帯電装置および画像形成装置
【課題】使用されるワイヤーへの傷の発生を抑制してワイヤーの劣化を防止することにより、経時での帯電ムラやアーク放電を引き起こすことが防止できる構成を備えた帯電装置を提供する。
【解決手段】潜像担持体表面を均一帯電する帯電部材60Aの表面を清浄化するクリーニング装置225を備えた帯電装置60であって、前記クリーニング装置には、前記帯電部材の延長方向に沿って該帯電部材の表面を摺擦するクリーニングパッド225が設けられ、該クリーニングパッドには、潤滑剤が含有されていることを特徴としている。
【解決手段】潜像担持体表面を均一帯電する帯電部材60Aの表面を清浄化するクリーニング装置225を備えた帯電装置60であって、前記クリーニング装置には、前記帯電部材の延長方向に沿って該帯電部材の表面を摺擦するクリーニングパッド225が設けられ、該クリーニングパッドには、潤滑剤が含有されていることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、帯電装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、帯電に用いる電極のクリーニング機構に関する。
【背景技術】
【0002】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
【0003】
可視像処理を得るために用いられる現像剤には、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤およびキャリアを含まない一成分系現像剤が知られている。
現像剤に用いられるトナーの粒径に関しては、近年、高画質に対する要望に応えるために小粒径化する傾向にある。特に、デジタル処理により潜像がドット化されているような場合には、ドットの再現性や鮮鋭度を得ることが重要となることを考慮して、小粒径のトナーが用いられることが多い。
【0004】
例えば、5μm以下の平均粒径を有することは高精細、高解像度を得るうえで必須条件であり、この粒径のトナーが潜像の現像時に供給されると潜像に忠実、つまり画像流れや潰れがなく潜像からのはみ出すこともない再現性に優れた画像を得ることができる。
【0005】
ところで、可視像処理されたトナー像には、エッジ効果現象を生じる場合がある。このような現象を解決するには、現像剤中で上述した平均粒径を有するトナーの含有率60〜80%に設定することで可能となり、これにより、高精細および高解像度の画質を得られる反面、次のような新たな問題が発生する。
【0006】
つまり、転写工程後に感光体表面から残留トナーを除去した後に実行される転写工程において十分な帯電特性を設定することができなくなる虞がある。この理由は次の通りである。
転写工程後には感光体表面に残留するトナーを掻き取って除去するクリーニング行程が実施されるが、トナーの小粒径化に伴い、掻き取りに用いられるブレードと感光体表面との対向状態によっては残留トナーの一部が掻き取られないままとなることがある。このため、掻き取られなかったトナーが徐々に堆積してしまうと、帯電装置の汚損が生じやすくなり、これにより帯電装置による正常な帯電が阻害されてしまう。
【0007】
一方、転写工程に用いられる装置の構成としては、感光体に近接若しくは当接する帯電部材を設けて電荷注入あるいは微小間隙による気中放電を行う接触帯電方式がある。この方式では、電荷注入および気中放電のいずれにおいてもほぼ感光体にローラあるいはブラシ等を用いた帯電部材が当接した状態で帯電する構成が知られている(例えば、特許文献1,2,3)。
上記特許文献に開示された構成では、感光体表面に残留するトナーが多くなると、帯電装置と感光体との接触位置内にトナーが侵入して感光体に対する帯電装置側の接触条件を変化させてしまい、電化注入範囲の変化や放電ムラなどが発生し、所定の帯電特性を維持することができなくなる。
【0008】
そこで、感光体表面に当接するローラの場合を対象として、その表面をクリーニングする構成が提案されている(例えば、特許文献4)。
しかし、上記公報に開示されているような構成とした場合、本来、帯電のみを機能として備えた帯電装置に対して異なる機能であるクリーニング装置を敢えて装備することになり、構成の複雑化やコスト上昇を招く。
【0009】
一方、クリーニング行程ではトナーの掻き取りと共に感光体表面に残留する電化を除去する除電行程が実施される場合があるが、感光体のクリーニング行程において除去しきれなかったトナーが残っていると、除電により感光体への付着力が弱められていることから感光体の移動時に発生する例えば遠心力や機内気流によって感光体から周辺部に飛散し、飛散したトナーやあるいは埃が帯電装置内に進入して帯電部材に付着することがある。
【0010】
帯電部材の一つとして、上述したローラ等のような接触する構成に代えてワイヤーを用いて非接触放電が行える構成を用いる場合がある。ワイヤーは、素材を引き抜くことにより帯電ワイヤーとして製造されるが、製造過程で表面にミクロン単位の微小な凹凸(加工傷やマイクロクラック)が生じていると、その部分にトナーや埃が捉えられやすくなり、付着しやすくなる。特に、この傾向はタングステンを帯電ワイヤーとして用いる場合に顕著である。このように帯電部材として用いられる素材に原因したトナーや埃の付着により上述した帯電ムラが発生してしまうことになる。
【0011】
帯電部材をワイヤー、特にタングステンワイヤーで構成した場合には、小径化することにより放電電圧を低くすることが可能となり、初期の放電電圧が低いことにより経時でワイヤーへの付着物の増加に応じて帯電電圧が上昇した場合でも部分的あるいは突発的なアーク放電(リーク)が発生しにくいという利点がある。
しかし、小径化した場合の強度に問題が残ることになる。そこで、帯電ワイヤーを太くした場合には放電電圧が高まり、部分的あるいは突発的な放電(リーク)が発生しやすくなる。
【0012】
帯電部材としてワイヤーを用いた場合には、その製造過程での表面状態あるいは寸法的な設定においてトナーや埃の付着は否めないことを考慮して、付着したトナーや埃を強制的に除去しておくことが考えられる。この方法としては、帯電ワイヤー表面を摺擦することでクリーニングして、ワイヤー表面に付着しているトナーや埃を除去する方法がある(例えば、特許文献4)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
ワイヤー表面をクリーニング部材により摺擦する構成では、クリーニング時に帯電ワイヤー表面を摺擦する際に微小な凹凸(傷)を発生させてしまう虞がある。特に、高精細、高解像度を得るためのトナーの特性として挙げられる体積平均粒径が、5〜10μm、その粒径以下のトナーが60〜80個数%を含ませたような場合には、クリーニング時に発生した微小な凹凸内にトナーが埋め込まれてしまい、これを核として飛散あるいは浮遊しているトナーや埃が付着しやすくなり、これにより、経時での帯電ムラやアーク放電を引き起こす虞がある。
【0014】
特に、トナーや埃の付着が比較的少ない時期である使用開始初期時においては、クリーニング部材が直接ワイヤー表面を摺擦する機会が多くなることから、上述した凹凸(傷)の発生機会が多くなる虞がある。
【0015】
本発明の目的は、上記従来の帯電装置、特に帯電部材としてワイヤーを用いる構成を備えた帯電装置における問題に鑑み、使用されるワイヤーへの傷の発生を抑制してワイヤーの劣化を防止することにより、経時での帯電ムラやアーク放電を引き起こすことが防止できる構成を備えた帯電装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0016】
この目的を達成するため、本発明は、
潜像担持体表面を均一帯電する帯電部材の表面を清浄化するクリーニング装置を備えた帯電装置であって、
前記クリーニング装置には、前記帯電部材の延長方向に沿って該帯電部材の表面を摺擦するクリーニングパッドが設けられ、
該クリーニングパッドには、潤滑剤が含有されていることを特徴とする帯電装置である。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、帯電部材の表面を摺擦するクリーニングパッドに潤滑剤が含有されているので、帯電装置の使用開始初期時には帯電部材表面が潤滑剤により保護される。これにより、トナーや埃の付着が抑制されると共に付着した際の剥離性が向上されるので、クリーニングパッドによる摺擦時には摺動抵抗が小さい状態でそれら異物の除去が可能となる。この結果、帯電部材の表面に対するクリーニングパッドの摺擦による傷つけが防止されることになる。
一方、経時においては、帯電部材表面での潤滑剤の量が少なくなるのに応じてトナーや埃が帯電部材表面に付着しやすくなるが、この場合にはクリーニングパッドにより除去される。
従って、クリーニングパッドの使用開始初期時から経時に亘ってクリーニングパッドが帯電部材表面を直接摺擦する機会が少なくされることによって、帯電部材表面での傷の発生機会を少なくすることができる。この結果、傷の発生によって生じる経時での帯電ムラやアーク放電を防止して異常画像の発生が防がれることになる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】画像形成装置の実施例に関する実施例を説明するための図である。
【図2】図1に示した画像形成装置に用いられる作像部の構成を説明するための図である。
【図3】図1に示した画像形成装置における作像部と転写装置との構成を説明するための図である。
【図4】図2に示した作像部に用いられる現像装置の分解斜視図である。
【図5】図4に示した現像装置に用いられるトナーリサイクル装置の分解斜視図である。
【図6】画像形成装置に用いられる感光体の構成を説明するための図である。
【図7】画像形成装置に用いられる中間転写ベルトの構成を説明するための図である。
【図8】図3に示した転写装置に用いられる中間転写ベルトのクリーニング機構を説明するための図である。
【図9】図3に示した作像部と転写装置とを対象とした転写工程の一例を実行するための構成を説明するための図である。
【図10】図10に示した転写工程の他の例を実行するための構成を説明するための図である。
【図11】帯電装置に関する実施例を説明するための図である。
【図12】図11に示した帯電装置に用いられるクリーニング装置に装備されているクリーニングパッドの動作を説明するための図である。
【図13】図12に示した帯電装置に装備されているクリーニング装置の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図示実施例に基づき本発明を説明する。
帯電装置の詳細を説明する前に、帯電装置の実施例が適用される画像形成装置を説明すると次の通りである。
図1は、画像形成装置の一つであるカラー複写機601を示している。
複写機601は、プリンタ100と給紙部200とからなる画像形成手段と、スキャナ300と、ADF(自動原稿供給装置)400とを備えている。
スキャナ300はプリンタ100上に取り付けられ、スキャナ300の上にADF400が取り付けられている。
スキャナ300は、コンタクトガラス32上に載置された原稿の画像情報を読取センサ(本実施例ではCCD)36で読み取り、読み取った画像情報をエンジン制御部(図示されず)に送るようになっている。
エンジン制御部では、スキャナ300から受け取った画像情報に基づき、プリンタ100の露光装置21内に配設された図示しないレーザやLED等を制御してドラム状の4つの感光体40(図3においてK,Y,M,Cを付した部材)に向けてレーザ書き込み光L(図2参照)を照射させる。
この照射により、感光体40(K,Y,M,C)の表面には静電潜像が形成され、この潜像は、所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。なお、符号の後に付されたK,Y,M,Cという添字は、ブラック,イエロー,マゼン
タ,シアン用の仕様であることを示している。
【0020】
プリンタ100は、露光手段である露光装置21の他に、転写手段である1次転写ローラ62(K,Y,M,C)および2次転写装置22,定着装置25,排紙装置,図示しないトナー供給装置,トナー廃棄装置等も備えている。
給紙部200は、プリンタ100の下方に配設された自動給紙部と、プリンタ100の側面に配設された手差し部とを有している。そして、自動給紙部は、ペーパーバンク43内に多段に配設された3つの給紙カセット44,給紙カセットから記録体たる転写紙を繰り出す給紙ローラ42,繰り出した転写紙を分離して給紙路46に送り出す分離ローラ45等を有している。また、プリンタ100の給紙路48に転写紙を搬送する搬送ローラ47等も有している。
【0021】
一方、手差し部は、手差しトレイ51,手差しトレイ51上の転写紙を手差し給紙路53に向けて一枚ずつ分離する分離ローラ52等を有している。
プリンタ100の給紙路48の末端付近には、レジストローラ対49が配設されている。このレジストローラ対49は、給紙カセット44や手差しトレイ51から送られてくる転写紙を受け入れた後、所定のタイミングで中間転写体たる中間転写ベルト10と2次転写装置22との間に形成される2次転写ニップに送る。
【0022】
カラー複写機601において、操作者は、カラー画像のコピーをとるとき、ADF400の原稿台30上に原稿をセットする。あるいは、ADF400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットした後、ADF400を閉じて原稿を押える。そして、図示しないスタートスイッチを押す。すると、ADF400に原稿がセットされている場合には原稿がコンタクトガラス32上に搬送された後に、コンタクトガラス32上に原稿がセットされている場合には直ちに、スキャナ300が駆動を開始する。
スキャナ300の始動時には、第1キャリッジ33及び第2キャリッジ34が走行し、第1キャリッジ33の光源から発せられる光が原稿面で反射した後、第2キャリッジ34に向かう。更に、第2キャリッジ34のミラーで反射してから結像レンズ35を経由して読取りセンサ36に至り、画像情報として読み取られる。
【0023】
このようにして画像情報が読み取られると、プリンタ100は、図示しない駆動モータで支持ローラ14,15,16の1つを回転駆動させながら他の2つの支持ローラを従動回転させる。そして、これらローラに張架される、中間転写体である中間転写ベルト10を無端移動させる。
更に、上述のようなレーザ書き込みや、後述する現像プロセスを実施する。そして、感光体40(K,Y,M,C)を回転させながら、それらに、ブラック,イエロー,マゼンタ,シアンの単色画像を形成する。これらは、感光体40(K,Y,M,C)と、中間転写ベルト10とが当接するK,Y,M,C用の1次転写ニップで順次重ね合わせて静電転写されて4色重ね合わせトナー像になる。感光体40(K,Y,M,C)上にトナー像を形成する。
【0024】
一方、給紙部200は、画像情報に応じたサイズの転写紙を給紙すべく、3つの給紙ローラのうちの何れか1つを作動させて、転写紙をプリンタ100の給紙路48に導く。
給紙路48内に進入した、用紙である転写紙は、レジストローラ対49に挟み込まれて一旦停止した後、タイミングを合わせて、中間転写ベルト10と2次転写装置22の2次転写ローラ23との当接部である2次転写ニップに送り込まれる。
2次転写ニップにおいて、中間転写ベルト10上の4色重ね合わせトナー像と、転写紙とが同期して密着し、ニップに形成されている転写用電界やニップ圧などの影響によって4色重ね合わせトナー像が転写紙上に2次転写され、紙の白色と相まってフルカラー画像となる。
【0025】
2次転写ニップを通過した転写紙は、2次転写装置22の搬送ベルト24の無端移動によって定着装置25に送り込まれる。そして、定着装置25の加圧ローラ27による加圧力と、加熱ベルトによる加熱との作用によってフルカラー画像が定着せしめられた後、排出ローラ56を経てプリンタ100の側面に設けられた排紙トレイ57上に排出される。
【0026】
図2には、中間転写ベルト10の展張面に沿って並置された作像部に用いられる4つのプロセスユニット18(K,Y,M,C)を対象として、共通のユニット構成を拡大して示されている。
すなわち、4つのプロセスユニット18(K,Y,M,C)はそれぞれ、図2に示すように、プロセスユニット18は、感光体40の周りに、帯電手段としての帯電装置60,現像手段である現像装置61,1次転写手段としての1次転写ローラ62,感光体クリーニング装置63,除電装置64等を備えている。
【0027】
感光体40としては、後で詳細な構成について説明するが、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。
【0028】
帯電装置60としては、詳細が図11以降の図に示されているように、帯電部材としてチャージャーワイヤー60Aが用いられており、感光体40に対向して非接触な状態で帯電する構成が用いられている。
【0029】
現像装置61は、磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ65に供給する攪拌部66と、現像スリーブ65に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体40に転移させる現像部67とを有している。
【0030】
攪拌部66は、現像部67よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された2本のスクリュウ68,これらスクリュウ間に設けられた仕切り板69,現像ケース70の底面に設けられたトナー濃度センサ71などを有している。
【0031】
現像部67は、現像ケース70の開口を通して感光体40に対向する現像スリーブ65,これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ72,現像スリーブ65に先端を接近させるドクタブレード73などを有している。ドクタブレード73と現像スリーブ65との間の最接近部における間隔は500[μm]程度に設定されている。現像スリーブ65は、非磁性の回転可能な筒状になっている。また、現像スリーブ65に連れ回らないようにないようされるマグネットローラ72は、例えば、ドクタブレード73の箇所から現像スリーブ65の回転方向にN1,S1,N2,S2,S3の5磁極を有している。これらの磁極は、それぞれスリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部66から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ65表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
【0032】
磁気ブラシは、現像スリーブ65の回転に伴ってドクタブレード73との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体40に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ65に印加される現像バイアスと、感光体40の静電潜像との電位差によって静電潜像上に転移して現像に寄与する。更に、現像スリーブ65の回転に伴って再び現像部67内に戻り、マグネットローラ72の磁極間の反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部66に戻される。攪拌部66内では、トナー濃度センサ71による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。なお、現像装置61として、二成分現像剤を用いるものの代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いるものを採用してもよい。
【0033】
以上のような構成からなる現像装置61では、2成分現像剤を2本のスクリュ68で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ65に供給する。現像スリーブ65に供給された現像剤は、マグネット72により汲み上げて保持され、現像スリーブ65上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ65の回転とともに、ドクタブレード73によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部66に戻される。
【0034】
他方、現像スリーブ65上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ65に印加する現像バイアス電圧により感光体40に転移してその感光体40上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ65上に残った現像剤は、マグネット72の磁力がないところで現像スリーブ65から離れて攪拌部66に戻る。この繰り返しにより、攪拌部66内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ71で検知して攪拌部66にトナーが補給される。
【0035】
ちなみに、図示例では、感光体40の線速を200mm/s、現像スリーブ65の線速を240mm/sとしている。感光体40の直径を50mm、現像スリーブ65の直径を18mmとして、現像行程が行われる。現像スリーブ65上のトナーの帯電量は、−10〜−30μC/gの範囲が好適である。感光体40と現像スリーブ65の間隙である現像ギャップGPは、従来と同様に0.8mmから0.4mmの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることが可能である。
【0036】
感光体40の厚みを30μmとし、光学系のビームスポット径を50×60μm、光量を0.47mWとしている。また、感光体40の帯電(露光前)電位V0を−700V、露光後電位VLを−120Vとして現像バイアス電圧を−470Vすなわち現像ポテンシャル350Vとして現像工程が行われるものである。
【0037】
図4および5は、現像装置および現像後のトナーをリサイクルするトナーリサイクル装置80の構成を示している。
図4において感光体クリーニング装置63の回収スクリュ79には、一端に、ピン81を有するローラ部82が設けられている。
ローラ部82には、図5に示しように、トナーリサイクル装置80のベルト状回収トナー搬送部材83の一側が掛けられ、その回収トナー搬送部材83の長孔84にピン81が入れられている。
回収トナー搬送部材83の外周には一定間隔置きに羽根85が設けられており、その他側は、回転軸86のローラ部87に掛けられている。
回収トナー搬送部材83は、回転軸86とともに、図5に示す搬送路ケース88内に配置されている。
搬送路ケース88は、カートリッジケース89と一体に設けられ、その現像装置61側の端部に、現像装置61の前述した2本のスクリュ68の1本が装填されている。
【0038】
このようなトナーリサイクル装置80では、外部から駆動力を伝達して回収スクリュ79を回転するとともに、回収トナー搬送部材83を回転搬送し、感光体クリーニング装置63で回収したトナーを搬送路ケース88内を通して現像装置61へと搬送し、スクリュ68の回転で現像装置61内に入れる。その後、2本のスクリュ68ですでに現像装置61内にある現像剤とともに攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ65に供給してドクタブレード73により穂切りして後、感光体40に転移してその感光体40上の潜像を現像する。
【0039】
一方、図2において、感光体クリーニング装置63としては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード75を感光体40に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。
クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体40に接触させる接触導電性のファーブラシ76を、図中矢印方向に回転自在に有するクリーニング装置63を採用している。
そして、ファーブラシ76にバイアスを印加する金属製の電界ローラ77を図中矢示方向に回転自在に設け、その電界ローラ77にスクレーパ78の先端を押し当てている。スクレーパ78によって電界ローラ77から除去されたトナーは、回収スクリュ79上に落下して回収される。
【0040】
かかる構成の感光体クリーニング装置63は、感光体40に対してカウンタ方向(時計方向)に回転するファーブラシ76で、感光体40上の残留トナーを除去する。ファーブラシ76に付着したトナーは、ファーブラシ76に対してカウンタ方向に接触して回転するバイアスを印加された電界ローラ77に取り除かれる。
電界ローラ77に付着したトナーは、スクレーパ78でクリーニングされる。感光体クリーニング装置63で回収したトナーは、回収スクリュ79で感光体クリーニング装置63の片側に寄せられ、トナーリサイクル装置80で現像装置61へと戻されて再利用される。
【0041】
図2において除電装置64は、除電ランプ等からなり、光を照射して感光体40の表面電位を除去する。このようにして除電された感光体40の表面は、帯電装置60によって一様帯電せしめられた後、光書込処理がなされる。
【0042】
図3には、プリンタ100の転写ベルト10まわりの構成が拡大して示されている。
プリンタ100は、ベルトユニット,各色のトナー像を形成する4つのプロセスユニット18(K,Y,M,C),2次転写装置22,ベルトクリーニング装置17,定着装置25等を備えている。
【0043】
ベルトユニットは、複数のローラに張架した中間転写ベルト10を、感光体40(K,Y,M,C)に当接させながら無端移動させる。感光体40(K,Y,M,C)と中間転写ベルト10とを当接させるK,Y,M,C用の1次転写ニップでは、1次転写ローラ62(K,Y,M,C)によって中間転写ベルト10を裏面側から感光体40(K,Y,M,C)に向けて押圧している。これら1次転写ローラ62(K,Y,M,C)には、それぞれ図示しない電源によって1次転写バイアスが印加されている。これにより、K,Y,M,C用の1次転写ニップには、感光体40(K,Y,M,C)上のトナー像を中間転写ベルト10に向けて静電移動させる1次転写電界が形成されている。
【0044】
各1次転写ローラ62(K,Y,M,C)の間には、中間転写ベルト10の裏面に接触する導電性ローラ74(K,Y,M,C)がそれぞれ配設されている。これら導電性ローラ74は、1次転写ローラ62(K,Y,M,C)に印加される1次転写バイアスが、中間転写ベルト10の裏面側にある中抵抗の基層11を介して隣接するプロセスユニットに流れ込むことを阻止するものである。
1次転写位置で印加される転写電界によって感光体40K,Y,M,C側に転写され、感光体クリーニング装置63で回収される。
【0045】
プロセスユニット(18K,Y,M,C)は、感光体(40K,Y,M,C)と、その他の幾つかの装置とを1つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ100に対して着脱可能になっている。
