(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機感光体の表面にクリーニングブレードの先端を圧接して残留現像剤をクリーニングする感光体表面のクリーニング方法において：
（１）現像剤中のトナー粒子を体積平均粒径５．２〜６．１μｍ；
（２）現像剤中のトナーが、形状係数ＳＦ１を１２２〜１２７；
（３）感光体とクリーニングブレードとの圧接角を８〜１７°；
（４）クリーニングブレードのヤング率を４５〜９０Ｋｇ／ｃｍ２；
（５）クリーニングブレードの感光体への圧接力を３．２〜４ｇ／ｍｍ；および
（６）有機感光体の感光層表面のバインダー樹脂を下記式［Ｚ１］または［Ｚ２］で表わされる変性ポリカーボネート樹脂
【化１】
0003704383.tif 000022
（式中、ｎとｍはモル比を表わし、ｎとｍの比は０．２／０．８〜０．８／０．２である）
【化２】
0003704383.tif 000023
に設定することを特徴とするクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は感光体表面、特にバーコード用プリンターなどに用いられる鮮明かつ画像密度の高い精密画像を得るための画像形成法に採用される感光体表面のクリーニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式の画像形成装置は様々な用途に使用されており、例えば、ラベルプリンター等のパターンを印刷するための産業用装置としても使用されている。また、ＦＡＸやコンピュータ出力用のプリンターやデジタル複写機としてその用途を拡大し、種々の分野に利用されている。
【０００３】
この種のプリンターや複写機においては、特に高い画像濃度、高精細な画像が速く大量に得られることが望まれている。これを満たすため、現像剤として用いられるトナーをなるべく小さくすることが検討されてきた。また、荷電の均一性やキメの細かさを得るため懸濁重合法や乳化重合法で製造したトナーを用いることも検討されている。
【０００４】
しかしながら、この様な小粒径のトナーを使用すると、ブレードクリーニングに際してトナーがブレードをすり抜けて拭き残しが生じたり、プリンター等に採用されている感光体とブレードとの隙間にトナーが溜り、感光体表面にトナーが融着するというような問題が生じる。また、拭き残しが無いように感光体とブレードのトルクを大きくすると感光体との摩擦によってブレードがめくれ上がったり、反転したりするというような現象が生じ、感光体表面に残留する現像剤を充分に除去できないのが現状である。
【０００５】
また現在最も一般的に採用されている有機感光体は傷つき易にため、クリーニングブレードを硬くするか、圧接力を高くして、クリーニング性を高めようとすると感光体表面に傷を生じると云った問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は小粒径トナーを用いて高精密画像を得る際に生ずるクリーニング不良に関連する諸問題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は有機感光体の表面にクリーニングブレードの先端を圧接して残留現像剤をクリーニングする感光体表面のクリーニング方法において：
（１）現像剤中のトナー粒子を体積平均粒径３〜８μｍ；
（２）現像剤中のトナーが、形状係数ＳＦ１を１２０〜１６０；
（３）感光体とクリーニングブレードとの圧接角を８〜１７°；
（４）クリーニングブレードのヤング率を４５〜９０Ｋｇ／ｃｍ２；
（５）クリーニングブレードの感光体への圧接力を３．２〜４ｇ／ｍｍ；および
（６）有機感光体の感光層表面のバインダー樹脂を変性ポリカーボネート樹脂
に設定することを特徴とするクリーニング方法に関する。
【０００８】
本発明クリーニング方法は小粒径トナー、特に体積平均粒径３〜８μm程度のトナーを含む現像剤を感光体表面に接触させて画像形成を行なう画像形成法において有用である。
【０００９】
本発明において圧接角とは、感光体の表面とクリーニングブレードの先端を接触させたとき、その接触点における接線とクリーニングブレードの接触面との回転方向側の角度を云う。
【００１０】
本発明において圧接角は８〜１９°、より好ましくは１０°〜１７°が適当である。
【００１１】
圧接角が８°未満では、上記感光体の表面に残留する現像剤の拭き残しや感光体上に現像剤の融着が発生する一方、圧接角が１９°より大きいと、上記感光体を回転させるのに大きなトルクが必要となり、ブレードが鳴いたり、感光体の駆動不良が発生するとともに、感光体の摩耗量も多くなり、さらにはクリーニングブレードの反転によるクリーニング不良等も発生するようになるためである。
【００１２】
本発明においてクリーニングブレードの材質はヤング率４５〜９０Ｋg／cm2、より好ましくは４５〜８０Ｋg／cm2の樹脂を使用する。ヤング率を４５Ｋg／cm2よりも小さくするとブレードが柔らかくなり過ぎて、食い込み量が大きくなり、腹当りさせると上記感光体の表面に残留する現像剤の拭き残しや感光体上に現像剤の融着が発生する。一方、ヤング率を９０Ｋg／cm2よりも大きくするとブレードが堅くなりすぎて食い込み量が小さすぎて、圧接角が大きくなるとブレードが鳴いたり、感光体の表面に損傷が発生するとともに、感光体の摩耗量も多くなり、さらにはクリーニングブレードの反転によるクリーニング不良等も発生しやすくなる。
【００１３】
本発明に使用される有機感光体としては耐摩耗性が良好で、クリーニング特性が良好なものが好ましく、感光層のバインダー樹脂としてポリカーボネート樹脂を使用することが好ましい。特にトナーの融着や傷の発生が少ない変性ポリカーボネート樹脂を感光層のバインダー樹脂に用いたものが良好である。
変性ポリカーボネート樹脂としては以下のような構造のものが用いられる。
【００１４】
【化１】
0003704383.tif 000002
【００１５】
