JP5305135B2 - 潤滑剤薄膜化装置、並びに、これを備える画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
像担持体に潤滑剤を塗布する構成としては、像担持体に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置に対して像担持体の表面移動方向下流側に、像担持体の表面移動方向に対して直交する方向に長尺な弾性部材におけるその長尺方向に延びる一辺を像担持体の表面に押し付ける潤滑剤薄膜化装置を備えたものがある。かかる構成では像担持体上に供給された潤滑剤は潤滑剤薄膜化装置で延伸されて像担持体表面に均一に塗布される。このような構成では、潤滑剤を延伸する機構を有さない構成に比べて、帯電部材、現像部材などの他の部材に潤滑剤が付着することを抑制することができ、他の部材に潤滑剤が付着することに起因して異常画像が発生することを抑制することができる。
本明細書において「カウンタ方式」とは、弾性部材を保持する保持部材の装置本体に対する支持部が、弾性部材の当接辺が当接する像担持体の表面上の当接部分の法線よりも、像担持体表面移動方向下流側に位置するものをいうものとする。また、本明細書において「トレーリング方式」とは、弾性部材を保持する保持部材の装置本体に対する支持部が、弾性部材の当接辺が当接する像担持体の表面上の当接部分の法線よりも、像担持体表面移動方向上流側に位置するものをいうものとする。
詳しく説明すると、トレーリング方式の場合、当接圧を高めるべく均しブレードを大きな力で押し付けると、均しブレードが反ってしまって、均しブレードの当接辺に対して像担持体表面移動方向上流側に位置する均しブレードの上流側の面が像担持体表面に当たってしまう腹当たり現象が生じてしまう。腹当たり現象が生じると、均しブレードと像担持体表面との当接面積が急激に増大するため、均しブレードを大きな力で押し付けても逆に当接圧は小さくなり、異物や過剰な潤滑剤のすり抜け量を抑える性能が低下することになる。これに対し、カウンタ方式の場合、当接圧を高めるべく均しブレードを大きな力で押し付けても、摩擦力が均しブレードの反りに抗して働くので、均しブレードの反りが少ない。そのため、均しブレードを大きな力で押し付けても腹当たり現象が生じにくく、小さい当接面積に対して大きな押し付け力を付与することができる。よって、高い当接圧を実現でき、異物や過剰な潤滑剤のすり抜け量を抑える性能を高めることができる。
また、近年、電子写真方式を用いるMFP/LP(マルチファンクションプリンタ/レーザープリンタ)では高画質化や環境への配慮の問題から画像形成装置の高耐久化の要求が高まっており、上述のような均しブレードを備える構成においても経時において、異物や潤滑剤が帯電部材へ付着した汚れによる異常画像が指摘されている。特に高画質化の為に、小粒経で円形度の高い球形トナーを用いるとなおさらである。経時において、帯電部材へ異物が付着することは初期からの潤滑剤薄膜化装置の弾性部材と像担持体との当接部からすりぬけた異物の積み重ねであり、この当接部からの異物や過剰な潤滑剤のすり抜け量を抑えることが、帯電部材の汚れを抑え、帯電部材の寿命を延ばすことに繋がり、画像形成装置の高耐久化に繋がる。
しかし、従来のカウンタ方式の潤滑剤薄膜化装置においては、異物のすり抜けを防止する性能を高めようとして当接圧を高めるべく均しブレードを大きな力で押し付け過ぎると、潤滑剤を薄膜化する対象である像担持体や均しブレード自体が摩耗しすぎて像担持体や均しブレードの寿命が短くなるという問題があった。
また、請求項2の発明は、請求項1の潤滑剤薄膜化装置において、上記反り規制部材は、上記表面移動部材の表面に近接する側の端部が、上記弾性部材の上記対向面における上記下流側面との境界辺と同じ位置か、該境界辺よりも上記表面移動部材の表面に近い位置まで延びるように、構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録材に転移させる画像形成装置において、上記像担持体上に供給された潤滑剤を薄膜化する潤滑剤薄膜化手段として、請求項1又は2の潤滑剤薄膜化装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の画像形成装置において、上記弾性部材が接触する位置よりも上記表面移動部材の表面移動方向上流側に配置され、上記表面移動部材の表面移動方向に対して直交する方向に長尺なクリーニング弾性部材を備え、該クリーニング弾性部材におけるその長尺方向に延びる一辺を該表面移動部材の表面に押し付けて、該表面移動部材の異物を除去するクリーニング装置を備えることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項4の画像形成装置において、上記クリーニング弾性部材は、上記一辺を境に隣接する2つの面のうち、上記表面移動部材の表面移動方向上流側に位置する上流側面の方が、該表面移動部材の表面移動方向下流側に位置する下流側面よりも、該一辺に対して直交する方向の長さが長いものであり、該一辺に対して直交する方向に該上流側面が伸びて該上流側面の対向面が縮むような上記クリーニング弾性部材の反りを規制するクリーニング反り規制部材を、該クリーニング弾性部材における上流側面の対向面に固定し、上記表面移動部材の表面上における上記一辺が当接する当接部分の法線よりも該表面移動部材の表面移動方向下流側で上記クリーニング装置本体に支持されたクリーニング保持部材により、上記クリーニング反り規制部材を介して上記クリーニング弾性部材を保持することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の画像形成装置において、上記クリーニング反り規制部材は、上記表面移動部材の表面に近接する側の端部が、上記クリーニング弾性部材の上記対向面における上記下流側面との境界辺と同じ位置か、該境界辺よりも上記表面移動部材の表面に近い位置まで延びるように、構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項4、5または6の画像形成装置において、上記弾性部材が接触する位置よりも上記表面移動部材の表面移動方向上流側、且つ、上記クリーニング弾性部材が接触する位置よりも該表面移動部材の表面移動方向下流側の該表面移動部材の表面上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を備えることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項4、5、6または7の画像形成装置において、上記画像を構成するトナーとして、体積平均粒径が3[μm]以上7[μm]以下であること、平均円形度が0.940以上0.998以下であること、形状係数SF−1及びSF−2がそれぞれ100以上160以下であることのいずれか1つを満たすトナーを用いることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項4、5、6、7または8の画像形成装置において、上記画像を構成するトナーとして、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、着色剤及び離型材を含むトナー組成物を有機溶媒に溶解及び/又は分散させて有機溶媒組成物を作成し、樹脂微粒子が存在する水系媒体に該有機溶媒組成物を分散させ、架