ステンレス、真鍮等)、または樹脂(例えば、ポリアセタール樹脂(POM)等)が挙げられる。尚、材質および表面処理方法等は必要に応じて選択するのが望ましい。
特に、軸体100Aが金属で構成される場合メッキ処理を施すのが望ましい。また、樹脂等で導電性を有さない材質の場合、メッキ処理等の一般的な処理により加工して導電化処理を行ってもよいし、そのまま使用してもよい。
図4に示される弾性層100Bは螺旋状に配置されており、その態様は具体的には、図5に示す螺旋角度θが前述の範囲、螺旋幅R1が3mm以上25mm以下であることがよい。また、螺旋ピッチR2は、例えば、3mm以上40mm以下であることがよい。
ポリウレタンとしては、例えば、ポリオール(例えばポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルやアクリルポリール等)と、イソシアネート(例えば、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等)と、の反応物が挙げられ、鎖延長剤(例えば1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン等)が含まれたものであってもよい。そして、ポリウレタンの発泡は、例えば、水やアゾ化合物(例えばアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等)等の発泡剤を用いて行われるのが一般的である。また、発泡ポリウレタンには、必要に応じて発泡助剤、整泡剤、触媒などの助剤を加えてもよい。
また、弾性層100Bの厚さ(軸体100Aに巻かれた状態での厚さ)は、0.5mm以上5mm以下が好ましく、1.5mm以上3mm以下がより好ましい。
図4に示される弾性層100Bは、例えば接着層によって軸体100Aに接着されている。接着層は軸体100Aと弾性層100Bとを接着する目的で設けられる層である。
露光装置18は、帯電ロール14によって帯電された潜像保持体12表面に画像データに応じて変調したレーザー光を露光することによって潜像保持体12表面に静電潜像を形成する。
露光装置18としては、例えば、レーザー光学系やLEDレンズアレイなどを用いる。
さらに、この潜像保持体12の回転によって、この潜像保持体12のトナー像の形成された領域が、潜像保持体12と転写装置22との向かい合う領域に達すると、潜像保持体12上のトナー像は転写装置22によって記録媒体24に転写される。
さらに、潜像保持体12上の、転写装置22によって記録媒体24にトナー像の転写された領域が、潜像保持体12の回転によってクリーニングブレード28Aの設置位置に達すると、潜像保持体12上の転写に関与しなかった残留トナー等の付着物が、クリーニングブレード28Aによって除去されて、この付着物の除去された領域が潜像保持体12の回転によって帯電ロール14の設置位置に到ると、帯電ロール14によって帯電された上記処理が繰り返される。
−トナー粒子−
・外添剤(シリカ粒子A)の製造
攪拌機、滴下ノズル、温度計を具備した1.5Lのガラス製反応容器に、メタノール300g、10%アンモニア水(NH4OH)49.6gを添加して混合して、アルカリ触媒溶液を得た。この時のアルカリ触媒溶液における触媒量:NH3量(NH3/(NH3+メタノール+水))は、0.75mol/Lであった。
このアルカリ触媒溶液を25℃に調整した後、攪拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)450gと4.44%アンモニア水(NH4OH)270gとを、テトラメトキシシランの1分間当たりに供給される総供給量の1mol当たりに対してNH3量が0.24molになるように流量を調整し、同時に添加を開始し、60分かけて滴下を行いシリカ粒子の懸濁液を得た。但し、テトラメトキシシランの供給量は、アルカリ触媒溶液におけるアルコールのモル数に対して、0.0050mol/(mol・min)とした。
その後、溶媒を加熱蒸留により225g留去し、純水を225g加えた後、凍結乾燥機により乾燥を行い、体積平均粒径150nm、円形度0.75の異型状の親水性シリカ粒子を得た。
さらに、異型状の親水性シリカ粒子35gにヘキサメチルジシラザン7gを添加し、150℃で2時間反応させ、シリカ粒子の疎水化処理を行うことにより、疎水性シリカ粒子を得た。
<樹脂粒子分散液の調製>
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・296部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・・104部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・・・6部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・・10部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・1.6部