(式中Ｒ1〜Ｒ8はそれぞれ独立して水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはハロゲン原子を表わす；Ｒ9,Ｒ10はそれぞれ独立して水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または環を形成してもよい基、Ｒ11〜Ｒ18はそれぞれ独立して水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはハロゲン原子を表わす；但し、Ｒ1〜Ｒ8が水素でＲ9とＲ10が共にメチル基でＲ11〜Ｒ18が水素でＸが−Ｃ(ＣＨ3)2−である場合を除く；n,mはモル比を表わし、nは０であってもよい。Ｘは環を形成する基、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＨ2−、−Ｃ(ＣＨ3)2−基を表わす。)
【００１６】
【化２】
0003704383.tif 000003
【００１７】
(式中、Ｒ1〜Ｒ18は前記と同意義；ｘ、ｙはモル比を表わし０.０５〜０.９５を表わす。)
【００１８】
【化３】
0003704383.tif 000004
【００１９】
(式中、Ｒ1〜Ｒ4は上記Ｒ1〜Ｒ4と同意義；Ｒ'5、Ｒ'6、Ｒ'7およびＲ'8はそれぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはＲ'5とＲ'6およびＲ'7とＲ'8は環を形成してもよい基；Ｒ11〜Ｒ18は前記と同意義、Ｘは前記と同意義、ｘ、ｙは前記と同意義)を表わす。
以上の化合物の内でも式[Ｉ]においてｎが０.０５〜０.９５である共重合型変性ポリカーボネート樹脂、式[Ｉ]においてｎ＝０でＲ11〜Ｒ18が水素でＸが−Ｃ(ＣＨ3)2−基である場合を除く変性ポリカーボネート樹脂、式[II]および[III]で示される変性ポリカーボネート樹脂が耐摩耗性や感度の点で好ましい。
【００２０】
上記化合物においてＲ1〜Ｒ8およびＲ11〜Ｒ18は水素、低級アルキル、例えばメチル、エチル、イソプロピル;シクロアルキル、例えばシクロヘキシル;アリール、例えばフェニル;ハロゲン、例えばＦ、Ｃl、Ｂrなどが例示される。特に水素であり、一部アルキル、フェニル等が好ましい。
【００２１】
Ｒ9、Ｒ10、Ｒ'5、Ｒ'6、Ｒ'7、Ｒ'8は水素、低級アルキル、例えばメチル、エチル、イソプロピル；アリール、例えばフェニルであり、アルキル、フェニルが好ましく、それらが環を形成するときはシクロペンチルまたはシクロヘキシルが好ましい。
【００２２】
ｎとｍはそれぞれモル比を表わし、ｎは０であってもよいが、共重合型ポリカーボネート樹脂の場合、ｎとｍの数字は０.０５〜０.９５が好ましい。ｎとｍの比は０.２／０.８〜０.８／０.２が好ましい。
ｘとｙはそれぞれモル比を表わし０.０５〜０.９５であり、ｘとｙの比は０.２／０.８〜０.８／０.２が好ましい。
【００２３】
Ｘが環を形成するときはシクロヘキシル基、シクロペンチル基、９−フルオレニル基などが好ましい。
【００２４】
これらの化合物のうちでも特に後述する化学式[VIII]、[Ｘ]、[XI]、[XIII]で示される化合物が耐摩耗性や感度の点で好ましい。
また、接着性や耐久性、繰り返し安定性の点から下引層を設けるほうが望ましい。
【００２５】
まず、このような導電性支持体上に下引き層を形成するにあたっては、適当な樹脂を溶解させた溶液やその中に低抵抗化合物を分散させ、この溶液や分散液を導電性支持体上に塗布し、乾燥させて形成する。なお、この下引き層については、その膜厚が０．１〜５μm、好ましくは０．２〜３μmになるようにする。
また、導電性支持体自体の表面を陽極酸化させ、酸化皮膜(アルマイト層)を下引層として用いてもよい。
【００２６】
下引層に用いられる材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ニトロセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等が適当で、これらの樹脂に低抵抗化合物を分散させてもよい。
【００２７】
低抵抗化合物としては、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、フッ化マグネシウム等の金属化合物や有機顔料、電子吸引性有機化合物、有機金属錯体等の有機化合物が好適に用いられる。
また、支持体がアルミ合金の場合、アルマイト層を下引層として用いることが効果的である。
【００２８】
特に、支持体のドラム径が６０Φ(ドラム直径６０ｍｍ)以下になった場合は、接着性は極端に悪くなってくるたため、下引層を設定することが必須となる。
クリーニングブレードは感光体に対して圧接力２〜５g／mm、より好ましくは２.５〜４g／mmで圧接する。
【００２９】
圧接力が２g／mm未満では、クリーニングブレードによる圧接が弱く、感光体の表面に残留する現像剤の拭き残しが発生する一方、圧接力が５g／mmより大きくなると、上記感光体を回転させるのに大きなトルクが必要となり、ブレードが鳴いたり、さらには、クリーニングブレードが折れ曲がり、感光体に対していわゆる腹当り状態になって、クリーニング不良等も発生するようになるためである。
【００３０】
クリーニングブレードを回転する有機感光体の表面に圧接させるにあたっては、通常、図１(Ａ)に示すように、一定厚みになった平板状のクリーニングブレード(１)をブレード保持部(１１)に保持させ、このクリーニングブレード(１)の先端部を、上記のように回転する有機感光体(２)の表面に圧接させるようにする。
【００３１】
そして、この感光体(２)に接触するクリーニングブレード(１)の接触面(１a)と、その接触点における感光体(２)の接線(x)とが、この感光体(２)の回転方向側においてなすクリーニングブレード(１)の圧接角を８〜１９°に設定すると共に、感光体(２)へのクリーニングブレード(１)の圧接力を２〜５g／mmに設定する。
【００３２】
なお、ここで使用するクリーニングブレード(１)は図１(Ａ)に示すようなものに限られず、例えば、図１(Ｂ)に示すように、上記感光体(２)の表面に接触するクリーニングブレード(１)の先端部において、感光体(２)と反対側の角部が角取りされて先端部が鋭角になったものや、図１(Ｃ)に示すように、クリーニングブレードの厚さが一定でなく、感光体(２)の表面に接触するクリーニングブレード(１)の先端部が薄くなったものや図１(ｂ)に示すように、感光体(２)の表面に接触するクリーニングブレード(１)の先端部が湾曲したたわみ型のものを用いることも可能である。
