JP2008046301A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【課題】感光体の幅方向でより均一に潤滑剤が薄層化され、転写性能、クリーニング性能を向上させることができる潤滑剤塗布装置を備える画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】画像形成装置における潤滑剤の塗布手段は、クリーニングブレード15aの感光体回転方向Xの上流側に配置された第1の潤滑剤塗布装置17と、下流側に配置された第2の潤滑剤塗布装置18とから構成される。第1の潤滑剤塗布装置17は、感光体ドラム11に潤滑剤を塗布する手段として、クリーニングブラシローラ15bを兼用させている。第2の潤滑剤塗布装置18は、固形潤滑剤18bと、固形潤滑剤18bに回転しながら接触して潤滑剤を削り取って感光体ドラム11の表面に供給するブラシ状ローラ18aと、供給された潤滑剤を感光体ドラム11上に薄膜化させるための塗布ブレード18cとを有する。
【選択図】図2
【解決手段】画像形成装置における潤滑剤の塗布手段は、クリーニングブレード15aの感光体回転方向Xの上流側に配置された第1の潤滑剤塗布装置17と、下流側に配置された第2の潤滑剤塗布装置18とから構成される。第1の潤滑剤塗布装置17は、感光体ドラム11に潤滑剤を塗布する手段として、クリーニングブラシローラ15bを兼用させている。第2の潤滑剤塗布装置18は、固形潤滑剤18bと、固形潤滑剤18bに回転しながら接触して潤滑剤を削り取って感光体ドラム11の表面に供給するブラシ状ローラ18aと、供給された潤滑剤を感光体ドラム11上に薄膜化させるための塗布ブレード18cとを有する。
【選択図】図2
Description
本発明は、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関し、特に、感光体表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
近年、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置は広く普及してきており、また、デジタル化された画像が容易に入手できることも関係して、プリントされる画像のさらなる高精細化が要望されている。画像のより高い解像度や階調性が検討される中で、高精細画像を形成するために、トナーの小粒径化、球形化の検討がなされている。
小粒径化、球形化されたトナーは、忠実に転写されるために高精細画像を得るのに適しているが、球形化されたトナーは転がりやすいために、クリーニング装置におけるクリーニングブレードと感光体との間に入り込み、クリーニングがされず感光体上に残り、装置内に飛散して帯電ローラ等を汚すことで画像上に黒ポチ、地かぶり等の異常画像の原因となることがある。
このために、感光体ドラムからトナーを除去するためのクリーニング手段として、クリーニングブレードと、当該クリーニングブレードよりも感光体ドラムの回転方向上流側で感光体ドラムに当接させて配置されたブラシローラとを備えるクリーニング装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このクリーニング装置では、該ブラシローラと摺接する棒状の成形体の潤滑剤から該ブラシローラを回転させて掻き取り、このようにして掻き取られた潤滑剤を感光体ドラム表面に塗布して、感光体ドラム表面からのトナーの離型性をよくすることで、クリーニングブレードの摺擦によるトナーの感光体ドラム表面からの離脱を容易にして、球状の小径粒子トナーを用いた場合におけるクリーニング性を向上させるものである。
特開2003−140518号公報
しかしながら、上記特許文献1記載のクリーニング装置では、感光体の幅方向で均一な潤滑剤の塗布状態を達成できずに、異常画像の発生を防止できないという問題点がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、感光体の幅方向でより均一に潤滑剤が薄層化され、転写性能、クリーニング性能を向上させることができる潤滑剤塗布装置を備える画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、請求項1記載の発明は、潜像を形成する感光体と、前記感光体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した前記感光体表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、前記感光体表面に形成された潜像にトナーを供給して可視像化する現像装置と、前記感光体表面をクリーニングするクリーニング装置とを備える画像形成装置において、前記感光体の外周上の複数個所に、前記感光体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を設けたことを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記クリーニング装置は、前記感光体表面に残留する転写残留トナーを除去するクリーニングブレードを備え、前記複数個所に配置される潤滑剤塗布装置は、前記クリーニングブレードの上流側に配置される第1の潤滑剤塗布装置と、前記クリーニングブレードの下流側に配置される第2の潤滑剤塗布装置を有することを特徴とする。
また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成装置において、前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に塗布する潤滑剤の塗布量をそれぞれ異ならせることを特徴とする。
また、請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に塗布する潤滑剤の材料をそれぞれ異ならせることを特徴とする。
また、請求項5記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に潤滑剤を供給するブラシを有する潤滑剤供給ローラを備え、前記潤滑剤供給ローラによって供給された潤滑剤を前記感光体上で均す塗布ブレードを備えたことを特徴とする。
また、請求項6記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記潤滑剤は、脂肪酸金属塩であって、前記脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される少なくとも1種の金属であって、前記脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも1種の脂肪酸であることを特徴とする。
また、請求項7記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記帯電装置は、前記感光体と非接触の帯電部材を備え、前記帯電部材に直流と交流とを重畳したバイアス電圧が印加されることを特徴とする。
また、請求項8記載の発明は、請求項1から7のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記トナーは、重量平均粒径が3〜8μmで、重量平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする。
また、請求項9記載の発明は、請求項1から8のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記トナーの粒子は、平均円形度が0.93〜1.00の範囲にあることを特徴とする。
