Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2009237463A - 現像ローラ - Google Patents

現像ローラ Download PDF

Info

Publication number
JP2009237463A
JP2009237463A JP2008086296A JP2008086296A JP2009237463A JP 2009237463 A JP2009237463 A JP 2009237463A JP 2008086296 A JP2008086296 A JP 2008086296A JP 2008086296 A JP2008086296 A JP 2008086296A JP 2009237463 A JP2009237463 A JP 2009237463A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
developing roller
resin
roughness
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008086296A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Obara
慎也 小原
Takeo Oshiba
武雄 大柴
Akira Ohira
晃 大平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Business Technologies Inc
Original Assignee
Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Business Technologies Inc filed Critical Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority to JP2008086296A priority Critical patent/JP2009237463A/ja
Priority to US12/410,969 priority patent/US20090245892A1/en
Publication of JP2009237463A publication Critical patent/JP2009237463A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0808Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the developer supplying means, e.g. structure of developer supply roller
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/06Developing structures, details
    • G03G2215/0634Developing device
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/08Details of powder developing device not concerning the development directly
    • G03G2215/0855Materials and manufacturing of the developing device
    • G03G2215/0858Donor member
    • G03G2215/0861Particular composition or materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/08Details of powder developing device not concerning the development directly
    • G03G2215/0855Materials and manufacturing of the developing device
    • G03G2215/0869Supplying member

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】多数枚(例えば、5000枚)プリントしても、画像濃度不足や、かぶりや機内汚れが発生しない現像ローラの提供。
【解決手段】導電性シャフト1の外周に被覆層20を設けた現像ローラ25において、該被覆層20が少なくとも樹脂24と粗さ粒子23を含有し、該被覆層20表面の表面粗さ(Ra)が0.5〜2.5μm、該被覆層20表面のヤング率(Y)が1〜200MPaであることを特徴とする現像ローラ25。
【選択図】図1

