JP2014178463A - 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及びトナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナー担持体と、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記トナー担持体に接触して前記トナー担持体上のトナーの層厚を規制する規制部材と、トナーを収容するトナー収容部とを有する現像装置であって、前記トナー担持体の表面の表面粗さRaが0.7μm〜2.0μmであり、表面積比が1.3〜3.0であり、断面空間率が50%〜80%であり、前記トナー収容部に収容された前記トナーの、重量平均粒径が、4.0μm〜9.0μmであり、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜25.0%である現像装置である。
【選択図】図2
Description
例えば、軸体と、前記軸体の外周面に形成された弾性層と、前記弾性層の外周に直接若しくは他の層を介して形成された円筒状の最外層とを有する現像ロールであって、前記最外層の外周面に、相互に開口縁部が重なり合わない状態で多数の凹部が分布形成されて粗面が形成されている現像ロールが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかし、この提案の技術では、規制部材によるトナーへのストレスの低減が十分ではないという問題がある。
この提案の技術は、規制部材によるトナーへのストレスの低減は先の提案の技術よりも優れる。
トナーへのわずかなストレスによって、規制部材にトナーが接触した際にトナー成分(例えば、外添剤、離型剤など)が規制部材に固着することがあるが、この提案の技術では、その規制部材へのトナー中の成分の固着を防ぐことはできないという問題がある。
この提案の技術では、前記凹部にトナーを収容することで、規制部材によるトナーへのストレスを低減することができる。そして、規制部材へのトナー成分の固着も防ぐことができる。
しかし、この提案の技術では、前記凹部にトナーが収容されることで前記凹部にトナーが詰まり、トナー担持体にフィルミングが発生してしまうという問題がある。
この提案の技術では、トナー中の超微粉成分に着目している。そして、質量が小さく、像担持体へ移動(現像)するために必要なクーロン力が現像スリーブとのファンデルワールス力よりも弱い、トナー中の超微粉成分が、像担持体へ現像されずにトナー中に蓄積し、摩擦熱などのストレスを受け最終的に現像スリーブに融着することを防ぐために、トナーにおける超微粉の粒子数を特定の範囲としている。
しかし、この提案の技術では、トナー担持体の凹部にトナーが収容されることで前記凹部にトナーが詰まり、そのトナーがトナー担持体にフィルミングを発生させる点については、何ら検討されていない。即ち、この提案の技術では、表面に凹部を有するトナー担持体と、前記トナー担持体の表面に接触しトナー層の厚みを規制する規制部材とを備えた現像装置を用いた場合に、規制部材へのトナー成分の固着を防止し、かつトナー担持体のフィルミングを防止するという課題、及びその課題をどのように解決するかについては、何ら記載も示唆もされていない。
本発明の現像装置は、トナー担持体と、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記トナー担持体に接触して前記トナー担持体上のトナーの層厚を規制する規制部材と、トナーを収容するトナー収容部とを有する現像装置であって、
前記トナー担持体の表面の表面粗さRaが0.7μm〜2.0μmであり、表面積比が1.3〜3.0であり、断面空間率が50%〜80%であり、
前記トナー収容部に収容されたトナーの、重量平均粒径が、4.0μm〜9.0μmであり、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜25.0%であることを特徴とする。
本発明の現像装置は、トナー担持体と、トナー供給部材と、規制部材と、トナー収容部とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記トナー収容部に収容されたトナーの、重量平均粒径は、4.0μm〜9.0μmであり、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量は、0%〜25.0%である。
その結果、トナー担持体の表面の表面粗さRaを0.7μm〜2.0μmとし、表面積比を1.3〜3.0とし、断面空間率を50%〜80%とすることで、規制部材へのトナー成分の固着を防ぐことができることを見出した。
これは、トナー担持体の表面に前記特性(特定の表面粗さRa、表面積比、及び断面空間率)を有する凹部を設けることにより、その凹部に1個〜数個のトナーが一時的に保持されて、そのトナーが規制部材に当たることで規制部材へ固着しそうなトナー成分を掻き取ることができるためと考えられる。
そこで、更に検討を進めたところ、トナーの重量平均粒径を4.0μm〜9.0μmとし、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量を0%〜25%とすることにより、規制部材へのトナー成分の固着を防ぎつつ、トナー担持体にフィルミングが生じることを防ぐことができることを見出した。
これは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量を0%〜25%とすることにより、トナー担持体の表面の特定の凹部にトナーが詰まることを防ぐことができるためと考えられる。
前記トナー担持体としては、感光体(以下、「像担持体」、「静電潜像担持体」と称することがある。)の表面の静電潜像にトナーを供給する担持体であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、現像ローラなどが挙げられる。
前記トナー担持体の表面の表面粗さRaは、0.7μm〜2.0μmであり、1.0μm〜2.0μmが好ましく、1.3μm〜1.7μmがより好ましい。前記表面粗さRaが、0.7μm未満であると、前記トナー担持体の表面に十分に前記トナーが保持されずに、前記規制部材に付着したトナー成分を前記トナーにより掻き取ることが困難になり、前記規制部材にトナー成分の固着が生じる。前記表面粗さRaが、2.0μmを超えても、前記トナー担持体の表面に十分に前記トナーが保持されずに、前記規制部材に付着したトナー成分を前記トナーにより掻き取ることが困難になり、前記規制部材にトナー成分の固着が生じる。前記表面粗さRaが、前記より好ましい範囲内であると、前記規制部材へのトナー成分の固着の防止がより優れる点で有利である。
前記トナー担持体の表面の前記表面積比は、1.3〜3.0であり、1.5〜2.5が好ましく、1.8〜2.3がより好ましい。前記表面積比が、1.3未満であると、前記トナー担持体の表面に十分に前記トナーが保持されずに、前記規制部材に付着したトナー成分を前記トナーにより掻き取ることが困難になり、前記規制部材にトナー成分の固着が生じる。前記表面積比が、3.0を超えても、前記トナー担持体の表面に十分に前記トナーが保持されずに、前記規制部材に付着したトナー成分を前記トナーにより掻き取ることが困難になり、前記規制部材にトナー成分の固着が生じる。前記表面積比が、前記より好ましい範囲内であると、前記規制部材へのトナー成分の固着の防止がより優れる点で有利である。
前記表面積比は、例えば、超深度形状測定顕微鏡「VK−9500」(商品名、株式会社キーエンス製)を用いて、50倍レンズでの測定ピッチ0.05μmという条件で、トナー担持体の表面を撮影して計算する。具体的には、得られた撮影像について、解析ソフトVkアナライザーによって湾曲補正を行った後、全領域の表面積Sを、トナー担持体の表面を理想的な平面とした場合の理論表面積S0で除算することにより、表面積比を求める。
