JP4827554B2 - 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置において感光体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置、これを備えたプロセスカートリッジ並びにこのプロセスカートリッジを使用する画像形成装置に関する。またこれらプロセスカートリッジや画像形成装置で使用するトナーにも関する。
従来、ブラシローラで感光体に固形潤滑剤を塗布する画像形成装置において、ブラシローラに固形潤滑剤をバネで加圧して押し付ける方式が多く採用されているが、経時的な加圧力の変動を小さくするために、加圧バネのバネ定数を小さくすることが望ましいとされている。
また省スペース化のために、バネ定数の小さなバネを配置しようとして、長円形状のバネを採用している例がある。しかしこの例では、バネを固形潤滑剤(の保持部材)に保持する際に、長円形状のスプリングの長軸方向で保持しようとすると、スプリングの内径のばらつきによって組み付けが困難になる等の不具合がある。
特開2005−321833 特開2005−195720 特開2005−140875 特許第3717693号
本発明は上記問題点に鑑みて、固形潤滑剤(およびその保持部材)への加圧スプリングを容易に保持できる構成を提供することを目的とする。
本発明の請求項1に係る潤滑剤塗布装置は、
棒状に成形された固形潤滑剤を、該固形潤滑剤の長手方向が長軸となる長円形状の圧縮コイルバネで加圧してブラシローラに押し付け、
前記ブラシローラが前記固形潤滑剤を掻き取って感光体表面に塗布する構成を備えて画像形成装置に用いる潤滑剤塗布装置であって、
前記圧縮コイルバネを前記固形潤滑剤に取り付けて保持するために前記圧縮コイルバネの短軸側の内径と2点で当接する突起を前記固形潤滑剤の保持部材に設けた
ことを特徴とする。
同請求項2に係るものは、請求項1記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材に設けられた突起が円柱形状であることを特徴とする。
同請求項3に係るものは、請求項1記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材に設けられた突起を、該突起の長軸側の長さが前記圧縮コイルバネの長軸側の内径よりも短い楕円形状としたことを特徴とする。
同請求項4に係るものは、請求項1から3のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材が板金で構成されており、前記突起が該板金製の保持部材に設けられたエンボスであることを特徴とする。
同請求項5に係るものは、請求項1から3のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材が樹脂であり、前記突起が前記樹脂製の保持部材と一体成形して設けられていることを特徴とする。
同請求項6に係るものは、請求項1から5のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材に設けられた突起の先端にテーパを設けたことを特徴とする。
同請求項7に係るものは、請求項1から5のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材に設けられた突起の先端を円錐状としたことを特徴とする。
同請求項8に係るものは、請求項1から5のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材に設けられた突起の先端をR形状としたことを特徴とする。
同請求項9に係るものは、請求項1から8のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする。
本発明の請求項10に係るプロセスカートリッジは、請求項1から9のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置を備え、画像形成装置に用いることを特徴とする。
同請求項11に係るものは、請求項10に記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが体積平均粒径(Dv)が3〜8μmの範囲にあり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)で定義される分散度が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする。
同請求項12に係るものは、請求項10に記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが形状係数SF−1で100〜180の範囲にあり、かつ形状係数SF−2で100〜180の範囲にあることを特徴とする。
同請求項13に係るものは、請求項10に記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが略球形であり、長軸と短軸の比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸の比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3の関係を満足することを特徴とする。
本発明の請求項14に係る画像形成装置は、請求項10から13のいずれかに記載のプロセスカートリッジを着脱可能に備えることを特徴とする。
本発明は、固形潤滑剤保持部材への加圧バネ保持形状を円柱あるいは楕円形状とすることで、長円形状バネの短軸側において2点で当接する構成としたため、従来、板状の保持部材で長円形状バネの長軸側で4点で当接して保持していたのに比べ、取り付けを容易にすることができる。
本発明では前記固形潤滑剤保持部材をプロセスカートリッジ組み合わせることで、あるいはそのプロセスカートリッジを用いた画像形成装置とすることで、高画質でクリーニング性に優れた画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することができる。
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
図1は本発明の実施対象となるカラー画像形成装置の構成図である。図示の画像形成装置はイエロー(以下Y)、シアン(以下C)、マゼンダ(以下M)、ブラック(以下K)の4色トナーから一画像を形成する装置である。この画像形成装置は、像担持体として4つの感光体1Y、1C、1M、1Kを備えており、それぞれ中間転写ベルト31に接触しながら図中Aの方向に回転駆動する。
図2は4つの作像ユニットのうちの1つの概略図で、図1の装置では4色とも同一構成のため1つについて図示する。各作像ユニットは、各感光体1の周りに、感光体1表面に電荷を与える帯電装置2、感光体1表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置4、感光体1表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置3、トナー像転写後の感体光1表面のクリーニングをするクリーニング装置8がそれぞれ配置されている。
次にこのような画像形成装置においてカラー画像を得る過程について説明する。