Description

本発明は、現像ローラに関するものであり、具体的には非接触1成分現像方式に用いる現像ローラに関するものである。
近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成技術の発達は著しく、中でも電子写真方式に基づいた画像形成装置が多く用いられている。また、パーソナルコンピュータ等関連技術の性能向上に伴い、カラーの画像形成が可能な装置や小型、軽量、低価格の画像形成装置を要望する声が高くなり、さらなる改良、性能アップが望まれている。
画像形成装置に用いられる電子写真用現像剤としては、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤と非磁性又は磁性のトナーからなる一成分現像剤とがある。1成分現像剤を用いる現像装置は、キャリアを用いないので、キャリアとトナーを混合する攪拌装置やトナーとキャリアの混合比を一定にするための制御を必要としないという利点がある。
また、非磁性1成分トナーを用いる非磁性1成分現像方式は現像ローラに磁石を用いないので、より小型で低価額が求められるプリンタに好ましく用いられている。
また、非磁性1成分現像方式の中でも、感光体と現像ローラを離設して現像を行う非接触現像方式は高画質化とカラー化に対して有利である。
また、低価格プリンタの普及に伴って、現像カートリッジに現像ローラを内蔵して現像装置の機能を持たせて小型化、低価格化するという技術の開発が進み、トナーカートリッジを交換するタイプの画像形成装置が注目されてきている。
更に、最近の環境への配慮の高まりより、カートリッジを交換するタイプから、現像ローラを内蔵した現像装置にトナーを補給して、現像装置を複数回使用するトナー補給方式の現像カートリッジも開発されている。これに伴い、メンテナンスが簡便である(カートリッジ寿命が長い)ことに対する要望も強く、繰り返し使用時の劣化に対する耐性が求められている。
また、最近になって、現像ローラのコスト抑制や軽量小型化をはかるため導電性弾性層を設けずに、基体の表面をブラスト加工等の表面加工を施した現像ローラや基体の表面に薄い機能層のみを設けた現像ローラを用いた現像装置が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
特開2001−66876号公報 特開2002−14535号公報
しかしながら、導電性弾性層を設けずに形成した現像ローラを用いると、現像ローラと規制ブレードの間で非磁性1成分トナーの薄層を形成する時に、非磁性1成分トナーにストレスがかかり、多数枚プリント中に非磁性1成分トナー表面に固着させた外添剤がトナー粒子内に埋没し、正規の帯電量を維持できなくなるという問題が発生していた。
非磁性1成分トナーが正規の帯電量を維持できなくなると、帯電量不足によるかぶりや機内汚れが発生したり、搬送不良による画像濃度不足が発生したりして問題となっていた。
本発明は、非接触1成分現像方式の画像形成装置において、多数枚プリントしても、かぶりや機内汚れが発生せず、画像濃度不足が発生しない現像ローラを提供することにある。
本発明は、下記構成を採ることにより達成される。
1.導電性シャフトの外周に被覆層を設けた現像ローラにおいて、
該被覆層が少なくとも樹脂と粗さ粒子を含有し、
該被覆層表面の表面粗さ(Ra)が0.5〜2.5μm、
該被覆層表面のヤング率(Y)が1〜200MPa
であることを特徴とする現像ローラ。
2.前記被覆層が、少なくとも樹脂と粗さ粒子を含有する下層と樹脂を含有する上層の2層構成であることを特徴とする前記1に記載の現像ローラ。
本発明の現像ローラは、非接触1成分現像方式の画像形成装置に装填し、多数枚(例えば、5000枚)プリントしても、かぶりや機内汚れが発生せず、画像濃度不足が発生しない優れた効果を有する。
本発明者らは、上記問題を解決するため、現像ローラの被覆層表面の表面粗さと硬さに着目し検討を行った。
非接触非磁性1成分トナーで用いられる現像ローラは、画像形成に必要な非磁性1成分トナーを薄層にして現像部まで搬送するためにその表面に凹凸が形成されている。
現像ローラ表面に凹凸を形成する方法としては、
1.表面にサンドブラストなどを吹きつける
2.粗さ粒子を必要量添加して被覆層を形成する
方法がある。
サンドブラストなどを吹きつける方法は、現像ローラ表面に均一な表面粗さを付与することが難しく、トナーの搬送の安定性に課題があり、さらに、製造時の再現性にも課題を有している。
粗さ粒子を必要量添加して被覆層を形成する方法は、粗さ粒子の添加量や粒子径で任意に表面粗さを形成でき表面粗さを調整するためには好ましい方法である。
一方、現像ローラにより搬送された非磁性1成分トナーは、規制ブレードとの間を通過する際に薄層が形成され、規制ブレードにより帯電付与される。
均一な帯電付与と搬送を実現するためには規制部材の規制圧力をある程度高める必要が有る。
弾性層が無く、現像ローラ表面の硬度が硬い現像ローラにおいては、規制ブレードの圧力を逃がすことが困難であり、トナーに規制ブレードから直接力が加わるため、トナー表面に固着している外添剤がトナー内部に埋没し、トナーの帯電特性低下が促進される。
現像ローラの表面粗さが小さい場合は、非磁性1成分トナーの搬送が十分に行われず、現像に寄与するトナー量が少なくトナー画像濃度が不足となる問題がある。
現像ローラの表面粗さが大きすぎる場合は、非磁性1成分トナーが現像ローラ上に固定化されやすくなり、現像ローラ表面に非磁性1成分トナーとして用いるトナーが固着するフィルミングが発生し、プリント画像にかぶりやトナー飛散が発生する問題を生じやすい。
本発明者らは、鋭意検討した結果、導電性シャフトの外周に設ける被覆層の表面粗さと表面硬さを特定した現像ローラを用いると、トナーの搬送が規定され、且つトナーにかかるストレスが低減され上記問題が解決できることを見いだし、本発明を完成するにいたったものである。
本発明の現像ローラは、導電性シャフトの外周に樹脂と粗さ粒子を含有する被覆層を形成したもので、被覆層表面の表面粗さ(Ra)が0.5〜2.5μm、被覆層表面のヤング率(Y)が1〜200MPaのものである。
この表面粗さが0.5μm未満であると、トナーの搬送性が低下してしまい、現像性が低下してしまう。また、表面粗さが2.5μmを超える場合には、トナーに係るストレスが過多となり、長期に渡る使用時においてトナーの劣化が促進され、現像性の低下及びトナー飛散やかぶりなどを発生してしまう問題がある。
被覆層表面のヤング率が1MPa未満の場合、被覆層の変形が起こりやすく、トナーの搬送を安定化させることができず、かえってトナーの劣化を引き起こしてしまい、長期に渡る使用において現像性の低下を招いてしまう。また、ヤング率が200MPaを超えてしまう場合、表面層が硬いために、トナーへのストレスが過度となり、トナーが長期に渡る使用にて劣化してしまう問題がある。
上記被覆層表面の表面粗さ(Ra)と被覆層表面のヤング率(Y)を有する現像ローラを用いると、トナーの劣化によるかぶりや機内汚れの発生、トナーの搬送不良による画像濃度不足の発生を防止できることが確認できた。
以下、本発明について詳細に説明する。
《現像ローラ》
本発明の現像ローラは、導電性シャフトの外周に弾性層を設けずに樹脂と粗さ粒子を含有する被覆層を設けたものである。被覆層の層構成は特に限定されず単層構成でも、下層と上層の2層構成でも良いが、導電性シャフトとの接着性が良好で耐久性に優れた層構成としては2層構成のものが好ましい。
2層構成の現像ローラは、樹脂溶液中に粗さ粒子を分散して得られた塗布液を導電性シャフト上に塗布して下層を設け、この下層の上に樹脂溶液を塗布して上層を設けて得ることができる。
〈層構成〉
図1は、本発明の現像ローラの一例を示す断面模式図である。
図1において、25は現像ローラ、1は導電性シャフト、20は被覆層、22は上層、21は下層、23は粗さ粒子、24は樹脂を示す。
図1の(a)は現像ローラの模式図を示す。(b)は導電性シャフト1の外周に樹脂24と粗さ粒子23を含有する被覆層20が形成された現像ローラ25を示す。(c)は導電性シャフト1の外周に樹脂24と粗さ粒子23を含有する下層21と樹脂24を含有する上層22からなる被覆層20が設けられ、下層に粗さ粒子23が存在している現像ローラを示す。(d)は現像ローラ25の表面に粗さ粒子23が良好に分散されている状態を示す。
被覆層の層厚は、5〜30μmが好ましく、2層構成の場合には下層の層厚5〜20μm、上層の層厚2〜10μmが好ましい。
〈表面粗さ〉
現像ローラの被覆層表面の表面粗さ(Ra)は、0.5〜2.5μm、好ましくは0.7〜2.0μmである。
被覆層表面の表面粗さ(Ra)を上記範囲とすることで、適量のトナーを現像部まで搬送でき、且つ、トナーの劣化を防止できる。
現像ローラの表面粗さ(Ra)は、被覆層を形成するとき添加する粗さ粒子の粒径により調整することができる。
本発明で規定している表面粗さ(Ra)を有す現像ローラを作製するには、体積基準におけるメディアン径(D50)が5〜30μmの粗さ粒子を用いることが好ましい。
(表面粗さ(Ra)の測定)
表面粗さ(Ra)は、図2に示すような粗さ曲線を測定し、数式1を用い、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さLだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し、平均した値である。
Figure 2009237463
図2は、表面粗さ(Ra)を測定した粗さ曲線の一例を示す。
表面粗さ(Ra)は、表面粗さ計「サーフコム1400D」(東京精密社製)を用い、下記条件で測定する。
具体的には、下記条件でランダムに10点測定し、その平均値を表面粗さ(Ra)とする。
但し、誤差範囲内で同一の結果を生じる測定器であれば、他の測定器を用いても良い。
測定条件
測定長さL :4.0mm
基準長さLr :0.8mm
カットオフ波長λc:0.8mm
触針先端形状 :先端角度60°円錐
触針先端半径 :2μm
測定速度 :0.3mm/sec
測定倍率 :10000倍
測定環境 :20℃、50%RH
〈ヤング率〉
現像ローラの被覆層表面の硬さはヤング率で規定する。被覆層表面のヤング率(Y)は1〜200MPa、好ましくは2〜170MPa、さらに好ましくは140〜170MPaである。
ヤング率(Y)を1MPa以上とすることでトナーが被覆層中に埋め込まれるのを防止でき、200MPa以下とすることでトナーにかかるストレスを低減することができる。