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーを用いることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録材に転移させる画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該像担持体と該像担持体上に供給された潤滑剤を薄膜化するための潤滑剤薄膜化手段とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、上記潤滑剤薄膜化手段として、請求項1または2の潤滑剤薄膜化装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10のプロセスカートリッジにおいて、上記像担持体及び上記潤滑剤薄層化装置に加えて、さらに、該像担持体表面を一様帯電する帯電装置、該像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して現像する現像装置、または、該像担持体上の異物を除去するクリーニング装置の少なくとも何れか一つを一体に支持することを特徴とするものである。
しかも、本発明においては、弾性部材の当接辺に対して直交する方向にその上流側面が伸びて該上流側面の対向面が縮むような弾性部材の反りを反り規制部材により規制している。これにより、弾性部材の反りが規制されていないものに比べて、弾性部材と表面移動部材の表面との間における表面移動部材表面移動方向の当接部長さ(以下「当接幅」という。)を短くすることができる。すなわち、弾性部材の反りが規制されていない従来のカウンタ方式や従来のトレーリング方式においては、弾性部材の当接辺を表面移動部材の表面に押し付けることで、弾性部材の反りと弾性部材自体の変形とが生じる。当接幅は、弾性部材の反りが大きいほど長くなり、また、弾性部材自体の変形が大きいほど長くなる。本発明においては、反り規制部材により弾性部材の反りが規制されていることから、当接幅は主として弾性部材自体の変形のみによって決まる。したがって、本発明においては、弾性部材の反りが規制されていない従来のカウンタ方式や従来のトレーリング方式に比べて、当接幅を短くすることができる。そして、同じ当接圧であっても当接幅が短いほど表面移動部材や弾性部材の摩耗が少なくなるので、本発明によれば、弾性部材の反りが規制されていない従来のカウンタ方式や従来のトレーリング方式に比べて、表面移動部材や弾性部材の摩耗を抑制できる。
更に、本発明においては、反り規制部材が弾性部材に固定されていることから、表面移動部材の表面移動中に弾性部材と表面移動部材の表面との間の摩擦力が何らかの要因で変化したときでも、従来の潤滑剤薄膜化装置と比較して弾性部材にバタツキが生じにくい。
更に、本発明によれば、カウンタ方式を採用しており、かつ、反り規制部材が弾性部材に固定されていることから、従来の潤滑剤薄膜化装置と比較して、構成が簡素でバタツキが発生しにくいという優れた効果も奏される。
図2は、本実施形態における画像形成装置であるプリンタ100を示す概略構成図である。
プリンタ100は、フルカラー画像を形成するものであって、画像形成部120及び給紙部130とから主として構成されている。なお、以下の説明において、添え字Y,C,M,Bkは、それぞれ、イエロー用、シアン用、マゼンタ用、ブラック用の部材であることを示すものである。
なお、中間転写ベルト162における二次転写ローラ165よりも表面移動方向下流側であってプロセスカートリッジ121Yの上流側には、二次転写後の残留トナー等の付着物を除去するためのクリーニング装置を設けてもよい。この場合、このクリーニング装置についても後述する感光体用のクリーニング装置と同様の構成を採用してもよい。このクリーニング装置は、中間転写ベルト162と一体に支持された状態で二次転写装置160に設けるとよい。
また、プロセスカートリッジ121Y,121C,121M,121Bkの下方には、帯電された感光体10Y,10C,10M,10Bkの表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置140が配置されている。
また、露光装置140の下方には、給紙部130が配置されている。給紙部130には、記録材としての転写紙を収容する給紙カセット141及び給紙ローラ142が設けられており、レジストローラ対143を経て中間転写ベルト162と二次転写ローラ165との間の二次転写ニップ部に向けて所定のタイミングで転写紙を給送する。
また、二次転写ニップ部の出口側には、定着装置90が配置されており、この定着装置90の転写紙搬送方向下流側には、排紙ローラ及び排紙された転写紙を収納する排紙収納部135が配置されている。
なお、各プロセスカートリッジの構成はほぼ同様であるので、以下の説明では色分け用の添え字Y、C、M、Bkを省略して、プロセスカートリッジの構成及び動作について説明する。
プロセスカートリッジ121は、感光体10と、感光体10の周りに配置されたクリーニング装置30、帯電装置40、現像装置50、潤滑剤供給装置としての潤滑剤塗布装置128、及び潤滑剤薄膜化装置129とを備えている。
潤滑剤塗布装置128としては、固形潤滑剤127と、固形潤滑剤127を支持する潤滑剤支持部材24と、固形潤滑剤127と感光体10との両方に接触して回転するブラシローラ29とで構成されたものを利用できる。ブラシローラ29の繊維材質は導電性のPETを使用している。また、潤滑剤塗布装置128は、潤滑剤支持部材24を介して固形潤滑剤127をブラシローラ29に押圧する不図示のスプリングと、このスプリングの押圧による潤滑剤支持部材24の移動方向をガイドするガイド部材25とを備える。
このような潤滑剤塗布装置128では、ブラシローラ29により固形潤滑剤127から削り取った粉末状の潤滑剤をブラシローラ29により感光体10の表面に塗布する。また、そのブラシローラ29よりも感光体表面移動方向下流側に、感光体10の表面に当接するように潤滑剤薄膜化装置129を配置している。この潤滑剤薄膜化装置129は感光体10の回転軸方向に長尺な弾性部材である薄膜化ブレード131で、感光体10の表面に塗布された潤滑剤を均してその厚さを均一に薄膜化するためのものである。材質はクリーニングブレード31同様、ポリウレタンゴムを使用している。潤滑剤薄膜化装置129の詳細な説明は後述する。
現像装置50は、感光体10の表面にトナーを供給して静電潜像を可視像化するものであり、現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ51と、現像剤収容部に収容された現像剤を攪拌する攪拌スクリュ52と、攪拌された現像剤を現像ローラ51に供給する供給スクリュ53とから主として構成されている。
プリンタ100ではプリント命令を受け付けたら、まず、感光体10を図3中矢印Aの方向に回転させ、帯電装置40の帯電ローラ41によって感光体10の表面を所定の極性に一様帯電させる。帯電後の感光体10に対し、露光装置140は、入力されたカラー画像データに対応して光変調された例えばレーザビーム光を色ごとに照射し、これによって各感光体10の表面にそれぞれ各色の静電潜像を形成する。各静電潜像に対し、現像装置50の現像ローラ51から各色の現像剤を供給し、各色の静電潜像を各色の現像剤で現像し、各色に対応したトナー像を形成して可視像化する。次いで、一次転写ローラ161にトナー像と逆極性の転写電圧を印加することにより転写電界を形成し、一次転写ローラ161で中間転写ベルト162を弱圧接することで一次転写ニップを形成する。これらの作用により、各感光体10上のトナー像は中間転写ベルト162上に効率よく一次転写される。中間転写ベルト162上には、各感光体10で形成された各色のトナー像が互いに重なり合うように転写され、積層トナー像が形成される。