前記トナー担持体の表面の前記断面空間率は、50%〜80%であり、60%〜75%が好ましい。前記断面空間率が、50%未満であると、前記トナー担持体の表面に十分に前記トナーが保持されずに、前記規制部材に付着したトナー成分を前記トナーにより掻き取ることが困難になり、前記規制部材にトナー成分の固着が生じる。前記断面空間率が、50%未満であると、前記トナー担持体の表面の形状が凹形状ではなく凸形状になる。そして、前記断面空間率が、80%を超えても、前記トナー担持体の表面に十分に前記トナーが保持されずに、前記規制部材に付着したトナー成分を前記トナーにより掻き取ることが困難になり、前記規制部材にトナー成分の固着が生じる。前記断面空間率が、80%を超えると、前記トナー担持体の表面は、凹形状であるが、尖った部分の強度が弱くなり、耐久性が弱く、表面の形状を維持できないという問題が生じる。前記断面空間率が、前記好ましい範囲内であると、前記規制部材へのトナー成分の固着の防止がより優れる点で有利である。
一つの断面プロファイルにおける断面空間率(%)=〔(Dair/Droll)×100〕
そして、測定エリアにおける複数の断面プロファイルの断面空間率を求め、その算術平均値から、前記断面空間率を得る。
前記架橋樹脂粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタンなどの材質でできた球形状樹脂粒子などが挙げられる。
前記現像ローラは、例えば、軸体と、前記軸体の外周面に形成されたゴム弾性層とを有する。
前記軸体の外周面には、前記ゴム弾性層との間の接着性を向上させるなどの目的で、接着剤、プライマなどが塗布されていてもよい。前記接着剤、及びプライマは、必要に応じて、導電性を有していてもよい。
前記導電剤としては、例えば、カーボンブラック等の電子導電剤、第4級アンモニウム塩等のイオン導電剤などが挙げられる。
前記金型の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、S55C等の炭素鋼材、SACM645等のアルミニウムクロムモリブデン鋼材、A5056等のアルミニウム合金、アルミニウムなどが挙げられる。
前記トナー供給部材としては、前記トナー担持体にトナーを供給する部材であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、供給ローラなどが挙げられる。
前記規制部材としては、トナー担持体に接触して前記トナー担持体上のトナーの層厚を規制する部材であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、規制ブレードなどが挙げられる。
前記規制部材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、SUS304CSP、SUS301CSP、リン青銅などが挙げられる。
前記トナー収容部としては、トナーを収納する部材であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記トナー収容部には、後述するトナーが収容されている。
前記トナー収容部は、例えば、現像槽と供給槽とから構成される。前記現像槽と、前記供給槽とは、仕切壁により隔てられ、前記仕切壁の上部の開口部により繋がっている。
前記トナーは、例えば、結着樹脂と、着色剤と、離型剤とを少なくとも含有し、更に必要に応じて、外添剤、帯電制御剤などのその他の成分を含有する。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン系単量体、アクリル系単量体、メタクリル系単量体等から成るビニル重合体、これらの単量体の2種類以上から成る共重合体、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、ポリカーボネート樹脂、石油系樹脂などが挙げられる。
これらの中でも、ポリエステル樹脂が好ましい。
前記ポリエステル樹脂は、例えば、ジオールと、ジカルボン酸と、3価以上のアルコール及び3価以上のカルボン酸の少なくともいずれかとを重縮合することにより得られる。
前記ジオールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、脂肪族ジオール、オキシアルキレン基を有するジオール、脂環式ジオール、脂環式ジオールのアルキレンオキシド付加物、ビスフェノール類、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。
前記脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールなどが挙げられる。
前記オキシアルキレン基を有するジオールとしては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。
前記脂環式ジオールとしては、例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなどが挙げられる。
前記ビスフェノール類としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどが挙げられる。
前記アルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなどが挙げられる。
これらのジオールの中でも、炭素数4〜12の脂肪族ジオールが好ましい。
これらのジオールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。また、これらの無水物を用いてもよいし、低級(炭素数1〜3)アルキルエステル化物を用いてもよいし、ハロゲン化物を用いてもよい。
前記脂肪族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。
前記芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。前記炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられる。
これらの中でも、炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
これらのジカルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記3価以上のアルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、3価以上の脂肪族アルコール、3価以上のポリフェノール類、3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物などが挙げられる。
前記3価以上の脂肪族アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどが挙げられる。 前記3価以上のポリフェノール類としては、例えば、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどが挙げられる。
前記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物としては、例えば、3価以上のポリフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したものなどが挙げられる。
前記3価以上のカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、3価以上の芳香族カルボン酸などが挙げられる。また、これらの無水物を用いてもよいし、低級(炭素数1〜3)アルキルエステル化物を用いてもよいし、ハロゲン化物を用いてもよい。
前記3価以上の芳香族カルボン酸としては、炭素数9〜20の3価以上の芳香族カルボン酸が好ましい。前記炭素数9〜20の3価以上の芳香族カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸などが挙げられる。
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒色顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料などが挙げられる。これらの中でも、イエロー顔料、マゼンタ顔料、及びシアン顔料のいずれかを含有することが好ましい。
前記黒色顔料は、例えば、ブラックトナーに用いられる。前記黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、マグネタイト、ニグロシン染料、鉄黒などが挙げられる。
前記イエロー顔料は、例えば、イエロートナーに用いられる。前記イエロー顔料としては、例えば、シイ・アイ・ピグメントイエロー(C.I.Pigment Yellow)74、93、97、109、128、151、154、155、166、168、180、185、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエローなどが挙げられる。
前記マゼンタ顔料は、例えば、マゼンタトナーに用いられる。前記マゼンタ顔料としては、例えば、キナクリドン系顔料、シイ・アイ・ピグメントレッド(C.I.Pigment Red)48:2、57:1、58:2、5、31、146、147、150、176、184、269等のモノアゾ顔料などが挙げられる。また、前記モノアゾ顔料に前記キナクリドン系顔料を併用してもよい。前記キナクリドン系顔料としては、C.I.Pigment Red 122、C.I.Pigment Red 202、C.I.Pigment Violet 19が好ましく、C.I.Pigment Red 122がより好ましい。
前記シアン顔料は、例えば、シアントナーに用いられる。前記シアン顔料としては、例えば、Cu−フタロシアニン顔料、Zn−フタロシアニン顔料、Al−フタロシアニン顔料などが挙げられる。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートなどが挙げられる。
前記ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどが挙げられる。
前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミドなどが挙げられる。
前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミドなどが挙げられる。
前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトンなどが挙げられる。
これらのカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
前記離型剤の融点は、例えば、示差走査熱量計(TA−60WS及びDSC−60、株式会社島津製作所製)を用いて測定することができる。まず、離型剤5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、該試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次いで、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度10℃/minで150℃まで昇温し、その後、150℃から降温速度10℃/minで0℃まで降温した後、更に昇温速度10℃/minで150℃まで昇温してDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線から、DSC−60システム中の解析プログラムを用いて、2回目の昇温時における融解熱の最大ピーク温度を融点として求めることができる。
前記外添剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ、脂肪酸金属塩、金属酸化物、疎水化処理されたシリカ、疎水化処理された酸化チタン、フルオロポリマーなどが挙げられる。
前記脂肪酸金属塩としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウムなどが挙げられる。
前記金属酸化物としては、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化アンチモンなどが挙げられる。
前記シリカの市販品としては、例えば、R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(いずれも、日本アエロジル株式会社製)などが挙げられる。
前記酸化チタンの市販品としては、例えば、P−25(日本アエロジル株式会社製)、STT−30、STT−65C−S(いずれも、チタン工業株式会社製)、TAF−140(富士チタン工業株式会社製)、MT−150W、MT−500B、MT−600B、MT−150A(いずれも、テイカ株式会社製)などが挙げられる。
前記疎水化処理された酸化チタンの市販品としては、例えば、T−805(日本アエロジル株式会社製)、STT−30A、STT−65S−S(いずれも、チタン工業株式会社製)、TAF−500T、TAF−1500T(いずれも、富士チタン工業株式会社製)、MT−100S、MT−100T(いずれも、テイカ株式会社製)、IT−S(石原産業株式会社製)などが挙げられる。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。具体的には、ニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業株式会社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業株式会社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)などが挙げられる。
前記トナーの重量平均粒径は、4.0μm〜9.0μmであり、5.0μm〜8.0μmが好ましく、6.9μm〜7.3μmがより好ましい。前記重量平均粒径が、4.0μm未満であると、前記トナー担持体の表面に十分に前記トナーが保持されずに、前記規制部材に付着したトナー成分を前記トナーにより掻き取ることが困難になり、前記規制部材にトナー成分の固着が生じる。前記重量平均粒径が、9.0μmを超える場合でも、前記トナー担持体の表面に十分に前記トナーが保持されずに、前記規制部材に付着したトナー成分を前記トナーにより掻き取ることが困難になり、前記規制部材にトナー成分の固着が生じる。前記重量平均粒径が、前記より好ましい範囲内であると、前記規制部材へのトナー成分の固着を防ぎつつ、前記トナー担持体のフィルミングの防止がより優れる点で有利である。
前記重量平均粒径の測定には、ベックマン・コールター社製のマルチサイザー・スリーに個数分布及び体積分布を出力するインターフェイス(株式会社日科機製)及びPC9801パーソナルコンピューター(日本電気株式会社製)接続した装置を用いる。電解液については、1級塩化ナトリウムを用いた1質量%NaCl水溶液を用いる。前記電解液50mL〜100mL中に、分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1mL〜5mL加え、試料を1mg〜10mg加えサンプル分散液を得る。これを、超音波分散機で1分間の分散処理をする。そして、別のビーカーに電解水溶液を100mL〜200mL入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加える。次に、前記マルチサイザー・スリーにより、100μmのアパーチャーを用いて個数を基準として2μm〜40μmの粒子の30,000個の粒度分布を測定する。その後、2μm〜40μmの粒子の体積分布と個数分布とを算出し、体積分布から求めた重量基準の体積平均粒径(重量平均粒径という)(D4:各チャンネルの中央値をチャンネルの代表値とする)を求める。