被覆層のヤング率は、被覆層形成に用いる樹脂の種類と粗さ粒子の種類、樹脂と粗さ粒子の混合比等により調整することができる。
(ヤング率(Y)の測定)
被覆層のヤング率は、「硬度計押し込み試験機H100」(ドイツフィッシャー社製)を用い、下記条件で測定する。
具体的には、下記条件でランダムに10点測定し、その平均値をヤング率(Y)とする。
但し、誤差範囲内で同一の結果を生じる測定器であれば、他の測定器を用いても良い。
測定条件
押し込み圧子:圧子の先端は四角錘で先端の対面角度が136°のダイアモンド圧子
測定条件 :2mN/10sec
負荷時間 :10sec
測定環境 :20℃、50RH%
次に、現像ローラの作製について説明する。
《現像ローラの構成材料》
先ず、現像ローラを構成する部材について説明する。
(導電性シャフトの準備)
本発明に用いられる導電性シャフトは、現像ローラ表面に蓄積される電荷をリークさせる部材も兼ねるため、導電性の金属で構成されることが好ましい。代表的なものとして、直径1〜30mmのステンレス鋼(例えばSUS303)、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の導電性金属があり、また導電性樹脂で構成されるものでも良い。
(粗さ粒子)
粗さ粒子は、現像ローラ表面の表面粗さを本発明で規定している範囲にコントロールするために用いられる。
粗さ粒子の粒径は、体積基準における平均メディアン径(D50)5〜30μmのものが好ましく、7〜20μmのものがより好ましい。粗さ粒子の形状は球形状のものが好ましい。
粗さ粒子は、被覆層を形成する塗布溶液に溶解しないもので、具体的には架橋アクリル系樹脂粒子、ナイロン6等のポリアミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、フェノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子等が挙げられる。これらの中ではポリエチレン樹脂粒子、ポリウレタン樹脂粒子が好ましい。
(被覆層の樹脂成分)
被覆層の形成に用いられる樹脂成分としては、規定したヤング率が得られれば特に限定されるものではないが、具体的には、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリウレタン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂等を挙げることができる。この内、良好な耐磨耗性や本発明で規定したヤング率が得られる点から、ポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂が好ましい。
ポリウレタン樹脂としては、例えばポリヒドロキシ化合物とイソシアネート化合物を含むウレタン原料を反応させて得たもの、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得たものや、ポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネー卜と反応させる方法で得たものなどが挙げられる。
この場合、ポリウレタン樹脂を得る際に用いられるポリヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に用いられるポリオール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られるいわゆるポリマーポリオール等の一般的なポリオールを使用することができる。また、イソシアネート化合物としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート(TDIと表すことがある)、粗製TDI、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDIと表すことがある)、粗製MDI、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等を用いることができる。特に被覆層をユニバーサル硬さを低くする目的でポリイソシアネートの混合比率を低くしても良い。
また、ポリウレタン樹脂は、ポリヒドロキシル化合物及びポリイソシアネートを含む、1液型や2液型のウレタン原料を用いて調製しても良いし、必要に応じてエポキシ樹脂やメラミン樹脂を架橋剤として用いても良い。
ポリアミド樹脂としては、ナイロン6、6・6、6・10、6・12、11、12、12・12及びそれらのポリアミドの異種モノマー間の重縮合から得られるポリアミドなどであり、作業性の面からアルコール可溶性のものが好んで用いられている。例えばポリアミドの3元共重合体や4元共重合体の分子量を調整したもの、又はナイロン6やナイロン12をメトキシメチル化し、アルコールや水に可溶性としたものが挙げられる。
また、アクリル樹脂としては、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルエタクリレート、これらの側鎖末端をヒドロキシアルキル基等で置換したもの、及び、これらの共重合体等が用いられる。
ヤング率を調整するためには、上記樹脂から好ましい範囲のヤング率のものを選択することや、ヤング率の異なる樹脂を混合し、目的のヤング率としても良い。ヤング率自体は樹脂の組成及び架橋度、さらには分子量等によっても調整することができる。
次に、現像ローラの作製方法について説明する。
現像ローラは、導電性シャフトの外周に樹脂と粗さ粒子含有する被覆層を設けたものである。被覆層の体積抵抗は1×104〜1×1010Ω・cmが好ましい。
この範囲とすることで、トナーへ付与された電荷を安定化させることができ、長期に渡る使用でも過剰な電荷の蓄積を抑制することができ、安定した画像を形成することができ、好ましい。この体積抵抗の調整方法は、被覆層中に導電性材料、例えば導電性カーボンブラックや金属粉などを添加する方法を挙げることができる。
本発明において、被覆層の体積抵抗は、図3に示す測定装置を用いて測定したときの値である。
図3は、被覆層の体積抵抗測定装置の概略図である。
図において、1は対極電極(金属ドラム)、25は現像ローラ、3は直流電源、4は電流計を示す。
被覆層の体積抵抗は、対極電極1と測定する現像ローラ25を矢印の方向に回転させながら、直流電源3から100Vを印加し、その時に流れる電流を電流計4で測定し、計算で算出する。
測定器 :図3の測定機
測定条件:対極電極と現像ローラの線速度を1〜5cm/secと等速で回転させる
印加電圧:100V
測定環境:20℃、50RH%
尚、下層の上に上層を設けるときには、下層と同じ被覆層の形成に用いられる樹脂成分を用いることができる。
次に、被覆層が2層構成の現像ローラの製造方法について一例を挙げて説明する。
(下層の作製)
樹脂を溶解した溶液に、粗さ粒子を分散して塗布液を調製し、この塗布液を浸漬塗布法やスプレー塗布法等により導電性シャフトの外周に塗布し、乾燥して下層を形成する。
(上層の作製)
樹脂を溶解した塗布液を、前記下層の上に浸漬法やスプレー塗布法等により塗布し、乾燥して上層を形成する。
各塗布液には、更に必要に応じ導電性材料である、電子導電剤、イオン導電剤等を添加することができ、その材質や添加量により体積抵抗を調整することができる。
〈電子導電剤〉
電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫一酸化アンチモン固溶体、酸化錫一酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被膜された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。この内、カーボンブラックが、比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られるので好ましく用いられる。
カーボンブラックは、その種類には、特に制限はなく、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等の従来公知の種々のカーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックの配合量は、使用するカーボンブラックの種類によって異なるために特に限定されないが、通常、樹脂成分100質量部に対して5〜50質量部とするのが好ましく、より好ましくは10〜40質量部の範囲において、被覆層に要求される導電性及びユニバーサル硬さに応じて適宜設定される。
カーボンブラックの配合量を50質量部以下とすると、現像ローラの導電性及びユニバーサル硬さが適切なものとなり、更に、樹脂層内での分布の均一性が上がるため、導電性の均一性も向上する。一方、カーボンブラックの配合量を5質量部以上とすると、好ましいレベルの導電性を確保することができる。更に、添加したカーボンブラックを十分パーコレートすることが可能となり、導電性を安定させることができる。
〈イオン導電剤〉
イオン導電剤としては、従来から無機イオン塩や有機イオン塩として公知のものが、何れも適宜に選択使用できる。具体的には、Li、LiCl、NaI、NaBr、KI等のアルカリ金属ハライド、LiClO4、KClO4、CuC12Mg(ClO42等の過塩素酸塩、LiSCN、NaSCN、CsSCN等のチオシアン酸塩等のごとき無機イオン塩や、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、4級アンモニウム塩、ベタイン等の有機イオン塩を挙げることができる。これらの中で特に好ましいものとして、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩を挙げることができる。このイオン導電剤は、1種類で用いても2種以上を組み合わせて用いても良い。
イオン導電剤の配合量は、特に制限はなく各種状況に応じて適宜選定されるが、被覆層を形成する樹脂成分100質量部に対し0.001〜5質量部が好ましく、0.05〜2質量部がより好ましい。
これにより、1×104〜1×1010Ω・cmの抵抗領域で、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、且つ電気抵抗の電圧依存性が少ない上、温湿度の環境変化に対する電気抵抗の変動が少ない導電性を有する被覆層が得られる。
