図1に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置100は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機であってフルカラーの画像形成を行うことが可能になっているが、他の画像形成装置、すなわち、モノクロ機や、複写機、プリンタ、ファクシミリの単体、あるいは複写機とプリンタとの複合機等他の複合機であっても良い。画像形成装置100は、プリンタとして用いられる場合には、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行なう。これは画像形成装置100がファクシミリとして用いられる場合も同様である。
画像形成装置100は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、OHPシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体としてこれに画像形成を行なうことが可能である。画像形成装置100は、記録媒体としての記録体である転写紙の両面に画像形成可能な両面画像形成装置でもある。
画像形成装置100は、上下方向において中央位置を占めプリンタ部として機能する本体101と、本体101の上側に位置し原稿を読み取るスキャナとしての読取装置21および原稿を積載され積載された原稿を読取装置21に向けて送り出すADFといわれる原稿自動搬送装置である自動原稿給紙装置22と、本体101の下側に位置し感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKと転写ベルト11との間に向けて搬送される転写紙を積載した給紙テーブルとしての給紙装置であるシート給送装置23とを有している。
画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な複数の像担持体としての感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKを並設したタンデム構造を採用したタンデム型の画像形成装置である。感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKは、同一径であり、画像形成装置100の本体101の内部のほぼ中央部に配設された無端ベルトである中間転写体たる中間転写ベルトとしての転写ベルト11の外周面側すなわち作像面側に、等間隔で並んでいる。
転写ベルト11は、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに対峙しながら図中時計方向である矢印A1方向に移動可能となっている。各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印A1方向に移動する転写ベルト11に対しそれぞれ重畳転写され、その後、転写紙に一括転写されるようになっている。このように画像形成装置100は間接転写方式を採用している。よって画像形成装置100はタンデム型間接転写方式の電子写真装置となっている。
転写ベルト11に対する重畳転写は、転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに形成されたトナー像が、転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるよう、転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKのそれぞれに対向する位置に配設され転写ベルト11の内周面に接触配置された転写チャージャとしての1次転写装置としての1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKによる電圧印加によって、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの真下の位置すなわち1次転写位置である転写位置にて行われる。
各感光体ドラム感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKは、A1方向の上流側からこの順で並設されている。各感光体ドラム感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための、画像ステーション60Y、60M、60C、60BKに備えられている。
画像形成装置100は、4つの画像ステーション60Y、60M、60C、60BKによって構成される画像形成部としての画像形成手段である作像部60と、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの下方に対向して配設され、転写ベルト11を備えた中間転写ユニットであるベルトユニットとしての転写ベルトユニット10と、転写ベルト11を挟んで作像部60と反対の側において、転写ベルト11に対向して配設され、転写ベルト11に当接し、転写ベルト11への当接位置において転写ベルト11と同方向に回転し無端移動する転写部材としての紙搬送ベルトである2次転写ベルト5を備え転写ベルト11上のトナー像を転写紙に転写するとともに搬送する2次転写装置としての2次転写ユニット76とを有している。
画像形成装置100はまた、画像ステーション60Y、60M、60C、60BKの上方に対向して配設された書き込み手段である光書き込み装置としての光書込みユニットである露光装置たる光走査装置8と、シート給送装置23から搬送されてきた転写紙を、画像ステーション60Y、60M、60C、60BKによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、転写ベルト11と2次転写ベルト5との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対13と、転写紙の先端がレジストローラ対13に到達したことを検知する図示しないセンサとを有している。
画像形成装置100はまた、2次転写ユニット76によって転写ベルト11上のトナー像を転写され搬送されてきた転写紙が進入し、転写紙にトナー像を定着させるためのベルト定着方式の定着ユニットとしての定着装置6と、定着済みの転写紙を本体101外に排出する排紙経路と再度レジストローラ対13に向けて搬送する反転経路とを備え転写紙を何れかの経路に搬送する排紙ユニット79と、2次転写ユニット76および定着装置6の下方に、作像部60と平行に配設され、転写紙の両面に画像を記録すべく、排紙ユニット79が一方の面に画像を形成された転写紙を反転経路に搬送した場合に、その転写紙をスイッチバックして反転させ、再度、レジストローラ対13に向けて搬送する再給紙ユニットとしてのシート反転装置である両面ユニット96とを有している。
画像形成装置100はまた、本体101外部に配設され画像形成済みの転写紙を積載するスタック部としての排紙トレイ75と、図1における本体101の右側面に配設された手差し給紙装置33と、画像形成装置100の操作を行う図示しない操作パネルと、画像形成装置100全体の動作を制御する制御部としての図示しない制御手段とを有している。
転写ベルトユニット10は、転写ベルト11の他に、1次転写手段としての1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKと、転写ベルト11を巻き掛けられ掛け回した第1ないし第3の支持ローラである、テンションローラ72、転写入口ローラ73および転写ベルト11を回転駆動する回転駆動ローラとしての張架ローラである駆動ローラ74と、駆動ローラ74との間に転写ベルト11を挟み込み転写ベルト11表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置14と、転写ベルト11に内側から接触した漏電防止部材としての図2に示す3つの導電性ローラ37と、駆動ローラ72を回転駆動することで転写ベルト11をA1方向に無端移動させる図示しないベルト駆動モータと、画像形成が2色以上の多色画像で行われるか黒色のみの単色画像すなわちモノクロ画像で行われるかに応じて転写ベルト11等を変位させる図示しない転写ベルトユニット駆動手段とを有している。なお回転駆動ローラはテンションローラ72または転写入口ローラ73によって構成してもよく、この場合はその他のローラが従動回転することとなる。
転写ベルト11のような中間転写ベルトとしては、従来からフッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂等が使用されていたが、近年では、ベルトの全層や、ベルトの一部を弾性部材にした弾性ベルトが使用されてきている。本形態の転写ベルト11は、図3に示すように、伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層としてのベース層11aと、フッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム等によって構成されベース層11aの表面上に形成された中抵抗の弾性層11bと、弾性層11bの表面をコーティングによって被った、フッ素系樹脂製で平滑性のよい表層としてのコート層11cとを有している。
これは、樹脂ベルトを用いたカラー画像の転写に以下の課題があるためである。
カラー画像は通常4色の着色トナーで形成されるため、1枚のカラー画像には、1層から4層までのトナー層が形成されている。トナー層は、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKから転写ベルト11への1次転写、転写ベルト11から転写紙への2次転写を経ることで圧力を受け、トナー同士の凝集力が高くなる。トナー同士の凝集力が高くなると文字の中抜けやベタ部画像のエッジ抜けの現象が発生しやすくなる。樹脂ベルトは硬度が高くトナー層に応じて変形しないため、トナー層を圧縮させやすく文字の中抜け現象が発生しやすくなる。
また、最近はフルカラー画像を様々な転写紙、たとえば和紙や意図的に凹凸を付けた用紙に画像を形成したいという要求が高くなってきている。しかし、平滑性の悪い転写紙は転写時にトナーと空隙が発生しやすく、転写抜けが発生しやすくなる。密着性を高めるために2次転写部の転写圧を高めると,トナー層の凝縮力を高めることになり、上述したような文字の中抜けを発生させることになる。
弾性ベルトは次の狙いで使用される。
弾性ベルトは樹脂ベルトより硬度が低いため、転写部でトナー層、平滑性の悪い転写しに対応して変形する。つまり、弾性ベルトは局部的な凹凸に追従して変形するため、トナー層に対して過度に転写圧を高めることなく、良好な密着性が得られ、平面性の悪い転写紙に対しても、文字の中抜けの無い均一性の優れた転写画像を得る。
弾性ベルトの樹脂はポリカーボネート、フッ素系樹脂(ETFE、PVDF)、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(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及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(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−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂(シリコーン変性アクリル樹脂,塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂,変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上が使用可能である。ただし、上記材料に限定されるものではない。
弾性材ゴム、エラストマーとしては、ブチルゴム、フッ素系ゴム、アクリルゴム、EPDM、NBR、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、リコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー(たとえばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア,ポリエステル系、フッ素樹脂系)等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上が使用可能である。ただし、上記材料に限定されるものではない。
抵抗値調節用導電剤に特に制限はないが、たとえば、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO)、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。ただし、上記導電剤に限定されるものではない。
表層材料に制限はないが、転写ベルト11表面へのトナーの付着力を小さく2次転写性を高めるものがこのましく、たとえばポリウレタン、ポリエステル、エポキシ樹脂等の1種類あるいは2種類以上を使用し表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料、たとえばフッ素樹脂、フッ素化合物、フッ化炭素、2酸化チタン、シリコンカーバイト等の粉体、粒子を1種類あるいは2種類以上または粒径を異ならしたものを分散させて使用可能である。またフッ素系ゴム材料のように、熱処理を行うことで表面にフッ素リッチな層を形成させ表面エネルギーを小さくさせたものを使用可能である。
転写ベルト11の製造方法は限定されるものではなく、たとえば、回転する円筒形の型に材料を流し込みベルトを形成する遠心成型法、表層の薄い膜を形成させるスプレイ塗工法、円筒形の型を材料の溶液の中に浸けて引き上げるディッピング法、内型,外型の中に注入する注型法、円筒形の型にコンパウンドを巻き付け、加硫研磨を行う方法等が挙げられ、また複数の製法を組み合わせてベルトを製造することも可能である。
本形態の転写ベルト11の製造方法について説明する。
PVDF 100重量部に対してカーボンブラック 18重量部 分散剤 3重量部 トルエン 400重量部を均一に分散させた分散液に円筒形の型を浸け10mm/secで静かに引き上げ室温にて乾燥をさせ75μmのPVDFの均一な膜を形成する。75μmの膜が形成されている型を繰り返し上記条件で溶液に円筒形の型を浸け10mm/secで静かに引き上げ室温乾燥させ150μmのPVDFベルトを形成する。これに、ポリウレタンプレポリマー 100重量部、硬化剤(イソシアネート) 3重量部、 カーボンブラック20重量部、分散剤 3重量部、 MEK 500重量部を均一分散させた分散液に上記150μmPVDFが形成されている円筒形型を浸け30mm/secで引き上げを行い自然乾燥を行う。乾燥後繰り返しを行い狙いの150μmのウレタンポリマー層を形成する。
さらに表層用にポリウレタンプレポリマー100重量部、硬化剤(イソシアネート)3重量部、PTFE微粉末粉体50重量部、分散剤 4重量部 MEK 500重量部を均一分散させる。
上記150μmのウレタンプレポリマーが形成されている円筒形型を浸け30mm/secで引き上げ、自然乾燥を行う。乾燥後繰り返しを行い5μmのPTFEが均一に分散されたウレタンポリマーの表層を形成させる。室温で乾燥後130℃、2時間の架橋を行い 樹脂層;150μm、弾性層;150μm、表層;5μmの3層構成転写ベルトを得た。