また、請求項10記載の発明は、請求項1から9のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記トナーの粒子は、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とする(ただし、形状係数SF−1及びSF−2は、トナー粒子を2次元平面に投影してできる形状の最大長(MXLNG)、図形面積(AREA)、図形の周長(PERI)としたとき、次式(1)及び(2)の関係を有する。)。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・(1)
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100π/4) ・・・(2)
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・(1)
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100π/4) ・・・(2)
また、請求項11記載の発明は、請求項1から10のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記トナーは、平均一次粒径が50〜500nmで、嵩密度が0.3g/cm3以上の微粒子を含有していることを特徴とする。
また、請求項12記載の発明は、請求項1から11のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記トナーは、ガラス転移温度が35〜70℃、流出開始温度が90〜115℃のバインダ樹脂を含有していることを特徴とする。
また、請求項13記載の発明は、請求項1から12のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び/又は伸長反応させて得られる組成物であることを特徴とする。
また、請求項14記載の発明は、潜像を担持する感光体と、前記感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置とを少なくとも一体的に構成され、画像形成装置本体に着脱可能に取り付けられるプロセスカートリッジにおいて、前記感光体の外周上の複数個所に、前記感光体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を前記感光体及びクリーニング装置とともに一体的に設けたことを特徴とする。
また、請求項15記載の発明は、請求項14に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記前記クリーニング装置は、前記感光体表面に残留する転写残留トナーを除去するクリーニングブレードを備え、前記複数個所に配置される潤滑剤塗布装置は、前記クリーニングブレードの上流側に配置される第1の潤滑剤塗布装置と、前記クリーニングブレードの下流側に配置される第2の潤滑剤塗布装置を有することを特徴とする。
また、請求項16記載の発明は、請求項14又は15に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に塗布する潤滑剤の塗布量をそれぞれ異ならせることを特徴とする。
また、請求項17記載の発明は、請求項14から16のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に塗布する潤滑剤の材料をそれぞれ異ならせることを特徴とする。
また、請求項18記載の発明は、請求項14から17のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に潤滑剤を供給するブラシを有する潤滑剤供給ローラを備え、前記供給ローラによって供給された潤滑剤を前記感光体上で均す塗布ブレードを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上記構成を採用することによって、感光体の幅方向でより均一に潤滑剤が薄層化され、転写性能、クリーニング性能を向上させることができる潤滑剤塗布装置を備える画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
本発明においては、前記特許文献1記載のものでは、感光体の幅方向で均一な潤滑剤の塗布状態を達成できない点について検討した結果、現像装置と感光体との間でトナーが介在した場合のトナーと感光体との摺擦、また、転写手段と感光体との間でトナーが介在した場合のトナーと感光体との摺擦、さらにクリーニング装置のクリーニングブレードと感光体との間に転写残トナーが介在した場合のトナーと感光体との摺擦によって感光体表面に形成された潤滑剤層が削り取られてしまうことが一因であることが判明した。
その結果、感光体の幅方向で部分的にムラのある潤滑剤塗布状態となってしまい、均一な転写性能や、良好なクリーニング性能が得られない問題が生じていた。さらに、クリーニング性能の低下により帯電手段の部分的な汚れに発展し、均一な帯電性能も損なわれてしまう問題も招いていた。
この検討結果に基づき、さらなる検討の結果、前述のトナーと感光体との摺擦によって潤滑剤層が削り取られた後に、できる限り、早急に削り取られた潤滑剤層に潤滑剤を補給、修復してやれば、感光体の幅方向での均一な潤滑剤層を常に維持することが可能となり、転写性能、クリーニング性能が向上することを究明した。
具体的には、前述のトナーと感光体との摺擦による潤滑剤層の削れが生じ易いクリーニング装置のクリーニングブレードの前後や、転写装置、現像装置の前後等、感光体の周囲に複数個の潤滑剤塗布装置を配置することによって、トナーと感光体との摺擦による潤滑剤層の削れが発生した際に、発生直後に、潤滑剤塗布装置から感光体に潤滑剤を塗布して、潤滑剤層の削れ部分を修復することで上記問題を解決することができることを究明した。
しかし、潤滑剤塗布装置を多数設置することは、高額となるだけでなく、装置の大型化を招くことになるので、特にトナーと感光体との摺擦による潤滑剤層の削れが発生しやすいクリーニング装置のクリーニングブレードの前後に潤滑剤塗布装置を配設し、クリーニングブレードにおけるトナーと感光体との摺擦によって生じた潤滑剤層の削れを直ちに修復する。そして、転写装置や現像装置において発生したトナーと感光体との摺擦による潤滑剤層の削れに対しては、クリーニング装置のクリーニングブレードと感光体とが当接する直前に、潤滑剤を塗布して、転写装置や現像装置において発生したトナーと感光体との摺擦による潤滑剤層の削れを修復するようにしたものである。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明による一実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。本実施形態の画像形成装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための4つの画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kを備えている。なお、以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色は、それぞれ、Y、M、C、Kで表示している。また、Y、M、C、Kの色順は、図1に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kには、それぞれ、図示しないモータ等によって回転駆動される像担持体としてのドラム状の感光体11Y、11M、11C、11Kと、これらの感光体11Y、11M、11C、11Kの外周に、後述する感光体ユニット2Y、2M、2C、2Kと、現像装置10Y、10M、10C、10Kとが配設されている。また、各画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kの配置は、各感光体11Y、11M、11C、11Kの回転軸が平行になるように、かつ、転写紙100の移動方向Bに所定のピッチで配列するように設定されている。
