JP2014077923A - 画像形成装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】感光体10(像保持体の一例)とクリーニングブレード72の接触部(ニップ部)よりも感光体10回転方向上流側において、感光体10とクリーニングブレード72の間に生じる間隙(プレニップ部)に配置されるチキソ性組成物75であって、潤滑剤を含み且つ式(A)η(1)/η(100)≧18を満たすチキソ性組成物を備える画像形成装置である。但し、式(A)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときのチキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示し、η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときのチキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。なお、間隙(プレニップ部72B)、上記チキソ性組成物75を供給する供給手段を設けてもよい。
【選択図】図7
Description
また、特許文献2には、クリーニング性能を高めるため、トナーの流動性を制御する目的で、「トナー粒子と、外添剤として体積平均粒子径80〜300nmで表面にシリコーンオイル処理が施された球形粒子と、を含むことを特徴とする電子写真用トナー」が提案されている。
請求項1に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
前記トナー像の転写後、前記像保持体の表面に接触させて、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
前記像保持体と前記クリーニングブレードとの接触部よりも前記像保持体の回転方向の上流側において、前記像保持体と前記クリーニングブレードとの間に生じる間隙に配置されるチキソ性組成物であって、潤滑剤を含み、且つ下記式(A)を満たすチキソ性組成物と、
を少なくとも備える画像形成装置。
・式(A):η(1)/η(100)≧18
(式(A)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
前記トナー像の転写後、前記像保持体の表面に接触させて、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
前記像保持体と前記クリーニングブレードとの接触部よりも前記像保持体の回転方向の上流側において、前記像保持体と前記クリーニングブレードとの間に生じる間隙に、潤滑剤を含み、且つ下記式(A)を満たすチキソ性組成物を供給する供給手段と、
を少なくとも備える画像形成装置。
・式(A):η(1)/η(100)≧18
(式(A)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
前記チキソ性組成物が、さらに下記式(A1)を満たす請求項1又は2に記載の画像形成装置。
・式(A1):79≧η(1)/η(100)≧34.8
(式(A1)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
前記チキソ性組成物が、さらに下記式(A2)を満たす請求項1又は2に記載の画像形成装置。
・式(A2):78≧η(1)/η(100)≧52
(式(A2)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
前記チキソ性組成物が、さらに下記式(B)を満たす請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
・式(B):500≧η(1)≧50
(式(B)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
像保持体と、
トナー像の転写後、前記像保持体の表面に接触させて、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
前記像保持体と前記クリーニングブレードとの接触部よりも前記像保持体の回転方向の上流側において、前記像保持体と前記クリーニングブレードとの間に生じる間隙に配置されるチキソ性組成物であって、潤滑剤を含み、且つ下記式(A)を満たすチキソ性組成物と、
を少なくとも備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
・式(A):η(1)/η(100)≧18
(式(A)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
像保持体と、
トナー像の転写後、前記像保持体の表面に接触させて、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
