JP2009222805A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリカーボネートを最表面層に含有する像担持体1と、像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、像担持体上に形成されたトナー像を被転写体7に転写する転写手段6と、像担持体の表面にステアリン酸亜鉛を主体とする保護剤を供給する手段2を具備した画像形成装置において、画像形成を500枚行った後での像担持体上の保護剤の付着量が0.4μg/cm2〜2.0μg/cm2であり、像担持体上の保護剤の付着量の指標XmをXm=(Sb/Sa)で定義し、像担持体上の任意の長手方向に画像領域内の端から端までの間で略等間隔で多数点、指標Xmを算出し、Xmの平均値をXave、Xmの場所によるムラをΔXmとしたとき、ΔXm/Xave<0.3となるようにした。
【選択図】図2
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(C36H70O4Zn)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。
本発明の第1の手段は、ポリカーボネートを最表面層に含有する像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面にステアリン酸亜鉛を主体とする保護剤を供給する手段を具備した画像形成装置において、画像形成を500枚行なった後での前記像担持体上の保護剤の付着量が、
0.4μg/cm2〜2.0μg/cm2
であり、さらに前記像担持体上の保護剤の付着量の指標(Xm)を下記の式(1)及び下記の条件で定義し、前記像担持体上の任意の長手方向に画像領域内の端から端までの間で略等間隔で多数点、指標(Xm)を算出し、Xmの平均値をXave、Xmの場所によるムラをΔXmとしたとき、
ΔXm/Xave<0.3
となることを特徴とする。
Xm=(保護剤の付着量の指標)=(Sb/Sa) ・・・(1)
ここで、mは像担持体の長手方向のそれぞれの場所を表す。
また、XaveおよびΔXmは以下の式で定義される。
Xave=(X1+X2+・・・+Xn)/n(nは整数(指標(Xm)の算出点数))
ΔXm=|Xm−Xave|
ここで、式(1)で用いたSaおよびSbは、以下に示すようなピーク面積である。
赤外吸収スペクトル法のATR(Attenuated Total Reflection)法において、ATRプリズムとしてGeを用い、赤外光入射角が45°の条件で前記感光体の測定を行い得られる吸光度スペクトル(IRスペクトル)中で、Saは、1770cm-1のピーク(ピークa)のピーク面積(Sa)を示し、Sbは、1540cm-1のピーク(ピークb)のピーク面積(Sb)を示す。
ピーク面積(Sa)およびピーク面積(Sb)を算出する際のピークのエリアおよびベースのエリアは以下の範囲とする。
Saのピークについては、
1765cm-1<ピークのエリア<1786cm-1
1751cm-1<ベースのエリア<1801cm-1
とし、
Sbのピークについては、
1533cm-1<ピークのエリア<1547cm-1
1483cm-1<ベースのエリア<1589cm-1
とする。
また、本発明の第3の手段は、第1の手段の画像形成装置において、前記保護剤を前記像担持体に供給する手段は、ブラシ状の保護剤供給部材と、ブレードを有する保護層形成機構を備えたことを特徴とする。
さらに本発明の第4の手段は、第2または第3の手段の画像形成装置において、前記保護層形成機構のブレードはカウンター方式に類する角度で前記像担持体に当接していることを特徴とする。
さらに本発明の第5の手段は、第2乃至第4の何れか1つの手段の画像形成装置において、前記保護層形成機構のブレードは、クリーニング手段とは別に設けられることを特徴とする。
また、本発明の第7の手段は、第1乃至第5の何れか1つの手段の画像形成装置において、前記保護剤であるステアリン酸亜鉛中に窒化ホウ素(BN)及びアルミナを含有していることを特徴とする。
また、本発明の第12の手段は、第1乃至第9の何れか1つの手段の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、像担持体と、第10の手段の保護剤塗布装置を備えたことを特徴とする。
次に、本発明者らは、感光体上で画像形成する画像により、異常画像の発生メカニズムが異なるのではないかと考え、さらに詳細に異常画像の発生する場所をSEM観察したところ、画像形成する画像の画像面積が少ないときには、トナー成分が感光体に付着して画像の解像度が低下することが多く、画像形成する画像の画像面積が大きいときには、感光体が部分的に磨耗し、異常画像が発生しやすいことが分かった。このように、異常画像の発生の仕方が、画像形成する画像によって異なるため、感光体上の保護剤の付着量も形成する画像によって違うのではないかと考え、感光体上の保護剤の付着量を場所ごとに規定できないか試みた。
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。
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、用いるクリスタル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、用いるクリスタル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、用いるクリスタル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。
0.4μg/cm2〜2.0μg/cm2
であり、さらに前記感光体上の保護剤の付着量の指標(Xm)を下記の式(1)及び下記の条件で定義し、前記感光体上の任意の長手方向に画像領域内の端から端までの間で略等間隔で多数点、指標(Xm)を算出し、Xmの平均値をXave、Xmの場所によるムラをΔXmとしたとき、
ΔXm/Xave<0.3
となることを特徴とするものである。
Xm=(保護剤の付着量の指標)=(Sb/Sa) ・・・(1)