弾性ベルトの伸びを防止する方法として、上記実施例のように伸びの少ない芯体樹脂層にゴム層を形成する方法、芯体層に伸びを防止する材料を入れる方法等があるが、特に製法に関わるものではない。
伸びを防止する芯体層を構成する材料としては、たとえば、綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維などの無機繊維、鉄繊維、銅繊維などの金属繊維からなる群より選ばれる1種あるいは2種以上を用いた織布状あるいは糸状のものを用いる。もちろん上記材料に限定されるものではない。
糸は1本または複数のフィラーメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、たとえば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することも可能である。
一方織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり当然導電処理を施すことも可能である。
芯体層を設ける製造方法は特に限定されるものではなく、たとえば筒状に織った織布を金型等に被せ、その上に被覆層を設ける方法、筒状に織った織布を液状ゴム等に浸漬して芯体層の片面あるいは両面に被覆層を設ける方法、糸を金型等に任意のピッチで螺旋状に巻き付け、その上に被覆層を設ける方法等が挙げられる。
弾性層の厚さは、弾性層の硬度にもよるが、厚すぎると表面の伸縮が大きくなり表層に亀裂の発生しやすくなる。また、伸縮量が大きくなることから画像に伸び縮みが大きくなること等から厚すぎることは好ましくなく、1mm未満とする。
弾性層の硬度の適正範囲は10≦HS≦65゜(JIS−A)である。ベルトの層厚によって最適硬度の調整は必要となる。硬度10゜(JIS−A)より下のものは寸法精度良く成形する事が非常に困難である。これは成型時に収縮・膨張を受け易い事に起因する。また柔らかくする場合には基材へオイル成分を含有させる事が一般的な方法であるが、加圧状態で連続作動させるとオイル成分が滲みだして来るという問題を有している。これにより中間転写体表面に接触する感光体を汚染し横帯状ムラを発生させる事が分かった。一般的に離型性向上のために表層を設けているが、完全に浸みだし防止効果を与えるためには表層は耐久品質等要求品質の高いものになり、材料の選定、特性等の確保が困難になってくる。これに対して硬度65゜(JIS−A)以上のものは硬度が上がった分精度良く成形可能なのと、オイル含有量を含まない、または少なく抑えることが可能となるので、感光体に対する汚染性は低減可能であるが、文字の中抜け等転写性改善の効果が得られなくなり、ローラへの張架が困難となる。
転写ベルトユニット駆動手段は、画像形成が2色以上の多色画像で行われるときには、転写ベルト11が図1に示すように略水平に張架される態位として転写ベルト11を各感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKに接触させ、画像形成がモノクロ画像で行われるときには、同図左方を下側に変位させるようにして転写ベルト11を感光体ドラム20Y、20M、20Cから離間させ転写ベルト11が各感光体ドラム20BKのみに接触する態位とする。なお、画像形成がモノクロ画像で行われるときには、感光体ドラム20Y、20M、20Cの回転をはじめとして画像ステーション60Y、60M、60Cの各構成の動作が停止される。なお、このような構成においては、4つの画像ステーション60Y、60M、60C、60BKは、A1方向上流から、画像ステーション60C、60M、60Y、60BKの順で横に並べ、後述のような現像を行うことが好ましいが、何れにしても、作像部60は、テンションローラ72と駆動ローラ74との間に張り渡した転写ベルト11上に配置される。また、このように、画像を形成する色の順番は、画像形成装置100の持つ狙いや特性によって異なってくるものであり、限定されるものではない。
図2に示すように、中間転写ベルトクリーニング装置14は、クリーニング部材として2つのファーブラシ14a、14bと、ファーブラシ14a、14bにそれぞれ接触した金属ローラ14c、14dと、金属ローラ14c、14dにそれぞれ接続された電源14e、14fと、金属ローラ14c、14dにそれぞれその先端が押し当てられたブレード14g、14hと、ファーブラシ14a、14bに各々異なる極性のバイアスを印加する不図示の電源と、不図示のタンクとを有している。
ファーブラシ14a、14bは、径φ20mm、アクリルカーボン、6.25D/F、10万本/inch2、E+7Ωのものを使用し、転写ベルト11に対して接触してカウンタ方向に回転するように設けられている。
金属ローラ14c、14dはファーブラシ14a、14bに接触してファーブラシ14a、14bに対して順方向に回転するように設けられている。金属ローラ14c、14dはファーブラシ14a、14bに対して逆方向に回転するように設けてもよい。
電源14eは、金属ローラ14cに(−)電圧、具体的には−700Vを印加し、電源14fは、金属ローラ14dにから(+)電圧を印加するようになっている。
このような構成の中間転写ベルトクリーニング装置14は、転写ベルト11のA1方向への回転とともに、ファーブラシ14aを用いて(−)のバイアスを印加して転写ベルト11表面のクリーニングを行う。金属ローラ14cに対して電源14eにより−700Vの電圧が印加されていることにより、ファーブラシ14aは−400Vとなり、転写ベルト11上の(+)トナーをファーブラシ14a側に転移させる。除去したトナーをさらに電位差によりファーブラシ14aから金属ローラ14cに転移させ、ブレード14gにより掻き落とす。
このようにして転写ベルト11上のトナーをファーブラシ14aで除去しても、転写ベルト11上にはまだ多くのトナーが残っている可能性がある。それらのトナーは、ファーブラシ14aに印加される(−)のバイアスにより、(−)に帯電する。これは、電荷注入または放電により帯電されるものと考えられる。
そこで次に、ファーブラシ14bを用いて、今度は(+)のバイアスを印加してクリーニングを行うことにより、それらのトナーを除去する。除去したトナーは、電位差によりファーブラシ14bから金属ローラ14dに転移し、ブレード14hにより掻き落とす。
ブレード14g、14hで掻き落としたトナーは、タンクに回収する。
このようにしてファーブラシ14bでクリーニングされた後の転写ベルト11は、ほとんどのトナーが除去された状態となっているが、転写ベルト11上にはまだ少しのトナーが残っている可能性がある。
それらのトナーは、ファーブラシ14bに印加される(+)のバイアスにより、(+)に帯電する。(+)に帯電したトナーは、1次転写位置で印加される転写電界により感光体ドラム20Y側に転写され、後述するクリーニング装置70Yで回収される。最初の1次転写部でトナーは最も感光体ドラム20Y側へ転写される。
導電性ローラ37は、1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKの間において転写ベルト11のベース層11aに当接しており、転写時に1次転写ローラ12Y、12M、12C、12BKにより印加するバイアスが、中抵抗の弾性層11bを解して隣接する1次転写位置に流れ込むことを阻止するために設けられている。
2次転写ユニット76は、2次転写ベルト5の他に、2次転写ベルト5を巻き掛けた張架ローラである、駆動ローラ15及び従動ローラ16と、2次転写ベルト5に対向して配設され転写ベルト11を介して押圧された対向ローラとしてのバックアップローラである転写入口ローラ73と、トナーと逆極性の2次転写バイアスを駆動ローラ15に印加する図示しない電源とを有している。
駆動ローラ15と転写入口ローラ73とは、これらの間に転写ベルト11と2次転写ベルト5とを挟み込んでおり、この挟み込みにより、転写ベルト11と2次転写ベルト5とが接触する2次転写ニップが形成されている。2次転写ニップには、2次転写バイアスの印加により、後述するようにして転写ベルト11上に担持された4色トナー像を、転写ベルト11側から駆動ローラ15側に向けて静電移動させる、2次転写電界が形成される。かかる4色トナー像は、後述するようにしてレジストローラ13により転写ベルト11と2次転写ローラ5との間に搬送されてきた転写紙に、2次転写電界、ニップ圧によって転写される。
2次転写ユニット76は、転写ベルト11からトナー像を転写された転写紙を定着装置6へと搬送するシート搬送機能も備えているが、2次転写ユニット76としては、転写ローラや非接触のチャージャを採用した構成を用いても良く、この場合には他に転写紙を定着装置6に向けて搬送する部材を要する。
図1に示した光走査装置8は、感光体ドラム20Y、20M、20C、20BKの表面によって構成された被走査面をそれぞれ走査して露光し、静電潜像を形成するための、画像信号に基づくレーザービームとしての図4に示すレーザー光Lを発する図示しない光源と、光源によって発せられたレーザー光をその回転により走査する図示しないポリゴンミラーと、ポリゴンミラーを回転駆動する図示しないポリゴンモータと、ポリゴンミラーによって走査されたレーザー光を感光体ドラム20Y、20M、20C、20B上に結像させ走査する図示しないf−θレンズ、反射ミラー等の図示しない多数の光学素子とを有している。光源としてはLEDを用いてもよい。
レジストローラ対13は、接地されて使用されている。これは、本形態の画像形成装置100のように中間転写方式を採用した画像形成装置では、一般的に、紙粉が感光体にまで移動しづらいため、紙粉転写を考慮する必要が少ないためである。しかし、レジストローラ対13には、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。たとえば、レジストローラ対13の各ローラを導電性ゴムローラとし、バイアスを印加する。具体的には、各ローラの径φ18とし、表面を1mm厚みの導電性NBRゴムとする。電気抵抗はゴム材の体積抵抗で10E9Ωcm程度とし、印加電圧としては、トナーを転写する側である表側には−800V程度の電圧を印加し、紙裏面側は+200V程度の電圧を印加する。印加電圧として、DCバイアスを印加しても良いが、転写紙をより均一帯電させるためDCオフセット成分を持ったAC電圧を用いても良い。バイアスを印加したレジストローラ対13を通過した後の転写紙表面は,若干マイナス側に帯電する。よって、レジストローラ対13に電圧を印加しなかった場合に比べて、中間転写体11から転写紙への転写条件を変更することを要する場合がある。
定着装置6は、熱源を内部に有する加熱ローラ62と、加熱ローラ62に巻き掛けられた定着ベルト64と、加熱ローラ62とともに定着ベルト64を巻き掛けた定着ローラ65と、定着ローラ65との間で定着ベルト64に圧接し圧接部である定着部としての定着ニップを形成する加圧ローラ63とを有している。加熱ローラ62と、定着ベルト64と、定着ローラ65とは、定着ベルト64が無端移動するベルトユニットを構成している。定着装置6は、トナー像を担持した転写紙を定着ニップに通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙の表面に定着するようになっている。
排紙ユニット79は、定着装置6から搬送されてきた定着済みの転写紙を、両面ユニット96に向けて搬送する搬送ローラ97と、本体101外に排出する排紙ローラ98と、定着済みの転写紙を搬送ローラ97のある排紙経路に導いて本体101外に排出するか、排紙ローラ98のある反転経路に導いて両面ユニット96に進入させるかを切り換える切換爪94とを備えている。
両面ユニット96は、排紙ユニット79から搬送されてきた、一方の面に画像形成された転写紙を一旦積載するトレイ92と、トレイ92上の転写紙をスイッチバックさせる反転ローラ93と、反転ローラ93によってスイッチバックされた転写紙をレジストローラ13に向けて送り出す給紙ローラ95等を有している。
シート給送装置23は、複数枚の転写紙を紙束の状態で収容可能な給紙カセット25を鉛直方向に複数重なるように配置したペーパーバンク26と、給紙カセット25に積載された転写紙のうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ24と、給送ローラ24により繰り出された転写紙を1枚ずつ分離する分離ローラ27と、給紙ローラ24及び分離ローラ27により送り出された転写紙が通過する給紙路29とを有している。
給紙路29は、給紙ローラ24及び分離ローラ27により送り出された転写紙をレジストローラ対13に向けて搬送する搬送ローラ28と、転写紙の搬送方向下流端に位置するレジストローラ13とを備え、搬送ローラ28によって搬送される転写紙シート給送装置23から本体101内に連続するように設けられており、本体101内の給紙路29にも搬送ローラ28が配設されている。
シート給送装置23は、給送ローラ24が図中反時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ27が作用することにより、最上位の転写紙を給紙路29内に導き、搬送ローラ28の回転によりレジストローラ対13に向けて給送し、搬送された転写紙がレジストローラ対13に突き当てて止められるようになっている。
手差し給紙装置33は、転写紙を積載する手差しトレイ34と、手差しトレイ34に積載された転写紙のうち最上位の転写紙の上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ35と、給送ローラ35により繰り出された転写紙を1枚ずつ分離する分離ローラ36と、手差しトレイ34上に転写紙が載置されたことを検知する用紙センサとを有している。
手差し給紙装置33は、給送ローラ35が図中時計回り方向に回転駆動され、分離ローラ36が作用することにより、最上位の転写紙を本体101側の給紙路29内に導くとともにレジストローラ対13に向けて給送し、搬送された転写紙がレジストローラ対13に突き当てて止められるようになっている。
読取装置21は、原稿を載置するコンタクトガラス21a、コンタクトガラス21aに載置された原稿に光を照射する図示しない光源及び光源から原稿に照射され反射された光を反射する図示しない第1の反射体を備え図1における左右方向に走行する第1走行体21b、第1走行体21bの反射体によって反射された光を反射する図示しない第2の反射体を備えた第2走行体21c、第2走行体21cからの光を結像するための結像レンズ21d、結像レンズ21dを経た光を受け原稿の内容を読み取る読み取りセンサ21e等を備えている。
自動原稿給紙装置22は原稿を載置する原稿台22aを有している。自動原稿給紙装置22は読取装置21に対して回動自在であって、上方に向けて回動したときコンタクトガラス21aを露出させるようになっている。
操作パネルは、液晶ディスプレイ、複写を開始するためのコピースタートスイッチ等として機能するスタートボタン、複写枚数等を入力するためのテンキー等の各種キーボタン等を有する操作表示部となっている。操作パネルにおいては、画像形成を多色画像で行うかモノクロ画像で行うかを指定可能となっているとともに、転写紙の片面だけに画像を形成するモードである片面プリントモードを設定可能となっている。片面プリントモードには、ダイレクト排出モード、反転排出モード、反転デカール排出モードが含まれ、このうちの1つが選択される。