図1において図中左からイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナーが充填されたトナーを補給するトナーボトル10から図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置4にトナーが補給される。転写紙20が、給紙コロ21でフィードされ2次転写ローラ34と中間転写ベルト31のニップに搬送される。なお、あらかじめ帯電ローラ2aによって一様に帯電された感光体ドラム1は、書き込みユニット25によってレーザー光にて露光走査され、感光体ドラム1上に静電潜像が作られる。
各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置4により現像され、これにより感光体ドラム1表面にイエロー、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。次に転写ローラ32に電圧が印加され各感光体ドラム1上のトナーが、中間転写ベルト31上に順次転写されていく。このとき、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト31の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
中間転写ベルト31上に形成された画像は、2次転写ローラ34の位置まで搬送され転写紙20に2次転写される。各色のトナー像が転写された転写紙20は定着ユニット40に搬送されて熱定着され排紙ローラ41で排紙される。なお、感光体上ドラム1上の残留トナーは、それぞれのクリーニング手段8によって、また中間転写ベルト31上の残留トナーは転写クリーニング手段33によってクリーニングされ、これらの廃トナーは各クリーニングユニット内の廃トナー搬送スクリュにより、プロセスカートリッジから画像形成装置に設けられた図示しない廃トナーボトルに排出される。
次に潤滑剤塗布装置3について詳細に説明する。潤滑剤塗布装置3は、固定されたケース内に固形潤滑剤3bと、固形潤滑剤3bに接触して潤滑剤を削り取り、感光体1に塗布するブラシローラ3aとを備える。固形潤滑剤3bは保持部材3cに両面テープあるいは接着剤などで固定されており加圧部材3dによってブラシローラ3a側に付勢されている。固形潤滑剤3bはブラシローラ3aによって削り取られて経時的にその厚みが減少するが、加圧部材3cで加圧されているため常時ブラシローラ3aに当接している。ブラシローラ3aは回転しながら削り取った潤滑剤を感光体1表面に塗布する。
図3は、潤滑剤塗布装置3の固形潤滑剤3bの構成を示す図であり、長手方向を正面として見た図である。固形潤滑剤3bは脂肪酸金属塩、フッ素系樹脂等からなるものが使用できるが、特に脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩としては、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、スタエリン酸、アレイン酸等の直鎖状炭化水素の脂肪酸金属塩が挙げられ、金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム。亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チラン、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄などが好ましく、特にステアリン酸亜鉛が好ましい。
上記のような脂肪酸金属塩を直方体状に成形した固形潤滑剤3bは、潤滑剤保持部材3cに固定されている。潤滑剤保持部材3cには固形潤滑剤3bをブラシローラ3a側に付勢する加圧部材3dが長手方向に対して複数配置されている。
加圧部材3dとしては板バネ、圧縮バネ等のバネが良く、特に図3に示すように圧縮バネを好適に用いることができる。また固形潤滑剤3bは前述したように径時的に減少していくため、経時的に加圧力が減少していくことになる。従って、経時的にバネ圧が大きく変化しないようにバネ定数を小さくすることが望まれる。バネ定数を小さくするには圧縮バネの径を大きくするのが容易な方法であるが、プロセスカートリッジを小型化する場合、径が大きいバネは配置することができない場合がある。
そこで小型のプロセスカートリッジにバネ定数の小さいバネを採用する手段として、長円形状のバネを採用している例もある。これは円の周長と長円の周長を同じ長さとして計算することで、長円を円と仮定したものである。例えば、直径5mmのバネの場合の周長は4mm×6mmの長円形状の周長とほぼ同じになる。従って、バネを配置するケースの高さ方向のスペースが5mmしかない場合、例えばバネの線経が0.3mmとすると、直径5mmのバネは入らないが4mm×6mmの長円形状のバネなら入るため、省スペースにバネ定数の小さいバネを配置することができる。
従来この長円形状のバネ3dを固形潤滑剤保持部材3cに取り付ける際、保持部材3cに設けた平板状の突起3eに差し込み、長円の長軸側で当接させる構成としていた(図4)。これによりバネ3dの位置を決めて保持部材3cに保持することができるが、突起3eと長円形状のバネ3dの内径は4箇所で接するため、バネ3dの内径のばらつきで内径が小さいものがあったりすると、バネ3dが突起3eの4隅をかじって入れるため、入れづらいなどの問題もあった(図5a)。また保持部材3cが板金であって、突起3eを保持部材3cから切り起こして設けた場合、保持部材には穴3fが存在するため、バネ3dの座の全面を保持部材3cで受けられないことになり、バネ3dが傾いて取り付けられたり、圧が正常にかからないなどの不具合が発生する恐れもあった(図5b)。
そこで本例では長円形状のバネ3dを差し込む保持部材3cの突起を円柱形状とした(図6)。保持部材の突起3gが円柱形状であることで、バネ3dの短軸側の内周2ヶ所で当接するため、板状突起3eの場合の4箇所に比べると当接する位置が減るため、よりバネを保持部材に取り付けやすくすることができる。
また保持部材の突起の形状を長軸側の長さ(d1)がバネ3dの長軸側の内径(d2)よりも小さい楕円形状突起3hにすれば、取り付けた際にバネ3dが長手方向に動く範囲を小さくできるため、長軸側の位置もあまりばらつくことがないので、より有効である(図7)。
突起3g(3h)は保持部材3cが板金の場合エンボスで作製することができるし、樹脂の場合も一体化して成形することができる。この場合、保持部材には前述した穴3fは存在しないため、バネ3dの座の全面を保持部材で受けることができないため、バネが傾いて取り付けられるなどの不具合はなくなる(図7)。また突起3g(3h)の先端にテーパを付けたり、円錐形状にしたり、球形状にすることでバネ3dを保持部材の突起にさらに取り付けやすくできる(図8〜図10)。
なお本例の画像形成装置の現像装置4で使用するトナーは、平均円形度0.93以上と円形度の高いトナーが好ましい。円形度の高いトナーは、ブレード方式のクリーニングでは感光体1とクリーニングブレードの隙間に入り込み、すり抜けやすいが、転写率が高いことで、転写残トナー量が少ない。また、トナーが略球形に近いトナーが一層好ましい。略球形トナーは、以下の形状係数SF−1、SF−2の値で規定することができる。本画像形成装置で用いるトナーとしては、形状係数SF−1が100〜180、形状係数SF−2が100〜180のトナーである。
