JP5515437B2 - 画像形成装置、及び画像形成装置の製造方法 - Google Patents
画像形成装置、及び画像形成装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5515437B2 JP5515437B2 JP2009137900A JP2009137900A JP5515437B2 JP 5515437 B2 JP5515437 B2 JP 5515437B2 JP 2009137900 A JP2009137900 A JP 2009137900A JP 2009137900 A JP2009137900 A JP 2009137900A JP 5515437 B2 JP5515437 B2 JP 5515437B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image carrier
- image
- toner
- developing
- forming apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Electrophotography Configuration And Component (AREA)
Description
また、像担持体と現像剤担持体の距離、いわゆる現像ギャップに大きな差異があると、局所的な現像電界の差異となり、最終的には可視像のムラとなって生じることがある。
上記の像担持体の導電性支持体が真円にならない場合や回転中心がずれている場合でも、像担持体表面に対して現像剤担持体表面の位置が決まるように、画像領域外で突き当て部材を配設すれば、上述の現像ギャップ変動を回避することはできる。しかしながら、この場合、像担持体の導電性支持体には突き当ての押圧力による変形を生じさせないための十分な強度が必要であり、像担持体の導電性支持体の肉厚を薄くすることが困難となる。
また、上記特許文献2には、現像剤担持体を逆クラウン状にすることによって、供給ローラで押された現像剤担持体が、押された側と逆側(像担持体と対向する側)で像担持体に対して現像ギャップが一定となるように改良を施したものが提案されている。しかしながら、かかる提案によっても同様に、像担持体の導電性支持体の剛性を確保する必要があり、高い画像品質を安価に実現することは困難であるという問題がある。
しかしながら、像担持体の部品精度を上げるためにはコストの増加が発生するばかりでなく、製造過程で像担持体の取り扱いに多くの制限が加わるため、生産効率の低下を引き起こしてしまうという懸念がある。
またこのとき、かかる提案以外にも、例えば両端の現像ギャップを当初の値より狭く設定することによっても、両端の振れによる画像濃度変動は中央部と同程度に小さくすることが可能となる。すなわち、精度良く全体の現像ギャップを狭くすれば、画像濃度の変動は抑制されると見込まれる。ところがこの時、現像ギャップを狭く設定するには、より高精度で手間のかかる組み付け作業が必要となり、作業効率の低下に伴って生産性が下がりコストが上昇するという問題を解決することはできない。
また本発明は、低コストで高い画像品質を得ることができ、且つ、その画像品質を長期間維持できる画像形成装置を、低コスト、且つ、高生産効率で製造することができる画像形成装置の製造方法を提供することを目的とする。
(1):円筒状の導電性支持体と該導電性支持体上に設けられた感光層とを有し、回転軸を中心に回転可能な像担持体と、該像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を、現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像手段と、を備え、該現像手段は、前記現像剤を担持すると共に、前記像担持体との対向位置まで搬送する現像スリーブを有し、前記像担持体と前記現像スリーブとの間には、隙間として画成される現像ギャップが形成され、前記像担持体における前記静電潜像が形成される領域内での当該像担持体の振れ量は、前記回転軸の一端で大きく、他端で小さく、前記現像ギャップの前記像担持体が1周する間の平均値は、前記像担持体の振れ量が小さい側で広く、大きい側で狭くなることを特徴とする画像形成装置である。
ここで、前記像担持体の振れ量とは、前記像担持体の回転軸上の点と、該回転軸上の点からの当該回転軸に垂直な線が当該像担持体の表面と交わる交点と、の距離を、像担持体周方向全周で計測した際の最大値と最小値との差である。
10 ≦ Dmax−Dmin ≦ 30 ・・・数式(1)
200 ≦ Dmax ≦ 330 ・・・数式(2)
該クリーニング手段は、クリーニングブラシを有することを特徴とする上記(1)乃至(4)のいずれか1項に記載の画像形成装置である。
ここで、前記像担持体の振れ量とは、前記像担持体の回転軸上の点と、該回転軸上の点からの当該回転軸に垂直な線が当該像担持体の表面と交わる交点と、の距離を、像担持体周方向全周で計測した際の最大値と最小値との差である。
また本発明によれば、低コストで高い画像品質を得ることができ、且つ、その画像品質を長期間維持できる画像形成装置を、低コスト、且つ、高生産効率で製造することができる画像形成装置の製造方法を提供することができる。
ここで、前記像担持体の振れ量とは、前記像担持体の回転軸上の点と、該回転軸上の点からの当該回転軸に垂直な線が当該像担持体の表面と交わる交点と、の距離を、像担持体周方向全周で計測した際の最大値と最小値との差である。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
本発明の画像形成装置は、少なくとも、像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段とを有してなり、必要に応じてその他の手段を有してなる。
前記像担持体としては、導電性円筒状支持体(導電性支持体)上に感光層を有し、回転軸を中心に回転可能な感光体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記導電性円筒状支持体としては、体積抵抗1.0×1010Ω・cm以下の導電性を示すものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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、蒸着又はスパッタリングにより、円筒状のプラスチック、強化ガラス等に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどを、押し出し、引き抜きなどの工法でドラム状に素管化後、切削、仕上げ、研摩などの表面処理した管などが挙げられる。これらは、ドラム状(円筒状)である。
特に、画像形成装置がタンデム型の場合には、複数の感光体を搭載する必要があるため、直径は70mm以下が好ましく、60mm以下がより好ましい。
前記感光層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、電荷発生物質と電荷輸送物質を混在させた単層型、電荷発生物質を含有する電荷発生層の上に電荷輸送物質を含有する電荷輸送層を有する順層型、又は電荷輸送層の上に電荷発生層を有する逆層型が挙げられる。
また、前記感光体の機械的強度、耐磨耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のため、前記感光層上に最表面層を設けることもできる。また、前記感光層と導電性支持体の間には下引き層が設けられていてもよい。また、下引き層の電荷注入抑止機能をより確実に行うためのブロッキング層が設けられていてもよい。
また、各層には必要に応じて可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等を適量添加することもできる。
これらの関係を満たすと、長期間に亘り均等な可視像の形成を実現できるため、経時変動の小さい安定した画像形成装置を提供することができる。感光層の厚みが20μm未満の場合や50μmを超える場合であると、耐久性の低下や静電潜像解像度の低下を引き起こすことがあるため好ましくない。
該結着樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネ−ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ABS樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等が挙げられる。これらは、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。