画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kの上方には、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面にレーザ光Lを走査しながら照射する光書込ユニット3が、下方には転写紙100を担持して転写ロール67Y、67M、67C、67Kで各感光体11Y、11M、11C、11Kからトナー像を転写する各画像形成ユニットの転写部が設けられている。
また、この転写部には、この転写部を通過するように搬送する無端状の転写搬送ベルト60が駆動ローラ62、ガイドローラ61、63、64、65、66に張架され、矢印A方向に駆動走行するベルト駆動装置としての転写ユニット6が配置されている。転写搬送ベルト60の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置85が接触するように配置されている。このクリーニング装置85により転写搬送ベルト60上に付着したトナー等の異物が除去されるようになっている。
転写ユニット6の側方にはベルト定着方式の定着ユニット7、排紙トレイ8等が備えられている。画像形成装置下部には、転写紙100が載置された給紙カセット4a、4bを備えている。また、画像形成装置側面から手差しで給紙を行う手差しトレイMFが備えられている。 この他、トナー補給容器TCが備えられ、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニット等も二点鎖線で示したスペースSの中に備えられている。
現像手段としての現像装置10Y、10M、10C、10Kは、いずれも同様の構成からなり、使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置であり、トナーと磁性キャリアからなる現像剤が収容されている。現像装置10Y、10M、10C、10Kは、感光体ドラム11に対向した現像ローラ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、トナー濃度センサ等から構成される。現像ローラは外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。トナー濃度センサの出力に応じて、トナー補給装置よりトナーが補給される。
本実施形態の画像形成装置は、光書込みユニット3から照射されたレーザ光Lによって、回転している感光体11Y、11M、11C、11Kの表面に各色に対応する静電潜像を形成し、この潜像に対して、現像装置から供給される各色のトナーを静電気的に付着させてトナー画像を形成する。
一方、給紙カセット4a、4b、手差しトレイMFから供給された転写紙100は、転写搬送ベルト60によって、感光体11Y、11M、11C、11Kと転写ロール67Y、67M、67C、67Kとの間を搬送され、転写ロール67Y、67M、67C、67Kを通過する。この際に、各感光体11Y、11M、11C、11Kに保持されている各色のトナー像が転写紙100に転写される。このようにしてトナー像が転写された転写紙100は、定着ユニットで加熱、加圧されてトナー像が定着され、矢印B方向に搬送排出される。
本実施形態においては、潤滑剤塗布装置の配列に特徴を有するが、この点について、図2に基づいて説明する。図2は、静電潜像が形成される感光体ドラム11と、感光体ドラム11の表面を一様に帯電する帯電装置14、クリーニング装置15と、第1及び第2の潤滑剤塗布装置17、18とを一体的に構成されたプロセスカートリッジである感光体ユニット2の概略構成を示す図である。本実施形態の画像形成装置における前述の感光体ユニット2は、2Y、2M、2C、2Kは、いずれも同様の構成からなっており、以下、図2に示す感光体ユニット2によってその構成等を説明する。
クリーニング装置15は、感光体ドラム11表面に残留する転写残留トナーを感光体ドラム11の表面から掻き落とすクリーニングブレード15a及び図示しない回転手段によって駆動回転しながら、回転軸15cに植毛されたブラシ15dによって感光体ドラム11上に保持されている転写残留トナーを捕捉して感光体ドラム11をクリーニングするクリーニングブラシローラ15bを備える。
クリーニングブラシローラ15bの近傍には、スクレーパ15eが設けられており、クリーニングブラシローラ15bのブラシ繊維15dに付着したトナーを掻き落とし除去するために、スクレーパ15eがブラシ15dに当接している。スクレーパ15eにより掻き落とされたトナーは、トナー搬送オーガ15f側に移動させられ、そのトナー搬送オーガ15fを回転させることにより回収した廃トナーを、図示しない廃トナー収納部に搬送するようにしている。
次に、本実施形態における潤滑剤の塗布手段について説明すると、この潤滑剤の塗布手段は、クリーニングブレード15aの感光体1の回転方向Xの上流側に配置された第1の潤滑剤塗布装置17と下流側に配置された第2の潤滑剤塗布装置18とで構成されている。
第1の潤滑剤塗布装置17は、感光体ドラム11に潤滑剤を塗布する手段として、前述のトナーの感光体ドラム11からの転写残留トナーのクリーニングを行うクリーニングブラシローラ15bを兼用させている。また、第1の潤滑剤塗布装置17は、固形潤滑剤17bと、固形潤滑剤17bに接触して潤滑剤を削り取り、感光体ドラム11の表面に供給するクリーニングブラシローラ15bと、固形潤滑剤17bをブラシローラ15bに所定の圧力で押圧する加圧スプリング17dと、感光体ドラム11上に供給された潤滑剤を薄膜化するための塗布ブレードとしても機能するクリーニングブレード15aにより主に構成されている。
そして、第1の潤滑剤塗布装置17は、使用開始時に感光体ドラム11の表面に潤滑剤を塗布して、潤滑剤の薄膜を形成するとともに、感光体ドラム11がほぼ一周する間に生じた転写ユニット6や現像装置10におけるトナーと感光体との摺擦による潤滑剤層の削れの補給、修復を行う機能も有する。この場合に、クリーニングブラシローラ15bやクリーニングブレード15aは、クリーニング部材として専用に使用し、クリーニングブラシローラ15bやクリーニングブレード15aとは別個独立した潤滑剤を塗布するブラシローラや塗布ブレードを設けてもよい。
他方、前述の第2の潤滑剤塗布装置18は、固形潤滑剤18bと、固形潤滑剤18bに回転しながら接触して潤滑剤を削り取り、感光体ドラム11の表面に供給するブラシ状ローラ18aと、供給された潤滑剤を感光体ドラム11上に薄膜化させるための塗布ブレード18cで構成されている。この場合、塗布ブレード18cは、必ずしも必要ではないが、供給された潤滑剤を感光体ドラム11上でより薄膜化させることができるので使用することが好ましい。
また、第2の潤滑剤塗布装置18は、クリーニングブレード15aにおけるトナーと感光体との摺擦による潤滑剤層の削れを補給、修復する機能を有している。この第2の潤滑剤塗布装置18における潤滑剤の塗布量は、過剰になると帯電装置14に対する帯電作用に悪影響を与えるので、第1の潤滑剤塗布装置17に比べ少ない量とすることが好ましい。
そのため、本実施形態においては、固形潤滑剤18bに加圧手段による加圧をせず、自重による加圧によってブラシ状ローラ18aと摺接させている。この場合に、必要に応じて、第1の潤滑剤塗布装置17の場合と同様に加圧スプリングを使用して潤滑剤を加圧してブラシ状ローラ18aに圧設させてもよい。また、この第2の潤滑剤塗布装置18で使用される潤滑剤としては、第1の潤滑剤塗布装置17で使用される潤滑剤と同一のものであってもよいが、第1の潤滑剤塗布装置17で使用される潤滑剤よりも軟質の潤滑剤等異なる潤滑剤を使用することができる。
本実施形態において使用される潤滑剤としては、脂肪酸金属塩であって、前記脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される少なくとも1種の金属であって、前記脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも1種の脂肪酸である脂肪酸金属塩が好適である。