ここで、mは感光体の長手方向のそれぞれの場所を表す。
また、XaveおよびΔXmは以下の式で定義される。
Xave=(X1+X2+・・・+Xn)/n(nは整数(指標(Xm)の算出点数))
ΔXm=|Xm−Xave|
ここで、式(1)で用いたSaおよびSbは、以下に示すようなピーク面積である。
赤外吸収スペクトル法のATR(Attenuated Total Reflection)法において、ATRプリズムとしてGeを用い、赤外光入射角が45°の条件で前記感光体の測定を行い得られる吸光度スペクトル(IRスペクトル)中で、Saは、1770cm-1のピーク(ピークa)のピーク面積(Sa)を示し、Sbは、1540cm-1のピーク(ピークb)のピーク面積(Sb)を示す。
ピーク面積(Sa)およびピーク面積(Sb)を算出する際のピークのエリアおよびベースのエリアは以下の範囲とする。
Saのピークについては、
1765cm-1<ピークのエリア<1786cm-1
1751cm-1<ベースのエリア<1801cm-1
とし、
Sbのピークについては、
1533cm-1<ピークのエリア<1547cm-1
1483cm-1<ベースのエリア<1589cm-1
とする。
実用的には、25点あれば、場所のムラを把握するためには充分である。すなわち、指標を算出する点数は多すぎると、指標算出のための負荷が大きくなりすぎるため好ましくない。
感光体上の保護剤の付着量が0.4μg/cm2以下では、感光体の磨耗を低減する能力として不十分なため好ましくなく、該感光体上の保護剤の付着量が2.0μg/cm2以上では、トナーの成分が感光体に付着しやすくなったり、保護剤が感光体上に厚く存在しるぎることで画像ボケが起こることから好ましくない。
ΔXm/Xave<0.3
また、ΔXm/Xaveはより好ましくは、0.25以下、更に好ましくは、0.2以下である。
上記の式の(ΔXm/Xave)が0.3以上では、濃度ムラが出てしまったり、感光体の偏磨耗が起こりやすくなることから好ましくない。
そこで本発明においては、ピークaとピークbの面積の比(Sa/Sb)を用いることで安定した指標を求めた。
尚、ピークaに保護剤のピークが重なる場合は、重なりがなくなるよう、ピークを選び直すことが好ましい。
すなわち、クリーニング手段として、クリーニングブレードを用いた場合は、クリーニングブレードをステアリン酸亜鉛を供給する手段としての役割も持たせ、1つのブレードでクリーニングとステアリン酸亜鉛の供給の2つの役割をさせる機構も考えられるが、本発明においては、クリーニング手段とは別に、感光体にステアリン酸亜鉛を供給する手段として、ブレードを有する保護層形成機構が具備されており、このような構成をとった場合、クリーニング手段によってトナーが感光体上から除去されているため、保護剤がトナーの入力に左右されずに常時一定の量で感光体に供給されるため好ましい。また、ステアリン酸亜鉛を供給する手段として別に設けた保護層形成機構のブレードは、カウンター方式に類する角度で感光体に当接していることが好ましい。カウンター方式で当接した場合、保護剤が薄く均一に感光体に塗布されるため好ましく、薄く均一な保護層を形成することができる。
以下に図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。
図1は本発明に係る保護剤塗布装置を備えた画像形成装置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、感光体を保護するステアリン酸亜鉛を主体とした保護剤をバー状(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と、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(例えばバネ、スプリング等)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。
なお、図1において、符号4は感光体のクリーニング手段であるクリーニング装置であり、保護剤塗布装置2の感光体回転方向上流側に設置されているが、このクリーニング装置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もできる。
また、感光体1の表面に供給された保護剤は、供給時に十分な保護層にならない場合があるため、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。なお、保護層形成機構24はカウンター方式を用いており、ブレード状の部材24aは、感光体表面に対してカウンター方式で接触している。
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。
また、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。
次に本発明に係るプロセスカートリッジと画像形成装置の実施形態を説明する。
図2は本発明に係る画像形成装置の画像形成部に具備される、保護剤塗布装置を備え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。また、保護層形成機構24のブレード状部材(ブレード)24aもカウンタータイプに類する角度で当接させている。
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3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上の静電潜像はトナー像に現像される。
次に本発明に係る画像形成装置の別の実施形態を説明する。
図3は、本発明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。
次に本発明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。本発明では、下記の式1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1)