図1は、潤滑剤薄膜化装置129の主要部を感光体10の回転軸方向(Y方向)から見たときの説明図である。
図4は、潤滑剤薄膜化装置129の主要部を示す斜視図である。
本実施形態において、潤滑剤薄膜化装置129は、薄膜化ブレード131を保持する剛性材料で形成されたブレードホルダ132を備えている。ブレードホルダ132は、感光体表面からの法線方向近く(図3中右斜め下方向)に伸びる法線方向部132Aの上面(感光体表面移動方向上流側に向いた面)に薄膜化ブレード131が固定されている。なお、固定の方法は、接着でもよいし、ホットメルトでもよいし、その他の方法でもよい。本実施形態において、ブレードホルダ132の法線方向部132Aは、薄膜化ブレード131が反るのを規制する反り規制部材として機能する。
本実施形態では、感光体10の表面上における薄膜化ブレード131の当接辺が当接する当接部分Pの法線Nよりも感光体表面移動方向下流側で潤滑剤薄膜化装置129本体の枠体133の支軸134に支持されたブレードホルダ132の接線方向部132Bにより、薄膜化ブレード131が取り付けられた法線方向部132Aを保持した構成となっている。すなわち、本実施形態の潤滑剤薄膜化装置129はカウンタ方式を採用し、ブレードホルダ132の接線方向部132Bは保持部材として機能する。
図1に示すように、当接辺を境に隣接する2つの面131a,131bにおける当接辺に対して直交する方向の長さT1,T2(図4参照)が、感光体表面移動方向下流側に位置する下流側面131bの長さT2よりも感光体表面移動方向上流側に位置する上流側面131aの長さT1の方が長く形成されている。なお、薄膜化ブレード131の形状は、当接辺を境に隣接する2つの面131a,131bを有する形状であって感光体回転軸方向にわたって感光体表面上の付着物を十分に除去し得るような形状であれば、このような直方体形状でなくても、あらゆる立体形状のものを利用できる。なお、薄膜化ブレード131の各外周面は、必ずしも平面である必要はなく、湾曲面であってもよい。
また、本実施形態の薄膜化ブレード131は、ポリウレタンゴムを素材とし、JISA硬度でおよそ75[°]のものを使用している。もちろん、薄膜化ブレード131の材質や硬度はこれに限らず、適宜選択される。
また、本実施形態のブレードホルダ132は、鉄を主成分とする金属材料で形成されたものを用いており、感光体10の回転駆動中に感光体10から薄膜化ブレード131が力を受けてもひずみを十分に抑制できる十分な剛性を備えている。
また、法線方向部132Aの上記端部は、必ずしも薄膜化ブレード131の上記境界辺まで延びている必要はなく、薄膜化ブレード131の反りを実質的に規制できれば、上記境界辺には届かない位置までしか延びていなくてもよい。すなわち、薄膜化ブレード131の反りを実質的に規制できれば、上記境界辺よりも法線方向部132Aの上記端部の方が感光体表面から離れた構成としてもよい。この場合、法線方向部132Aの上記端部を上記境界辺よりも感光体表面からどの程度まで離すことが許容されるかは、薄膜化ブレード131の硬度や、薄膜化ブレード131と感光体10の表面との間の摩擦係数などによって決まってくる。その許容範囲は、例えば、線圧が0.790[N/cm]となるように薄膜化ブレード131を感光体10の表面に押し付けたときの当接部における感光体表面移動方向長さ(当接幅)が、50[μm]以下となる範囲を判断の目安とすることができる。なお、法線方向部132Aの上記端部と上記境界辺との距離は、薄膜化ブレード131の下流側面131bの長さT2の1/4程度までは許容されるものと推測される。更に確認すれば、T2の1/2〜同程度までは許容される可能性がある。
図5は、クリーニング装置30の主要部を感光体10の回転軸方向(Y方向)から見たときの説明図である。
クリーニング装置30は、クリーニングブレード31を保持する剛性材料で形成されたクリーニングブレードホルダ32を備えている。クリーニングブレードホルダ32は、感光体10の表面に対して法線N方向に近い(図3中右斜め上方向)方向に伸びるクリーニング法線方向部32Aの上面(感光体表面移動方向上流側に向いた面)にクリーニングブレード31が取り付けされている。本実施形態において、クリーニングブレードホルダ32のクリーニング法線方向部32Aは、クリーニングブレード31が反るのを規制する反り規制部材として機能する。
すなわち、環境変動に対するロバスト性が向上する。詳しくは、ブレードの自由長部分が長い場合のようにブレードの反りが発生する構成においては、温湿度によってブレードの反りによる力が特に変化する。例えば、高温高湿環境下でブレードを反ったまま放置すると塑性変形してしまい、ヘタリという現象が起こる。こうなると、感光体10の表面に対するブレードの当接圧が低下して、クリーニング性が低下し、薄膜化ブレード131の場合は、異物すり抜け量が多くなり、帯電ローラ41を汚すことになる。クリーニングブレード31の場合はクリーニング不良が発生するおそれがある。したがって、ブレードの反りは実質的には発生しない本実施形態では、環境変動に対するロバスト性が向上する。
また、ブレードの反りが発生するということは、ブレードが反るだけの自由度をもっていることである。ブレードの自由度が大きいと、カウンタ方式の場合、ブレードと感光体10との摩擦力が高まったときにブレードめくれという深刻な不具合を発生しやすい。ブレードの反りは実質的には発生しない本実施形態によれば、ブレードめくれが防止される。
更に、感光体10の起動トルクを低減できる。詳しくは、上述しているように、ブレードの反りが発生するということは、ブレードが反るだけの自由度をもっているということである。感光体10の駆動開始時は摩擦力が大きいため、ブレードの自由度が大きいと瞬間的に大きく変形してトルクが増大してしまう。ブレードの反りは実質的には発生しない本実施形態によれば、感光体10の駆動開始時のトルク増大を低減することができる。
本実施形態の潤滑剤薄膜化装置129、クリーニング装置30によれば、高い除去性能を実現し得ることから、平均円形度が0.940以上、更に0.960以上0.998以下のトナーを除去する用途にも実用化できる。更には平均円形度が0.96以上0.998以下のトナーを除去することが本発明の効果を十分に発揮できる。
上記のような平均円形度をもつトナーは、乾式粉砕で製造されるトナーであれば熱的又は機械的に球形化処理することで得られる。熱的な球形化処理としては、例えば、アトマイザーなどに熱気流とともにトナー粒子を噴霧するものが挙げられる。また、機械的な球形化処理としては、ボールミル等の混合機に比重の軽いガラス等の混合媒体とともに投入して攪拌するものが挙げられる。ただし、熱的な球形化処理では凝集して粒径の大きいトナー粒子が生成され、機械的な球形化処理では微粉が発生するため、再度の分級工程が必要になる。また、水系溶媒中で製造されるトナーでは、溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、形状を制御することができる。
