説明

像担持体、潤滑剤成形物、潤滑剤塗布装置、画像形成装置、及び、プロセスカートリッジ

【課題】高画質化が達成できるがクリーニング性のよくない小粒径、球形トナーを用いてもブレードすり抜け性が改善されてクリーニング性が向上し、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体の表面に形成された潤滑剤被膜の帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させた、像担持体を低コストで提供する。
【解決手段】潜像を担持する感光層1cの表面に潤滑剤被膜1aが形成された像担持体1において、前記潤滑剤被膜1aが、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されているものとする。また、前記潤滑剤被膜1aは、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されているものであってもかまわない。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表面に潤滑剤被膜が形成された電子写真用の像担持体、その電子写真用の像担持体の表面に塗布する潤滑剤成形物、その潤滑剤成形物を電子写真用の像担持体の表面に塗布する潤滑剤塗布装置、その潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置、及び、その潤滑剤塗布装置を備えたプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、像担持体は、像形成プロセスにおいて、帯電、露光、現像、転写、クリーニング及び除電(又は、除電及びクリーニング)の繰り返し過程を経る。帯電及び露光により形成された静電潜像は、トナーを含んだ現像剤により顕像化されトナー画像となる。さらに、このトナー画像は、転写手段により紙等の転写材に転写されるが、全てのトナーが転写されるわけではなく、一部が像担持体上に残留する。この残留トナーを除去しないと、繰り返しプロセスにおいて汚れ等のない高品質な画像を得ることができないので、残留トナーをクリーニングすることが必要となる。クリーニング手段としては、ファーブラシ、磁気ブラシ、ブレード等を用いたものが代表的であるが、クリーニングの精度や装置構成等の点から、ブレードクリーニングが主に採用されている。
【0003】
ブレードクリーニングとして使用されるクリーニングブレードは、支持体に板状のポリウレタン等の素材からなる弾性部材を取り付けたものであって、感光層の表面に加圧当接させるものとなっている。像担持体へのブレードの当接形態としては、像担持体の回転方向に対し、カウンター方向に当接するものと順方向に当接するものとがあるが、クリーニングの精度の観点から、前者のカウンター方向の当接形態を採用するものが多い。クリーニングブレード等の像担持体表面の機械的摺擦は、像担持体の表面の摩耗につながる。感光層の表面が摩耗すると、像担持体の感光特性が劣化し、そのために、適正な静電潜像の形成ができなくなる。また、摩擦力の上昇は、クリーニングブレードの局所的なエッジ欠けや発熱量の増大によるトナー融着の発生につながる。
【0004】
従来の画像形成に使用される像担持体は、酸化亜鉛(ZnO)、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、アモルファスセレン系(a−Se、a−Se−Te、a−As2Se3)、アモルファスシリコン系(a−Si:H)等の化合物を感光層に有するものであるが、近年では、作製が容易であること、高感度設計が可能であること、低コストであること、無公害であること等の多くのメリットを有する有機系の化合物を感光層に有するものが主流になってきている。また、有機系の化合物を有する像担持体には、感光層が電荷発生材と電荷輸送材との機能を一体的にした単層型のものと、感光層が電荷発生層と電荷輸送層との2層構成となった機能分離型のものと、が主として使用されている。一般的な機能分離型の有機系の化合物を有する像担持体においては、導電性支持体上に直接、又は、下引き層(もしくは中間層)を介して電荷発生層が形成され、次いで、電荷輸送物質を含有する樹脂層(電荷輸送層)が形成される。電荷発生層には、無機材料、有機材料のいずれも限定されずに使用可能である。現在では、主に機能分離型の有機系の化合物を有する像担持体が広く応用されている。
【0005】
また、近年の急速なカラー化とそれに伴う高画像品質化に対応させるために、重合トナーによる小径、狭粒径分布化と球形化(真球化)が主流になりつつある。トナーの製造法には、主とし、次に示す粉砕法と重合法とがある。
【0006】
(1)粉砕法
粉砕法は、重合によって製造されたバインダーポリマー中に、着色剤、帯電制御剤等の添加剤を溶融、混練して得られた固まりを粗粉砕し、次いで、微粉砕してふるいで分級する方法である。粉砕法は、トナーを細粒化できるというメリットがあるが、工程が複雑であるので、コストが高くなりやすい。粉砕法で製造されたトナーは、形状がいびつな凹凸のある形状(異形)のものとなる。このような異形のトナーは、現像剤用のトナーとするために、角を丸める工程が付加され、そして、分級によって一定範囲の粒径に篩い分けられる。一般的に使用されるトナーでは、トナーの円形度が小さい(角張っている)ので、粒子の帯電が一様になりにくく、転写不良を起こしやすいという問題があった。また、クリーニングブレードで像担持体に押さえつけられると、スクラッチが起こりやすい傾向が見られる。また、初期にはシャープ性の良好な高解像度が得られても持続し難く、コピーのコピー(2代目、3代目コピー)をプリントした場合には、解像度が極端に悪くなるので、実用に供しないといった問題があった。このため、更に球形度を上げたトナーの開発も行われているが、更に、コスト高になるという問題があった。
【0007】
(2)重合法
重合法には、懸濁重合法と乳化重合法とがある。懸濁重合法によるトナーは、例えば、着色剤や帯電制御剤等の添加剤を添加したバインダー樹脂モノマーに分散媒及び分散剤を添加した後、これを重合して製造される。重合法は、工程が簡素化されるので、粉砕法に比べ製造コストが安い。また、重合法によるトナーは、粒径が比較的良く揃った球形となるので、異形状の粒子が殆ど製造されないというメリットがある。このような粒径の揃った球形のトナーは、帯電を均一に揃えやすいので、潜像にほぼ忠実に付着する。それ故、重合法によるトナーは、転写効率が99%以上と高くなるので、高解像度を得られやすく、そのために、ドット画像の再現性が高い。これらのことから、近年は、メリットの多い重合法によるトナーが使用される例が多い。しかし、重合法による球形トナーの円形度は、球形化された粉砕トナーの円形度:0.91〜0.93程度に比べて、0.98〜0.998と更に大きいので、ブレードクリーニング法では、球形トナーがブレードを押し上げた後、トナーがすり抜けてクリーニング不良を起こしやすいという問題点があった。
【0008】
また、トナーの小径、狭粒径分布化は、高解像度現像に有利となり、しかも、球形化(真球化)により転写効率に有利となるので、トナー画像のシャープネスといった画像品位は格段に向上する。しかし、トナーの小粒径化は、比表面積が大きくなり、単位重量当たりのトナーの像担持体表面への付着力が大きくなるので、感光層の表面のクリーニング性が困難になるという問題があった。さらに、トナーの小粒径化は、トナーの流動性悪化となり、より多量の添加剤を必要とし、これにより、クリーニングブレードの欠けや磨耗、像担持体表面の局所的なスジ傷等が発生し易くなるという問題があった。
【0009】
また、トナーの真球度が上がると、上述の従来一般的に採用されているブレードのカウンター当接方式では、トナーのブレードすり抜けが多くなるので、従来以上に当接圧を上げることが必要となるが、圧を上げることでブレードの局所的なせん断力によるエッジ欠けに対して余裕が低くなるという問題があった。
【0010】