【００３３】
なお、これらいずれのクリーニングブレード(１)を用いる場合も、上記の場合と同様に、感光体(２)に接触するクリーニングブレード(１)の接触面(１a)と、その接触点における感光体(２)の接線(x)とが、感光体(２)の回転方向側においてなすクリーニングブレード(１)の圧接角(θ)を８〜１９°に設定すると共に、感光体(２)に対するこれらのクリーニングブレード(１)の圧接力を２〜５g／mmに設定して使用する。
【００３４】
また、上記のように回転する有機感光体(２)の表面から残留する現像剤を効率よく掻き落とすため、図２に示すように、クリーニングブレード(１)を感光体(２)の軸方向に揺動させるようにすることが好ましい。
【００３５】
さらに、使用する有機感光体(２)の種類によっては、クリーニングブレード(１)によって長時間一定の個所が圧接され続けると、ハーフ画像を複写した場合に、その接触部分が画像ノイズとして現れる、いわゆる接触メモリーを起こすものも存在するため、感光体(２)が回転していない時には、感光体(２)表面を圧接する上記クリーニングブレード(１)を、感光体(２)から離すようにすることが好ましい。
【００３６】
本発明のクリーニング方法が適用されるのは感光体の周速度が９０〜２５０mm／secの範囲が好ましい。周速度が遅いと初期トルクを低く設定する必要があり、周速度が速いと摩耗量やクリーニング性が変わってくるために再設定する必要がある。
【００３７】
本発明クリーニング方法は小粒径トナー、例えば体積平均粒径３〜８μmのトナーを含む現像剤を用いた精密画像形成法において使用したとき、特に有用である。従来のクリーニング方法では精密画像形成に使用されるこの様な小粒径トナーのクリーニングは困難であり、クリーニング不良から生ずる画像のかぶり、あるいはフラッシュ定着時の抜け現像を生じ易い。
【００３８】
これらの問題は上記のごときクリーニング方法に加えて適当な形状を有する小粒径トナーを用いることによって解決できる。即ち本発明に使用される現像剤としては、特にトナーに要求される流動性およびクリーニング性の点からトナーの形状係数ＳＦ１＝(最大長)2／面積×π／４×１００と定義した場合、ＳＦ１が１２０〜１６０、好ましくは１２０〜１５０なる値を持つ、表面に凹凸が形成されたトナーを用いることが好ましい。ＳＦ１が１２０より小さいとトナーが丸くなり過ぎて安定したクリーニングができない。
【００３９】
また、ＳＦ１が１６０より大きいトナーを用いるとトナーが不定形過ぎて後処理剤の均一性や組成の均一性が得られにくいために、帯電量分布がブロードになり、現像剤の劣化を起こし易くなり、カブリや感光体に対する融着が発生し易くなる。また、体積平均粒径３〜８μｍの小粒径トナーにおける流動性等の要求機能を満たすことが困難になる。
【００４０】
このような、現像剤を製造する方法としては、乳化重合や懸濁重合で得られた球形のトナーを熱で凝集させた後解砕する方法や、分散剤としてリン酸カルシウム等の無機塩を用いる方法、また粉砕法トナーにおいて微粉砕、分級する過程で熱を加える方法、球形トナー表面に樹脂微粒子を付着させ、熱を加えて融着させる方法等が知られているがいずれの方法であってもよい。
【００４１】
【実施例】
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に説明する。
この実施例においては、図３に示すように、クリーニングブレード(１)として平板状のものを用い、このクリーニングブレード(１)をブレード保持部材(１１)に保持させる。
【００４２】
このクリーニングブレード(１)を保持した上記ブレード保持部材(１１)を、端部に圧力調整用スプリング(１２)が設けられた押圧部材(１３)に取り付け、この圧力調整用スプリング(１２)の付勢力によって、クリーニングブレード(１)の先端部を感光体(２)の表面に圧接させる。
【００４３】
クリーニングブレード(１)を保持するブレード保持部材(１１)に適当な形状のものを用いて、感光体(２)に対するクリーニングブレード(１)の角度を調整し、感光体(２)に接触するクリーニングブレード(１)の接触面(１a)と、その接触点における感光体(２)の接線(x)とが、この感光体(２)の回転方向側においてなすクリーニングブレード(１)の圧接角θを８〜１９°になるようにすると共に、上記圧力調整スプリング(１２)によって、クリーニングブレード(１)の圧接力を調整し、感光体(２)に対するクリーニングブレード(１)の圧接力が２〜５g／mmの範囲になるようにする。スプリングを使用せず、クリーニングブレードの端部を固定してもよい。
【００４４】
このようにして回転する有機感光体(２)の表面にクリーニングブレード(１)を圧接させ、このクリーニングブレード(１)によって、上記感光体(２)の表面に残留している現像剤を掻き落とし、このように掻き落とされた現像剤を、回転羽根ホルダー(１４)に取り付けられた案内部材(１５)を介して、回収羽根ホルダー(１４)内の回収羽根(１６)に導き、この回収羽根(１６)により現像剤を搬送して回収ボトル(図示せず)に回収する。
【００４５】
次に、図４に基づいて、このようなクリーニング装置(１０)を電子写真装置(２０)に搭載させて使用する場合について具体的に説明する。
【００４６】
電子写真装置(２０)としては、市販の複写機(ミノルタ社製ＥＰ８７０)を改造し、使用する有機感光体(２)の帯電極性に応じて、プラス帯電とマイナス帯電との切り換えが行えるようにし、上記クリーニング装置(１０)を転写・分離器(２１)とイレーサーランプ(２２)との間に設けたものを用いた。
【００４７】
この電子写真装置(２０)に搭載された有機感光体(２)の表面を帯電器(２３)によって帯電させた後、光学系(２４)によって画像情報に基づいた露光を行い、感光体(２)の表面に静電潜像を形成し、現像装置(２５)からこの感光体(２)の表面に現像剤を供給してトナー像を形成する。
【００４８】
そして、このように感光体(２)表面に形成されたトナー像を、転写・分離器(２１)を介して記録紙(２６)上に転写し、このように転写されたトナー像を定着ローラ(２７)によって記録紙(２６)に定着させた後、排紙トレイ(２８)に排紙する。
【００４９】