この潤滑剤としては、ブロック状等の形状に成形加工した固形潤滑剤が好ましく、固形潤滑剤17b、18bとしては、例えば、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、リノレン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類や、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロルエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−オキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素系樹脂をブロック状に成形加工したものが用いられる。特に、感光体ドラム11の摩擦を低減する効果の大きいのは脂肪酸金属塩であって、脂肪酸としてステアリン酸、金属として亜鉛、又はカルシウムを用いるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムが一層好ましい。
クリーニングブラシローラ15bとブラシ状ローラ18aは、感光体ドラム11の回転軸と平行に設置され、感光体ドラム11の幅方向(軸方向)で全幅に亘って感光体ドラム11と摺接して潤滑剤を塗布する構造となっている。
加圧スプリング17dは、固形潤滑剤17bのほぼ全てを使い切れるように、ブラシ状ローラ(クリーニングブラシローラ)15bに対して付勢されている。固形潤滑剤17bは消耗品であるため経時的にその厚みが減少するが、加圧スプリング17dで加圧されているために常時ブラシ状ローラ17aに当接させることで固形潤滑剤17bを掻き取り、その後感光体ドラム11の表面に供給、塗布する。
なお、第1及び第2の潤滑剤塗布装置17、18は、上記構成に限るものではなく、固形潤滑剤17b、18bを直接感光体ドラム11表面に当接させて塗布する構成や、粉体状潤滑剤を感光体ドラム11表面に供給する構成等であってもよい。このように、感光体ドラム11表面に潤滑剤を塗布する手段を設けることにより、感光体ドラム11表面の摩擦係数を低下させることができ、感光体ドラム11表面とトナーとの付着力を弱め、現像されたトナーの転写性を高めるとともに、転写後に感光体ドラム11表面に残留するトナーのクリーニングブレード15aによるクリーニング性能を向上させることができる。
特に、以下に示すような小粒径化、球形化したトナーを用いる場合において有効な手段である。感光体ドラム11表面に残留するトナーが良好にクリーニングされることにより、帯電装置14の帯電ローラ14a表面の汚れを低減でき、ひいては、帯電ローラ14aと対接して帯電ローラ14aの表面をクリーニングする帯電クリーニングローラ14bの寿命を延ばすことができる。 この場合に、帯電ローラ14aは、感光体ドラム11と非接触状態とし、直流と交流とを重畳したバイアス電圧を印加させることが好ましい。
感光体ドラム11の表面に塗布され薄層化された潤滑剤がクリーニングブレードと感光体との間に転写残トナーが介在した場合の摺擦によって削り取られてしまった場合でも、第2の潤滑剤塗布装置18によって潤滑剤が補われ、現像ニップ部、転写ニップ部で部分的に削り取られた場合でも、第1の潤滑剤塗布装置17によって補われるので、感光体ドラム11の幅方向で絶えず均一に潤滑剤が薄層化されるため、転写性能、クリーニング性能を向上させることができる。
本実施形態におけるプロセスカートリッジとしては、感光体ドラム11と、クリーニング装置15と、帯電装置14と、第1及び第2の潤滑剤塗布装置17、18とを一体的に構成したものとしているが、図示例に限らず、帯電装置14を別体としてもよいし、逆に、現像装置10や除電装置を前記構成に一体的に組み込んだプロセスカートリッジとすることもできる。
本実施形態の画像形成装置において、現像装置10で使用するトナーは、体積平均粒径3〜8μmであり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にある小粒径で粒径分布も狭いトナーが好ましい。小粒径のトナーを用いることで、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。また、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、転写率を高くすることができる。また、逆帯電トナーの量も減らせるため、帯電ローラ14a表面の汚れを低減でき、帯電クリーニングローラ14bの寿命を延ばすことができる。
また、現像装置10で使用するトナーは、平均円形度が0.93〜1.00の範囲の粒子が適当であり、以下の形状係数SF−1、SF−2の値で規定することができる球形トナーであることが好ましい。図3は、形状係数SF−1、形状係数SF−2を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図であり、(a)は、形状係数SF−1の関係でトナー5の形状の丸さを示す図で、(b)は形状係数SF−2の関係でトナー5の表面形状を示す図である。
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、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={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4)・・・(1)
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)
SF−1の値が100の場合トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数SF−2は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式(2)で表される、トナーを2次元平面に投影してできる図形の周長PERIの二乗を図形面積AREAで除して、100π/4を乗じた値である。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100π/4)・・・(2)
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)
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。
なお、これらの形状係数の測定は、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。
本実施形態におけるトナーは、SF−1が100〜180の範囲にあり、SF−2が100〜180の範囲にあるトナーである。トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体ドラム11との接触が点接触に近くなるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーの感光体ドラム11表面への付着力も低下し、転写率は高くなる。一方、球形トナーは、クリーニングブレード15aと感光体ドラム11との間隙に入り込みやすいため、トナーの形状係数SF−1及びSF−2は100以上がよい。また、SF−1とSF−2が大きくなると、画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。このために、トナーの形状係数SF−1及びSF−2は180を超えない方が好ましい。
本実施形態の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、例えば、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られる組成物である。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