次に、本発明に係る非磁性1成分トナーについて説明する。
《非磁性1成分トナー》
本発明に係る非磁性1成分トナーは、熱定着可能な非磁性1成分現像手段に用いることができるトナーであれば特に限定されることはない。
トナーの体積基準におけるメディアン径(D50)径は、高品質のトナー画像を得るという観点から3〜9μmのものが好ましい。
トナーを構成する樹脂の具体例としては、一般的にトナー用樹脂として知られているものを使用することができ、例えば、ポリエステル樹脂、スチレンアクリル樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。
着色剤としては、一般的にトナー用としてしられている着色剤を全て使用することができる。例えば、黒色の着色剤としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどのカーボンブラックや、マグネタイト、フェライトなどの磁性粉が挙げられる。
また、マゼンタもしくはレッド用の着色剤としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48;1、C.I.ピグメントレッド53;1、C.I.ピグメントレッド57;1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222などが挙げられる。
また、イエロー用の着色剤としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185などが挙げられる。
また、シアン用の着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15;2、C.I.ピグメントブルー15;3、C.I.ピグメントブルー15;4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66、などが挙げられる。
本発明に用いられる非磁性1成分トナーは、その表面に外添剤が固着されているものである。外添剤としては、非磁性1成分トナーの帯電性や流動性を好ましい範囲にできるものであれば特に限定されず、公知の無機微粒子や有機微粒子を用いることができる。
無機微粒子としては、従来公知のものを使用することが可能で、例えば、シリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム微粒子等が好ましいものとして挙げられる。また、必要に応じてこれらの無機微粒子を疎水化処理したものも使用可能である。
シリカ微粒子の具体例としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品R−805、R−976、R−974、R−972、R−812、R−809、ヘキスト社製のHVK−2150、H−200、キャボット社製の市販品TS−720、TS−530、TS−610、H−5、MS−5等が挙げられる。
チタニア微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品T−805、T−604、テイカ社製の市販品MT−100S、MT−100B、MT−500BS、MT−600、MT−600SS、JA−1、富士チタン社製の市販品TA−300SI、TA−500、TAF−130、TAF−510、TAF−510T、出光興産社製の市販品IT−S、IT−OA、IT−OB、IT−OC等が挙げられる。
アルミナ微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品RFY−C、C−604、石原産業社製の市販品TTO−55等が挙げられる。
また、有機微粒子としては数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子を使用することができる。具体的には、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体を使用することができる。
また、クリーニング性や転写性をさらに向上させるために滑剤を使用することも可能であり、例えば、以下の様な高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。即ち、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩が挙げられる。
これら外添剤や滑剤の添加量は、トナー全体に対して0.1〜10.0質量%が好ましい。また、外添剤や滑剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機などの種々の公知の混合装置を使用して添加する方法が挙げられる。
トナーの製造方法は特に限定されず、公知の重合法や粉砕法により作製したトナー母体の表面に外添剤を固着することにより作製することができる。
体積基準におけるメディアン径(D50)は、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター製)に、データ処理用のコンピュータシステム(ベックマン・コールター製)を接続した装置を用いて測定、算出することができる。
体積基準におけるメディアン径(D50)の測定手順としては、トナー0.02gを、界面活性剤溶液20ml(トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー分散液を作製する。このトナー分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター製)の入ったビーカーに、測定濃度5〜10%になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを30000個に設定して測定する。尚、マルチサイザー3のアパチャー径は50μmのものを使用する。
次に、本発明に係る現像装置について説明する。
《現像装置》
本発明の現像ローラは、現像ローラの表面に非磁性1成分トナーを担持して該非磁性1成分トナーの薄層を形成し、この状態で感光体に接触せずに前記薄層から非磁性1成分トナーを感光体表面の静電潜像に付着させ、静電潜像を可視化する現像装置を搭載した画像形成装置に用いられる。
図4は、本発明に係る現像装置の一例を示す断面概略図である。
図4に示す現像装置20は、現像ローラ25に隣接してバッファ室26を、バッファ室26に隣接してホッパ27等を有する。
バッファ室26にはトナー規制部材である規制ブレード28が現像ローラ25に圧接させた状態で配置されている。規制ブレード28は、現像ローラ25上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ25の回転方向に対して規制ブレード28の下流側に、現像ローラ25上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード29を更に設けることも可能である。
現像ローラ25には供給ローラ30が押圧されている。供給ローラ30は、図示しないモータにより現像ローラ25と同一方向(図中反時計回り方向)に回転駆動する。供給ローラ30は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。
ホッパ27には非磁性1成分トナーであるトナーTが収容されている。また、ホッパ27にはトナーTを撹拌する回転体31が設けられている。回転体31には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体31の矢印方向への回転によりトナーTを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーTは、ホッパ27とバッファ室26を隔てる隔壁に設けられた通路32を介してバッファ室26に供給される。尚、搬送羽根の形状は、回転体31の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーTを搬送しながら撓むとともに、通路32の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーTを通路32に供給している。
現像装置20では、画像形成時に現像ローラ25が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ30の回転によりバッファ室26のトナーが現像ローラ25上に供給される。現像ローラ25上に供給されたトナーTは、規制ブレード28、補助ブレード29により帯電、薄層化された後、現像ローラと非接触の状態で設置されている感光体10との対向領域に搬送され、感光体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ25の回転に伴って除電ブレード24により除電され、現像ローラとトナーの静電的な付着力を低減させた後、供給ローラ30により現像ローラ25から掻き取られ回収される。
尚、現像ローラは、感光体と現像ローラの接触による傷発生防止、高品質のカラー画像を得るために、感光体面と間隙50〜500mmで設置されていることが好ましい。
《規制ブレード》
本発明に用いられる規制ブレード(規制部材)は、弾性ブレード、弾性ローラ等で、所望の極性にトナーを帯電するのに適した摩擦帯電系列の材質のものを用いることが好ましい。
本発明においては、SUS、りん青銅等の金属板、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどが好適である。更に、ポリアミド、ポリイミド、ナイロン、メラミン、メラミン架橋ナイロン、フェノール樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、スチレン系樹脂等の有機樹脂層を設けても良い。また導電性ゴム、導電性樹脂等を使用、又は、金属酸化物、カーボンブラック、無機ウイスカー、無機繊維等のフィラーや荷電制御剤を規制ブレードのゴム中、樹脂中に分散するなども適度の誘電性、帯電付与性を与え、トナーを適度に帯電させることができて好ましい。
規制ブレードと現像ローラとの当接圧力は、スリーブ母線方向の線圧として、3〜250N/mが好ましく、5〜30N/mが特に好ましい。当接圧力を3〜250N/mとすることにより、トナーの搬送量を規定し、且つトナーの帯電量分布がシャープとなりかぶりや飛散の発生を回避することができる。