一方、上記のようにして感光体(２)からトナー像を記録紙(２６)に転写した後は、上記クリーニング装置(１０)に設けられたクリーニングブレード(１)を、回転する感光体(２)の表面に前記のようにして圧接させ、このクリーニングブレード(１)によって、上記感光体(２)の表面に残留している現像剤を掻き落とし除去した後、この感光体(２)の表面をイレーサーランプ(２２)で除電する。
【００５０】
次に、上記のような電子写真装置(２０)において、クリーニングブレード(１)及び有機感光体(２)として数種類のものを使用し、感光体(２)に対するクリーニングブレード(１)の圧接角θ、感光体(２)に対するクリーニングブレード(１)の圧接力及び感光体(２)の回転周速度をそれぞれ変化させ、感光体(２)の表面に残留する現像剤のクリーニング性能、感光体(２)の回転駆動性及び感光体(２)の摩耗性について評価を行った。
【００５１】
使用したクリーニングブレード
クリーニングブレード(５)としては、下記の４種類のウレタンゴム製のクリーニングブレード(Ａ1)〜(Ａ5)を用いた。
【００５２】
これらの各クリーニングブレード(Ａ1),(Ａ2),(Ａ3),(Ａ4),(Ａ5)を、図１に示すように、ブレード保持部材(１１)に保持させるようにした。
【００５３】
ここで各クリーニングブレード(Ａ1),(Ａ2),(Ａ3),(Ａ4),(Ａ5)におけるブレードの厚み、硬度、３００％モジュラス及び反発弾性を表１に示す。
【００５４】
【表１】
0003704383.tif 000005
【００５５】
使用した有機感光体
有機感光体(２)としては、下記の４種類の有機感光体(Ｂ1)〜(Ｂ4)を用いた。
【００５６】
有機感光体(Ｂ1)
この有機感光体(Ｂ1)を作製するにあたっては、表面にアルマイト処理を施した直径８０mm,長さ３３０mmの円筒状アルミニウム基板上に、式[ＩＶ]で表されるジスアゾ化合物１重量部と、ブチラール樹脂(積水化学(株)製ＢＸ−１)１重量部とをシクロヘキサノン１００重量部に分散させた溶液を、乾燥後の膜厚が０．３μmとなるように塗布し、これを乾燥させて電荷発生層を形成した。
【００５７】
【化４】
0003704383.tif 000006
【００５８】
次いで、この電荷発生層上に、式[Ｖ]で表されるスチリル化合物１重量部と、下記の式[ＶＩ]で表されるチアピリリウム塩化物０．２重量部とポリカーボネート樹脂(帝人化成(株)製Ｋ−１３００)１重量部とをジクロルメタン１０重量部に溶解させた溶液を、乾燥後の膜厚が２０μmとなるように塗布し、これを乾燥させて感光層を形成した。
【００５９】
【化５】
0003704383.tif 000007
【００６０】
【化６】
0003704383.tif 000008
【００６１】
このようにして作製された有機感光体(Ｂ1)においては、アルマイト処理を施したアルミニウム基板上に、電荷発生層と感光層とが積層されており、これを上記電子写真装置(２０)に搭載して使用する場合には、プラス帯電させて用いた。
【００６２】
有機感光体(Ｂ2)
この有機感光体(Ｂ2)を作製するにあたっては、直径８０mm,長さ３３０mmの円筒状アルミニウム基板上に、メトキシメチル化ナイロン(数平均分子量３２０００)５重量部とアルコール可溶性共重合ナイロン(数平均分子量２９０００)１０重量部をメタノール９５重量部に溶解した溶液を乾燥後の膜厚が１μmとなるように塗布して下引層を形成した。次に式[ＶＩＩ]で表されるジスアゾ化合物１重量部と、ブチラール樹脂(積水化学(株)製ＢＸ−１)１重量部とをシクロヘキサノン１００重量部に分散させた溶液を、乾燥後の膜厚が０．３μmとなるように塗布し、これを乾燥させて電荷発生層を形成した。
【００６３】
【化７】
0003704383.tif 000009
【００６４】
次いで、式[Ｖ]のスチリル化合物１重量部と、式[ＶＩＩＩ]のポリカーボネート樹脂１重量部とを、テトラヒドロフラン１０重量部に溶解させた溶液を、上記荷電発生層上に乾燥後の膜厚が２５μmになるようにして、リングコート法により塗布し、電荷輸送層を形成した。
【００６５】
【化８】
0003704383.tif 000010
【００６６】
有機感光体(Ｂ3)
直径８０mm,長さ３３０mmの円筒状アルミニウム基板上にアルキッド樹脂１５重量部、メラミン樹脂１０重量部および酸化チタン粉末９０部をメチルエチルケトン１５０部とともに分散させて得られた塗布液を塗布、乾燥させて２μmの下引層を形成した。次に、電荷発生層として、チタニルフタロシアニン(ＴiＯＰc)を、抵抗加熱法を用いて、ボート温度４００〜５００℃,真空度１０-4〜１０-6torrの条件の下で真空蒸着させ、厚さ２５００Åのチタニルフタロシアニン蒸着膜を形成した。
【００６７】
次いで、式[ＩＸ]のスチリル化合物１重量部と、式[Ｘ]のポリカーボネート樹脂１重量部とを、テトラヒドロフラン１０重量部に溶解させた溶液を、上記荷電発生層上に乾燥後の膜厚が２５μmになるようにして、リングコート法により塗布し、電荷輸送層を形成した。
【００６８】
【化９】
0003704383.tif 000011
【００６９】
【化１０】
0003704383.tif 000012
【００７０】
このようにして作製された有機感光体(Ｂ2,Ｂ3)においては、アルミニウム基板上に下引層、電荷発生層、電荷輸送層を有し、これを電子写真装置(２０)に搭載して使用する場合には、マイナス帯電させて用いた。
【００７１】
有機感光体(Ｂ4)
これらの有機感光体(Ｂ4)を作製するにあたっては、有機感光体(Ｂ3)と電荷発生層までを同一構成として、電荷輸送層に使用するポリカーボネート樹脂に代えて式[ＸＩ]の樹脂を用いた以外は有機感光体(Ｂ3)と全く同様にして感光体を作製した。
【００７２】
【化１１】
0003704383.tif 000013
【００７３】
有機感光体(Ｂ5)
この有機感光体(Ｂ5)を作製するにあたっては、表面にアルマイト処理を施した直径８０mm,長さ３３０mmの円筒状アルミニウム基板上に、下記の式[ＸＩＩ]で表されるジスアゾ化合物１重量部と、ブチラール樹脂(積水化学(株)製ＢＸ−１)１重量部とをシクロヘキサノン１００重量部に分散させた溶液を、乾燥後の膜厚が０．３μmとなるように塗布し、これを乾燥させて電荷発生層を形成した。
【００７４】