ブラック用のプロセスユニット18(K)を例にすると、これは、感光体40Kの他、感光体40K表面に形成された静電潜像をブラックトナー像に現像するための現像手段たる現像ユニット61(K)を有している。また、1次転写ニップを通過した後の感光体40(K)の表面に付着している転写残トナーをクリーニングする感光体クリーニング装置63(K)も有している。
また、クリーニング後の感光体40(K)表面を除電する図示しない除電装置や、除電後の感光体40(K)表面を一様帯電するための帯電装置60(図3では、便宜上、帯電装置60が略して丸印で図示されている)なども有している。
他色用のプロセスユニット18(Y,M,C)も、取り扱うトナーの色が異なる他は、ほぼ同様の構成になっている。
【0046】
このようなカラー複写機では、これら4つのプロセスユニット18(K,Y,M,C)を、中間転写ベルト10に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。
【0047】
一方、図3において、ベルトユニットの図中下方には、2次転写装置22が設けられている。この2次転写装置22は、2つのローラ23間に、2次転写ベルト24を掛け渡して無端移動させている。2つのローラ23のうち、一方は図示しない電源によって2次転写バイアスが印加される2次転写ローラとなっており、ベルトユニットのローラ16との間に中間転写ベルト10と2次転写ベルト24とを挟み込んでいる。これにより、両ベルトが当接しながら当接部で互いに同方向に移動する2次転写ニップが形成されている。
【0048】
レジストローラ対49からこの2次転写ニップに送り込まれた転写紙には、中間転写ベルト10上の4色重ね合わせトナー像が2次転写電界やニップ圧の影響で一括2次転写されて、フルカラー画像が形成される。2次転写ニップを通過した転写紙は、中間転写ベルト10から離間して、2次転写ベルト24の表面に保持されながら、ベルトの無端移動に伴って定着装置25へと搬送される。なお、2次転写ローラに代えて、転写チャージャ等によって2次転写を行わせるようにしてもよい。レジストローラ対49は一般的には接地されて使用されることが多いが、レジストローラ対49に送り込まれる転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【0049】
2次転写ニップを通過した中間転写ベルト10の表面は、支持ローラ15による支持位置にさしかかる。ここでは、中間転写ベルト10が、おもて面(ループ外面)に当接するベルトクリーニング装置17と、裏面に当接する支持ローラ15との間に挟み込まれる。
そして、ベルトクリーニング装置17により、表面に付着している転写残トナーが除去された後、K,Y,M,C用の1次転写ニップに順次進入して、次の4色トナー像が重ね合わされる。
【0050】
ベルトクリーニング装置17は、図3および図8に示すように、2つのファーブラシ90,91を有している。これらは、複数の起毛をその植毛方向に対してカウンタ方向で中間転写ベルト10に当接させながら回転することで、ベルト上の転写残トナーを機械的に掻き取る。加えて、図示しない電源によってクリーニングバイアスが印加されることで、掻き取った転写残トナーを静電的に引き寄せて回収する。
ファーブラシ90,91に対しては、それぞれ金属ローラ92,93が接触しながら、順または逆方向に回転している。
【0051】
これら金属ローラ92,93のうち、中間転写ベルト10の回転方向上流側に位置する金属ローラ92には、電源94によってマイナス極性の電圧が印加されている。
また、下流側に位置する金属ローラ93には、電源95によってプラス極性の電圧が印加される。そして、それらの金属ローラ92,93には、それぞれブレード96,97の先端が当接している。かかる構成では、中間転写ベルト10の図中矢印方向への無端移動に伴って、まず、上流側のファーブラシ90が中間転写ベルト10表面をクリーニングする。このとき、例えば金属ローラ92に−700[V]が印加されながら、ファーブラシ90に−400[V]が印加されると、まず、中間転写ベルト10上のプラス極性のトナーがファーブラシ90側に静電転移する。
そして、ファーブラシ側に転移したトナーが更に電位差によってファーブラシ90から金属ローラ92に転移して、ブレード96によって掻き落とされる。
【0052】
このように、ファーブラシ90で中間転写ベルト10上のトナーが除去されるが、中間転写ベルト10上にはまだ多くのトナーが残っている。それらのトナーは、ファーブラシ90に印加されるマイナス極性のバイアスにより、マイナスに帯電される。これは、電荷注入または放電により帯電されるものと考えられる。
次いで下流側のファーブラシ91を用いて今度はプラス極性のバイアスを印加してクリーニングを行うことにより、それらのトナーを除去することができる。除去したトナーは、電位差によりファーブラシ91から金属ローラ93に転移させ、ブレード97により掻き落とす。ブレード96,97で掻き落としたトナーは、不図示のタンクに回収される。
ファーブラシ91でクリーニングされた後の中間転写ベルト10表面は、ほとんどのトナーが除去されているがまだ少しのトナーが残っている。これらの中間転写ベルト10上に残ったトナーは、上述したようにファーブラシ91に印加されるプラス極性のバイアスにより、プラス極性に帯電される。
【0053】
1次転写位置で印加される転写電界によって感光体40K,Y,M,C側に転写され、感光体クリーニング装置63で回収される。
レジストローラ対49は一般的には接地されて使用されることが多いが、レジストローラ対49に送り込まれる転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【0054】
2次転写装置22および定着装置25の下には、上述したタンデム部20と平行に延びるような、転写紙反転装置28(図1参照)が設けられている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた転写紙が、切換爪で転写紙の進路を転写紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び2次転写の転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の2次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。
【0055】
なお、図3に示したプリンタ100の転写ベルト10まわりの構成としては、図9に示すように、ベルトクリーニング装置(便宜上、符号17’で示す)として、ブレードと回収スクリュウを組み合わせた構成を用い、図3に示した場合と同様に、中間転写ベルト10上に各作像部で形成された色の画像を重畳転写する構成を用いることも可能である。
図10は、中間転写ベルト10の機能を転写体とするのでなく、転写紙を静電吸着して搬送する部材として用いる構成を示している。
この構成においては、転写紙が中間転写ベルト10に静電吸着されて搬送される過程において各作像部を通過する際に画像の1次転写を受け、転写紙上に各色の画像が重畳転写されて排出される。
【0056】
次に、上述した感光体40および転写ベルト10に関する構成について説明する。
図6は、感光体40の構成を説明するための図であり、同図(A)において、感光体40は、導電性支持体131上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層133が設けられている。この場合、少なくとも感光層表面にはフィラーが含有されてなる。
また、図6(B)に示す構成では、導電性支持体131上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層135と、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層137とが、積層された構成をとっている。この場合、少なくとも電荷輸送層の表面にはフィラーが含有されてなる。
図6(C)に示す構成では、導電性支持体131上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層133が設けられ、更に感光層表面にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層139が設けられてなる。
図6(D)に示す構成では、導電性支持体131上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層135と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層137とが積層された構成をとっており、更に電荷輸送層上にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層139が設けられてなる。
【0057】
導電性支持体131としては、1010 Ω・cm以下の導電性を示すもの、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、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体131として用いることができる。
【0058】
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本発明の導電性支持体131として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズなどの金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体131として良好に用いることができる。
【0059】
本発明における感光層は電荷発生物質を電荷輸送層に分散させた単層型でも、電荷発生層と電荷輸送層を順次積層させた積層型でもよい。
はじめに電荷発生層135と電荷輸送層137を順次積層させた積層型感光体について説明する。
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダ−樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
【0060】
無機系材料には、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−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコンなどが挙げられる。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。
【0061】
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。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−ル系顔料などが挙げられる。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。
電荷発生層に必要に応じて用いられるバインダ−樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカ−ボネ−ト、ポリアリレート、シリコ−ン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラ−ル、ポリビニルホルマ−ル、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾ−ル、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダ−樹脂は、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。また、電荷発生層のバインダー樹脂として、高分子電荷輸送物質を用いることができる。更に、必要に応じて低分子電荷輸送物質を添加してもよい。
【0062】
電荷発生層に併用できる電荷輸送物質には電子輸送物質と正孔輸送物質とがあり、これらは更に低分子型の電荷輸送物質と高分子型の電荷輸送物質がある。以下、本発明では高分子型の電荷輸送物質を高分子電荷輸送物質と称する。
電子輸送物質としては、たとえばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、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。
正孔輸送物質としては、以下に表される電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。たとえば、オキサゾ−ル誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、イミダゾ−ル誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾ−ル誘導体、トリアゾ−ル誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾ−ル誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、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。
また、以下に表される高分子電荷輸送物質を用いることができる。たとえば、ポリ−N−ビニルカルバゾール等のカルバゾ−ル環を有する重合体、特開昭57−78402号公報等に例示されるヒドラゾン構造を有する重合体、特開昭63−285552号公報等に例示されるポリシリレン重合体、特開平7−325409号公報に例示されるトリアリールアミン構造を有する重合体等が挙げられる。これらの高分子電荷輸送物質は、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。
【0063】
電荷発生層は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤が含まれていても良い。
電荷発生層を形成する方法には、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。前者の方法には、真空蒸着法、グロ−放電分解法、イオンプレ−ティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法などが用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。また、キャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダ−樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノンなどの溶媒を用いてボ−ルミル、アトライタ−、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレ−コ−ト法、ビ−ドコ−ト法などを用いて行なうことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.05〜2μmである。
【0064】
次に、電荷輸送層137について説明する。
電荷輸送層は、電荷輸送成分とバインダ−成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送層の膜厚は、10〜100μm程度が適当であり、解像力が要求される場合、10〜30μm程度が適当である。
本実施例においては、バインダー成分として用いることのできる高分子化合物としては、例えば、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
電荷輸送物質として用いることのできる材料は、上述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質および高分子電荷輸送物質が挙げられる。低分子型の電荷輸送物質を用いる場合、この使用量は高分子化合物100重量部に対して20〜200重量部、好ましくは50〜100重量部程度が好ましい。また、高分子電荷輸送物質を用いる場合、電荷輸送成分100重量部に対して樹脂成分が0〜500重量部程度の割合で共重合された材料が好ましく用いられる。
電荷輸送層塗工液を調製する際に使用できる分散溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類等を挙げることができる。
電荷輸送層は後述のフィラー補強電荷輸送層39を設けない場合、少なくとも電荷輸送層の表面部位には、耐摩耗性を向上する目的でフィラ−材料を添加する必要がある。有機性フィラ−材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコ−ン樹脂粉末、a−カ−ボン粉末等が挙げられ、無機性フィラ−材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをド−プした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。これらのフィラーの中で、フィラーの硬度の点から無機材料を用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。特に、シリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。また、これらのフィラ−材料は単独もしくは2種類以上を混合して用いられる。これらのフィラーは塗工液および塗工膜中の分散性向上を目的として、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施されてもよい。
これらのフィラ−材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラ−の一次粒径の平均は、0.01〜0.8μmであることが電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
また、これらのフィラーを電荷輸送層全体に含有させることも可能であるが、露光部電位が高くなるような場合があるため、電荷輸送層の最表面側が最もフィラー濃度が高く、支持体側が低くなるようにフィラー濃度傾斜を設けたり、電荷輸送層を複数層にして、支持体側から表面側に向かい、フィラー濃度を順次高くしたりするような構成にすることが好ましい。
電荷輸送層の表面側に含有される無機フィラー層の膜厚(表面からの深さ)は0.5μm以上であることが好ましく、より好ましくは2μm以上が好ましい。
フィラー補強電荷輸送層39を設ける場合、電荷輸送層37は、電荷輸送成分とバインダ−成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送層の膜厚は、10〜100μm程度が適当であり、解像力が要求される場合、10〜30μm程度が適当である。
この場合の電荷輸送層に用いることのできるバインダー成分は、例えば、前述の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
電荷輸送物質として用いることのできる材料も前述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質および高分子電荷輸送物質が挙げられる。
また、必要により適当な酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質などの低分子化合物およびレベリング剤を添加することもできる。これらの化合物は単独または2種以上の混合物として用いることができる。低分子化合物の使用量は、高分子化合物100重量部に対して0.1〜200重量部、好ましくは、0.1〜30重量部、レベリング剤の使用量は、高分子化合物100重量部に対して0.001〜5重量部程度が適当である。
【0065】
次に、フィラー補強電荷輸送層139について説明する。
本実施例におけるフィラー補強電荷輸送層とは、少なくとも電荷輸送成分とバインダー樹脂成分とフィラーが含まれ、電荷輸送性と機械的耐性を併せ持つ機能層を指す。フィラー補強電荷輸送層は、従来型の電荷輸送層に匹敵する高い電荷移動度を示す特徴を有し、これは表面保護層と区別される。また、フィラー補強電荷輸送層は、積層型感光体における電荷輸送層を2層以上に機能分離した表面層として用いられる。すなわち、この層はフィラーの含まれない電荷輸送層との積層で用いられ、単独で用いられる事が無い。このため、フィラーが添加剤として電荷輸送層中に分散された場合の電荷輸送層の単一層と区別される。
フィラー補強電荷輸送層に用いられるフィラー材料としては、電荷輸送層の説明に挙げたように、無機材料、特にシリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。また、これらのフィラ−材料は単独もしくは2種類以上を混合して用いられる。
これらのフィラーは塗工液および塗工膜中の分散性向上を目的として、前述と同様、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施されてもよい。
これらのフィラ−材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラ−の一次粒径の平均は、0.01〜0.8μmであることが電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
塗工方法としては浸漬法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷法等が採用される。
フィラー補強電荷輸送層の膜厚は0.5μm以上であることが好まく、より好ましくは2μm以上が好ましい。
【0066】
次に感光層が単層構成133の場合について述べる。
単層感光層は、電荷発生物質および電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては、先に電荷輸送層37で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層135で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましく、さらに好ましくは50〜150重量部である。単層感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコートなどで塗工して形成できる。単層感光層の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。
感光層が最表面層になるような構成においては、少なくとも感光層表面にフィラーを含有する必要がある。この場合にも、電荷輸送層の場合と同様に、感光層全体にフィラーを含有することもできるが、フィラー濃度勾配を設けるか、複数層の感光層の構成とし、フィラー濃度を順次変えた構成にすることは有効な手段である。
【0067】
本実施例における感光体40においては、導電性支持体131と感光層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
これらの下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、本発明の下引き層には、Al2O3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物やSiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層の膜厚は0〜20μmが適当であり、好ましくは1〜10μmである。
本実施例においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、電荷発生層、電荷輸送層、下引き層、保護層、中間層等の各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質およびレベリング剤を添加することができる。これらの化合物の代表的な材料を以下に記す。
【0068】
各層に添加できる酸化防止剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)フェノ−ル系化合物
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾ−ル、ブチル化ヒドロキシアニソ−ル、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノ−ル、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノ−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−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−ル類など。
(b)パラフェニレンジアミン類
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。
(c)ハイドロキノン類
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。
(d)有機硫黄化合物類
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネ−ト、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネ−ト、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネ−トなど。(e)有機燐化合物類
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。
各層に添加できる可塑剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)リン酸エステル系可塑剤
リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニルなど。
(b)フタル酸エステル系可塑剤
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチルなど。
(c)芳香族カルボン酸エステル系可塑剤
トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−n−オクチル、オキシ安息香酸オクチルなど。
(d)脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤
アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−n−オクチル、アジピン酸−n−オクチル−n−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−2−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−n−オクチルなど。(e)脂肪酸エステル誘導体
オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリンなど。
(f)オキシ酸エステル系可塑剤
アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチルなど。
(g)エポキシ可塑剤
エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシルなど。
(h)二価アルコールエステル系可塑剤
ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチラートなど。
(i)含塩素可塑剤
塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチルなど。
(j)ポリエステル系可塑剤
ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステルなど。
(k)スルホン酸誘導体
p−トルエンスルホンアミド、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンエチルアミド、o−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−N−エチルアミド、p−トルエンスルホン−N−シクロヘキシルアミドなど。(l)クエン酸誘導体
クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−n−オクチルデシルなど。
(m)その他
ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、2−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチルなど。
各層に添加できる滑剤としては、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)炭化水素系化合物
流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレンなど。
(b)脂肪酸系化合物
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸など。
(c)脂肪酸アミド系化合物
ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミドなど。
(d)エステル系化合物
脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルなど。
(e)アルコール系化合物
セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなど。
(f)金属石けん
ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど。
(g)天然ワックス
カルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボタロウ、モンタンロウなど。
(h)その他
シリコーン化合物、フッ素化合物など。
各層に添加できる紫外線吸収剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)ベンゾフェノン系
2−ヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ4−メトキシベンゾフェノンなど。
(b)サルシレート系
フェニルサルシレート、2,4ジ−t−ブチルフェニル3,5−ジ−t−ブチル4ヒドロキシベンゾエートなど。
(c)ベンゾトリアゾール系
(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ3’−ターシャリブチル5’−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾール
(d)シアノアクリレート系
エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、メチル2−カルボメトキシ3(パラメトキシ)アクリレートなど。
(e)クエンチャー(金属錯塩系)
ニッケル(2,2’チオビス(4−t−オクチル)フェノレート)ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェートなど。
(f)HALS(ヒンダードアミン)
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ〔4,5〕ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなど。
【0069】
次に中間転写ベルト10の構成について説明すると次の通りである。
中間転写ベルト10は、図7に示すように、ベース層10Aを、例えば伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層をつくり、その上に弾性層10Bを設ける。
弾性層10Bは、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで製造され、その弾性層10Bの表面には、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層10Cが被覆されている。
【0070】
このような構成の中間転写ベルトとする理由は次の通りである。
従来から弗素系樹脂,ポリカーボネート樹脂,ポリイミド樹脂等が使用されてきていたが,近年ベルトの全層や,ベルトの一部を弾性部材にした弾性ベルトが使用されてきている。樹脂ベルトを用いたカラー画像の転写は以下の課題がある。
カラー画像は通常4色の着色トナーで形成される。1枚のカラー画像には,1層から4層までのトナー層が形成されている。
トナー層は1次転写(感光体から中間転写ベルトへの転写)や,2次転写(中間転写ベルトからシートへの転写)を通過することで圧力を受け,トナー同士の凝集力が高くなる。トナー同士の凝集力が高くなると文字の中抜けやベタ部画像のエッジ抜けの現象が発生しやすくなる。
樹脂ベルトは硬度が高くトナー層に応じて変形しないため,トナー層を圧縮させやすく文字の中抜け現象が発生しやすくなる。
また,最近はフルカラー画像を様々な用紙,例えば和紙や意図的に凹凸を付けや用紙に画像を形成したいという要求が高くなってきている。しかし,平滑性の悪い用紙は転写時にトナーと空隙が発生しやすく,転写抜けが発生しやすくなる。密着性を高めるために2次転写部の転写圧を高めると,トナー層の凝縮力を高めることになり,上述したような文字の中抜けを発生させることになる。
【0071】
弾性ベルトは次の狙いで使用される。
弾性ベルトは樹脂ベルトより硬度が低いため,転写部でトナー層,平滑性の悪い用紙に対応して変形する。つまり,局部的な凹凸に追従して弾性ベルトは変形するため,過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく,良好な密着性が得られ文字の中抜けの無い,平面性の悪い用紙に対しても均一性の優れた転写画像を得ることができる。
【0072】
弾性ベルトの樹脂はポリカーボネート,フッ素系樹脂(ETFE,PVDF)、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂(シリコーン変性アクリル樹脂,塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂,変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではないことは当然である。
弾性材ゴム、エラストマーとしては、ブチルゴム,フッ素系ゴム,アクリルゴム,EPDM,NBR,アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、リコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー(例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア,ポリエステル系、フッ素樹脂系)等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではないことは当然である。
抵抗値調節用導電剤に特に制限はないが、例えば、以下の成分が用いられる。
カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫,酸化チタン,酸化アンチモン,酸化インジウム,チタン酸カリウム,酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO),酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム,ケイ酸マグネシウム,炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。上記導電剤に限定されるものではないことは当然である。
表層材料に制限はないがして転写ベルト表面へのトナーの付着力を小さくして2次転写性を高めるものが要求される。
たとえばポリウレタン,ポリエステル,エポキシ樹脂等の1種類あるいは2種類以上を使用し表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料,たとえばフッ素樹脂,フッ素化合物,フッ化炭素,2酸化チタン,シリコンカーバイト等の粉体,粒子を1種類あるいは2種類以上または粒径を異ならしたものを分散させ使用することができる。
【0073】
またフッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素リッチな層を形成させ表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。
ベルトの製造方法は限定されるものではないが、一例として次の方法がある。
(α)回転する円筒形の型に材料を流し込みベルトを形成する遠心成型法
(β)表層の薄い膜を形成させるスプレー塗工法
(γ)円筒形の型を材料の溶液の中に浸けて引き上げるディッピング法
(δ)内型,外型の中に注入する注型法
円筒形の型にコンパウンドを巻き付け,加硫研磨を行う方法があるがこれに限定されるものではなく複数の製法を組み合わせてベルトを製造することができるのは当然である。
【0074】
次に本実施例に使用した弾性ベルトの製造方法について説明する。
PVDF(100重量部)に対してカーボンブラック(18重量部)、分散剤(3重量部)、トルエン(400重量部)を均一に分散させた分散液に円筒形の型を浸け10mm/secで静かに引き上げ室温にて乾燥をさせ75μmのPVDFの均一な膜を形成した.75μmの膜が形成されている型を繰り返し上記条件で溶液に円筒形の型を浸け10mm/secで静かに引き上げ室温乾燥させ150μmのPVDFベルトを形成した。
これに,ポリウレタンプレポリマー(100重量部)、硬化剤(イソシアネート)(3重量部)、カーボンブラック(20重量部)、分散剤(3重量部)、MEK(500重量部)を均一分散させた分散液に上記150μmPVDFが形成されている円筒形型を浸け30mm/secで引き上げを行い自然乾燥を行った.乾燥後繰り返しを行い狙いの150μmのウレタンポリマー層を形成させた。
さらに表層用にポリウレタンプレポリマー(100重量部)、硬化剤(イソシアネート)(3重量部)、PTFE微粉末粉体(50重量部)、分散剤(4重量部) MEK(500重量部)を均一分散させた。
上記150μmのウレタンプレポリマーが形成されている円筒形型を浸け30mm/secで引き上げを行い自然乾燥を行った。
乾燥後繰り返しを行い5μmのPTFEが均一に分散されたウレタンポリマーの表層を形成させた。室温で乾燥後130℃,2時間の架橋を行い 樹脂層;150μm,弾性層;150μm,表層;5μmの3層構成転写ベルトを得た。
弾性ベルトとした場合の伸びを防止する方法として,上記実施例のように伸びの少ない芯体樹脂層にゴム層を形成する方法,芯体層に伸びを防止する材料を入れる方法等があるが,特に製法に関わるものではない。
伸びを防止する芯体層を構成する材料は、例えば,綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維,ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維などの無機繊維、鉄繊維、銅繊維などの金属繊維からなる群より選ばれる1種あるいは2種以上を用い織布状あるいは糸状のものができる。もちろん上記材料に限定されるものではない。
糸は1本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。
【0075】
一方、織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり当然導電処理を施すこともできる。
芯体層を設ける製造方法は特に限定されるものではない、例えば筒状に織った織布を金型等に被せ、その上に被覆層を設ける方法、筒状に織った織布を液状ゴム等に浸漬して芯体層の片面あるいは両面に被覆層を設ける方法、糸を金型等に任意のピッチで螺旋状に巻き付け、その上に被覆層を設ける方法等を挙げることができる。
弾性層の厚さは、弾性層の硬度にもよるが、厚すぎると表面の伸縮が大きくなり表層に亀裂の発生しやすくなる。又,伸縮量が大きくなることから画像に伸びちじみが大きくなること等から厚すぎることは好ましくない(およそ1mm以上)。
弾性層の硬度の適正範囲は10≦HS≦65°(JIS−A)である。ベルトの層厚によって最適硬度の調整は必要となる。
硬度10°(JIS−A)より下のものは寸法精度良く成形する事が非常に困難である。これは成型時に収縮・膨張を受け易い事に起因する。また柔らかくする場合には基材へオイル成分を含有させる事が一般的な方法であるが、加圧状態で連続作動させるとオイル成分が滲みだして来るという欠点を有している。これにより中間転写体表面に接触する感光体を汚染し横帯状ムラを発生させる事が分かった。
【0076】
一般的に離型性向上のために表層を設けているが,完全に浸みだし防止効果を与えるためには表層は耐久品質等要求品質の高いものになり,材料の選定,特性等の確保が困難になってくる。
これに対して硬度65°JIS−A以上のものは硬度が上がった分精度良く成形できるのと、オイル含有量を含まない,または少なく抑えることが可能となるので、感光体に対する汚染性は低減可能であるが、文字の中抜け等転写性改善の効果が得られなくなり,ローラへの張架が困難となる。
次に弾性ベルトの製造方法について説明する。
PVDF(100重量部)に対してカーボンブラック(18重量部)、分散剤 (3重量部)、トルエン(400重量部)を均一に分散させた分散液に円筒形の型を浸け10mm/secで静かに引き上げ室温にて乾燥をさせ75μmのPVDFの均一な膜を形成した。
75μmの膜が形成されている型を繰り返し上記条件で溶液に円筒形の型を浸け10mm/secで静かに引き上げ室温乾燥させ150μmのPVDFベルトを形成した。これに,ポリウレタンプレポリマー(100重量部)、硬化剤(イソシアネート)(3重量部)、カーボンブラック(20重量部)、分散剤(3重量部)、MEK(500重量部)を均一分散させた分散液に上記150μmPVDFが形成されている円筒形型を浸け30mm/secで引き上げを行い自然乾燥を行った。乾燥後繰り返しを行い狙いの150μmのウレタンポリマー層を形成させた。
さらに表層用にポリウレタンプレポリマー(100重量部)、硬化剤(イソシアネート)(3重量部)、PTFE微粉末粉体(50重量部)、分散剤(4重量部 )、MEK(500重量部)を均一分散させた。
上記150μmのウレタンプレポリマーが形成されている円筒形型を浸け30mm/secで引き上げを行い自然乾燥を行った.乾燥後繰り返しを行い5μmのPTFEが均一に分散されたウレタンポリマーの表層を形成させた。
室温で乾燥後130℃,2時間の架橋を行い、樹脂層;150μm,弾性層;150μm,表層;5μmの3層構成転写ベルトを得た。
【0077】
次に本実施例において使用するトナーについて説明する。
トナーは、結着樹脂に着色剤、及び、その他必要に応じて、帯電制御剤、離型剤等の他の材料を含有させた母体粒子に、さらに、添加剤等を外添させてなる。
トナーに使用される結着樹脂としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリブチラール、シリコーン樹脂等が挙げられ,これらは、単独あるいは2種類以上組合わせて用いることができ、特に、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂が好ましい。
ここで、ポリエステル樹脂としては、各種のタイプのものが使用できるが、特に、
[1]2価のカルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物のいずれかから選ばれる少なくとも一種、
[2]下記一般式(1)で示されるジオール成分
【0078】
【化1】
【0079】
[3]3価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物、及び、3価以上の多価アルコールのいずれかから選ばれる少なくとも一種
上記[1]〜[3]を反応させてなるポリエステル樹脂であることが好ましい。
ここで、[1]の2価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチル及びジエチルエステル、及び無水フタル酸、無水マレイン酸等があり、特にテレフタル酸、イソフタル酸及びこれらのジメチルエステルが耐ブロッキング性及びコストの点で好ましい。これらの2価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物はトナーの定着性や耐ブロッキング性に大きく影響する。すなわち、縮合度にもよるが、芳香族系のテレフタル酸、イソフタル酸等を多く用いると耐ブロッキング性は向上するが、定着性が低下する。逆に、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸等を多く用いると定着性は向上するが、耐ブロッキング性が低下する。従って、他のモノマー組成や比率、縮合度に合わせてこれらの2価カルボン酸類が適宜選定され、単独又は組み合わせて使用される。
[2]の前記一般式(1)で示されるジオール成分の一例としては、ポリオキシプロピレン−(n)−ポリオキシエチレン−(n′)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられるが、特に、2.1≦n≦2.5であるポリオキシプロピレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン及び2.0≦n≦2.5であるポリオキシエチレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが好ましい。このようなジオール成分は、ガラス転移温度を向上させ、反応を制御し易くするという利点がある。
なお、ジオール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1、3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール等の脂肪族ジオールを使用することも可能である。
[2]の3価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフトレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサトリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチルおよびジエチルエステル等が挙げられる。
また、[3]の3価以上の多価アルコールの一例としては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
ここで、3価以上の多価単量体の配合割合は、単量体組成物全体の1〜30モル%程度が適当である。1モル%以下の時には、トナーの耐オフセット性が低下し、また、耐久性も悪化しやすい。一方、30モル%以上の時には、トナーの定着性が悪化しやすい。
これらの3価以上の多価単量体のうち、特にベンゼントリカルボン酸、これらの酸の無水物又はエステル等のベンゼントリカルボン酸類が好ましい。すなわち、ベンゼントリカルボン酸類を用いることにより、定着性と耐オフセット性の両立を図ることができる。
また、ポリオール樹脂としては、各種のタイプのものが使用できるが、特に、〈1〉エポキシ樹脂と、〈2〉2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物もしくはそのグリシジルエーテルと、〈3〉エポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物と、〈4〉エポキシ基と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物を反応してなるポリオール樹脂を用いることが好ましい。
ここで、〈2〉のエポキシ樹脂は、好ましくはビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールとエピクロロヒドリンを結合して得られたものである。特に、エポキシ樹脂が安定した定着特性や光沢を得るために数平均分子量の相違する少なくとも2種以上のビスフェノールA型エポキシ樹脂で、低分子量成分の数平均分子量が360〜2000であり、高分子量成分の数平均分子量が3000〜10000であることが好ましい。さらに低分子量成分が20〜50重量%、高分子量成分が5〜40重量%であることが好ましい。低分子量成分が多すぎたり、分子量が360よりさらに低分子の場合は、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性がある。また、高分子量成分が多すぎたり、分子量10000よりさらに高分子の場合は、光沢が不足したり、さらには定着性の悪化の可能性がある。
また、〈2〉の化合物としての、2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物としては、以下のものが例示される。即ち、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及びこれらの混合物とビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールとの反応生成物が挙げられる。得られた付加物をエピクロロヒドリンやβ−メチルエピクロロヒドリン等でグリシジル化して用いてもよい。特に下記(II)式で表わされるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のジグリシジルエーテルが好ましい。
【0080】
【化2】
【0081】
また、2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物もしくはそのグリシジルエーテルが、ポリオール樹脂に対して10〜40重量%含まれていることが好ましい。ここで量が少ないとカールが増すなどの不具合が生じ、また、n+mが7以上であったり量が多すぎると、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性がある。
また、〈3〉のエポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物としては、1価フェノール類、2級アミン類、カルボン酸類がある。1価フェノール類としては以下のものが例示される。即ち、フェノール、クレゾール、イソプロピルフェノール、アミノフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、キシレノール、p−クミルフェノール等が挙げられる。2級アミン類としては、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、N−メチル(エチル)ピペラジン、ピペリジン等が挙げられる。また、カルボン酸類としては、プロピオン酸、カプロン酸等が挙げられる。
また、〈4〉のエポキシ基と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物としては、2価フェノール類、多価フェノール類、多価カルボン酸類が挙げられる。2価フェノール類としてはビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールが挙げられる。また、多価フェノール類としてはオルソクレゾールノボラック類、フェノールノボラック類、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1−〔α−メチル−α−(4−ヒドロキシフェニル)エチル〕ベンゼンが例示される。多価カルボン酸類としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸が例示される。
これらのポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、高い架橋密度を持たせると、透明性や光沢度が得られにくくなるため、好ましくは、非架橋もしくは弱い架橋(THF不溶分が5%以下)であることが好ましい。
さらに、これらの結着樹脂の製造法は、特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等のいずれも用いることができる。
【0082】
次に、トナーに用いられる着色剤としては、従来公知の染料及び顔料が使用できる。
黄色系着色剤としては、例えば、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、ベンズイミダゾロンイエロー、イソインドリノンイエロー等が挙げられる。
【0083】
赤色系着色剤としては、例えば、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、ファイヤーレッド、パラクロロ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、FBB)、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−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、オイルオレンジ等が挙げられる。
【0084】
青色系着色剤としては、例えば、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等が挙げられる。
【0085】
黒色系着色剤としては、例えば、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネル ブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物等が挙げられる。
その他の着色剤としては、チタニア、亜鉛華、リトボン、ニグロシン染料、鉄黒等が挙げられる。
これらの着色剤は、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができ、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常1〜30重量部、好ましくは3〜20重量部である。
また、本発明に用いられるトナーには、必要に応じて、帯電制御剤、離型剤等の他の材料を添加することができる。