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。
本実施例で使用する感光体1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(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
ZnSTを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150℃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40℃まで放冷後、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。
ZnSTを76重量部、BN(NX5:モメンティブ製)を19重量部、粒径0.3μmの球形アルミナ粒子を4重量部の各粉末を、混合して攪拌し、攪拌後の粉を内寸法8mm×350mmのアルミニウム製の金型に入れ、油圧式プレス機で圧力をかけ、真比重に対して95%まで圧縮して、厚み7mmの保護剤バーを作成した。
作成した保護剤バーを、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(1) を作成した。保護剤バー(1) 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。
ZnSTを86重量部、BN(資生堂製)を10重量部、粒径0.2μmの球形アルミナ粒子を4重量部の各粉末を、混合して攪拌し、攪拌後の粉を内寸法8mm×350mmのアルミニウム製の金型に入れ、油圧式プレス機で圧力をかけ、真比重に対して95%まで圧縮して、厚み7mmの保護剤バーを作成した。
作成した保護剤バーを、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(2) を作成した。保護剤バー(2) 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。
ZnSTを76重量部、BN(NX5:モメンティブ製)を19重量部、粒径0.3μmの球形アルミナ粒子を4重量部の各粉末を、混合して攪拌し、攪拌後の粉を内寸法8mm×350mmのアルミニウム製の金型に入れ、油圧式プレス機で圧力をかけ、真比重に対して91%まで圧縮して、厚み7mmの保護剤バーを作成した。
作成した保護剤バーを、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(3) を作成した。保護剤バー(3) 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。
ICP発光分光分析では、Znの付着量が測定できる。ステアリン酸亜鉛中のZnの割合は10.3重量%であるので、Znの付着量を1/0.103倍した値が、ステアリン酸亜鉛の付着量となる。
評価には、図3に示すような、保護剤塗布装置を具備した画像形成部(プロセスカートリッジ)を複数有する画像形成装置(imagio MPC3500(タンデム型カラー画像形成装置、リコー製))を用い、感光体の線速は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。
装置条件として、保護剤バー21にはZnSTバー、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシA(太さ:5.3デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には5Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は0.42μg/cm2と算出された。
さらに、新品感光体についても同様に1cm角になるように感光層を剥がし分析用サンプルを作成した。
装置条件として、保護剤バー21には保護剤バー(1) 、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシA(太さ:5.3デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には5Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は0.79μg/cm2と算出された。
サンプリングした25枚全てのサンプルを分析し実施例1と同様に、m=1からm=25の各(ΔXm/Xave)の最大値を求めたところ、最大値は0.30であった。
装置条件として、保護剤バー21にはZnSTバー、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシB(太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には5Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は2.09μg/cm2と算出された。
装置条件として、保護剤バー21にはZnSTバー、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシC(太さ:10デニール、密度:5平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には6Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は3.00μg/cm2と算出された。
装置条件として、保護剤バー21には保護剤バー(2) 、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシA(太さ:5.3デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には8Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は1.91μg/cm2と算出された。
サンプリングした25枚全てのサンプルを分析し、実施例1と同様に、m=1からm=25の各(ΔXm/Xave)の最大値を求めたところ、最大値は0.24であった。