前記トナーの、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量は、0%〜25.0%であり、0%〜15.0%が好ましく、0%〜10.0%がより好ましく、0%〜8.0%が特に好ましい。前記含有量が、25.0%を超えると、前記トナーを前記現像装置に用いた際に、前記トナー担持体のフィルミングが生じる。前記含有量が、前記特に好ましい範囲内であると、前記トナー担持体のフィルミングの防止がより優れる点で有利である。
前記トナーの平均円形度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.940〜0.998が好ましく、0.960〜0.998がより好ましく、0.985〜0.998が特に好ましい。前記平均円形度が、0.940未満であると、前記トナーを前記現像装置に用いた際に、前記トナー担持体のフィルミングの防止が不十分になることがある。前記平均円形度が、前記特に好ましい範囲内であると、前記トナー担持体のフィルミングの防止が特に優れる点で有利である。
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粉砕法などが挙げられる。
前記粉砕法は、溶融混練工程と、粉砕工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、分級工程、外添剤混合工程、表面改質工程などのその他の工程を含む。
前記溶融混練工程は、トナー材料を混合した混合物を溶融混練する工程である。
前記溶融混練工程で用いる溶融混練機としては、例えば、一軸の連続混練機、二軸の連続混練機、ロールミルによるバッチ式混練機などが挙げられる。具体的には、神戸製鋼所社製KTK型二軸押出機、東芝機械社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、株式会社池貝製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダーなどが挙げられる。溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、前記軟化点より高温であるほど切断が激しく、低温であるほど分散が進まないことがある。
前記混合物としては、例えば、前記結着樹脂、前記着色剤、前記離型剤、及び前記帯電制御剤を混合した混合物などが挙げられる。
前記粉砕工程は、前記溶融混練工程で得られた混練物を粉砕する工程である。この粉砕においては、まず、混練物を粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
前記分級工程は、前記粉砕工程にて得られた粉砕物を分級する工程であり、トナーを所定粒径の粒子に調整することができる。分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中にて分級し、所定の粒径のトナーを製造することができる。
前記外添剤混合工程は、トナーの流動性、保存性、現像性、及び転写性を高めるために、上記のようにして製造されたトナー(トナー母体粒子)に外添剤を添加混合する工程である。
前記外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、例えば、混合の途中又は漸次に外添剤を加えていけばよいし、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを適宜変化させてもよい。また、初めに強い負荷を与え、次いで、比較的弱い負荷を与えてもよいし、その逆でもよい。
前記表面改質工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱処理などが挙げられる。前記外添剤混合工程の後に、前記表面改質工程を行うことにより、平均円形度をより1に近くすることができる。
前記表面改質工程は、例えば、トナー表面改質機メテオレインボーMR10(日本ニューマチック工業株式会社製)を用いて行うことができる。
図2は、感光体3Yと、現像装置40Yとを有するプロセスユニットの一例を示す概略断面図である。
現像ローラ42Yの表面は、特定の前記表面粗さRa、前記表面積比、及び前記断面空間率にされている。このような現像ローラ42Yは反時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを、規制部材43Yを経て感光体3Yとの対向位置へ搬送する。現像ローラ42Yは感光体3Yに接触して配置されている。
本発明のプロセスカートリッジは、像担持体と、本発明の前記現像装置とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の手段を有する。
前記プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に着脱可能である。
本発明の画像形成装置は、本発明の前記現像装置、及び本発明の前記プロセスカートリッジのいずれかを有し、更に必要に応じて、その他の手段を有する。
本発明に関する画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記画像形成方法は、前記画像形成装置により好適に行うことができ、前記静電潜像形成工程は、前記静電潜像形成手段により好適に行うことができ、前記現像工程は、前記現像手段により好適に行うことができ、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に行うことができる。
前記静電潜像担持体の材質、構造、大きさとしては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、その材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコンが好ましい。
前記静電潜像形成手段としては、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記静電潜像担持体の表面を帯電させる帯電部材と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光部材とを少なくとも有する手段などが挙げられる。
前記静電潜像形成工程としては、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記静電潜像担持体の表面を帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段を用いて行うことができる。
前記帯電部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器などが挙げられる。
前記帯電は、例えば、前記帯電部材を用いて前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電部材として前記磁気ブラシを用いる場合、該磁気ブラシとしては、例えば、Zn−Cuフェライト等の各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。
前記帯電部材として前記ファーブラシを用いる場合、該ファーブラシの材質としては、例えば、カーボン、硫化銅、金属又は金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けたり張り付けたりすることで帯電部材とすることができる。
前記帯電部材としては、前記接触式の帯電部材に限定されるものではないが、帯電部材から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電部材を用いることが好ましい。