前記像保持体と前記クリーニングブレードとの接触部よりも前記像保持体の回転方向の上流側において、前記像保持体と前記クリーニングブレードとの間に生じる間隙に、潤滑剤を含み、且つ下記式(A)を満たすチキソ性組成物を供給する供給手段と、
を少なくとも備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
・式(A):η(1)/η(100)≧18
(式(A)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
前記チキソ性組成物が、さらに下記式(A1)を満たす請求項6又は7に記載のプロセスカートリッジ。
・式(A1):79≧η(1)/η(100)≧34.8
(式(A1)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
前記チキソ性組成物が、さらに下記式(A2)を満たす請求項6又は7に記載のプロセスカートリッジ。
・式(A2):78≧η(1)/η(100)≧52
(式(A2)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
前記チキソ性組成物が、さらに下記式(B)を満たす請求項6〜9のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
・式(B):500≧η(1)≧50
(式(B)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
請求項3に係る発明によれば、チキソ性組成物が式(A1)を満たさない場合に比べ、よりゴーストの発生が抑制された画像形成装置が提供される。
請求項4に係る発明によれば、チキソ性組成物が式(A2)を満たさない場合に比べ、よりゴーストの発生が抑制された画像形成装置が提供される。
請求項5に係る発明によれば、チキソ性組成物が式(B)を満たさない場合に比べ、クリーニングブレードを長寿命化する画像形成装置が提供される。
請求項8に係る発明によれば、チキソ性組成物が式(A1)を満たさない場合に比べ、よりゴーストの発生が抑制されたプロセスカートリッジが提供される。
請求項9に係る発明によれば、チキソ性組成物が式(A2)を満たさない場合に比べ、よりゴーストの発生が抑制されたプロセスカートリッジが提供される。
請求項10に係る発明によれば、チキソ性組成物が式(B)を満たさない場合に比べ、クリーニングブレードを長寿命化するプロセスカートリッジが提供される。
第1実施形態に係る画像形成装置は、図1〜図2に示すように、例えば、矢印Aで示される時計回り方向に回転する電子写真感光体10(像保持体の一例)と、電子写真感光体10の表面を帯電する帯電装置20(帯電手段の一例)と、帯電した電子写真感光体10の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置30(静電潜像形成手段の一例)と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、電子写真感光体10に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像装置40(現像手段の一例)と、トナー像を記録紙P(被転写体の一例)に転写する転写装置50(転写手段の一例)と、トナー像の転写後、電子写真感光体10の表面に接触させて、電子写真感光体10の表面をクリーニングするクリーニングブレード72を有するクリーニング装置70(クリーニング手段の一例)と、電子写真感光体10とクリーニングブレード72の接触部よりも電子写真感光体10の回転方向の上流側において、電子写真感光体10とクリーニングブレード72との間に生じる間隙に配置されるチキソ性組成物75と、を少なくとも備えている。また、本実施形態に係る画像形成装置101は、トナー像が形成された記録紙Pを搬送しつつ、トナー像を定着させる定着装置60(定着手段の一例)が設けられている。
そして、チキソ性組成物75は、潤滑剤を含み、且つ式(A)を満たしている。
また、同一の画像を連続で出力した場合、電子写真感光体10の表面上において画像部と非画像部とが固定化され、クリーニングブレード72にかかる力が不均一となり易くなる。この場合、電子写真感光体10の回転トルクが上昇し、クリーニングブレード72の姿勢が不安定となって、トナー及びトナーから移動した外添剤のすり抜けが発生し易くなる。
その結果、クリーニングブレード72をすり抜けた外添剤が存在する電子写真感光体10の表面上にトナーが現像される現象(以下、「ゴースト」と称する」が生じる。
また、トナー及びトナーから移動した外添剤のすり抜けによって、クリーニングブレード72及び電子写真感光体10に部分的に過剰な機械的負荷が掛かることになり、長寿命化が実現され難くなる。
この理由は、以下に示す理由と考えられる。