しかし、トナーの平均円形度が0.93未満では、忠実な現像、転写率の高い転写ができなくなる。これは、トナーが不定形では、トナー表面の帯電が不均一であり、また、重心と帯電の中心がずれるために電界に対して忠実な移動が困難になるためである。
まず、電解水溶液100〜150[mL]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、0.1〜5[mL]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、ISOTON R−II型(コールターサイエンティフィックジャパン社製)を使用した。これに更に測定試料を2〜20[mg]加え、電解液中に懸濁させて、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行った。上記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、上記試料中のトナー粒子の体積及び個数をチャンネルごとに測定して、トナーの体積分布と個数分布とを算出する。
図6(a)及び(b)は、トナーの形状を模式的に表した図であり、図6(a)は形状係数SF−1を説明するための説明図であり、図6(b)は形状係数SF−2を説明するための説明図である。
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。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。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)・・・(1)
また、形状係数SF−2は、トナー形状で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。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。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100π/4)・・・(2)
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。
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
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、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。
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。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、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留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。
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、脂環式ポリイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアネート類及び上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。
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。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン及び脂肪族ジアミンなどが挙げられる。
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。
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。
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、ナフトールイエローS、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄鉛、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、リソールファストスカーレットG、ベンジジンオレンジ、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、ファストスカイブルー、インジゴ、群青、紺青、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、クロムグリーン、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、フタロシアニングリー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[wt%]、好ましくは3〜10[wt%]である。
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、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、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PSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、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。
離型剤としては、融点が50〜120[℃]の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に働く。このようなワックス成分としては、ロウ類及びワックス類として、カルナバワックス、綿ロウ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。
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、5×10−3〜2[μm]であることが好ましく、特に5×10−3〜0.5[μm]であることが好ましい。
また、BET法による比表面積は、20〜500[m2/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0.01〜5[wt%]であることが好ましく、特に0.01〜2.0[wt%]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、酸化亜鉛、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。
次に、トナーの製造方法について詳細する。ここでは、好ましい方法について示すが、これに限られることではない。
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。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。