前記露光部材としては、前記帯電部材により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系等の各種露光部材などが挙げられる。
前記露光部材に用いられる光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物全般などが挙げられる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。
前記露光は、例えば、前記露光部材を用いて前記静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像手段としては、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を現像して可視像を形成する、トナーを備える現像手段である。
前記現像手段は、本発明の前記現像装置である。
前記現像工程としては、前記静電潜像担持体に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像して可視像を形成する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記現像手段により行うことができる。
前記その他の手段としては、例えば、転写手段、定着手段、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段などが挙げられる。
前記その他の工程としては、例えば、転写工程、定着工程、クリーニング工程、除電工程、リサイクル工程、制御工程などが挙げられる。
前記転写手段としては、可視像を記録媒体に転写する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
前記転写工程としては、可視像を記録媒体に転写する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましい。
前記転写工程は、例えば、前記可視像を、転写帯電器を用いて前記感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。
ここで、前記記録媒体上に二次転写される画像が複数色のトナーからなるカラー画像である場合に、前記転写手段により、前記中間転写体上に各色のトナーを順次重ね合わせて当該中間転写体上に画像を形成し、前記中間転写手段により、当該中間転写体上の画像を前記記録媒体上に一括で二次転写する構成とすることができる。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルトなどが好適に挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
前記定着手段としては、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧部材が好ましい。前記加熱加圧部材としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せなどが挙げられる。
前記定着工程としては、前記記録媒体に転写された可視像を定着させる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着工程は、前記定着手段により行うことができる。
前記加熱加圧部材における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記クリーニング手段としては、前記感光体上に残留する前記トナーを除去できる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナなどが挙げられる。
前記クリーニング工程としては、前記感光体上に残留する前記トナーを除去できる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記クリーニング手段により行うことができる。
前記除電手段としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、除電ランプなどが挙げられる。
前記除電工程としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記除電手段により行うことができる。
前記リサイクル手段としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の搬送手段などが挙げられる。
前記リサイクル工程としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記リサイクル手段により行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御できる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器などが挙げられる。
前記制御工程としては、前記各工程の動きを制御できる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記制御手段により行うことができる。
図3に示す画像形成装置は、複写装置本体150と、給紙テーブル200と、スキャナ300と、原稿自動搬送装置(ADF)400とを備えている。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。そして、中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架され、図3中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が配置されている。支持ローラ14と支持ローラ15とにより張架された中間転写体50には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。タンデム型現像器120の近傍には、前記露光部材である露光装置21が配置されている。中間転写体50における、タンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22においては、無端ベルトである二次転写ベルト24が一対のローラ23に張架されており、二次転写ベルト24上を搬送される転写紙と中間転写体50とは互いに接触可能である。二次転写装置22の近傍には前記定着手段である定着装置25が配置されている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26と、これに押圧されて配置された加圧ローラ27とを備えている。
なお、タンデム画像形成装置においては、二次転写装置22及び定着装置25の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置28が配置されている。
本発明のトナーは、重量平均粒径が、4.0μm〜9.0μmであり、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜25%であることを特徴とする。
前記トナーの詳細は、本発明の前記現像装置の説明に記載のトナーと同じである。
前記現像装置の詳細は、本発明の前記現像装置の説明に記載のとおりである。
重量平均粒径の測定には、ベックマン・コールター社製のマルチサイザー・スリーに個数分布及び体積分布を出力するインターフェイス(株式会社日科機製)及びPC9801パーソナルコンピューター(日本電気株式会社製)接続した装置を用いた。電解液については、1級塩化ナトリウムを用いた1%NaCl水溶液を用いた。前記電解液50mL〜100mL中に、分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1mL〜5mL加え、試料を1mg〜10mg加えサンプル分散液を得た。これを、超音波分散機で1分間の分散処理をした。そして、別のビーカーに電解水溶液を100mL〜200mL入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加えた。次に、前記マルチサイザー・スリーにより、100μmのアパーチャーを用いて個数を基準として2μm〜40μmの粒子の30,000個の粒度分布を測定した。その後、2μm〜40μmの粒子の体積分布と個数分布とを算出し、体積分布から求めた重量基準の体積平均粒径(重量平均粒径という)(D4:各チャンネルの中央値をチャンネルの代表値とする)を求めた。