次に、本発明に係わる現像装置を搭載するフルカラー画像形成装置について説明する。
《画像形成》
図5は、フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
図5に示すフルカラー画像形成装置においては、回転駆動される感光体ドラム10の周囲に、この感光体ドラム10の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ111や、この感光体ドラム10上に残留したトナーを掻き落すクリーナ112が設けられている。
また、帯電ブラシ111によって帯電された感光体ドラム10をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系20が設けられており、このレーザ走査光学系20はレーザダイオード,ポリゴンミラー,fθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはイエロー,マゼンタ,シアン,ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系20は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム10上を走査露光し、これにより感光体ドラム10上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。
また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム10に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行うフルカラー現像装置30は、支軸33の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性1成分トナーを収容させた4つの色別の現像器31Y、31M、31C、31Bkが設けられており、支軸33を中心として回転し、各現像器31Y、31M、31C、31Bkが感光体ドラム10と対向する位置に導かれるようになっている。
また、このフルカラー現像装置30における各現像器31Y、31M、31C、31Bkにおいては、上記図5に示すように、回転してトナーを搬送する現像剤担持体(現像ローラ)25の外周面にトナー規制部材が圧接されており、このトナー規制部材により、現像ローラ25によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。尚、このフルカラー現像装置30においては、現像ローラ25によって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行うために、トナー規制部材を2つ設けるようにしても良い。
そして、上記のようにレーザ走査光学系20によって感光体ドラム10上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸33を中心にして、このフルカラー現像装置30を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像器31Y、31M、31C、31Bkを感光体ドラム10と対向する位置に順々に導き、各現像器31Y、31M、31C、31Bkにおける現像ローラ25を感光体ドラム10に非接触の状態で、上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム10上に、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行うようになっている。
また、このフルカラー現像装置30より感光体ドラム10の回転方向下流側の位置には、中間転写体40として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト40が設けられており、この中間転写ベルト40は感光体ドラム10と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト40は回転可能な1次転写ローラ41により押圧されて感光体ドラム10に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト40を支持する支持ローラ42の部分には、2次転写ローラ43が回転可能に設けられ、この2次転写ローラ43によって記録紙等の記録材Sが中間転写ベルト40に押圧されるようになっている。
更に、前記のフルカラー現像装置30とこの中間転写ベルト40との間のスペースには、中間転写ベルト40上に残留したトナーを掻き取るクリーナ50が中間転写ベルト40に対して接離可能に設けられている。
また、普通紙等の記録材Sを中間転写ベルト40に導く給紙手段60は、記録材Sを収容させる給紙トレイ61と、この給紙トレイ61に収容された記録材Sを1枚ずつ給紙する給紙ローラ62と、上記の中間転写ベルト40上に形成された画像と同期して給紙された記録材Sを中間転写ベルト40と上記の2次転写ローラ43との間に送るタイミングローラ63とで構成されており、このようにして中間転写ベルト40と2次転写ローラ43との間に送られた記録材Sを2次転写ローラ43によって中間転写ベルト40に押圧させて、中間転写ベルト40からトナー像を記録材Sへ押圧転写させるようになっている。
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Sは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段66により定着装置70に導かれるようになっており、この定着装置70において転写されたトナー像が記録材S上に定着され、その後、この記録材Sが垂直搬送路80を通して装置本体100の上面に排出されるようになっている。
次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行う動作について具体的に説明する。
先ず、感光体ドラム10と中間転写ベルト40とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム10を帯電ブラシ11によって所定の電位に帯電させる。
そして、このように帯電された感光体ドラム10に対して、上記のレーザ走査光学系20によりイエロー画像の露光を行い、感光体ドラム10上にイエロー画像の静電潜像を形成した後、この感光体ドラム10にイエロートナーを収容させた現像器31Yから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像し、このようにイエローのトナー像が形成された感光体ドラム10に対して中間転写ベルト40を1次転写ローラ41によって押圧させ、感光体ドラム10に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト40に1次転写させる。
このようにしてイエローのトナー像を中間転写ベルト40に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像装置30を支軸33を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像器31Mを感光体ドラム10と対向する位置に導き、上記のイエロー画像の場合と同様に、レーザ走査光学系20により帯電された感光体ドラム10に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像器31Mによって現像し、現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム10から中間転写ベルト40に1次転写させ、更に同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光,現像及び1次転写を順々に行って、中間転写ベルト40上にイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックのトナー画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。
そして、中間転写ベルト40上に最終のブラックのトナー像が1次転写されると、記録材Sをタイミングローラ63により2次転写ローラ43と中間転写ベルト40との間に送り、2次転写ローラ43により記録材Sを中間転写ベルト40に押圧させて、中間転写ベルト40上に形成されたフルカラーのトナー像を記録材S上に2次転写させる。
そして、このようにフルカラーのトナー像が記録材S上に2次転写されると、この記録材Sを上記の搬送手段66により定着装置70に導き、この定着装置70によって転写されたフルカラーのトナー像を記録材S上に定着させ、その後、この記録材Sを垂直搬送路80を通して装置本体1の上面に排出させるようになっている。
以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
〈導電性シャフトの準備〉
現像ローラの導電性シャフトとして、SUS303の中空筒状の導電性シャフトを準備した。これを「シャフト1」とする。
〈粗さ粒子の準備〉
粗さ樹脂粒子として下記の粗さ粒子を準備した。
(粗さ粒子1)
ポリエチレン樹脂粒子(粒径3μm)
(粗さ粒子2)
ポリエチレン樹脂粒子(粒径5μm)
(粗さ粒子3)
ポリエチレン樹脂粒子(粒径15μm)
(粗さ粒子4)
ポリエチレン樹脂粒子(粒径30μm)
(粗さ粒子5)
ポリエチレン樹脂粒子(粒径50μm)
(粗さ粒子6)
ポリウレタン樹脂粒子(粒径5μm)
(粗さ粒子7)
ポリウレタン樹脂粒子(粒径15μm)
(粗さ粒子8)
ポリウレタン樹脂粒子(粒径30μm)
(粗さ粒子9)
架橋アクリル樹脂粒子(粒径15μm)
(粗さ粒子10)
表面にシリカ微粒子を固着した架橋アクリル樹脂粒子(粒径15μm)
尚、上記粒径は、体積基準におけるメディアン径(D50)である。
《現像ローラの作製》
〈現像ローラ1の作製〉
テトラヒドロフラン500質量部に、ポリエステル樹脂100質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックEC300J」(ライオン社製)20質量部、ポリエチレン樹脂粒子からなる「粗さ粒子1」20質量部とをサンドミルを用いて2時間分散させ、下層形成用塗布液を調製した。これを「下層形成用塗布液1」とする。