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、メタノールなどのアルコール、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、低級ケトン類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や、アルキルトリメチルアンモニム塩などの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤等が挙げられる。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。
樹脂微粒子は、既述の物質を用いることができる。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。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などが使用できる。
上記洗浄、脱溶剤の工程前後いずれかにおいて、乳化分散液を一定温度で一定時間放置し、生成したトナー粒子を熟成させる工程を設けることができる。これにより、所望の粒径を有するトナー粒子を作製できる。熟成工程の温度は25〜50[℃]が好ましく、時間は10分間〜23時間が好ましい。
帯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。
二成分現像剤としての磁性キャリアとしては、粒子径20〜200[μm]程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、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、エポキシ樹脂等が挙げられる。またポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂及びシリコーン樹脂等が使用できる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。
これらの導電粉は、平均粒子径1[μm]以下のものが好ましい。平均粒子径が1[μm]よりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
なお、各実施例のトナーは以下のごとく作製されるが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、「部」は重量部を示す。
(樹脂微粒子エマルションの合成)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、3800回転/分で30分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75[℃]まで昇温し、4時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75[℃]で6時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液微粒子分散液1を得た。微粒子分散液1をレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LA−920:堀場製作所製)で測定した体積平均粒径は、110[nm]であった。微粒子分散液1の一部を乾燥して樹脂分を単離した。樹脂微粒子の形状は球形状であった。該樹脂分のTgは58[℃]であり、重量平均分子量は13万であった。
水990部、[微粒子分散液1]83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.3%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを水相1とする。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、テレフタル酸276部を入れ、常圧下230[℃]で7時間重縮合し、さらに10〜15[mmHg]の減圧下で5時間反応して低分子ポリエステル1を得た。低分子ポリエステル1は、数平均分子量2300、重量平均分子量6700、ピーク分子量3800、Tg43[℃]、酸価4であった。
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧下230[℃]で7時間反応し、さらに10〜15[mmHg]の減圧で5時間反応した中間体ポリエステル1を得た。中間体ポリエステル1は、数平均分子量2200、重量平均分子量9700、ピーク分子量3000、Tg54[℃]、酸価0.5、水酸基価52であった。次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、中間体ポリエステル1を410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100[℃]で5時間反応し、プレポリマー1を得た。プレポリマー1の遊離イソシアネート重量%は、1.53[%]であった。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50[℃]で4時間半反応を行い、ケチミン化合物1を得た。ケチミン化合物1のアミン価は417であった。
水1200部、カーボンブラック(Printex35:デクサ製)540部(DBP吸油量=42[ml]/100[mg]、pH=9.5)、ポリエステル樹脂1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて130[℃]で1時間混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、マスターバッチ1を得た。
撹拌棒および温度計をセットした容器に、低分子ポリエステル1を378部、カルナバワックス100部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80[℃]に昇温し、80[℃]のまま5時間保持した後、1時間で30[℃]に冷却した。
顔料・ワックス分散液1を749部、プレポリマー1を115部、ケチミン化合物1を2.9部、容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5000[rpm]で2分間混合した後、容器に水相1を1200部加え、TKホモミキサーで、回転数13000[rpm]で40分間混合し、乳化スラリー1を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、乳化スラリー1を投入し、30[℃]で8時間脱溶剤した後、45[℃]で5時間熟成を行い、分散スラリー1を得た。
100部の分散スラリー1を減圧濾過した後、
イ) 濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000[rpm]で10分間)した後濾過した。
ロ) イ)の濾過ケーキに1%塩酸をpH3.5〜4.5になるように制御して加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000[rpm]で15分間)した後、濾過した。
ハ) ロ)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000[rpm]で10分間)した後濾過する操作を2回行い、濾過ケーキ1を得た。