制御手段は、CPU、記憶手段としてのメモリ等を備えている。
画像ステーション60Y、60C、60M、60BKについて、そのうちの一つの、感光体ドラム20Yを備えた画像ステーション60Yの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像ステーションの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、感光体ドラム20Yを備えた画像ステーションの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像ステーションの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとし、符号の末尾にY、C、M、Kが付されたものはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像形成を行うための構成であることを示すこととする。
図4に示すように、感光体ドラム20Yを備えた画像ステーション60Yは、感光体ドラム20Yの周囲に、図中反時計方向であるその回転方向B1に沿って、1次転写ローラ12Yと、クリーニング手段としての感光体クリーニング装置である1次転写クリーニング装置たるクリーニング装置70Yと、除電手段としての除電装置90Yと、帯電手段である帯電ユニットとしての帯電装置30Yと、現像手段としての現像ユニットである現像装置80Yと、これらを一体化したカートリッジケース59Yとを有している。
画像ステーション60Yはまた、クリーニング装置70Yで回収したトナーを現像装置80Yにおいて再利用するために現像装置80Yへと戻すトナーリサイクル手段としてのトナーリサイクル装置50Yを有している。
感光体ドラム20Yと、クリーニング装置70Yと、除電装置90Yと、帯電装置30Yと、現像装置80Yと、トナーリサイクル装置50Yとはカートリッジケース59Yによって一体化されており、プロセスカートリッジとしての画像ステーション60Yを構成している。プロセスカートリッジとしての画像ステーション60Yは、カートリッジケース59Yを、本体101に固定された図示しないガイドレールに沿って本体101に対して引き出し自在であるとともに、本体101に押し込むことが可能であり、本体101に対して着脱自在に設置されている。
プロセスカートリッジとしての画像ステーション60Yは、本体101に押し込むと、画像形成に適した所定の位置に装填され、位置決めされるようになっている。このようにプロセスカートリッジ化することは、交換部品として取り扱うことが可能であるため、メンテナンス性が著しく向上し、大変好ましい。またプロセスカートリッジの要素である各部の寿命が同等とされているため、不要な交換が防止、抑制され、さらに好ましい構成となっている。
プロセスカートリッジとしての画像ステーション60Yは、感光体ドラム20Yと、クリーニング装置70Yと、除電装置90Yと、帯電装置30Yと、現像装置80Yと、トナーリサイクル装置50Yとのうち、少なくとも感光体ドラム20Yとクリーニング装置70Yとが、一体化されることによって構成され、本体101に着脱自在に設置されるユニットである。
1次転写ローラ12Yが転写ベルト11を感光体ドラム20Yに向けて押圧して形成された、転写ベルト11と感光体ドラム20Yとの当接位置である1次転写ニップは、感光体ドラム20Y上のトナー像が転写ベルト11に転写される転写位置NPを構成している。なお1次転写装置は本形態のようなローラ状に限らず、導電性のブラシ形状、非接触のコロナチャージャなどによって構成してもよい。
感光体ドラム20Yの線速は200mm/s、直径はφ50mm、厚みは30μmである。
感光体ドラム20Yの詳細については後述する。
除電装置90Yは、感光体ドラム20Yの表面に近接して配設された図示しない除電ランプを備えており、感光体ドラム20Yの表面を除電して電気的に清浄な状態とすることでかかる表面の電位を初期化するものである。
帯電装置30Yは、感光体ドラム20Yの表面に当接して従動回転する帯電ローラ31Yと、帯電ローラ31Yに当接し従動回転する帯電クリーニング部材としてのクリーニングローラ32Yとを有している。
帯電ローラ31Yには、直流に交流成分のバイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されており、感光体ドラム20Yと対向する帯電領域において、除電装置90Yによって除電された感光体ドラム20Yの表面を所定の極性に一様に帯電するようになっている。帯電ローラ31Yによる感光体ドラム20Yの帯電電位すなわち露光前電位V0は−700Vである。
クリーニングローラ32Yは帯電ローラ31Yに従動回転することで帯電ローラ31Yをクリーニングするようになっている。
このように、本形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、非接触のスコロトロンチャージャを採用したものであっても良い。
図1に示した光走査装置8は、感光体ドラム20Yに帯電装置30Yが対向した帯電領域と現像装置80Yが対向した現像領域との間の領域に、光変調及び偏向されたレーザー光Lを走査しながら照射して、帯電装置30Yにより帯電された後の感光体ドラム20Yの表面の被走査面をスポット照射によって露光し、現像装置80Yによってイエロートナー像として可視像化される、画像情報に応じた静電潜像を書き込むようになっている。光走査装置8による感光体ドラム20Y表面のビームスポット径は50×60μm、光量は0.47mWとなっている。光走査装置8による露光後の感光体ドラム20Yの帯電電位すなわち露光後電位VLは−120Vである。
図4に示すように、現像装置80Yは、感光体ドラム20Yに近接対向して配設されたトナーとキャリアとを含む二成分現像剤(以下、現像剤)を担持する現像ローラ81Yと、現像ローラ81Y上の現像剤を一定の高さに規制するドクターブレード82Yと、互いに平行に配設され、現像剤を攪拌するとともに現像ローラ81Yに現像剤を供給するためのスクリュである第1搬送スクリュ83Y及び第2搬送スクリュ84Yと、第1搬送スクリュ83Yと第2搬送スクリュ84Yとの間に設けられた仕切り板である仕切り壁87Yと、これらを収容した、カートリッジケース59Yの一部によって構成された現像ケース85Yとを有している。
現像装置80Yはまた、第1搬送スクリュ83Yの下方において現像ケース85Yに取り付けられたトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ86Yと、イエロートナーを収容したトナーボトル88Yと、直流成分の現像バイアスを現像ローラ81Yに印加する図示しないバイアス印加手段と、現像ローラ81Y、第1搬送スクリュ83Y、第2搬送スクリュ84Y等を駆動する図示しない駆動手段としての現像駆動手段等とを有している。
第1搬送スクリュ83Yと第2搬送スクリュ84Yと仕切り壁87Yとは、現像剤を撹拌しながら搬送し現像ローラ81Yに供給して付着させる撹拌部38Yを構成している。
現像ローラ81Yとドクターブレード82Yとは、撹拌部38Yよりも高い位置を占め、現像ローラ81Yに付着した現像剤のうちのトナーを感光体ドラム20Yに転移させる現像部39Yを構成している。
現像ローラ81Yは、その表面に現像剤を担持する現像剤担持体である図示しない現像スリーブと、現像スリーブの内部に固設された図示しない複数のマグネットとを有している。
現像スリーブは、直径φ18mmの非磁性の回転可能なスリーブ状の形状をなしている。現像スリーブの表面はサンドブラストまたは1〜数mmの深さを有する複数の溝を形成する処理を行いRzが10〜30μmの範囲に入るように形成されている。現像スリーブの線速は240mm/sとなっている。現像スリーブと感光体ドラム20Yとの間隙である現像ギャップGpは小さいほど現像効率の向上に有利であり、本形態では0.4〜0.8mmの範囲で設定可能となっている。
マグネットは、ドクターブレード82Yに対向する箇所から現像スリーブの回転方向にN1、S1、N2、S2、S3の5磁極を有する。これら磁極及びマグネットは固定されており、現像剤が所定の場所を通過するときに磁力を作用させ、現像スリーブ上に磁気ブラシとして担持されるようになっている。マグネットのS1の磁極は感光体ドラム20Yに対向しており、感光体ドラム20Yの表面を摺擦する磁気ブラシを、感光体ドラム20Yとの対向領域において現像スリーブ上に担持させる。
ドクターブレード82Yは、その先端が現像スリーブに近接するように配設されている。ドクターブレード82Yの先端と現像スリーブとの最近接部におけるこれらの間隔は500μmとなっている。
バイアス印加手段は現像スリーブに、感光体ドラム20Yの、露光部と非露光部との間の適当な大きさの現像バイアスを印加する。具体的には、現像バイアス電圧は−470Vであり、現像ポテンシャル350Vとして現像を行うようになっている。
現像装置80Y内には、仕切り壁87Yにより、現像ローラ81Yと第1搬送スクリュ83Yとを収容した第1供給部と、第2搬送スクリュ84Yを収容した第2供給部とが分かれた状態で形成されている。
第1搬送スクリュ83Yは、駆動手段によって回転駆動されることで、第1供給部内の現像剤を図4における紙面奥側から手前側へと搬送しながら現像ローラ81Yに供給する。第1搬送スクリュ83Yによって第1供給部内の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切り壁87Yに形成された図示しない開口部を通って第2供給部内に進入する。
第2供給部内において、第2搬送スクリュ84Yは、駆動手段によって回転駆動されることで第1供給部から送られてくる現像剤を第1搬送スクリュ83Yとは逆方向に搬送する。第2搬送スクリュ84Yによって第2供給部の端部付近まで搬送された現像剤は、仕切壁87Yに設けられたもう一方の図示しない開口部を通って第1供給部内に戻る。
トナーの帯電量は、現像スリーブ上で−10〜−30μC/gの範囲が好適であり、第1搬送スクリュ83Y及び第2搬送スクリュ84Yはこれを満たすように現像剤の撹拌を行う。
現像ケース85Y内の現像剤は、磁性キャリアと、帯電極性がマイナスのカラートナーであるイエロートナーとを含む二成分現像剤であって、この現像剤には、トナーボトル88Yからイエロートナーが補給、供給され、第1搬送スクリュ83Y及び第2搬送スクリュ84Yによって、供給されたイエロートナーと現像剤とが攪拌搬送されながら攪拌混合され、摩擦帯電され、現像ローラ81Yに供給され、マグネットローラによって汲み上げられて現像スリーブに保持され、現像スリーブ上に磁気ブラシが形成される態様で担持される。
現像ローラ81Yは、現像スリーブの回転により、ドクターブレード82Yによって現像剤の担持量を規制され層厚を規制されて磁気ブラシが適正な量に穂切りされ、切り落とされた現像剤は撹拌部38Yに戻される。現像ローラ81Yはまたその回転及びバイアス印加手段による現像バイアスにより、現像ローラ81Yと感光体ドラム20Yとの間の現像領域に、ドクターブレード82Yによって量を適量とされた現像剤を運び、現像剤中のイエロートナーが感光体ドラム20Yの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像をイエロートナー像として顕在化させ画像として可視像化するようになっている。
現像によりイエロートナーを消費した現像剤は、現像ローラ81Yの回転に伴ってマグネットローラの磁力が減少した位置で現像スリーブから離れ、撹拌部38Yに戻る。
この繰り返しにより撹拌部38Y内のトナー濃度が低くなり、これがトナー濃度センサ86Yによって検知されると、トナー濃度が所定の濃度に達したことがトナー濃度センサ86Yによって検知されるまで、トナーボトル88Yからトナーが補給、供給される。
本形態では、バイアス印加手段により直流成分の現像バイアスを印加しているが、現像バイアスは、交流成分であっても良いし、直流成分に交流成分を重畳したものであっても良い。
現像剤の詳細については後述する。
クリーニング装置70Yは、その筐体をなした、カートリッジケース59Yの一部によって構成されたクリーニングケース71Yと、クリーニングケース71Yの内部に収納されその先端が感光体ドラム20Yに当接し感光体ドラム20Y上の転写残留物である転写残トナー、キャリア、紙粉等の異物を掻き取って回収しクリーニングするクリーニング部材としてのクリーニングブレード78Yと、クリーニングブレード78Yをクリーニングケース71Yに対して支持したブレード支持体73Yと、ブレード支持体73Yをクリーニングケース71Yに回動可能に支持した支軸69Yと、クリーニングブレード78Yをそのエッジが感光体ドラム20Yに圧接するように感光体ドラム20Yに所定の弾性力で押し当てるばね79Yとを有している。
クリーニング装置70Yはまた、クリーニングケース71Yに回転自在に支持され、クリーニングブレード78Yによって、感光体ドラム20Y上から転写残トナー等が掻き取られ、また除去されることによって生じた廃トナー等の不要物を図4における紙面手前側の片側に寄せトナーリサイクル装置50Yに搬送する廃トナー搬送スクリュとしての回収スクリュである排出スクリュ67Yと、感光体ドラム20Yを保護する滑剤である潤滑剤としての保護剤42Yを感光体ドラム20Yに塗布する保護膜形成手段である滑剤塗布装置である潤滑剤塗布装置としての保護膜形成装置40Yとを有している。
クリーニング装置70Yはまた、クリーニングケース71Yに回転自在に支持され、保護膜形成装置40Yに係合した電界ローラ77Yと、電界ローラ77Yに当接したスクレーパ91Yと、電界ローラ77Yに、後述するブラシローラ47Yとの間でバイアスを形成させる図示しない電圧印加手段とを有している。
保護膜形成装置40Yは、バー状に成形された固形の潤滑剤である像担持体保護剤、像搬送体保護剤としての保護剤42Yと、感光体ドラム20Yの回転方向B1に対し逆方向すなわちカウンタ方向となるD1方向に回転し、感光体ドラム20Yを保護するために保護剤42Yを掻き取り感光体ドラム20Yに供給して塗布する保護剤供給部材である掻き取り部材としての潤滑剤塗布部材たる潤滑剤塗布ブラシとしてのファーブラシたる塗布ブラシである滑剤塗布用ブラシローラたるブラシローラ47Yとを有している。
保護膜形成装置40Yはまた、保護剤42Yを保持してクリーニングケース71Yに対して支持し、保護剤42Yをブラシローラ47Yに接離する方向に支持した潤滑剤保持部材としての支持体49Yと、支持体49Yを介して保護剤42Yをブラシローラ47Yに押圧する押圧手段としての弾性部材たる加圧バネである潤滑剤加圧バネとしてのバネ部材たるバネ48Yとを有している。
保護膜形成装置40Yはまた、クリーニングブレード78Yと、電界ローラ77Yと、スクレーパ91Yと、電圧印加手段と、現像駆動手段によって構成されブラシローラ47Y及び電界ローラ77Yを回転駆動するための駆動手段としての潤滑剤塗布駆動手段とを有している。