この状態で配置されるクリーニングブレード72のプレニップ部72Bにチキソ性組成物75が存在すると、クリーニングブレード72の姿勢が安定しているときは、チキソ性組成物75に対して剪断力が掛かり難い状態となっている。剪断力が掛かり難い状態では、チキソ性組成物75はそのチキソ性という特性から粘度が高い状態でプレニップ部72Bに滞留すると考えられる。これにより、滞留したチキソ性組成物75によって、遊離した外添剤の捕獲機能が高まり、当該外添剤のすり抜けが抑制されると考えられる。
電子写真感光体10としては、例えば、導電性基体上に設けられる感光層が無機材料で構成される無機感光体や、感光層が有機材料で構成される有機感光体などが挙げられる。 有機感光体としては、導電性基体上に、導電性露光により電荷を発生する電荷発生層と、電荷を輸送する電荷輸送層を積層する機能分離型の感光体や、導電性基体上に、電荷を発生する機能と電荷を輸送する機能を同一の層が果たす単層型感光層を設けた感光体が挙げられる。また、無機感光体としては、導電性基体上に、アモルファスシリコンにより構成された感光層を設けた感光体が挙げられる。
なお、電子写真感光体10の形状には、円筒状に限られず、例えば、シート状、プレート状等、公知の形状が採用される。
帯電装置20としては、例えば、導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が挙げられる。
帯電装置20としては、例えば、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も挙げられる。
露光装置30としては、例えば、電子写真感光体10表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は電子写真感光体10の分光感度領域にあるものがよい。半導体レーザの波長としては、例えば、780nm前後に発振波長を有する近赤外がよい。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。
露光装置30としては、例えば、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力する面発光型のレーザー光源も有効である。
現像装置40としては、例えば、二成分系現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。現像装置40としては、現像機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて周知の現像装置から選択される。例えば、現像装置40は、二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体10に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。現像装置40は、中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものがよい。
現像装置に収容される現像剤は、例えば、トナー粒子及び外添剤を含むトナーと、キャリアと、を有する周知の二成分系現像剤が挙げられる。なお、現像剤は、トナー単独で構成される周知の一成分系現像剤であってもよい。
転写装置50としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
クリーニング装置70は、例えば、筐体71と、クリーニングブレード72と、を備えている。
クリーニングブレード72は、例えば、電子写真感光体10の回転軸に沿った方向に延びた板状のものであって、電子写真感光体10の回転方向(矢印A)の上流側に、先端部が圧力を掛けつつ接触されるように設けられている。
具体的には、クリーニングブレード72は、例えば、他端が固定され、他端の自由端の先端を電子写真感光体10の表面に対向させると共に、電子写真感光体10の回転方向とは逆方向側に向くように、配置されている。そして、クリーニングブレード72は、例えば、その自由端にうち電子写真感光体10の回転方向の下流側の端面(又は縁部)を電子写真感光体10の表面に押し付けるようにして接触させる一方で、上流側の端面が電子写真感光体10の表面から離間するようにして設けられている。
クリーニングブレード72を構成する材料としては、ウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、プロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられる。これらの中で、ウレタンゴムがよい。
ウレタンゴム(ポリウレタン)は、例えば、通常ポリウレタンの形成に用いられるものであれば特に限定されないが、例えばポリエチレンアジペート、ポリカプロラクトンなどのポリエステルポリオールなどのポリオールとジフェニルメタンジイソシアネートなどのイソシアネートとからなるウレタンプレポリマー及びたとえば1,4−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、エチレングリコールやこれらの混合物などの架橋剤を原料とするものよい。
接触荷重Nは、以下式で求められる値である。