そこで、像担持体とこれらのクリーニング部材との間に働く摩擦抵抗を低減して、クリーニング部材、像担持体の磨耗等の不具合を解消するために、感光層の表面に潤滑剤を塗布する等の手法がとられている。潤滑剤としては、古くから、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩が使用されている。このような潤滑剤を感光層の表面に適用するに当たっては、棒状に成形された潤滑剤成形物をブラシローラー等で削り取りながら感光層の表面に塗布した後、この感光層の表面にクリーニングブレード摺接させて潤滑剤の被膜を形成している。
【0011】
このような技術としては、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩を、帯電ローラを介して、画像担持体に供給する技術(特許文献1を参照。)、及び、潤滑剤の塗布量をコントロールしながら、潤滑剤を、ブラシを介して、画像担持体に供給する技術(特許文献2を参照。)が提案されている。
【0012】
しかしながら、これらの技術において使用されている脂肪酸金属塩は、帯電時のハザードによって分解されるので、潤滑剤被膜が膜減りするという問題があった。このために、多量の潤滑剤を感光層の表面に供給する必要があるが、多量の滑剤を感光層の表面に供給すると、トナーフィルミング等の問題が発生する。また、絶えず新しい潤滑剤を感光層の表面に提供するので、棒状に成形された潤滑剤成形物を大きなものにする必要が生じ、そのために、コストアップに繋がるという問題があった。また、このような潤滑剤成形物は、溶融された脂肪酸金属塩を金型に充填する注型成形によって製造されるが、単一成分で構成されているので、潤滑剤成形物の強度が弱く、そのために、潤滑剤成形物が割れやすいという問題があった。
【特許文献1】特開平6−342236号公報
【特許文献2】特開平8−202226号公報
【特許文献3】特開2001−60414号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【0014】
即ち、本発明は、高画質化が達成できるがクリーニング性のよくない小粒径、球形トナーを用いてもブレードすり抜け性が改善されてクリーニング性が向上し、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体の表面に形成された潤滑剤被膜の帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させた、像担持体を低コストで提供することを第1の目的とし、その像担持体の表面に塗布する強度の高い潤滑剤成形物を低コストで提供することを第2の目的とし、そして、その潤滑剤成形物を像担持体の表面に塗布する潤滑剤塗布装置、その潤滑剤塗布装置を備えた画像形成装置、及び、その潤滑剤塗布装置を備えたプロセスカートリッジを低コストで提供することを第3の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明者らは、前記した問題を解決するために、潜像を担持する感光層の表面に潤滑剤被膜が形成された像担持体において、前記潤滑剤被膜が、(A)メラミンシアヌレートと、高画質化が達成できるがクリーニング性のよくない小粒径、球形トナーを用いてもブレードすり抜け性が改善されてクリーニング性が向上し、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体の表面に形成された潤滑剤被膜の帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させた、像担持体を低コストで提供することができることを見出して本発明を完成するに至った。
【0016】
即ち、請求項1に記載された発明は、上記目的を達成するために、潜像を担持する感光層の表面に潤滑剤被膜が形成された像担持体であって、前記潤滑剤被膜が、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されていることを特徴とする像担持体である。
【0017】
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径が、1〜10μmであることを特徴とするものである。
【0018】
請求項3に記載された発明は、潜像を担持する感光層の表面に潤滑剤被膜が形成された像担持体であって、前記潤滑剤被膜が、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されていることを特徴とする像担持体である。
【0019】
請求項4に記載された発明は、請求項3に記載された発明において、前記メラミンシアヌレート、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂、及び、前記熱可塑性樹脂粒子の体積平均粒径が、1〜10μmであることを特徴とするものである。
【0020】
請求項5に記載された発明は、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されていることを特徴とする潤滑剤成形物である。
【0021】
請求項6に記載された発明は、請求項5に記載された発明において、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径が、1〜10μmであることを特徴とするものである。
【0022】
請求項7に記載された発明は、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されていることを特徴とする潤滑剤成形物である。
【0023】
請求項8に記載された発明は、請求項7に記載された発明において、前記メラミンシアヌレート、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂、及び、前記熱可塑性樹脂粒子の体積平均粒径が、1〜10μmであることを特徴とするものである。
【0024】
請求項9に記載された発明は、請求項5〜8のいずれか1項に記載された発明において、前記潤滑剤成形物が、棒状に圧縮成形されていることを特徴とするものである。
【0025】
請求項10に記載された発明は、請求項9に記載された発明において、前記潤滑剤成形物が、前記熱可塑性樹脂の融点又は熱軟化点以上の温度で棒状に圧縮成形されていることを特徴とするものである。
【0026】
請求項11に記載された発明は、潤滑剤成形物と、該潤滑剤成形物及び像担持体の双方に接触して該潤滑剤成形物を削り取りながら像担持体の表面に潤滑剤を供給して潤滑剤塗布膜を形成するようにしたブラシローラーと、を備えた潤滑剤塗布装置において、
前記潤滑剤成形物が、請求項5〜10のいずれか1項に記載の潤滑剤成形物であることを特徴とする潤滑剤塗布装置である。
【0027】
請求項12に記載された発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の像担持体と、電子写真感光体を回転自在に保持するカートリッジケースと、該カートリッジケースに保持された請求項11に記載の潤滑剤塗布装置と、を有していることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【0028】
請求項13に記載された発明は、請求項12に記載された発明において、前記プロセスカートリッジが、クリーニング手段を備えていると共に、該クリーニング手段よりも像担持体の移動方向上流側に前記潤滑剤塗布装置を備えていることを特徴とするものである。
【0029】
請求項14に記載された発明は、請求項13に記載された発明において、前記クリーニング手段が、クリーニングブレードであることを特徴とするものである。
【0030】
請求項15に記載された発明は、請求項12〜14のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジと、像担持体の表面を均一に帯電させる帯電手段と、該像担持体の表面に露光して静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体の表面の静電潜像にトナーを供給して可視像化する現像手段と、該像担持体の表面のトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、転写後の像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを少なくとも備えていることを特徴とする画像形成装置である。