前記フェノール系化合物としては、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、ステアリル−β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、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)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフェロール類などが挙げられる。
前記パラフェニレンジアミン類としては、例えば、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が挙げられる。
前記ハイドロキノン類としては、例えば、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が挙げられる。
前記有機硫黄化合物類としては、例えば、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネートなどが挙げられる。
前記有機燐化合物類としては、例えば、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)ホスフィンなどが挙げられる。
前記酸化防止剤の添加量としては、添加する層の総質量に対して0.01質量%〜10質量%が好ましい。
前記下引き層としては、特に制限はなく、一層であっても、複数の層で構成してもよく、例えば(1)樹脂を主成分としたもの、(2)白色顔料と樹脂を主成分としたもの、(3)導電性支持体表面を化学的又は電気化学的に酸化させた酸化金属膜等が挙げられる。これらの中でも、白色顔料と樹脂を主成分とするものが好ましい。
前記白色顔料としては、特に制限はなく、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物が挙げられ、これらの中でも、導電性支持体からの電荷の注入防止性が優れる酸化チタンが特に好ましい。
前記樹脂としては、特に制限はなく、例えば、ポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、メチルセルロース等の熱可塑性樹脂;アクリル、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。これらは、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。
前記下引き層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、0.1μm〜10μmが好ましく、1μm〜5μmがより好ましい。
前記最表面層としては、特に制限はないが、例えば、感光層よりも機械的強度の高い高分子、高分子に無機フィラーを分散させたものが好ましい。
また、前記最表面層に用いる樹脂としては、特に制限はなく、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれであってもよいが、機械的強度が高く、クリーニングブレードとの摩擦による磨耗を抑える能力が極めて高い熱硬化性樹脂が好ましい。
前記最表面層は薄い厚みであれば、電荷輸送能力を有していなくても支障はないが、電荷輸送能力を有しない最表面層を厚く形成すると、感光体の感度低下、露光後電位上昇、残留電位上昇を引き起こしやすいため、前記最表面層中に前述の電荷輸送物質を含有させたり、前記最表面層に用いる高分子として電荷輸送能力を有するものを用いたりすることが好ましい。
このような観点から、前記最表面層の厚みとしては、0.1μm〜12μmが好ましく、1μm〜10μmがより好ましく、2μm〜8μmが特に好ましい
前記厚みが0.1μm未満であると、薄すぎてクリーニングブレードとの摩擦により部分的に消失しやすくなり、消失した部分から感光層の磨耗が進んでしまうことがあり、12μmを超えると、感度低下、露光後電位上昇、残留電位上昇が生じやすく、特に電荷輸送能力を有する高分子を用いる場合には、電荷輸送能力を有する高分子のコストが高くなってしまうことがある。
これらの高分子としては、特に制限はなく、熱可塑性樹脂であってもよいが、高分子の機械的強度を高めるため、多官能のアクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基等を持つ架橋剤により架橋し、熱硬化性樹脂とすることが好ましい。このようにすると前記最表面層の機械的強度は増大し、クリーニングブレードとの摩擦による磨耗を大幅に減少させることができる。
前記最表面層に電荷輸送能力を持たせる方法としては、特に制限はなく、前記最表面層に用いる高分子と前記電荷輸送物質を混合して用いる方法、電荷輸送能力を有する高分子を最表面層に用いる方法が挙げられるが、高感度で露光後電位上昇、残留電位上昇が少ない感光体を得ることができるため、後者の方法が好ましい。
このような電荷輸送能力を有するアクリル樹脂としては、前記構造式(i)の基を有する不飽和カルボン酸を重合させることにより機械的強度が高く、透明性にも優れ、電荷輸送能力も高い表面層を形成することができる。
また、単官能の前記構造式(i)の基を有する不飽和カルボン酸に多官能の不飽和カルボン酸、好ましくは3官能以上の不飽和カルボン酸を混合することで、アクリル樹脂は架橋構造を形成し、熱硬化性高分子となり、表面層の機械的強度は極めて高いものとなる。
前記多官能の不飽和カルボン酸には、前記構造式(i)の基を付加してもよいが、モノマーの製造コストが高くなってしまうため、多官能の不飽和カルボン酸には、前記構造式(i)の基を付加せず、光硬化性多官能モノマーを用いることが好ましい。
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、Ar1及びAr2は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアリーレン基を表す。
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、Ar3及びAr4は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアリール基を表す。
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、Xは、単結合、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロアルキレン基、又は置換基を有していてもよいアルキレンエーテル基、酸素原子、硫黄原子、ビニレン基を表す。
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、Zは、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルキレンエーテル2価基、又は置換基を有していてもよいアルキレンオキシカルボニル2価基を表す。
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、m及びnは、それぞれ0〜3の整数を表す。
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、R1の置換基中、アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
前記構造式(ii)及び構造式(iii)において、R1の置換基中、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。
これらは、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基;メチル基、エチル基等のアルキル基;メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基等のアリールオキシ基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基などにより置換されていてもよい。
これらR1の置換基のうち、水素原子、又はメチル基が特に好ましい。