(以上、和光純薬(株)製)
C.I.ピグメントブルー15:3(フタロシアニン系顔料:大日精化社製:シアニンブルー4937) ・・・・・・・100部
(大日精化社製:セイカファーストイエロー2054)
アニオン性界面活性剤(ネオゲンRK:第一工業製薬社製)・・・・・10部
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・490部
以上の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて10分間分散し、着色剤分散剤(Y)を調製した。
・パラフィンワックス(日本精蝋社製:HNP−9)・・・・・・・・・100部
・アニオン界面活性剤(ライオン(株)社製:リパール860K)・・・・10部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・390部
上記成分を混合して溶解した後、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて分散し、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理して、平均粒径が220nmである離型剤粒子(パラフィンワックス)を分散してなる離型剤粒子分散液を調製した。
・樹脂粒子分散液・・・・・・・・・・・・・・・・320部
・着色剤分散液 ・・・・・・・・・・・・・・・80部
・離型剤粒子分散液・・・・・・・・・・・・・・・96部
・硫酸アルミニウム(和光純薬(株)製)・・・・・1.5部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・1270部
上記トナー母粒子(体積平均粒径6μm、ML2/A:135、Cyan色)100部に、前述の外添剤(シリカ粒子)を1.2部、ルチル型酸化チタン(体積平均粒径20nm)1部を加え、ヘンシェルミキサーを用い周速32m/sで10分間ブレンドをおこなった後、目開き45μmのシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナー粒子を得た。
(コア粒子の調製)
フェノール40部、ホルマリン60部、マグネタイト(平均粒径0.20μm,球形、2質量%、メチルトリメトキシシラン処理品)400部、アンモニア水12部、イオン交換水60部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、4時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径37.3μmの球状コア粒子を得た。
・コア粒子 100部
・被覆層形成用溶液
・トルエン 120部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体
(質量比60:40、重量平均分子量8万) 2.0部
・カーボンブラック(Regal330;キャボット社製) 0.4部
このキャリアの体積平均粒径は39.1μmであり、球形度は0.989であった。
上記調製したキャリア100部、トナー粒子8部、をVブレンダーで混合し、500μm網目で篩分して現像剤を作製した。
芯体16Aに、直径Φ4mmの材料SUMにNiメッキをした円柱状部材を用いた。この芯体16A表面を覆う多孔質層16Bとして、厚み2.5mm(芯体16Aを含む帯電部材用清掃ロール16の直径Φ9mm)の発泡ウレタンフォームから構成される多孔質層16Bを用いた。
また、多孔質層16Bの硬度は300Nであり、連続気泡構造における気泡数(発泡セル数)が60個/25mmであった。
・筋状白抜け評価
画像形成装置(700Digital Color Press/富士ゼロックス)において、上記調製した現像剤を現像装置およびトナーカートリッジに充填し、更に前記帯電部材用清掃ロール16を設け、接触圧および食い込み量が下記表1に記載の数値となるよう調整した。
○:10枚全てにおいて画像欠陥(筋状画像白抜け)未発生
△:筋状の濃度ムラが確認された
×:画像欠陥(筋状画像白抜け)が確認された
外添剤のすり抜けの発生について、以下の方法により評価を行なった。前記筋状白抜け評価での画像形成において、30000枚出力時点でシャットダウンを行い、感光体表面の帯電部材に相対する位置より下流側であって現像装置に相対する位置より上流側の領域について、粘着テープを用いてすり抜けた外添剤の転写を実施し、外添剤のすり抜け状態を以下の評価基準に従って評価した。
○:外添剤のすり抜けが視認されない
△:外添剤の筋状すり抜けが部分的に視認された
×:外添剤の筋状すり抜けが全面的に視認された
接触圧および食い込み量が下記表1に記載の数値となるよう調整した以外は、実施例1に記載の方法により評価を行なった。