本実施形態におけるトナーは、バインダ樹脂として変性ポリエステル(1)を含む。変性ポリエステル(1)としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合等で結合したりした状態をさす。
具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基等の官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。変性ポリエステル(1)としては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応により得られるウレア変性ポリエステル等が挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物(PIC)と反応させたもの等が挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)及び3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等)付加物等が挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコール及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、及びこれと炭素数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、ソルビトール等);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等);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等が挙げられる。
多価カルボン酸(PC)としては、2価カルボン酸(DIC)及び3価以上の多価カルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、及び(DIC)と少量の(TC)との混合物が好ましい。2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸等);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸及び炭素数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、ピロメリット酸等)等が挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
多価イソシアネート化合物(PIC)としては、脂肪族多価イソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート等);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート等);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α',α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等);イソシアネート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたもの;及びこれら2種以上の併用が挙げられる。
多価イソシアネート化合物(PIC)の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の多価イソシアネート化合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40wt%、好ましくは1〜30wt%、さらに好ましくは2〜20wt%である。0.5wt%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40wt%を超えると低温定着性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
次に、ポリエステルプレポリマー(A)と反応させるアミン類(B)としては、2価アミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、及びB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)等が挙げられる。
2価アミン化合物(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン等);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)等が挙げられる。
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等が挙げられる。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等が挙げられる。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等が挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられる。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、オキサゾリジン化合物等が挙げられる。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。
アミン類(B)の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。[NCO]/[NHx]が2を超え、あるいは1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合とともにウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
本実施形態における変性ポリエステル(1)は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。変性ポリエステル(1)の重量平均分子量は、通常1万以上、好ましくは2万〜1,000万、さらに好ましくは3万〜100万である。このときのピーク分子量は1,000〜10,000が好ましく、1,000未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくなり、その結果耐ホットオフセット性が悪化する。また、10,000を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステル(1)の数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル(2)を用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。(1)単独の場合は、数平均分子量は、通常20,000以下、好ましくは1,000〜10,000、さらに好ましくは2,000〜8,000である。20,000を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
変性ポリエステル(1)を得るためのポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等)、及びそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)等が挙げられる。