図9は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数SF−1は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式(1)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる形状の最大長MXLNGの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
<式1>
SF−1={(MXLNG)/AREA}×(100π/4)
このSF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される。トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
<式2>
SF−2={(PERI)/AREA}×(100π/4)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡(S−800:日立製作所製)でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置(LUSEX3:ニレコ社製)に導入して解析して計算した。
トナーの形状が略球形になると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体1との接触合点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体1との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。さらに、ブラシ状ローラ41によるバイアスに対応して回収・放出されやすい。尚、SF−1とSF−2が大きくなると、正規帯電トナーT0及び逆帯電トナーT1のいずれも回収・放出されにくいために、前の画像が表れたるゴースト画像、地肌カブリ等の異常画像の発生することがあるため、SF−1とSF−2は180を越えない方が好ましい。
また、トナーの体積平均粒径が3〜8μmであり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にある小粒径で粒径分布も狭くすることで、帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、転写率を高くすることができることで、一時保持手段40に対する回収トナー量を減らすことができ、画像形成装置の安定性を向上させることで長期間使用することができる。このような小粒径トナーは、外添剤微粒子等の含有率が相対的に高くなる傾向にあるため、これらがトナーから脱離して感光体1上にフィルミングを発生しやすいが、ブラシ状ローラ41で感光体1を摺擦することで、フィルミングを機械的に除去し、また、フィルミングの発生を抑えることができる。
この画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
<変性ポリエステル>
本発明で使用するトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル(i)を含む。変性ポリエステル(i)としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。変性ポリエステル(i)としては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物(PIC)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)および3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)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価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(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、多価カルボン酸(PC)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)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α‘,α‘−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4‘−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4‘−ジアミノ−3,3‘−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。3価以上の多価アミン化合物(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超えたり、1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
ここで用いられる変性ポリエステル(i)は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。変性ポリエステル(i)の重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1000万、さらに好ましくは3万〜100万である。この時のピーク分子量は1000〜10000が好ましく、1000未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また10000を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステル(i)の数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル(ii)を用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。(i)単独の場合は、数平均分子量は、通常20000以下、好ましくは1000〜10000、さらに好ましくは2000〜8000である。20000を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。変性ポリエステル(i)を得るためのポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
<未変性ポリエステル>
