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公開番号2024083239
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-20
出願番号2023179321
出願日2023-10-18
発明の名称画像形成装置およびプロセスカートリッジ
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類G03G 5/147 20060101AFI20240613BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】クリーナレス方式の画像形成装置において、感光ドラムとトナー間の付着力を低減して転写効率を向上させつつ、感光ドラムと接触する他の部材へのトナー付着を抑制する。
【解決手段】像担持体と帯電部材を有し、トナー粒子と平均粒径30nm以上1000nm以下の転写促進粒子を含む現像剤を収容でき、像担持体の表面層の粒子は個数基準の粒度分布において頻度が最大の第一ピークと頻度が第二の第二ピークが存在し、粒径が大きい方のピークトップの粒径DAが80nm以上300nm以下であり、粒径がDA±20nmである粒子PAAに由来し、かつ、高さが10nm以上300nm以下である凸部CAが表面層の表面に配置され、凸部CAの重心間距離の平均値が150nm以上500nm以下であり、凸部CAの重心間距離の標準偏差が250nm以下である画像形成装置を用いる。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体を所定の電位に帯電させる帯電部材と、
を有し、現像剤を収容できる画像形成装置であって、
前記現像剤は、トナー粒子及び前記トナー粒子の表面に付着する転写促進粒子により構成され、前記転写促進粒子の平均粒径は３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、
前記像担持体は、粒子及び結着樹脂を含有する表面層を有し、
前記表面層に含有される前記粒子が個数基準の粒度分布において複数のピークを有し、
前記複数のピークのうち前記粒度分布におけるピークトップが２０ｎｍ以上であるピークのうち、ピークトップの頻度が最大となるピークを第一ピーク、ピークトップの頻度が前記第一ピークの次に大きいピークを第二ピークとし、
前記第一ピークと前記第二ピークのうち、ピークトップの粒径の値が大きい方のピークトップの粒径ＤＡが８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、
前記表面層に含有される前記粒子のうち、粒径がＤＡ±２０ｎｍの範囲にある粒子を粒子ＰＡＡとし、前記粒子ＰＡＡに由来し、かつ、高さが１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である凸部を凸部ＣＡとしたとき、前記凸部ＣＡが前記表面層の表面に配置され、
前記表面層を上面視したとき、前記凸部ＣＡの重心間距離の平均値が１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、前記凸部ＣＡの重心間距離の標準偏差が２５０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする画像形成装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記像担持体の表面層の表面において、前記粒子が占める面積をＳ１とし、前記粒子以外が占める面積をＳ２としたとき、Ｓ１／（Ｓ１＋Ｓ２）が０．７０以上１．００以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記表面層の断面において、前記粒径ＤＡがＤＡ±２０ｎｍの範囲にある粒子を含まない部位の表面層の平均膜厚をＴとしたとき、
ＤＡ＞Ｔ
であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第一ピークと前記第二ピークのうち、ピークトップの粒径の値が小さい方のピークトップの粒径ＤＢが、
ＤＢ＜Ｔ
であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記表面層において、
ＤＢ／ＤＡ＞ 1／１０
であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記表面層の表面に存在する凸部の個数のうち、前記粒径ＤＡがＤＡ±２０ｎｍの範囲にある粒子に由来する凸部の占める個数の割合が、９０個数％以上である
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第一ピークと前記第二ピークを比較して、ピークトップの粒径の値が大きい方のピークの半値幅が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記像担持体の表面層の表面の最大高低差Ｒｚが、１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記粒径ＤＡがＤＡ±２０ｎｍの範囲にある粒子の円形度が、０．９５０以上である
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記現像剤は、前記トナー粒子の表面に存在する、下記式（１）で示される構造を有する有機ケイ素重合体を含有する微粒子から形成される凸部を有し、前記凸部上に前記転写促進粒子が配置されている
Ｒ－Ｓｉ（Ｏ１／２）３（１）
（前記Ｒは、炭素数１以上６以下の炭化水素基を示す）
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置およびプロセスカートリッジに関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機やレーザープリンターなど、電子写真プロセスを用いて画像形成を行う画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、転写工程において、像担持体としての感光ドラムの対向部に配置された転写部材に電圧電源より電圧を印加することで、感光ドラム表面に形成されたトナー像を、中間転写体や記録材上に静電転写する。複数色のトナー像を形成する場合は、この転写工程を、複数色のトナー像に関して繰り返し実行することにより、中間転写体や記録材表面に複数色のトナー像を形成する。感光ドラムから中間転写体や記録材に転写されなかったトナーは、クリーニング部材によって感光ドラム上から除去され、クリーニングユニット内の廃トナー収容部に廃トナーとして収容される。
【０００３】
近年では、装置の小型化を目的として感光ドラム表面のクリーニングシステムを省略したクリーナレスシステムが提案されている。クリーナレスシステムを実現させるためには、感光ドラムから中間転写体へのトナー像の転写効率を向上させることで、トナー像を転写部材によって転写した後に感光ドラム表面に残留する転写残トナーを減らすことが求められる。
【０００４】