【0031】
請求項16に記載された発明は、請求項15に記載された発明において、請求項11に記載の潤滑剤塗布装置が、転写手段よりも像担持体の移動方向下流側であってクリーニング手段よりも上流側である位置に配設されていることを特徴とするものである。
【0032】
請求項17に記載された発明は、請求項15又は16に記載された発明において、前記クリーニング手段が、クリーニングブレードであることを特徴とするものである。
【0033】
請求項18に記載された発明は、請求項15〜17のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記現像手段で用いられるトナーの体積平均粒径が、3〜8μmであり、そして、前記現像手段で用いられるトナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が、1.00〜1.40であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0034】
請求項1に記載された発明によれば、潜像を担持する感光層の表面に潤滑剤被膜が形成された像担持体であって、前記潤滑剤被膜が、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されているので、高画質化が達成できるがクリーニング性のよくない小粒径、球形トナーを用いてもブレードすり抜け性が改善されてクリーニング性が向上し、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体の表面に形成された潤滑剤被膜の帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させた、像担持体を低コストで提供することができる。
【0035】
請求項2に記載された発明によれば、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径が、1〜10μmであるので、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂が被膜化されやすくなり、それらのために、前記潤滑剤被膜が均一な膜厚となる像担持体とすることができる。
【0036】
請求項3に記載された発明によれば、潜像を担持する感光層の表面に潤滑剤被膜が形成された像担持体であって、前記潤滑剤被膜が、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されているので、高画質化が達成できるがクリーニング性のよくない小粒径、球形トナーを用いてもブレードすり抜け性が改善されてクリーニング性が向上し、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体の表面に形成された潤滑剤被膜の帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させ、さらには、メラミンシアヌレートによる摩耗スジの発生を防止した、像担持体を低コストで提供することができる。
【0037】
請求項4に記載された発明によれば、前記メラミンシアヌレート、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂、及び、前記熱可塑性樹脂粒子の体積平均粒径が、1〜10μmであるので、前記メラミンシアヌレート、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂、及び、前記熱可塑性樹脂粒子が被膜化されやすくなり、それらのために、前記潤滑剤被膜が均一な膜厚となる像担持体とすることができる。
【0038】
請求項5に記載された発明によれば、潤滑剤成形物が、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されている潤滑剤成形物であるので、高画質化が達成できる小粒径、球形トナーを用いてもクリーニング性を低下させず、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体の表面に形成された潤滑剤被膜の帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させた、潤滑剤成形物を低コストで提供することができる。
【0039】
請求項6に記載された発明によれば、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径が、1〜10μmであるので、潤滑剤被膜を像担持体上に形成することができると共に、像担持体の軸方向でムラの無いクリーニング性を確保することができる潤滑剤成形物とすることができる。また、この潤滑剤成形物は、低いプレス圧で圧縮成形が可能となる。
【0040】
請求項7に記載された発明によれば、潤滑剤成形物が、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されているので、高画質化が達成できる小粒径、球形トナーを用いてもクリーニング性を低下させず、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体の表面に形成された潤滑剤被膜の帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させ、さらには、メラミンシアヌレートによる摩耗スジの発生を防止した、潤滑剤成形物を低コストで提供することができる。また、圧縮成形することによって強度を大きくすることができるので、割れや欠けを発生しにい潤滑剤成形物とすることができる。
【0041】
請求項8に記載された発明によれば、前記メラミンシアヌレート、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂、及び、前記熱可塑性樹脂粒子の体積平均粒径が、1〜10μmであるので、前記メラミンシアヌレート、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂、及び、前記熱可塑性樹脂粒子の均一な潤滑剤被膜を像担持体上に形成することができると共に、像担持体の軸方向でムラの無いクリーニング性を確保できる潤滑剤成形物とすることができる。また、この潤滑剤成形物は、低いプレス圧で圧縮成形が可能となる。
【0042】
請求項9に記載された発明によれば、前記潤滑剤成形物が、棒状に圧縮成形されているので、強度が大きくなって割れや欠けを発生し難くなり、そのために、像担持体の表面に塗布しやすいものとなる。また、注型、押し出し、射出工法では使用できない熱硬化性樹脂材料(本発明のシリコーンやポリイミド)も使用でき、材料の選択肢が広がる。
【0043】
請求項10に記載された発明によれば、前記潤滑剤成形物が、前記熱可塑性樹脂の融点又は熱軟化点以上の温度で棒状に圧縮成形されているので、削れやすく、しかも、折れにくいものとなる。
【0044】
請求項11に記載された発明によれば、潤滑剤成形物と、該潤滑剤成形物及び像担持体の双方に接触して該潤滑剤成形物を削り取りながら像担持体の表面に潤滑剤を供給して潤滑剤塗布膜を形成するようにしたブラシローラーと、を備えた潤滑剤塗布装置において、
前記潤滑剤成形物が、請求項5〜10のいずれか1項に記載の潤滑剤成形物であるので、感光層の表面に潤滑剤を連続的して長期にわたり安定的に塗布することができる。
【0045】
請求項12に記載された発明によれば、プロセスカートリッジが、請求項1〜4のいずれか1項に記載の像担持体と、電子写真感光体を回転自在に保持するカートリッジケースと、該カートリッジケースに保持された請求項11に記載の潤滑剤塗布装置と、を有しているので、それらの部品の交換作業等が容易になり、そのために、部品の交換時間を短縮することができる。
【0046】
請求項13に記載された発明によれば、前記プロセスカートリッジが、クリーニング手段を備えていると共に、該クリーニング手段よりも像担持体の移動方向上流側に前記潤滑剤塗布装置を備えているプロセスカートリッジであるので、転写後の像担持体の表面に潤滑剤を塗布して潤滑剤塗布膜を形成し、続いて、その潤滑剤塗布膜の表面にクリーニング手段を摺接させて潤滑剤被膜を形成することができ、そのために、均一なクリーニング性と帯電ハザード性が得られ、よって、像担持体の表面のクリーニング性能をさらに長期に亘って維持して、いっそう高画質な画像を得ることができる。