前記縮合多環式炭化水素基としては、環を形成する炭素数が18個以下のものが好ましく、例えばペンタニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、as−インダセニル基、s−インダセニル基、フルオレニル基、アセナフチレニル基、プレイアデニル基、アセナフテニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基などが挙げられる。
前記非縮合環式炭化水素基としては、例えばベンゼン、ジフェニルエーテル、ポリエチレンジフェニルエーテル、ジフェニルチオエーテル、ジフェニルスルホン等の単環式炭化水素化合物の1価基;ビフェニル、ポリフェニル、ジフェニルアルカン、ジフェニルアルケン、ジフェニルアルキン、トリフェニルメタン、ジスチリルベンゼン、1,1−ジフェニルシクロアルカン、ポリフェニルアルカン、ポリフェニルアルケン等の非縮合多環式炭化水素化合物の1価基;9,9−ジフェニルフルオレン等の環集合炭化水素化合物の1価基などが挙げられる。
前記複素環基としては、例えばカルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、オキサジアゾール、チアジアゾール等の1価基などが挙げられる。
前記金属酸化物としては、例えば酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、TiO、TiN、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アンチモン等が挙げられる。その他の微粒子としては、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、又はこれらの樹脂に無機材料を分散したものなどが挙げられる。
像担持体の振れ量の左右差は、概ね、以下のようにして知ることができる。
まず、フランジまで組み込み回転中心軸(回転軸)が確定した像担持体を、回転中心軸でゆっくりと回転させつつ、像担持体表面を接触式または非接触式の位置固定した変位計で、周方向にスキャンし、変位量のプロフィールを得る。このプロフィールから像担持体一周分の変位データを取得して、その最大値から最小値を引き変位量を得る。回転中心軸から変位計までの距離は不変であるため、前記変位量は、像担持体の回転中心軸から像担持体表面までの距離の変位量、すなわち像担持体の振れ量と一致する。ここで言う像担持体の振れ量とは、より詳しくは、像担持体の回転軸上の点と、該回転軸上の点からの当該回転軸に垂直な線が当該像担持体の表面と交わる交点と、の距離を、像担持体周方向全周で計測した際の最大値と最小値との差である。これを、回転軸方向の画像領域内で略等間隔に複数点、好ましくは10点以上取得して、像担持体の振れ量の左右差及び振れ量の大きさを確認する。
前記静電潜像形成手段は、前記像担持体を帯電させることにより、前記像担持体上に静電潜像を形成させる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、該手段を実現可能な帯電装置が挙げられる。
前記帯電手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定電流制御方式の帯電手段を有することが好ましい。これにより、像担持体の帯電電位は感光層厚みによって規定され、本発明における可視像均等化メカニズムをより確実に実現可能なことができる。
前記帯電装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電装置、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電装置、等が挙げられる。中でも、前述の理由から、導電性又は半導電性のロールを像担持体に対して、接触帯電及び近接帯電のいずれかを行う、帯電ローラを有する帯電装置が、好ましい。また、接触帯電及び近接帯電のいずれかの帯電ローラを有する帯電手段を用いる場合には、当接部分で大きな押圧力が加わらないように、軟質の接触帯電ローラの使用や、加圧部材を配設しない帯電手段構成をとる事がより好ましい。
また、前記帯電装置としては、交流成分を有する電圧を印加する電圧印加手段を有するものが好ましい。
前記露光装置としては、帯電装置により帯電された像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、LED光学系、等の各種露光装置が挙げられる。
なお、像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像手段は、前記像担持体に形成された静電潜像を、現像剤を用いて現像して可視像を形成する手段であり、現像スリーブと、現像剤攪拌搬送機構を有する。
前記現像スリーブは、現像剤を担持すると共に、前記像担持体との対向位置まで搬送する。
前記像担持体と前記現像スリーブとの間には隙間として画成される現像ギャップが形成される。
前記現像ギャップは、像担持体の振れ量が小さい側から大きい側にかけて狭くなるように、現像スリーブ回転中心軸の位置を調整して形成される。
前記現像手段としては、これらの構成を有するものであれば、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、現像剤を収容し、静電潜像に現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好ましい。
前記現像ギャップの前記像担持体が1周する間の平均値は、像担持体の振れ量が小さい側から大きい側にかけて狭くなるように形成される。
即ち、像担持体における静電潜像が形成される領域(画像領域)内での当該像担持体の振れ量は、回転軸の一端で大きく、他端で小さくなっていて、現像ギャップは、前記像担持体の振れ量が小さい側で広く、大きい側で狭くなっている。
200 ≦ Dmax ≦ 330 ・・・数式(2)
各点毎の回転方向の現像ギャップを平均し、各点での平均現像ギャップを比較して、現像ギャップの最大値(Dmax)と最小値(Dmin)を求める。
図4に示すように、現像スリーブ50は、駆動手段(不図示)により左回りの方向に回転駆動される。この現像スリーブ50は、キャリア粒子による磁気ブラシを形成するために、その内部に現像スリーブ磁極固定軸56によって現像装置5に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての磁石(不図示)を有する。
前記現像スリーブ50の回転及び攪拌搬送機構の現像剤供給スクリュー52の回転により現像スリーブ表面に現像剤が供給され、その先端と現像スリーブ50の外周面との間に一定の隙間を保った規制部材54(ドクターブレード)により現像スリーブ上の規定量の現像剤が保持されて、像担持体1と現像スリーブ50が対向した現像領域に搬送される。
前記現像剤を保持するための現像スリーブ円筒51の材質としては、アルミニウム等の非磁性金属を好ましく用いることができる。またその表面は、ブラスト処理などによる凹凸を有することが好ましい。
図5aは、前記現像ギャップを示す模式図(現像ギャップ調整前)であり、像担持体1と前記現像スリーブ50との間に現像ギャップ11が隙間として画成されている。
像担持体1は、胴部に感光層12を有する導電性円筒状支持体10を備え、像担持体回転軸14によりベアリング13を介して回転可能に軸支される。
また、現像スリーブ50は、胴部に現像スリーブ円筒51を有し、現像剤担持体回転軸55によりベアリング13を介して回転可能に、かつ現像スリーブ磁極固定軸56により軸支される。
また、図5a、図5bにおいて、現像ギャップ11のギャップ幅は、本発明の理解のため、模式的に大きく示している。
前記現像剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、トナーとキャリアからなる二成分現像剤である。
この平均円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど平均円形度は小さな値となる。
まず、容器中の予め不純固形物を除去した水100mL〜150mL中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩)を0.1mL〜0.5mL加え、更に測定試料を0.1g〜0.5g程度加える。次いで、試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1分間〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3,000個/μL〜10,000個/μLとして前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。