「下層層形成用塗布液1」を「シャフト1」の外周面にスプレー塗布した後、120℃で1時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が10μmの「下層1」を形成し、「現像ローラ1」を作製した。
〈現像ローラ2〜8の作製〉
現像ローラ1の作製で用いたポリエチレン樹脂からなる「粗さ粒子1」を、表1に記載の粗さ粒子に変更した以外は同様にして、「現像ローラ現像ローラ2〜8」を作製した。
〈現像ローラ9の作製〉
エタノール500質量部に、ポリエステル樹脂100質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックEC300J」(ライオン社製)20質量部、ポリウレタン樹脂粒子からなる「粗さ粒子8」20質量部とをサンドミルを用いて2時間分散させ、下層形成用塗布液を調製した。これを「下層形成用塗布液9」とする。
「下層層形成用塗布液9」を「シャフト1」の外周面にスプレー塗布した後、120℃で1時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が10μmの「下層9」を形成した。
(上層の形成)
エタノール500質量部に、ポリエステル樹脂100質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックEC300J」(ライオン社製)20質量部、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート0.001質量部をサンドミルを用いて2時間分散させ、上層形成用塗布液を調製した。これを「上層形成用塗布液9」とする。
「上層層形成用塗布液9」を「下層9」の外周面にスプレー塗布した後、120℃で1時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が5μmの「上層9」を形成し、「現像ローラ9」を作製した。
〈現像ローラ10の作製〉
エタノール500質量部に、ポリウレタン樹脂100質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックEC300J」(ライオン社製)20質量部、ポリウレタン樹脂粒子からなる「粗さ粒子7」20質量部とをサンドミルを用いて2時間分散させ、下層形成用塗布液を調製した。これを「下層形成用塗布液9」とする。
「下層層形成用塗布液10」を「シャフト1」の外周面にスプレー塗布した後、120℃で1時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が10μmの「下層10」を形成した。
(上層の形成)
エタノール500質量部に、ポリウレタン樹脂100質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックEC300J」(ライオン社製)20質量部、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート0.001質量部をサンドミルを用いて2時間分散させ、上層形成用塗布液を調製した。これを「上層形成用塗布液9」とする。
「上層層形成用塗布液9」を「下層9」の外周面にスプレー塗布した後、120℃で1時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が5μmの「上層10」を形成し、「現像ローラ10」を作製した。
〈現像ローラ11の作製〉
メチルエチルケトン500質量部に、熱可塑性エラストマーであるポリウレタン樹脂100質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックEC300J」(ライオン社製)20質量部、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート0.001質量部と、ウレタン樹脂粒子からなる「粗さ粒子7」20質量部とをサンドミルを用いて2時間分散させ、下層形成用塗布液を調製した。これを「下層形成用塗布液11」とする。
「下層層形成用塗布液11」を「シャフト1」の外周面にスプレー塗布した後、120℃で1時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が10μmの「下層11」を形成し、「現像ローラ11」を作製した。
〈現像ローラ12の作製〉
現像ローラ11の作製で用いたポリウレタン樹脂粒子からなる「粗さ粒子7」を架橋アクリル樹脂粒子からなる「粗さ粒子9」に変更した以外は同様にして「現像ローラ12」を作製した。
〈現像ローラ13の作製〉
現像ローラ11の作製で用いたウレタン樹脂粒子からなる「粗さ粒子7」を表面にシリカ微粒子を固着した架橋アクリル樹脂からなる「粗さ粒子10」に変更した以外は同様にして「現像ローラ13」を作製した。
〈現像ローラ14の作製〉
エタノール500質量部に、ポリアミド樹脂100質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックEC300J」(ライオン社製)20質量部、架橋アクリル樹脂粒子からなる「粗さ粒子9」20質量部とをサンドミルを用いて2時間分散させ、下層形成用塗布液を調製した。これを「下層形成用塗布液14」とする。
「下層層形成用塗布液14」を「シャフト1」の外周面にスプレー塗布した後、120℃で1時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が10μmの「下層14」を形成し、「現像ローラ1」を作製した。
〈現像ローラ15の作製〉
メチルエチルケトン500質量部に、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂100質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックEC300J」(ライオン社製)20質量部、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート0.001質量部と、架橋アクリル樹脂粒子からなる「粗さ粒子9」20質量部とをサンドミルを用いて2時間分散させ、下層形成用塗布液を調製した。これを「下層形成用塗布液15」とする。
「下層層形成用塗布液6」を「シャフト1」の外周面にスプレー塗布した後、120℃で1時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が10μmの「下層15」を形成し、「現像ローラ6」を作製した。
〈現像ローラ16の作製〉
現像ローラ15の作製で用いた架橋アクリル樹脂粒子からなる「粗さ粒子9」を粒径15μmのポリエチレン樹脂粒子からなる「粗さ粒子3」に変更した以外は同様にして「現像ローラ16」を作製した。
表1に、現像ローラの層構成、被覆層形成に用いた樹脂の種類、粗さ粒子の種類と粒径、表面粗さ(Ra)、ヤング率(Y)を示す。
Figure 2009237463
尚、表面粗さ、ヤング率は前記の方法で測定して得られた値である。
《評価》
現像ローラの評価は、カラーレーザプリンタ「Magicolor2430DL」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に上記で作製した現像ローラを順次装着し、高温高湿(30℃、80%RH)環境と低温低湿(10℃、20%RH)環境で、それぞれ5000枚プリントして行った。
現像ローラ初期の性能評価は、画素率40%(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画素が10%のフルカラー画像)でA4サイズの原稿を10枚プリントし、画像濃度で評価した。
その後、画像率20%(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画素が5%のフルカラー画像)の原稿を用いて1枚後に5秒間休止する間欠モードにて5000枚プリントを行った。
5000枚プリント後の性能評価は、初期性能評価と同じ画素率20%(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画素が5%のフルカラー画像)でA4サイズの原稿を10枚プリントし、画像濃度、かぶりと機内汚れ(トナーこぼれ)で評価した。
〈画像濃度〉
画像濃度は、初期と5000枚プリント終了時のべた黒画像部の濃度を反射濃度計「RD−918(マクベス社製)」を用いて12点測定し、その平均反射濃度で評価した。尚、濃度測定は反射濃度計「RD−918(マクベス社製)」を用いて行い、紙の反射濃度を「0」とする相対反射濃度にて評価を行った。
尚、画像濃度は1.30以上が実用上問題ない画像濃度である。
〈かぶり〉
かぶりは、5000枚プリント終了後の白紙反射濃度を測定し、紙自体の反射濃度を「0」とした相対反射濃度にて評価した。
白紙反射濃度はA4サイズの20カ所を測定し、その平均値を白紙濃度とhした。
尚、濃度測定は反射濃度計「RD−918(マクベス社製)」を用いて行った。尚、かぶり濃度は0.005以下が実用レベルである。
〈機内汚れ(トナーこぼれ)〉
機内汚れは、5000枚プリント修了後、現像装置周辺を目視観察し、現像装置周辺のトナーこぼれ状態を目視で観察し評価した。尚、機内汚れは、◎と○を合格とする。
評価基準
◎:トナーこぼれが、観察されず良好
○:トナーこぼれが、若干観察されるが実用上問題ないレベル
×:トナーこぼれが、明らかに観察され、機内汚れとなり実用上問題となるレベル。
表2に、評価結果を示す。
Figure 2009237463
表2の評価結果から、実施例1〜10は全ての評価項目で良好な結果が得られ、本発明の効果を発現することが確認された。一方、比較例1〜6は、評価項目の何れかで満足な結果が得られず、本発明の効果を発現しないことが確認された。
本発明の現像ローラの一例を示す断面模式図である。 表面粗さ(Ra)を測定した粗さ曲線の一例を示す。 被覆層の体積抵抗測定装置の概略図である。 本発明に係る現像装置の一例を示す断面概略図である。 フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
符号の説明
1 導電性シャフト
20 被覆層
21 下層
22 上層
23 粗さ粒子
24 樹脂
25 現像ローラ