ここで、帯電制御剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ニグロシン染料、含クロム錯体、第4級アンモニウム塩等が挙げられ、これらはトナー粒子の極性により使い分ける。特に、カラートナーの場合、トナーの色調に影響を与えない無色又は淡色のものが好ましく、例えば、サリチル酸金属塩又はサリチル酸誘導体の金属塩(ボントロンE84、オリエント社製)等が挙げられる。
これらの帯電制御剤は、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができ、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常0.5〜8重量部、好ましくは1〜5重量部である。
【0086】
また、定着時における定着部材からのトナーの離型性を向上させ、またトナーの定着性を向上させるために、離型剤をトナー中に含有させることも可能である。
ここで、離型剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックス、密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックス等が挙げられる。
これらの離型剤は、単独あるいは2種類以上組合わせて用いることができるが、特にカルナウバワックスを使用することにより良好な離型性を得ることができる。
又、離型剤の含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常1〜15重量部、好ましくは、2〜10重量部である。1重量部以下ではオフセット防止効果等が不十分であり、15重量部以上では転写性、耐久性等が低下する。
【0087】
さらに、本発明に用いられるトナーは、磁性体を含有させ、磁性トナーとして用いることもできる。
具体的な磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、コバルト、ニッケルのような金属、あるいはこれら金属とアルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金およびその混合物等が挙げられる。
これらの磁性体は平均粒径が0.1〜2μm程度のものが好ましく、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常20〜200重量部、好ましくは40〜150重量部である。
【0088】
次に、トナーの製造例について説明する。
<トナーの製造例>
結着樹脂
ポリエステル樹脂(テレフタル酸、フマル酸、ポリオキシプロピレン−(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、トリメリット酸から合成されたポリエステル樹脂、Tg:62℃、軟化点:106℃)・・100部
着色剤
イエロートナー用顔料(ジスアゾイエロー顔料:C.I.Pigment Yellow 17)・・・7.0部
マゼンタトナー用顔料(キナクリドン系マゼンタ顔料:C.I.Pigment Red 122)・・・7.0部
シアントナー用顔料(銅フタロシアニンブルー顔料:C.I.Pigment Blue 15:3)・・・3.5部
ブラックトナー用顔料(カーボンブラック:C.I.Pigment Black 7)・・・6.0部
帯電制御剤
サリチル酸誘導体亜鉛塩・・・2.5部
離型剤
カルナウバワックス(融点:85℃)・・・5部
上記原材料を、ヘンシェルミキサーにて混合したのち、110℃に設定した2軸混練機にて溶融混練した。混練物を水冷後、カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて母体粒子を得た。
更に、
上記母体粒子・・・100部
添加剤
シリカ(ヘキサメチルジシラザン表面処理品、平均一次粒子径:0.01μm)・・・0.8部
チタニア(イソブチルトリメトキシシラン表面処理品、平均一次粒子径:0.015μm)・・・1.0部
をヘンシェルミキサーにて混合を行い、その後、さらに目開き100μmの篩により風篩を行い、製造例のトナー(重量平均径:6.8μm)を得た。
ここで、トナーの粒度分布は種々の方法で測定可能であるが、本例においてはコールターマルチサイザーを用いて行なった。即ち、測定装置としてはコールターマルチサイザーIIe型(コールター社製)を用い、個数分布,体積分布を出力するインターフェイス(日科機社製)及びパーソナルコンピューターを接続し、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製した。
測定法としては、前記電解水溶液100〜150ml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フォン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加え、超音波分散器で約1〜3分の分散処理を行った。さらに、別のビーカーに電解水溶液100〜200mlを入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、前記コールターマルチサイザーIIe型によりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用い、50,000個の粒子の平均を測定することにより行った。
<キャリアの製造例>
芯材
Cu−Znフェライト粒子(重量平均径:45μm)・・・5000部
コート材
トルエン・・・50部
シリコーン樹脂SR2400(東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分50%)・・・450部
アミノシランSH6020(東レ・ダウコーニング・シリコーン製)・10部
カーボンブラック・・・10部
上記コート材を10分間スターラーで分散してコート液を調整し、このコート液と芯材を流動床内に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置に投入して、当該コート液を芯材上に塗布した。
さらに、得られたキャリアを電気炉で250℃で2時間焼成を行い、製造例のキャリア(膜厚:0.5μm)を得た。
<現像剤の製造例>
上記製造例のトナー5部と、上記製造例のキャリア95部をターブラーミキサーで混合し、現像剤を得た。
【0089】
<感光体の製造例>
次に、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
φ30mmアルミニウムドラム上に、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、塗布乾燥することにより、3.5μmの下引き層、0.2μmの電荷発生層、28μmの電荷輸送層を形成した。その上に下記の無機フィラー塗工液をジルコニアビーズを用いてペイントシェーカーで2時間粉砕(塊砕)して塗工液とした。この液をスプレーで塗工して1.5μmのフィラー補強電荷輸送層を設け本発明の電子写真感光体を得た。
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307−60−EL,大日本インキ化学工業製)・・・・・・・6重量部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60,大日本インキ化学工業製)・・・・・・・4重量部
酸化チタン(CR−EL 石原産業社製)・・・40重量部
メチルエチルケトン・・・200重量部
〔電荷発生層用塗工液〕
オキソチタニウムフタロシアニン顔料・・・2重量部
ポリビニルブチラール(UCC:XYHL)・・・0.2重量部
テトラヒドロフラン・・・50重量部
〔電荷輸送層用塗工液〕
ポリカーボネート樹脂(Zポリカ、粘度平均分子量;5万、帝人化成社製)・・・・12重量部
下記構造の低分子電荷輸送物質・・・10重量部
【0090】
【化3】
【0091】
テトラヒドロフラン・・・100重量部
1%シリコーンオイル(KF50−100CS信越化学工業社製)テトラヒドロフラン溶液・・・1重量部
〔フィラー補強電荷輸送層用塗工液〕
ポリカーボネート樹脂(Zポリカ、粘度平均分子量;5万、帝人化成社製)・・・4重量部
下記構造の低分子電荷輸送物質・・・3重量部
【0092】
【化4】
【0093】
α−アルミナ(スミコランダムAA−03、住友化学工業社製)・・・0.7重量部
シクロヘキサノン・・・280重量部
テトラヒドロフラン・・・80重量部
【0094】
次に、本発明に用いられるトナーの製造例の一例を以下に述べる。
「1」前述した結着樹脂、着色剤、又は必要に応じて帯電制御剤、離型剤、磁性体等をヘンシェルミキサーの如き混合機により十分に混合する。
「2」バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製KTK型2軸押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機や、連続式の1軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等の熱混練機を用いて構成材料を十分に混練する。
「3」 混練物を冷却後、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級し、母体粒子を得る。
【0095】
また、その他の製造法として、重合法、カプセル法等を用いることも可能である。これらの製造法の概略を以下に述べる。
(重合法)
(1)重合性モノマー、必要に応じて重合開始剤、着色剤等を水性分散媒中で造粒する。
(2)造粒されたモノマー組成物粒子を適当な粒子径に分級する。
(3)上記分級により得た規定内粒径のモノマー組成物粒子を重合させる。
(4)適当な処理をして分散剤を取り除いた後、上記により得た重合生成物をろ過、水洗、乾燥して母体粒子を得る。
【0096】
(カプセル法)
(1)樹脂、必要に応じて着色剤等を混練機等で混練し、溶融状態のトナー芯材を得る。
(2)トナー芯材を水中に入れて強く撹拌し、微粒子状の芯材を作成する。
(3)シェル材溶液中に上記芯材微粒子を入れ、撹拌しながら、貧溶媒を滴下し、芯材表面をシェル材で覆うことによりカプセル化する。
(4)上記により得たカプセルをろ過後、乾燥して母体粒子を得る。
次いで、該母体粒子と添加剤をヘンシェルミキサー(三井三池社製)、メカノフュージョンシステム(細川ミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社製)等の混合機により十分混合し、必要に応じて、150μm程度以下の目開きの篩を通過させ、凝集物や粗大粒子等の除去を行う。
【0097】
ここで、添加剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、Si,Ti,Al,Mg,Ca,Sr,Ba,In,Ga,Ni,Mn,W,Fe,Co,Zn,Cr,Mo,Cu,Ag,V,Zr等の酸化物や複合酸化物等が挙げられ、特にSi,Ti,Alの酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナが好適に用いられる。
【0098】
また、このときの添加剤の添加量は、母体粒子100重量部に対して、0.6〜4.0重量部であることが好ましく、特に好ましくは、1.0〜3.6重量部である。
添加剤の添加量が、0.6重量部未満であると、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られず、また、転写性や耐熱保存性も不十分となり、また、地汚れやトナー飛散の原因にもなりやすい。
また、4.0重量部より多いと、流動性は向上するものの、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体等へのフィルミングが生じやすくなり、クリーニングブレードや感光体等の耐久性が低下し、定着性も悪化する。
【0099】
ここで、添加剤の含有量の測定には種々の方法があるが、蛍光X線分析法で求めるのが一般的である。すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、蛍光X線分析法で検量線を作成し、この検量線を用いて、添加剤の含有量を求めることができる。
さらに、添加剤は、必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の目的で、表面処理を施されていることが好ましい。
【0100】
表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物等が好ましく、例えば、メチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等が挙げられる。
【0101】
又、処理方法としては、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を浸積し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥させる方法等があるが、本発明においては、いずれの方法も好適に用いることができる。
さらに、母体粒子に添加される添加剤の粒径は、流動性付与等の点から、平均一次粒子径で0.002〜0.2μmであることが好ましく、特に好ましくは、0.005〜0.05μmである。
平均一次粒子径が0.002μmより小さい添加剤は、母体粒子表面に添加剤が埋め込まれやすくなるため、凝集を生じやすく、又、流動性も十分に得られない。さらに、感光体等へのフィルミングも発生しやすくなり、これらの傾向は特に高温高湿下において顕著である。加えて、平均一次粒子径が0.002μmより小さいと、どうしても添加剤同士の凝集が生じやすくなるため、これによっても、十分な流動性が得られにくくなる。
【0102】
平均一次粒子径が0.2μmより大きい添加剤は、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られず、地汚れやトナー飛散の原因になりやすい。又、平均一次粒子径が0.1μmより大きい添加剤は、感光体表面を傷つけやすく、フィルミング等の原因にもなりやすい。
なお、添加剤の粒径は、透過型電子顕微鏡により測定して求めることができる。
【0103】
本実施例に用いられるトナーには、前記の添加剤の他に、さらに他の添加剤を添加させることもできる。このような添加剤としては、例えば、滑剤として、テフロン(登録商標)、ステアリン酸亜鉛及びポリ弗化ビニリデン等が、研磨剤として、酸化セリウム、炭化ケイ素及びチタン酸ストロンチウム等が、導電性付与材として、酸化亜鉛、酸化アンチモン及び酸化スズ等が、それぞれ挙げられる。
また、本実施例に用いられるトナーの粒径は、重量平均径で4〜9μmであることが好ましく、特に好ましくは、5〜8μmである。
ここで、4μmよりも小粒径の場合には、現像時に地汚れやトナー飛散等が生じたり、流動性を悪化させトナーの補給やクリーニング性等を阻害する場合がある。また、8μmよりも大粒径の場合には、画像中のチリや、解像性の悪化等が問題となる場合があり、特に、カラー画像の場合においては、その影響が大きい。
【0104】
本実施例に用いられるトナーは、一成分トナー及び二成分トナーの双方に適用可能である。二成分トナーの場合にはキャリアと混合されて二成分現像剤として使用される。
キャリアとしては、従来公知のものが使用でき、例えば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、及び、ガラスビーズ等が挙げられ、特に、これらの表面を樹脂等で被覆することが好ましい。
この場合、使用される樹脂としては、ポリフッ化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
この樹脂層の形成法としては、従来と同様、キャリアの表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
なお、樹脂の使用量としては、通常キャリア100重量部に対して1〜10重量部が好ましい。
【0105】
樹脂の膜厚としては、0.02〜2μmであることが好ましく、特に好ましくは0.05〜1μm、更に好ましくは、0.1〜0.6μmであり、膜厚が厚いとキャリア及び現像剤の流動性が低下する傾向にあり、膜厚が薄いと経時での膜削れ等の影響を受けやすい傾向にある。
ここで、これらのキャリアの平均粒径は通常10〜100μm、好ましくは30〜60μmである。
さらに、トナーとキャリアとの混合割合は、一般にキャリア100重量部に対しトナー0.5〜7.0重量部程度が適当である。
【0106】
以上のような構成を対象として本実施例に用いられる特徴部を説明すると次の通りである。
本実施例の特徴は、帯電装置に用いられる帯電部材を清浄化するために用いるクリーニングパッドに潤滑剤を含有させた点にある。
以下、図11以降の図において、帯電装置60に用いられる帯電部材であるチャージャーワイヤー60Aのクリーニング装置214について説明する。
【0107】
図11は、ワイヤークリーニング装置214の構成を示す図であり、(A)は、チャージワイヤー60Aの延長方向での断面を、そして(B)は、後述するクリーニングパッド支持体の断面図をそれぞれ示している。
図11においてワイヤークリーニング装置214は、チャージャーワイヤー60Aの延長方向両端を張架支持するためにチャージャーワイヤー60Aの延長方向両端に位置するエンドブロック15を備えている。
エンドブロック215は、チャージャーワイヤー60Aの延長方向両端に位置してチャージャーワイヤー60Aと結合されている電極216,217と、チャージャーワイヤー60Aの上方に配置されている駆動ネジ218とを備えている。
駆動ネジ218は、軸方向両端がエンドブロック215の垂直片215Aに挿通されて回転自在に支持されており、軸方向の動きは止め輪219によって規制されている。
【0108】
駆動ネジ218の軸方向の一方端にはエンドブロック215に搭載されている駆動モータ220の回転力を伝達するための弾性体からなる伝達部材221の一端が連結されている。
伝達部材221は、図11(A)において側面視形状がチャンネル状とされた部材であり、駆動モータ220の回転方向に応じて駆動ネジ218を同方向に回転駆動することができる。
【0109】
駆動ネジ218には、クリーニングパッド支持体222を懸垂支持している雌ねじ部材223が噛み合っている。
雌ねじ部材223には、図11(B)に示すように、帯電装置214のシールドケース214Aに形成されている開口214B(図13参照)の縁部(以下、便宜上、開口縁という)に嵌合して摺動可能な摺動片部2260Aが形成されており、開口縁を回り止め部として用いることにより駆動ネジ218の軸方向にのみ移動することができる。
【0110】
雌ねじ部材223の下周面には垂下するロッド部材223Bが一体化されており、ロッド部材223Bにはクリーニングパッド支持体222が挿嵌されている。
クリーニングパッド支持体222は、雌ねじ部材223のロッド部材223Bに挿嵌されて止め輪224により抜け止めされることにより、水平面内で揺動できる状態で雌ねじ部材223に懸垂支持されている。
図11(B)において、クリーニングパッド支持体222には、駆動ネジ218をはさんで雌ねじ部材223に有する摺動片部2260Aと反対側に側方へ張り出した係合片222Aが設けられており、係合片222Aは、図14に示すように、シールドケース214Aに形成されているガイド部214Bに衝合できるようになっている。
【0111】
クリーニングパッド支持体222の下面には、図12に示す配置関係を設定されて一対のクリーニングパッド225が設けられている。
図12においてクリーニングパッド225は、本実施例の場合、クリーニングパッド25の特性として、粒径が10〜40μm程度のアルミナ粉やセラミック粉あるいはシリカ粉などの研磨剤を含まないフェルトなどの弾性体からなる不織布が用いられており、潤滑剤が含有されてクリーニングパッド支持体222の下面で対角線の一方両端に配置されている。
【0112】
クリーニングパッド225に含有された潤滑剤としては、フッ素系固形潤滑剤が用いられ、その粒径がチャージャーワイヤー60Aの線径よりも小さく設定されている。これにより、チャージャーワイヤー60Aの使用初期時には、チャージャーワイヤー60Aの表面に付着してクリーニングパッド225との間の摩擦抵抗を低減するとともに、チャージャーワイヤー225の表面に付着したトナーや埃の分離性を向上させる。
【0113】
クリーニングパッド支持体2の下面での配置関係によりクリーニングパッド25は、雌ねじ部材223のロッド部材223Bを支点として揺動する向きによって、図12(A)に示すように、チャージャーワイヤー60Aに当接する状態と、図12(B)に示すようにチャージャーワイヤー60Aから離れる状態とが選択できるようになっている。
【0114】
クリーニングパッド支持体222の揺動方向を設定するために設けられているシールドケース14Aの開口214Bには、図13に示すように、クリーニングパッド支持体222の係合片22Aが衝合することによりクリーニングパッド支持体222を揺動変位させることができる段部214B1,214B2が設けられている。
【0115】
エンドブロック215に当接している位置から駆動ネジ218の回転方向に応じた移動方向が設定されるクリーニングパッド支持体222は、図13(A)に示すエンドブロック215との当接位置から下方に向けて移動する際に係合片22Aが段部14B1に衝合すると反時計方向に揺動し、図13(B)に示すように、エンドブロック215との当接位置から上方に向けて移動する際に係合片22Aが段部14B2に衝合すると時計方向に揺動することができる。
本実施例では、図3において説明したように、図13(A)に示すクリーニングパッド支持体222の揺動方向においてクリーニングパッド25がチャージャーワイヤー60Aに当接してクリーニングすることができ、図13(B)に示すクリーニングパッド支持体222の揺動方向においてクリーニングパッド25がチャージャーワイヤー60Aから離れるようになっている。
【0116】
本実施例においては、ワイヤー用クリーニング装置214が画像形成処理終了時などのように予め設定されている時期に動作を開始する。
駆動モータ220は、正逆回転可能なDCモータが用いられ、クリーニングパッド支持体222を1往復させることができる1回の回転量が設定されている。
駆動モータ220の駆動により駆動ネジ218の回転を介してチャージャーワイヤー60Aの延長方向に移動することができるクリーニングパッド支持体222は、駆動モータ220の回転時間(回転数)を予め規定されることによりエンドブロック25に当接する位置に停止して待機可能とされているが、エンドブロック25に当接した際のネジの締まりすぎを防止するために、回転時間をエンドブロック25間で移動させるに必要な最低限の値に設定してある。
【0117】
本実施例では、駆動モータ220がDCモータを用いて減速比を設定して駆動ネジ218を駆動するようになっているので、駆動系での回転慣性エネルギーは駆動モータ220の出力軸までが殆どを占めることになり、エンドブロック25にクリーニングパッド支持体222が当接した時点での駆動系での運動エネルギーを他の部分に蓄えるかあるいは放出することにより雌ねじ部材223が締まり過ぎるのを防止することができる。また、駆動モータ220として、パルスモータなどを使用することも可能であり、この場合には、待機しているクリーニングパッド支持体222を1/2往復させるに必要な回転量がえら得るパルス数を予め設定しておくことで規定位置に停止させてネジの締まり過ぎを防止することができる。
【0118】
図13に示すワイヤークリーニング装置214は、チャージャーワイヤー60Aのクリーニングが開始されるまでの間、エンドブロック225にクリーニングパッド支持体222が当接して待機させてある。
【0119】
チャージャーワイヤー60Aのクリーニング時には、駆動モータ220が駆動されることにより雄ネジ218が回転し、雌ねじ部材223を介してクリーニングパッド支持体222をチャージャーワイヤー60Aの延長方向に移動させる。
クリーニングパッド部材222の移動時には、係合片222Bがシールドケース14Aの開口214Bに有する段部214B1,214B2に衝合した際の揺動方向により、図13に示したように、クリーニングパッド225がチャージャーワイヤー60Aに当接してチャージャーワイヤー60Aをクリーニングしながら移動する場合とチャージャーワイヤー60Aから離れて移動する場合とが1往復する間に設定される。
【0120】
本実施例では、クリーニングパッド25が研磨剤を含まない構成とされていることから、チャージャーワイヤー60Aに当接しながら摺擦することにより付着物を除去する際にチャージャーワイヤー60Aの表面を削り取ることがない。これにより、チャージャーワイヤー60Aの表面にミクロン単位の微小な凹凸状の傷を付けることがないので、その傷を核として浮遊するトナーや埃を付着させるようなことがない。
【0121】
一方、クリーニングパッド225の使用初期時には、含有されている潤滑剤がチャージャーワイヤー60Aの表面に付着することにより、クリーニングパッド225の表面が潤滑剤により保護されることになる。これにより、チャージャーワイヤー60Aの表面に付着したトナーや埃は剥離しやすい状態とされると共に、クリーニングパッド225の摺動時に摺擦抵抗が増加するのを抑えられてチャージャーワイヤー60Aの表面に摺擦傷が付くのを防止されることになる。
しかも、経時においては、クリーニングパッド225に含まれている潤滑剤が少なくなっているので、チャージャーワイヤー60Aの表面へのトナーや埃の付着が増えてくるが、クリーニングパッド225に掻き取られやすくなることで容易に除去されることになる。
【符号の説明】
【0122】
60 帯電装置
60A チャージャーワイヤー
214 ワイヤークリーニング装置
225 クリーニングパッド
601 カラー複写機
【先行技術文献】
【特許文献】
【0123】
【特許文献1】特開昭63−149668号公報
【特許文献2】特開昭27−46265号公報
【特許文献3】特開平5−45724号公報
【特許文献4】特開2008-275895号公報
【技術分野】
【0001】
本発明は、帯電装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、帯電に用いる電極のクリーニング機構に関する。
【背景技術】
【0002】
複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置や印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像を現像装置により可視像処理し、可視像をシートなどに転写することにより記録出力を得ることができる。
【0003】
可視像処理を得るために用いられる現像剤には、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤およびキャリアを含まない一成分系現像剤が知られている。
現像剤に用いられるトナーの粒径に関しては、近年、高画質に対する要望に応えるために小粒径化する傾向にある。特に、デジタル処理により潜像がドット化されているような場合には、ドットの再現性や鮮鋭度を得ることが重要となることを考慮して、小粒径のトナーが用いられることが多い。