保護剤42Yは、たとえば乾燥した固体疎水性潤滑剤からなる。この潤滑剤の代表例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸鉛、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸銅、パルチミン酸、亜鉛パルチミン酸コバルト、パルチミン酸銅、パルチミン酸マグネシウム、パルチミン酸アルミニウム、パルチミン酸カルシウム、カプリル酸鉛、カプロン酸鉛、リノレン酸亜鉛、リノレン酸コバルト、リノレン酸カルシウム、及びリコリノレン酸カドミウムの如き比較的高次の脂肪酸などが挙げられる。また、カルナウバワックスのような天然ワックスであってもよい。
ブラシローラ47Yは、図5、図6に示すように、図1、図5の紙面に垂直な方向である感光体ドラム20Yの幅方向に延在する軸部材47aYと、軸部材47aYの外周面に立設せしめられた複数の起毛としてのブラシ繊維89Yとを有している。ブラシローラ47Yは、複数のブラシ繊維89Yを植設された図示しない基布が軸部材47aYに巻き付け固定されることによって形成される。
幅方向におけるブラシローラ47Yの長さは、少なくとも感光体ドラム20Yの幅方向全域にブラシ繊維89Yを接触させるように調整されている。ブラシ繊維89Y、基布、軸部材47aY等は導電性であり、ブラシローラ47Yは導電性となっている。
感光体ドラム20Y表面に均一に保護剤42Yを塗布するために、ブラシローラ47Yの起毛であるブラシ繊維89Yの密度は2万本/645.16[mm2]以上となった高い密度であることが好ましい。感光体ドラム20Yへの保護剤42Yの塗布量が不均一であると、その塗布むらによって、感光体ドラム20Y表面に形成されるトナー像を構成するトナーの付着量が不均一となり、トナー像に濃度むらが発生し、形成される画質が劣化することがあるためである。具体的には、保護剤42Yの塗布量が多い部分はトナーの付着量が少なくなり、逆に保護剤42Yの塗布量が少ない部分にはトナーが多量に付着し、これによってトナー像に濃度むらが発生するのである。特に低濃度のトナー像に濃度むらが発生しやすい。
図4に示すように、ブラシローラ47Yは、B1方向において転写位置NPよりも下流側且つ後述するクリーニング位置CPよりも上流側の位置TPで感光体ドラム20Yに当接し、この位置TPで保護剤42Yを感光体ドラム20Yに塗布することが可能となっている。この位置TPは潤滑剤塗布位置となっている。
ブラシローラ47Yは、潤滑剤塗布駆動手段から軸部材47aYへの回転駆動力の伝達によってD1方向に回転する。この回転により、保護剤42Yがブラシ繊維89Yに掻き取られて付着した後、ブラシローラ47Yが感光体ドラム20Yに当接している状態において、潤滑剤塗布位置TPで感光体ドラム20Y表面に塗布される。
図5に示すように、ブラシローラ47Yは、感光体ドラム20Yへの食い込み量x1が、潤滑剤42Yへの食い込み量x2よりも大きくなるように配設されている。これにより、削った潤滑剤42Yが、より確実に感光体ドラム20Yに移るようになっている。
クリーニングブレード78Yは、ポリウレタンゴム製であり、いわゆるカウンタータイプ言い換えるとリーディングタイプに類する角度で感光体ドラム20Yに当接している。クリーニングブレード78Yが感光体ドラム20Yに当接し感光体ドラム20Y上の転写残トナー等の不要物がクリーニングされる位置はクリーニング位置CPとなっている。
クリーニングブレード78Yは、クリーニング位置CPにおいて、ブラシローラ47Yによって潤滑剤塗布位置TPで感光体ドラム20Yに塗布ないし供給された保護剤42Yを感光体ドラム20Y上に塗布し感光体ドラム20Y表面に皮膜状の保護層である保護膜を形成する塗布ブレードとして機能する。クリーニングブレード78Yは、感光体ドラム20Y上の保護剤42Yに多少の分布ムラがあってもこれを解消するように感光体ドラム20Y上に保護剤42Yを均す。
このように、ブラシローラ47Yが回転駆動するとクリーニング装置70Yが保護膜形成装置40Yとして駆動していることになる。なお、ブラシローラ47Yの回転方向はB1方向と逆方向でなく順方向でも良い。
保護剤42Yによって感光体ドラム20Y表面に形成される皮膜は、近接放電による感光体ドラム20Y表面の劣化を防止する機能を有しており、保護膜形成装置40Yは放電劣化防止手段として機能するものである。ここでいう劣化とは、放電による感光体ドラム20Yの磨耗及びこの磨耗の加速、ならびに感光体ドラム20Y表面の活性化の両方を指している。
また、かかる皮膜は、感光体ドラム20Yとクリーニングブレード78Yとが互いに摩擦しあうことによって生じる磨耗等の劣化も防止し、保護膜形成装置40Yは摩擦劣化防止手段として機能するものである。
このように、保護膜形成装置40Yは、保護剤42Yを感光体ドラム20Y表面に塗布することにより、これら劣化を抑制している。
さらに、保護膜形成装置40Yは、ブラシローラ47Yが感光体ドラム20Yに接触した接触ブラシとなっており、クリーニングブレード78と同様に、感光体ドラム20Y上の転写残トナー等の不要物をクリーニングするクリーニング部材としてのクリーニングブラシとして機能する。
その他、保護膜形成装置40Yの構成等については後述する。
電界ローラ77Yは、ブラシローラ47Yに当接しているとともに、潤滑剤塗布駆動手段によってブラシローラ47Yとの対向位置でブラシローラ47Yと逆方向すなわちカウンタ方向に回転駆動される。電界ローラ77Yは、このように回転駆動されることと、電圧印加手段によってバイアスを印加させることとで、ブラシローラ47Y上の転写残トナー等の不要物をクリーニングする。
スクレーパ91Yは、回転する電界ローラ77Y上の転写残トナー等の不要物をクリーニングする。スクレーパ91Yによって電界ローラ77Yから除去された不要物は、クリーニングブレード78Yによって感光体ドラム20Y上から除去された不要物とともに、排出スクリュ67Yによってトナーリサイクル装置50Yに搬送される。
トナーリサイクル装置50Yは、図7、図8に示すように、排出スクリュ67Yの図4における手前側の端部に配設されたローラ部51Yと、ローラ部51Yに巻き掛けられたベルト状回収トナー搬送部材としての搬送ベルト52Yと、第1搬送スクリュ83Yの図4における手前側に第1搬送スクリュ83Yとは別に配設されローラ部51Yとともに搬送ベルト52Yを巻き掛けたローラ部53Yと、これらを収容した、カートリッジケース59Yの一部によって構成された搬送路ケース54Yとを有している。
ローラ部51Yは、その周面に突設されたピン55Yを有している。
搬送ベルト52Yは、無端ベルト状のベルト本体56Yと、ベルト本体56Yの外周面に一定間隔おきに突設された羽57Yと、ピン55Yが嵌入する長孔58Yとを有している。
ローラ部53Yは、搬送路ケース54Yに回転自在に支持されており、ローラ部51Yとともに、搬送ベルト52Yを張設している。
このような構成のトナーリサイクル装置50Yでは、排出スクリュ67Yの回転により、ローラ部51Yを回転駆動して搬送ベルト52Yを回転駆動する。搬送ベルト52Yの回転により、排出スクリュ67Yによって搬送されてきた、感光体ドラム20Yから回収したトナー等を、搬送路ケース54Y内を通して現像装置80Y内における第2搬送スクリュ84Yの配設位置に導き、第2撹拌スクリュ84Y及び第1撹拌スクリュ83Yの回転により、すでに現像装置80Y内にある現像剤とともに攪拌しながら搬送循環し、感光体ドラム20Yの現像に供する。
感光体ドラム20Yは、図9に示すように種々の構成を採用することが可能である。
同図(a)は、感光体ドラム20Yが、導電性支持体131と、導電性支持体131上に設けられた、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層133とを有する構成を示している。この場合、少なくとも単層感光層133表面にはフィラーが含有されている。
同図(b)は、感光体ドラム20Yが、導電性支持体131と、導電性支持体131上に設けられた、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層135と、電荷発生層135に積層された、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層137とを有する構成を示している。この場合、少なくとも電荷輸送層137の表面にはフィラーが含有されている。
同図(c)は、感光体ドラム20Yが、導電性支持体131と、導電性支持体131上に設けられた、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層133と、単層感光層133表面に設けられた、フィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層139とを有する構成を示している。
同図(d)は、感光体ドラム20Yが、導電性支持体131と、導電性支持体131上に設けられた、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層135と、電荷発生層135に積層された、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層137と、電荷輸送層137上に設けられた、フィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層139とを有する構成を示している。
導電性支持体131としては、体積抵抗1010Ω・cm以下の導電性を示すもの、たとえば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用可能である。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体131として使用可能である。
この他、上述の導電性支持体131上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、導電性支持体131として使用可能である。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズなどの金属酸化物粉体などが挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、たとえば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることが可能である。
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、導電性支持体131として良好に用いることが可能である。
感光層は電荷発生物質を電荷輸送層に分散させた単層型でも、電荷発生層と電荷輸送層を順次積層させた積層型でもよい。
電荷発生層135と電荷輸送層137を順次積層させた積層型感光体について説明する。
電荷発生層135は、電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダー樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることが可能である。
無機系材料には、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコンなどが挙げられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でターミネートしたものや、ホウ素原子、リン原子などをドープしたものが良好に用いられる。
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることが可能である。たとえば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾ−ル系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または2種以上の混合物として用いることが可能である。
電荷発生層135に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独または2種以上の混合物として用いることが可能である。また、電荷発生層のバインダー樹脂として、高分子電荷輸送物質を用いることが可能である。更に、必要に応じて低分子電荷輸送物質を添加してもよい。
電荷発生層135に併用可能な電荷輸送物質には電子輸送物質と正孔輸送物質とがあり、これらは更に低分子型の電荷輸送物質と高分子型の電荷輸送物質がある。以下の説明では高分子型の電荷輸送物質を高分子電荷輸送物質と称する。
電子輸送物質としては、たとえばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることが可能である。
正孔輸送物質としては、以下に表される電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。たとえば、オキサゾ−ル誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、イミダゾ−ル誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾ−ル誘導体、トリアゾ−ル誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾ−ル誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることが可能である。
また、以下に表される高分子電荷輸送物質を用いることが可能である。たとえば、ポリ−N−ビニルカルバゾール等のカルバゾール環を有する重合体、特開昭57−78402号公報等に例示されるヒドラゾン構造を有する重合体、特開昭63−285552号公報等に例示されるポリシリレン重合体、特開平7−325409号公報に例示されるトリアリールアミン構造を有する重合体等が挙げられる。これらの高分子電荷輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることが可能である。
電荷発生層135は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤が含まれていても良い。
電荷発生層135を形成する方法には、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。前者の方法には、真空蒸着法、グロ−放電分解法、イオンプレ−ティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法などが用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成可能である。また、キャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダー樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノンなどの溶媒を用いてボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成される。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート法、ビードコート法などを用いて行なうことが可能である。
以上のようにして設けられる電荷発生層135の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.05〜2μmである。