ここにおいては、変性されたポリエステル(i)単独使用だけでなく、この変性されたポリエステル(i)と共に、未変性ポリエステル(ii)をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。(ii)を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。未変性ポリエステル(ii)としては、変性されたポリエステル(i)のポリエステル成分と同様な多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(i)と同様である。また、未変性ポリエステル(ii)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。変性されたポリエステル(i)と未変性ポリエステル(ii)は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、変性されたポリエステル(i)のポリエステル成分と未変性ポリエステル(ii)は類似の組成が好ましい。未変性ポリエステル(ii)を含有させる場合の変性されたポリエステル(i)と未変性ポリエステル(ii)の重量比は、通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、さらに好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。(i)の重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。未変性ポリエステル(ii)のピーク分子量は、通常1000〜10000、好ましくは2000〜8000、さらに好ましくは2000〜5000である。1000未満では耐熱保存性が悪化し、10000を超えると低温定着性が悪化する。未変性ポリエステル(ii)の水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。未変性ポリエステル(ii)の酸価は1〜5が好ましく、より好ましくは2〜4である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
バインダ樹脂のガラス転移点(Tg)は通常35〜70℃、好ましくは55〜65℃である。35℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、70℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、本発明のトナーにおいては、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
<着色剤>
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダ樹脂としては、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などのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
<荷電制御剤>
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、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。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、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)、4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)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSYVP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージNEGVP2036、コピーチャージNXVP434(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)、銅フタロシアニン、ペリレン、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、4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。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。荷電制御剤の使用量は、バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダ樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
<離型剤>
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
<外添剤>
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2μmであることが好ましく、特に5×10−3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m/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0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%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、ベンガラ、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。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−2μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
<トナーの製造方法>
(1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
(2)トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、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)などの有機溶媒を含むものであってもよい。トナー材料液100重量部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級もしくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)などが挙げられる。
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90%の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1μm、及び3μm、ポリスチレン微粒子0.5μm及び2μm、ポリ(スチレン―アクリロニトリル)微粒子1μm、商品名では、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、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−メチロー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ーテル類、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、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、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、ビニルピリジン、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含窒素化合物、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ェニルエーテル、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。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000rpm、好ましくは5000〜20000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。