本実施形態においては、前記変性されたポリエステル(1)単独使用だけでなく、この(1)とともに、未変性ポリエステル(2)をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。(2)を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。(2)としては、前記(1)のポリエステル成分と同様な多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)との重縮合物等が挙げられ、好ましいものも(1)と同様である。また、(2)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。(1)と(2)は少なくとも一部が相溶していることが、低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、(1)のポリエステル成分と(2)は類似の組成が好ましい。(2)を含有させる場合の(1)と(2)の重量比は、通常5/95〜80/20、好ましくは5/95〜30/70、さらに好ましくは5/95〜25/75、特に好ましくは7/93〜20/80である。(1)の重量比が5%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
(2)のピーク分子量は、通常1,000〜10,000、好ましくは2,000〜8,000、さらに好ましくは2,000〜5,000である。1,000未満では耐熱保存性が悪化し、10,000を超えると低温定着性が悪化する。(2)の水酸基価は5以上であることが好ましく、さらに好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。(2)の酸価は1〜5が好ましく、より好ましくは2〜4である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので、二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
バインダ樹脂のガラス転移点(Tg)は通常35〜70℃、好ましくは45〜65℃である。35℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、70℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、本実施形態でのトナーにおいては、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。また、流出開始温度は90℃〜115℃のものが好ましい。
(着色剤)
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダ樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族、または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス
等が挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
等が挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
(荷電制御剤)
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的には、ニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的には、ニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダ樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
(離型剤)
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルのごとき離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。荷電制御剤、離型剤は、マスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えてもよい。
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルのごとき離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。荷電制御剤、離型剤は、マスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えてもよい。
(外添剤)
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10-3〜2μmであることが好ましく、特に5×10-3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。この無機微粒子の嵩密度が0.3g/cm3以上の微粒子であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等を挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に、両微粒子の平均粒径が5×10-2μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタル等が発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10-3〜2μmであることが好ましく、特に5×10-3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。この無機微粒子の嵩密度が0.3g/cm3以上の微粒子であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等を挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に、両微粒子の平均粒径が5×10-2μm以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタル等が発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
(トナーの製造方法)
1.着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等を、単独あるいは2種以上組み合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、及び塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
1.着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等を、単独あるいは2種以上組み合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、及び塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
2.トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。水系媒体は、水単独でもよいし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール等)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブ等)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)等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50〜2,000重量部、好ましくは100〜1,000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。20,000重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等のアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等の非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタイン等の両性界面活性剤が挙げられる。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)等が挙げられる。
