JP2011237632A - 現像ローラ、並びに、現像ローラを備えた現像装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジ、並びに、現像ローラを用いた画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】現像ローラ51の表層51cに含有する球状粒子500を、球状の樹脂粒子からなる基材501と、この基材501を被覆し、基材501よりも高硬度な無機微粒子502aを含有する無機微粒子含有層502と、この無機微粒子含有層502を被覆し、無機微粒子502aよりも低硬度な樹脂層503とからなる3層構造にした。
【選択図】図4
Description
また、請求項2の発明は、請求項1の現像ローラにおいて、上記球状粒子の平均粒径が、5μm以上20μm以下であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の現像ローラにおいて、上記表層は、上記基層表面に上記球状粒子を含み、上記表層となる樹脂材料が溶解した樹脂溶液を塗布することで形成されたものであることを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3いずれかの現像ローラにおいて、上記球状粒子の比重は、0.7以上2.0以下であることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかの現像ローラにおいて、上記表層の表面から一部露出する球状粒子が存在することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5いずれかの現像ローラにおいて、前記基層のJIS−A硬度が、35°以上45°以下であることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、表面移動する表面に少なくともトナーからなる現像剤を担持し、潜像担持体上の潜像に上記トナーを供給して潜像を現像する現像ローラと、該現像ローラに担持された現像剤を薄層化する薄層化部材と、上記現像剤を収容する現像剤収容部とを備えた現像装置において、上記現像ローラとして請求項1乃至6いずれかの現像ローラを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、潜像担持体と、少なくとも潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項7の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、潜像担持体と、潜像担持体表面を所定電位に帯電させる帯電手段と、帯電した潜像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像担持体上の潜像にトナーを供給して可視像化する現像手段と、潜像担持体表面に形成された可視像被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を被転写体に定着させる定着手段とを備える画像形成装置において、上記現像手段として、請求項7の現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、潜像担持体表面を所定電位に帯電する帯電工程と、帯電した潜像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、薄層化部材により薄層にされた現像ローラ上の少なくともトナーからなる現像剤層を潜像担持体と対向する領域へ搬送して、潜像担持体上の潜像に上記トナーを供給して可視像化する現像工程と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、被転写体上の可視像を被転写体に定着させる定着工程とを有する画像形成方法において、上記現像ローラとして、請求項1乃至6いずれかの現像ローラを用いたことを特徴とするものである。
図3は、現像装置50の概略構成図である。
本実施形態の現像装置50は、一成分現像剤であるトナーをトナー担持体としての現像ローラ51で担持して、感光体20に対して接触現像を行う一成分接触現像方式の現像装置である。
図3に示すように、現像装置50は、現像ローラ51、現像ローラ51へトナーを供給するトナー供給部材としての供給ローラ52、現像ローラ51上のトナーを薄層化する薄層化部材としての薄層化ブレード53を有している。また、現像ケース55内のトナーを攪拌する不図示の攪拌部材を有している。現像ローラ51は、現像ケース55の開口部から一部露出するよう配置されている。また、現像ローラ51は、不図示の押圧手段によって、感光体表面に一定荷重で接触して、現像ニップを形成している。押圧手段の具体的一例としては、現像ケース55の後方側と画像形成装置の本体フレームとの間に介在される単数もしくは複数の弾性部材で現像ケース55を介して現像ローラ51を感光体20に押圧するよう構成したものを挙げることができる。また、現像ローラ51の軸部には、感光体20と当接する現像ニップで現像電界を形成するための現像バイアス電圧を印加する図示しない電源が接続されている。
図4は、現像ローラ51の拡大断面図である。
現像ローラ51は、直径が6〜10[mm]の芯金51a上に膜厚が1〜5[mm]のゴムやエラストマーの弾性体材料からなる基層51bが形成され、さらにその表面に膜厚が5〜100[μm]の表層51cが形成される。
[実施例1]
実施例1の現像ローラは、直径6[mm]の芯金の外周面に日本ゼオン社製エピクロロヒドリンゴム(HydrinH75)からなり、肉厚3[mm]の基層が形成されている。表層を形成するための塗工液は、次のようにして作成した。表層樹脂材としてのポリオール(三井化学ポリウレタン社製 D170)2重量部、イソシアネート(三井化学ポリウレタン社製 A2789)5重量部を、溶媒としての酢酸エチル30重量部に溶解させる。ついで、導電性付与粒子としてのカーボンブラック(CB)5重量部、球状粒子としてオプトビーズ(日産化学工業社製 10500M)を10重量部添加して、塗工液を作成した。球状粒子として用いるオプトビーズは、メラミン樹脂からなる球状の樹脂粒子をメラミン樹脂にシリカが密に充填された無機微粒子含有層で覆い、無機微粒子含有層をメラミン樹脂からなる樹脂層で覆ったものである。この塗工液に触媒ジオクチル錫ジアセテート0.02重量部添加した後、塗工液を攪拌してから、塗工液を基層の外周面にスプレーコートし、160℃で1時間加熱した後、150℃で1時間加熱硬化させることで、表層を形成し、実施例1の現像ローラを作成した。また、表層の膜厚は、先の図4に示すように、球状粒子の一部が、露出するような膜厚にした。