【0047】
請求項14に記載された発明によれば、前記クリーニング手段が、クリーニングブレードであるので、擦り慣らすための他部品の追加もなく、容易に一定量の潤滑剤が長期にわたり供給可能となるプロセスカートリッジとすることができる。
【0048】
請求項15に記載された発明によれば、画像形成装置が、請求項12〜14のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジと、像担持体の表面を均一に帯電させる帯電手段と、該像担持体の表面に露光して静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体の表面の静電潜像にトナーを供給して可視像化する現像手段と、該像担持体の表面のトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、転写後の像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを少なくとも備えているので、像担持体の表面に形成された潤滑剤被膜の帯電ハザードによる膜減り量を低減すると共に、高画質化が達成できる小粒径、球形トナーを用いてもクリーニング性を低下させない耐久性の高い像担持体とすることができ、そのために、高画質の画像を得ることができる。
【0049】
請求項16に記載された発明によれば、請求項11に記載の潤滑剤塗布装置が、転写手段よりも像担持体の移動方向下流側であってクリーニング手段よりも上流側である位置に配設されているので、転写後の像担持体の表面に潤滑剤を塗布して潤滑剤塗布膜を形成し、続いて、その潤滑剤塗布膜の表面にクリーニング手段を摺接させて潤滑剤被膜を形成することができ、そのために、均一なクリーニング性と帯電ハザード性が得られ、よって、像担持体の表面のクリーニング性能を長期に亘って維持して、いっそう高画質の画像を得る画像形成装置とすることができる。
【0050】
請求項17に記載された発明によれば、前記クリーニング手段が、クリーニングブレードであるので、擦り慣らすための他部品の追加もなく、容易に一定量の潤滑剤が長期にわたり供給可能となる画像形成装置とすることができる。
【0051】
請求項18に記載された発明によれば、前記現像手段で用いられるトナーの体積平均粒径が、3〜8μmであり、そして、前記現像手段で用いられるトナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が、1.00〜1.40であるので、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができると共に、トナーの帯電量分布が均一になって転写率も高くなり、そのために、いっそう高画質の画像を得ることができる。
【0052】
請求項19に記載された発明によれば、前記現像手段で用いられるトナーの平均円形度が、0.93〜1.00であるので、細密充填が可能となり、そのために、いっそう高画質の画像を得る画像形成装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0053】
図1は、本発明の実施の一実施の形態を示す像担持体の断面図である。図2は、本発明の実施の一実施の形態を示す画像形成装置の概略説明図である。図3は、本発明の実施の一実施の形態を示す潤滑剤成形物の概略説明図である。図4は、本発明の実施の一実施の形態を示す潤滑剤成形物を圧縮成形金型で成形した状態を示す説明図である。図5は、帯電ハザード印加装置の概略説明図である。図6は、潤滑剤成形物の曲げ強度測定方法の概略説明図である。
【0054】
図1に示されているように、本発明の像担持体1には、潜像を担持する感光層1cの表面に潤滑剤被膜1aが形成されている。そして、前記潤滑剤被膜1aは、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されている。このように、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されていると、高画質化が達成できるがクリーニング性のよくない小粒径、球形トナーを用いてもブレードすり抜け性が改善されてクリーニング性が向上し、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体の表面に形成された潤滑剤被膜の帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させた、像担持体を低コストで提供することができる。
【0055】
即ち、本発明によれば、1)クリーニング性の良くない球形トナーを用いても、ブレードすり抜け性が改善されてクリーニング性が向上しするので、耐久性が向上すると共に、高画質画像が得られ、2)帯電ハザードの膜減り量が低減されて潤滑剤の供給量が少なくなるので、感光層の表面にトナーや滑剤がフィルミング化して画像異常が発生することを防止すると共に、重滑剤成形物の大きさを小さくして低コスト化することができ、3)従来の潤滑剤・脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛)では、60k枚で10〜20μm摩耗するので、クリーニング性が低下し、そのために、60k枚でクリーニングブレード又は感光体ユニットを交換する必要があったが、本発明では摩耗量が5〜9μmと半減し、120k枚まで耐久性を向上することが可能になるので、ブレード摩耗量を低減して耐久性の高い感光体ユニットを提供でき、そして、4)従来の連続して潤滑剤・脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛)では、60k枚前後で帯電ローラに潤滑剤が付着して画像にスジムラが発生するが、本発明では、帯電ローラを汚染しないので、帯電ローラの交換を必要とせず、その結果、耐久性の高い感光体ユニット及び電子写真装置を提供できる、という利点がある。
【0056】
本発明の像担持体1では、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径は、好ましくは、1〜10μmである。このように、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径が、1〜10μmであると、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂が被膜化されやすくなり、それらのために、前記潤滑剤被膜が均一な膜厚となる。
【0057】
また、図1に示されているように、本発明の像担持体1では、潜像を担持する感光層1cの表面に潤滑剤被膜1aが形成されている。そして、前記潤滑剤被膜1aは、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されている。このように、前記潤滑剤被膜1aが、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されていると、高画質化が達成できるがクリーニング性のよくない小粒径、球形トナーを用いてもブレードすり抜け性が改善されてクリーニング性が向上し、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体1の表面に形成された潤滑剤被膜1aの帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させ、さらには、メラミンシアヌレートによる摩耗スジの発生を防止した、像担持体1を低コストで提供することができる。また、本発明の像担持体1では、帯電ローラを汚染しないので、帯電ローラの交換を必要とせず、その結果、耐久性の高い感光体ユニット及び電子写真装置を提供することができる。
【0058】
本発明の像担持体1では、前記メラミンシアヌレート、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂、及び、前記熱可塑性樹脂粒子の体積平均粒径は、好ましくは、1〜10μmである。このように、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径が、1〜10μmであると、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂が被膜化されやすくなり、それらのために、前記潤滑剤被膜が均一な膜厚となる。