Claims (2)

  1. 導電性シャフトの外周に被覆層を設けた現像ローラにおいて、
    該被覆層が少なくとも樹脂と粗さ粒子を含有し、
    該被覆層表面の表面粗さ(Ra)が0.5〜2.5μm、
    該被覆層表面のヤング率(Y)が1〜200MPa
    であることを特徴とする現像ローラ。
  2. 前記被覆層が、少なくとも樹脂と粗さ粒子を含有する下層と樹脂を含有する上層の2層構成であることを特徴とする請求項1に記載の現像ローラ。
JP2008086296A 2008-03-28 2008-03-28 現像ローラ Pending JP2009237463A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008086296A JP2009237463A (ja) 2008-03-28 2008-03-28 現像ローラ
US12/410,969 US20090245892A1 (en) 2008-03-28 2009-03-25 Developing roller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008086296A JP2009237463A (ja) 2008-03-28 2008-03-28 現像ローラ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009237463A true JP2009237463A (ja) 2009-10-15

Family

ID=41117464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008086296A Pending JP2009237463A (ja) 2008-03-28 2008-03-28 現像ローラ

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20090245892A1 (ja)
JP (1) JP2009237463A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011180195A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Canon Inc 現像方法
WO2012117659A1 (ja) * 2011-03-03 2012-09-07 信越ポリマー株式会社 導電性ローラ、現像装置及び画像形成装置
WO2013099129A1 (ja) * 2011-12-28 2013-07-04 キヤノン株式会社 現像部材、プロセスカートリッジおよび電子写真用画像形成装置
JP2013171137A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Ricoh Co Ltd 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
WO2021079917A1 (ja) * 2019-10-23 2021-04-29 キヤノン株式会社 現像装置、電子写真プロセスカートリッジ、及び電子写真画像形成装置
JP7527879B2 (ja) 2019-10-23 2024-08-05 キヤノン株式会社 現像装置、電子写真プロセスカートリッジ、及び電子写真画像形成装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5088565B2 (ja) * 2007-03-09 2012-12-05 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 現像ローラ、及び、該現像ローラを用いた画像形成方法
CN102656525B (zh) * 2009-12-15 2014-10-08 株式会社普利司通 导电辊及其制造方法
JP5005802B2 (ja) * 2010-07-29 2012-08-22 シャープ株式会社 現像装置及びこれを備えた画像形成装置
KR101454135B1 (ko) * 2010-08-20 2014-10-22 캐논 가부시끼가이샤 대전 부재
US10466615B2 (en) 2013-12-27 2019-11-05 Nok Corporation Rubber member for coating developing roll and manufacturing method of developing roll for image forming apparatus
JP6418695B2 (ja) * 2015-04-06 2018-11-07 住友ゴム工業株式会社 半導電性ローラ
JP2019174535A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 株式会社沖データ 現像ユニットおよび画像形成装置
JP7234646B2 (ja) * 2019-01-18 2023-03-08 株式会社リコー 塗布装置、液体を吐出する装置
US10942471B2 (en) * 2019-03-29 2021-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic member having a surface layer with a cross-linked urethane resin-containing matrix, process cartridge, and apparatus