【0004】
例えば、5μm以下の平均粒径を有することは高精細、高解像度を得るうえで必須条件であり、この粒径のトナーが潜像の現像時に供給されると潜像に忠実、つまり画像流れや潰れがなく潜像からのはみ出すこともない再現性に優れた画像を得ることができる。
【0005】
ところで、可視像処理されたトナー像には、エッジ効果現象を生じる場合がある。このような現象を解決するには、現像剤中で上述した平均粒径を有するトナーの含有率60〜80%に設定することで可能となり、これにより、高精細および高解像度の画質を得られる反面、次のような新たな問題が発生する。
【0006】
つまり、転写工程後に感光体表面から残留トナーを除去した後に実行される転写工程において十分な帯電特性を設定することができなくなる虞がある。この理由は次の通りである。
転写工程後には感光体表面に残留するトナーを掻き取って除去するクリーニング行程が実施されるが、トナーの小粒径化に伴い、掻き取りに用いられるブレードと感光体表面との対向状態によっては残留トナーの一部が掻き取られないままとなることがある。このため、掻き取られなかったトナーが徐々に堆積してしまうと、帯電装置の汚損が生じやすくなり、これにより帯電装置による正常な帯電が阻害されてしまう。
【0007】
一方、転写工程に用いられる装置の構成としては、感光体に近接若しくは当接する帯電部材を設けて電荷注入あるいは微小間隙による気中放電を行う接触帯電方式がある。この方式では、電荷注入および気中放電のいずれにおいてもほぼ感光体にローラあるいはブラシ等を用いた帯電部材が当接した状態で帯電する構成が知られている(例えば、特許文献1,2,3)。
上記特許文献に開示された構成では、感光体表面に残留するトナーが多くなると、帯電装置と感光体との接触位置内にトナーが侵入して感光体に対する帯電装置側の接触条件を変化させてしまい、電化注入範囲の変化や放電ムラなどが発生し、所定の帯電特性を維持することができなくなる。
【0008】
そこで、感光体表面に当接するローラの場合を対象として、その表面をクリーニングする構成が提案されている(例えば、特許文献4)。
しかし、上記公報に開示されているような構成とした場合、本来、帯電のみを機能として備えた帯電装置に対して異なる機能であるクリーニング装置を敢えて装備することになり、構成の複雑化やコスト上昇を招く。
【0009】
一方、クリーニング行程ではトナーの掻き取りと共に感光体表面に残留する電化を除去する除電行程が実施される場合があるが、感光体のクリーニング行程において除去しきれなかったトナーが残っていると、除電により感光体への付着力が弱められていることから感光体の移動時に発生する例えば遠心力や機内気流によって感光体から周辺部に飛散し、飛散したトナーやあるいは埃が帯電装置内に進入して帯電部材に付着することがある。
【0010】
帯電部材の一つとして、上述したローラ等のような接触する構成に代えてワイヤーを用いて非接触放電が行える構成を用いる場合がある。ワイヤーは、素材を引き抜くことにより帯電ワイヤーとして製造されるが、製造過程で表面にミクロン単位の微小な凹凸(加工傷やマイクロクラック)が生じていると、その部分にトナーや埃が捉えられやすくなり、付着しやすくなる。特に、この傾向はタングステンを帯電ワイヤーとして用いる場合に顕著である。このように帯電部材として用いられる素材に原因したトナーや埃の付着により上述した帯電ムラが発生してしまうことになる。
【0011】
帯電部材をワイヤー、特にタングステンワイヤーで構成した場合には、小径化することにより放電電圧を低くすることが可能となり、初期の放電電圧が低いことにより経時でワイヤーへの付着物の増加に応じて帯電電圧が上昇した場合でも部分的あるいは突発的なアーク放電(リーク)が発生しにくいという利点がある。
しかし、小径化した場合の強度に問題が残ることになる。そこで、帯電ワイヤーを太くした場合には放電電圧が高まり、部分的あるいは突発的な放電(リーク)が発生しやすくなる。
【0012】
帯電部材としてワイヤーを用いた場合には、その製造過程での表面状態あるいは寸法的な設定においてトナーや埃の付着は否めないことを考慮して、付着したトナーや埃を強制的に除去しておくことが考えられる。この方法としては、帯電ワイヤー表面を摺擦することでクリーニングして、ワイヤー表面に付着しているトナーや埃を除去する方法がある(例えば、特許文献4)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
ワイヤー表面をクリーニング部材により摺擦する構成では、クリーニング時に帯電ワイヤー表面を摺擦する際に微小な凹凸(傷)を発生させてしまう虞がある。特に、高精細、高解像度を得るためのトナーの特性として挙げられる体積平均粒径が、5〜10μm、その粒径以下のトナーが60〜80個数%を含ませたような場合には、クリーニング時に発生した微小な凹凸内にトナーが埋め込まれてしまい、これを核として飛散あるいは浮遊しているトナーや埃が付着しやすくなり、これにより、経時での帯電ムラやアーク放電を引き起こす虞がある。
【0014】
特に、トナーや埃の付着が比較的少ない時期である使用開始初期時においては、クリーニング部材が直接ワイヤー表面を摺擦する機会が多くなることから、上述した凹凸(傷)の発生機会が多くなる虞がある。
【0015】
本発明の目的は、上記従来の帯電装置、特に帯電部材としてワイヤーを用いる構成を備えた帯電装置における問題に鑑み、使用されるワイヤーへの傷の発生を抑制してワイヤーの劣化を防止することにより、経時での帯電ムラやアーク放電を引き起こすことが防止できる構成を備えた帯電装置および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0016】
この目的を達成するため、本発明は、
潜像担持体表面を均一帯電する帯電部材の表面を清浄化するクリーニング装置を備えた帯電装置であって、
前記クリーニング装置には、前記帯電部材の延長方向に沿って該帯電部材の表面を摺擦するクリーニングパッドが設けられ、
該クリーニングパッドには、潤滑剤が含有されていることを特徴とする帯電装置である。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、帯電部材の表面を摺擦するクリーニングパッドに潤滑剤が含有されているので、帯電装置の使用開始初期時には帯電部材表面が潤滑剤により保護される。これにより、トナーや埃の付着が抑制されると共に付着した際の剥離性が向上されるので、クリーニングパッドによる摺擦時には摺動抵抗が小さい状態でそれら異物の除去が可能となる。この結果、帯電部材の表面に対するクリーニングパッドの摺擦による傷つけが防止されることになる。
一方、経時においては、帯電部材表面での潤滑剤の量が少なくなるのに応じてトナーや埃が帯電部材表面に付着しやすくなるが、この場合にはクリーニングパッドにより除去される。
従って、クリーニングパッドの使用開始初期時から経時に亘ってクリーニングパッドが帯電部材表面を直接摺擦する機会が少なくされることによって、帯電部材表面での傷の発生機会を少なくすることができる。この結果、傷の発生によって生じる経時での帯電ムラやアーク放電を防止して異常画像の発生が防がれることになる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】画像形成装置の実施例に関する実施例を説明するための図である。
【図2】図1に示した画像形成装置に用いられる作像部の構成を説明するための図である。
【図3】図1に示した画像形成装置における作像部と転写装置との構成を説明するための図である。
【図4】図2に示した作像部に用いられる現像装置の分解斜視図である。
【図5】図4に示した現像装置に用いられるトナーリサイクル装置の分解斜視図である。
【図6】画像形成装置に用いられる感光体の構成を説明するための図である。
【図7】画像形成装置に用いられる中間転写ベルトの構成を説明するための図である。
【図8】図3に示した転写装置に用いられる中間転写ベルトのクリーニング機構を説明するための図である。
【図9】図3に示した作像部と転写装置とを対象とした転写工程の一例を実行するための構成を説明するための図である。
【図10】図10に示した転写工程の他の例を実行するための構成を説明するための図である。
【図11】帯電装置に関する実施例を説明するための図である。
【図12】図11に示した帯電装置に用いられるクリーニング装置に装備されているクリーニングパッドの動作を説明するための図である。
【図13】図12に示した帯電装置に装備されているクリーニング装置の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図示実施例に基づき本発明を説明する。
帯電装置の詳細を説明する前に、帯電装置の実施例が適用される画像形成装置を説明すると次の通りである。
図1は、画像形成装置の一つであるカラー複写機601を示している。
複写機601は、プリンタ100と給紙部200とからなる画像形成手段と、スキャナ300と、ADF(自動原稿供給装置)400とを備えている。
スキャナ300はプリンタ100上に取り付けられ、スキャナ300の上にADF400が取り付けられている。
スキャナ300は、コンタクトガラス32上に載置された原稿の画像情報を読取センサ(本実施例ではCCD)36で読み取り、読み取った画像情報をエンジン制御部(図示されず)に送るようになっている。
エンジン制御部では、スキャナ300から受け取った画像情報に基づき、プリンタ100の露光装置21内に配設された図示しないレーザやLED等を制御してドラム状の4つの感光体40(図3においてK,Y,M,Cを付した部材)に向けてレーザ書き込み光L(図2参照)を照射させる。
この照射により、感光体40(K,Y,M,C)の表面には静電潜像が形成され、この潜像は、所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。なお、符号の後に付されたK,Y,M,Cという添字は、ブラック,イエロー,マゼン
タ,シアン用の仕様であることを示している。
【0020】
プリンタ100は、露光手段である露光装置21の他に、転写手段である1次転写ローラ62(K,Y,M,C)および2次転写装置22,定着装置25,排紙装置,図示しないトナー供給装置,トナー廃棄装置等も備えている。
給紙部200は、プリンタ100の下方に配設された自動給紙部と、プリンタ100の側面に配設された手差し部とを有している。そして、自動給紙部は、ペーパーバンク43内に多段に配設された3つの給紙カセット44,給紙カセットから記録体たる転写紙を繰り出す給紙ローラ42,繰り出した転写紙を分離して給紙路46に送り出す分離ローラ45等を有している。また、プリンタ100の給紙路48に転写紙を搬送する搬送ローラ47等も有している。
【0021】
一方、手差し部は、手差しトレイ51,手差しトレイ51上の転写紙を手差し給紙路53に向けて一枚ずつ分離する分離ローラ52等を有している。
プリンタ100の給紙路48の末端付近には、レジストローラ対49が配設されている。このレジストローラ対49は、給紙カセット44や手差しトレイ51から送られてくる転写紙を受け入れた後、所定のタイミングで中間転写体たる中間転写ベルト10と2次転写装置22との間に形成される2次転写ニップに送る。
【0022】
カラー複写機601において、操作者は、カラー画像のコピーをとるとき、ADF400の原稿台30上に原稿をセットする。あるいは、ADF400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットした後、ADF400を閉じて原稿を押える。そして、図示しないスタートスイッチを押す。すると、ADF400に原稿がセットされている場合には原稿がコンタクトガラス32上に搬送された後に、コンタクトガラス32上に原稿がセットされている場合には直ちに、スキャナ300が駆動を開始する。
スキャナ300の始動時には、第1キャリッジ33及び第2キャリッジ34が走行し、第1キャリッジ33の光源から発せられる光が原稿面で反射した後、第2キャリッジ34に向かう。更に、第2キャリッジ34のミラーで反射してから結像レンズ35を経由して読取りセンサ36に至り、画像情報として読み取られる。
【0023】
このようにして画像情報が読み取られると、プリンタ100は、図示しない駆動モータで支持ローラ14,15,16の1つを回転駆動させながら他の2つの支持ローラを従動回転させる。そして、これらローラに張架される、中間転写体である中間転写ベルト10を無端移動させる。
更に、上述のようなレーザ書き込みや、後述する現像プロセスを実施する。そして、感光体40(K,Y,M,C)を回転させながら、それらに、ブラック,イエロー,マゼンタ,シアンの単色画像を形成する。これらは、感光体40(K,Y,M,C)と、中間転写ベルト10とが当接するK,Y,M,C用の1次転写ニップで順次重ね合わせて静電転写されて4色重ね合わせトナー像になる。感光体40(K,Y,M,C)上にトナー像を形成する。
【0024】
一方、給紙部200は、画像情報に応じたサイズの転写紙を給紙すべく、3つの給紙ローラのうちの何れか1つを作動させて、転写紙をプリンタ100の給紙路48に導く。
給紙路48内に進入した、用紙である転写紙は、レジストローラ対49に挟み込まれて一旦停止した後、タイミングを合わせて、中間転写ベルト10と2次転写装置22の2次転写ローラ23との当接部である2次転写ニップに送り込まれる。
2次転写ニップにおいて、中間転写ベルト10上の4色重ね合わせトナー像と、転写紙とが同期して密着し、ニップに形成されている転写用電界やニップ圧などの影響によって4色重ね合わせトナー像が転写紙上に2次転写され、紙の白色と相まってフルカラー画像となる。
【0025】
2次転写ニップを通過した転写紙は、2次転写装置22の搬送ベルト24の無端移動によって定着装置25に送り込まれる。そして、定着装置25の加圧ローラ27による加圧力と、加熱ベルトによる加熱との作用によってフルカラー画像が定着せしめられた後、排出ローラ56を経てプリンタ100の側面に設けられた排紙トレイ57上に排出される。
【0026】
図2には、中間転写ベルト10の展張面に沿って並置された作像部に用いられる4つのプロセスユニット18(K,Y,M,C)を対象として、共通のユニット構成を拡大して示されている。
すなわち、4つのプロセスユニット18(K,Y,M,C)はそれぞれ、図2に示すように、プロセスユニット18は、感光体40の周りに、帯電手段としての帯電装置60,現像手段である現像装置61,1次転写手段としての1次転写ローラ62,感光体クリーニング装置63,除電装置64等を備えている。
【0027】
感光体40としては、後で詳細な構成について説明するが、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。
【0028】
帯電装置60としては、詳細が図11以降の図に示されているように、帯電部材としてチャージャーワイヤー60Aが用いられており、感光体40に対向して非接触な状態で帯電する構成が用いられている。
【0029】
現像装置61は、磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ65に供給する攪拌部66と、現像スリーブ65に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体40に転移させる現像部67とを有している。
【0030】
攪拌部66は、現像部67よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された2本のスクリュウ68,これらスクリュウ間に設けられた仕切り板69,現像ケース70の底面に設けられたトナー濃度センサ71などを有している。
【0031】
現像部67は、現像ケース70の開口を通して感光体40に対向する現像スリーブ65,これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ72,現像スリーブ65に先端を接近させるドクタブレード73などを有している。ドクタブレード73と現像スリーブ65との間の最接近部における間隔は500[μm]程度に設定されている。現像スリーブ65は、非磁性の回転可能な筒状になっている。また、現像スリーブ65に連れ回らないようにないようされるマグネットローラ72は、例えば、ドクタブレード73の箇所から現像スリーブ65の回転方向にN1,S1,N2,S2,S3の5磁極を有している。これらの磁極は、それぞれスリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部66から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ65表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。
【0032】
磁気ブラシは、現像スリーブ65の回転に伴ってドクタブレード73との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体40に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ65に印加される現像バイアスと、感光体40の静電潜像との電位差によって静電潜像上に転移して現像に寄与する。更に、現像スリーブ65の回転に伴って再び現像部67内に戻り、マグネットローラ72の磁極間の反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部66に戻される。攪拌部66内では、トナー濃度センサ71による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。なお、現像装置61として、二成分現像剤を用いるものの代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いるものを採用してもよい。
【0033】
以上のような構成からなる現像装置61では、2成分現像剤を2本のスクリュ68で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ65に供給する。現像スリーブ65に供給された現像剤は、マグネット72により汲み上げて保持され、現像スリーブ65上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ65の回転とともに、ドクタブレード73によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部66に戻される。
【0034】
他方、現像スリーブ65上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ65に印加する現像バイアス電圧により感光体40に転移してその感光体40上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ65上に残った現像剤は、マグネット72の磁力がないところで現像スリーブ65から離れて攪拌部66に戻る。この繰り返しにより、攪拌部66内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ71で検知して攪拌部66にトナーが補給される。
【0035】
ちなみに、図示例では、感光体40の線速を200mm/s、現像スリーブ65の線速を240mm/sとしている。感光体40の直径を50mm、現像スリーブ65の直径を18mmとして、現像行程が行われる。現像スリーブ65上のトナーの帯電量は、−10〜−30μC/gの範囲が好適である。感光体40と現像スリーブ65の間隙である現像ギャップGPは、従来と同様に0.8mmから0.4mmの範囲で設定でき、値を小さくすることで現像効率の向上を図ることが可能である。
【0036】
感光体40の厚みを30μmとし、光学系のビームスポット径を50×60μm、光量を0.47mWとしている。また、感光体40の帯電(露光前)電位V0を−700V、露光後電位VLを−120Vとして現像バイアス電圧を−470Vすなわち現像ポテンシャル350Vとして現像工程が行われるものである。
【0037】
図4および5は、現像装置および現像後のトナーをリサイクルするトナーリサイクル装置80の構成を示している。
図4において感光体クリーニング装置63の回収スクリュ79には、一端に、ピン81を有するローラ部82が設けられている。
ローラ部82には、図5に示しように、トナーリサイクル装置80のベルト状回収トナー搬送部材83の一側が掛けられ、その回収トナー搬送部材83の長孔84にピン81が入れられている。
回収トナー搬送部材83の外周には一定間隔置きに羽根85が設けられており、その他側は、回転軸86のローラ部87に掛けられている。
回収トナー搬送部材83は、回転軸86とともに、図5に示す搬送路ケース88内に配置されている。
搬送路ケース88は、カートリッジケース89と一体に設けられ、その現像装置61側の端部に、現像装置61の前述した2本のスクリュ68の1本が装填されている。
【0038】
このようなトナーリサイクル装置80では、外部から駆動力を伝達して回収スクリュ79を回転するとともに、回収トナー搬送部材83を回転搬送し、感光体クリーニング装置63で回収したトナーを搬送路ケース88内を通して現像装置61へと搬送し、スクリュ68の回転で現像装置61内に入れる。その後、2本のスクリュ68ですでに現像装置61内にある現像剤とともに攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ65に供給してドクタブレード73により穂切りして後、感光体40に転移してその感光体40上の潜像を現像する。
【0039】
一方、図2において、感光体クリーニング装置63としては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレード75を感光体40に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。
クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体40に接触させる接触導電性のファーブラシ76を、図中矢印方向に回転自在に有するクリーニング装置63を採用している。
そして、ファーブラシ76にバイアスを印加する金属製の電界ローラ77を図中矢示方向に回転自在に設け、その電界ローラ77にスクレーパ78の先端を押し当てている。スクレーパ78によって電界ローラ77から除去されたトナーは、回収スクリュ79上に落下して回収される。
【0040】
かかる構成の感光体クリーニング装置63は、感光体40に対してカウンタ方向(時計方向)に回転するファーブラシ76で、感光体40上の残留トナーを除去する。ファーブラシ76に付着したトナーは、ファーブラシ76に対してカウンタ方向に接触して回転するバイアスを印加された電界ローラ77に取り除かれる。
電界ローラ77に付着したトナーは、スクレーパ78でクリーニングされる。感光体クリーニング装置63で回収したトナーは、回収スクリュ79で感光体クリーニング装置63の片側に寄せられ、トナーリサイクル装置80で現像装置61へと戻されて再利用される。
【0041】
図2において除電装置64は、除電ランプ等からなり、光を照射して感光体40の表面電位を除去する。このようにして除電された感光体40の表面は、帯電装置60によって一様帯電せしめられた後、光書込処理がなされる。
【0042】
図3には、プリンタ100の転写ベルト10まわりの構成が拡大して示されている。
プリンタ100は、ベルトユニット,各色のトナー像を形成する4つのプロセスユニット18(K,Y,M,C),2次転写装置22,ベルトクリーニング装置17,定着装置25等を備えている。
【0043】
ベルトユニットは、複数のローラに張架した中間転写ベルト10を、感光体40(K,Y,M,C)に当接させながら無端移動させる。感光体40(K,Y,M,C)と中間転写ベルト10とを当接させるK,Y,M,C用の1次転写ニップでは、1次転写ローラ62(K,Y,M,C)によって中間転写ベルト10を裏面側から感光体40(K,Y,M,C)に向けて押圧している。これら1次転写ローラ62(K,Y,M,C)には、それぞれ図示しない電源によって1次転写バイアスが印加されている。これにより、K,Y,M,C用の1次転写ニップには、感光体40(K,Y,M,C)上のトナー像を中間転写ベルト10に向けて静電移動させる1次転写電界が形成されている。
【0044】
各1次転写ローラ62(K,Y,M,C)の間には、中間転写ベルト10の裏面に接触する導電性ローラ74(K,Y,M,C)がそれぞれ配設されている。これら導電性ローラ74は、1次転写ローラ62(K,Y,M,C)に印加される1次転写バイアスが、中間転写ベルト10の裏面側にある中抵抗の基層11を介して隣接するプロセスユニットに流れ込むことを阻止するものである。
1次転写位置で印加される転写電界によって感光体40K,Y,M,C側に転写され、感光体クリーニング装置63で回収される。
【0045】
プロセスユニット(18K,Y,M,C)は、感光体(40K,Y,M,C)と、その他の幾つかの装置とを1つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、プリンタ100に対して着脱可能になっている。
ブラック用のプロセスユニット18(K)を例にすると、これは、感光体40Kの他、感光体40K表面に形成された静電潜像をブラックトナー像に現像するための現像手段たる現像ユニット61(K)を有している。また、1次転写ニップを通過した後の感光体40(K)の表面に付着している転写残トナーをクリーニングする感光体クリーニング装置63(K)も有している。
また、クリーニング後の感光体40(K)表面を除電する図示しない除電装置や、除電後の感光体40(K)表面を一様帯電するための帯電装置60(図3では、便宜上、帯電装置60が略して丸印で図示されている)なども有している。
他色用のプロセスユニット18(Y,M,C)も、取り扱うトナーの色が異なる他は、ほぼ同様の構成になっている。
【0046】
このようなカラー複写機では、これら4つのプロセスユニット18(K,Y,M,C)を、中間転写ベルト10に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。
【0047】
一方、図3において、ベルトユニットの図中下方には、2次転写装置22が設けられている。この2次転写装置22は、2つのローラ23間に、2次転写ベルト24を掛け渡して無端移動させている。2つのローラ23のうち、一方は図示しない電源によって2次転写バイアスが印加される2次転写ローラとなっており、ベルトユニットのローラ16との間に中間転写ベルト10と2次転写ベルト24とを挟み込んでいる。これにより、両ベルトが当接しながら当接部で互いに同方向に移動する2次転写ニップが形成されている。
【0048】
レジストローラ対49からこの2次転写ニップに送り込まれた転写紙には、中間転写ベルト10上の4色重ね合わせトナー像が2次転写電界やニップ圧の影響で一括2次転写されて、フルカラー画像が形成される。2次転写ニップを通過した転写紙は、中間転写ベルト10から離間して、2次転写ベルト24の表面に保持されながら、ベルトの無端移動に伴って定着装置25へと搬送される。なお、2次転写ローラに代えて、転写チャージャ等によって2次転写を行わせるようにしてもよい。レジストローラ対49は一般的には接地されて使用されることが多いが、レジストローラ対49に送り込まれる転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【0049】