装置条件として、保護剤バー21にはZnSTバー、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシA(太さ:5.3デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には3Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は0.25μg/cm2と算出された。
装置条件として、保護剤バー21にはZnSTバー、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシB(太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には3Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は1.88μg/cm2と算出された。
サンプリングした25枚全てのサンプルを分析し、実施例1と同様に、m=1からm=25の各(ΔXm/Xave)の最大値を求めたところ、最大値は0.34であった。
装置条件として、保護剤バー21には保護剤バー(2) 、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシD(太さ:25デニール、密度:1平方インチ当たり3万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には3Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は1.95μg/cm2と算出された。
サンプリングした25枚全てのサンプルを分析し、実施例1と同様に、m=1からm=25の各(ΔXm/Xave)の最大値を求めたところ、最大値は0.38であった。
装置条件として、保護剤バー21には保護剤バー(3) 、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシA(太さ:5.3デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には4Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は1.54μg/cm2と算出された。
サンプリングした25枚全てのサンプルを分析し、実施例1と同様に、m=1からm=25の各(ΔXm/Xave)の最大値を求めたところ、最大値は0.25であった。
装置条件として、保護剤バー21には保護剤バー(3) 、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシB(太さ:20デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には4Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は1.94μg/cm2と算出された。
サンプリングした25枚全てのサンプルを分析し、実施例1と同様に、m=1からm=25の各(ΔXm/Xave)の最大値を求めたところ、最大値は0.36であった。
装置条件として、保護剤バー21には保護剤バー(1) 、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシA(太さ:5.3デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には4Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを室温15℃、湿度30%の環境下で500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は0.51μg/cm2と算出された。
サンプリングした25枚全てのサンプルを分析し、実施例1と同様に、m=1からm=25の各(ΔXm/Xave)の最大値を求めたところ、最大値は0.22であった。
装置条件として、保護剤バー21にZnSTバー、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシA(太さ:5.3デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には8Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを室温15℃、湿度30%の環境下で500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は0.49μg/cm2と算出された。
サンプリングした25枚全てのサンプルを分析し、実施例1と同様に、m=1からm=25の各(ΔXm/Xave)の最大値を求めたところ、最大値は0.34であった。
装置条件として、保護剤バー21には保護剤バー(1) 、保護剤供給部材22のブラシ22aにはブラシA(太さ:5.3デニール、密度:1平方インチ当たり5万本)、保護層形成機構24とクリーニング装置4のブレード(24aおよび41)にはウレタンブレード、バネ23には5Nのバネを用いた。
上記の条件の装置を用いて、図4の画像パターンを室温28℃、湿度60%の環境下で500枚出力した。画像出力後の感光体からICP発光分光分析用サンプルとして感光体長手方向に25cm幅、周方向に3cm幅の大きさでアルミニウム基盤から感光層を剥がした。このサンプルをICP発光分光分析した結果、ステアリン酸亜鉛の量は0.91μg/cm2と算出された。
サンプリングした25枚全てのサンプルを分析し、実施例1と同様に、m=1からm=25の各(ΔXm/Xave)の最大値を求めたところ、最大値は0.21であった。
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:ブラシ状の部材(ブラシ)
22b:支持体
23:押圧力付与機構
24:保護層形成機構
24a:ブレード状の部材(ブレード)