実施例2の現像ローラは、溶媒を酢酸エチル24重量部と酢酸ブチル6重量部とで構成し、表層の加熱硬化条件を160℃で1時間にした、かつコーティングパス回数を2倍にした以外は、実施例1と同条件で作成した。実施例2では、溶媒を実施例1と異ならせて、溶媒の沸点を少し変えているので、コーティング時の球状粒子の沈み込みによりほとんどの球状粒子500が表層51cの樹脂材により覆われた現像ローラが得られた。
実施例3の現像ローラは、球状粒子の添加量を20重量部にした以外は、実施例2と同条件で作成した。実施例3では、球状粒子の量を増やしているので、表層51cの樹脂材により覆われた球状粒子と、表層51cから一部が露出した球状粒子とが混在する現像ローラが得られた。
比較例1の現像ローラは、球状粒子をシリカ(株式会社マイクロン社製 HS101)にした以外は、実施例1と同条件で作成したものである。
比較例2の現像ローラは、球状粒子をアクリル樹脂(日本触媒社製 MA1010)にした以外は、実施例1と同条件で作成したものである。
表層51cの造膜性は、現像ローラ51の表層51cを電子顕微鏡(SEM)で観察し、球状粒子500が均一に分散された表層51cが形成されている場合は◎、表層51cの球状粒子500がほとんど存在していない場合は×評価とした。
現像ローラの耐磨耗性は、リコー社製IPSIO SPC310に上記現像ローラを組み込んで、5%チャートで3P/J(3枚連続でプリントして休止、これを繰り返す動作)で5000枚耐久試験を行った後の現像ローラの表面粗さと、耐久試験前の現像ローラの表面粗さとを調べ、表面粗さRaの変化の割合を調べた。表面粗さRaの変化が、10%未満の場合は◎、表面粗さRaの変化が、10%以上30%未満の場合は○、表面粗さの変化が30%以上の場合は×と評価した。このときの薄層化ブレードの線圧は、40〜70[N/m]、感光体との当接圧は、20〜40[N/m]に設定した。
荷電性は、リコー社製IPSIO SPC310に上記現像ローラを組み込んで、5%チャートで3P/Jで5000枚耐久試験を行い、耐久前後の現像ローラ上のトナーQ/Mを測定した。測定はトレック社製吸引式小型帯電量測定装置Model210HS-3を使用した。トナー帯電量の変化が、15%未満の場合は◎、帯電量の変化が15%以上、30%未満の場合は○、30%以上の場合は×と評価した。
上述の現像ローラの耐磨耗性評価試験と同じ条件で耐久試験を行なった後の感光体表面をレーザ顕微鏡で観察し、微小な縦研磨筋を観察した。スジが無いものを◎、多少のスジがあるが問題ないレベルのものを○、研磨スジが多く問題レベルのものを×とした。
6:定着ユニット
8:光学ユニット
10:中間転写ユニット
15:画像ステーション
20:感光体
30:帯電装置
40:クリーニング装置
40:クリーニング装置
50:現像装置
51:現像ローラ
51a:芯金
51b:基層
51c:表層
52:供給ローラ
53:薄層化ブレード
500:球状粒子
501:基材
502:無機微粒子含有層
502a:無機微粒子
503:樹脂層
Claims (10)
- 芯金と、
該芯金の外周に形成された弾性を有する基層と、
該基層の外周に形成され、球状粒子を含有する樹脂からなる表層とを備えた現像ローラにおいて、
上記球状粒子は、球状の樹脂粒子からなる基材と、該基材よりも硬質な無機微粒子を含有し、上記基材表面を被覆した無機微粒子含有層と、該無機微粒子よりも軟質な樹脂からなり上記無機微粒子含有層を被覆した樹脂層とからなることを特徴とする現像ローラ。 - 請求項1の現像ローラにおいて、
上記球状粒子の平均粒径が、5μm以上20μm以下であることを特徴とする現像ローラ。 - 請求項1または2の現像ローラにおいて、
上記表層は、上記基層表面に上記球状粒子を含み、上記表層となる樹脂材料が溶解した樹脂溶液を塗布することで形成されたものであることを特徴とする現像ローラ。 - 請求項1乃至3いずれかの現像ローラにおいて、
上記球状粒子の比重は、0.7以上2.0以下であることを特徴とする現像ローラ。 - 請求項1乃至4いずれかの現像ローラにおいて、
上記表層の表面から一部露出する球状粒子が存在することを特徴とする現像ローラ。 - 請求項1乃至5いずれかの現像ローラにおいて、
前記基層のJIS−A硬度が、35°以上45°以下であることを特徴とする現像ローラ。 - 表面移動する表面に少なくともトナーからなる現像剤を担持し、潜像担持体上の潜像に上記トナーを供給して潜像を現像する現像ローラと、
該現像ローラに担持された現像剤を薄層化する薄層化部材と、
上記現像剤を収容する現像剤収容部とを備えた現像装置において、
上記現像ローラとして請求項1乃至6いずれかの現像ローラを用いたことを特徴とする現像装置。 - 潜像担持体と、少なくとも潜像担持体上の潜像を現像する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、
上記現像装置として、請求項7の現像装置を用いたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 潜像担持体と、
潜像担持体表面を所定電位に帯電させる帯電手段と、
帯電した潜像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
潜像担持体上の潜像にトナーを供給して可視像化する現像手段と、
潜像担持体表面に形成された可視像被転写体に転写する転写手段と、
被転写体上の可視像を被転写体に定着させる定着手段とを備える画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項7の現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 潜像担持体表面を所定電位に帯電する帯電工程と、
帯電した潜像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、
薄層化部材により薄層にされた現像ローラ上の少なくともトナーからなる現像剤層を潜像担持体と対向する領域へ搬送して、潜像担持体上の潜像に上記トナーを供給して可視像化する現像工程と、
潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、被転写体上の可視像を被転写体に定着させる定着工程とを有する画像形成方法において、
上記現像ローラとして、請求項1乃至6いずれかの現像ローラを用いたことを特徴とする画像形成方法。
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