2次転写ニップを通過した中間転写ベルト10の表面は、支持ローラ15による支持位置にさしかかる。ここでは、中間転写ベルト10が、おもて面(ループ外面)に当接するベルトクリーニング装置17と、裏面に当接する支持ローラ15との間に挟み込まれる。
そして、ベルトクリーニング装置17により、表面に付着している転写残トナーが除去された後、K,Y,M,C用の1次転写ニップに順次進入して、次の4色トナー像が重ね合わされる。
【0050】
ベルトクリーニング装置17は、図3および図8に示すように、2つのファーブラシ90,91を有している。これらは、複数の起毛をその植毛方向に対してカウンタ方向で中間転写ベルト10に当接させながら回転することで、ベルト上の転写残トナーを機械的に掻き取る。加えて、図示しない電源によってクリーニングバイアスが印加されることで、掻き取った転写残トナーを静電的に引き寄せて回収する。
ファーブラシ90,91に対しては、それぞれ金属ローラ92,93が接触しながら、順または逆方向に回転している。
【0051】
これら金属ローラ92,93のうち、中間転写ベルト10の回転方向上流側に位置する金属ローラ92には、電源94によってマイナス極性の電圧が印加されている。
また、下流側に位置する金属ローラ93には、電源95によってプラス極性の電圧が印加される。そして、それらの金属ローラ92,93には、それぞれブレード96,97の先端が当接している。かかる構成では、中間転写ベルト10の図中矢印方向への無端移動に伴って、まず、上流側のファーブラシ90が中間転写ベルト10表面をクリーニングする。このとき、例えば金属ローラ92に−700[V]が印加されながら、ファーブラシ90に−400[V]が印加されると、まず、中間転写ベルト10上のプラス極性のトナーがファーブラシ90側に静電転移する。
そして、ファーブラシ側に転移したトナーが更に電位差によってファーブラシ90から金属ローラ92に転移して、ブレード96によって掻き落とされる。
【0052】
このように、ファーブラシ90で中間転写ベルト10上のトナーが除去されるが、中間転写ベルト10上にはまだ多くのトナーが残っている。それらのトナーは、ファーブラシ90に印加されるマイナス極性のバイアスにより、マイナスに帯電される。これは、電荷注入または放電により帯電されるものと考えられる。
次いで下流側のファーブラシ91を用いて今度はプラス極性のバイアスを印加してクリーニングを行うことにより、それらのトナーを除去することができる。除去したトナーは、電位差によりファーブラシ91から金属ローラ93に転移させ、ブレード97により掻き落とす。ブレード96,97で掻き落としたトナーは、不図示のタンクに回収される。
ファーブラシ91でクリーニングされた後の中間転写ベルト10表面は、ほとんどのトナーが除去されているがまだ少しのトナーが残っている。これらの中間転写ベルト10上に残ったトナーは、上述したようにファーブラシ91に印加されるプラス極性のバイアスにより、プラス極性に帯電される。
【0053】
1次転写位置で印加される転写電界によって感光体40K,Y,M,C側に転写され、感光体クリーニング装置63で回収される。
レジストローラ対49は一般的には接地されて使用されることが多いが、レジストローラ対49に送り込まれる転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【0054】
2次転写装置22および定着装置25の下には、上述したタンデム部20と平行に延びるような、転写紙反転装置28(図1参照)が設けられている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた転写紙が、切換爪で転写紙の進路を転写紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び2次転写の転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の2次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。
【0055】
なお、図3に示したプリンタ100の転写ベルト10まわりの構成としては、図9に示すように、ベルトクリーニング装置(便宜上、符号17’で示す)として、ブレードと回収スクリュウを組み合わせた構成を用い、図3に示した場合と同様に、中間転写ベルト10上に各作像部で形成された色の画像を重畳転写する構成を用いることも可能である。
図10は、中間転写ベルト10の機能を転写体とするのでなく、転写紙を静電吸着して搬送する部材として用いる構成を示している。
この構成においては、転写紙が中間転写ベルト10に静電吸着されて搬送される過程において各作像部を通過する際に画像の1次転写を受け、転写紙上に各色の画像が重畳転写されて排出される。
【0056】
次に、上述した感光体40および転写ベルト10に関する構成について説明する。
図6は、感光体40の構成を説明するための図であり、同図(A)において、感光体40は、導電性支持体131上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層133が設けられている。この場合、少なくとも感光層表面にはフィラーが含有されてなる。
また、図6(B)に示す構成では、導電性支持体131上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層135と、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層137とが、積層された構成をとっている。この場合、少なくとも電荷輸送層の表面にはフィラーが含有されてなる。
図6(C)に示す構成では、導電性支持体131上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層133が設けられ、更に感光層表面にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層139が設けられてなる。
図6(D)に示す構成では、導電性支持体131上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層135と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層137とが積層された構成をとっており、更に電荷輸送層上にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層139が設けられてなる。
【0057】
導電性支持体131としては、1010 Ω・cm以下の導電性を示すもの、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、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体131として用いることができる。
【0058】
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本発明の導電性支持体131として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズなどの金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。
さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体131として良好に用いることができる。
【0059】
本発明における感光層は電荷発生物質を電荷輸送層に分散させた単層型でも、電荷発生層と電荷輸送層を順次積層させた積層型でもよい。
はじめに電荷発生層135と電荷輸送層137を順次積層させた積層型感光体について説明する。
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダ−樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
【0060】
無機系材料には、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−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコンなどが挙げられる。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。
【0061】
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。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−ル系顔料などが挙げられる。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。
電荷発生層に必要に応じて用いられるバインダ−樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカ−ボネ−ト、ポリアリレート、シリコ−ン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラ−ル、ポリビニルホルマ−ル、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾ−ル、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダ−樹脂は、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。また、電荷発生層のバインダー樹脂として、高分子電荷輸送物質を用いることができる。更に、必要に応じて低分子電荷輸送物質を添加してもよい。
【0062】
電荷発生層に併用できる電荷輸送物質には電子輸送物質と正孔輸送物質とがあり、これらは更に低分子型の電荷輸送物質と高分子型の電荷輸送物質がある。以下、本発明では高分子型の電荷輸送物質を高分子電荷輸送物質と称する。
電子輸送物質としては、たとえばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、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。
正孔輸送物質としては、以下に表される電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。たとえば、オキサゾ−ル誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、イミダゾ−ル誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾ−ル誘導体、トリアゾ−ル誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾ−ル誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、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。
また、以下に表される高分子電荷輸送物質を用いることができる。たとえば、ポリ−N−ビニルカルバゾール等のカルバゾ−ル環を有する重合体、特開昭57−78402号公報等に例示されるヒドラゾン構造を有する重合体、特開昭63−285552号公報等に例示されるポリシリレン重合体、特開平7−325409号公報に例示されるトリアリールアミン構造を有する重合体等が挙げられる。これらの高分子電荷輸送物質は、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。
【0063】
電荷発生層は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤が含まれていても良い。
電荷発生層を形成する方法には、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。前者の方法には、真空蒸着法、グロ−放電分解法、イオンプレ−ティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法などが用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。また、キャスティング法によって電荷発生層を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダ−樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノンなどの溶媒を用いてボ−ルミル、アトライタ−、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレ−コ−ト法、ビ−ドコ−ト法などを用いて行なうことができる。
以上のようにして設けられる電荷発生層の膜厚は、0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.05〜2μmである。
【0064】
次に、電荷輸送層137について説明する。
電荷輸送層は、電荷輸送成分とバインダ−成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送層の膜厚は、10〜100μm程度が適当であり、解像力が要求される場合、10〜30μm程度が適当である。
本実施例においては、バインダー成分として用いることのできる高分子化合物としては、例えば、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
電荷輸送物質として用いることのできる材料は、上述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質および高分子電荷輸送物質が挙げられる。低分子型の電荷輸送物質を用いる場合、この使用量は高分子化合物100重量部に対して20〜200重量部、好ましくは50〜100重量部程度が好ましい。また、高分子電荷輸送物質を用いる場合、電荷輸送成分100重量部に対して樹脂成分が0〜500重量部程度の割合で共重合された材料が好ましく用いられる。
電荷輸送層塗工液を調製する際に使用できる分散溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類等を挙げることができる。
電荷輸送層は後述のフィラー補強電荷輸送層39を設けない場合、少なくとも電荷輸送層の表面部位には、耐摩耗性を向上する目的でフィラ−材料を添加する必要がある。有機性フィラ−材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコ−ン樹脂粉末、a−カ−ボン粉末等が挙げられ、無機性フィラ−材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをド−プした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。これらのフィラーの中で、フィラーの硬度の点から無機材料を用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。特に、シリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。また、これらのフィラ−材料は単独もしくは2種類以上を混合して用いられる。これらのフィラーは塗工液および塗工膜中の分散性向上を目的として、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施されてもよい。
これらのフィラ−材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラ−の一次粒径の平均は、0.01〜0.8μmであることが電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
また、これらのフィラーを電荷輸送層全体に含有させることも可能であるが、露光部電位が高くなるような場合があるため、電荷輸送層の最表面側が最もフィラー濃度が高く、支持体側が低くなるようにフィラー濃度傾斜を設けたり、電荷輸送層を複数層にして、支持体側から表面側に向かい、フィラー濃度を順次高くしたりするような構成にすることが好ましい。
電荷輸送層の表面側に含有される無機フィラー層の膜厚(表面からの深さ)は0.5μm以上であることが好ましく、より好ましくは2μm以上が好ましい。
フィラー補強電荷輸送層39を設ける場合、電荷輸送層37は、電荷輸送成分とバインダ−成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷輸送層の膜厚は、10〜100μm程度が適当であり、解像力が要求される場合、10〜30μm程度が適当である。
この場合の電荷輸送層に用いることのできるバインダー成分は、例えば、前述の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
電荷輸送物質として用いることのできる材料も前述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質および高分子電荷輸送物質が挙げられる。
また、必要により適当な酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質などの低分子化合物およびレベリング剤を添加することもできる。これらの化合物は単独または2種以上の混合物として用いることができる。低分子化合物の使用量は、高分子化合物100重量部に対して0.1〜200重量部、好ましくは、0.1〜30重量部、レベリング剤の使用量は、高分子化合物100重量部に対して0.001〜5重量部程度が適当である。
【0065】
次に、フィラー補強電荷輸送層139について説明する。
本実施例におけるフィラー補強電荷輸送層とは、少なくとも電荷輸送成分とバインダー樹脂成分とフィラーが含まれ、電荷輸送性と機械的耐性を併せ持つ機能層を指す。フィラー補強電荷輸送層は、従来型の電荷輸送層に匹敵する高い電荷移動度を示す特徴を有し、これは表面保護層と区別される。また、フィラー補強電荷輸送層は、積層型感光体における電荷輸送層を2層以上に機能分離した表面層として用いられる。すなわち、この層はフィラーの含まれない電荷輸送層との積層で用いられ、単独で用いられる事が無い。このため、フィラーが添加剤として電荷輸送層中に分散された場合の電荷輸送層の単一層と区別される。
フィラー補強電荷輸送層に用いられるフィラー材料としては、電荷輸送層の説明に挙げたように、無機材料、特にシリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。また、これらのフィラ−材料は単独もしくは2種類以上を混合して用いられる。
これらのフィラーは塗工液および塗工膜中の分散性向上を目的として、前述と同様、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施されてもよい。
これらのフィラ−材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラ−の一次粒径の平均は、0.01〜0.8μmであることが電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
塗工方法としては浸漬法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷法等が採用される。
フィラー補強電荷輸送層の膜厚は0.5μm以上であることが好まく、より好ましくは2μm以上が好ましい。
【0066】
次に感光層が単層構成133の場合について述べる。
単層感光層は、電荷発生物質および電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては、先に電荷輸送層37で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層135で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましく、さらに好ましくは50〜150重量部である。単層感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコートなどで塗工して形成できる。単層感光層の膜厚は、5〜25μm程度が適当である。
感光層が最表面層になるような構成においては、少なくとも感光層表面にフィラーを含有する必要がある。この場合にも、電荷輸送層の場合と同様に、感光層全体にフィラーを含有することもできるが、フィラー濃度勾配を設けるか、複数層の感光層の構成とし、フィラー濃度を順次変えた構成にすることは有効な手段である。
【0067】
本実施例における感光体40においては、導電性支持体131と感光層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。
これらの下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、本発明の下引き層には、Al2O3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物やSiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層の膜厚は0〜20μmが適当であり、好ましくは1〜10μmである。
本実施例においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、電荷発生層、電荷輸送層、下引き層、保護層、中間層等の各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質およびレベリング剤を添加することができる。これらの化合物の代表的な材料を以下に記す。
【0068】
各層に添加できる酸化防止剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)フェノ−ル系化合物
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾ−ル、ブチル化ヒドロキシアニソ−ル、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノ−ル、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノ−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−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−ル類など。
(b)パラフェニレンジアミン類
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。
(c)ハイドロキノン類
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。
(d)有機硫黄化合物類
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネ−ト、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネ−ト、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネ−トなど。(e)有機燐化合物類
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。
各層に添加できる可塑剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)リン酸エステル系可塑剤
リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニルなど。
(b)フタル酸エステル系可塑剤
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチルなど。
(c)芳香族カルボン酸エステル系可塑剤
トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−n−オクチル、オキシ安息香酸オクチルなど。
(d)脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤
アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−n−オクチル、アジピン酸−n−オクチル−n−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−2−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−n−オクチルなど。(e)脂肪酸エステル誘導体
オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリンなど。
(f)オキシ酸エステル系可塑剤
アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチルなど。
(g)エポキシ可塑剤
エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシルなど。
(h)二価アルコールエステル系可塑剤
ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチラートなど。
(i)含塩素可塑剤
塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチルなど。
(j)ポリエステル系可塑剤
ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステルなど。
(k)スルホン酸誘導体
p−トルエンスルホンアミド、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンエチルアミド、o−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−N−エチルアミド、p−トルエンスルホン−N−シクロヘキシルアミドなど。(l)クエン酸誘導体
クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−n−オクチルデシルなど。
(m)その他
ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、2−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチルなど。
各層に添加できる滑剤としては、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)炭化水素系化合物
流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレンなど。