【化１２】
0003704383.tif 000014
【００７５】
次いで、この電荷発生層上に、式[ＩＶ]で表されるスチリル化合物１重量部と、式[ＸＩＩＩ]で表されるポリカーボネート樹脂１重量部とをジクロルメタン１０量部に溶解させた溶液を、乾燥後の膜厚が２０μmとなるように塗布し、これを乾燥させて電荷輸送層を形成した。
【００７６】
【化１３】
0003704383.tif 000015
【００７７】
次に、感光体に対するクリーニングブレードの圧接角θを変化させるにあたっては、図３に示すように、クリーニングブレード(１)を保持するブレード保持部材(１１)を取り換えて変化させ、また感光体に対するクリーニングブレードの圧接力を変化させるにあたっては、クリーニングブレード(１)を感光体(２)の表面に圧接させる圧力調整用のスプリング(１２)を取り換えて変化させた。
【００７８】
上記電子写真装置(２０)の現像装置(２５)に用いる現像剤として、トナーの他にキャリアを含む二成分系の現像剤を用いた。
【００７９】
使用するトナーは、上記電子写真装置(２)に搭載させる有機感光体(２)の帯電極性に対応させ、有機感光体(２)が負帯電用の場合にはプラス帯電性のトナーを、有機感光体(２)が正帯電用の場合には負帯電性のトナーを用いた。
【００８０】
(トナーＩ−Ａの製造)
プラス帯電性のトナーを以下の処方で製造した。
成分                                                         重量部
スチレン−n−ブチルメタクリレート樹脂
(軟化点１３２℃、ガラス転移点６０℃)                         １００
カーボンブラック(三菱化学(株)製ＭＡ＃８)                         ５
ニグロシン染料(オリエント化学(株)製  ボントロンＮ−０１)         ３
低分子量ポリプロピレン(三洋化成工業(株)製  ビスコール５５０Ｐ)   ２
【００８１】
上記成分をボールミルで充分混合した後、これを１４０℃に加熱した３本ロール上で混練し、放置冷却後に、これをフィザーミルを用いて粗粉砕後、これをクリプトロンシステム(川崎重工業社製  ＫＴＭ−Ｘ型)１０,０００rpmにて中粉砕し、さらにジェットミルＩＤＳ２型(日本ニューマチック工業社製)で微粉砕し、これをＤＳ分級機ＤＳ２型(日本ニューマチック工業社製)で風力分級して平均粒径７．３μmの黒色微粒子を得た。さらにここで得られた黒色粒子１００重量部に対し疎水性シリカ０．２重量部(Ｒ−９７４;日本アエロジル社製)を添加しヘンシェルミキサー(三井三池化工機社製)にて１,０００rpmで１分間処理することにより黒色トナーＩ−Ａを得た。
このトナーはＳＦ１＝１５６であった。
【００８２】
(トナーＩ−Ｂの製造)
マイナス帯電性のトナーを以下の処方で製造した。
成分                                                        重量部
スチレン                                                      ６０
n−ブチルメタクリレート                                       ３５
メタクリル酸                                                    ５
２,２−アゾビス−(２,４−ジメチルバレロニトリル)                ０.５
低分子量ポリプロピレン(ビスコール  ６０５Ｐ:三洋化成工業社製)   ３
カーボンブラック(ＭＡ＃８;三菱化学社製)                         ８
【００８３】
上記の材料をサンドスターラにより混合して重合組成物を調製した。この重合組成物を濃度３％のアラビアゴム水溶液中で撹拌機ＴＫオートホモミクサー(特殊機化工業社製)を用いて回転数４０００rpmで撹拌しながら、温度６０℃で６時間重合反応させ、平均粒径６μmの球状粒子を得た。これとは別にサリチル酸金属錯体(Ｅ−８４;オリエント化学工業社製)並びに疎水性酸化チタン(Ｔ−８０５;日本アエロジル社製)を１:１の重量比で水媒体中にてサンドミル(ペイントコンディショナー:レッドデビル社製)を用い予め粉砕しておく。ここで得られたサリチル酸金属錯体／酸化チタンの混合物を上記トナー分散系にトナー固形分１００重量部に対し１．５重量部添加後、さらに撹拌を続けトナー粒子表面にサリチル酸金属錯体／酸化チタンを処理した。この後濾過／水洗を繰り返し行った後、この時得られたケーキ状の粒子を熱風乾燥機を用い７０℃５時間乾燥することにより、粒子同士を凝集させ、５０μm〜１mm程度のトナーの凝集体を得た。これをクリプトロンシステム(川崎重工業社製  ＫＴＭ−Ｘ型)１０,０００rpmにて解砕／表面改質処理を行い、平均粒径６．１μmの解砕粒子を得、さらにここで得られた解砕粒子１００重量部に対し疎水性シリカ０．２重量部(Ｈ−２０００;ワッカー社製)を添加しヘンシェルミキサー(三井三池化工機社製)にて１,０００rpmで１分間処理することによりトナーＩ−Ｂを得た。このトナーはＳＦ１＝１２２であった。
【００８４】
(トナーＩ−Ｃの製造)
成分                                                       重量部
スチレン                                                   ３５０
n−ブチルメタクリレート                                    １５０
メタクリル酸                                                 ２０
t−ドデシルメルカプタン                                    １．０
低分子量ポリプロピレン(ビスコール６０５Ｐ;三洋化成工業社製)  １０
【００８５】