前記コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。
まず、電解水溶液100mL〜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ホン酸塩)を0.1mL〜5mL加える。ここで、電解液とは1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えば、ISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2mg〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1分間〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの質量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。
ジアミン(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等);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等);及び脂肪族ジアミン(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等)などが挙げられる。
3価以上のポリアミン(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等)から得られるケチミン化合物、オキサゾリ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及びB1と少量のB2の混合物である。
前記伸長停止剤としては、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、ラウリルアミン等)、又は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。
前記(ii)としては、前記(i)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)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、(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。
(i)と(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。
前記(ii)の水酸基価としては、5以上が好ましく、10〜120がより好ましく、20〜80が特に好ましい。前記水酸基価が5未満であると、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になることがある。
前記(ii)の酸価としては1〜30が好ましく、5〜20がより好ましい。酸価を持たせることで負帯電性となりやすい傾向がある。
前記結着樹脂の貯蔵弾性率としては、測定周波数20Hzにおいて10,000dyne/cm2となる温度(TG’)が、100℃以上が好ましく、110℃〜200℃がより好ましい。前記温度(TG’)が100℃未満であると、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
まず、前記ポリオール(1)と、前記ポリカルボン酸(2)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150℃〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで、40℃〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。更に(A)にアミン類(B)を0℃〜140℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステルを得る。(3)を反応させる際及び(A)と(B)を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。
なお、ウレア結合で変性されていないポリエステル(ii)を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で(ii)を製造し、これを前記(i)の反応完了後の溶液に溶解し、混合する。
前記トナーは、水系媒体中でイソシアネート基を有するプレポリマー(A)からなる分散体を、(B)と反応させて形成してもよいし、予め製造したウレア変性ポリエステル(i)を用いてもよい。水系媒体中でウレア変性ポリエステル(i)やプレポリマー(A)からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にウレア変性ポリエステル(i)やプレポリマー(A)からなるトナー原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。
分散体の粒径を2μm〜20μmにするためには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、回転数としては、特に制限はないが、1,000rpm〜30,000rpmが好ましく、5,000rpm〜20,000rpmがより好ましい。前記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分間〜5分間である。分散時の温度としては、通常、0℃〜150℃が好ましく、40℃〜98℃がより好ましい。高温な方が、前記ウレア変性ポリエステル(i)や前記プレポリマー(A)からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド、等が挙げられる。これらは、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。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記両性界面活性剤としては、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、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン等が挙げられる。
前記水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体としては、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等が挙げられる。
前記ビニルアルコール又はビニルアルコールとのエーテル類としては、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等が挙げられる。
前記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としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等が挙げられる。
前記アミド化合物又はこれらのメチロール化合物としては、例えば、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酸、又はこれらのメチロール化合物、などが挙げられる。前記クロライド類としては、例えば、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等が挙げられる。
前記窒素原子若しくはその複素環を有するもの等ホモポリマー又は共重合体としては、例えば、ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等が挙げられる。
前記ポリオキシエチレン系としては、例えば、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等が挙げられる。
前記セルロース類としては、例えば、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等が挙げられる。
前記分散安定剤を用いた場合は、塩酸等の酸によりリン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗する方法、酵素により分解する方法等によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去することができる。