ニ) 濾過ケーキ1を循風乾燥機にて40[℃]で40時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、トナー母体粒子1を得た。その後、トナー母体粒子1100部に疎水性シリカ1.5部と疎水化酸化チタン0.5部を加え、ヘンシェルミキサーにて混合後、目開き35μmメッシュで篩い、トナー1を得た。得られたトナー1の物性は下記の表1に示す。
トナー2において、以下の条件に変更した以外はトナー1と同様にしてトナー2を得た。
得られたトナー2の物性を上記表1に示す。
顔料・ワックス分散液1を749部、プレポリマー1を115部、ケチミン化合物1を2.9部、容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5000[rpm]で2分間混合した後、容器に水相1を1200部加え、TKホモミキサーで、回転数13000[rpm]で10分間混合し、乳化スラリー2を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、乳化スラリー2を投入し、30[℃]で6時間脱溶剤した後、45[℃]で5時間熟成を行い、分散スラリー2を得た。
また、クリーニング装置も潤滑剤薄膜化装置と同様の図7に示すようなカウンタ方式の構成であって、ブレード材質はポリウレタンゴム素材のJISA硬度70[°]であり、ブレード寸法はT1=2.0[mm]で、T3=326[mm]の直方体形状で、ブレードホルダから感光体表面側へ延びるブレード長(自由長:L)は7.6[mm]である。当接角θは21.6[°]に設定し、食い込み量は1.0[mm]とした。
実施例装置1は、本実施形態の潤滑剤薄膜化装置129を採用し、クリーニング装置は、従来装置1のクリーニング装置を用いた。
従来装置2は従来装置1の潤滑剤薄膜化装置を採用し、クリーニング装置は本実施形態のもの(本実施形態である潤滑剤薄膜化装置と同様の構成)を採用している。
実施例装置2は、本実施形態の潤滑剤薄膜化装置129を採用し、クリーニング装置も本実施形態のもの(本実施形態である潤滑剤薄膜化装置と同様の構成)を採用している。また、感光体10としては有機感光体を用いた。
帯電ローラ41が汚れていると感光体10を均一に帯電させることができず、縦スジが発生する。この現象から、温度が10[℃]、湿度が15[%]の環境下において、画像面積率0[%]の白紙パターンを1枚プリントし、紙上のスジの発生具合をみて帯電ローラ41の汚れ具合を判断した。
ランニングテスト2(使用トナー2)について、円形度が高く、より小粒経のトナーであるため、従来装置1及び実施例装置1ではクリーニング不良が発生し、ランニングテストは途中で中断した。
従来装置2と実施例装置2では、クリーニング不良は発生しなかったが、帯電ローラ41の汚れについては従来装置2で縦スジが発生した。これは、実施例装置2は従来装置2よりも帯電ローラ41が汚れにくいことを示している。
従来より、転写後の像担持体表面に残るトナーを除去して、繰り返して像形成に使用するためのクリーニング装置を備えている。この画像形成装置におけるクリーニング装置としては、クリーニングブレードを用いたものやブラシローラを用いたものなど、クリーニング部材を像担持体表面に摺擦するものがある。像担持体をクリーニング部材で摺擦するクリーニング装置としては、構成が簡単で、トナー除去性能にも優れていることから、ポリウレタンゴムなどの弾性部材からなるクリーニングブレードを用いたものが一般的である。このようなクリーニング部材による摺擦や他の部材による摺擦による磨耗の抑制、転写時のトナーの離れやすさ、または、クリーニング時のトナーの除去性などの観点から感光体などの像担持体の表面の摩擦係数を低下させることが望ましい。このため、像担持体表面の摩擦係数を低下させる為に、脂肪酸金属塩などの潤滑剤を像担持体表面に供給し、塗布する潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置がある。
潤滑剤供給手段をクリーニング部材の下流側に配置して像担持体表面に供給される潤滑剤への転写残トナーの混入を抑制するとともに、像担持体上に供給された潤滑剤を延伸するための延伸手段を潤滑剤供給手段のさらに下流側に設ける構成も提案されている。例えば、特許文献1には像担持体であるドラム状の感光体の表面移動方向について、クリーニングブレードとブレード状の薄膜化手段(潤滑剤延伸手段)との間に潤滑剤を収納した構成が開示されている。特許文献1に記載の装置では、薄膜化手段は感光体に対しカウンタで当接するポリウレタンブレードであり、当接圧は13.7[g/cm]、すくい角は11.7[°]である。一方、クリーニングブレードは感光体に対してカウンタで当接するクリーニングブレードであり、当接圧は29.7[g/cm]、すくい角は9.6[°]である。また、特許文献2には、ベルト状の感光体に対してカウンタで当接するクリーニングブレードと、感光体移動方向においてクリーニングブレードの下流で感光体に当接する潤滑剤供給機構と、感光体移動方向において潤滑剤供給機構の下流でトレーリングで当接する潤滑剤薄膜化ブレードとが開示されている。
そこで、本発明者らは像担持体表面に潤滑剤を均一に供給し、像担持体の表面移動方向上流側から来るトナーなどの異物をせき止めるシステムを構築するべく、像担持体上の潤滑剤を薄膜化する部材を有するプロセスを検討した。
経時において、帯電部材へ異物が付着することは初期からの潤滑剤薄膜化部材からすりぬけた汚れの積み重ねであり、潤滑剤薄膜化部材からの異物や過剰な潤滑剤のすり抜け量を抑えることが、帯電部材の汚れを抑え、帯電部材の寿命を延ばすことに繋がる。
そこで、本実施形態の潤滑剤薄膜化装置129は、円形度が高く、小粒径のトナーを使用した場合においても、潤滑剤薄膜化部材およびクリーニング部材を像担持体に高い当接圧で当接できる構成にして潤滑剤薄膜化部材からの異物のすり抜け量を抑えることによって、下流に配置された帯電部材の汚れを抑え、クリーニング性を維持しながら帯電部材の寿命を延ばすものである。
この様な潤滑剤薄膜化装置129によれば、上流側に配置されたクリーニング装置30からすり抜けてきた異物や像担持体である感光体10に塗布された過剰な潤滑剤をよくせき止めることができるため、下流に配置された帯電装置40を汚しにくくなる。
このような、円形度が高いトナーや粒径が小さいトナーにおいては、目に見えない程度のわずかなクリーニングブレードからのすり抜け量が下流側に配置された薄膜化ブレードと感光体とのニップ挙動を乱しやすく、薄膜化ブレードから異物や過剰な潤滑剤がすり抜ける。その結果、帯電装置を汚しやすくしてしまっている。
よって、プリンタ100のようにクリーニング装置30のクリーニングブレード31においても、薄膜化ブレード131と同様な構成とすることにより、円形度が高く、粒径が小さいトナーにおいてもクリーニング性を維持するとともに帯電ローラ41の汚れが少なくなり、帯電装置40の寿命が延びる。
なお、ここで説明した様々な応用例においては、上記実施形態で説明した感光体用の潤滑剤薄膜化装置129、およびクリーニング装置30の構成をほとんどそのまま利用でき又はその応用例に応じて適宜修正したものを利用できる。