上記の材料をサンドスターラにより混合して重合組成物を調製した。また、イオン交換水１５００重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム５重量部、過硫酸アンモニウム５重量部を溶解せしめた水分散媒を調整した。この水溶液中に重合組成物を加え撹拌機ＴＫオートホモミクサー(特殊機化工業社製)を用いて回転数４０００rpmで撹拌しながら、分散させた。次いで、上記の均一分散液を四つ口フラスコに移し窒素置換した後、温度７０℃、撹拌速度１５０rpmで５時間重合せしめ、ガラス転移温度(Ｔg)６２℃、数平均分子量(Ｍn)１５０００、重量平均分子量／数平均分子量(Ｍw／Ｍn)１４の乳化重合液を得た。この乳化重合液１０００重量部(樹脂成分２５０重量部)およびカーボンブラック(ＭＡ＃８;三菱化学社製)２０重量部並びにクロム錯塩型染料(Ｓ−３４;オリエント化学工業社製)５重量部の水５０wt％スラリー分散液をビーカーに採り、ＴＫオートホモミクサーにより、３５００rpmで５分間分散させ、均一な分散混合液とした。別に、１．０wt％の硫酸マグネシウム溶液を調整し、この系を４０℃に保ち撹拌しながら、ここへ前記分散混合液を均一滴下して粒子を凝固させた。さらに、系全体を８０℃に昇温し、凝固力を向上させた。この後常温まで冷却し、濾過／水洗を繰り返し行った後乾燥、解砕、風力分級することにより、平均粒径５．２μmの粒子を得た。さらにここで得られた解砕粒子１００重量部に対し疎水性シリカ０．２重量部(Ｈ−２０００;ワッカー社製)を添加しヘンシェルミキサー(三井三池化工機社製)にて１,０００rpmで１分間処理することによりトナーＩ−Ｃを得た。このトナーはＳＦ１＝１２７であった。
【００８６】
(トナーＩ−Ｄの製造)
滴下漏斗、撹拌機、不活性ガス導入管、還流冷却管および温度計を備えたフラスコにトルエン２１７重量部を仕込み、窒素ガスを吹き込みながら９０℃に加熱した。そこへ予め用意しておいたスチレン４８０重量部およびアクリル酸ｎ−ブチル２０重量部からなる重合性単量体にメルカプトエタノール４.６１重量部とアゾビスイソブチロニトリル１.３２重量部とを溶解した混合物を２時間にわたって滴下漏斗より滴下し、更に、５時間撹拌を続けて重合反応を行った。次いで、この反応生成物（末端にヒドロキシル基を有するプレポリマーを含む）１８５.１ｇにジブチル錫ジラウレート０.１ｇおよび２，4−トルイレンジイソシアネート２.３８ｇを加え、８０℃で３０分間反応して末端に反応性基としてイソシアネート基を有する重合体の溶液を得た。末端に反応性基としてイソシアネート基を有する重合体の溶液５７.１重量部と予め２００℃で２時間予備乾燥したカーボンブラック「ＭＡ−１００Ｓ」２０重量部とをラボブラストミルを用いて１６０℃、１００ｒｐｍの条件で混練して反応と共に脱溶媒した後、冷却、粉砕してカーボンブラックグラフト重合体を得た。
【００８７】
アニオン界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０.５重量％を含む脱イオン水の入った、不活性ガス導入管、還流冷却管および温度計を備えた反応釜に、予め調製しておいたスチレン８０重量部、アクリル酸ｎ−ブチル２０重量部からなる重合性単量体成分にカーボンブラックグラフトポリマー５０重量部、アゾビスイソブチロニトリル３重量部および２,２'−アゾビスイソブチロニトリル３重量部を配合した混合物を仕込み、Ｔ.Ｋ.オートホモミクサー（特殊機化工業社製）を用いて混合撹拌し、均一な懸濁液とした後、次いで窒素ガスを吹き込みながら６５℃に加温し、この温度で５時間撹拌を続けて懸濁重合反応を行った後、更に、７５℃に加温し、重合反応を終えた。これとは別に疎水性シリカ「Ｈ−２０００」（ワッカー社製）２重量部、シランカップリング剤「ＴＳＬ８３１１」（東芝シリコーン社製）２重量部をメチルアルコールに分散して調製した分散体を、上記懸濁液に添加混合し、濾過、水洗した。得られたケーキを熱風乾燥機を用いて７２℃、８５％ＲＨの条件下で５時間放置した後、更に５０℃、５０％ＲＨの条件下で５時間乾燥を行った。ここで得られた懸濁重合凝集物１００重量部に対して、荷電制御剤「Ｅ−８４」（オリエント化学工業社製）０.５重量部および疎水性シリカ「Ｈ−２０００」０.１重量部をヘンシェルミキサーを用いて混合した後、入口温度０℃の設定でクリプトロンコスモスシステムＫＴＭ−０型（川崎重工業社製）を用いて解砕処理および荷電制御剤の固定化処理を行い、更に風力分級し、平均粒径６.０μｍの着色粒子を得た。ここで得られた着色粒子Ｂ１００重量部に対して、それぞれ疎水性シリカ「Ｒ−９７２」（日本アエロジル社製）０.２重量部および疎水性酸化チタン「ＳＴＴ−３０Ａ」（チタン工業社製）０.４重量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて２,０００ｒｐｍで１分間処理することにより、トナーＩ−Ｄを得た。このトナーはＳＦ１＝１４０であった。
【００８８】
(トナーＩ−Ｅの製造)
アニオン界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０.５重量％を含む脱イオン水の入った、不活性ガス導入管、還流冷却管および温度計を備えた反応釜に、予め調製しておいたスチレン８０重量部、アクリル酸ｎ−ブチル２０重量部からなる重合性単量体成分にカーボンブラックグラフトポリマー５０重量部、荷電制御剤ＴＲＨ(保土谷化学工業社製)１重量部、アゾビスイソブチロニトリル３重量部および２,２'−アゾビスイソブチロニトリル３重量部を配合した混合物を仕込み、Ｔ.Ｋ.オートホモミクサー（特殊機化工業社製）を用いて混合撹拌し、均一な懸濁液とした後、次いで窒素ガスを吹き込みながら６５℃に加温し、この温度で５時間撹拌を続けて懸濁重合反応を行った後、更に、７５℃に加温し、重合反応を終えた。これとは別に疎水性シリカ「Ｈ−２０００」（ワッカー社製）２重量部、シランカップリング剤「ＴＳＬ８３１１」（東芝シリコーン社製）２重量部をメチルアルコールに分散して調製した分散体を、上記懸濁液に添加混合し、濾過、水洗した後、スラリー乾燥装置「ディスパーコート」(日清エンジニアリング社製)により粒子の乾燥を行い、更に風力分級を行って平均粒径６.０μｍの着色粒子を得た。ここで得られた着色粒子Ｂ１００重量部に対して、それぞれ疎水性シリカ「Ｒ−９７２」（日本アエロジル社製）０.２重量部および疎水性酸化チタン「ＳＴＴ−３０Ａ」（チタン工業社製）０.４重量部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて２,０００ｒｐｍで１分間処理することにより、トナーＩ−Ｅを得た。このトナーはＳＦ１＝１０５てあった。