特許文献１には、クリーナレスシステムの実現のために、トナーと感光ドラムの表面を点接触にするべく、感光ドラムの表面に粒子を含有させて凸形状を形成することで、感光ドラムとトナー間の付着力を低減して転写効率を向上させる構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１４－００２３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、感光ドラムとトナー間の付着力を低減すると、他の部材とトナー間の付着力が相対的に大きくなるため、課題が発生する場合があった。例えば、感光ドラム表面を任意の電位に帯電させる帯電手段として感光ドラムと接触して回転する帯電ローラが有る構成においては、転写残トナーが帯電ローラに付着しやすくなる。そのため、帯電ローラがトナーで覆われることで帯電不良を起こしてしまう場合があった。従来であれば、転写残トナーは感光ドラムと帯電ローラにニップされた際に電気的な力で帯電ローラから引きはがされるため、感光ドラムにトナーの大部分は付着し、帯電ローラのトナー付着は抑制されていた。しかし、感光ドラムと転写残トナー間の付着力が低減され、帯電ローラと転写残トナー間の付着力が相対的に大きくなると、電気的な力だけでは転写残トナーを帯電ローラから引きはがせなくなり、帯電ローラに転写残トナーが付着し、帯電不良を起こしてしまう。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされてものであり、クリーナレス方式の画像形成装置において、感光ドラムとトナー間の付着力を低減して転写効率を向上させつつ、感光ドラムと接触する他の部材へのトナー付着を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
像担持体と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体を所定の電位に帯電させる帯電部材と、
を有し、現像剤を収容できる画像形成装置であって、
前記現像剤は、トナー粒子及び前記トナー粒子の表面に付着する転写促進粒子により構成され、前記転写促進粒子の平均粒径は３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、
前記像担持体は、粒子及び結着樹脂を含有する表面層を有し、
前記表面層に含有される前記粒子が個数基準の粒度分布において複数のピークを有し、
前記複数のピークのうち前記粒度分布におけるピークトップが２０ｎｍ以上であるピークのうち、ピークトップの頻度が最大となるピークを第一ピーク、ピークトップの頻度が前記第一ピークの次に大きいピークを第二ピークとし、
前記第一ピークと前記第二ピークのうち、ピークトップの粒径の値が大きい方のピークトップの粒径ＤＡが８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、
前記表面層に含有される前記粒子のうち、粒径がＤＡ±２０ｎｍの範囲にある粒子を粒子ＰＡＡとし、前記粒子ＰＡＡに由来し、かつ、高さが１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である凸部を凸部ＣＡとしたとき、前記凸部ＣＡが前記表面層の表面に配置され、
前記表面層を上面視したとき、前記凸部ＣＡの重心間距離の平均値が１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、前記凸部ＣＡの重心間距離の標準偏差が２５０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする画像形成装置である。
本発明はまた、以下の構成を用いる。すなわち、
像担持体と、
前記像担持体に接触し、前記像担持体を所定の電位に帯電させる帯電部材と、
を有し、現像剤を収容できるプロセスカートリッジであって、
前記現像剤は、トナー粒子及び前記トナー粒子の表面に付着する転写促進粒子により構成され、前記転写促進粒子の平均粒径は３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、
を有するプロセスカートリッジであって、
前記像担持体は、粒子および結着樹脂を含有する表面層を有し、
前記表面層に含有される前記粒子が個数基準の粒度分布において複数のピークを有し、
前記複数のピークのうち前記粒度分布におけるピークトップが２０ｎｍ以上であるピークのうち、ピークトップの頻度が最大となるピークを第一ピーク、ピークトップの頻度が第一のピークの次に大きいピークを第二ピークとし、
前記第一ピークと前記第二ピークのうち、ピークトップの粒径の値が大きい方のピークトップの粒径ＤＡが８０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、
前記表面層に含有される前記粒子のうち、粒径がＤＡ±２０ｎｍの範囲にある粒子を粒子ＰＡＡとし、前記粒子ＰＡＡに由来し、かつ、高さが１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である凸部を凸部ＣＡとしたとき、前記凸部ＣＡが前記表面層の表面に配置され、
前記表面層を上面視したとき、前記凸部ＣＡの重心間距離の平均値が１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、前記凸部の重心間距離の標準偏差が２５０ｎｍ以下である、
ことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クリーナレス方式の画像形成装置において、感光ドラムとトナー間の付着力を低減して転写効率を向上させつつ、感光ドラムと接触する他の部材へのトナー付着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例１における画像形成装置の断面図
実施例１における制御ブロック図
実施例１における電子写真感光体の層構成の一例
実施例１における電子写真感光体の層構成の一例
実施例１における電子写真感光体の表面層の概念図
実施例１におけるトナーと転写促進粒子の模式図
実施例１において効果検証に使用した画像
実施例１において濃度変化の効果検証をした結果
実施例１において帯電ローラ２に付着した現像剤量を示す図
実施例１において検証結果のメカニズムを説明する図
実施例１において転写促進粒子径と分子間力の関係図
実施例２におけるトナー表面の模式図
実施例２におけるトナー表面の凸形状の模式図
実施例２におけるトナー表面の凸形状の模式図
実施例２におけるトナー表面の凸形状の模式図
実施例２におけるトナーと転写促進粒子の模式図
実施例２において濃度変化の効果検証をした結果
実施例２において帯電ローラ２に付着した転写促進粒子を示す図
実施例２において検証結果のメカニズムを説明する図
表面層の粒子の粒度分布を説明する図
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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