前記プレポリマー(A)100質量部に対する溶剤の使用量は、0質量部〜300質量部が好ましく、0質量部〜100質量部がより好ましく、25質量部〜70質量部が特に好ましい。溶剤を使用した場合は、伸長及び/又は架橋反応後、常圧又は減圧下にて加温し除去する。
反応温度としては0℃〜150℃が好ましく、40℃〜98℃がより好ましい。さらに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。
乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行ってもよいが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、又は粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際、不要の微粒子又は粗粒子はウェットの状態でも構わない。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
よって、前記個数平均粒径が0.1μm未満の着色剤の粒子は良好な色再現性と、定着画像を有するOHPシートの透明性に貢献する。
一方、前記個数平均粒径が0.5μmより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、入射光の透過が阻害されたり、散乱されたりして、OHPシートの投影画像の明るさ及び彩かさが低下する傾向がある。
さらに、0.5μmより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、トナー粒子表面から着色剤が脱離し、カブリ、ドラム汚染、クリーニング不良といった種々の問題を引き起こすことがある。
前記個数平均粒径が0.7μmより大きな粒径の着色剤は、全着色剤の10個数%以下が好ましく、5個数%以下がより好ましい。
この製法によると、得られるトナーに含有される着色剤粒子の粒径が小さくなるばかりでなく、該粒子の分散状態の均一性が高くなるため、OHPによる投影像の色の再現性がより一層よくなる。
前記離型剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ポリオレフィンワッックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックス等);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが特に好ましい。
前記離型剤の溶融粘度としては、融点より20℃高い温度で、5cps〜1,000cpsが好ましく、10cps〜100cpsがより好ましい。前記溶融粘度が1,000cpsを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が乏しくなることがある。
前記離型剤の前記トナー中における含有量としては、0質量%〜40質量%が好ましく、3質量%〜30質量%がより好ましい。
前記樹脂微粒子としては、水性分散体を形成可能な樹脂であれば、特に制限はなく、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えば、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、又はそれらの併用が好ましい。
前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。
前記無機微粒子の前記トナーにおける添加量としては、0.01質量%〜5質量%が好ましく、0.01質量%〜2.0質量%がより好ましい。
前記流動化剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。
前記流動化剤としては、例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
前記その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、クリーニング手段、保護剤塗布手段、転写手段、定着手段などが挙げられる。
前記クリーニング手段としては、前記像担持体の表面をクリーニングする手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、該手段を実現可能なクリーニング装置を挙げることができ、中でも、前記像担持体表面をクリーニングするためのクリーニングブラシを有することが好ましい。
一般に、像担持体のクリーニング方法としては、前記クリーニングブレードを用いた方法のほかに、像担持体上に残存するトナーと逆極性となるように電圧を印加したブラシを用いた、静電クリーニング方式が挙げられる。
クリーニングブレードを用いたクリーニング手段では、一般的にクリーニングブレードを像担持体の回転方向に対してリーディング方向(カウンター方向)に当接し、像担持体上に残ったトナーを主とする残存成分を除去するが、このときクリーニングブレードは像担持体に対して比較的強く当接するため、像担持体の導電性支持体の肉厚が薄くなると部分的に変形する恐れがある。
クリーニングブラシとしては、像担持体表面への機械的ストレスを抑制するためにはブラシ繊維は可撓性を有することが好ましい。前記可撓性のブラシ繊維の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばポリオレフィン系樹脂(例えばポリエチレン、ポリプロピレン);ポリビニル系樹脂又はポリビニリデン系樹脂(例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン);塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;スチレン−ブタジエン樹脂;フッ素樹脂(例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン);ポリエステル;ナイロン;アクリル;レーヨン;ポリウレタン;ポリカーボネート;フェノール樹脂;アミノ樹脂(例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂)などが挙げられる。
なお、撓みの程度を調整するため、例えばジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等を複合してもよい。
前記保護剤塗布手段としては、前記像担持体表面を保護するための保護剤を塗布する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、該手段を実現可能な保護剤塗布装置が挙げられる。なお、用いられる保護剤については後述する。
前記保護剤塗布手段(保護剤塗布装置)を有することによって、クリーニングによる前記像担持体表面維持を確実に行うばかりでなく、帯電時の電気的ストレスによる像担持体表面劣化を保護層により抑制することができ、本発明の効果を更に長期間発現させることができる。
なお、前記保護層は、前記像担持体に前記最表面層が設けられる場合には、前記最表面層上に配される。
像担持体である感光体ドラム1に対向して配設された保護剤塗布装置2は、像担持体用保護剤21、保護剤供給部材22、押圧力付与部材23、保護層形成部材24等から主に構成される。
像担持体表面に供給された像担持体用保護剤は、物質種の選択によっては供給時に十分な保護層にならない場合があるため、より均一な保護層を形成するために、例えば像担持体回転方向に対してトレーリング方向に緩やかに当接したブレード状の部材を持つ保護層形成部材24により薄層化されて保護層となる。
劣化した像担持体用保護剤は、クリーニング機構により、像担持体に残存したトナー等の成分と共にクリーニング機構により除去される。
このようなクリーニング機構としては、前記保護剤塗布部材と兼用にしてもよいが、像担持体表面残存物を除去する機能と、保護層を形成する機能とは、適切な部材の摺擦状態が異なることがあるため、機能を分離し、図4に示すように像担持体用保護剤供給部より上流側に、クリーニング部材41、フリッカー42、廃トナー搬送部材43等からなるクリーニング機構4を設けることが好ましい。
前記保護層形成用ブレードの厚みとしては、押圧で加える力との兼ね合いで一義的に規定できるものではないが、0.5mm〜5mmが好ましく、1mm〜2mmがより好ましい。