(b)脂肪酸系化合物
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸など。
(c)脂肪酸アミド系化合物
ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミドなど。
(d)エステル系化合物
脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルなど。
(e)アルコール系化合物
セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなど。
(f)金属石けん
ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど。
(g)天然ワックス
カルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボタロウ、モンタンロウなど。
(h)その他
シリコーン化合物、フッ素化合物など。
各層に添加できる紫外線吸収剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)ベンゾフェノン系
2−ヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ4−メトキシベンゾフェノンなど。
(b)サルシレート系
フェニルサルシレート、2,4ジ−t−ブチルフェニル3,5−ジ−t−ブチル4ヒドロキシベンゾエートなど。
(c)ベンゾトリアゾール系
(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ3’−ターシャリブチル5’−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾール
(d)シアノアクリレート系
エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、メチル2−カルボメトキシ3(パラメトキシ)アクリレートなど。
(e)クエンチャー(金属錯塩系)
ニッケル(2,2’チオビス(4−t−オクチル)フェノレート)ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェートなど。
(f)HALS(ヒンダードアミン)
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ〔4,5〕ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなど。
【0069】
次に中間転写ベルト10の構成について説明すると次の通りである。
中間転写ベルト10は、図7に示すように、ベース層10Aを、例えば伸びの少ないフッ素樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層をつくり、その上に弾性層10Bを設ける。
弾性層10Bは、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで製造され、その弾性層10Bの表面には、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層10Cが被覆されている。
【0070】
このような構成の中間転写ベルトとする理由は次の通りである。
従来から弗素系樹脂,ポリカーボネート樹脂,ポリイミド樹脂等が使用されてきていたが,近年ベルトの全層や,ベルトの一部を弾性部材にした弾性ベルトが使用されてきている。樹脂ベルトを用いたカラー画像の転写は以下の課題がある。
カラー画像は通常4色の着色トナーで形成される。1枚のカラー画像には,1層から4層までのトナー層が形成されている。
トナー層は1次転写(感光体から中間転写ベルトへの転写)や,2次転写(中間転写ベルトからシートへの転写)を通過することで圧力を受け,トナー同士の凝集力が高くなる。トナー同士の凝集力が高くなると文字の中抜けやベタ部画像のエッジ抜けの現象が発生しやすくなる。
樹脂ベルトは硬度が高くトナー層に応じて変形しないため,トナー層を圧縮させやすく文字の中抜け現象が発生しやすくなる。
また,最近はフルカラー画像を様々な用紙,例えば和紙や意図的に凹凸を付けや用紙に画像を形成したいという要求が高くなってきている。しかし,平滑性の悪い用紙は転写時にトナーと空隙が発生しやすく,転写抜けが発生しやすくなる。密着性を高めるために2次転写部の転写圧を高めると,トナー層の凝縮力を高めることになり,上述したような文字の中抜けを発生させることになる。
【0071】
弾性ベルトは次の狙いで使用される。
弾性ベルトは樹脂ベルトより硬度が低いため,転写部でトナー層,平滑性の悪い用紙に対応して変形する。つまり,局部的な凹凸に追従して弾性ベルトは変形するため,過度にトナー層に対して転写圧を高めることなく,良好な密着性が得られ文字の中抜けの無い,平面性の悪い用紙に対しても均一性の優れた転写画像を得ることができる。
【0072】
弾性ベルトの樹脂はポリカーボネート,フッ素系樹脂(ETFE,PVDF)、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体)、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂(シリコーン変性アクリル樹脂,塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等)、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂,変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではないことは当然である。
弾性材ゴム、エラストマーとしては、ブチルゴム,フッ素系ゴム,アクリルゴム,EPDM,NBR,アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエン、エピクロロヒドリン系ゴム、リコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー(例えばポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリウレア,ポリエステル系、フッ素樹脂系)等からなる群より選ばれる1種類あるいは2種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではないことは当然である。
抵抗値調節用導電剤に特に制限はないが、例えば、以下の成分が用いられる。
カーボンブラック、グラファイト、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫,酸化チタン,酸化アンチモン,酸化インジウム,チタン酸カリウム,酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO),酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物、導電性金属酸化物は、硫酸バリウム,ケイ酸マグネシウム,炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したものでもよい。上記導電剤に限定されるものではないことは当然である。
表層材料に制限はないがして転写ベルト表面へのトナーの付着力を小さくして2次転写性を高めるものが要求される。
たとえばポリウレタン,ポリエステル,エポキシ樹脂等の1種類あるいは2種類以上を使用し表面エネルギーを小さくし潤滑性を高める材料,たとえばフッ素樹脂,フッ素化合物,フッ化炭素,2酸化チタン,シリコンカーバイト等の粉体,粒子を1種類あるいは2種類以上または粒径を異ならしたものを分散させ使用することができる。
【0073】
またフッ素系ゴム材料のように熱処理を行うことで表面にフッ素リッチな層を形成させ表面エネルギーを小さくさせたものを使用することもできる。
ベルトの製造方法は限定されるものではないが、一例として次の方法がある。
(α)回転する円筒形の型に材料を流し込みベルトを形成する遠心成型法
(β)表層の薄い膜を形成させるスプレー塗工法
(γ)円筒形の型を材料の溶液の中に浸けて引き上げるディッピング法
(δ)内型,外型の中に注入する注型法
円筒形の型にコンパウンドを巻き付け,加硫研磨を行う方法があるがこれに限定されるものではなく複数の製法を組み合わせてベルトを製造することができるのは当然である。
【0074】
次に本実施例に使用した弾性ベルトの製造方法について説明する。
PVDF(100重量部)に対してカーボンブラック(18重量部)、分散剤(3重量部)、トルエン(400重量部)を均一に分散させた分散液に円筒形の型を浸け10mm/secで静かに引き上げ室温にて乾燥をさせ75μmのPVDFの均一な膜を形成した.75μmの膜が形成されている型を繰り返し上記条件で溶液に円筒形の型を浸け10mm/secで静かに引き上げ室温乾燥させ150μmのPVDFベルトを形成した。
これに,ポリウレタンプレポリマー(100重量部)、硬化剤(イソシアネート)(3重量部)、カーボンブラック(20重量部)、分散剤(3重量部)、MEK(500重量部)を均一分散させた分散液に上記150μmPVDFが形成されている円筒形型を浸け30mm/secで引き上げを行い自然乾燥を行った.乾燥後繰り返しを行い狙いの150μmのウレタンポリマー層を形成させた。
さらに表層用にポリウレタンプレポリマー(100重量部)、硬化剤(イソシアネート)(3重量部)、PTFE微粉末粉体(50重量部)、分散剤(4重量部) MEK(500重量部)を均一分散させた。
上記150μmのウレタンプレポリマーが形成されている円筒形型を浸け30mm/secで引き上げを行い自然乾燥を行った。
乾燥後繰り返しを行い5μmのPTFEが均一に分散されたウレタンポリマーの表層を形成させた。室温で乾燥後130℃,2時間の架橋を行い 樹脂層;150μm,弾性層;150μm,表層;5μmの3層構成転写ベルトを得た。
弾性ベルトとした場合の伸びを防止する方法として,上記実施例のように伸びの少ない芯体樹脂層にゴム層を形成する方法,芯体層に伸びを防止する材料を入れる方法等があるが,特に製法に関わるものではない。
伸びを防止する芯体層を構成する材料は、例えば,綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維,ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維などの無機繊維、鉄繊維、銅繊維などの金属繊維からなる群より選ばれる1種あるいは2種以上を用い織布状あるいは糸状のものができる。もちろん上記材料に限定されるものではない。
糸は1本または複数のフィラメントを撚ったもの、片撚糸、諸撚糸、双糸等、どのような撚り方であってもよい。また、例えば上記材料群から選択された材質の繊維を混紡してもよい。もちろん糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。
【0075】
一方、織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり当然導電処理を施すこともできる。
芯体層を設ける製造方法は特に限定されるものではない、例えば筒状に織った織布を金型等に被せ、その上に被覆層を設ける方法、筒状に織った織布を液状ゴム等に浸漬して芯体層の片面あるいは両面に被覆層を設ける方法、糸を金型等に任意のピッチで螺旋状に巻き付け、その上に被覆層を設ける方法等を挙げることができる。
弾性層の厚さは、弾性層の硬度にもよるが、厚すぎると表面の伸縮が大きくなり表層に亀裂の発生しやすくなる。又,伸縮量が大きくなることから画像に伸びちじみが大きくなること等から厚すぎることは好ましくない(およそ1mm以上)。
弾性層の硬度の適正範囲は10≦HS≦65°(JIS−A)である。ベルトの層厚によって最適硬度の調整は必要となる。
硬度10°(JIS−A)より下のものは寸法精度良く成形する事が非常に困難である。これは成型時に収縮・膨張を受け易い事に起因する。また柔らかくする場合には基材へオイル成分を含有させる事が一般的な方法であるが、加圧状態で連続作動させるとオイル成分が滲みだして来るという欠点を有している。これにより中間転写体表面に接触する感光体を汚染し横帯状ムラを発生させる事が分かった。
【0076】
一般的に離型性向上のために表層を設けているが,完全に浸みだし防止効果を与えるためには表層は耐久品質等要求品質の高いものになり,材料の選定,特性等の確保が困難になってくる。
これに対して硬度65°JIS−A以上のものは硬度が上がった分精度良く成形できるのと、オイル含有量を含まない,または少なく抑えることが可能となるので、感光体に対する汚染性は低減可能であるが、文字の中抜け等転写性改善の効果が得られなくなり,ローラへの張架が困難となる。
次に弾性ベルトの製造方法について説明する。
PVDF(100重量部)に対してカーボンブラック(18重量部)、分散剤 (3重量部)、トルエン(400重量部)を均一に分散させた分散液に円筒形の型を浸け10mm/secで静かに引き上げ室温にて乾燥をさせ75μmのPVDFの均一な膜を形成した。
75μmの膜が形成されている型を繰り返し上記条件で溶液に円筒形の型を浸け10mm/secで静かに引き上げ室温乾燥させ150μmのPVDFベルトを形成した。これに,ポリウレタンプレポリマー(100重量部)、硬化剤(イソシアネート)(3重量部)、カーボンブラック(20重量部)、分散剤(3重量部)、MEK(500重量部)を均一分散させた分散液に上記150μmPVDFが形成されている円筒形型を浸け30mm/secで引き上げを行い自然乾燥を行った。乾燥後繰り返しを行い狙いの150μmのウレタンポリマー層を形成させた。
さらに表層用にポリウレタンプレポリマー(100重量部)、硬化剤(イソシアネート)(3重量部)、PTFE微粉末粉体(50重量部)、分散剤(4重量部 )、MEK(500重量部)を均一分散させた。
上記150μmのウレタンプレポリマーが形成されている円筒形型を浸け30mm/secで引き上げを行い自然乾燥を行った.乾燥後繰り返しを行い5μmのPTFEが均一に分散されたウレタンポリマーの表層を形成させた。
室温で乾燥後130℃,2時間の架橋を行い、樹脂層;150μm,弾性層;150μm,表層;5μmの3層構成転写ベルトを得た。
【0077】
次に本実施例において使用するトナーについて説明する。
トナーは、結着樹脂に着色剤、及び、その他必要に応じて、帯電制御剤、離型剤等の他の材料を含有させた母体粒子に、さらに、添加剤等を外添させてなる。
トナーに使用される結着樹脂としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリブチラール、シリコーン樹脂等が挙げられ,これらは、単独あるいは2種類以上組合わせて用いることができ、特に、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂が好ましい。
ここで、ポリエステル樹脂としては、各種のタイプのものが使用できるが、特に、
[1]2価のカルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物のいずれかから選ばれる少なくとも一種、
[2]下記一般式(1)で示されるジオール成分
【0078】
【化1】
【0079】
[3]3価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物、及び、3価以上の多価アルコールのいずれかから選ばれる少なくとも一種
上記[1]〜[3]を反応させてなるポリエステル樹脂であることが好ましい。
ここで、[1]の2価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチル及びジエチルエステル、及び無水フタル酸、無水マレイン酸等があり、特にテレフタル酸、イソフタル酸及びこれらのジメチルエステルが耐ブロッキング性及びコストの点で好ましい。これらの2価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物はトナーの定着性や耐ブロッキング性に大きく影響する。すなわち、縮合度にもよるが、芳香族系のテレフタル酸、イソフタル酸等を多く用いると耐ブロッキング性は向上するが、定着性が低下する。逆に、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸等を多く用いると定着性は向上するが、耐ブロッキング性が低下する。従って、他のモノマー組成や比率、縮合度に合わせてこれらの2価カルボン酸類が適宜選定され、単独又は組み合わせて使用される。
[2]の前記一般式(1)で示されるジオール成分の一例としては、ポリオキシプロピレン−(n)−ポリオキシエチレン−(n′)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられるが、特に、2.1≦n≦2.5であるポリオキシプロピレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン及び2.0≦n≦2.5であるポリオキシエチレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが好ましい。このようなジオール成分は、ガラス転移温度を向上させ、反応を制御し易くするという利点がある。
なお、ジオール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1、3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール等の脂肪族ジオールを使用することも可能である。
[2]の3価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフトレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサトリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチルおよびジエチルエステル等が挙げられる。
また、[3]の3価以上の多価アルコールの一例としては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
ここで、3価以上の多価単量体の配合割合は、単量体組成物全体の1〜30モル%程度が適当である。1モル%以下の時には、トナーの耐オフセット性が低下し、また、耐久性も悪化しやすい。一方、30モル%以上の時には、トナーの定着性が悪化しやすい。
これらの3価以上の多価単量体のうち、特にベンゼントリカルボン酸、これらの酸の無水物又はエステル等のベンゼントリカルボン酸類が好ましい。すなわち、ベンゼントリカルボン酸類を用いることにより、定着性と耐オフセット性の両立を図ることができる。
また、ポリオール樹脂としては、各種のタイプのものが使用できるが、特に、〈1〉エポキシ樹脂と、〈2〉2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物もしくはそのグリシジルエーテルと、〈3〉エポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物と、〈4〉エポキシ基と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物を反応してなるポリオール樹脂を用いることが好ましい。
ここで、〈2〉のエポキシ樹脂は、好ましくはビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールとエピクロロヒドリンを結合して得られたものである。特に、エポキシ樹脂が安定した定着特性や光沢を得るために数平均分子量の相違する少なくとも2種以上のビスフェノールA型エポキシ樹脂で、低分子量成分の数平均分子量が360〜2000であり、高分子量成分の数平均分子量が3000〜10000であることが好ましい。さらに低分子量成分が20〜50重量%、高分子量成分が5〜40重量%であることが好ましい。低分子量成分が多すぎたり、分子量が360よりさらに低分子の場合は、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性がある。また、高分子量成分が多すぎたり、分子量10000よりさらに高分子の場合は、光沢が不足したり、さらには定着性の悪化の可能性がある。
また、〈2〉の化合物としての、2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物としては、以下のものが例示される。即ち、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及びこれらの混合物とビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールとの反応生成物が挙げられる。得られた付加物をエピクロロヒドリンやβ−メチルエピクロロヒドリン等でグリシジル化して用いてもよい。特に下記(II)式で表わされるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のジグリシジルエーテルが好ましい。
【0080】
【化2】
【0081】
また、2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物もしくはそのグリシジルエーテルが、ポリオール樹脂に対して10〜40重量%含まれていることが好ましい。ここで量が少ないとカールが増すなどの不具合が生じ、また、n+mが7以上であったり量が多すぎると、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性がある。
また、〈3〉のエポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物としては、1価フェノール類、2級アミン類、カルボン酸類がある。1価フェノール類としては以下のものが例示される。即ち、フェノール、クレゾール、イソプロピルフェノール、アミノフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、キシレノール、p−クミルフェノール等が挙げられる。2級アミン類としては、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、N−メチル(エチル)ピペラジン、ピペリジン等が挙げられる。また、カルボン酸類としては、プロピオン酸、カプロン酸等が挙げられる。
また、〈4〉のエポキシ基と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物としては、2価フェノール類、多価フェノール類、多価カルボン酸類が挙げられる。2価フェノール類としてはビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールが挙げられる。また、多価フェノール類としてはオルソクレゾールノボラック類、フェノールノボラック類、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1−〔α−メチル−α−(4−ヒドロキシフェニル)エチル〕ベンゼンが例示される。多価カルボン酸類としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸が例示される。
これらのポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、高い架橋密度を持たせると、透明性や光沢度が得られにくくなるため、好ましくは、非架橋もしくは弱い架橋(THF不溶分が5%以下)であることが好ましい。
さらに、これらの結着樹脂の製造法は、特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等のいずれも用いることができる。
【0082】
次に、トナーに用いられる着色剤としては、従来公知の染料及び顔料が使用できる。
黄色系着色剤としては、例えば、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、ベンズイミダゾロンイエロー、イソインドリノンイエロー等が挙げられる。
【0083】
赤色系着色剤としては、例えば、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、ファイヤーレッド、パラクロロ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、FBB)、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−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、オイルオレンジ等が挙げられる。
【0084】
青色系着色剤としては、例えば、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等が挙げられる。
【0085】
黒色系着色剤としては、例えば、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネル ブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物等が挙げられる。
その他の着色剤としては、チタニア、亜鉛華、リトボン、ニグロシン染料、鉄黒等が挙げられる。
これらの着色剤は、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができ、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常1〜30重量部、好ましくは3〜20重量部である。
また、本発明に用いられるトナーには、必要に応じて、帯電制御剤、離型剤等の他の材料を添加することができる。
ここで、帯電制御剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ニグロシン染料、含クロム錯体、第4級アンモニウム塩等が挙げられ、これらはトナー粒子の極性により使い分ける。特に、カラートナーの場合、トナーの色調に影響を与えない無色又は淡色のものが好ましく、例えば、サリチル酸金属塩又はサリチル酸誘導体の金属塩(ボントロンE84、オリエント社製)等が挙げられる。
これらの帯電制御剤は、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができ、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常0.5〜8重量部、好ましくは1〜5重量部である。
【0086】
また、定着時における定着部材からのトナーの離型性を向上させ、またトナーの定着性を向上させるために、離型剤をトナー中に含有させることも可能である。
ここで、離型剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックス、密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド等及びこれらの各種変性ワックス等が挙げられる。