外添剤の調製において、製造条件を以下のように変更し、粒径および円形度が下記表1に記載の数値の外添剤を得た。
攪拌機、滴下ノズル、温度計を具備した1.5Lのガラス製反応容器に、メタノール300g、10%アンモニア水(NH4OH)47.8gを添加して混合して、アルカリ触媒溶液を得た。この時のアルカリ触媒溶液における触媒量:NH3量(NH3/(NH3+メタノール+水))は、0.72mol/Lであった。
このアルカリ触媒溶液を25℃に調整した後、攪拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)450gと4.44%アンモニア水(NH4OH)270gとを、テトラメトキシシランの1分間当たりに供給される総供給量の1mol当たりに対してNH3量が0.24molになるように流量を調整し、同時に添加を開始し、60分かけて滴下を行いシリカ粒子の懸濁液を得た。但し、テトラメトキシシランの供給量は、アルカリ触媒溶液におけるアルコールのモル数に対して、0.0028mol/(mol・min)とした。
その後、溶媒を加熱蒸留により225g留去し、純水を225g加えた後、凍結乾燥機により乾燥を行い、体積平均粒径72nm、円形度0.88の異型状の親水性シリカ粒子を得た。
さらに、異型状の親水性シリカ粒子35gにヘキサメチルジシラザン12gを添加し、150℃で2時間反応させ、シリカ粒子の疎水化処理を行うことにより、疎水性シリカ粒子を得た。
接触圧および食い込み量が下記表1に記載の数値となるよう調整した以外は、実施例1に記載の方法により評価を行なった。
外添剤の調製において、製造条件を以下のように変更し、粒径および円形度が下記表1に記載の数値の外添剤を得た。
攪拌機、滴下ノズル、温度計を具備した1.5Lのガラス製反応容器に、メタノール300g、10%アンモニア水(NH4OH)55.2gを添加して混合して、アルカリ触媒溶液を得た。この時のアルカリ触媒溶液における触媒量:NH3量(NH3/(NH3+メタノール+水))は、0.82mol/Lであった。
このアルカリ触媒溶液を25℃に調整した後、攪拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)450gと4.44%アンモニア水(NH4OH)270gとを、テトラメトキシシランの1分間当たりに供給される総供給量の1mol当たりに対してNH3量が0.24molになるように流量を調整し、同時に添加を開始し、60分かけて滴下を行いシリカ粒子の懸濁液を得た。但し、テトラメトキシシランの供給量は、アルカリ触媒溶液におけるアルコールのモル数に対して、0.0066mol/(mol・min)とした。
その後、溶媒を加熱蒸留により225g留去し、純水を225g加えた後、凍結乾燥機により乾燥を行い、体積平均粒径389nm、円形度0.53の異型状の親水性シリカ粒子を得た。
さらに、異型状の親水性シリカ粒子35gにヘキサメチルジシラザン4gを添加し、150℃で2時間反応させ、シリカ粒子の疎水化処理を行うことにより、疎水性シリカ粒子を得た。
帯電部材用清掃ロールの発泡ウレタンフォームとして硬度が580Nである清掃ロールを用い、接触圧および食い込み量が下記表1に記載の数値となるよう調整した以外は、実施例1に記載の方法により評価を行なった。
帯電部材用清掃ロールの発泡ウレタンフォームとして硬度が170Nである清掃ロールを用い、接触圧および食い込み量が下記表1に記載の数値となるよう調整した以外は、実施例1に記載の方法により評価を行なった。
帯電部材用清掃ロールとして下記に示す螺旋状ロールを用い、接触圧および食い込み量が下記表1に記載の数値となるよう調整した以外は、実施例1に記載の方法により評価を行なった。
図4および図5に示す螺旋状ロールとして、芯体100Aに直径Φ4mmの材料SUMにNiメッキをした円柱状部材を用いた。この芯体100A表面に対して、厚み3.0mm、硬度320Nの発泡ウレタンフォーム材を、螺旋幅R1が8mm、螺旋ピッチR2が12mm、螺旋角度θが28°となるよう接着して弾性層100Bを形成し、螺旋状ロールとした。
外添剤の調製において、製造条件を以下のように変更し、粒径および円形度が下記表1に記載の数値の外添剤を得た。
攪拌機、滴下ノズル、温度計を具備した1.5Lのガラス製反応容器に、メタノール300g、10%アンモニア水(NH4OH)47.7gを添加して混合して、アルカリ触媒溶液を得た。この時のアルカリ触媒溶液における触媒量:NH3量(NH3/(NH3+メタノール+水))は、0.72mol/Lであった。
このアルカリ触媒溶液を25℃に調整した後、攪拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)450gと4.44%アンモニア水(NH4OH)270gとを、テトラメトキシシランの1分間当たりに供給される総供給量の1mol当たりに対してNH3量が0.24molになるように流量を調整し、同時に添加を開始し、60分かけて滴下を行いシリカ粒子の懸濁液を得た。但し、テトラメトキシシランの供給量は、アルカリ触媒溶液におけるアルコールのモル数に対して、0.0021mol/(mol・min)とした。