また、支持体から突き出し、たわみを持たせることができるブレードの長さ、いわゆる自由長についても同様に押圧で加える力との兼ね合いで一義的に規定できるものではないが、1mm〜15mmが好ましく、2mm〜10mmがより好ましい。
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばPFA、PTFE、FEP、PVdF等のフッ素樹脂;フッ素系ゴム、メチルフェニルシリコーンエラストマー等のシリコーン系エラストマーなどが挙げられる。
前記像担持体用保護剤を構成する成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、脂肪酸金属塩、飽和炭化水素ワックス等が好ましい。
前記脂肪酸金属塩の例としては、ラウリン酸塩、ミリスチン酸、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、ベヘン酸塩、リグノセリン酸塩、セロチン酸塩、モンタン酸塩、メリシン酸塩等の長鎖アルキルカルボン酸塩等の、疎水性部位の末端に陰イオン(アニオン)を有し、これと、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属イオン、アルミニウム、亜鉛等の金属イオン等が結合した化合物が挙げられる。
具体的には、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸マグネシウムなどが挙げられる。
また、これらの脂肪酸金属塩は複数種類を併用してもよい。
前記飽和炭化水素ワックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、80℃〜130℃の範囲にシャープな融解熱のピークを持ち、融解後の融液粘度が低いものが好ましい。
特に、分子内の結合が、反応性が低く安定した飽和結合のみからなる、脂肪族飽和炭化水素、脂環式飽和炭化水素が好ましく、中でもノルマルパラフィン、イソパラフィンおよびシクロパラフィンといった炭化水素ワックスが、付加反応が生じ難く化学的に安定であり、実使用の大気中で酸化反応を生じにくいため、経時安定性の面で好ましい。
この他に、前記像担持体用保護剤と前記像担持体表面との親和性を高め、保護剤層形成の補助をする配合物として、界面活性剤のような両親媒性の有機化合物を、添加物として併用してもよい。
両親媒性の有機化合物は、主材料の持つ表面特性を大きく変化させることがあるため、その添加量としては、前記像担持体用保護剤の総質量に対して、0.01質量%〜3質量%程度であることが好ましく、0.05質量%〜2質量%程度であることがより好ましい。
1.予め、それぞれの比重を計測した各種の像担持体用保護剤の原材料の粉体を、所望の割合で十分に混合して、所望の充填率となる重量を計量する。
2.所定形状の型枠中に、計量した像担持体用保護剤原材料粉末を投入する。
3.押し型により投入した粉末を加圧しつつ、必要により加熱し、保護剤成形体を作成する。この成形体を型枠から外し、像担持体用保護剤を得る。
4.その後、切削加工などにより、像担持体用保護剤の形状を整えてもよい。
前記転写手段は、前記可視像を記録媒体に転写する手段であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記中間転写体としては、体積抵抗1.0×105Ω・cm〜1.0×1011Ω・cmの導電性を示すものが好ましい。前記体積抵抗が1.0×105Ω・cmを下回る場合には、感光体から中間転写体上へトナー像の転写が行われる際に、放電を伴いトナー像が乱れるいわゆる転写チリが生じることがあり、1.0×1011Ω・cmを上回る場合には、中間転写体から紙などの記録媒体へトナー像を転写した後に、中間転写体上へトナー像の対抗電荷が残留し、次の画像上に残像として現れることがある。
中間転写体に表面層を設ける際には、前記感光体表面層に使用した表面層材料の内、電荷輸送材料を除く組成物に、適宜、導電性物質を併用して抵抗調整を行い、使用することができる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
前記定着手段は、記録媒体に転写された可視像を定着させる手段であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。
前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、等が挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱温度としては、通常、80℃〜200℃が好ましい。
なお、目的に応じて、前記定着手段と共にあるいはこれに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
ドラム状の像担持体1Y,1C,1M,1Kの周囲に、それぞれ保護層形成装置2、作像機構3の帯電装置31、作像機構(書き込み)30、現像装置5、中間転写体60、及びクリーニング機構4が配置され、以下の動作で画像形成が行われる。
有機光導電層を有する感光体(OPC)に代表される像担持体は、除電ランプ(図示せず)等で除電され、帯電部材を有する帯電装置3で均一にマイナスに帯電される。
帯電装置による像担持体の帯電が行われる際には、電圧印加機構(図示せず)から帯電部材に、像担持体1Y,1C,1M,1Kを所望の電位に帯電させるに適した、適当な大きさの電圧又はこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
帯電された像担持体1Y,1C,1M,1Kは、レーザー光学系等の潜像形成装置8によって照射されるレーザー光で潜像形成(露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる)が行われる。
レーザー光は半導体レーザーから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡(ポリゴン)等により像担持体1Y,1C,1M,1Kの表面を、像担持体の回転軸方向に走査する。
このようにして形成された潜像が、現像装置5にある現像剤担持体である現像スリーブ上に供給されたトナー粒子、又はトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。
潜像の現像時には、電圧印加機構(図示せず)から現像スリーブに、像担持体1Y,1C,1M,1Kの露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧又はこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
このとき、転写装置6には、転写バイアスとして、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。その後、中間転写体60は、像担持体から分離され、転写像が得られる。
また、像担持体上に残存するトナー粒子は、クリーニング部材によって、クリーニング装置4からトナー回収室へ、回収される。
画像形成装置としては、前記現像装置が複数配置されたものを用い、複数の現像装置によって順次作製された色が異なる複数トナー像を順次転写材上へ転写した後、定着機構へ送り、熱等によってトナーを定着する装置であっても、あるいは同様に作製された複数のトナー像を順次一旦中間転写体上に順次転写した後、これを一括して紙のような記録媒体に転写後に、同様に定着する装置であってもよい。
前記像担持体、前記静電潜像形成、前記現像手段、前記転写手段、前記クリーニング手段は、これらを含むプロセスカートリッジとすることができ、その他の手段として保護層形成手段と、除電手段などの手段を有してなる。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真装置に着脱自在に備えさせることができ、前記画像形成装置に着脱自在に備えさせるのが好ましい。
像担持体1である感光体ドラム1に対向して配設された保護層形成装置2は、像担持体用保護剤21、保護剤供給部材22、押圧力付与部材23、保護層形成部材24等から構成される。
また、像担持体1は、転写工程後に部分的に劣化した像担持体用保護剤やトナー成分等が残存した表面となっているが、クリーニング部材41により表面残存物が清掃され、クリーニングされる。