【0059】
本発明のメラミンシアヌレート、ポリイミド、及び、シリコーン樹脂は、共に、摩擦係数(μ)の低い材料である。従来の潤滑剤・脂肪酸金属塩(ステアリン酸亜鉛)では、μ=0.3〜0.4であるが、本発明のメラミンシアヌレート、ポリイミド、及び、シリコーン樹脂では、全て、μ=0.1〜0.2である。メラミンシアヌレートとポリイミドとの配合量、メラミンシアヌレートとシリコーンとの配合量は、熱可塑性樹脂の配合、トナー材料の形状や顔料、像担持体保護層の材質・厚さ、電子写真装置の構成や規格、滑剤の成形工法によって、適宜設定される。圧縮成形によって潤滑性被膜を形成する滑剤成形体を得る場合には、ポリイミドやシリコーン樹脂は、圧縮性が良くないので、それらの配合量は50重量%以下が好ましい。
【0060】
前記(A)における「メラミンシアヌレート」は、粉末状であって、難燃性材料として斯界で知られている材料である(特許文献3を参照。)。この「メラミンシアヌレート」は、次の一般式
【化1】

で示されるメラミンとイソシアヌル酸との2分子が配位して緩やかに結合した化合物で構成されているので、このような化合物の分子間がずれるとメラミンシアヌレート粉末に潤滑性が発現する。
【0061】
前記(B)における「熱可塑性樹脂粒子」を構成する「熱可塑性樹脂」は、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等の材料であり、その熱軟化点は、50〜150℃、好ましくは、70〜120℃である。熱軟化点が低すぎると、高温環境(50℃)での滑剤消費量(ブラシで削れる量)が安定せず、また、熱軟化点が高すぎると像担持体1への付着均一性が劣ってくる。熱可塑性樹脂の配合は、トナー材料の形状や顔料、像担持体保護層の材質・厚さ、電子写真装置の構成や規格、滑剤の成形工法によって、適宜設定される。機械的ハザード(ブレード枚数やブレード圧)が強い場合や、像担持体1の表面保護層1bが帯電ハザードで劣化を受けやすい場合は、熱可塑性樹脂の配合を多くして、全体の30〜50重量%配合する。
【0062】
本発明の像担持体1においては、直径:30〜100mm程度の導電性支持体1dを構成するアルミニウム円筒の表面に光導電性物質である有機半導体の感光層1cが設けられている。前記導電性支持体1dには、アルミニウム以外に、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の導電性金属も使用可能である。図1では、ドラム状の像担持体1を用いているが、ベルト状の像担持体であってもかまわない。像担持体1には、感光層1cが電荷発生材と電荷輸送材との機能が一体的に構成された単層型のものと、電荷発生層と電荷輸送層との2層構成となった機能分離型のものが採用可能である。一般的な機能分離型の像担持体1には、導電性支持体1d上に直接、又は、下引き層(中間層)を介して電荷発生層が設けられ、そして、この電荷発生層上に電荷輸送物質を含有する樹脂層(電荷輸送層)が設けられている。特に、機能分離型の積層有機像担持体を用いると感度設計の自由度が広がるので、像担持体1には機能分離型の積層有機像担持体が好ましい。
【0063】
かかる機能分離型の像担持体1における電荷発生層の電荷発生物質には、無機材料及び有機材料のいずれも限定されずに使用可能である。無機材料には、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物、アモルファス・シリコン等があげられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でタ−ミネ−トしたものや、ホウ素原子、リン原子などをド−プしたものが良好に用いられる。一方、有機材料としては、公知の材料を用いることができおる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾ−ル系顔料等があげられる。これらの電荷発生物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。電荷発生層の膜厚は、好ましくは、0.01〜5μm程度であり、さらに好ましくは、0.05〜2μmである。また、電荷輸送層の膜厚は、好ましくは、10〜100μm程度であるが、解像力が要求される場合には、10〜30μm程度である。
【0064】
図1に示されているように、本発明の像担持体1においては、好ましくは、前記感光層1cと前記潤滑剤被膜1aとの間に、表面保護層1bが設けられている。このように、前記感光層1cと前記潤滑剤被膜1aとの間に、表面保護層1bが設けられていると、該感光層1cの表面を保護することができる。
【0065】
前記表面保護層1bは、その表面に多数の凹凸を有している。本発明における表面保護層1bの厚さは、好ましくは、0.1〜10μmである。このように、前記表面保護層1bが、その表面に多数の凹凸を有していると、前記潤滑剤被膜1aと該表面保護層1bとの付着力が高まり、そのために、クリーニングブレードによる潤滑剤被膜1aの削れ量を低減することができる。
【0066】
前記表面保護層1bの表面に凹凸形状をつける手段としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を応用することができる。作製された像担持体1の表面保護層1bに凹凸形状を形成したり、表面保護層1bを積層する段階で形成したりすることも可能であり、例えば、作製された像担持体1の表面保護層1bに直接研磨物を当接して擦る方法、像担持体1の表面保護層1bに研磨粒子をブラストまたは研磨装置を用いて間接的に当接させて擦る方法、像担持体1の表面保護層1bに凹凸形状を有する金型を押し当て前記形状を転写させる方法、像担持体1に表面保護層1bを塗工している段階で凹凸形状を形成する方法等、いかなる方法を応用することも可能である。前記表面保護層1bに当接させる研磨物は、好ましくは、天然繊維、化学繊維、ガラス繊維、フェルト、布等の繊維類、サンドペーパー等のペーパー類、或いは、フィルム等のプラスチック類であるが、本発明の目的に反しないかぎり、表面保護層1bの表面に凹凸形状を形成させるものであればいかなる形状及び材質のものであってもかまわない。また、研磨粒子としては、好ましくは、シリカ、アルミナ、ダイヤモンド、酸化セリウム、セラミックス、ガラス等の硬質粒子、或いは、ウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリエステル、アクリル等のポリマー粒子であるが、本発明の目的に反しないかぎり、表面保護層1bの表面に凹凸形状を形成させるものであればいかなる形状及び材質のものであっても使用できる。なお、形成した凹凸の表面性状として、任意に選択した測定長さ10μmの測定において、最大高さ粗さ(Rz)が10nm<Rz<5000nm、特に100nm<Rz<1000nmであることがメラミンシアヌレートの均一な膜形成および潤滑剤被膜1aと表面保護層1bとの付着性の点で好ましい。
【0067】
図3に示されているように、本発明の潤滑剤成形物3aは、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されている。そして、前記潤滑剤成形物3aは、好ましくは、断面円弧状の溝を有している。このように、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されていると、高画質化が達成できる小粒径、球形トナーを用いてもクリーニング性を低下させず、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体の表面に形成された潤滑剤被膜の帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させた、潤滑剤成形物を低コストで提供することができる。また、前記潤滑剤成形物3aが断面円弧状の溝を有していると、ブラシローラで削りやすくなる。
【0068】