また、薄膜化ブレード131は、上記一辺を境に隣接する2つの面のうち、感光体10の表面移動方向上流側に位置する上流側面131aの方が、感光体10の表面移動方向下流側に位置する下流側面131bよりも、上記一辺に対して直交する方向の長さが長いものである。さらに、感光体10の表面上における上記一辺が当接する当接部分Pの法線Nよりも感光体10の表面移動方向下流側で潤滑剤薄膜化装置129本体の枠体133に支持された保持部材であるブレードホルダ132により、反り規制部材である法線方向部132Aを介して薄膜化ブレード131を保持する。これにより、従来のカウンタ方式と同様に、感光体10との摩擦力により薄膜化ブレード131が受ける力の少なくとも一部をブレードホルダ132を介して潤滑剤薄膜化装置129本体の支持部である枠体133で真っ直ぐ受けることができる。
また、上記一辺に対して直交する方向に上流側面131aが伸びて上流側面131aの対向面が縮むような薄膜化ブレード131の反りを規制する反り規制部材として機能するブレードホルダ132の法線方向部132Aを、薄膜化ブレード131における上流側面131aの対向面に固定する。これにより、薄膜化ブレード131の反りが規制されていないものに比べて、薄膜化ブレード131と感光体10の表面との間における表面移動部材表面移動方向の当接部長さ(以下「当接幅」という。)を短くすることができる。すなわち、薄膜化ブレード(均しブレード)の反りが規制されていない従来のカウンタ方式や従来のトレーリング方式においては、薄膜化ブレード131の当接辺を感光体10の表面に押し付けることで、薄膜化ブレードの反りと薄膜化ブレード自体の変形とが生じる。当接幅は、薄膜化ブレードの反りが大きいほど長くなり、また、薄膜化ブレード自体の変形が大きいほど長くなる。本実施形態においては、法線方向部132Aにより薄膜化ブレード131の反りが規制されていることから、当接幅は主として薄膜化ブレード131自体の変形のみによって決まる。したがって、本発明においては、薄膜化ブレードの反りが規制されていない従来のカウンタ方式や従来のトレーリング方式に比べて、当接幅を短くすることができる。そして、同じ当接圧であっても当接幅が短いほど感光体10や薄膜化ブレード131の摩耗が少なくなるので、本実施形態によれば、薄膜化ブレードの反りが規制されていない従来のカウンタ方式や従来のトレーリング方式に比べて、感光体10や薄膜化ブレード131の摩耗を抑制できる。
また、本実施形態においては、法線方向部132Aが薄膜化ブレード131に固定されていることから、感光体10の表面移動中に薄膜化ブレード131と感光体10の表面との間の摩擦力が何らかの要因で変化したときでも、従来の潤滑剤薄膜化装置129と比較して薄膜化ブレード131にバタツキが生じにくい。
よって、潤滑剤薄膜化装置129では、従来のカウンタ方式と同程度あるいはそれ以上の当接圧が得られるので異物のすり抜けを防止する性能を高くすることができ、従来のカウンタ方式に比べて当接幅を短くできることから潤滑剤を塗布する対象である感光体10や薄膜化ブレード131の摩耗を抑制できるという優れた効果が奏される。更に、潤滑剤薄膜化装置129では、カウンタ方式を採用しており、かつ、法線方向部132Aが薄膜化ブレード131に固定されていることから、従来の潤滑剤薄膜化装置と比較して、構成が簡素でバタツキが発生しにくいという優れた効果も奏される。
なお、表面移動部材が動作開始すると、薄膜化ブレードはブレードニップ部が変形して表面移動部材の表面移動方向上流で供給された潤滑剤を薄膜化する。このとき、ブレードニップ部が大きいほど上流からやってくる異物や過剰な潤滑剤をすりぬけやすくしてしまう。その結果、ブレードニップ部に対して表面移動部材の表面移動方向下流の帯電装置が汚れてしまう。先行技術にあるようなブレードの貼り付けであるとブレードニップが比較的大きくなってしまい、帯電装置が汚れ易いという問題があった。
潤滑剤薄膜化装置129では、異物のすり抜けを防止する性能が高くすることができるので、感光体10の表面移動方向上流側からやってくる異物や過剰な潤滑剤がすり抜ける量を抑制することができる。このため、薄膜化ブレード131に対して感光体10の表面移動方向下流側に配置された帯電ローラ41の汚れを減少させることができ、帯電装置40の寿命を向上させることができる。
潤滑剤薄膜化装置129では、反り規制部材である法線方向部132Aは、感光体10の表面に近接する側の端部が、薄膜化ブレード131の上記対向面における下流側面131bとの境界辺と同じ位置か、境界辺よりも感光体10の表面に近い位置まで延びるように、構成されている。このため、保持部材であるブレードホルダ132に対する薄膜化ブレード131のつき出し量(自由長)がゼロである為に、薄膜化ブレード131の自由度が制限される。このことは、薄膜化ブレード131と感光体10との接触面積を低減させ、感光体10に高い圧力を加えることが出来る為、上流からやってくる異物をせき止めることや、過剰な潤滑剤をすり抜けさせないようにするのに有利である。このため、薄膜化ブレード131下流に配置された帯電装置40の帯電ローラ41の汚れを減少させることができ、帯電装置40の寿命を向上させることができる。
このような構成により、感光体10が動き、動作を開始した際、クリーニングブレード31が厚み側に圧縮されるように変形し、クリーニングブレード31が伸びる側に変形するように配置される構成のものよりもクリーニングブレード31と感光体10との接触幅は狭くなる。その為、クリーニングブレード31がかける面圧は高くなるため、上流からやってくるトナー等の異物がすり抜ける量を抑制することができる。このため、クリーニング性は向上する。また、クリーニングブレード31からすり抜けてくる異物が少なくなるために、下流に配置された薄膜化ブレード131への異物の入力量が減少する。また、クリーニングブレード31からすり抜けた異物は薄膜化ブレード131と感光体10間のニップを不安定にさせ、薄膜化ブレード131は異物や過剰な潤滑剤をすり抜けさせてしまうが、本実施形態の潤滑剤薄膜化装置129では、薄膜化ブレード131は高面圧で感光体10と当接しているため、異物や過剰な潤滑剤がすりぬけにくくなっている。そうすることにより、帯電装置40の汚れを減少させることができ、帯電装置40の寿命を向上させることができる。本実施形態のクリーニング装置30は、弾性部材であるクリーニングブレード31の当接部Pよりも表面移動部材移動方向下流側でクリーニングブレードホルダ132が本体と軸支しているカウンタ方式なのでバタツキなどの不安定な挙動がおきない。
これにより、保持部材に対する弾性部材であるクリーニングブレードのつき出し量(自由長)がゼロである為に、クリーニングブレードの自由度が制限される。このことは、クリーニングブレードと表面移動部材との接触面積を低減させ、表面移動部材に高い圧力を加えることが出来る為、上流からやってくるトナー等の異物がすり抜ける量を抑制することができる。このため、クリーニング性は向上する。また、クリーニングブレードからすり抜けてくる異物が少なくなるために、下流に配置された薄膜化ブレードへの異物の入力量が減少する。また、クリーニングブレードからすり抜けた異物は潤滑剤薄膜化ブレードと感光体間のニップを不安定にさせ、潤滑剤薄膜化ブレードは異物や過剰な潤滑剤をすり抜けさせてしまうが、本発明の構成では、潤滑剤薄膜化ブレードは高面圧で表面移動部材と当接しているため、異物や過剰な潤滑剤がすりぬけにくくなっている。そうすることにより、帯電装置の汚れを減少させることができ、帯電装置の寿命を向上させることができる。
24 潤滑剤支持部材
25 ガイド部材
29 ブラシローラ
30 クリーニング装置
31 クリーニングブレード
