JP6183253B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置101を示す概略構成図である。
本実施の形態に係る画像形成装置101は、図1に示すように、たとえば、矢印aで示す時計回り方向に回転する像保持体10と、像保持体10の上方に像保持体10に相対して設けられ、像保持体10の表面を帯電させる帯電装置20と、帯電装置20により帯電した像保持体10の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置30と、露光装置30により形成された静電潜像に、接触現像方式により現像剤に含まれるトナーを付着させて像保持体10の表面にトナー像を形成する現像装置40と、像保持体10に接触しつつ矢印bで示す方向に走行するとともに、像保持体10の表面に形成されたトナー像を転写するベルト状の中間転写体50と、像保持体10の表面をクリーニングするクリーニング装置70と、を備える。
トナー像を定着させる定着装置80と、が設けられている。
像保持体10としては、たとえば、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、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とを積層する機能分離型の感光体が挙げられる。また、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と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。さらに、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、本実施の形態に係る像保持体10の形状は円筒状とされているが、これに限られず、たとえば、シート状、プレート状等他の形状を採用してもよい。
帯電装置20としては、たとえば、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。また、帯電装置20としては、たとえば、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他の例も挙げられる。本実施の形態では、一例として、
コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器を用いている。なお、帯電装置20による像保持体10表面上の帯電の極性に制限はないが、本実施の形態では負極性とされている。
露光装置30としては、たとえば、像保持体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。光源の波長は像保持体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、たとえば、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を採用してもよい。また、露光装置30としては、たとえばカラー画像形成のためにはマルチビーム出力するタイプの面発光型のレーザ光源を採用してもよい。
現像装置40は、たとえば、現像領域で像保持体10に対向して配置されており、たとえば、トナーおよびキャリアを含む現像剤(二成分現像剤)を収容する現像容器41(現像装置本体)と、補給用現像剤収納容器(トナーカートリッジ)47と、を有している。
現像容器41は、現像容器本体41Aとその上端を塞ぐ現像容器カバー41Bとを有している。なお、本実施の形態において、「現像領域」とは、像保持体10上に形成された静電潜像について現像装置40により現像する領域をいう。なお、本実施の形態では、現像容器41および補給用現像剤収納容器47には、後述する光輝性トナーを含む現像剤が収容される場合がある。
たとえば、現像容器カバー41Bが現像容器本体41Aに装着された時に現像ロール42表面の現像剤の層厚を規制するための層厚規制部材45が設けられている。
現像容器41内の現像剤は、第1攪拌部材43および第2攪拌部材44によって攪拌・搬送されるとともに帯電される。現像剤の帯電極性に制限はないが、本実施の形態では負極性とされている。
一次転写装置51、および二次転写装置52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。像保持体10に付着したトナー粒子を中間転写体50に移動させるために、一次転写装置51に転写バイアスが印加される(図3参照)。また、中間転写体50に付着したトナー粒子を記録紙Pに移動させるために、図示しない電源から二次転写装置52に転写バイアスが印加される。
クリーニング装置70は、筐体71と、筐体71から突出するように配設されるクリーニングブレード72と、を含んで構成されている。
なお、クリーニングブレード72は、筐体71の端部で支持された形態であってもよいし、別途、支持部材(ホルダー)により支持される形態であってもよいが、本実施の形態では、筐体71の端部で支持された形態を採用している。
表面に静電潜像が形成される。