・式:接触荷重N=(d×E×t3)/(4×L3)
(式中、dは感光体に対するブレードの食い込み量(mm)を示し、Eはブレードのヤング率(Pa)を示し、tはブレード厚(mm)、Lはブレードの自由長(mm)を示す。)
この接触角度αは、以下式で求められる値である。
・接触角度α=θ−tan−1(3d/2L)
(式中、θはブレードの設定角度(度)を示し、dは感光体に対するブレードの食い込み量(mm)を示し、Lはブレードの自由長(mm)を示す。)
この食い込み量とは、図4に示すように、電子写真感光体10がなかったと仮定した場合において、クリーニングブレード72の先端Tが電子写真感光体10外周の仮想線Iに対し内側に入り込んだときの、先端Tと仮想線Iとの距離(先端Tと電子写真感光体10回転軸中心Oとを結ぶ方向についての距離)である。
なお、図4では、電子写真感光体10がなかったと仮定した場合のクリーニングブレード72を実線で表し、クリーニングブレード72及び電子写真感光体10の装置内での実際の配置状態を二点鎖線で表している。また、先端Tにおける荷重の方向は、電子写真感光体回転中心Oに向かう方向(図4中矢印で表す)である。
この設定角度とは、図5に示すように、電子写真感光体10の軸方向から見たとき、当該電子写真感光体10表面に対してクリーニングブレード72(その先端)を圧接し、その先端が屈曲した状態において、当該クリーニングブレード72の非屈曲部の厚み方向の対向面に沿った仮想線Pと、当該仮想線Pが電子写真感光体10表面と接する点の接線Qとが交差する角度(鋭角)を意味する。なお、図5中、72Aは、クリーニングブレード72を支持する支持部材72A(筐体71又は別途設けた支持部材)を示す。
この自由長とは、図6に示すように、クリーニングブレード72の自由端の先端からクリーニングブレード72の支持部(支持部材72A(筐体71又は別途設けた支持部材)による支持領域と非支持領域との境界)までの距離Lを示す。
このヤング率Eは、単位断面積にかかる力ΔSと単位長さでの伸びΔaを測定することにより下記式より算出する。
・式:E=ΔS/Δa
ここで、ΔSは、負荷Fとサンプルの膜厚t、サンプル幅wより、また、Δaは、サンプル基準長さL、負荷印加時のサンプル伸びΔLより、それぞれ下記のようにして算出される。
・式:ΔS=F/(w×t)
・式:Δa=ΔL/L
ヤング率の測定には、市販の引張り試験機を使用する。例えば、アイコーエンジニアリング社製引張り試験機MODEL−1605Nが使用される。
チキソ性組成物75は、潤滑剤を含み、且つ下記式(A)(望ましくは下記式(A1)、より望ましくは下記式(A2))を満たしている。
・式(A) : η(1)/η(100)≧18
・式(A1):79≧η(1)/η(100)≧34.8
・式(A2):78≧η(1)/η(100)≧52
・式(B) :500≧η(1)≧50
・式(B1):400≧η(1)≧50
・式(B2):300≧η(1)≧80
一方、「η(1)」を500Pa・s以下とすることにより、プレニップ部72Bで滞留したチキソ性組成物75による電子写真感光体10の回転負荷(回転トルク)の上昇を抑え、クリーニングブレード72及び電子写真感光体10に過剰な機械的な負荷が掛かり難くなる。
そして、「η(1)」、及び「η(100)」は、クリーニングブレードのプレニップ部72Bから、チキソ性組成物75を採取した試料に対して、Brookfield社製「RS−CPSコーンプレート型 R/Sレオメーター(スピンドル「RC3−25−1」を適用)を用いて、温度30度で測定した値である。
これらの中でも、潤滑剤としては、クリーニングブレード72及び電子写真感光体10の長寿命化の観点から、ジメチルシリコーンオイルがよい。
無機粒子としては、シリカ、酸化チタン、ペンナイト、モンモリロナイト、ベントナイト、炭酸カルシウム等が挙げられる。
有機粒子としては、水添ひまし油、脂肪酸アマイド、ポリオレフィン、カルシウム石鹸、ナトリウム石鹸、アルミニウム石鹸、リチウム石鹸、PTFE等の粒子が挙げられる。
これらの中でも、粒状物としては、無機粒子がよい。無機粒子(特に、トナーと同種の無機材料で構成される粒子)は、トナーの外添剤との親和性が高く、チキソ性組成物75による外添剤捕獲機能が高まり、クリーニング不良が抑制され易くなる。その結果、外添剤のすり抜けが発生し難くなり、ゴーストの発生が抑制され易くなる。
なお、無機粒子の体積平均粒径は、チキソ性組成物75に配合された状態の無機粒子の一次粒子100個をSEM(Scanning Electron Microscope)装置により観察し、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から球相当径を測定する。得られた球相当径の累積頻度における50%径(D50v)を無機粒子の平均粒径(つまり体積平均粒径)とする。
プロセスカートリッジ101Aの構成は、これに限られず、例えば、少なくとも、電子写真感光体10とクリーニング装置70とチキソ性組成物75とを備えていればよく、その他、例えば、帯電装置20、露光装置30、現像装置40、及び転写装置50から選択される少なくとも一つを備えていてもよい。