本発明の潤滑剤成形物3aでは、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径は、1〜10μmである。このように、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径が、1〜10μmであると、潤滑剤被膜1aを像担持体1の上に形成することができると共に、像担持体1の軸方向でムラの無いクリーニング性を確保することができる。また、このような潤滑剤成形物3aは、低いプレス圧で圧縮成形が可能となる。
【0069】
また、図3に示されているように、本発明の潤滑剤成形物3aは、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されている。このように、本発明の潤滑剤成形物3aが、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されていると、高画質化が達成できる小粒径、球形トナーを用いてもクリーニング性を低下させず、しかも、クリーニングブレードの摩耗量を低下させると共に、像担持体1の表面に形成された潤滑剤被膜1aの帯電ハザードによる膜減り量を低減して耐久性を向上させ、さらには、メラミンシアヌレートによる摩耗スジの発生を防止した、潤滑剤成形物を低コストで提供することができる。また、圧縮成形することによって強度を大きくすることができるので、割れや欠けを発生しにい潤滑剤成形物とすることができる。
【0070】
本発明の潤滑剤成形物3aでは、前記メラミンシアヌレート、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂、及び、前記熱可塑性樹脂粒子の体積平均粒径は、1〜10μmである。このように、前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径が、1〜10μmであると、潤滑剤被膜1aを像担持体1の上に形成することができると共に、像担持体1の軸方向でムラの無いクリーニング性を確保することができる。また、このような潤滑剤成形物3aは、低いプレス圧で圧縮成形が可能となる。
【0071】
本発明の潤滑剤成形物3aでは、前記潤滑剤成形物3aは、好ましくは、棒状に圧縮成形されている。このように、前記潤滑剤成形物3aが、棒状に圧縮成形されていると、強度が大きくなって割れや欠けを発生し難くなり、そのために、像担持体1の表面に塗布しやすいものとなる。また、注型、押し出し、射出工法では使用できない熱硬化性樹脂材料(本発明のシリコーンやポリイミド)も使用でき、材料の選択肢が広がる。
【0072】
本発明の潤滑剤成形物3aでは、前記潤滑剤成形物3aは、好ましくは、前記熱可塑性樹脂の融点又は熱軟化点以上の温度で棒状に圧縮成形されている。このように、前記潤滑剤成形物3aが、前記熱可塑性樹脂の融点又は熱軟化点以上の温度で棒状に圧縮成形されていると、潤滑剤成形物3aに前記熱可塑性樹脂による溶融した部分と前記メラミンシアヌレートによる溶融していない部分が混在し、そのために、削れやすく、しかも、折れにくいものとなる。
【0073】
図2に示すように、本発明の潤滑剤塗布装置3は、潤滑剤成形物3aと、該潤滑剤成形物3a及び像担持体1の双方に接触して該潤滑剤成形物3aを削り取りながら像担持体1の表面に潤滑剤を供給して潤滑剤塗布膜を形成するようにしたブラシローラー3cと、を備えている。そして、前記潤滑剤成形物3aは、請求項5〜10のいずれか1項に記載の潤滑剤成形物である。図2において、3bは、潤滑剤成形物3aをブラシローラー3cの側に付勢する圧縮部材である。前記圧縮部材3bは、例えば、圧縮バネ、板バネ等のバネであるが、圧縮バネが好適に用いられる。前記潤滑剤成形物3aは、ブラシローラ3cによって削り取られて消耗し、経時的にその厚みが減少するが、圧縮部材3bで加圧されているので、常時ブラシローラ3cに当接している。ブラシローラー3cは回転しながら削り取った潤滑剤を像担持体1に塗布する。このように、前記潤滑剤成形物3aが請求項5〜10のいずれか1項に記載の潤滑剤成形物であると、感光層1cの表面に潤滑剤を連続して長期にわたり安定的に塗布する潤滑剤塗布装置3とすることができる。
【0074】
図2に示されているように、本発明のプロセスカートリッジ8は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の像担持体1と、前記像担持体1を回転自在に保持するカートリッジケース7と、前記カートリッジケース7に保持された請求項11に記載の潤滑剤塗布装置3と、を有している。このように、請求項1〜4のいずれか1項に記載の像担持体1と、前記像担持体1を回転自在に保持するカートリッジケース7と、前記カートリッジケース7に保持された請求項11に記載の潤滑剤塗布装置3と、を有していると、それらの部品の交換作業等が容易になり、そのために、部品の交換時間を短縮できるプロセスカートリッジ8とすることができる。
【0075】
前記プロセスカートリッジ8は、クリーニング手段(クリーニング装置)2を備えていると共に、該クリーニング手段(クリーニング装置)2よりも像担持体1の移動方向上流側に前記潤滑剤塗布装置3を備えている。このように、前記プロセスカートリッジ8が、クリーニング手段(クリーニング装置)2を備えていると共に、該クリーニング手段(クリーニング装置)2よりも像担持体1の移動方向上流側に前記潤滑剤塗布装置3を備えていると、転写後の像担持体1の表面に潤滑剤を塗布して潤滑剤塗布膜を形成し、続いて、その潤滑剤塗布膜の表面にクリーニング手段2を摺接させて潤滑剤被膜1aを形成することができ、そのために、均一なクリーニング性と帯電ハザード性が得られ、よって、像担持体1の表面のクリーニング性能をさらに長期に亘って維持して、いっそう高画質な画像を得ることができる。
【0076】
前記クリーニング手段(クリーニング装置)2は、クリーニングブレード2aを有している。このように、前記クリーニング手段(クリーニング装置)2が、クリーニングブレード2aを有していると、擦り慣らすための他部品の追加もなく、容易に一定量の潤滑剤が長期にわたり供給可能となるプロセスカートリッジ8とすることができる。図2において、2bはトナー回収コイルである。
【0077】
前記クリーニングブレード2aは、ウレタンエラストマー、シリコーンエラストマー、フッ素エラストマー等の弾性体を板状に形成してなり、そのエッジが像担持体1の表面に当接するように設けられ、転写後に残留する像担持体1上のトナーや紙粉を除去する。前記クリーニングブレード2aを構成する材料としては、特に、耐磨耗性、高機械強度等の点からウレタンエラストマーが優れている。また、クリーニングブレード2aは、図示しないが、金属、プラスチック、セラミック等からなる支持部材に貼着されて支持され、像担持体1に対し所定の角度で設置される。またクリーニングブレード2aは、スプリングによる加圧やクリーニング手段2のケースに固定されることによって所定の当接圧、喰い込み量で像担持体1の表面に当接する。
【0078】
図2に示されているように、本発明の画像形成装置10は、請求項12〜14のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ8と、像担持体1の表面を均一に帯電させる帯電手段4と、該像担持体1の表面に露光して静電潜像を形成する露光手段(図示せず)と、該像担持体1の表面の静電潜像にトナーを供給して可視像化する現像手段5と、該像担持体1の表面のトナー像を転写媒体(図示せず)に転写する転写手段6と、転写後の像担持体1の表面をクリーニングするクリーニング手段(クリーニング装置)2とを少なくとも備えている。
【0079】