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 (12)
- ポリカーボネートを最表面層に含有する像担持体と、該像担持体上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体上に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記像担持体の表面にステアリン酸亜鉛を主体とする保護剤を供給する手段を具備した画像形成装置において、
画像形成を500枚行なった後での前記像担持体上の保護剤の付着量が、
0.4μg/cm2〜2.0μg/cm2
であり、さらに前記像担持体上の保護剤の付着量の指標(Xm)を下記の式(1)及び下記の条件で定義し、前記像担持体上の任意の長手方向に画像領域内の端から端までの間で略等間隔で多数点、指標(Xm)を算出し、Xmの平均値をXave、Xmの場所によるムラをΔXmとしたとき、
ΔXm/Xave<0.3
となることを特徴とする画像形成装置。
Xm=(保護剤の付着量の指標)=(Sb/Sa) ・・・(1)
ここで、mは像担持体の長手方向のそれぞれの場所を表す。
また、XaveおよびΔXmは以下の式で定義される。
Xave=(X1+X2+・・・+Xn)/n(nは整数(指標(Xm)の算出点数))
ΔXm=|Xm−Xave|
ここで、式(1)で用いたSaおよびSbは、以下に示すようなピーク面積である。
赤外吸収スペクトル法のATR(Attenuated Total Reflection)法において、ATRプリズムとしてGeを用い、赤外光入射角が45°の条件で前記像担持体の測定を行い得られる吸光度スペクトル(IRスペクトル)中で、Saは、1770cm-1のピーク(ピークa)のピーク面積(Sa)を示し、Sbは、1540cm-1のピーク(ピークb)のピーク面積(Sb)を示す。
ピーク面積(Sa)およびピーク面積(Sb)を算出する際のピークのエリアおよびベースのエリアは以下の範囲とする。
Saのピークについては、
1765cm-1<ピークのエリア<1786cm-1
1751cm-1<ベースのエリア<1801cm-1
とし、
Sbのピークについては、
1533cm-1<ピークのエリア<1547cm-1
1483cm-1<ベースのエリア<1589cm-1
とする。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記保護剤を前記像担持体に供給する手段は、ブレードを有する保護層形成機構を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1に記載の画像形成装置において、
前記保護剤を前記像担持体に供給する手段は、ブラシ状の保護剤供給部材と、ブレードを有する保護層形成機構を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2または3に記載の画像形成装置において、
前記保護層形成機構のブレードはカウンター方式に類する角度で前記像担持体に当接していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2乃至4の何れか1つに記載の画像形成装置において、
前記保護層形成機構のブレードは、クリーニング手段とは別に設けられることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5の何れか1つに記載の画像形成装置において、
前記保護剤であるステアリン酸亜鉛中に窒化ホウ素(BN)を含有していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至5の何れか1つに記載の画像形成装置において、
前記保護剤であるステアリン酸亜鉛中に窒化ホウ素(BN)及びアルミナを含有していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至7の何れか1つに記載の画像形成装置において、
前記保護剤を前記像担持体に供給する手段は、前記保護剤をバー状にした保護剤バーを有し、該保護剤バーは、保護剤粉末を圧縮して作成する圧縮成型法を用いて成型されたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至8の何れか1つに記載の画像形成装置において、
前記画像形成手段は、前記像担持体を帯電する帯電手段を有し、該帯電手段による前記像担持体の帯電方式が、接触方式または近接方式であって、前記帯電手段は、直流電圧に交流電圧を重畳したAC帯電を行うことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至9の何れか1つに記載の画像形成装置に具備され、前記像担持体の表面にステアリン酸亜鉛を主体とする保護剤を供給する保護剤塗布装置であって、
前記保護剤をバー状にした保護剤バーと、
該保護剤バーを支持する保護剤バー支持ガイドと、
前記保護剤バーと接触するブラシを有し前記保護剤バーから前記ブラシに移行した保護剤を前記像担持体へ供給する保護剤供給部材と、
前記保護剤バーを前記保護剤供給部材のブラシに押し当てて保護剤を保護剤供給部材のブラシに移行させる押圧力付与機構と、
前記保護剤供給部材により前記像担持体上に供給された保護剤をブレードで薄層化する保護層形成機構と、
を備えたことを特徴とする保護剤塗布装置。 - 請求項1乃至9の何れか1つに記載の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、
像担持体と、該像担持体に保護剤を供給する手段を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1乃至9の何れか1つに記載の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、
像担持体と、請求項10に記載の保護剤塗布装置を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
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