像保持体10の周囲であって、一次転写装置51よりも像保持体10の回転方向下流側でクリーニング装置70よりも像保持体の回転方向上流側に、残留したトナーの極性を揃え、クリーニングブラシ等で除去しやすくするための第1除電装置を設けた形態であってもよい。また、クリーニング装置70よりも像保持体10の回転方向下流側で帯電装置20よりも像保持体10の回転方向上流側に、像保持体10の表面を除電する第2除電装置をさらに設けた形態であってもよい。
上記のように、本実施の形態に係る光輝性トナーは、金属を用いた光輝性顔料4(以下、「金属顔料」という場合がある)を含有する光輝性のトナー粒子を含む。金属顔料は、
粒径が大きく形状が平板状(短冊状)である。このため、金属顔料を含有するトナー粒子も、扁平形状となる。光輝性トナーは、金属顔料を含有するトナー粒子を含むことにより、光を反射して光輝性を呈する。ここで「光輝性」とは、本実施の形態に係る光輝性トナーにより形成された画像を視認した際に、金属光沢のごとき輝きを有することを表す。
次に、光輝性トナーの組成について説明する。
上述のように、光輝性トナーは、金属顔料を含有するトナー粒子を含んでいる。また、
光輝性トナーは、必要に応じて、外添剤を含んでいてもよい。金属顔料を含有するトナー粒子は、金属顔料と結着樹脂とを含んでいる。金属顔料を含有するトナー粒子は、必要に応じて、離型剤やその他添加剤を含んでいてもよい。以下、金属顔料、結着樹脂、離型剤及びその他添加剤について説明する。
本実施の形態に用いられる金属顔料としては、例えば、アルミニウム、黄銅、青銅、ニッケル、亜鉛などの金属粉末等が挙げられる。また、金属顔料の表面をシリカ、アルミナ及びチタニアからなる群より選択される少なくとも一種の金属酸化物により被覆された被覆顔料を用いてもよい。
5μm以上9μm以下がより好ましい。
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、
例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、
キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
次に、トナー粒子の形状について説明する。上記の通り、金属顔料を含有するトナー粒子は、金属顔料の形状に依拠して「扁平形状」である。
光輝性トナー粒子の平均長軸長さが20μmを超えると、画像ザラツキ・粒状性悪化を生ずることがある。光輝性トナー粒子の平均長軸長さは、7μm以上20μm以下が好ましく、8μm以上15μm以下がより好ましい。
分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1ml以上0.5ml以下加え、更に測定試料を0.1g以上0.5g以下加えた。測定試料を分散した懸濁液は超音波分散器で1分以上3分以下分散処理を行ない、分散液濃度を3000個/μl以上1万個/μl以下として前記装置により光輝性トナー粒子の円形度を測定した。ここで円形度は下式によって求められる。
円形度=円相当径周囲長/周囲長=[2×(Aπ)1/2]/PM
(上式においてAは投影面積、PMは周囲長を表す。)
上記式により円形度を求め、それらを平均した値を平均円形度とした。
より望ましくは3μm以上20μm以下である。
光輝性トナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して外添剤を添加することで作製してもよい。トナー粒子の製造方法は特に限定されず、公知である混練・粉砕法等の乾式法や、乳化凝集法や溶解懸濁法等の湿式法等によって作製される。
本実施の形態に係る現像剤は、上記の光輝性トナーを少なくとも含む。現像剤は、光輝性トナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、光輝性トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよい。
カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、
ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電材料等、その他添加剤を含ませてもよい。
ここで、中間転写体50上に一次転写された画像部分の光輝性トナーは、一次転写装置51から支持ローラ50Aにかけての光輝性トナー粒子MTの挙動に起因して、支持ローラ50A近くで飛散することがある。一次転写における分極、支持ローラ50Aに対する負電荷のリークにより正に帯電するとともに静電気的付着力の低下した光輝性トナー粒子MTが、支持ローラ50A近くで発現する中間転写体50上の負電荷の移動に伴って飛散するからである。
吸引装置90に、図示しない吸引トナー収容器を設け、吸引した光輝性トナーを回収するようにしてもよい。
図5を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置201について説明する。画像形成装置201は、第1の実施の形態に係る画像形成装置101の吸引装置90を送風装置95に置き換えたものである。