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級若しくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられ、商品名としては、サーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)等が挙げられる。
樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。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等が挙げられる。樹脂としては、上記の樹脂を2種以上併用しても差し支えない。
このうち好ましいのは、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、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。例えば、ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等の樹脂が挙げられる。樹脂微粒子の平均粒径は5〜200nm、好ましくは20〜300nmである。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させてもよい。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等の酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等の酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の含窒素化合物、またはその複素環を有するもの等のホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステル等のポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース類等が使用できる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波等の公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を2〜20μmにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常1,000〜30,000rpm、好ましくは5,000〜20,000rpmである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常0.1〜5分である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。
3.乳化液の作製と同時に、アミン類(B)を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的には、ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート等が挙げられる。
4.反応終了後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩等の酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗する等の方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解等の操作によっても除去できる。
5.上記で得られたトナー母体粒子に、必要に応じて荷電制御剤を打ち込み、次いで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打込み及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモルフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
また、本実施形態でのトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。図4は、本実施形態におけるトナーの形状を模式的に示す図であり、(a)は、トナー粒子5をX−Y−Z軸の3次元で表した模式図で、(b)は、X−Y軸で表したトナー粒子5の模式図、(c)は、Y−Z軸で表したトナー粒子5の模式図である。図4において、略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、本実施形態でのトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)(図4(b)参照)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)(図4(c)参照)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。なお、r1、r2、r3は、走査型電子顕微鏡(SEM)で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
以上によって製造されたトナーは、磁性キャリアを使用しない1成分系の磁性トナーあるいは、非磁性トナーとしても用いることができる。また、2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いればよく、磁性キャリアとしては、鉄、マグネタイト、Mn、Zn、Cu等の2価の金属を含むフェライトであって、体積平均粒径20〜100μmが好ましい。平均粒径が20μm未満では、現像時に感光体1にキャリア付着が生じやすく、100μmを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。
また、Znを含むCuフェライトは飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置100のプロセスにあわせて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーしコア上にコーティングしてもよく、また、樹脂粒子を静電気的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、0.05〜10μm、好ましくは0.3〜4μmがよい。
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
1Y,1M,1C,1K 画像形成ユニット
2,2Y,2M,2C,2K 感光体ユニット
5 トナー粒子
10Y,10M,10C,10K 現像装置
11,11Y,11M,11C,11K 感光体ドラム
14 帯電装置
15 クリーニング装置
15a クリーニングブレード
15b クリーニングブラシローラ
15c 回転軸
15d ブラシ
15e スクレーパ
15f トナー搬送オーガ
17 第1の潤滑剤塗布装置
17b,18b 固形潤滑剤
17d 加圧スプリング
18 第2の潤滑剤塗布装置
18a ブラシ状ローラ
18c 塗布ブレード
60 転写搬送ベルト
67Y,67M,67C,67K 転写ローラ
100 転写紙
2,2Y,2M,2C,2K 感光体ユニット
5 トナー粒子
10Y,10M,10C,10K 現像装置
11,11Y,11M,11C,11K 感光体ドラム
14 帯電装置
15 クリーニング装置
15a クリーニングブレード
15b クリーニングブラシローラ
15c 回転軸
15d ブラシ