(3)乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
(4)反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
(5)上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状から紡錘形状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
本発明に係るトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図9は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図10において、略球形状の外観を示しており(図10(a)参照)、トナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、長軸と短軸との比(r2/r1)(図10(b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)(図9(c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
以上によって製造されたトナーは、磁性キャリアを使用しない一成分の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。また、二成分現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、磁性キャリアとしては、鉄、マグネタイト、Mn、Zn、Cu等の2価の金属を含むフェライトであって、体積平均粒径20〜100μmが好ましい。平均粒径が20μm未満では、現像時に感光体1にキャリア付着が生じやすく、100μmを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。また、Znを含むCuフェライトが飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置100のプロセスにあわせて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えばシリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーしコア上にコーティングしても良く、また、樹脂粒子を静電気的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、0.05〜10μm、好ましくは0.3〜4μmがよい。
カラー画像形成装置構成図 プロセスカートリッジの概略 固形潤滑剤の概略図 従来の加圧バネの保持部材形状 従来の加圧バネの保持部材形状の問題点 本発明の実施例を用いた加圧バネ保持形状 本発明の実施例を用いた加圧バネ保持形状 本発明の実施例を用いた加圧バネ保持形状 形状係数SF−1、SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図 本発明に係るトナーの形状を模式的に示す図
符号の説明
1 感光体(像担持体)
2 帯電装置
2a 帯電ローラ(帯電部材)
2b 帯電クリーニング部材
3 潤滑剤塗布装置
3a ブラシローラ
3b 固形潤滑剤
3c 固形潤滑剤保持部材
3d 加圧部材
3e 加圧バネ保持部材
3f 穴
3g 加圧バネ保持部材
3h 加圧バネ保持部材
4 現像装置
8 クリーニング装置
8a クリーニングブレード
8b クリーニングブレード保持部材
8c 廃トナー搬送スクリュ
8d 加圧部材
10 トナーボトル
20 転写紙
21 レジストローラ
31 中間転写ベルト
32 1次転写ローラ
33 転写ベルトクリーニング装置
34 2次転写ローラ
40 定着装置
41 排紙ローラ

Claims (14)

  1. 棒状に成形された固形潤滑剤を、該固形潤滑剤の長手方向が長軸となる長円形状の圧縮コイルバネで加圧してブラシローラに押し付け、
    前記ブラシローラが前記固形潤滑剤を掻き取って感光体表面に塗布する構成を備えて画像形成装置に用いる潤滑剤塗布装置であって、
    前記圧縮コイルバネを前記固形潤滑剤に取り付けて保持するために前記圧縮コイルバネの短軸側の内径と2点で当接する突起を前記固形潤滑剤の保持部材に設けた
    ことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
  2. 請求項1記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材に設けられた突起が円柱形状であることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
  3. 請求項1記載の潤滑剤塗布装置において、
    前記固形潤滑剤の保持部材に設けられた突起を、該突起の長軸側の長さが前記圧縮コイルバネの長軸側の内径よりも短い楕円形状としたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材が板金で構成されており、前記突起が該板金製の保持部材に設けられたエンボスであることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
  5. 請求項1から3のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材が樹脂であり、前記突起が前記樹脂製の保持部材と一体成形して設けられていることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
  6. 請求項1から5のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材に設けられた突起の先端にテーパを設けたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
  7. 請求項1から5のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材に設けられた突起の先端を円錐状としたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
  8. 請求項1から5のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記固形潤滑剤の保持部材に設けられた突起の先端をR形状としたことを特徴とする潤滑剤塗布装置。
  9. 請求項1から8のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