【００８９】
(トナーＩ−Ｆの製造)
トナーＩ−Ａの製造において得られた粗粉砕粒子をジェット粉砕機ＩＤＳ２型(日本ニューマチック工業社製)にて微粉砕した後さらに風力分級装置ＤＳ２型(日本ニューマチック工業社製)にて風級を行い平均粒径６.９μｍの黒色微粒子を得た。さらにここで得られた黒色粒子１００重量部に対し疎水性シリカ０.２重量部(Ｒ−９７４；日本アエロジル社製)を添加しヘンシェルミキサー(三井三池化工機社製)にて１０００ｒｐｍで１分間処理することにより黒色トナーＩ−Ｆを得た。このトナーはＳＦ１＝１６４であった。
【００９０】
（キャリアの製造)
上記実施例および比較例で得られた静電潜像現像用トナーと混合させるキャリアとしては、以下に示すようにして製造した４種類のキャリアＡ〜Ｃを用いた。
【００９１】
(キャリアＡ)
ポリエステル樹脂(花王社製;ＮＥ−１１１０)１００重量部、無機磁性粉(ＴＤＫ社製;ＭＦＰ−２)６００重量部とカーボンブラック(三菱化成社製;ＭＡ＃８)２重量部とをヘンシェルミキサーにより充分に混合して粉砕した。
【００９２】
次いで粉砕物をシリンダ部１８０℃、シリンダヘッド部１７０℃に設定した押出し混練機を用いて溶融混練した。
【００９３】
得られた混練物を冷却して粗粉砕した後、ジェットミルで微粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級し、平均粒径が５５μmのバインダー型キャリアＡを得た。
【００９４】
(キャリアＢ)
フェライトキャリアコア(パウダーテック社製;Ｆ−３００)の表面を転動流動層(岡田精工社製;スピラコータ)を用いて熱硬化性シリコン樹脂でコートし、平均粒径が５０μmであるキャリアＣを得た。
【００９５】
(キャリアＣ)
キャリアＢと同様のコア材を用い、熱硬化性アクリル変性シリコーン樹脂を用い浸漬法によりコーティングを行い平均粒径５０μmのキャリアＤを得た。
【００９６】
評価
(粒径測定)
トナーおよびキャリアの粒径測定は、以下の様に行った。
(１)トナー粒径
トナー平均粒径の測定はコールターマルチサイザー(コールターカウンタ社製)を用い、１００μmのアパチャーチューブで粒径別相対重量分布を測定することにより求めた。
(２)キャリア粒径
キャリア粒径はＳＡＬＤ１１００(島津製作所社製)を用いて測定し、その平均粒径を求めた。
次に、感光体の表面に残留する現像剤のクリーニング性能、感光体の回転駆動性及び感光体の摩耗性についての評価は、下記のようにして行った。
【００９７】
クリーニング性能の評価
クリーニング性能については、電子写真装置(２０)に搭載した有機感光体(２)の表面を６５０Ｖに帯電させ、２０％チャートを用いて露光し、静電潜像を形成した後、この感光体(２)の表面に現像装置(２５)から現像剤を供給し、トナー像を形成した。
【００９８】
そして、記録紙にトナー像を転写することなく、トナー像が付与されたままの上記有機感光体(２)の表面にクリーニングブレード(１)を圧接させ、感光体(２)表面に付与された現像剤を除去した。
【００９９】
このようにして現像剤を除去した感光体の表面について評価を行い、目視観察した場合に現像剤の拭き残しが確認され、コピー画像上に画像ノイズが現れる場合を×で、目視観察では現像剤の残存が確認できないが、白色ネル布で感光体表面を拭いたときにネル布にわずかに現像剤が付着し、実用上は問題ない場合を△で、ネル布で拭いた場合でも全く現像剤の残存が認められず好適な場合を○で表示した。
【０１００】
感光体の駆動性の評価
感光体の駆動性については、上記電子写真装置(２０)に搭載した感光体(２)の駆動軸に、トルクゲージ((株)共和電業製  ＴＰ−１０ＫＣＥ)を取り付け、同社製のアンプリファイヤＷＧＡ−７００Ａ(商品名)を用いて上記感光体(２)の回転トルク[cm／Ｋg]を測定した。
【０１０１】
そして、感光体に対するクリーニングブレードの圧接力が強すぎて、感光体が駆動できない場合を×で、実用上問題ないが感光体の回転トルクが７cm／Ｋgを越え、高トルクの駆動モータを必要とする場合を△で、感光体の回転トルクが７cm／Ｋg以下で好適である場合を○で表示した。
【０１０２】
感光体の摩耗性の評価
前記クリーニング性能の評価の場合と同様に、電子写真装置に搭載した有機感光体(２)表面を６５０Ｖに帯電させ、６％チャートを用いて露光し、静電潜像を形成した後、現像装置(２５)からこの感光体(２)表面に現像剤を供給してトナー像を形成し、これを記録紙に転写することなく、トナー像が形成されたままの状態で、感光体(２)の表面にクリーニングブレード(１)を圧接させ、感光体表面に付与された現像剤を除去した。
【０１０３】
このようにして１万回のクリーニング操作を行った後、上記感光体における表面の削れ量が１μm以下で良好な場合を○で、その削れ量が１〜８μmで、コピー濃度の低下はみられるものの実用上問題のない場合を△で、削れ量を８μmより大きく、帯電能が低下してコピー濃度が低くなり実用上問題がある場合を×で表示するようにした。
【０１０４】
次に、前記電子写真装置(２０)を用いて行った具体的な各試験例について説明する。
【０１０５】
試験例１〜２４
前記４種類の各クリーニングブレード(Ａ１)〜(Ａ４)と前記６種類の有機感光体を利用し、クリーニングブレードの圧接角を、この発明の範囲である８〜１９°の範囲に設定するとともに、クリーニングブレードのヤング率を４５Ｋg／cm2〜９０Ｋg／cm2の範囲に設定し、クリーニングブレードの圧接力を２〜５g／mmの範囲で変更させて、前記のクリーニング性能、感光体の駆動性及び感光体の摩耗性について評価を行った。
【０１０６】
試験例１〜２４において、使用したクリーニングブレードの種類、使用した有機感光体の種類、クリーニングブレードの圧接角θおよびヤング率は下記の表２に示した。
【０１０７】
【表２】
0003704383.tif 000016
【０１０８】
試験例１〜２４において、上記のようにクリーニングブレードの圧接力を２〜５g／mmの範囲で変化させ、クリーニング性能、感光体の駆動性及び感光体の摩耗性について評価を行った。
この結果を下記表３に示す。