15e スクレーパ
15f トナー搬送オーガ
17 第1の潤滑剤塗布装置
17b,18b 固形潤滑剤
17d 加圧スプリング
18 第2の潤滑剤塗布装置
18a ブラシ状ローラ
18c 塗布ブレード
60 転写搬送ベルト
67Y,67M,67C,67K 転写ローラ
100 転写紙
Claims (18)
- 潜像を形成する感光体と、前記感光体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した前記感光体表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、前記感光体表面に形成された潜像にトナーを供給して可視像化する現像装置と、前記感光体表面をクリーニングするクリーニング装置とを備える画像形成装置において、
前記感光体の外周上の複数個所に、前記感光体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記クリーニング装置は、前記感光体表面に残留する転写残留トナーを除去するクリーニングブレードを備え、前記複数個所に配置される潤滑剤塗布装置は、前記クリーニングブレードの上流側に配置される第1の潤滑剤塗布装置と、前記クリーニングブレードの下流側に配置される第2の潤滑剤塗布装置を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に塗布する潤滑剤の塗布量をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に塗布する潤滑剤の材料をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に潤滑剤を供給するブラシを有する潤滑剤供給ローラを備え、前記潤滑剤供給ローラによって供給された潤滑剤を前記感光体上で均す塗布ブレードを備えたことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記潤滑剤は、脂肪酸金属塩であって、前記脂肪酸金属塩の金属が、亜鉛、鉄、カルシウム、アルミニウム、リチウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、セリウム、チタン、ジルコニウム、鉛、マンガンの中から選択される少なくとも1種の金属であって、前記脂肪酸金属塩の脂肪酸が、ラウリル酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、オレイン酸の中から選択される少なくとも1種の脂肪酸であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記帯電装置は、前記感光体と非接触の帯電部材を備え、前記帯電部材に直流と交流とを重畳したバイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、重量平均粒径が3〜8μmで、重量平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナーの粒子は、平均円形度が0.93〜1.00の範囲にあることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナーの粒子は、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の画像形成装置。(ただし、形状係数SF−1及びSF−2は、トナー粒子を2次元平面に投影してできる形状の最大長(MXLNG)、図形面積(AREA)、図形の周長(PERI)としたとき、次式(1)及び(2)の関係を有する。)
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・(1)
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100π/4) ・・・(2) - 前記トナーは、平均一次粒径が50〜500nmで、嵩密度が0.3g/cm3以上の微粒子を含有していることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、ガラス転移温度が35〜70℃、流出開始温度が90〜115℃のバインダ樹脂を含有していることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び/又は伸長反応させて得られる組成物であることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 潜像を担持する感光体と、前記感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置とを少なくとも一体的に構成され、画像形成装置本体に着脱可能に取り付けられるプロセスカートリッジにおいて、
前記感光体の外周上の複数個所に、前記感光体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を前記感光体及びクリーニング装置とともに一体的に設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 前記前記クリーニング装置は、前記感光体表面に残留する転写残留トナーを除去するクリーニングブレードを備え、前記複数個所に配置される潤滑剤塗布装置は、前記クリーニングブレードの上流側に配置される第1の潤滑剤塗布装置と、前記クリーニングブレードの下流側に配置される第2の潤滑剤塗布装置を有することを特徴とする請求項14に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に塗布する潤滑剤の塗布量をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項14又は15に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に塗布する潤滑剤の材料をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項14から16のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記複数の潤滑剤塗布装置は、前記感光体の表面に潤滑剤を供給するブラシを有する潤滑剤供給ローラを備え、前記供給ローラによって供給された潤滑剤を前記感光体上で均す塗布ブレードを備えたことを特徴とする請求項14から17のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
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| JP2006221057A JP2008046301A (ja) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
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| JP2006221057A JP2008046301A (ja) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2010197712A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Ricoh Co Ltd | クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
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-
2006
- 2006-08-14 JP JP2006221057A patent/JP2008046301A/ja active Pending
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