円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準での含有量は、株式会社SYSMEX製フロー式粒子像分析装置FPIA−3000を用いて測定した。1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液に調製した後、0.45μmのフィルターに通した。フィルター透過後の50mL〜100mLの1%NaCl水溶液に対し、分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1mL〜5mL加え、更に試料を1mg〜10mgを加えた。これを、超音波分散機で1分間分散処理して、粒子濃度を5,000個/μL〜15,000個/μLに調整した分散液を用いて測定を行った。粒子個数の測定については、CCDカメラで撮像した2次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出した。CCDの画素の精度から、円相当径で0.6μm以上を有効とし粒子個数を得た。
平均円形度の測定には、株式会社SYSMEX製フロー式粒子像分析装置FPIA−3000を用いた。具体的には、容器中の不純固形物を予め除去した水100mL〜150mL中に、分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩)を0.1mL〜0.5mL加えた。更に、測定試料を0.1g〜0.5g程度加えた。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約1分間〜3分間分散処理をして、分散液濃度を3,000個/μL〜10,000個/μLとして前述の装置によって平均円形度を測定した。円形度は、「円形度=(投影面積と等しい円の周囲長)/(投影像の周囲長)」という数式で求めた。
超深度形状測定顕微鏡「VK−9500」(商品名、株式会社キーエンス製)を用いて、50倍レンズでの測定ピッチ0.05μmという条件で、ローラの表面を撮影した。得られた撮影像について、解析ソフトVkアナライザーによって湾曲補正を行った後、全領域の表面粗さRaを測定した。
超深度形状測定顕微鏡「VK−9500」(商品名、株式会社キーエンス製)を用いて、50倍レンズでの測定ピッチ0.05μmという条件で、ローラの表面を撮影した。
得られた撮影像について、解析ソフトVkアナライザーによって湾曲補正を行った後、全領域の表面積Sを、ローラ表面を理想的な平面とした場合の理論表面積S0で除算することにより、表面積比を求めた。
超深度形状測定顕微鏡「VK−9500」(商品名、株式会社キーエンス製)と、解析ソフトVkアナライザーとを用いた。まず、測定平面積を50倍レンズでの測定領域に相当する210.94μm×281.35μmとした。そして、50倍レンズの測定領域を、レーザーによって0.05μmピッチで高さ測定した情報に基づいて、測定エリアの複数の断面プロファイルを得た。そして、得られた断面プロファイル内の、表面形状における最高点(頂点)を通る水平線と、空間の最下点(最深部)を通る水平線との間の平面の面積(Droll)と、前記平面における空間の面積(Dair)とを求め、以下の式から一つの断面プロファイルにおける断面空間率を求めた。
一つの断面プロファイルにおける断面空間率(%)=〔(Dair/Droll)×100〕
そして、測定エリアにおける複数の断面プロファイルの断面空間率を求め、その算術平均値から、前記断面空間率を得た。
<トナーA1の製造>
ポリエステル樹脂(Mw:7,000、Tm:110℃、酸価25mgKOH/g)60部、ポリエステル樹脂(Mw:8万、Tm:143℃、酸価20mgKOH/g)40部、カーボンブラック(#44:三菱化学株式会社製)8部、カルナウバワックス(融点82℃、体積平均粒径490μm)3部、及び含金属アゾ化合物3部の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹搬混合を行った。
その後、130℃〜140℃の温度で約30分間ロールミルで加熱溶融し、室温まで冷却をして混練物を得た。
その後、得られた混練物を、ハンマーミルを用いて200μm〜400μmに粗粉砕を行った。
それから、ジェット気流を用いて衝突版に粗粉砕物を直接衝突させ微粉砕する微粉砕装置と得られた微粉砕粉を分級室内に旋回流を形成し、粉砕物を遠心分離して分級する風力分級装置を一体に有するIDS−2型粉砕分級装置(日本ニューマチック工業株式会社製)にて粉砕分級を行った。
そして、重量平均粒径が6.9μmであるトナーA1を得た。
このトナーA1は、円相当径が2.0μm〜4.0μmの範囲にある粒子の個数基準での含有量が41.7%であった。
このトナーA1は、円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準での含有量が28.4%であった。
このトナーA1の平均円形度は、0.913であった。
トナーA1の製造において、マイクロスピン分級機におけるルーバーの角度を調整したり、2次エアの流量を調整したりすることにより、取り除く微粉の量を調整し、表1に記載の特性を有するトナーA2、A3、A4、A5、及びA6を得た。
トナーA1を、トナー表面改質機メテオレインボーMR10(日本ニューマチック工業株式会社製)により、フィード量5kg/時間、処理温度170℃の条件で熱処理した。
これにより、重量平均粒径が6.9μmであるトナーA7を得た。
このトナーA7は、円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準での含有量が28.1%であった。
このトナーA7は、平均円形度が0.951であった。
トナーA2を、トナー表面改質機メテオレインボーMR10(日本ニューマチック工業株式会社製)により、フィード量5kg/時間、処理温度170℃の条件で熱処理した。
これにより、重量平均粒径が7.0μmであるトナーA8を得た。
このトナーA8は、円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準での含有量が20.1%であった。
このトナーA8は、平均円形度が0.950であった。
トナーA3を、トナー表面改質機メテオレインボーMR10(日本ニューマチック工業株式会社製)により、フィード量5kg/時間、処理温度170℃の条件で熱処理した。
これにより、重量平均粒径が7.0μmであるトナーA9を得た。
このトナーA9は、0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準での含有量が10.1%であった。
このトナーA9は、平均円形度が0.949であった。
トナーA4を、トナー表面改質機メテオレインボーMR10(日本ニューマチック工業株式会社製)により、フィード量5kg/時間、処理温度170℃の条件で熱処理した。
これにより、重量平均粒径が7.1μmであるトナーA10を得た。
このトナーA10は、0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準での含有量が5.3%であった。
このトナーA10は、平均円形度が0.952であった。
トナーA5を、トナー表面改質機メテオレインボーMR10(日本ニューマチック工業株式会社製)により、フィード量5kg/時間、処理温度170℃の条件で熱処理した。
これにより、重量平均粒径が7.1μmであるトナーA11を得た。
このトナーA11は、0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準での含有量が3.2%であった。
このトナーA11は、平均円形度が0.950であった。
トナーA6を、トナー表面改質機メテオレインボーMR10(日本ニューマチック工業株式会社製)により、フィード量5kg/時間、処理温度170℃の条件で熱処理した。
これにより、重量平均粒径が7.2μmであるトナーA12を得た。
このトナーA12は、0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準での含有量が0.4%であった。
このトナーA12は、平均円形度が0.951であった。
トナーA7の製造において、熱処理を行う際のフィード量、及び処理温度を適宜変更した以外は、トナーA7の製造と同様にして、表1に記載の特性を有するトナーA13、トナーA19、トナーA25を得た。
トナーA8の製造において、熱処理を行う際のフィード量、及び処理温度を適宜変更した以外は、トナーA8の製造と同様にして、表1に記載の特性を有するトナーA14、トナーA20、トナーA26を得た。
トナーA9の製造において、熱処理を行う際のフィード量、及び処理温度を適宜変更した以外は、トナーA9の製造と同様にして、表1に記載の特性を有するトナーA15、トナーA21、トナーA27を得た。
トナーA10の製造において、熱処理を行う際のフィード量、及び処理温度を適宜変更した以外は、トナーA10の製造と同様にして、表1に記載の特性を有するトナーA16、トナーA22、トナーA28を得た。
トナーA11の製造において、熱処理を行う際のフィード量、及び処理温度を適宜変更した以外は、トナーA11の製造と同様にして、表1に記載の特性を有するトナーA17、トナーA23、トナーA29を得た。
トナーA12の製造において、熱処理を行う際のフィード量、及び処理温度を適宜変更した以外は、トナーA12の製造と同様にして、表1に記載の特性を有するトナーA18、トナーA24、トナーA30を得た。
トナーA23の製造において、IDS−2型粉砕分級装置への投入量を調整すること以外は、トナーA23の製造と同様にして、表1に記載の特性を有するトナーA31、トナーA32を得た。
トナーA25の製造において、マイクロスピン分級機におけるルーバーの角度を調整したり、2次エアの流量を調整したりすることにより、取り除く微粉の量を調整し、表1に記載の特性を有するトナーA33を得た。
トナーA25の製造において、マイクロスピン分級機におけるルーバーの角度を調整したり、2次エアの流量を調整したりすることにより、取り除く微粉の量を調整し、表1に記載の特性を有するトナーA34を得た。
トナーA28の製造において、IDS−2型粉砕分級装置への投入量を調整すること以外は、トナーA28の製造と同様にして、表1に記載の特性を有するトナーA35〜A38を得た。
<ゴム弾性層組成物の調製>
導電性シリコーンゴム(信越化学工業株式会社製、「X−34−264A/B」、混合質量比A/B=30/70)をスタティックミキサにて混合することにより、ゴム弾性層組成物を調製した。
内径12mmの円筒状金型の型内面に、導電性シャフト(直径6mm、長さ270mm)を同軸にセットし、金型内に前記ゴム弾性層組成物を注入し、190℃で30分間加熱した後、冷却、脱型した。これにより、導電性シャフトの外周に平均厚み3mmのゴム弾性層を形成した。これをローラ001〜026の製造における、凹部を形成する前のローラとした。
0.41gのアクリル樹脂粒子(タフチックFH−S008、東洋紡株式会社製、平均粒子径8μm)と、0.45gのポリウレタン樹脂(ニッポラン5199、日本ポリウレタン工業株式会社製)とを、トルエンに分散させてスラリーを作製した。次に、ローラと同じ表面積を持つ板にワイヤーバーを用いてスラリーを厚みが均一になるように塗布した。その後、超音波振動を9秒間だけ与えることで、微粒子の分散を均一化した。更に、加熱乾燥して溶媒を除去することにより、表面に凸部を持つ転写体型を形成した。
前記ローラを前記転写体型に圧接しながら加熱して、転写体型の複数の凸部をローラ表面に転写することで、ローラ表面に複数の凹部を形成した。
これにより、表2に示す表面粗さRa、表面積比、及び断面空間率を有するローラ001を得た。
ローラ001の製造において、アクリル樹脂粒子の量を0.47gにし、ポリウレタン樹脂の量を0.48gにし、且つ、超音波振動時間を5秒間にした以外は、ローラ001の製造と同様にして、ローラ002を得た。
これにより、表2に示す表面粗さRa、表面積比、及び断面空間率を有するローラ002を得た。
ローラ001の製造において、アクリル樹脂粒子の量を0.51gにし、ポリウレタン樹脂の量を0.51gにし、且つ、超音波振動を加えなかった以外は、ローラ001の製造と同様にして、ローラ003を得た。
これにより、表2に示す表面粗さRa、表面積比、及び断面空間率を有するローラ003を得た。
ローラ001の製造において、アクリル樹脂粒子の平均粒子径を10μm(FH−S010、東洋紡株式会社製)にし、アクリル樹脂粒子の量を0.38gにし、ポリウレタン樹脂の量を0.55gにし、且つ、超音波振動時間を6秒間にした以外は、ローラ001の製造と同様にして、ローラ004を得た。
これにより、表2に示す表面粗さRa、表面積比、及び断面空間率を有するローラ004を得た。
ローラ004の製造において、アクリル樹脂粒子の量、ポリウレタン樹脂の量、及び超音波振動時間を適宜変更した以外は、ローラ004の製造と同様にして、ローラ005及びローラ006を得た。
これにより、表2に示す表面粗さRa、表面積比、及び断面空間率を有するローラ005、006を得た。
ローラ001の製造において、アクリル樹脂粒子の平均粒子径を15μm(FH−S015、東洋紡株式会社製)にし、アクリル樹脂粒子の量を0.35gにし、ポリウレタン樹脂の量を0.59gにし、且つ超音波振動を与えなかった以外は、ローラ001の製造と同様にして、ローラ007を得た。
これにより、表2に示す表面粗さRa、表面積比、及び断面空間率を有するローラ007を得た。
ローラ007の製造において、アクリル樹脂粒子の量、ポリウレタン樹脂の量、及び超音波振動時間を適宜変更した以外は、ローラ007の製造と同様にして、ローラ008及びローラ009を得た。
これにより、表2に示す表面粗さRa、表面積比、及び断面空間率を有するローラ008、009を得た。
0.39gのアクリル樹脂粒子(FH−S008、東洋紡株式会社製、平均粒子径8μm)と、0.41gのポリウレタン樹脂(ニッポラン5199、日本ポリウレタン工業株式会社製)とをトルエンに分散させてスラリーを作製した。次に、ローラと同じ表面積を持つ板にワイヤーバーを用いてスラリーを厚みが均一となるように塗布した。その後、19秒間だけ超音波振動を与えて、微粒子の分散を均一化した。更に、加熱乾燥して溶媒を除去することにより、表面に複数の凸部を持つ転写体型を形成した。そして、ローラを該転写体型に圧接しながら加熱して、転写体型の複数の凸部を転写することで、ローラ表面に複数の凹部を形成した。
これにより、表2に示す表面粗さRa、表面積比、及び断面空間率を有するローラ010を得た。
ローラ010の作製において、アクリル樹脂粒子の平均粒子径、アクリル樹脂粒子の量、ポリウレタン樹脂の量、及び超音波振動時間を適宜変更した以外は、ローラ010の作製と同様にして、ローラ011〜ローラ026を得た。
これにより、表2に示す表面粗さRa、表面積比、及び断面空間率を有するローラ011〜ローラ026を得た。
以上のトナー及びローラを様々に組み合わせてプリンタ試験機に搭載して、プリントテストを行った。プリンタ試験機としては、株式会社リコー製のSP310(線速150mm/s)を使用した。様々なローラ及びトナーの組合せについてそれぞれ、30℃85%の実験室環境下において、2,000枚のA4サイズ紙に5%の画像面積率のチャート画像を連続でプリントした。
そして、プリント後にツーバーツー画像を1枚出力した際における規制部材表面、及び現像ローラ表面を観察して、固着物質の固着の度合いを下記評価基準で評価した。
また、現像ローラ表面に付着している付着物を粘着テープに転写した後、紙に貼り付けてトナー量(地汚れ)を拡大鏡で観察した結果と、現像ローラを拡大鏡で観察した結果とに基づいて、現像ローラ表面へのフィルミングの度合いを下記評価基準で評価した。
○○○:画像にスジがなく、現像ローラ上のトナー薄層が均一な厚みで形成され、且つ、規制部材表面に対する固着物がない。
○○ :画像にスジがなく、現像ローラ上のトナー薄層が均一な厚みで形成され、規制部材表面に固着物がやや認められる。
○ :画像にスジがなく、現像ローラ上のトナー薄層にうっすらとスジが観察され、規制部材表面に固着物がやや認められる。
× :画像にスジが確認でき、規制部材表面に固着物が認められる。
○○○:地汚れトナーがほとんどなく、現像ローラ表面に付着物がほとんど認められない。
○○ :地汚れトナーがほとんどなく、現像ローラ表面にトナー外添剤の軽微な付着が認められる。
○ :地汚れトナーが少し観察され、現像ローラ表面にトナー外添剤が均一に固着(フィルミング)している。
× :地汚れトナーが一定量観察され、現像ローラ表面の形状が固着したトナー外添剤の層によって部分的に変化している。
<1> トナー担持体と、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記トナー担持体に接触して前記トナー担持体上のトナーの層厚を規制する規制部材と、トナーを収容するトナー収容部とを有する現像装置であって、
前記トナー担持体の表面の表面粗さRaが0.7μm〜2.0μmであり、表面積比が1.3〜3.0であり、断面空間率が50%〜80%であり、
前記トナー収容部に収容された前記トナーの、重量平均粒径が、4.0μm〜9.0μmであり、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜25.0%であることを特徴とする現像装置である。
<2> トナー担持体の表面の表面粗さRaが1.0μm〜2.0μmである前記<1>に記載の現像装置である。
<3> トナー担持体の表面の表面粗さRaが1.3μm〜1.7μmである前記<1>から<2>のいずれかに記載の現像装置である。
<4> トナー担持体の表面の表面積比が1.5〜2.5である前記<1>から<3>のいずれかに記載の現像装置である。
<5> トナー担持体の表面の表面積比が1.8〜2.3である前記<1>から<4>のいずれかに記載の現像装置である。
<6> トナー担持体の表面の断面空間率が60%〜75%である前記<1>から<5>のいずれかに記載の現像装置である。
<7> トナーの、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜10.0%である前記<1>から<6>のいずれかに記載の現像装置である。
<8> トナーの、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜8.0%である前記<1>から<7>のいずれかに記載の現像装置である。
<9> トナーの平均円形度が、0.940〜0.998である前記<1>から<8>のいずれかに記載の現像装置である。
<10> トナーの平均円形度が、0.985〜0.998である前記<1>から<9>のいずれかに記載の現像装置である。
<11> 少なくとも、像担持体と、前記<1>から<10>のいずれかに記載の現像装置とを有し、画像形成装置本体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である。
<12> 前記<1>から<10>のいずれかに記載の現像装置、及び前記<11>に記載のプロセスカートリッジのいずれかを有することを特徴とする画像形成装置である。
<13> トナー担持体と、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記トナー担持体に接触して前記トナー担持体上のトナーの層厚を規制する規制部材と、トナーを収容するトナー収容部とを有し、前記トナー担持体の表面の表面粗さRaが0.7μm〜2.0μmであり、表面積比が1.3〜3.0であり、断面空間率が50%〜80%である現像装置に用いられるトナーであって、
重量平均粒径が、4.0μm〜9.0μmであり、
フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜25.0%であることを特徴とするトナーである。
40Y 現像装置
42Y 現像ローラ
43Y 規制部材
44Y 供給ローラ
48Y 現像槽
49Y 供給槽
Claims (13)
- トナー担持体と、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記トナー担持体に接触して前記トナー担持体上のトナーの層厚を規制する規制部材と、トナーを収容するトナー収容部とを有する現像装置であって、
前記トナー担持体の表面の表面粗さRaが0.7μm〜2.0μmであり、表面積比が1.3〜3.0であり、断面空間率が50%〜80%であり、
前記トナー収容部に収容された前記トナーの、重量平均粒径が、4.0μm〜9.0μmであり、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜25.0%であることを特徴とする現像装置。 - トナー担持体の表面の表面粗さRaが1.0μm〜2.0μmである請求項1に記載の現像装置。
- トナー担持体の表面の表面粗さRaが1.3μm〜1.7μmである請求項1から2のいずれかに記載の現像装置。
- トナー担持体の表面の表面積比が1.5〜2.5である請求項1から3のいずれかに記載の現像装置。
- トナー担持体の表面の表面積比が1.8〜2.3である請求項1から4のいずれかに記載の現像装置。
- トナー担持体の表面の断面空間率が60%〜75%である請求項1から5のいずれかに記載の現像装置。
- トナーの、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜10.0%である請求項1から6のいずれかに記載の現像装置。
- トナーの、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜8.0%である請求項1から7のいずれかに記載の現像装置。
- トナーの平均円形度が、0.940〜0.998である請求項1から8のいずれかに記載の現像装置。
- トナーの平均円形度が、0.985〜0.998である請求項1から9のいずれかに記載の現像装置。
- 少なくとも、像担持体と、請求項1から10のいずれかに記載の現像装置とを有し、画像形成装置本体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から10のいずれかに記載の現像装置、及び請求項11に記載のプロセスカートリッジのいずれかを有することを特徴とする画像形成装置。
- トナー担持体と、前記トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材と、前記トナー担持体に接触して前記トナー担持体上のトナーの層厚を規制する規制部材と、トナーを収容するトナー収容部とを有し、前記トナー担持体の表面の表面粗さRaが0.7μm〜2.0μmであり、表面積比が1.3〜3.0であり、断面空間率が50%〜80%である現像装置に用いられるトナーであって、
重量平均粒径が、4.0μm〜9.0μmであり、
フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径が0.6μm〜2.0μmの範囲にある粒子の個数基準の含有量が、0%〜25.0%であることを特徴とするトナー。
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