第2実施形態に係る画像形成装置102は、図7に示すように、電子写真感光体10とクリーニングブレード72のニップ部72Aによりも電子写真感光体10の回転方向の上流側において、電子写真感光体10とクリーニングブレード72との間に生じプレニップ部72Bに、チキソ性組成物75を供給する供給装置80(チキソ性組成物75を供給する供給手段の一例)を備える。
つまり、本実施形態に係る画像形成装置102は、第1実施形態において、予めプレニップ部72Bにチキソ性組成物75を配置するのに代えて、チキソ性組成物75を供給する供給装置80を備える態様である。
供給装置80は、例えば、筐体81と、電子写真感光体10に接触して配置される回転ブラシ82と、回転ブラシ82に接触して配置される固形状のチキソ性組成物75(剪断力が付与されていない状態で固形状のチキソ性組成物75)と、を備える。
供給装置80では、回転ブラシ82の回転に伴って、回転ブラシ82によりチキソ性組成物75が削り取られ、回転ブラシ82に付着したチキソ性組成物75が電子写真感光体10の表面に付着する。そして、電子写真感光体10の表面に付着したチキソ性組成物75は、電子写真感光体10の回転に伴い、クリーニングブレード72のプレニップ部72Bに供給される。
なお、供給装置80は、クリーニング装置70と一体的に設けられていてもよい。つまり、クリーニング装置70が、例えば、筐体81と、クリーニングブレード72と、回転ブラシ82と、チキソ性組成物75と、を備える態様であってもよい。
また、当該供給手段としては、例えば、トナーの外添剤として、表面に無機粒子が付着し、且つ潤滑剤が含浸した熱可塑性エラストマー粒子を外添し、トナーと共に、熱可塑性エラストマー粒子をクリーニングブレード72のプレニップ部72Bに供給する手段であってもよい。本手段の場合、熱可塑性エラストマー粒子がプレニップ部72Bに供給されると、プレニップ部72Bでの圧力により当該粒子が潰れ、含浸していた潤滑剤が滲み出て、これが無機粒子と混合されることでチキソ性組成物75となり、その結果、チキソ性組成物75がクリーニングブレード72のプレニップ部72Bに供給される。
プロセスカートリッジの構成は、これに限られず、例えば、少なくとも、電子写真感光体10とクリーニング装置70と供給装置80とを備えてえればよく、その他、例えば、帯電装置20、露光装置30、現像装置40、転写装置50から選択される少なくとも一つを備えていてもよい。
なお、特に断りがない限り、「部」とは「質量部」、{%}とは「質量%」を意味する。
(トナー粒子(1))
−ポリエステル樹脂分散液の調製−
・テレフタル酸 30mol%
・フマル酸 70mol%
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 20mol%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 80mol%
攪拌装置、窒素導入管、温度センサー、精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに上記モノマーを仕込み、1時間を要して190℃まで上げ、反応系内が攪拌されていることを確認した後、ジブチル錫オキサイド1.2質量部を投入した。
さらに生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃でさらに3時間脱水縮合反応を継続し、酸価が12.0mg/KOH、重量平均分子量9700であるポリエステル樹脂を得た。
別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37質量%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で、上記非晶質ポリエステル樹脂1溶融体と同時にキャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に移送した。
回転子の回転速度が60Hz、圧力が5kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、平均粒径0.16μm、固形分量30質量部のポリエステル樹脂からなる樹脂分散液を得た。
・シアン顔料(銅フタロシアニンB15:3:大日精化社製) 45質量部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬社製) 5質量部
・イオン交換水 200質量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)により10分間分散し、中心粒径168nm、固形分量22.0質量部の着色剤分散液を得た。
・パラフィンワックス HNP9(融点75℃:日本精鑞社製) 45質量部
・カチオン性界面活性剤 ネオゲンRK(第一工業製薬社製) 5質量部
・イオン交換水 200質量部
上記成分を95℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、中心径200nm、固形分量20.0質量部の離型剤分散液を得た。
・ポリエステル樹脂分散液 278.9質量部
・着色剤分散液 27.3質量部
・離型剤分散液 35質量部
その後、0.5mol/lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを9.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら96℃まで加熱し、5時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水で洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これを更に40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで攪拌・洗浄した。
これを更に5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmtとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続した。
このようにして、トナー粒子(1)を得た。
48℃で50分保持した後、樹脂分散液を追加し、更に90℃で3時間保持した以外は、トナー粒子(1)と同様にして、トナー粒子(2)を得た。
(大径無機粒子(1))
−アルカリ触媒溶液準備工程〔アルカリ触媒溶液(1)の調製〕−
金属製撹拌棒、滴下ノズル(テフロン(登録商標)製マイクロチューブポンプ)、及び、温度計を有した容積3Lのガラス製反応容器にメタノール300質量部、10%アンモニア水48.4質量部を入れ、攪拌混合して、アルカリ触媒溶液(1)を得た。このときのアルカリ触媒溶液(1)のアンモニア触媒量:NH3量(NH3〔mol〕/(アンモニア水+メタノール)〔L〕)は、0.73mol/Lであった。
次に、アルカリ触媒溶液(1)の温度を35℃に調整し、アルカリ触媒溶液(1)を窒素置換した。その後、アルカリ触媒溶液(1)を撹拌しながら、テトラメトキシシラン(TMOS)450質量部と、触媒(NH3)濃度が4.44質量%のアンモニア水270質量部とを、下記供給量で、同時に滴下を開始し、20分かけて滴下を行い、シリカ粒子の懸濁液(シリカ粒子懸濁液(1))を得た。
また、4.44質量%アンモニア水の供給量は、0.84質量部/minとした。これは、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に対して0.239mol/minに相当する。
得られた親水性シリカ粒子の懸濁液(親水性シリカ粒子分散液)を、スプレードライにより乾燥して、溶媒を除去し、親水性シリカ粒子の粉末を得た。得られた親水性シリカ粒子の粉末100質量部をミキサーに入れ、窒素雰囲気下で200℃に加熱しながら200rpmで撹拌し、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)を親水性シリカ粒子の粉末に対し、30質量部滴下し2時間反応させた。その後、冷却させ疎水処理された疎水性シリカ粒子の粉末を得た。
アルカリ触媒溶液準備工程、粒子生成工程で、10%アンモニア水量を50.8質量部(NH3量0.76mol/L)に変更した以外は、大径無機粒子(1)と同様にして、大径無機粒子(2)を得た。
(キャリア(1)の作製)
・綜研化学社製「ポリメタクリル酸メチル(PMMA)樹脂(Mw72,000、Mn36,000): 3質量部
・和光純薬工業株式会社 トルエン(特級): 30質量部
・芯材[パウダーテック社製磁性粉「Mn−Mgフェライトコア(体積平均粒径30μm、飽和磁化55A/m2/kg(1kOe時)、真比重4.6g/cm3)]: 100質量部
上記組成のうち、PMMA樹脂をトルエンに溶解させPMMA樹脂のトルエン溶液を作製する。次に、芯材であるフェライトコア(磁性粉)を80℃に加熱したニーダーに投入し、攪拌させる。フェライトコアが50℃になった時点で、PMMAのトルエン溶液を投入し、密閉し10分攪拌させる。
次に、攪拌したまま、真空にし、トルエンを蒸発させる。30分後真空を解除し、取り出す。そして、放置冷却させ30℃になった後、45μm篩分を実施し、キャリア(1)を得た。
(現像剤(1)の作製)
トナー粒子(1)100質量部に、JMT−150IB(テイカ株式会社製)1質量部、大径無機粒子(1)2.0質量部を加え、5リットルヘンシェルミキサーを用い、周速30m/sで15分間ブレンドを行った後、45μmの目開きの篩を用いて粗大粒子を除去して、トナー(1)を得た。
その後、トナー(1)8質量部と、キャリア(1)92質量部と、V−ブレンダーを用い40rpmで20分間攪拌し、177μmの網目を有するシーブで篩うことにより現像剤(1)を得た。
表1に従ったトナー粒子及び大型無機粒子の組み合わせとした以外は、トナー(1)と同様にして、各トナー(2)〜(4)を得た。但し、トナー(2)は、大型無機粒子に加え、シリコーンオイルで処理された体積平均粒径40nmの気相法シリカ1.5質量部をさらに加えて得た。
そして、各トナー(2)〜(4)を各々用いた以外は、現像剤(1)と同様にして、各現像剤(2)〜(4)を得た。
(チキソ性組成物(1)の作製)
潤滑剤としてジメチルシリコーンオイル:商品名「KF96−300cs信越化学工業株式会社製)」、動粘度(25℃):300mm2/s)100質量部に、無機粒子としてシリカ粒子(「PM20(株式会社トクヤマ製」、体積平均粒径12nm)7.5質量部を加え、攪拌することにより、チキソ性組成物(1)を得た。
表2に従った組成とした以外は、チキソ性組成物(2)〜(12)を得た。
但し、材料の詳細は、以下の通りである。
・KF96−100CS: ジメチルシリコーンオイル(商品名「KF96−100CS(信越化学工業株式会社製)」、動粘度(25℃):100mm2/s)
・KF96−300CS: ジメチルシリコーンオイル(商品名「KF96−300CS(信越工業株式会社製)」、動粘度(25℃):300mm2/s)
・ハイホワイト350: 流動パラフィン(商品名「ハイホワイト350(JX日鉱日石エネルギー株式会社製)」、動粘度(25℃):92mm2/s)
・PM20 シリカ粒子(「PM20(株式会社トクヤマ製」、体積平均粒径12nm)
・ベンゲル ブライト11: ベントナイト(商品名「ベンゲル ブライト11(林化成株式会社社製)」)
・カルファインN−350: 炭酸カルシウム(商品名「カルファインN−350、丸尾カルシウム株式会社製」、体積平均粒径50nm)
表3に示す現像剤を、FujiXerox社製「700 Digital Color Press」の現像器に充填した。但し、本機は、接触荷重1.6gf/mm(1.57N/mm)、接触角度10度、食い込み量1.0mm、ブレード設定角度27.5度、自由長10mmとなるクリーニングブレードを備えるように改造した。
試験前に、クリーニングブレードのプレニップ部に供給されたチキソ性組成物を採取し、既述の方法により、「η(1)」、「η(100)」を測定した。
ゴースト評価は、画像密度30%の画像と1%の画像を1000枚ずつ交互に出力し、合計で100000枚出力した。その後、1%の画像1000枚出力後、画像密度30%の画像を出力し、その20枚目を採取した。
そして、採取した出力画像について、濃度測定装置(X−rite社製、Xrite530)にて非画像部の濃度と非画像部のうちゴースト発生部の濃度とを各10点測定して平均化し、その差ΔL*を求めて、ゴースト評価を行った。
評価基準は、以下の通りである。
◎:0.1未満
○:0.1以上0.3未満
△:0.3以上0.5未満
×:0.5以上
××:トナーすり抜けによる色筋発生
感光体寿命は、ゴースト評価で、100000枚出力後、感光体の感光層の膜厚を測定し、出力前との差を調べて、評価した。
評価基準は、以下の通りである。
◎:初期膜厚に対し95%以上
○:初期膜厚に対し90%以上95%未満
△:初期膜厚に対し85%以上90%未満
×:初期膜厚に対し85%未満
感光体寿命は、ゴースト評価において、100000枚出力中の画像を確認し、クリーニングブレードと画像のゴースト発生位置、トナーすり抜け発生箇所の引き当てを評価した。
評価基準は、以下の通りである。
◎:ブレード偏摩耗によるゴースト、色筋発生なし
○:ブレード偏摩耗によるゴースト発生
△:ブレード偏摩耗による0.5mm以下の色筋発生
×:ブレード偏摩耗による色筋発生
特に、式(A2)を満たす実施例1〜3、5、6は、式(A1)を満たすが式(A2)を満たさない実施例4、9、11に比べ、ゴースト評価について、より良好な結果が得られたことがわかる。また、式(A1)を満たす実施例4、9、11は、式(A)を満たすが式(A1)を満たさない実施例7、8、10、12に比べ、ゴースト評価について、より良好な結果が得られたことがわかる。
また、式(A)及び式(B)を共に満たす実施例7、8、9、12は、式(A)を満たすが式(B)を満たさない実施例10、11に比べ、クリーニングブレード寿命について、良好な結果が得られたことがわかる。
11 筐体
20 帯電装置
30 露光装置
40 現像装置
50 転写装置
60 定着装置
70 クリーニング装置
71 筐体
72 クリーニングブレード
75 チキソ組成物
101 画像形成装置
101A プロセスカートリッジ
P 記録紙
Claims (10)
- 像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
前記トナー像の転写後、前記像保持体の表面に接触させて、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
前記像保持体と前記クリーニングブレードとの接触部よりも前記像保持体の回転方向の上流側において、前記像保持体と前記クリーニングブレードとの間に生じる間隙に配置されるチキソ性組成物であって、潤滑剤を含み、且つ下記式(A)を満たすチキソ性組成物と、