【０１０９】
【表３】
0003704383.tif 000017
【０１１０】
なお、同表において、クリーニング性能についての評価を(ク)で、感光体の駆動性についての評価を(駆)で、感光体の摩耗性についての評価を(摩)で示した。
【０１１１】
この結果から明らかなように、クリーニングブレードの圧接力が２g／mm未満の場合には、感光体表面における現像剤の拭き残しが目視上観察され、実用上問題があった。
【０１１２】
また、クリーニングブレードの圧接力が５g／mmを越えるものにおいては、感光体を駆動させるのに大きなトルクを必要とし、感光体の駆動不良を生じ、感光体の摩耗もひどく、また図５に示すごとくブレードの腹当り状態によるクリーニング不良も発生し、実用上問題があった。
【０１１３】
これに対し、クリーニングブレードの圧接力を、この発生の範囲である２〜５g／mmの範囲に設定したものにおいては、クリーニング性能、感光体の駆動性及び感光体の摩耗性の各評価が、好適であるか、あるいは実用上問題のないものであった。
【０１１４】
試験例２５〜３５
これらの試験例においては、クリーニングブレードの圧接角を８°未満または１９°を越える設定とし、クリーニングブレードの種類、有機感光体の種類クリーニングブレードの圧接角θを表４に示す通りにして使用した。
【０１１５】
【表４】
0003704383.tif 000018
【０１１６】
また、クリーニングブレードのヤング率を変えた材料を使用した。
これらの試験例２５〜３５において、上記クリーニングブレードの圧接力を２〜５g／mmの範囲内において変更し、クリーニング性能、感光体の駆動性及び感光体の摩耗性について評価を行った。
この結果を表５に示す。
【０１１７】
【表５】
0003704383.tif 000019
【０１１８】
なお、同表においても、クリーニング性能についての評価を(ク)で、感光体の駆動性についての評価を(駆)で、感光体の摩耗性についての評価を(摩)で表示した。
【０１１９】
この結果から明らかなように、クリーニングブレードの圧接角を８°未満にしたものは、感光体表面における現像剤の拭き残しが目視上観察され、実用上問題があった。
【０１２０】
また、クリーニングブレードの圧接角が１９°を越えるものにおいては、感光体を駆動させるのに大きなトルクを必要とし、感光体の駆動不良を生じ、感光体の摩耗もひどく、またブレードの腹当り状態によるクリーニング不良も発生し、実用上問題があった。
【０１２１】
これに対し、クリーニングブレードの圧接角を、この発明の範囲である８〜１９°の範囲に設定したものにおいては、クリーニング性能、感光体の駆動性及び感光体の摩耗性の各評価が、好適であるか、あるいは実用上問題のないものであった。
【０１２２】
試験例３６〜４１
これらの試験例においては、クリーニングブレードの圧接力を２.５、３.２、４.０[ｇ／ｍｍ]とし、その他のクリーニング条件は一定にし、トナーを表６に示す通りにして評価を行った。なお、この評価は１０℃、１５％ＲＨの低温低湿環境下において、Ｂ／Ｗ３０％角ベタチャートを用いて、定着後の画像濃度が１.２になる条件に設定して、転写を行わずに、クリーニング性能および感光体の駆動性について評価を行った。
この結果を表７に示す。
【０１２３】
【表６】
0003704383.tif 000020
【０１２４】
【表７】
0003704383.tif 000021
【０１２５】
【発明の効果】
本発明クリーニング方法を用いると感光体に残留する小粒径のトナーが充分に除去されるとともに、感光体を回転させるトルクも少なくて済み、感光体の駆動不良や摩耗が少なくなり、更にクリーニングブレードが反転したり腹当り状態等に起因するクリーニング不良が防止できる。
【０１２６】
この結果、画像形成装置において現像剤が体積平均粒径３〜８μmという小粒径トナーを用いた場合でも、機構的に複雑でかつコストが高いファーブラシクリーニング法等を用いずとも済み、簡単且つコストの安いクリーニングブレードを用いることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  (Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ本発明において使用するクリーニングブレードを感光体に接触させた状態を示す部分説明図。
【図２】  クリーニングブレードを感光体の軸方向に揺動させる状態を示す概略斜視図。
【図３】  本発明の１実施例に係わるクリーニング方法の概略断面図。
【図４】  同実施例のクリーニング方法を搭載した電子写真装置の概略断面図。
【図５】  クリーニングブレードが折れ曲った感光体に対して腹当りになった状態を示す部分説明図。
【符号の説明】
１       クリーニングブレード      １a      接触面
２       感光体                    ２a      アルマイト基板
２b      電荷発生層                ２c      感光層
２d      下引層                    ５       クリーニングブレード
１０       クリーニング装置        １１     ブレード保持部材
１２       圧力調整用スプリング    １３     押圧部材
１４       回収羽根ホルダー        １５     案内部材
１６       回収羽根                ２０     電子写真装置
２１       分離器                  ２２     イレーサーランプ
２３       帯電器                  ２４     光学系
２５       現像装置                ２６     記録紙
２７       定着ローラー            ２８     排紙トレイ
θ       圧接角
x        ブレードが感光体に接した点の接線
【図１】
0003704383.tif 000024
【図２】
0003704383.tif 000025
【図３】
0003704383.tif 000026
【図４】
0003704383.tif 000027
【図５】
0003704383.tif 000028