クリーニング機構により、表面の残留トナーや劣化した像担持体用保護剤が取り除かれた像担持体表面へは、保護剤供給部材22から、像担持体用保護剤21が供給され、保護層形成部材24により皮膜状の保護層が形成される。この際、像担持体表面のうち電気的ストレスにより親水性が高くなっている部分に対して、本発明で使用する像担持体用保護剤は、より良好な吸着性を持つため、一時的に大きな電気的ストレスが掛かり、像担持体表面が部分的に劣化をし始めても、保護剤の吸着により像担持体自身の劣化の進行を防ぐことができる。
−像担持体1の作製−
導電性円筒状支持体として、外径40mm、肉厚0.8mmのアルミニウムシリンダーを用いた。このアルミニウムシリンダー上に、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、浸漬塗布、乾燥を繰り返すことにより、3.5μmの下引き層、0.2μmの電荷発生層、約30μmの電荷輸送層を形成して、感光層を有する像担持体1を得た。
下記組成の下引き層用塗工液を前記アルミニウムシリンダー上に浸漬塗布した後、120℃で25分間加熱乾燥して、3.5μmの下引き層を形成した。
アルキッド樹脂 6部
(ベッコゾール 1307−60−EL、大日本インキ化学工業社製)
メラミン樹脂 4部
(スーパーベッカミン G−821−60、大日本インキ化学工業社製)
酸化チタン(CR−EL、石原産業社製) 40部
メチルエチルケトン 200部
下記組成の電荷発生層用塗工液を前記下引き層上に浸漬塗布した後、120℃で20分間加熱乾燥して、0.2μmの電荷発生層を形成した。
オキソチタニウムフタロシアニン顔料 2部
ポリビニルブチラール 0.2部
(エスレックBM−S、積水化学工業(株)製)
テトラヒドロフラン 50部
下記組成の電荷輸送層用塗工液を前記電荷発生層上に浸漬塗布した後、135℃で20分間加熱乾燥して、電荷輸送層を形成した。
<電荷輸送層用塗工液組成>
下記構造式で表される電荷輸送物質(D−1) 10部
(パンライトTS−2050:帝人化成社製)
シリコーンオイル 0.002部
(KF−50、信越化学工業社製)
テトラヒドロフラン 100部
また、画素密度100%の全面ベタ画像とは、全面に画像を形成することを意味する。
画像の均一性の評価基準としては、目視の場合(2by2画像、全面ベタ画像)、拡大しての観察の場合(2by2画像)のそれぞれについて、以下に示す各基準により評価した。
なお、拡大して観察する場合、画像幅方向(現像スリーブ軸方向)における両端部及び中央の3箇所で測定したドット径(面積基準円相当径)の、各測定箇所における平均値について最大値Rmax(μm)と最小値Rmin(μm)の比Rr(Rr=Rmin/Rmax)を取り、以下の基準により評価した。
◎:極めて優れている(全面にわたってムラが感知できないレベル)
○:実用上問題ないレベル(◎と並べて見るとわずかに周期ムラが感知できるレベル)
△:実用上許容できるレベル(◎と並べて見ると周期ムラが感知できるレベル)
×:使用不可(単独で明らかに周期ムラが感知できる)
◎:極めて優れている(全面にわたってムラが感知できないレベル)
○:実用上問題ないレベル(◎と並べて見るとわずかにムラが感知できるレベル)
△:実用上許容できるレベル(◎と並べて見るとムラが感知できるレベル)
×:使用不可(単独で明らかにムラが感知できる)
◎:極めて優れている(ドットが非常にそろっている;Rrが0.9以上)
○:実用上問題ないレベル(視野毎のドットの大きさに差異がある場所が少数ある;Rrが0.8以上0.9未満)
△:実用上許容できるレベル(視野毎のドットの大きさに差異がある場所がある;Rrが0.6以上0.8未満)
×:使用不可(複数領域のドットの大きさが明らかに異なる;Rrが0.6未満)
像担持体の振れ量と現像ギャップの大小関係並びに、現像ギャップのより好適な範囲を確認するため、像担持体1を用いた作像ユニットを用い、現像ギャップを調整して、表1に示す設定値とした以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜35及び比較例1〜4の画像形成装置を作製し、これらについて実施例1と同様の評価を行った。評価結果を下記表1に示す。
実施例1と同じ像担持体を用い、作像ユニット2、作像ユニット3、作像ユニット4により、現像ギャップの最大値Dmax及び、現像ギャップの差Dmax−Dminについて、より良好な範囲を確認した。
実施例1〜17の内、現像ギャップの最大値Dmax及び、現像ギャップの差Dmax−Dminについて、より良好な範囲の内外での条件について、振れ量が異なる像担持体2及び像担持体3を用いて、同様の評価を行い、像担持体の振れ量が異なる場合でも、良好な範囲が存在することを確認した。
像担持体の最大振れ量が、一定値以下の場合、本発明で規定した構成がより顕著な効果を有することを確認した。
これらの結果より、本発明の画像形成装置が有する画像品質の優位性が示された。
また、像担持体振れ量に偏差がある場合でも均等な画像を得ることができるため、生産工程内で現像ギャップの調整を簡素化できコストを引き下げることが可能であることが示された。
像担持体の振れ量に偏差が無い場合における現像ギャップの左右差の画像品質への影響を確認するため、振れ量に偏りが無い像担持体2を選別して用い、現像ギャップを調整し、表1に示す設定値としたこと以外は、実施例1と同様にして、参考例1〜3の画像形成装置を作製し、これらについて実施例1と同様の評価を行った。
具体的には、像担持体1と同様の感光層厚みとなるように層形成を行う際に、上端のみを保持した状態では像担持体を横方向に移動させずに、浸漬塗工が一工程終わるごとに、像担持体の上下両端を支持した上で次工程に移動することを繰り返し、像担持体保持部への横方向の力が極力かからないように、塗工、乾燥工程を繰り返して作成した、参考例に係る像担持体2を用いて、上記評価を行った。評価結果を上記表1に併せて示す。
これらの結果より、像担持体の振れ量に偏差が無い場合にも、飽和現像に近い現像量を確保すれば画像ムラを引き起こさないことが示された。
また、振れ量に偏差が無い像担持体は上記の同一条件で作成しても収率が50%以下であった。
なお、A4版5%チャートとは、全面の画素密度が5%となるよう略均等にテキスト画像(文字画像)で構成したA4版チャートを出力することを意味する。
2 保護層形成装置
3 作像機構
4 クリーニング機構
5 現像装置
6 転写装置
10 導電性支持体
11 現像ギャップ
12 感光層
13 ベアリング
14 像担持体回転軸
21 像担持体用保護剤
22 保護剤供給部材
23 保護剤押圧力付与部材
24 保護層形成部材
30 作像機構(書き込み)
31 帯電ローラ(帯電装置)
32 帯電ローラクリーニング機構
41 クリーニングブラシ
42 フリッカー
43 廃トナー搬送部材
50 現像スリーブ
51 現像スリーブ円筒
52 現像剤供給スクリュー
53 現像剤攪拌スクリュー
54 現像剤ドクタースリーブ
55 現像スリーブ回転軸
56 現像スリーブ磁極固定軸
57 固定軸押圧部材
58 押圧力付勢機構
59 現像ギャップ調整部材
60 中間転写体
100 画像形成装置
200 給紙機構
L 露光
Claims (7)
- 円筒状の導電性支持体と該導電性支持体上に設けられた感光層とを有し、回転軸を中心に回転可能な像担持体と、
該像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像を、現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像手段と、を備え、
該現像手段は、前記現像剤を担持すると共に、前記像担持体との対向位置まで搬送する現像スリーブを有し、
前記像担持体と前記現像スリーブとの間には、隙間として画成される現像ギャップが形成され、
前記像担持体における前記静電潜像が形成される領域内での当該像担持体の振れ量は、前記回転軸の一端で大きく、他端で小さく、
前記現像ギャップの前記像担持体が1周する間の平均値は、前記像担持体の振れ量が小さい側で広く、大きい側で狭くなることを特徴とする画像形成装置。
ここで、前記像担持体の振れ量とは、前記像担持体の回転軸上の点と、該回転軸上の点からの当該回転軸に垂直な線が当該像担持体の表面と交わる交点と、の距離を、像担持体周方向全周で計測した際の最大値と最小値との差である。 - 前記像担持体の振れ量は、5乃至30μmであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記現像ギャップの最大値Dmax(μm)と、前記現像ギャップの最小値Dmin(μm)とが、下記数式(1)及び(2)のいずれも満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