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07107616B2 (ja) * 1986-09-26 1995-11-15 株式会社リコー 現像装置
JP2763290B2 (ja) * 1987-02-04 1998-06-11 キヤノン株式会社 定着ローラ及び定着装置
US4994319A (en) * 1987-05-30 1991-02-19 Ricoh Company, Ltd. Member for developing electrostatic latent images
US5184552A (en) * 1987-08-18 1993-02-09 Rockwell International Corporation Ink roller for rotary press
US5741616A (en) * 1990-06-14 1998-04-21 Ricoh Company, Ltd. Method of developing latent electrostatic images and developer-bearing member
US5207158A (en) * 1991-02-19 1993-05-04 Rockwell International Long lived, variable-delivery ink metering method, system and roller for keyless lithography
EP0534437B1 (en) * 1991-09-27 1997-06-11 Bridgestone Corporation Contact charging method and apparatus
US5434653A (en) * 1993-03-29 1995-07-18 Bridgestone Corporation Developing roller and apparatus
JP2748215B2 (ja) * 1993-05-20 1998-05-06 信越化学工業株式会社 シリコーンゴムロール
JP3575054B2 (ja) * 1994-04-22 2004-10-06 東海ゴム工業株式会社 導電性ロールの製造方法
US5411778A (en) * 1994-09-26 1995-05-02 International Business Machines Corp. Rollers for use in electrophotographic development
DE69525213T2 (de) * 1994-10-18 2002-07-11 Canon K.K., Tokio/Tokyo Aufladungselement, Verfahren zur Herstellung eines Aufladungselements, und Arbeitseinheit mit diesem Aufladungselement
US5862444A (en) * 1996-04-18 1999-01-19 Minolta Co., Ltd. Developing roller having another coating of fine particles
US5878313A (en) * 1996-09-02 1999-03-02 Bridgestone Corporation Developing roller and apparatus
US6360069B1 (en) * 1997-07-01 2002-03-19 Kaneka Corporation Roller for electrophotographic systems having surface roughness adjusted by fine particles
US5866287A (en) * 1997-11-13 1999-02-02 Eastman Kodak Company Imaging element comprising and electrically-conductive layer containing metal antimonate and non-conductive metal-containing colloidal particles
US6476151B1 (en) * 1997-12-26 2002-11-05 Daikin Industries, Ltd. Heat-resistant material and coating material for OA equipments having flexibility
US6117628A (en) * 1998-02-27 2000-09-12 Eastman Kodak Company Imaging element comprising an electrically-conductive backing layer containing metal-containing particles
US6254996B1 (en) * 1998-06-05 2001-07-03 Teijin Limited Antistatic polyester film and process for producing the same
US6187522B1 (en) * 1999-03-25 2001-02-13 Eastman Kodak Company Scratch resistant antistatic layer for imaging elements
JP4183216B2 (ja) * 1999-08-24 2008-11-19 キヤノン株式会社 現像ローラ及びその現像装置
JP2001228701A (ja) * 2000-02-14 2001-08-24 Ricoh Co Ltd 現像方法
US6775507B2 (en) * 2000-11-22 2004-08-10 Minolta Co., Ltd. Non-fixing type image receiving sheet, image forming method and image forming apparatus
US6962746B2 (en) * 2002-04-19 2005-11-08 Canon Kasei Kabushiki Kaisha Conductive member, and process cartridge and electrophotographic apparatus which make use of the same
WO2005010621A1 (ja) * 2003-07-25 2005-02-03 Mitsubishi Chemical Corporation 画像形成装置用エンドレスベルト及び画像形成装置
JP4262044B2 (ja) * 2003-10-10 2009-05-13 キヤノン株式会社 現像ローラ、電子写真プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
US6970672B2 (en) * 2004-03-25 2005-11-29 Lexmark International, Inc. Electrophotographic toner regulating member with polymer coating having surface roughness modified by fine particles
US7664434B2 (en) * 2004-12-28 2010-02-16 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge and electrophotographic apparatus
JP4679914B2 (ja) * 2005-01-27 2011-05-11 キヤノン化成株式会社 導電性ローラー及び該導電性ローラーを有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置
US7645399B2 (en) * 2005-05-31 2010-01-12 Xerox Corporation Electroconductive composition
US7727134B2 (en) * 2005-11-10 2010-06-01 Canon Kabushiki Tokyo Developing roller, process for its production, developing assembly and image forming apparatus
JP4116043B2 (ja) * 2006-04-14 2008-07-09 住友ゴム工業株式会社 画像形成装置用のゴムローラ
JP4887903B2 (ja) * 2006-05-18 2012-02-29 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 現像ローラと該現像ローラを用いた画像形成方法
US7981586B2 (en) * 2006-09-19 2011-07-19 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Image forming method using the same
US7831183B2 (en) * 2006-09-20 2010-11-09 Konica Minolta Business Technologies, Inc. Electrophotograph developing roller and developing apparatus employing the same
JP5207682B2 (ja) * 2006-09-29 2013-06-12 キヤノン株式会社 現像部材及び電子写真画像形成装置
WO2008044427A1 (fr) * 2006-10-06 2008-04-17 Canon Kabushiki Kaisha Rouleau de développement, appareil de développement utilisant celui-ci et appareil de formation d'image
JP5088565B2 (ja) * 2007-03-09 2012-12-05 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 現像ローラ、及び、該現像ローラを用いた画像形成方法
JP4455671B1 (ja) * 2008-11-18 2010-04-21 キヤノン株式会社 現像ローラ及びその製造方法、プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011180195A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Canon Inc 現像方法
JPWO2012117659A1 (ja) * 2011-03-03 2014-07-07 信越ポリマー株式会社 導電性ローラ、現像装置及び画像形成装置
WO2012117659A1 (ja) * 2011-03-03 2012-09-07 信越ポリマー株式会社 導電性ローラ、現像装置及び画像形成装置
JP5931846B2 (ja) * 2011-03-03 2016-06-08 信越ポリマー株式会社 導電性ローラ、現像装置及び画像形成装置
US8774677B2 (en) 2011-12-28 2014-07-08 Canon Kabushiki Kaisha Developing member, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus
JP2013152438A (ja) * 2011-12-28 2013-08-08 Canon Inc 現像部材、プロセスカートリッジおよび電子写真用画像形成装置
WO2013099129A1 (ja) * 2011-12-28 2013-07-04 キヤノン株式会社 現像部材、プロセスカートリッジおよび電子写真用画像形成装置
JP2013171137A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Ricoh Co Ltd 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
WO2021079917A1 (ja) * 2019-10-23 2021-04-29 キヤノン株式会社 現像装置、電子写真プロセスカートリッジ、及び電子写真画像形成装置
CN114631063A (zh) * 2019-10-23 2022-06-14 佳能株式会社 显影装置、电子照相处理盒和电子照相图像形成设备
US11650516B2 (en) 2019-10-23 2023-05-16 Canon Kabushiki Kaisha Developing apparatus, electrophotography process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus
CN114631063B (zh) * 2019-10-23 2023-12-22 佳能株式会社 显影装置、电子照相处理盒和电子照相图像形成设备
JP7527879B2 (ja) 2019-10-23 2024-08-05 キヤノン株式会社 現像装置、電子写真プロセスカートリッジ、及び電子写真画像形成装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20090245892A1 (en) 2009-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009237463A (ja) 現像ローラ
US10268132B2 (en) Charging roller, cartridge, image forming apparatus and manufacturing method of the charging roller
JP2009258596A (ja) 潤滑剤塗布装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP7250486B2 (ja) プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP5196919B2 (ja) 現像装置とこれを備えた画像形成装置
JP2017181811A (ja) 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置
JP2005037775A (ja) 現像剤規制部材及び現像装置
JP2008096635A (ja) 現像ローラ
JP2008089656A (ja) 現像カートリッジ
JP2008076945A (ja) 現像ローラ
JP3780068B2 (ja) 画像形成方法
JP5147374B2 (ja) 画像形成装置
JP5196307B2 (ja) 現像剤供給装置、現像装置、画像形成装置及び現像剤供給方法
JP4952327B2 (ja) 電子写真用現像ローラの製造方法
JP2008233157A (ja) 現像ローラ
JP2008241814A (ja) 現像カートリッジ
JP2009058864A (ja) 電子写真用現像ローラ
JPH11161004A (ja) 画像形成方法
JP7527908B2 (ja) 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
JP2008096870A (ja) 現像ローラ
JP4935587B2 (ja) 現像装置
JP7314045B2 (ja) 現像ローラ及び画像形成装置
JPH10326028A (ja) 静電荷現像用トナー
JP2008015075A (ja) 現像ローラ
JP4979460B2 (ja) 現像ローラ、それを用いた電子写真プロセスカートリッジ及び画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101012

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20110805

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120619

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121030