電荷輸送層137について、説明する。
電荷輸送層137は、電荷輸送成分とバインダー成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成可能である。電荷輸送層137の膜厚は、10〜100μm程度が適当であり、解像力が要求される場合、10〜30μm程度が適当である。
バインダー成分として用いることが可能な高分子化合物としては、たとえば、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることが可能である。
電荷輸送物質として用いることが可能な材料は、上述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質および高分子電荷輸送物質が挙げられる。低分子型の電荷輸送物質を用いる場合、この使用量は高分子化合物100重量部に対して20〜200重量部、好ましくは50〜100重量部程度が好ましい。また、高分子電荷輸送物質を用いる場合、電荷輸送成分100重量部に対して樹脂成分が0〜500重量部程度の割合で共重合された材料が好ましい。
電荷輸送層塗工液を調製する際に使用可能な分散溶媒としては、たとえば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類等が挙げられる。
電荷輸送層137は後述のフィラー補強電荷輸送層139を設けない場合、少なくともその表面部位には、耐摩耗性を向上する目的でフィラー材料を添加する必要がある。有機性フィラー材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末、a−カーボン粉末等が挙げられ、無機性フィラー材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。これらのフィラーの中で、フィラーの硬度の点から無機材料を用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。特に、シリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用可能である。また、これらのフィラー材料は単独もしくは2種類以上を混合して用いられる。これらのフィラーは塗工液および塗工膜中の分散性向上を目的として、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施されてもよい。
これらのフィラー材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることにより分散可能である。また、フィラーの一次粒径の平均は、0.01〜0.8μmであることが電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
また、これらのフィラーを電荷輸送層137全体に含有させることも可能であるが、露光部電位が高くなるような場合があるため、電荷輸送層137の最表面側が最もフィラー濃度が高く、導電性支持体131側が低くなるようにフィラー濃度傾斜を設けたり、電荷輸送層137を複数層にして、導電性支持体131側から表面側に向かい、フィラー濃度を順次高くしたりするような構成にすることが好ましい。電荷輸送層137の表面側に含有される無機フィラー層の膜厚すなわち表面からの深さは0.5μm以上であることが好ましく、より好ましくは2μm以上が好ましい。
フィラー補強電荷輸送層139を設ける場合、電荷輸送層137は、電荷輸送成分とバインダー成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成可能である。電荷輸送層の膜厚は、10〜100μm程度が適当であり、解像力が要求される場合、10〜30μm程度が適当である。
この場合の電荷輸送層137に用いることの可能なバインダー成分は、たとえば、前述の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることが可能である。
電荷輸送物質として用いることの可能な材料も前述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質および高分子電荷輸送物質が挙げられる。
また、必要により適当な酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質などの低分子化合物およびレベリング剤を添加することも可能である。これらの化合物は単独または2種以上の混合物として用いることが可能である。低分子化合物の使用量は、高分子化合物100重量部に対して0.1〜200重量部、好ましくは、0.1〜30重量部、レベリング剤の使用量は、高分子化合物100重量部に対して0.001〜5重量部程度が適当である。
フィラー補強電荷輸送層139について説明する。
フィラー補強電荷輸送層139とは、少なくとも電荷輸送成分とバインダー樹脂成分とフィラーとが含まれ、電荷輸送性と機械的耐性を併せ持つ機能層を指す。フィラー補強電荷輸送層139は、従来型の電荷輸送層に匹敵する高い電荷移動度を示す特徴を有し、これは表面保護層と区別される。また、フィラー補強電荷輸送層139は、積層型感光体における電荷輸送層137を2層以上に機能分離した表面層として用いられる。すなわち、この層はフィラーの含まれない電荷輸送層137との積層で用いられ、単独で用いられる事が無い。このため、フィラーが添加剤として電荷輸送層137中に分散された場合の電荷輸送層137の単一層と区別される。
フィラー補強電荷輸送層139に用いられるフィラー材料としては、電荷輸送層137の説明に挙げたように、無機材料、特にシリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用可能である。また、これらのフィラー材料は単独もしくは2種類以上を混合して用いられる。
これらのフィラーは塗工液および塗工膜中の分散性向上を目的として、前述と同様、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施されてもよい。
これらのフィラー材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることにより分散可能である。また、フィラーの一次粒径の平均は、0.01〜0.8μmであることが電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
塗工方法としては浸漬法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷法等が採用される。
フィラー補強電荷輸送層139の膜厚は0.5μm以上であることが好ましく、より好ましくは2μm以上が好ましい。
次に感光層が単層構成の場合について述べる。
単層感光層133は、電荷発生物質および電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成可能である。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することも可能である。
結着樹脂としては、先に電荷輸送層137の説明で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層135の説明で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用可能である。結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましく、さらに好ましくは50〜150重量部である。単層感光層133は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコートなどで塗工して形成可能である。単層感光層の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。
感光層が最表面層になるような構成においては、少なくとも感光層表面にフィラーを含有する必要がある。単層感光層133の場合にも、電荷輸送層137の場合と同様に、感光層全体にフィラーを含有することも可能であるが、フィラー濃度勾配を設けるか、複数層の感光層の構成とし、フィラー濃度を順次変えた構成にすることは有効な手段である。
導電性支持体131と感光層との間に下引き層を設けることが可能である。下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示可能な金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
これらの下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することが可能である。更に下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することも可能である。この他、下引き層には、Al2O3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物やSiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用可能である。このほかにも公知のものを用いることが可能である。下引き層の膜厚は0〜20μmが適当であり、好ましくは1〜10μmである。
耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、電荷発生層135、電荷輸送層137、下引き層、保護層、中間層等の各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質およびレベリング剤を添加することが可能である。これらの化合物の代表的な材料を以下に記す。
各層に添加可能な酸化防止剤として、たとえば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)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、n−オクタデシル−3−(4'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−t−ブチルフェノール)、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)、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−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)ブチリックアッシド]クリコールエステル、トコフェロール類など。
(b)パラフェニレンジアミン類
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−ブチル−p−フェニレンジアミンなど。
(c)ハイドロキノン類
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。
(d)有機硫黄化合物類
ジラウリル−3,3'−チオジプロピオネ−ト、ジステアリル−3,3'−チオジプロピオネ−ト、ジテトラデシル−3,3'−チオジプロピオネ−トなど。
(e)有機燐化合物類
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。
各層に添加可能な可塑剤として、たとえば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)リン酸エステル系可塑剤
リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニルなど。
(b)フタル酸エステル系可塑剤
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチルなど。
(c)芳香族カルボン酸エステル系可塑剤
トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−n−オクチル、オキシ安息香酸オクチルなど。
(d)脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤
アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−n−オクチル、アジピン酸−n−オクチル−n−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−2−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−n−オクチルなど。
(e)脂肪酸エステル誘導体
オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリンなど。
(f)オキシ酸エステル系可塑剤
アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチルなど。
(g)エポキシ可塑剤
エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシルなど。
(h)二価アルコールエステル系可塑剤
ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチラートなど。
(i)含塩素可塑剤
塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチルなど。
(j)ポリエステル系可塑剤
ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステルなど。
(k)スルホン酸誘導体
p-トルエンスルホンアミド、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンエチルアミド、o−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−N−エチルアミド、p−トルエンスルホン−N−シクロヘキシルアミドなど。
(l)クエン酸誘導体
クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−n−オクチルデシルなど。
(m)その他
ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、2−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチルなど。
各層に添加可能な滑剤としては、たとえば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)炭化水素系化合物
流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレンなど。
(b)脂肪酸系化合物
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸など。
(c)脂肪酸アミド系化合物
ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミドなど。
(d)エステル系化合物
脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルなど。
(e)アルコール系化合物
セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなど。
(f)金属石けん
ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど。
(g)天然ワックス
カルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボタロウ、モンタンロウなど。
(h)その他
シリコーン化合物、フッ素化合物など。
各層に添加可能な紫外線吸収剤として、たとえば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)ベンゾフェノン系
2−ヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2',4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2',4,4'−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2'−ジヒドロキシ4−メトキシベンゾフェノンなど。
(b)サルシレート系
フェニルサルシレート、2,4ジ−t−ブチルフェニル3,5−ジ−t−ブチル4ヒドロキシベンゾエートなど。
(c)ベンゾトリアゾール系
(2'−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、(2'−ヒドロキシ5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2'−ヒドロキシ5'−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2'−ヒドロキシ3'−ターシャリブチル5'−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾール
(d)シアノアクリレート系
エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、メチル2−カルボメトキシ3(パラメトキシ)アクリレートなど。
(e)クエンチャー(金属錯塩系)
ニッケル(2,2'チオビス(4−t-オクチル)フェノレート)ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェートなど。
(f)HALS(ヒンダードアミン)
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ〔4,5〕ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなど。
感光体ドラム20Yの製造例
φ30mmアルミニウムドラム上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液を順次、塗布乾燥することにより、3.5μmの下引き層、0.2μmの電荷発生層135、28μmの電荷輸送層137を形成した。その上に下記の無機フィラー塗工液をジルコニアビーズを用いてペイントシェーカーで2時間粉砕(塊砕)して塗工液とした。この液をスプレーで塗工して1.5μmのフィラー補強電荷輸送層139を設け感光体ドラム20Yを得た。
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307−60−EL,大日本インキ化学工業製):6重量部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60,大日本インキ化学工業製):4重量部
酸化チタン(CR−EL 石原産業社製):40重量部
メチルエチルケトン:200重量部
〔電荷発生層用塗工液〕
オキソチタニウムフタロシアニン顔料:2重量部
ポリビニルブチラール(UCC:XYHL):0.2重量部
テトラヒドロフラン:50重量部
〔電荷輸送層用塗工液〕
ポリカーボネート樹脂(Zポリカ、粘度平均分子量;5万、帝人化成社製):12重量部
下記構造の低分子電荷輸送物質:10重量部
テトラヒドロフラン:100重量部
1%シリコーンオイル(KF50−100CS信越化学工業社製)テトラヒドロフラン溶液:1重量部
〔フィラー補強電荷輸送層用塗工液〕
ポリカーボネート樹脂(Zポリカ、粘度平均分子量;5万、帝人化成社製):4重量部
下記構造の低分子電荷輸送物質:3重量部
α−アルミナ(スミコランダムAA−03、住友化学工業社製):0.7重量部
シクロヘキサノン:280重量部
テトラヒドロフラン:80重量部
現像剤について説明する。
・トナー
トナーは、結着樹脂に着色剤、及び、その他必要に応じて、帯電制御剤、離型剤等の他の材料を含有させた母体粒子に、さらに、添加剤等を外添している。
トナーに使用される結着樹脂としては、従来公知のものが使用可能であり、たとえば、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリブチラール、シリコーン樹脂等が挙げられ、これらは、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることが可能であり、特に、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂が好ましい。
ここで、ポリエステル樹脂としては、各種のタイプのものが使用可能であるが、特に、
1.2価のカルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物のいずれかから選ばれる少なくとも一種、
2.下記一般式(I)で示されるジオール成分
(式中、R1及びR2は、同一でも異なっていてもよく、炭素数2〜4のアルキレン基であり、またx、yは繰り返し単位の数であり、各々1以上であって、x+y=2〜16である。)
3.3価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物、及び、3価以上の多価アルコールのいずれかから選ばれる少なくとも一種
上記1〜3を反応させてなるポリエステル樹脂であることが好ましい。
ここで、1.の2価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチル及びジエチルエステル、及び無水フタル酸、無水マレイン酸等があり、特にテレフタル酸、イソフタル酸及びこれらのジメチルエステルが耐ブロッキング性及びコストの点で好ましい。これらの2価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物はトナーの定着性や耐ブロッキング性に大きく影響する。すなわち、縮合度にもよるが、芳香族系のテレフタル酸、イソフタル酸等を多く用いると耐ブロッキング性は向上するが、定着性が低下する。逆に、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸等を多く用いると定着性は向上するが、耐ブロッキング性が低下する。従って、他のモノマー組成や比率、縮合度に合わせてこれらの2価カルボン酸類が適宜選定され、単独又は組み合わせて使用される。
2.の前記一般式(I)で示されるジオール成分の一例としては、ポリオキシプロピレン−(n)−ポリオキシエチレン−(n′)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられるが、特に、2.1≦n≦2.5であるポリオキシプロピレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン及び2.0≦n≦2.5であるポリオキシエチレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが好ましい。このようなジオール成分は、ガラス転移温度を向上させ、反応を制御し易くするという利点がある。
なお、ジオール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1、3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール等の脂肪族ジオールを使用することも可能である。
3.の3価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフトレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサトリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチルおよびジエチルエステル等が挙げられる。
また、3.の3価以上の多価アルコールの一例としては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
ここで、3価以上の多価単量体の配合割合は、単量体組成物全体の1〜30モル%程度が適当である。1モル%以下の時には、トナーの耐オフセット性が低下し、また、耐久性も悪化しやすい。一方、30モル%以上の時には、トナーの定着性が悪化しやすい。
これらの3価以上の多価単量体のうち、特にベンゼントリカルボン酸、これらの酸の無水物又はエステル等のベンゼントリカルボン酸類が好ましい。すなわち、ベンゼントリカルボン酸類を用いることにより、定着性と耐オフセット性の両立を図ることが可能である。
また、ポリオール樹脂としては、各種のタイプのものが使用可能であるが、特に、a.エポキシ樹脂と、b.2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物もしくはそのグリシジルエーテルと、c.エポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物と、d.エポキシ基と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物を反応してなるポリオール樹脂を用いることが好ましい。
ここで、a.のエポキシ樹脂は、好ましくはビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールとエピクロロヒドリンを結合して得られたものである。特に、エポキシ樹脂が安定した定着特性や光沢を得るために数平均分子量の相違する少なくとも2種以上のビスフェノールA型エポキシ樹脂で、低分子量成分の数平均分子量が360〜2000であり、高分子量成分の数平均分子量が3000〜10000であることが好ましい。さらに低分子量成分が20〜50重量%、高分子量成分が5〜40重量%であることが好ましい。低分子量成分が多すぎたり、分子量が360よりさらに低分子の場合は、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性がある。また、高分子量成分が多すぎたり、分子量10000よりさらに高分子の場合は、光沢が不足したり、さらには定着性の悪化の可能性がある。
また、b.の化合物としての、2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物としては、以下のものが例示される。即ち、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及びこれらの混合物とビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールとの反応生成物が挙げられる。得られた付加物をエピクロロヒドリンやβ−メチルエピクロロヒドリン等でグリシジル化して用いてもよい。特に下記(II)式で表わされるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のジグリシジルエーテルが好ましい。
(式中、Rは−CH2−CH2−、−CH2−CH(CH3)−又は−CH2−CH2−CH2−基であり、またn、mは繰り返し単位の数であり、各々1以上であって、n+m=2〜6である。)
また、2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物もしくはそのグリシジルエーテルが、ポリオール樹脂に対して10〜40重量%含まれていることが好ましい。ここで量が少ないとカールが増すなどの不具合が生じ、また、n+mが7以上であったり量が多すぎると、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性がある。
また、c.のエポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物としては、1価フェノール類、2級アミン類、カルボン酸類がある。1価フェノール類としては以下のものが例示される。即ち、フェノール、クレゾール、イソプロピルフェノール、アミノフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、キシレノール、p−クミルフェノール等が挙げられる。2級アミン類としては、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、N−メチル(エチル)ピペラジン、ピペリジン等が挙げられる。また、カルボン酸類としては、プロピオン酸、カプロン酸等が挙げられる。
また、d.のエポキシ基と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物としては、2価フェノール類、多価フェノール類、多価カルボン酸類が挙げられる。2価フェノール類としてはビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールが挙げられる。また、多価フェノール類としてはオルソクレゾールノボラック類、フェノールノボラック類、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1−〔α−メチル−α−(4−ヒドロキシフェニル)エチル〕ベンゼンが例示される。多価カルボン酸類としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸が例示される。
また、これらのポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、高い架橋密度を持たせると、透明性や光沢度が得られにくくなるため、好ましくは、非架橋もしくは弱い架橋(THF不溶分が5%以下)であることが好ましい。
また、これらの結着樹脂の製造法は、特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等のいずれも用いることが可能である。
次に、トナーに用いられる着色剤としては、従来公知の染料及び顔料が使用可能である。
黄色系着色剤としては、たとえば、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、ベンズイミダゾロンイエロー、イソインドリノンイエロー等が挙げられる。