31a クリーニング上流側面
31b クリーニング下流側面
32 クリーニングブレードホルダ
32A クリーニング法線方向部
32B クリーニング接線方向部
33 クリーニング枠体
34 クリーニング支軸
36 クリーニングスプリング
40 帯電装置
41 帯電ローラ
42 帯電ローラクリーナ
50 現像装置
51 現像ローラ
52 攪拌スクリュ
53 供給スクリュ
90 定着装置
100 プリンタ
120 画像形成部
121 プロセスカートリッジ
127 固形潤滑剤
128 潤滑剤塗布装置
129 潤滑剤薄膜化装置
130 給紙部
131 薄膜化ブレード
131a 上流側面
131b 下流側面
132 ブレードホルダ
132A 法線方向部
132B 接線方向部
133 枠体
134 支軸
135 排紙収納部
140 露光装置
141 給紙カセット
142 給紙ローラ
143 レジストローラ対
159 トナーカートリッジ
160 二次転写装置
161 一次転写ローラ
162 中間転写ベルト
165 二次転写ローラ
260 軸受
Claims (11)
- 無端移動する表面移動部材の表面移動方向に対して直交する方向に長尺な弾性部材におけるその長尺方向に延びる一辺を該表面移動部材の表面に押し付けて、該表面移動部材の表面上の潤滑剤を薄膜化する潤滑剤薄膜化装置において、
上記弾性部材は、上記一辺を境に隣接する2つの面のうち、上記表面移動部材の表面移動方向上流側に位置する上流側面の方が、該表面移動部材の表面移動方向下流側に位置する下流側面よりも、該一辺に対して直交する方向の長さが長いものであり、
該一辺に対して直交する方向に該上流側面が伸びて該上流側面の対向面が縮むような該弾性部材の反りを規制する反り規制部材を、該弾性部材における上流側面の対向面に固定し、
該表面移動部材の表面上における上記一辺が当接する当接部分の法線よりも該表面移動部材の表面移動方向下流側で装置本体に支持された保持部材により、該反り規制部材を介して該弾性部材を保持し、
潤滑剤は、該表面移動部材の異物を除去するクリーニング装置が異物を除去する位置よりも表面移動方向下流側の該表面移動部材の表面上に供給され、上記弾性部材の上記一辺は、潤滑剤が供給される位置よりも表面移動方向下流側の該表面移動部材の表面上に当接することを特徴とする潤滑剤薄膜化装置。 - 請求項1の潤滑剤薄膜化装置において、
上記反り規制部材は、上記表面移動部材の表面に近接する側の端部が、上記弾性部材の上記対向面における上記下流側面との境界辺と同じ位置か、該境界辺よりも上記表面移動部材の表面に近い位置まで延びるように、構成されていることを特徴とする潤滑剤薄膜化装置。 - 表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録材に転移させる画像形成装置において、
上記像担持体上に供給された潤滑剤を薄膜化する潤滑剤薄膜化手段として、請求項1又は2の潤滑剤薄膜化装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3の画像形成装置において、
上記弾性部材が接触する位置よりも上記表面移動部材の表面移動方向上流側に配置され、上記表面移動部材の表面移動方向に対して直交する方向に長尺なクリーニング弾性部材を備え、該クリーニング弾性部材におけるその長尺方向に延びる一辺を該表面移動部材の表面に押し付けて、該表面移動部材の異物を除去するクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4の画像形成装置において、
上記クリーニング弾性部材は、上記一辺を境に隣接する2つの面のうち、上記表面移動部材の表面移動方向上流側に位置する上流側面の方が、該表面移動部材の表面移動方向下流側に位置する下流側面よりも、該一辺に対して直交する方向の長さが長いものであり、
該一辺に対して直交する方向に該上流側面が伸びて該上流側面の対向面が縮むような上記クリーニング弾性部材の反りを規制するクリーニング反り規制部材を、該クリーニング弾性部材における上流側面の対向面に固定し、
上記表面移動部材の表面上における上記一辺が当接する当接部分の法線よりも該表面移動部材の表面移動方向下流側で上記クリーニング装置本体に支持されたクリーニング保持部材により、上記クリーニング反り規制部材を介して上記クリーニング弾性部材を保持することを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5の画像形成装置において、
上記クリーニング反り規制部材は、上記表面移動部材の表面に近接する側の端部が、上記クリーニング弾性部材の上記対向面における上記下流側面との境界辺と同じ位置か、該境界辺よりも上記表面移動部材の表面に近い位置まで延びるように、構成されていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4、5または6の画像形成装置において、
上記弾性部材が接触する位置よりも上記表面移動部材の表面移動方向上流側、且つ、上記クリーニング弾性部材が接触する位置よりも該表面移動部材の表面移動方向下流側の該表面移動部材の表面上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4、5、6または7の画像形成装置において、
上記画像を構成するトナーとして、体積平均粒径が3[μm]以上7[μm]以下であること、平均円形度が0.940以上0.998以下であること、形状係数SF−1及びSF−2がそれぞれ100以上160以下であることのいずれか1つを満たすトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4、5、6、7または8の画像形成装置において、
上記画像を構成するトナーとして、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、着色剤及び離型材を含むトナー組成物を有機溶媒に溶解及び/又は分散させて有機溶媒組成物を作成し、樹脂微粒子が存在する水系媒体に該有機溶媒組成物を分散させ、架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。 - 表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録材に転移させる画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該像担持体と該像担持体上に供給された潤滑剤を薄膜化するための潤滑剤薄膜化手段とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、
上記潤滑剤薄膜化手段として、請求項1または2の潤滑剤薄膜化装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項10のプロセスカートリッジにおいて、
上記像担持体及び上記潤滑剤薄層化装置に加えて、さらに、該像担持体表面を一様帯電する帯電装置、該像担持体上に形成された潜像にトナーを供給して現像する現像装置、または、該像担持体上の異物を除去するクリーニング装置の少なくとも何れか一つを一体に支持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
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