10 ≦ Dmax−Dmin ≦ 30 ・・・数式(1)
200 ≦ Dmax ≦ 330 ・・・数式(2) - 前記静電潜像形成手段は、接触帯電または近接帯電を行う帯電ローラを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段をさらに備え、
該クリーニング手段は、クリーニングブラシを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体の表面を保護する保護剤を塗布する保護剤塗布手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置の製造方法であって、
前記導電性支持体上に浸漬法で前記感光層を形成する感光層形成工程と、
前記現像ギャップを調整する現像ギャップ調整工程と、を備え、
前記像担持体における前記静電潜像が形成される領域内での当該像担持体の振れ量は、前記回転軸の一端で大きく、他端で小さく、
前記現像ギャップ調整工程は、前記現像ギャップの前記像担持体が1周する間の平均値を、前記像担持体の振れ量が小さい側で広く、大きい側で狭くなるように調整することを特徴とする画像形成装置の製造方法。
ここで、前記像担持体の振れ量とは、前記像担持体の回転軸上の点と、該回転軸上の点からの当該回転軸に垂直な線が当該像担持体の表面と交わる交点と、の距離を、像担持体周方向全周で計測した際の最大値と最小値との差である。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009137900A JP5515437B2 (ja) | 2009-06-09 | 2009-06-09 | 画像形成装置、及び画像形成装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009137900A JP5515437B2 (ja) | 2009-06-09 | 2009-06-09 | 画像形成装置、及び画像形成装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010286511A JP2010286511A (ja) | 2010-12-24 |
JP5515437B2 true JP5515437B2 (ja) | 2014-06-11 |
Family
ID=43542281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009137900A Expired - Fee Related JP5515437B2 (ja) | 2009-06-09 | 2009-06-09 | 画像形成装置、及び画像形成装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5515437B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7205115B2 (ja) * | 2018-08-31 | 2023-01-17 | 富士電機株式会社 | 電子写真用感光体およびそれを用いたプロセスカートリッジ |
-
2009
- 2009-06-09 JP JP2009137900A patent/JP5515437B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010286511A (ja) | 2010-12-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5311098B2 (ja) | 感光体用保護剤、及び保護層形成装置、並びに画像形成装置 | |
JP5663908B2 (ja) | 像担持体保護剤ブロック、保護層形成装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジ | |
JP6028501B2 (ja) | 像担持体保護剤、保護層形成装置、及び画像形成装置 | |
JP2009300861A (ja) | 像担持体保護剤、保護層形成装置、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP5316010B2 (ja) | 保護層形成装置、並びにそれを用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2010039304A (ja) | 像担持体保護剤、保護層形成装置、画像形成方法、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP5239754B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2009288478A (ja) | 画像形成装置及びそれに用いる保護剤ブロック | |
JP5278070B2 (ja) | 像担持体保護剤、保護層形成装置、画像形成方法、画像形成装置およびプロセスカートリッジ | |
JP4890304B2 (ja) | 保護剤塗布装置、プロセスカートリッジ、画像形成方法及び画像形成装置 | |
JP2010217593A (ja) | 像担持体保護剤、保護層形成装置、画像形成方法、画像形成装置およびプロセスカートリッジ | |
JP5311099B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007256650A (ja) | 像担持体用保護剤、及び保護層形成装置、並びに画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP5515437B2 (ja) | 画像形成装置、及び画像形成装置の製造方法 | |
JP5176751B2 (ja) | 感光体用保護剤、及び保護層形成装置、並びに画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP4886329B2 (ja) | 像担持体用保護剤、及び保護層形成装置、並びに画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP2010072095A (ja) | 像担持体用保護剤ブロック、及び保護層形成装置、並びに画像形成装置 | |
JP5062741B2 (ja) | 画像形成装置、画像形成方法およびプロセスカートリッジ | |
JP5445935B2 (ja) | 画像形成装置及びこれに用いられる感光体の製造方法 | |
JP5455035B2 (ja) | 画像形成装置の製造方法 | |
JP5272776B2 (ja) | 感光体用保護剤、及び保護層形成装置、並びに画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP6163871B2 (ja) | 像担持体保護剤、保護層形成装置、及び画像形成装置 | |
JP4886325B2 (ja) | 像担持体用保護剤、及び保護層形成装置、並びに画像形成方法、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ | |
JP4820264B2 (ja) | 保護層形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP4842759B2 (ja) | 保護層形成装置、保護剤バー、画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120312 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130625 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130626 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130819 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140304 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140317 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5515437 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |