JP2008122617A - 現像ローラ、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 - Google Patents
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- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
【解決手段】軸芯体2と該軸芯体2の周囲に設けられた樹脂層4を有する現像ローラ1において、該樹脂層4が構成元素に金属元素を含む無機強誘電体の微粒子を含有し、かつ該無機強誘電体の微粒子の示差走査熱量測定計で測定された吸熱ピークの開始温度と終了温度を、各々TciとTcfと定義した時に、TcfとTciの差が20℃以上100℃以下であることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
しかしながら、一般的な強誘電体無機の微粒子は物性のばらつきや温度変化に対する特性の変動が大きい特徴を示す。そのため、省スペース、低コストの画像形成装置が広く普及し、その使用環境が大きく変動する昨今では、高画質対応カラープリンターに現像担持体を組み込み画像形成を行うと、耐久を通じて現像濃度が均一にならず、使用環境が異なる場所で画像を出力した時に、安定した画像を得ることができないという懸念があった。
[無機強誘電体の微粒子の合成例]
[Nd0.10Bi3.90Ti3O12粉末の合成]
化学両論比でNd0.10Bi3.90Ti3O12組成となるように純度99.9%以上のBi2O3、Nd2O3、TiO2の各原料粉末を秤量し、ボールミルを用いて約16時間湿式混合および粉砕し、乾燥した。次いで、酸素雰囲気下、1100℃の温度で2時間焼成し、Nd0.10Bi3.90Ti3O12の合成を行った。なお、昇温速度および冷却速度ともに300℃/hで熱処理を行った。その後、目開き1mmのメッシュを通過するまで乳鉢を用いて微粉砕し、次いで乾式ボールミルを用いて微粉砕を行うことで、平均粒径約1μmの無機強誘電体の微粒子1(Nd0.10Bi3.90Ti3O12粉末)を得た。
軸芯体としてSUS製のf8mm芯金にニッケルメッキを施し、さらに厚み約1 mmのプライマーDY35-051(商品名、東レダウコーニング社製)を塗布、150 ℃、30分間焼き付けしたものを用いた。ついで、軸芯体を金型に配置し、液状シリコーンゴム材料SE6274A(商品名、東レダウコーニングシリコーン社製)およびSE6274B(商品名、東レダウコーニング社製)を重量比1:1の割合でスタティックミキサーを用いて混合した液状シリコーンゴムを金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、金型を加熱して液状シリコーンゴムを150 ℃、15分間加硫硬化し、冷却後脱型した。その後にさらに、180 ℃、1時間加熱し硬化反応を完結させ、弾性層を軸芯体周囲に設けた。作成した弾性層ローラの直径は16 mmであった。
次に、前記弾性層ローラの外周に樹脂層を設けた。樹脂層形成用塗料の材料として、ニッポランN5033(商品名、日本ポリウレタン社製)100質量部に、ポリイソシアネートコロネートL(商品名、日本ポリウレタン工業社製)15.5質量部を加えて樹脂成分とした。続いて、この樹脂成分100質量部に対して、抵抗調整剤としてカーボンブラックFW-18(商品名、DEGUSSA CO.製)15質量部、調製例1で得られた表1における無機強誘電体微粒子を30質量部およびMEKを加え、攪拌モーターで混合攪拌を700 rpm、4時間の条件下で行った。続いて、上記混合溶液を横型分散機NVM-03(商品名、アイメックス社製)で周速7 m/sec、流量1 cc/min、分散液温度15 ℃の条件下で2時間均一分散し、続いてさらにMEKを加え、塗工後の樹脂層の膜厚が10 mmになるように固形分15質量%に調製した。続いて、この溶液を380メッシュの網でろ過したものを樹脂層形成用塗料とした。
[電気抵抗ムラ]
現像ローラの軸芯体の両端に500 gの荷重をかけて、60 rpmで回転する金属製ドラムに押し当て、金属製ドラムと現像ローラの軸体間に100 Vの電圧を印加した。その後、現像ローラと直列に接続した10 kΩの抵抗に流れる電流値から現像ローラの抵抗値の計算を行い、1周中での抵抗値の最大・最小値をとり、1−(抵抗最小値/抵抗最大値)の値をその現像ローラの抵抗ムラとした。測定時の環境は気温23℃、相対湿度50%RHであった。
A:抵抗ムラが0以上、0.3未満
B:抵抗ムラが0.3以上、0.6未満
C:抵抗ムラが0.6以上、0.8未満
D:抵抗ムラが0.8以上、1.0以下。
抵抗環境依存性測定用のシート作製は、樹脂層形成用塗料を粘度15cpsに調整し、膜厚100μmになるようにアルミ型にキャストし、サンフラワー架台に載せ塗料の粘度が表面に膜形成しない程度に上昇するまで乾燥させた。その後、水平台に載せて室温下で24時間放置した。乾燥後、140℃で2時間の条件で加熱硬化し、室温まで冷却後、型から剥がし、膜厚約100μmの樹脂層シートを作製した。その後、作製したシートを直径5cmの円形に打ち抜き、両面にPt−Pd合金蒸着を施した後、高温・高湿条件環境下(気温40℃、相対湿度90%RH)に24時間放置した後、抵抗測定器R8340A(アドバンテスト製)を用い、100Vの電圧負荷で体積抵抗値の測定を行った。その後、低温・低湿条件環境下(気温15℃、相対湿度15%RH)に24時間放置した後、体積抵抗値の測定を行い、(高温・高湿条件で測定された抵抗平均値)/(低温・低湿条件で測定された抵抗平均値)の値をその現像ローラの抵抗環境依存性とした。
A:抵抗環境依存性が1.0以上、1.5未満
B:抵抗環境依存性が1.5以上、2.0未満
C:抵抗環境依存性が2.0以上、4.0未満
D:抵抗環境依存性が4.0以上。
[画像濃度安定性]
現像ローラを市販のレーザービームプリンター(LBP5500:キヤノン社製)に搭載し、気温23℃、相対湿度50%RHの環境下で非磁性一成分ブラックトナーで印字率2%にて10枚連続して印刷した。その後、全面クロベタ画像を出力し、紙面上9ヶ所で反射濃度計(GreatagMacbeth RD918:マクベス社製)により濃度を測定し、9点平均値を画像濃度とした。その後、上記同条件で10000枚連続して印刷した後に画像濃度を測定した。この時の初期10枚印刷後の画像濃度と10000枚印刷後の画像濃度の差から下記基準で評価した。
A:画像濃度差が0以上、0.10未満
B:画像濃度差が0以上、0.20未満
C:画像濃度差が0.20以上、0.30未満
D:画像濃度差が0.30以上。
画像濃度安定性評価後に、低温・低湿条件(気温15℃、相対湿度15%RH)下および高温・高湿条件(気温40℃、相対湿度90%RH)でハーフトーン画像を出力し、その濃度ムラを目視で評価し、下記基準で画像ムラを評価した。
A:両環境において、ハーフトーン部に濃度ムラが全く認められない。
B:いずれかの環境もしくは両環境において、ハーフトーン部に判別しにくい程の極軽微な濃度ムラが認められる。
C:いずれかの環境もしくは両環境において、ハーフトーン部に軽微な濃度ムラが認められる。
D:いずれかの環境もしくは両環境において、ハーフトーン部に画像に影響を及ぼす濃度ムラが認められる。
画像ムラ評価後に気温40℃、相対湿度90%RHの環境下で白ベタ画像を出力し、その出力中にプリンターを停止し、感光体上に付着したトナーを粘着テープで剥がし取り、粘着テープの粘着面の反射率を測定し、反射率の低下からカブリを評価した。なお、反射率の測定には、反射濃度計(TC−6DS/A:東京電色社製)を用いた。
A:反射率の低下が2%未満
B:反射率の低下が2%以上4%未満
C:反射率の低下が4%以上6%未満
D:反射率の低下が6%以上。
無機強誘電体の微粒子2〜14を使用して樹脂層を作製した他は実施例1と同様にして現像ローラ(2〜14)を作製した。得られた現像ローラの物性、現像ローラを使用して得られた画像について実施例1と同様に評価を行った。結果を、表2に示す。
無機強誘電体の微粒子として無機強誘電体微粒子6を、樹脂固形分100質量部に対し、それぞれ10質量部に変更して樹脂層を作製した。その他は実施例1と同様にして現像ローラ15を作製した。結果を、表2に示す。
無機強誘電体の微粒子として無機強誘電体微粒子6を、樹脂固形分100質量部に対し、それぞれ20質量部に変更して樹脂層を作製した。その他は実施例1と同様にして現像ローラ16を作製した。結果を、表2に示す。
無機強誘電体微粒子として無機強誘電体微粒子6を、樹脂固形分100質量部に対し、それぞれ60質量部に変更して樹脂層を作製した。その他は実施例1と同様にして現像ローラ17を作製した。結果を、表2に示す。
無機強誘電体の微粒子として無機強誘電体微粒子6を、樹脂固形分100質量部に対し、それぞれ70質量部に変更して樹脂層を作製した。その他は実施例1と同様にして現像ローラ18を作製した。結果を、表2に示す。
実施例1同様に、原料物質としてBi2O3、Nd2O3、BaO、TiO2を用いることで、下記表3に示す平均粒径1μmの比較例1〜3の無機強誘電体微粒子15〜17を合成した。
無機強誘電体微粒子15〜17を使用して樹脂層を作製した他は実施例1と同様にして現像ローラ(19〜21)を作製した。得られた現像ローラの物性、現像ローラを使用して得られた画像について実施例1と同様に評価を行った。結果を、表4に示す。
無機強誘電体微粒子として無機強誘電体微粒子1を使用しない以外は、実施例1と同様にして現像ローラ(22)を作製した。得られた現像ローラの物性、現像ローラを使用して得られた画像について実施例1と同様に評価を行った。結果を、表4に示す。
2 軸芯体
3 弾性層
4 樹脂層
5 感光体
6 帯電装置
7 画像露光装置(書き込みビーム)
8 現像装置
9 クリーニング装置
10 現像転写装置
11 転写材(紙)
12a~d 画像形成ユニット
13 一成分トナー
14 現像容器
15 トナー供給ローラ
16 現像ブレ−ド
17 転写搬送ベルト
18 駆動ローラ
19 テンションローラ
20 従動ローラ
21 吸着ローラ
22 供給ローラ
23 剥離装置
24 定着装置
25 画像転写装置バイアス電源
26 吸着ローラバイアス電源
27 浸漬槽
27a 浸漬槽27の上端部
28 原料弾性ローラ
29 液受け部
30 攪拌タンク
31 管
32 樹脂形成用塗料
33 ポンプ
34,35 管
36 攪拌翼
37 昇降装置
38 昇降板
Claims (8)
- 軸芯体と該軸芯体の周囲に設けられた樹脂層を有する現像ローラにおいて、該樹脂層が構成元素に金属元素を含む無機強誘電体の微粒子を含有し、かつ該無機強誘電体の微粒子の示差走査熱量測定計で測定された吸熱ピークの開始温度と終了温度を、各々TCiとTcfと定義した時に、TcfとTciの差が20℃以上100℃以下であることを特徴とする現像ローラ。
- 前記軸芯体と前記樹脂層の間に、少なくとも一層以上の弾性層が設けられていることを特徴とする請求項1記載の現像ローラ。
- 前記無機強誘電体の微粒子がビスマス層状構造強誘電体の微粒子であることを特徴とする請求項1または2に記載の現像ローラ。
- 前記無機強誘電体の微粒子が、下記一般式(1)で示される構造を有することを特徴とする請求項1または2に記載の現像ローラ。
Sr1-xMxTiO3 (M=Ba, Ca、xは0.05以上0.23以下) …(1) - 前記無機強誘電体の微粒子を構成する金属元素において、少なくとも該金属元素のイオン化状態における価数が2価もしくは3価のいずれか一方以上の該金属元素と異なる元素として、Nd、Sm、Pr、La、Y、Ca、Baの中から選ばれる少なくとも一種類以上の金属元素を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の現像ローラ。
- 前記樹脂層の樹脂成分100質量部に対して、前記無機強誘電体の微粒子を20から60質量部含有していることを特徴とする請求項1から5いずれか一項に記載の現像ローラ。
- 現像ローラが装着されてなり、電子写真装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、現像ローラとして請求項1から6のいずれか一項に記載の現像ローラを用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 該現像ローラの表面にトナーの薄層を形成し、該現像ローラを感光ドラムに接触させて該感光体表面に該トナーを供給することにより該感光体に可視画像を形成させる電子写真装置において、該現像ローラが請求項1から6のいずれか一項に記載の現像ローラを用いることを特徴とする電子写真装置。
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