これらの離型剤は、単独あるいは2種類以上組合わせて用いることができるが、特にカルナウバワックスを使用することにより良好な離型性を得ることができる。
又、離型剤の含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常1〜15重量部、好ましくは、2〜10重量部である。1重量部以下ではオフセット防止効果等が不十分であり、15重量部以上では転写性、耐久性等が低下する。
【0087】
さらに、本発明に用いられるトナーは、磁性体を含有させ、磁性トナーとして用いることもできる。
具体的な磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、コバルト、ニッケルのような金属、あるいはこれら金属とアルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属との合金およびその混合物等が挙げられる。
これらの磁性体は平均粒径が0.1〜2μm程度のものが好ましく、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常20〜200重量部、好ましくは40〜150重量部である。
【0088】
次に、トナーの製造例について説明する。
<トナーの製造例>
結着樹脂
ポリエステル樹脂(テレフタル酸、フマル酸、ポリオキシプロピレン−(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、トリメリット酸から合成されたポリエステル樹脂、Tg:62℃、軟化点:106℃)・・100部
着色剤
イエロートナー用顔料(ジスアゾイエロー顔料:C.I.Pigment Yellow 17)・・・7.0部
マゼンタトナー用顔料(キナクリドン系マゼンタ顔料:C.I.Pigment Red 122)・・・7.0部
シアントナー用顔料(銅フタロシアニンブルー顔料:C.I.Pigment Blue 15:3)・・・3.5部
ブラックトナー用顔料(カーボンブラック:C.I.Pigment Black 7)・・・6.0部
帯電制御剤
サリチル酸誘導体亜鉛塩・・・2.5部
離型剤
カルナウバワックス(融点:85℃)・・・5部
上記原材料を、ヘンシェルミキサーにて混合したのち、110℃に設定した2軸混練機にて溶融混練した。混練物を水冷後、カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、風力分級装置を用いて母体粒子を得た。
更に、
上記母体粒子・・・100部
添加剤
シリカ(ヘキサメチルジシラザン表面処理品、平均一次粒子径:0.01μm)・・・0.8部
チタニア(イソブチルトリメトキシシラン表面処理品、平均一次粒子径:0.015μm)・・・1.0部
をヘンシェルミキサーにて混合を行い、その後、さらに目開き100μmの篩により風篩を行い、製造例のトナー(重量平均径:6.8μm)を得た。
ここで、トナーの粒度分布は種々の方法で測定可能であるが、本例においてはコールターマルチサイザーを用いて行なった。即ち、測定装置としてはコールターマルチサイザーIIe型(コールター社製)を用い、個数分布,体積分布を出力するインターフェイス(日科機社製)及びパーソナルコンピューターを接続し、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製した。
測定法としては、前記電解水溶液100〜150ml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フォン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加え、超音波分散器で約1〜3分の分散処理を行った。さらに、別のビーカーに電解水溶液100〜200mlを入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、前記コールターマルチサイザーIIe型によりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用い、50,000個の粒子の平均を測定することにより行った。
<キャリアの製造例>
芯材
Cu−Znフェライト粒子(重量平均径:45μm)・・・5000部
コート材
トルエン・・・50部
シリコーン樹脂SR2400(東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分50%)・・・450部
アミノシランSH6020(東レ・ダウコーニング・シリコーン製)・10部
カーボンブラック・・・10部
上記コート材を10分間スターラーで分散してコート液を調整し、このコート液と芯材を流動床内に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置に投入して、当該コート液を芯材上に塗布した。
さらに、得られたキャリアを電気炉で250℃で2時間焼成を行い、製造例のキャリア(膜厚:0.5μm)を得た。
<現像剤の製造例>
上記製造例のトナー5部と、上記製造例のキャリア95部をターブラーミキサーで混合し、現像剤を得た。
【0089】
<感光体の製造例>
次に、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
φ30mmアルミニウムドラム上に、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、塗布乾燥することにより、3.5μmの下引き層、0.2μmの電荷発生層、28μmの電荷輸送層を形成した。その上に下記の無機フィラー塗工液をジルコニアビーズを用いてペイントシェーカーで2時間粉砕(塊砕)して塗工液とした。この液をスプレーで塗工して1.5μmのフィラー補強電荷輸送層を設け本発明の電子写真感光体を得た。
〔下引き層用塗工液〕
アルキッド樹脂(ベッコゾール 1307−60−EL,大日本インキ化学工業製)・・・・・・・6重量部
メラミン樹脂(スーパーベッカミン G−821−60,大日本インキ化学工業製)・・・・・・・4重量部
酸化チタン(CR−EL 石原産業社製)・・・40重量部
メチルエチルケトン・・・200重量部
〔電荷発生層用塗工液〕
オキソチタニウムフタロシアニン顔料・・・2重量部
ポリビニルブチラール(UCC:XYHL)・・・0.2重量部
テトラヒドロフラン・・・50重量部
〔電荷輸送層用塗工液〕
ポリカーボネート樹脂(Zポリカ、粘度平均分子量;5万、帝人化成社製)・・・・12重量部
下記構造の低分子電荷輸送物質・・・10重量部
【0090】
【化3】
【0091】
テトラヒドロフラン・・・100重量部
1%シリコーンオイル(KF50−100CS信越化学工業社製)テトラヒドロフラン溶液・・・1重量部
〔フィラー補強電荷輸送層用塗工液〕
ポリカーボネート樹脂(Zポリカ、粘度平均分子量;5万、帝人化成社製)・・・4重量部
下記構造の低分子電荷輸送物質・・・3重量部
【0092】
【化4】
【0093】
α−アルミナ(スミコランダムAA−03、住友化学工業社製)・・・0.7重量部
シクロヘキサノン・・・280重量部
テトラヒドロフラン・・・80重量部
【0094】
次に、本発明に用いられるトナーの製造例の一例を以下に述べる。
「1」前述した結着樹脂、着色剤、又は必要に応じて帯電制御剤、離型剤、磁性体等をヘンシェルミキサーの如き混合機により十分に混合する。
「2」バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製KTK型2軸押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機や、連続式の1軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等の熱混練機を用いて構成材料を十分に混練する。
「3」 混練物を冷却後、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級し、母体粒子を得る。
【0095】
また、その他の製造法として、重合法、カプセル法等を用いることも可能である。これらの製造法の概略を以下に述べる。
(重合法)
(1)重合性モノマー、必要に応じて重合開始剤、着色剤等を水性分散媒中で造粒する。
(2)造粒されたモノマー組成物粒子を適当な粒子径に分級する。
(3)上記分級により得た規定内粒径のモノマー組成物粒子を重合させる。
(4)適当な処理をして分散剤を取り除いた後、上記により得た重合生成物をろ過、水洗、乾燥して母体粒子を得る。
【0096】
(カプセル法)
(1)樹脂、必要に応じて着色剤等を混練機等で混練し、溶融状態のトナー芯材を得る。
(2)トナー芯材を水中に入れて強く撹拌し、微粒子状の芯材を作成する。
(3)シェル材溶液中に上記芯材微粒子を入れ、撹拌しながら、貧溶媒を滴下し、芯材表面をシェル材で覆うことによりカプセル化する。
(4)上記により得たカプセルをろ過後、乾燥して母体粒子を得る。
次いで、該母体粒子と添加剤をヘンシェルミキサー(三井三池社製)、メカノフュージョンシステム(細川ミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社製)等の混合機により十分混合し、必要に応じて、150μm程度以下の目開きの篩を通過させ、凝集物や粗大粒子等の除去を行う。
【0097】
ここで、添加剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、Si,Ti,Al,Mg,Ca,Sr,Ba,In,Ga,Ni,Mn,W,Fe,Co,Zn,Cr,Mo,Cu,Ag,V,Zr等の酸化物や複合酸化物等が挙げられ、特にSi,Ti,Alの酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナが好適に用いられる。
【0098】
また、このときの添加剤の添加量は、母体粒子100重量部に対して、0.6〜4.0重量部であることが好ましく、特に好ましくは、1.0〜3.6重量部である。
添加剤の添加量が、0.6重量部未満であると、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られず、また、転写性や耐熱保存性も不十分となり、また、地汚れやトナー飛散の原因にもなりやすい。
また、4.0重量部より多いと、流動性は向上するものの、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体等へのフィルミングが生じやすくなり、クリーニングブレードや感光体等の耐久性が低下し、定着性も悪化する。
【0099】
ここで、添加剤の含有量の測定には種々の方法があるが、蛍光X線分析法で求めるのが一般的である。すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、蛍光X線分析法で検量線を作成し、この検量線を用いて、添加剤の含有量を求めることができる。
さらに、添加剤は、必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の目的で、表面処理を施されていることが好ましい。
【0100】
表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物等が好ましく、例えば、メチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等が挙げられる。
【0101】
又、処理方法としては、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を浸積し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥させる方法等があるが、本発明においては、いずれの方法も好適に用いることができる。
さらに、母体粒子に添加される添加剤の粒径は、流動性付与等の点から、平均一次粒子径で0.002〜0.2μmであることが好ましく、特に好ましくは、0.005〜0.05μmである。
平均一次粒子径が0.002μmより小さい添加剤は、母体粒子表面に添加剤が埋め込まれやすくなるため、凝集を生じやすく、又、流動性も十分に得られない。さらに、感光体等へのフィルミングも発生しやすくなり、これらの傾向は特に高温高湿下において顕著である。加えて、平均一次粒子径が0.002μmより小さいと、どうしても添加剤同士の凝集が生じやすくなるため、これによっても、十分な流動性が得られにくくなる。
【0102】
平均一次粒子径が0.2μmより大きい添加剤は、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られず、地汚れやトナー飛散の原因になりやすい。又、平均一次粒子径が0.1μmより大きい添加剤は、感光体表面を傷つけやすく、フィルミング等の原因にもなりやすい。
なお、添加剤の粒径は、透過型電子顕微鏡により測定して求めることができる。
【0103】
本実施例に用いられるトナーには、前記の添加剤の他に、さらに他の添加剤を添加させることもできる。このような添加剤としては、例えば、滑剤として、テフロン(登録商標)、ステアリン酸亜鉛及びポリ弗化ビニリデン等が、研磨剤として、酸化セリウム、炭化ケイ素及びチタン酸ストロンチウム等が、導電性付与材として、酸化亜鉛、酸化アンチモン及び酸化スズ等が、それぞれ挙げられる。
また、本実施例に用いられるトナーの粒径は、重量平均径で4〜9μmであることが好ましく、特に好ましくは、5〜8μmである。
ここで、4μmよりも小粒径の場合には、現像時に地汚れやトナー飛散等が生じたり、流動性を悪化させトナーの補給やクリーニング性等を阻害する場合がある。また、8μmよりも大粒径の場合には、画像中のチリや、解像性の悪化等が問題となる場合があり、特に、カラー画像の場合においては、その影響が大きい。
【0104】
本実施例に用いられるトナーは、一成分トナー及び二成分トナーの双方に適用可能である。二成分トナーの場合にはキャリアと混合されて二成分現像剤として使用される。
キャリアとしては、従来公知のものが使用でき、例えば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、及び、ガラスビーズ等が挙げられ、特に、これらの表面を樹脂等で被覆することが好ましい。
この場合、使用される樹脂としては、ポリフッ化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
この樹脂層の形成法としては、従来と同様、キャリアの表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
なお、樹脂の使用量としては、通常キャリア100重量部に対して1〜10重量部が好ましい。
【0105】
樹脂の膜厚としては、0.02〜2μmであることが好ましく、特に好ましくは0.05〜1μm、更に好ましくは、0.1〜0.6μmであり、膜厚が厚いとキャリア及び現像剤の流動性が低下する傾向にあり、膜厚が薄いと経時での膜削れ等の影響を受けやすい傾向にある。
ここで、これらのキャリアの平均粒径は通常10〜100μm、好ましくは30〜60μmである。
さらに、トナーとキャリアとの混合割合は、一般にキャリア100重量部に対しトナー0.5〜7.0重量部程度が適当である。
【0106】
以上のような構成を対象として本実施例に用いられる特徴部を説明すると次の通りである。
本実施例の特徴は、帯電装置に用いられる帯電部材を清浄化するために用いるクリーニングパッドに潤滑剤を含有させた点にある。
以下、図11以降の図において、帯電装置60に用いられる帯電部材であるチャージャーワイヤー60Aのクリーニング装置214について説明する。
【0107】
図11は、ワイヤークリーニング装置214の構成を示す図であり、(A)は、チャージワイヤー60Aの延長方向での断面を、そして(B)は、後述するクリーニングパッド支持体の断面図をそれぞれ示している。
図11においてワイヤークリーニング装置214は、チャージャーワイヤー60Aの延長方向両端を張架支持するためにチャージャーワイヤー60Aの延長方向両端に位置するエンドブロック15を備えている。
エンドブロック215は、チャージャーワイヤー60Aの延長方向両端に位置してチャージャーワイヤー60Aと結合されている電極216,217と、チャージャーワイヤー60Aの上方に配置されている駆動ネジ218とを備えている。
駆動ネジ218は、軸方向両端がエンドブロック215の垂直片215Aに挿通されて回転自在に支持されており、軸方向の動きは止め輪219によって規制されている。
【0108】
駆動ネジ218の軸方向の一方端にはエンドブロック215に搭載されている駆動モータ220の回転力を伝達するための弾性体からなる伝達部材221の一端が連結されている。
伝達部材221は、図11(A)において側面視形状がチャンネル状とされた部材であり、駆動モータ220の回転方向に応じて駆動ネジ218を同方向に回転駆動することができる。
【0109】
駆動ネジ218には、クリーニングパッド支持体222を懸垂支持している雌ねじ部材223が噛み合っている。
雌ねじ部材223には、図11(B)に示すように、帯電装置214のシールドケース214Aに形成されている開口214B(図13参照)の縁部(以下、便宜上、開口縁という)に嵌合して摺動可能な摺動片部2260Aが形成されており、開口縁を回り止め部として用いることにより駆動ネジ218の軸方向にのみ移動することができる。
【0110】
雌ねじ部材223の下周面には垂下するロッド部材223Bが一体化されており、ロッド部材223Bにはクリーニングパッド支持体222が挿嵌されている。
クリーニングパッド支持体222は、雌ねじ部材223のロッド部材223Bに挿嵌されて止め輪224により抜け止めされることにより、水平面内で揺動できる状態で雌ねじ部材223に懸垂支持されている。
図11(B)において、クリーニングパッド支持体222には、駆動ネジ218をはさんで雌ねじ部材223に有する摺動片部2260Aと反対側に側方へ張り出した係合片222Aが設けられており、係合片222Aは、図14に示すように、シールドケース214Aに形成されているガイド部214Bに衝合できるようになっている。
【0111】
クリーニングパッド支持体222の下面には、図12に示す配置関係を設定されて一対のクリーニングパッド225が設けられている。
図12においてクリーニングパッド225は、本実施例の場合、クリーニングパッド25の特性として、粒径が10〜40μm程度のアルミナ粉やセラミック粉あるいはシリカ粉などの研磨剤を含まないフェルトなどの弾性体からなる不織布が用いられており、潤滑剤が含有されてクリーニングパッド支持体222の下面で対角線の一方両端に配置されている。
【0112】
クリーニングパッド225に含有された潤滑剤としては、フッ素系固形潤滑剤が用いられ、その粒径がチャージャーワイヤー60Aの線径よりも小さく設定されている。これにより、チャージャーワイヤー60Aの使用初期時には、チャージャーワイヤー60Aの表面に付着してクリーニングパッド225との間の摩擦抵抗を低減するとともに、チャージャーワイヤー225の表面に付着したトナーや埃の分離性を向上させる。
【0113】
クリーニングパッド支持体2の下面での配置関係によりクリーニングパッド25は、雌ねじ部材223のロッド部材223Bを支点として揺動する向きによって、図12(A)に示すように、チャージャーワイヤー60Aに当接する状態と、図12(B)に示すようにチャージャーワイヤー60Aから離れる状態とが選択できるようになっている。
【0114】
クリーニングパッド支持体222の揺動方向を設定するために設けられているシールドケース14Aの開口214Bには、図13に示すように、クリーニングパッド支持体222の係合片22Aが衝合することによりクリーニングパッド支持体222を揺動変位させることができる段部214B1,214B2が設けられている。
【0115】
エンドブロック215に当接している位置から駆動ネジ218の回転方向に応じた移動方向が設定されるクリーニングパッド支持体222は、図13(A)に示すエンドブロック215との当接位置から下方に向けて移動する際に係合片22Aが段部14B1に衝合すると反時計方向に揺動し、図13(B)に示すように、エンドブロック215との当接位置から上方に向けて移動する際に係合片22Aが段部14B2に衝合すると時計方向に揺動することができる。
本実施例では、図3において説明したように、図13(A)に示すクリーニングパッド支持体222の揺動方向においてクリーニングパッド25がチャージャーワイヤー60Aに当接してクリーニングすることができ、図13(B)に示すクリーニングパッド支持体222の揺動方向においてクリーニングパッド25がチャージャーワイヤー60Aから離れるようになっている。
【0116】
本実施例においては、ワイヤー用クリーニング装置214が画像形成処理終了時などのように予め設定されている時期に動作を開始する。
駆動モータ220は、正逆回転可能なDCモータが用いられ、クリーニングパッド支持体222を1往復させることができる1回の回転量が設定されている。
駆動モータ220の駆動により駆動ネジ218の回転を介してチャージャーワイヤー60Aの延長方向に移動することができるクリーニングパッド支持体222は、駆動モータ220の回転時間(回転数)を予め規定されることによりエンドブロック25に当接する位置に停止して待機可能とされているが、エンドブロック25に当接した際のネジの締まりすぎを防止するために、回転時間をエンドブロック25間で移動させるに必要な最低限の値に設定してある。
【0117】
本実施例では、駆動モータ220がDCモータを用いて減速比を設定して駆動ネジ218を駆動するようになっているので、駆動系での回転慣性エネルギーは駆動モータ220の出力軸までが殆どを占めることになり、エンドブロック25にクリーニングパッド支持体222が当接した時点での駆動系での運動エネルギーを他の部分に蓄えるかあるいは放出することにより雌ねじ部材223が締まり過ぎるのを防止することができる。また、駆動モータ220として、パルスモータなどを使用することも可能であり、この場合には、待機しているクリーニングパッド支持体222を1/2往復させるに必要な回転量がえら得るパルス数を予め設定しておくことで規定位置に停止させてネジの締まり過ぎを防止することができる。
【0118】
図13に示すワイヤークリーニング装置214は、チャージャーワイヤー60Aのクリーニングが開始されるまでの間、エンドブロック225にクリーニングパッド支持体222が当接して待機させてある。
【0119】
チャージャーワイヤー60Aのクリーニング時には、駆動モータ220が駆動されることにより雄ネジ218が回転し、雌ねじ部材223を介してクリーニングパッド支持体222をチャージャーワイヤー60Aの延長方向に移動させる。
クリーニングパッド部材222の移動時には、係合片222Bがシールドケース14Aの開口214Bに有する段部214B1,214B2に衝合した際の揺動方向により、図13に示したように、クリーニングパッド225がチャージャーワイヤー60Aに当接してチャージャーワイヤー60Aをクリーニングしながら移動する場合とチャージャーワイヤー60Aから離れて移動する場合とが1往復する間に設定される。
【0120】
本実施例では、クリーニングパッド25が研磨剤を含まない構成とされていることから、チャージャーワイヤー60Aに当接しながら摺擦することにより付着物を除去する際にチャージャーワイヤー60Aの表面を削り取ることがない。これにより、チャージャーワイヤー60Aの表面にミクロン単位の微小な凹凸状の傷を付けることがないので、その傷を核として浮遊するトナーや埃を付着させるようなことがない。
【0121】
一方、クリーニングパッド225の使用初期時には、含有されている潤滑剤がチャージャーワイヤー60Aの表面に付着することにより、クリーニングパッド225の表面が潤滑剤により保護されることになる。これにより、チャージャーワイヤー60Aの表面に付着したトナーや埃は剥離しやすい状態とされると共に、クリーニングパッド225の摺動時に摺擦抵抗が増加するのを抑えられてチャージャーワイヤー60Aの表面に摺擦傷が付くのを防止されることになる。
しかも、経時においては、クリーニングパッド225に含まれている潤滑剤が少なくなっているので、チャージャーワイヤー60Aの表面へのトナーや埃の付着が増えてくるが、クリーニングパッド225に掻き取られやすくなることで容易に除去されることになる。
【符号の説明】
【0122】
60 帯電装置
60A チャージャーワイヤー
214 ワイヤークリーニング装置
225 クリーニングパッド
601 カラー複写機
【先行技術文献】
【特許文献】
【0123】
【特許文献1】特開昭63−149668号公報
【特許文献2】特開昭27−46265号公報
【特許文献3】特開平5−45724号公報
【特許文献4】特開2008-275895号公報
【特許請求の範囲】
【請求項1】
潜像担持体表面を均一帯電する帯電部材の表面を清浄化するクリーニング装置を備えた帯電装置であって、
前記クリーニング装置には、前記帯電部材の延長方向に沿って該帯電部材の表面を摺擦するクリーニングパッドが設けられ、
該クリーニングパッドには、潤滑剤が含有されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項2】
前記潤滑剤としてフッ素係個体潤滑剤が用いられることを特徴とする請求項1記載の帯電装置。
【請求項3】
前記潤滑剤の粒径は、前記帯電部材の断面サイズよりも小さいことを特徴とする請求項1または2記載の帯電装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のうちの一つに記載の帯電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項1】
潜像担持体表面を均一帯電する帯電部材の表面を清浄化するクリーニング装置を備えた帯電装置であって、
前記クリーニング装置には、前記帯電部材の延長方向に沿って該帯電部材の表面を摺擦するクリーニングパッドが設けられ、
該クリーニングパッドには、潤滑剤が含有されていることを特徴とする帯電装置。
【請求項2】
前記潤滑剤としてフッ素係個体潤滑剤が用いられることを特徴とする請求項1記載の帯電装置。
【請求項3】
前記潤滑剤の粒径は、前記帯電部材の断面サイズよりも小さいことを特徴とする請求項1または2記載の帯電装置。
【請求項4】
請求項1乃至3のうちの一つに記載の帯電装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【公開番号】特開2013−37074(P2013−37074A)
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−171149(P2011−171149)
【出願日】平成23年8月4日(2011.8.4)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年2月21日(2013.2.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年8月4日(2011.8.4)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】
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