  10. 請求項1から9のいずれかに記載の潤滑剤塗布装置を備え、画像形成装置に用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  11. 請求項10に記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが体積平均粒径(Dv)が3〜8μmの範囲にあり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)で定義される分散度が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  12. 請求項10に記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが形状係数SF−1で100〜180の範囲にあり、かつ形状係数SF−2で100〜180の範囲にあることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  13. 請求項10に記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが略球形であり、長軸と短軸の比(r2/r1)が0.5〜1.0の範囲で、厚さと短軸の比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲であって、長軸r1≧短軸r2≧厚さr3の関係を満足することを特徴とするプロセスカートリッジ。
  14. 請求項10から13のいずれかに記載のプロセスカートリッジを着脱可能に備えることを特徴とする画像形成装置。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008225118A (ja) * 2007-03-13 2008-09-25 Ricoh Co Ltd 廃トナー回収装置及び画像形成装置
JP5311280B2 (ja) * 2008-09-10 2013-10-09 株式会社リコー 潤滑剤供給装置、プロセスユニット及び画像形成装置
JP5397763B2 (ja) 2008-09-30 2014-01-22 株式会社リコー 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、転写ユニット、画像形成装置、並びに、潤滑剤塗布装置の組み付け方法
JP5386922B2 (ja) * 2008-10-09 2014-01-15 株式会社リコー 潤滑剤塗布装置及び画像形成装置
JP5510818B2 (ja) 2009-05-08 2014-06-04 株式会社リコー 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、転写ユニット、および、画像形成装置
JP5353563B2 (ja) * 2009-08-28 2013-11-27 株式会社リコー 画像形成装置
JP5637375B2 (ja) * 2009-11-26 2014-12-10 株式会社リコー 潤滑剤塗布装置、プロセスユニット、転写装置及び画像形成装置
JP5515860B2 (ja) * 2010-03-02 2014-06-11 株式会社リコー 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置
JP5724407B2 (ja) 2011-01-27 2015-05-27 株式会社リコー 潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP5729639B2 (ja) * 2011-02-02 2015-06-03 株式会社リコー 潤滑剤供給装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置
JP2014112186A (ja) 2012-11-08 2014-06-19 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01159340A (ja) * 1987-12-16 1989-06-22 Furukawa Battery Co Ltd:The 蓄電池用鉛基合金
JPH08314346A (ja) * 1995-05-13 1996-11-29 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
JP3728385B2 (ja) * 1998-12-11 2005-12-21 加藤電機株式会社 原稿圧着板開閉装置
JP3717693B2 (ja) * 1999-02-12 2005-11-16 株式会社リコー 画像形成装置
JP2000356217A (ja) * 1999-06-16 2000-12-26 Canon Inc 軸受及び軸受装置及びプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
JP2001263236A (ja) * 2000-03-21 2001-09-26 Sanyo Electric Co Ltd 冷媒圧縮機
CN100388135C (zh) * 2003-06-06 2008-05-14 株式会社理光 图像形成装置及处理卡盒
JP4647232B2 (ja) * 2003-06-24 2011-03-09 株式会社リコー プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP2005140875A (ja) 2003-11-05 2005-06-02 Ricoh Co Ltd 潤滑剤塗布装置、画像形成装置、プロセスカートリッジ及びトナー
JP2005195720A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Ricoh Co Ltd 潤滑剤塗布装置及びこれを備える画像形成装置
JP4478469B2 (ja) * 2004-01-23 2010-06-09 株式会社リコー 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
JP2005315913A (ja) * 2004-04-26 2005-11-10 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
JP2005338334A (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置
JP4585237B2 (ja) * 2004-06-16 2010-11-24 株式会社リコー 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ、および画像形成装置
JP4616591B2 (ja) * 2004-07-20 2011-01-19 株式会社リコー 画像形成装置
US7373101B2 (en) * 2004-12-28 2008-05-13 Ricoh Co., Ltd. Method and apparatus for image forming and effectively applying lubricant to an image bearing member
JP2005321833A (ja) 2005-08-01 2005-11-17 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

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