このように、請求項12〜14のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ8と、像担持体1の表面を均一に帯電させる帯電手段4と、該像担持体1の表面に露光して静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体1の表面の静電潜像にトナーを供給して可視像化する現像手段5と、該像担持体1の表面のトナー像を転写媒体に転写する転写手段6と、転写後の像担持体1の表面をクリーニングするクリーニング手段(クリーニング装置)2とを少なくとも備えていると、像担持体1の表面に形成された潤滑剤被膜1aの帯電ハザードによる膜減り量を低減すると共に、高画質化が達成できる小粒径、球形トナーを用いてもクリーニング性を低下させない耐久性の高い像担持体1とすることができ、そのために、高画質の画像を得る画像形成装置10とすることができる。前記帯電手段4は、好ましくは、帯電ローラ4aと帯電クリーニングローラ4bとで構成されており、前記現像手段5は、好ましくは、現像スリーブ5aとスクリュー5cとドクターブレード5bで構成されており、そして、転写手段(転写装置)6は、好ましくは、転写ローラ6aと中間転写ベルト6bとで構成されている。
【0080】
本発明の画像形成装置10においては、請求項11に記載の潤滑剤塗布装置3が、転写手段6よりも像担持体1の移動方向下流側であって、クリーニング手段(クリーニング装置)2よりも上流側である位置に配設されている。このように、請求項21に記載の潤滑剤塗布装置3が、転写手段6よりも像担持体1の移動方向下流側であって、クリーニング手段(クリーニング装置)2よりも上流側である位置に配設されていると、転写後の像担持体1の表面に潤滑剤を塗布して潤滑剤塗布膜1aを形成し、続いて、その潤滑剤塗布膜1aの表面にクリーニング手段(クリーニング装置)2を摺接させて潤滑剤被膜1aを形成することができ、そのために、均一なクリーニング性と帯電ハザード性が得られ、よって、像担持体1の表面のクリーニング性能を長期に亘って維持して、いっそう高画質の画像を得ることができる。
【0081】
本発明の画像形成装置10におけるクリーニング手段(クリーニング装置)2は、クリーニングブレード2aを有している。このように、前記クリーニング手段(クリーニング装置)2が、クリーニングブレード2aを有していると、擦り慣らすための他部品の追加もなく、容易に一定量の潤滑剤が長期にわたり供給可能となる画像形成装置10とすることができる。図2において、2bはトナー回収コイルである。
【0082】
本発明の画像形成装置10においては、前記現像手段(現像装置)5で用いられるトナーの体積平均粒径は、好ましくは、3〜8μmであり、そして、前記現像手段(現像装置)5で用いられるトナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)は、好ましくは、1.00〜1.40である。
【0083】
一般的には、現像手段(現像装置)5において、小粒径のトナーを用いると、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。しかしながら、体積平均粒径が3μm未満であると、2成分現像剤として用いた場合には、現像手段5における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着するので、磁性キャリアの帯電能力が低下し、また、1成分現像剤として用いた場合には、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着を発生させやすくなる。逆に、トナーの体積平均粒径が8μmを超えると、高解像度で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる。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、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。しかしながら、Dv/Dnが1.40を超えると、帯電量分布が広くなり、解像度も低下するため好ましくない。
【0084】
したがって、前記現像手段(現像装置)5で用いられるトナーの体積平均粒径が3〜8μmであり、そして、前記現像手段5で用いられるトナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40であると、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができると共に、トナーの帯電量分布が均一になって転写率も高くなり、そのために、いっそう高画質の画像を得る画像形成装置10とすることができる。
【0085】
本発明の画像形成装置10においては、前記現像手段(現像装置)5で用いられるトナーの平均円形度は、好ましくは、0.93〜1.00である。このように、前記現像手段5で用いられるトナーの平均円形度が0.93〜1.00であると、細密充填が可能となり、そのために、いっそう高画質の画像を得る画像形成装置10とすることができる。
【0086】
(実施例1)
平均体積粒径5.7μmのメラミンシアヌレート80重量部と、平均体積粒径7.2μmのポリイミド粒子20重量部と、を粉体混合して粉体混合物とした。そして、この粉体混合物を図2に示すような上型11及び下型12よりなる圧縮成型金型に充填し、550kg/cm2 の圧力で圧縮成形して、図3に示すような頂上部がR形状になっている幅6.0mm、高さ6.5mm、31.2cmの大きさの棒状物を形成した。そして、この棒状物に150℃の温度で20分間熱処理を施して棒状の潤滑剤成形物を得た。
【0087】
(実施例2)
平均粒径5.7μmのメラミンシアヌレート90重量部と、平均粒径6.0μmのシリコーン粒子10重量部と、を粉体混合して粉体混合物とした。そして、この粉体を図2に示すような上型11及び下型12よりなる圧縮成形金型に充填し、550kg/cm2 のの圧力で圧縮成形して、図3に示すような頂上部がR形状になっている幅6.0mm、高さ6.5mm、長さ31.2cmの大きさの棒状物を形成した。そして、この棒状物に150℃の温度で20分間熱処理を施して、棒状の潤滑剤成形物を得た。
【0088】
(実施例3)
平均粒径5.7μmのメラミンシアヌレート40重量部と、最大1〜3mm径の粒子を含む祖粉状態のステアリン酸亜鉛55重量部と、シリコーン粒子5重量部と、を粉体混合して粉体混合物とした。そして、この粉体を図2に示すような上型11及び下型12よりなる圧縮成形金型に充填し、550kg/cm2 の圧力で圧縮成形して、図3に示すような頂上部がR形状になっている幅6.0mm、高さ6.5mm、長さ31.2cmの大きさの棒状物を形成した。そして、この棒状物に120℃の温度で20分間熱処理を施して、棒状の潤滑剤成形物を得た。
【0089】
(比較例1)
ステアリン酸亜鉛を射出温度130℃、射出圧力80kg/cm2 、及び、射出速度10%において射出成形した後、金型を開いて、棒状の潤滑剤成形物を得た。
【0090】
以上、実施例1〜3及び比較例1で得た潤滑剤成形物を次の評価方法によって、(1)クリーニング性、(2)帯電ハザード膜減り量、(3)クリーニングブレード摩耗量、及び、(4)帯電ローラ汚れを測定した。
【0091】
(1)クリーニング性
実施例1〜4及び比較例1で得た潤滑剤成形物をデジタル複写機(imagio Neo C355、リコー社製)(図2参照)におけるクリーニング装置に取り付け、これをブラシローラで像担持体の表面に塗布して潤滑剤塗布膜を形成した後、この潤滑剤塗布膜にクリーニング手段(クリーニングブレード)を摺接させて潤滑剤被膜を形成し、その潤滑剤被膜のクリーニング性を評価した。その際、トナーは、その体積平均粒径が6μmであり、体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.2のものを使用した。評価基準は、目視評価によって 次に示す
ランク5:トナーのすり抜けが認められないもの
ランク4:トナーのすり抜けが1本のもの
ランク3:トナーのすり抜けが2〜10本のもの
ランク2:トナーのすり抜けが11〜50本のもの
ランク1:全領域でトナーすり抜けが認められるもの
の5段階のランク分けで行った。
【0092】
(2)帯電ハザードによる膜減り量
図5に示されているように、実施例1〜4及び比較例1で得た潤滑剤成形物を用いてステージ上に潤滑剤被膜を形成した後、その潤滑剤被膜に、Vpp:3.0kV、Vdc:−600V、F:1.35kHz、及び、帯電積算時間:18秒の帯電条件において、非接触帯電ローラで電圧を印加して、潤滑剤被膜の膜減り量、即ち、帯電電圧を18秒間印加した後の潤滑剤被膜が試験前の潤滑剤被膜の膜厚に対する比率(%)測定した。
【0093】
(3)曲げ強度
