JP7527908B2 - 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
前記現像枠体に回転可能に支持され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
金属ブレードを備え、且つ、前記金属ブレードの一端が前記現像枠体に固定され、他端が前記現像剤担持体と接触するように配置されて前記現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材と、を有する現像装置であって、
前記現像剤は、有機ケイ素化合物より構成される有機シリカ含有表層を備えるトナー母粒子と、外添剤と、を有し、
前記外添剤は、粒径が50nm以上かつ150nm以下の無機スペーサ粒子を含み、
前記トナー母粒子の表面において、前記有機ケイ素化合物の面積占有率は、40%以上である、ことを特徴とする。
現像剤を収容する現像枠体と、
前記現像枠体に回転可能に支持され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
金属ブレードを備え、且つ、前記金属ブレードの一端が前記現像枠体に固定され、他端が前記現像剤担持体と接触するように配置されて前記現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材と、を有する現像装置であって、
前記現像剤は、有機ケイ素化合物より構成される有機シリカ含有表層を備えるトナー母粒子と、外添剤と、を有し、
前記外添剤は、粒径が50nm以上かつ150nm以下の無機スペーサ粒子を含み、
前記トナー母粒子の表面において、前記有機ケイ素化合物の面積占有率は、40%以上である、ことを特徴とする。
<画像形成装置の構成>
本発明に係る電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置)の全体構成について説明する。図1は、本実施例の画像形成装置100の断面概念図である。
画像形成時には、まず感光体ドラム1の表面が帯電ローラ2によって一様に帯電される。
次に、本実施例の画像形成装置100に装着されるプロセスカートリッジSの全体構成について説明する(図1を参照する)。なお、プロセスカートリッジの一部を構成する現像ユニット4については、図2を用いて説明する。図2は、現像ユニット(現像装置)の断面概念図である。
次に、現像ブレード23(規制部材)について説明する。
次に、本実施例に用いたトナー(現像剤T)について図3を用いて説明する。図3は、トナー(現像剤T)の断面概念を示すものである。
スペーサ粒子SPを構成する無機粒子は、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、窒化ホウ素などを用いることができる。あお、本実施例においては、無機シリカを用いた。
トナー母粒子TMの表面に付着するシリカ微粒子S1とスペーサ粒子SPの観察工程と、シリカ微粒子S1の面積占有率の算出方法について説明する。
50mL容量のバイアルに「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の30質量%水溶液20gを秤量し、トナー1gと混合する。
次に、本発明におけるスペーサ粒子SPの粒径(r1)、シリカ微粒子S1の占有率(H)の関係について、図4を用いて説明する。なお、図4(a)、(b)は、シリカ微粒子S1とスペーサ粒子SPの「接触状態」を示す概念図である。
本参考例(従来技術)は、実施例1に準ずるが、以下の点で異なる。
比較例1は、実施例1に準ずるが、以下の点で実施例1と異なる。
実施例2は、実施例1に準ずるが、以下の点で実施例1と異なる。
実施例3は、実施例1に準ずるが、以下の点で実施例1と異なる。
実施例4は、実施例1に準ずるが、以下の点で実施例1と異なる。
実施例5は、実施例1に準ずるが、以下の点で実施例1と異なる。
実施例6は、実施例4に準ずるが、以下の点で実施例4と異なる。
・スチレン :60.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 : 6.5部
前記材料をアトライタ(三井三池化工機株式会社製)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5.0時間分散させた後、ジルコニア粒子を取り除き、着色剤分散液を調製した。
・スチレン :20.0部
・n-ブチルアクリレート :20.0部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) : 0.3部
・飽和ポリエステル樹脂 : 5.0部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)とテレフタル酸との重縮合物(モル比10:12)、ガラス転移温度(Tg)が68℃、重量平均分子量(Mw)が10000、分子量分布(Mw/Mn)が5.12)