を少なくとも備える画像形成装置。
・式(A):η(1)/η(100)≧18
(式(A)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。) - 像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を被転写体に転写する転写手段と、
前記トナー像の転写後、前記像保持体の表面に接触させて、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
前記像保持体と前記クリーニングブレードとの接触部よりも前記像保持体の回転方向の上流側において、前記像保持体と前記クリーニングブレードとの間に生じる間隙に、潤滑剤を含み、且つ下記式(A)を満たすチキソ性組成物を供給する供給手段と、
を少なくとも備える画像形成装置。
・式(A):η(1)/η(100)≧18
(式(A)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。) - 前記チキソ性組成物が、さらに下記式(A1)を満たす請求項1又は2に記載の画像形成装置。
・式(A1):79≧η(1)/η(100)≧34.8
(式(A1)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。) - 前記チキソ性組成物が、さらに下記式(A2)を満たす請求項1又は2に記載の画像形成装置。
・式(A2):78≧η(1)/η(100)≧52
(式(A2)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。) - 前記チキソ性組成物が、さらに下記式(B)を満たす請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
・式(B):500≧η(1)≧50
(式(B)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。) - 像保持体と、
トナー像の転写後、前記像保持体の表面に接触させて、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
前記像保持体と前記クリーニングブレードとの接触部よりも前記像保持体の回転方向の上流側において、前記像保持体と前記クリーニングブレードとの間に生じる間隙に配置されるチキソ性組成物であって、潤滑剤を含み、且つ下記式(A)を満たすチキソ性組成物と、
を少なくとも備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
・式(A):η(1)/η(100)≧18
(式(A)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。) - 像保持体と、
トナー像の転写後、前記像保持体の表面に接触させて、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
前記像保持体と前記クリーニングブレードとの接触部よりも前記像保持体の回転方向の上流側において、前記像保持体と前記クリーニングブレードとの間に生じる間隙に、潤滑剤を含み、且つ下記式(A)を満たすチキソ性組成物を供給する供給手段と、
を少なくとも備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
・式(A):η(1)/η(100)≧18
(式(A)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。) - 前記チキソ性組成物が、さらに下記式(A1)を満たす請求項6又は7に記載のプロセスカートリッジ。
・式(A1):79≧η(1)/η(100)≧34.8
(式(A1)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。) - 前記チキソ性組成物が、さらに下記式(A2)を満たす請求項6又は7に記載のプロセスカートリッジ。
・式(A2):78≧η(1)/η(100)≧52
(式(A2)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。η(100)は、温度30℃で剪断力100s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。) - 前記チキソ性組成物が、さらに下記式(B)を満たす請求項6〜9のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
・式(B):500≧η(1)≧50
(式(B)中、η(1)は、温度30℃で剪断力1s−1を付与したときの前記チキソ性組成物の粘度(Pa・s)を示す。)
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