赤色系着色剤としては、たとえば、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、ファイヤーレッド、パラクロロ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、FBB)、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−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、オイルオレンジ等が挙げられる。
青色系着色剤としては、たとえば、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等が挙げられる。
黒色系着色剤としては、たとえば、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネル ブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物等が挙げられる。
その他の着色剤としては、チタニア、亜鉛華、リトボン、ニグロシン染料、鉄黒等が挙げられる。
これらの着色剤は、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることが可能であり、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常1〜30重量部、好ましくは3〜20重量部である。
また、トナーには、必要に応じて、帯電制御剤、離型剤等の他の材料を添加することが可能である。
ここで、帯電制御剤としては、従来公知のものが使用可能であり、たとえば、ニグロシン染料、含クロム錯体、第4級アンモニウム塩等が挙げられ、これらはトナー粒子の極性により使い分ける。特に、カラートナーの場合、トナーの色調に影響を与えない無色又は淡色のものが好ましく、たとえば、サリチル酸金属塩又はサリチル酸誘導体の金属塩(ボントロンE84、オリエント社製)等が挙げられる。
これらの帯電制御剤は、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることが可能であり、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常0.5〜8重量部、好ましくは1〜5重量部である。
また、定着時における定着部材からのトナーの離型性を向上させ、またトナーの定着性を向上させるために、離型剤をトナー中に含有させることも可能である。
ここで、離型剤としては、従来公知のものが使用可能であり、たとえば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックス、密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックス等が挙げられる。
これらの離型剤は、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることが可能であるが、特にカルナウバワックスを使用することにより良好な離型性を得ることが可能である。
また、離型剤の含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常1〜15重量部、好ましくは、2〜10重量部である。1重量部以下ではオフセット防止効果等が不十分であり、15重量部以上では転写性、耐久性等が低下する。
トナーは、磁性体を含有させ、磁性トナーとして用いることも可能である。
具体的な磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、コバルト、ニッケルのような金属、あるいはこれら金属とアルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金およびその混合物等が挙げられる。
これらの磁性体は平均粒径が0.1〜2μm程度のものが好ましく、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常20〜200重量部、好ましくは40〜150重量部である。
トナーの製造例の一例を以下に述べる。
1.前述した結着樹脂、着色剤、又は必要に応じて帯電制御剤、離型剤、磁性体等をヘンシェルミキサーの如き混合機により十分に混合する。
2.バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、たとえば神戸製鋼所社製KTK型2軸押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機や、連続式の1軸混練機、たとえばブッス社製コ・ニーダ等の熱混練機を用いて構成材料を十分に混練する。
3.混練物を冷却後、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級し、母体粒子を得る。
また、その他の製造法として、重合法、カプセル法等を用いることも可能である。これらの製造法の概略を以下に述べる。
(重合法)
1.重合性モノマー、必要に応じて重合開始剤、着色剤等を水性分散媒中で造粒する。
2.造粒されたモノマー組成物粒子を適当な粒子径に分級する。
3.上記分級により得た規定内粒径のモノマー組成物粒子を重合させる。
4.適当な処理をして分散剤を取り除いた後、上記により得た重合生成物をろ過、水洗、乾燥して母体粒子を得る。
(カプセル法)
1.樹脂、必要に応じて着色剤等を混練機等で混練し、溶融状態のトナー芯材を得る。
2.トナー芯材を水中に入れて強く撹拌し、微粒子状の芯材を作成する。
3.シェル材溶液中に上記芯材微粒子を入れ、撹拌しながら、貧溶媒を滴下し、芯材表面をシェル材で覆うことによりカプセル化する。
4.上記により得たカプセルをろ過後、乾燥して母体粒子を得る。
次いで、該母体粒子と添加剤をヘンシェルミキサー(三井三池社製)、メカノフュージョンシステム(細川ミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社製)等の混合機により十分混合し、必要に応じて、150μm程度以下の目開きの篩を通過させ、凝集物や粗大粒子等の除去を行う。
添加剤としては、従来公知のものが使用可能であり、たとえば、Si,Ti,Al,Mg,Ca,Sr,Ba,In,Ga,Ni,Mn,W,Fe,Co,Zn,Cr,Mo,Cu,Ag,V,Zr等の酸化物や複合酸化物等が挙げられ、特にSi,Ti,Alの酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナが好適に用いられる。
添加剤の添加量は、母体粒子100重量部に対して、0.6〜4.0重量部であることが好ましく、特に好ましくは、1.0〜3.6重量部である。
添加剤の添加量が、0.6重量部未満であると、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られず、また、転写性や耐熱保存性も不十分となり、また、地汚れやトナー飛散の原因にもなりやすい。
また4.0重量部より多いと、流動性は向上するものの、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体等へのフィルミングが生じやすくなり、クリーニングブレードや感光体等の耐久性が低下し、定着性も悪化する。
添加剤の含有量の測定には種々の方法があるが、蛍光X線分析法で求めるのが一般的である。すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、蛍光X線分析法で検量線を作成し、この検量線を用いて、添加剤の含有量を求めることが可能である。
さらに、添加剤は、必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の目的で、表面処理を施されていることが好ましい。
表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物等が好ましく、たとえば、メチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等が挙げられる。
また、処理方法としては、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を浸積し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥させる方法等があるが、本発明においては、いずれの方法も好適に用いることが可能である。
さらに、母体粒子に添加される添加剤の粒径は、流動性付与等の点から、平均一次粒子径で0.002〜0.2μmであることが好ましく、特に好ましくは、0.005〜0.05μmである。
平均一次粒子径が0.002μmより小さい添加剤は、母体粒子表面に添加剤が埋め込まれやすくなるため、凝集を生じやすく、また、流動性も十分に得られない。さらに、感光体等へのフィルミングも発生しやすくなり、これらの傾向は特に高温高湿下において顕著である。加えて、平均一次粒子径が0.002μmより小さいと、どうしても添加剤同士の凝集が生じやすくなるため、これによっても、十分な流動性が得られにくくなる。
平均一次粒子径が0.2μmより大きい添加剤は、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られず、地汚れやトナー飛散の原因になりやすい。平均一次粒子径が0.1μmより大きい添加剤は、感光体表面を傷つけやすく、フィルミング等の原因にもなりやすい。
なお、添加剤の粒径は、透過型電子顕微鏡により測定して求めることが可能である。
トナーには、前記の添加剤の他に、さらに他の添加剤を添加させることも可能である。
このような添加剤としては、たとえば、滑剤として、テフロン(登録商標)、ステアリン酸亜鉛及びポリ弗化ビニリデン等が、研磨剤として、酸化セリウム、炭化ケイ素及びチタン酸ストロンチウム等が、導電性付与材として、酸化亜鉛、酸化アンチモン及び酸化スズ等が、それぞれ挙げられる。
トナーの粒径は、重量平均径で4〜9μmであることが好ましく、特に好ましくは、5〜8μmである。
4μmよりも小粒径の場合には、現像時に地汚れやトナー飛散等が生じたり、流動性を悪化させトナーの補給やクリーニング性等を阻害したりする場合がある。また、8μmよりも大粒径の場合には、画像中のチリや、解像性の悪化等が問題となる場合があり、特に、カラー画像の場合においては、その影響が大きい。
このようなトナーは、一成分現像剤、二成分現像剤の双方に適用可能である。二成分現像剤の場合にはトナーがキャリアと混合されて使用される。
・キャリア
キャリアとしては、従来公知のものが使用可能であり、たとえば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、及び、ガラスビーズ等が挙げられ、特に、これらの表面を樹脂等で被覆することが好ましい。
使用される樹脂としては、ポリフッ化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
この樹脂層の形成法としては、従来と同様、キャリアの表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
樹脂の使用量としては、通常キャリア100重量部に対して1〜10重量部が好ましい。
樹脂の膜厚としては、0.02〜2μmであることが好ましく、特に好ましくは0.05〜1μm、更に好ましくは、0.1〜0.6μmであり、膜厚が厚いとキャリア及び現像剤の流動性が低下する傾向にあり、膜厚が薄いと経時での膜削れ等の影響を受けやすい傾向にある。
このキャリアの平均粒径は通常10〜100μm、好ましくは30〜60μmである。
トナーとキャリアとの混合割合は、一般にキャリア100重量部に対しトナー0.5〜7.0重量部程度が適当である。
・現像剤の実施例
以下に現像剤の実施例を具体的に説明する。実施例中の部は重量部を表わす。
<トナーの製造例>
結着樹脂
ポリエステル樹脂(テレフタル酸、フマル酸、ポリオキシプロピレン−(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、トリメリット酸から合成されたポリエステル樹脂、Tg:62℃、軟化点:106℃):100部
着色剤
イエロートナー用顔料(ジスアゾイエロー顔料:C.I.Pigment Yellow 17):7.0部
マゼンタトナー用顔料(キナクリドン系マゼンタ顔料:C.I.Pigment Red 122):7.0部
シアントナー用顔料(銅フタロシアニンブルー顔料:C.I.Pigment Blue 15:3):3.5部
ブラックトナー用顔料(カーボンブラック:C.I.Pigment Black 7):6.0部
帯電制御剤
サリチル酸誘導体亜鉛塩:2.5部
離型剤:カルナウバワックス(融点:85℃):5部
上記原材料を、ヘンシェルミキサーにて混合したのち、110℃に設定した2軸混練機にて溶融混練した。混練物を水冷後、カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて母体粒子を得た。
さらに、上記母体粒子:100部
添加剤
シリカ(ヘキサメチルジシラザン表面処理品、平均一次粒子径:0.01μm):0.8部
チタニア(イソブチルトリメトキシシラン表面処理品、平均一次粒子径:0.015μm):1.0部
をヘンシェルミキサーにて混合を行い、その後、さらに目開き100μmの篩により風篩を行い、製造例のトナー(重量平均径:6.8μm)を得た。
トナーの粒度分布は種々の方法で測定可能であるが、本例においてはコールターマルチサイザーを用いて行なった。即ち、測定装置としてはコールターマルチサイザーIIe型(コールター社製)を用い、個数分布,体積分布を出力するインターフェイス(日科機社製)及びパーソナルコンピューターを接続し、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製した。
測定法としては、前記電解水溶液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ルフォン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加え、超音波分散器で約1〜3分の分散処理を行った。さらに、別のビーカーに電解水溶液100〜200mlを入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、前記コールターマルチサイザーIIe型によりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用い、50,000個の粒子の平均を測定することにより行った。
<キャリアの製造例>
芯材
Cu−Znフェライト粒子(重量平均径:45μm):5000部
コート材
トルエン:450部
シリコーン樹脂SR2400(東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分50%):450部
アミノシランSH6020(東レ・ダウコーニング・シリコーン製):10部
カーボンブラック:10部
上記コート材を10分間スターラーで分散してコート液を調整し、このコート液と芯材を流動床内に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置に投入して、当該コート液を芯材上に塗布した。
得られたキャリアを電気炉で250℃で2時間焼成を行い、製造例のキャリア(膜厚:0.5μm)を得た。
<現像剤の製造例>