・フィッシャートロプシュワックス(融点78℃) : 7.0部
該材料を上記着色剤分散液に加え、65℃に加熱後、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、500rpmで均一に溶解及び分散し、重合性単量体組成物を調製した。
水系媒体1の温度を70℃に調整し、T.K.ホモミクサーの回転数を15000rpmに保ちながら、水系媒体1中に重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるt-ブチルパーオキシピバレート10.0部を添加した。そのまま、該撹拌装置にて15000rpmを維持しつつ10分間造粒した。
造粒工程の後、攪拌機をプロペラ撹拌羽根に換え150rpmで攪拌しながら70℃を保持して5.0時間重合を行い、さらに、85℃に昇温して2.0時間保持することで重合を行った。
撹拌機、温度計を備えた反応容器に、イオン交換水60.0部を秤量し、10質量%の塩酸を用いてpHを4.0に調整した。これを撹拌しながら加熱し、温度を40℃にした。その後、有機ケイ素化合物(OS)であるメチルトリエトキシシラン40.0部を添加して2時間以上撹拌して加水分解を行った。
有機ケイ素重合体の形成工程終了後、トナー粒子分散液を冷却し、トナー粒子分散液に塩酸を加えpHを1.5以下に調整して1.0時間、撹拌しながら放置した。
50mL容量のバイアルに「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の30質量%水溶液20gを秤量し、トナー1gと混合する。
表1に記載の各実施例(1~6)、参考例、比較例1について、下記の項目1~5にて評価を行った。なお、評価の結果を表2に示す。
カブリとは、本来印字しない白部(未露光部)においてトナーがわずか現像され地汚れのように現れる画像不良のことである。カブリ量の評価方法は、以下のように行った。
A:カブリ量が1.0%未満である。
B:カブリ量が1.0~3.0%未満である。
C:カブリ量が3.0~5.0%未満である。
D:カブリ量が5.0以上である。(画像不良が顕著に表れる)
低湿環境下の現像スジ評価は、ベタ黒画像および、中間調画像を出力し、目視によって以下の基準に基づき判定した。
A:ベタ黒画像および中間調画像に縦筋状の濃度ムラの発生なし。
B:ベタ黒画像に縦筋状の濃度ムラの発生なく、中間調画像に縦筋状の濃度ムラが視認される。
C:ベタ黒画像および中間調画像に縦筋状の濃度ムラが視認される。
高湿環境下のドット再現性は、2ドット画像を出力し、目視によって以下の基準に基づき判定した。2ドット画像は、具体的に2ドット印字後、80ドッドライン非印字する。次に、主操作方向に80ドット非印字とする。上記を繰り返した画像を用いる。評価は、試験環境30℃、80%RH、100枚目と3000枚印字終了後、24時間放置後に行った。
A:100枚目、3000枚ともにドット画像のドットが視認できる。
B:100枚目のドット画像が視認でき、3000枚は視認できない。
C:100枚目と3000枚目ともにドット画像のトッドが認識できない。
ベタ黒画像均一性は、ベタ黒画像および、中間調画像を出力し、目視によって以下の基準に基づき判定した。
A:ベタ黒画像および中間調画像に縦筋状の濃度ムラの発生なし。
B:ベタ黒画像に縦筋状の濃度ムラの発生なく、中間調画像に縦筋状の濃度ムラが視認される。
C:ベタ黒画像および中間調画像に縦筋状の濃度ムラが視認される。
トナー劣化により凝集しやすくなったトナーは現像ブレードにより規制しにくくなり、トナーコート層の乗り量が増加(特に端部で顕著)することで端部コート不良を生じる。
A:いずれの画像においても、画像の両端に縦帯状の濃淡ムラが認識できない。
B:中間調画像において、画像の両端に縦帯状の濃淡ムラが認識される。
C:ベタ白画像において、画像の両端に縦帯状の濃淡ムラが認識される。
表2には、実施例1~6と、従来技術(参考例)、比較例1の評価結果を示している。
次に、トナー母粒子TM表面上のシリカ微粒子S1の占有率Hと、無機スペーサ粒子SPの関係について説明する。
現像枠体に回転可能に支持され、現像剤を担持する現像剤担持体(22)と、
金属ブレード(23a)を備え、且つ、金属ブレードの一端(23a1)が現像枠体に固定され、他端(23a2)が現像剤担持体と接触するように配置されて現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材(23)と、を有する。
現像枠体に回転可能に支持され、現像剤を担持する現像剤担持体(22)と、
金属ブレード(23a)を備え、且つ、金属ブレードの一端(23a1)が現像枠体に固定され、他端(23a2)が現像剤担持体と接触するように配置されて現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材(23)と、を有する。