たとえば、像保持体10を中心とする画像を形成する部位等が飛散した光輝性トナーで汚れることが抑制される。
・アジピン酸ジメチル:74部
・テレフタル酸ジメチル:192部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物:216部
・エチレングリコール:38部
・テトラブトキシチタネート(触媒):0.037部、
・結着樹脂:160部
・酢酸エチル:233部
・水酸化ナトリウム水溶液(0.3N):0.1部
・カルナバワックス(東亜化成(株)製、RC−160 ):50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):1.0部
・イオン交換水:200部
・アルミニウム顔料(昭和アルミパウダー(株)製、2173EA):100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR):1.5部
・イオン交換水:900部
・樹脂粒子分散液: 380部
・離型剤分散液: 72部
・金属顔料粒子分散液: 140部
加熱処理後のトナー粒子100部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、RY50)を1.5部と疎水性酸化チタン(日本アエロジル社製、T805)を1.0部とを、
サンプルミルを用いて10000rpmで30秒間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分してトナーを作製した。
・フェライト粒子(体積平均粒子径:35μm):100部
・トルエン:14部
・パーフルオロオクチルエチルアクリレート/メチルメタクリレート共重合体:1.6部・カーボンブラック(商品名:VXC−72、キャボット社製):0.12部
・架橋メラミン樹脂粒子(平均粒子径:0.3μm、トルエン不溶):0.3部
前記トナー:36部と前記キャリア:414部とを、2リットルのVブレンダーに入れ、20分間撹拌し、その後212μmの篩で篩分して現像剤を作製した。
<画質の評価>
画像形成装置として、吸引装置を搭載した、富士ゼロックス(株)社製のDocuPrint700の改造機(装置)を用い、吸引のあり、なしで各々記録紙1000枚に試験画像を形成した。吸引を行う場合は、試験画像の形成開始から終了まで吸引装置を稼働させた。環境条件は、温度28℃、湿度85%とした。
形成した試験画像の画質を目視で評価した。画質の評価基準は以下のとおりである。
○:光輝性トナーの飛散が確認されなかった
×:光輝性トナーの飛散が確認された
結果を表1に示す。
4 光輝性顔料
10 像保持体
20 帯電装置
30 露光装置
40 現像装置
41 現像容器
41A 現像容器本体
41B 現像容器カバー
41C 仕切り壁
42 現像ロール
42A 現像ロール室
43 第1攪拌部材
43A 第1攪拌室
44 第2攪拌部材
44A 第2攪拌室
45 層厚規制部材
46 補給搬送路
47 補給用現像剤収納容器
50 中間転写体
50A、50B 支持ローラ
50C 背面ローラ
50D 駆動ローラ
51 一次転写装置
52 二次転写装置
53 記録紙供給装置
53A 搬送ローラ
53B 誘導板
54 中間転写体クリーニング装置
70 クリーニング装置
71 筐体
72 クリーニングブレード
80 定着装置
81 定着ローラ
82 搬送体
90 吸引装置
92 吸引ファン
94 吸引ダクト
95 送風装置
96 送風ファン
98 送風ダクト
101 画像形成装置
201 画像形成装置
MT 光輝性トナー粒子
P 記録紙
Pg 画像部
Png 非画像部
Claims (3)
- 平板状の金属顔料を含有し、平均長軸長さが7μm以上20μm以下であり平均厚みが1μm以上3μm以下である扁平形状のトナー粒子を含む現像剤により像保持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記像保持体上に形成された前記トナー像が転写手段によって転写される中間転写体と、
前記転写手段に対し前記中間転写体の進行方向下流側で前記中間転写体を支持する支持部と、
前記支持部に隣接して設けられるとともに、前記中間転写体に転写された前記トナー像から飛散したトナー粒子が、前記中間転写体の前記トナー像が転写された領域以外に飛翔しないように制限する壁状の空気流を前記中間転写体上に向けて発生させる送風装置と、 を備えた画像形成装置。 - 前記金属顔料の平均長軸長さが5μm以上12μm以下であり平均厚みが0.01μm以上0.5μm以下であり、かつ扁平形状のトナー粒子の平均円形度が0.5以上0.9以下である
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記壁状の空気流の平面視での形状がU字型である
請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
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