その後、溶媒を加熱蒸留により225g留去し、純水を225g加えた後、凍結乾燥機により乾燥を行い、体積平均粒径67nm、円形度0.92の異型状の親水性シリカ粒子を得た。
さらに、異型状の親水性シリカ粒子35gにヘキサメチルジシラザン12gを添加し、150℃で2時間反応させ、シリカ粒子の疎水化処理を行うことにより、疎水性シリカ粒子を得た。
外添剤の調製において、製造条件を以下のように変更し、粒径および円形度が下記表1に記載の数値の外添剤を得た。
攪拌機、滴下ノズル、温度計を具備した1.5Lのガラス製反応容器に、メタノール300g、10%アンモニア水(NH4OH)55.8gを添加して混合して、アルカリ触媒溶液を得た。この時のアルカリ触媒溶液における触媒量:NH3量(NH3/(NH3+メタノール+水))は、0.82mol/Lであった。
このアルカリ触媒溶液を25℃に調整した後、攪拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)450gと4.44%アンモニア水(NH4OH)270gとを、テトラメトキシシランの1分間当たりに供給される総供給量の1mol当たりに対してNH3量が0.24molになるように流量を調整し、同時に添加を開始し、60分かけて滴下を行いシリカ粒子の懸濁液を得た。但し、テトラメトキシシランの供給量は、アルカリ触媒溶液におけるアルコールのモル数に対して、0.0098mol/(mol・min)とした。
その後、溶媒を加熱蒸留により225g留去し、純水を225g加えた後、凍結乾燥機により乾燥を行い、体積平均粒径415nm、円形度0.46の異型状の親水性シリカ粒子を得た。
さらに、異型状の親水性シリカ粒子35gにヘキサメチルジシラザン4gを添加し、150℃で2時間反応させ、シリカ粒子の疎水化処理を行うことにより、疎水性シリカ粒子を得た。
帯電部材用清掃ロールの発泡ウレタンフォームとして硬度が200Nである清掃ロールを用い、接触圧および食い込み量が下記表1に記載の数値となるよう調整した以外は、実施例1に記載の方法により評価を行なった。
帯電部材用清掃ロールの発泡ウレタンフォームとして硬度が410Nである清掃ロールを用い、接触圧および食い込み量が下記表1に記載の数値となるよう調整した以外は、実施例1に記載の方法により評価を行なった。
12 潜像保持体
14 帯電ロール
16 クリーニングロール
16A 芯体
16B 多孔質層
18 露光装置
20 現像装置
22 転写装置
28A クリーニングブレード
28 クリーニング装置
100 清掃部材
100A 軸体
100B 弾性層
120 固定部材
Claims (4)
- 潜像保持体と、
前記潜像保持体に接触して回転し該潜像保持体を帯電する帯電部材と、
前記帯電部材に接触して従動回転し、前記帯電部材に接触する部分の少なくとも一部が多孔質の弾性体で構成され、前記帯電部材に対する接触圧が0.12N/cm以上0.50N/cm以下であり且つ該帯電部材の表面を清掃する帯電部材用清掃部材と、
前記潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成装置と、
体積平均粒径が70nm以上400nm以下且つ円形度が0.5以上0.85以下の外添剤を有するトナー粒子を収容し、該トナー粒子によって前記静電潜像を現像しトナー像とする現像装置と、
該トナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備える画像形成装置。 - 前記帯電部材用清掃部材が、前記帯電部材に対し食い込み量0.15mm以上1.2mm以下の範囲で接触している請求項1に記載の画像形成装置。
- 潜像保持体に接触して回転する帯電部材により前記潜像保持体を帯電する帯電工程と、
前記帯電部材に接触して従動回転し、前記帯電部材に接触する部分の少なくとも一部が多孔質の弾性体で構成され、前記帯電部材に対する接触圧が0.12N/cm以上0.50N/cm以下である帯電部材用清掃部材により、前記帯電部材の表面を清掃する帯電部材清掃工程と、
前記潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
体積平均粒径が70nm以上400nm以下且つ円形度が0.5以上0.85以下の外添剤を有するトナー粒子によって前記静電潜像を現像しトナー像とする現像工程と、
該トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
を備える画像形成方法。 - 前記帯電部材用清掃部材が、前記帯電部材に対し食い込み量0.15mm以上1.2mm以下の範囲で接触している請求項3に記載の画像形成方法。
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