金属ブレードの他端の先端面(23a21)と、現像剤担持体に当接される当接面(23a22)が交差する交差部(23a23)を、現像剤担持体の仮想外径円周(MC1)より内側、且つ、
現像剤担持体の回転中心(X0)を通り当接面(23a22)と平行な第1仮想面(SF1)を基準としたとき、金属ブレードが存在する一方側の、第1仮想領域(TD1)に位置する、ように構成してもよい。
交差部(23a23)を、第1仮想領域(TD1)のうち、現像剤担持体の回転方向において第2仮想面より下流側、且つ、第1仮想面より上流側の範囲(TD1d)に位置する、ように構成してもよい。
交差部(23a23)を、第1仮想領域(TD1)のうち、現像剤担持体の回転方向において第2仮想面より上流側、且つ、第1仮想面より下流側の範囲(TD1u)に位置する、ように構成してもよい。
トナー母粒子(TM)の表面において、シリカ微粒子(S1)の面積占有率(H)は、45%以上であることが好ましい。
22 現像ローラ(現像剤担持体)
23 現像ブレード(規制部材)
23a 金属製SUS板(金属ブレード)
23a1 (金属ブレードの)一端
23a2 (金属ブレードの)他端
24 現像枠体
H (シリカ微粒子の)面積占有率
n (シリカ微粒子の)粒径
r1 (無機スペーサ粒子の)粒径
S1 シリカ微粒子(外添剤)
SP 無機スペーサ粒子(外添剤)
T トナー(現像剤)
TM トナー母粒子
Claims (10)
- 現像剤を収容する現像枠体と、
前記現像枠体に回転可能に支持され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
金属ブレードを備え、且つ、前記金属ブレードの一端が前記現像枠体に固定され、他端が前記現像剤担持体と接触するように配置されて前記現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材と、を有する現像装置であって、
前記現像剤は、有機ケイ素化合物より構成される有機シリカ含有表層を備えるトナー母粒子と、外添剤と、を有し、
前記外添剤は、粒径が50nm以上かつ150nm以下の無機スペーサ粒子を含み、
前記トナー母粒子の表面において、前記有機ケイ素化合物の面積占有率は、40%以上である、ことを特徴とする現像装置。 - 前記金属ブレードの前記他端は、前記現像剤担持体の回転方向の上流側に延びるように配置されている、ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記現像枠体に前記現像剤担持体が組み込まれていない状態において、
前記現像枠体に前記現像剤担持体が組み込まれた場合を仮定し、該現像剤担持体の回転軸方向からみたとき、
前記金属ブレードの前記他端の先端面と、前記現像剤担持体に当接される当接面が交差する交差部は、
前記現像剤担持体の仮想外径円周より内側、且つ、
前記現像剤担持体の回転中心を通り前記当接面と平行な第1仮想面を基準としたとき、
前記金属ブレードが存在する一方側の、第1仮想領域に位置する、ことを特徴とする請求項2に記載の現像装置。 - 前記第1仮想面と、前記現像剤担持体の回転中心を通る第2仮想面であって、該第1仮想面に直交する第2仮想面を基準としたとき、
前記交差部は、前記第1仮想領域のうち、前記現像剤担持体の回転方向において前記第2仮想面より下流側、且つ、前記第1仮想面より上流側の範囲に位置する、ことを特徴とする請求項3に記載の現像装置。 - 前記第1仮想面と、前記現像剤担持体の回転中心を通る第2仮想面であって、該第1仮想面に直交する第2仮想面を基準としたとき、
前記交差部は、前記第1仮想領域のうち、前記現像剤担持体の回転方向において前記第2仮想面より上流側、且つ、前記第1仮想面より下流側の範囲に位置する、ことを特徴とする請求項3に記載の現像装置。 - 前記金属ブレードは、前記現像剤担持体に対し、現像剤の正規帯電極性と同極性のバイアスが印加される、ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記無機スペーサ粒子の帯電極性は、現像剤の正規帯電極性と同極性である、ことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記無機スペーサ粒子は、シリカ粒子である、ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の現像装置。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の現像装置と、
現像剤像を担持する像担持体と、を備え、画像形成装置に着脱可能である、ことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の現像装置、または、請求項9に記載のプロセスカートリッジと、
転写部材と、を備える、ことを特徴とする画像形成装置。
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