図6に示されているように、実施例1〜4及び比較例1で得た潤滑剤成形物を2支点で水平に支えて、その中央に上部から加圧くさびを用いて荷重(P)を加えてゆき、該潤滑剤成形物が破断するまでの最大荷重を読み取って、次の式
σfb=3PLv/2Wh2
(式中、σfbは曲げ強度(kgf/mm2 )であり、Pは最大荷重(kgf)であり、Lvは支点間距離(mm)であり、Wは、試験片の幅(mm)であり、そして、hは試験片の厚さ(mm)である。)
によって曲げ強度(σfb)を測定した。
【0094】
測定結果は、次の表1に示される。
【0095】
【表1】

【0096】
表1から次のことがわかる。即ち、実施例1,2,3では、1)高画質化が達成できる小粒径、球形トナーを用いても、クリーニング性が良好であること、2)帯電時の像担持体上の滑剤剤被膜の膜減りが低減され、いずれも、目標値内であること、3)クリーニングブレードの摩耗量が低減され、いずれも、目標値内であること、及び、4)帯電ローラ汚れが発生しないこと、がわかる。これに対して、比較例1では、1)20K枚をすぎるとクリーニングランクが低下すること、及び、2)クリーニングブレードの摩耗量が大きいこと、がわかる。
【図面の簡単な説明】
【0097】
【図1】本発明の実施の一実施の形態を示す像担持体の断面図である。
【図2】本発明の実施の一実施の形態を示す画像形成装置の概略説明図である。
【図3】本発明の実施の一実施の形態を示す潤滑剤成形物の概略説明図である。
【図4】本発明の実施の一実施の形態を示す潤滑剤成形物を圧縮成形金型で成形した状態を示す説明図である。
【図5】帯電ハザード印加装置の概略説明図である。
【図6】潤滑剤成形物の曲げ強度測定方法の概略説明図である。
【符号の説明】
【0098】
1 像担持体
1a 潤滑剤被膜
2 クリーニング手段(クリーニング装置)
2a クリーニングブレード
2b トナー回収コイル
3 潤滑剤塗布装置
3a 潤滑剤成形物
3b 圧縮部材
3c ブラシローラー
4 帯電手段
4a 帯電ローラ
4b 帯電クリーニングローラ
5 現像手段(現像装置)
5a 現像スリ−ブ
5b ドクターブレード
5c スクリュー
6 転写手段(転写装置)
6a 転写ローラ
6b 中間転写ベルト
10 画像形成装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
潜像を担持する感光層の表面に潤滑剤被膜が形成された像担持体であって、前記潤滑剤被膜が、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されていることを特徴とする像担持体。
【請求項2】
前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径が、1〜10μmであることを特徴とする請求項1に記載の像担持体。
【請求項3】
潜像を担持する感光層の表面に潤滑剤被膜が形成された像担持体であって、前記潤滑剤被膜が、(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されていることを特徴とする像担持体。
【請求項4】
前記メラミンシアヌレート、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂、及び、前記熱可塑性樹脂粒子の体積平均粒径が、1〜10μmであることを特徴とする請求項3に記載の像担持体。
【請求項5】
(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、の混合物で構成されていることを特徴とする潤滑剤成形物。
【請求項6】
前記メラミンシアヌレート、及び、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂の体積平均粒径が、1〜10μmであることを特徴とする請求項5に記載の潤滑剤成形物。
【請求項7】
(A)メラミンシアヌレートと、(B)ポリイミド又はシリコーン樹脂と、(C)熱可塑性樹脂粒子と、の混合物で構成されていることを特徴とする潤滑剤成形物。
【請求項8】
前記メラミンシアヌレート、前記ポリイミド又はシリコーン樹脂、及び、前記熱可塑性樹脂粒子の体積平均粒径が、1〜10μmであることを特徴とする請求項7に記載の潤滑剤成形物。
【請求項9】
前記潤滑剤成形物が、棒状に圧縮成形されていることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載の潤滑剤成形物。
【請求項10】
前記潤滑剤成形物が、前記熱可塑性樹脂の融点又は熱軟化点以上の温度で棒状に圧縮成形されていることを特徴とする請求項9に記載の潤滑剤成形物。
【請求項11】
潤滑剤成形物と、該潤滑剤成形物及び像担持体の双方に接触して該潤滑剤成形物を削り取りながら像担持体の表面に潤滑剤を供給して潤滑剤塗布膜を形成するようにしたブラシローラーと、を備えた潤滑剤塗布装置において、
前記潤滑剤成形物が、請求項5〜10のいずれか1項に記載の潤滑剤成形物であることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項12】
請求項1〜4のいずれか1項に記載の像担持体と、電子写真感光体を回転自在に保持するカートリッジケースと、該カートリッジケースに保持された請求項11に記載の潤滑剤塗布装置と、を有していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項13】
前記プロセスカートリッジが、クリーニング手段を備えていると共に、該クリーニング手段よりも像担持体の移動方向上流側に前記潤滑剤塗布装置を備えていることを特徴とする請求項12に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項14】
前記クリーニング手段が、クリーニングブレードであることを特徴とする請求項13に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項15】
請求項12〜14のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジと、像担持体の表面を均一に帯電させる帯電手段と、該像担持体の表面に露光して静電潜像を形成する露光手段と、該像担持体の表面の静電潜像にトナーを供給して可視像化する現像手段と、該像担持体の表面のトナー像を転写媒体に転写する転写手段と、転写後の像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを少なくとも備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項16】
請求項11に記載の潤滑剤塗布装置が、転写手段よりも像担持体の移動方向下流側であってクリーニング手段よりも上流側である位置に配設されていることを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。
【請求項17】
前記クリーニング手段が、クリーニングブレードであることを特徴とする請求項15又は16に記載の画像形成装置。
【請求項18】
前記現像手段で用いられるトナーの体積平均粒径が、3〜8μmであり、そして、前記現像手段で用いられるトナーの体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が、1.00〜1.40であることを特徴とする請求項15〜17のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項19】
前記現像手段で用いられるトナーの平均円形度が、0.93〜1.00であることを特徴とする請求項15〜18のいずれか1項に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−216747(P2008−216747A)
【公開日】平成20年9月18日(2008.9.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−55478(P2007−55478)
【出願日】平成19年3月6日(2007.3.6)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】