上記製造例のトナー5部と、上記製造例のキャリア95部をターブラーミキサーで混合し、現像剤を得た。
以上のような構成の画像ステーション60Yにおいては、画像形成時において、感光体ドラム20Yは、B1方向への回転に伴い、帯電装置30Yにより表面を一様に帯電され、光走査装置8からの、変調及び偏向されたレーザー光Lの露光走査により、露光部言い換えると照射部における感光体ドラム20Yの電位が減衰してイエロー色に対応した静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置80Yによりイエロー色のトナーにより現像され、現像により得られたイエロー色のトナー像を1次転写ローラ12Yによって形成される一次転写電界、ニップ圧によりA1方向に移動する転写ベルト11に1次転写され、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置70Yにより除去されて除電装置90Y、帯電装置30Yによる次の除電、帯電に供される。
このとき、保護膜形成装置40Yは、ブラシローラ47Yの回転によって、ブラシ繊維89Yで潤滑剤42Yを粉体状に削り、削った潤滑剤42Yを感光体ドラム20Yに移し、感光体ドラム20Yに移された潤滑剤42Yがクリーニングブレード78Yによって感光体ドラム20Y上に延ばされることで、保護剤42Yによって感光体ドラム20Y表面に皮膜が形成され、近接放電や感光体ドラム20Yとクリーニングブレード78Yとが互いに摩擦しあうことによって生じる感光体ドラム20Y表面の劣化を防止するようになっており、これにより、経時的にも、転写性能が維持され、トナーフィルミングが抑制ないし防止されて、良好な画像形成が図られている。
このようにして、保護膜形成装置40Yにおいては、ブラシローラ47Yの回転によって、ブラシ繊維89Yで潤滑剤42Yが削られ、消費されていく。
ところが、この過程で、図10に示すように、潤滑剤42Yの表面に凹凸が生じることがある。この場合、ブラシ繊維89Yは、図6に示すように、潤滑剤42Yに対する当接圧によって、潤滑剤42Y表面の凹部に入り、その先端が、この凹部の底の部分において潤滑剤42Yを削ることで、凹部の深さがさらに大きくなり得ることとなり、凹凸の高低差が拡大することになり得る。かかる高低差が拡大すると、凸部は軽い衝撃でも折れてしまうほど脆くなり、凸部が折れると、潤滑剤42Yは粉体状でなく塊の状態でブラシローラ47Yに付着し、感光体ドラム20Yに移ることとなるが、潤滑剤42Yは、塊の状態では、上述したその機能が十分に果たせない可能性がある。また、最悪の場合、塊の状態の潤滑剤42Yが、クリーニングブレード78Yと感光体ドラム20Yとの間に挟まり、これによってトナーのすり抜けが生じ、画質が低下する可能性もある。
このような不具合を抑制ないし防止するには、かかる高低差の拡大を抑制ないし防止することが好ましい。しかし、ブラシ繊維89Yの形状が、かりに、図6(b)に示すように、円柱状であり、その長手方向に垂直な断面においてほぼ均一であって、断面形状が丸形状であると、潤滑剤42Yの掻き取りはその先端部で行われるため、潤滑剤42Yは同図(b)において一点鎖線で示すように潤滑剤42Y表面の凹部の底の部分を主に削られることとなり得ることから、かかる高低差の拡大を抑制ないし防止することは期待し難い。また、図示しないが、ブラシ繊維89Yの形状が、その長手方向に垂直な断面においてほぼ均一であって、断面形状が異形をなす場合には、かかる高低差の拡大を助長してしまうことになりかねない。これは、ブラシ繊維89Yがかかる形状の場合には、潤滑剤42Yに対する当接圧が、ブラシ繊維89Yの側面においてはその凸部に集中することとなり、この凸部が、潤滑剤42Yの凹部の主に底の部分を切り裂くように作用するため、ブラシ繊維89Yの先端部による、潤滑剤42Yの凹部の底の部分の掻き取りが促進されることとなるからである。
このような事情のもと、発明者らが鋭意検討を重ねたところ、図6(a)に示すように、ブラシ繊維89Yの形状を、従来と異なる形状とすることで、かかる不具合が防止ないし抑制されることを見出した。同図(a)に示すブラシ繊維89Yの形状は、具体的には、その側面に、その長手方向である繊維方向、言い換えると軸部材47aY側の基端からこれとは逆の潤滑剤42Yに当接する側である先端側に向かう方向に沿って、潤滑剤42Yを掻き取るための凹凸を有している。かかる凹凸は種々の形状とすることが可能であり、ブラシ繊維89Yが縮れた形状となっているもの、ブラシ繊維89Yがスパイラル状にねじれた形状となっているもの、ブラシ繊維89Yの側面にスパイラル状の溝を形成したもの、ブラシ繊維89Yの側面に長手方向において独立した多数のリング状の溝を形成したもの等が挙げられる。
ブラシ繊維89Yの形状をこのようにして、ブラシ繊維89Yの長手方向において側面に粗さを持たせることで、ブラシ繊維89Yは、同図(a)において一点鎖線で示すように、潤滑剤42Y表面の凹部の底の部分を削るのみならず、凹部の側面の部分さらには突部までをも削っていくこととなり、潤滑剤42Y表面の凹凸の高低差が抑制ないし解消され、またはかかる凹凸がそもそも生じにくくなり得る。
なお、かかる形状のブラシ繊維89Yにおいても、ブラシ繊維89Yの腰、言い換えると弾性力により、ブラシ繊維89Yの先端が潤滑剤42Yの表面に押し付けられる力は、その側面が潤滑剤42Yの表面に押し付けられる力よりも小さいと考えられるが、かかる先端が潤滑剤42Yをほぼ一点で削っていくのに対し、かかる側面はブラシ繊維89Yの弾性変形により潤滑剤42Yに線状に接触して多くの部位で潤滑剤42Yを削っていくため、ブラシ繊維89Yの形状その他弾性を調整することで、かかる側面は、かかる先端と同等の、潤滑剤42Yの掻き取り能力を備えることが可能であり、本形態のブラシ繊維89Yは、かかる能力を備えるように、その形状その他弾性が調整されている。よって、ブラシ繊維89Yによる上述の機能が良好に発揮される。
ここで、表1に、ブラシ繊維89Yの表面粗さRzについての評価結果を示す。この表面粗さRzは、ブラシ繊維89Yの長手方向に平行に測ったブラシ繊維89Y側面の十点平均粗さであり、かかる側面の凹凸の状態を示すものであって、測定では測定長150〜500μmとした。
同表において「凹凸の深さ」とは潤滑剤42Yの凹凸が大きくなってしまうか否かを意味し、「潤滑粒径大」とは掻き取った潤滑剤42Yの粒径が大きいか否かを意味している。評価は「凹凸の深さ」、「潤滑粒径大」の何れも、○:良、△:可、×:不良で行った。同表より、表面粗さRzは、20μm≦Rz≦100μmであることが望ましいことが分かった。この値は、ブラシ繊維89Yの側面が、ブラシ繊維89Yの先端と同等の、潤滑剤42Yの掻き取り能力を備えることという条件も満たしている。
このような構成の画像形成装置100において、複写を行うときには、自動原稿給紙装置22の原稿台22aに原稿をセットするか、自動原稿給紙装置22を上方に回動してコンタクトガラス21a上に原稿を載置したうえで自動原稿給紙装置22を下方に回動して閉じ原稿を押さえた状態としたうえで、操作パネルのスタートボタンを押下する。なお、自動原稿給紙装置22にセットされる原稿は、たとえば束状のシート原稿であり、コンタクトガラス21a上にセットされる原稿は、たとえば本状に綴じられている片綴じ原稿である。画像形成装置100をプリンタとして使用する場合には、画像形成装置100に接続したPC等の外部入力装置において画像形成を行う画像データを選択、入力等したうえで画像形成開始の操作を行う。
複写を行う場合であって、原稿を原稿台22aにセットした場合には、セットした原稿がコンタクトガラス21a上に送り出されてから読取装置21による原稿の読み取りが行われ、また、原稿をコンタクトガラス21a上に載置したときにはスタートボタンの押下によって読取装置21による原稿の読み取りが行われ、画像データが生成される。
生成された画像データ又は入力された画像データに基づいて、上述の構成の画像ステーション60Y、60M、60C、60BKが作動する。また、かかる原稿読取動作と並行して、各プロセスカートリッジである画像ステーション60Y、60M、60C、60BK内の各機器や、転写ベルトユニット10、2次転写ユニット76、定着装置6等がそれぞれ駆動を開始する。
画像ステーション60Yにおいては、上述したように、感光体ドラム20Yは、B1方向への回転に伴い、帯電装置30Yにより表面を一様に帯電され、光走査装置8により静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置80Yによりイエロー色のトナーにより現像され、イエロー色のトナー像を1次転写ローラ12Yによって転写ベルト11に1次転写され、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置70Yにより除去されて除電装置90Y、帯電装置30Yによる次の除電、帯電に供される。このとき、潤滑剤42Yはその表面の凹凸が抑制ないし防止されるとともに適した粒径で感光体ドラム20Yに塗布され、感光体ドラム20Yの状態が良好に保たれること等により、イエロー色のトナー像が良好に形成される。
他の感光体ドラム20C、20M、20BKにおいてもその状態が良好に保たれながら同様に各色のトナー像が良好に形成等され、形成された各色のトナー像は、1次転写ローラ12C、12M、12BKにより、A1方向に移動する転写ベルト11上の同じ位置に順次1次転写される。転写ベルト11上に重ね合わされたトナー像によって構成された4色重ね合わせトナー像すなわち4色トナー像は、転写ベルト11のA1方向の回転に伴い、2次転写ローラ5との対向位置である2次転写ニップまで移動し、転写紙に2次転写され、転写紙上にフルカラー画像が担持される。
転写ベルト11と2次転写ローラ5との間に搬送されてきた転写紙は、スタートボタンの押下により、シート給送装置23の1つの給送ローラ24が選択されこの回転によって対応する給紙カセット25から繰り出されてフィードされたものであるか、または、手差し給紙装置33の給送ローラ35の回転によって手差しトレイ34から繰り出されてフィードされたものであるか、または、両面ユニット96から給紙ローラ95によって繰り出されてフィードされたものであるかの何れかであって、レジストローラ対13によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト11上のトナー像の先端部が2次転写ベルト5に対向するタイミングで送り出されたものである。かかるフィード動作は、上述の原稿読取動作と略同時に開始される。
転写紙は、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着装置6に進入し、定着ベルト64と加圧ローラ63との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、転写紙上に良好なカラー画像が形成される。定着装置6を通過した定着済みの転写紙は、切換爪94の態位に応じて、排紙ローラ98を経て排紙トレイ75上にスタックされるか、または搬送ローラ97を経て両面ユニット96に進入して両面画像形成に備える。一方、2次転写を終えた転写ベルト11は、中間転写ベルトクリーニング装置14によってこれに残留する残留トナー等を除去されてクリーニングされ、次の画像形成に備える。
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
たとえば、画像形成装置は、タンデム型であっても、上述した間接転写方式でなく、図11に示すように、直接転写方式を採用可能である。図11はタンデム型直接転写方式の画像形成装置の一部を示しており、上述の形態と同様の構成には同じ符号を付している。この画像形成装置では、上述の転写ベルト11に代えて像担持体としての記録媒体搬送体であるシート搬送ベルト11’を有しており、シート搬送ベルト11’で搬送されている過程の転写紙に、画像ステーション60BK、60C、60M、60Yで形成した各色のトナー像を順次重ね転写する。
直接転写方式と間接転写方式とを比較すると、前者は、転写紙の搬送方向において、画像ステーション60BK、60C、60M、60Yの上流側に図示しない給紙装置を、下流側に定着装置6を配置しなければならず、かかる搬送方向に大型化する傾向にあるのに対し、後者は、2次転写位置を比較的自由に設置可能であるため、給紙装置、定着装置6を画像ステーション60BK、60C、60M、60Yと重ねて配置可能であり、小型化が可能となる利点がある。また、前者は、転写紙の搬送方向における大型化を抑制するためには、定着装置6をシート搬送ベルト11’に接近して配置することとなる。そのため、転写紙が撓む十分な余裕をもって定着装置6を配置することが難しく、転写紙の先端が定着装置6に進入するときの衝撃(特に厚い転写紙で顕著となる)や、定着装置6を通過するときの転写紙の搬送速度と、シート搬送ベルト11’による転写紙の搬送速度との速度差により、定着装置6が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすいのに対し、後者は、転写紙が撓む十分な余裕をもって定着装置6を配置可能であり、定着装置6がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにし得る。これらの点では、近年では、タンデム型において、間接転写方式が注目されてきている。
また、画像形成装置は、いわゆるタンデム方式の画像形成装置ではなく、1つの感光体ドラム上に順次各色のトナー像を形成して各色トナー像を順次重ね合わせてカラー画像を得るいわゆる1ドラム方式の画像形成装置にも同様に適用することが可能である。
1ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者は、感光体ドラムが1つであるから、比較的小型化可能であり、コストも低減可能な利点はあるものの、1つの感光体ドラムを用いて複数回(通常4回)画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するから、画像形成の高速化が難しく、これに対し、後者には、逆に大型化し、コスト高となり得るものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。近年では、フルカラーもモノクロ並みのスピード要求が望まれることから、タンデム型が注目されてきている。
その他、画像形成装置は、近年では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラーのものが多くなってきているが、画像形成装置は、モノカラー画像のみを形成可能なものであっても良い。
このような画像形成装置に用いる現像剤は、二成分現像剤に限らず、一成分現像剤であっても良い。
本発明を適用した滑剤塗布用ブラシローラを備えた滑剤塗布装置は、感光体に対して設けるのみならず、転写ベルト11のような中間転写体、シート搬送ベルト11’のような記録媒体搬送体に対して設けても良い。
画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリの複合機でなく、これらの単体であっても良いし、その他、複写機とプリンタとの複合機等の他の組み合わせの複合機であっても良い。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。