JP3603507B2 - Electrophotographic developing sleeve and image forming method - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター等の電子写真機器の現像装置に用いる電子写真用現像スリーブ、及び、該現像スリーブを用いる画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真機器では、感光ドラムに形成された静電潜像を現像トナーで現像し、用紙に転写して画像出力を得ている。一成分磁性トナーを用いる現像装置においては、回転する円筒状の現像スリーブ上にトナーを供給し、スリーブ上で帯電ブレードによりトナーを摩擦帯電させ、ドラム表面に飛翔させて現像を行っている。現像時には、感光ドラムの静電電位に応じた量のトナーを飛翔させなければならないが、小粒径トナーや帯電性能が高いトナーを用いるときには、スリーブ上のトナーに現像履歴による現像能力分布が生じ、電位に応じたトナーの飛翔が行われないことがある。この現象は現像ゴーストと呼ばれ、発生の原因は定性的には以下のように説明することができる。
【０００３】
図１は現像装置の構成の概要を示した図面である。トナーホッパ３にはトナー５が蓄えられ、一成分磁性トナーはマグネット２の磁力により、現像スリーブ１に引き付けられる。現像スリーブ上ではトナーは感光ドラム６に近接する箇所で現像が行われる。その際には、感光ドラムの潜像に対応した部分のトナーだけが消費され、その部分には現像スリーブの回転により、新たなトナーが供給される。新たに供給されたトナーは帯電ブレード４による摩擦帯電を一度しか受けないが、消費されなかった部分の現像スリーブ上のトナーは重ねて摩擦帯電を受けることになる。このため、現像スリーブ上のトナーの帯電量は現像履歴に応じた分布を持つことになり、現像能力に差が生ずる。
【０００４】
一般にスリーブ円周の長さは用紙の長さより短いので、一枚の用紙の現像にスリーブが数回転するが、上記のように現像能力に差があると、現像出力には静電潜像とは異なる像が現れる。文字の現像に用いられた部分のトナーの現像能力が高ければ、スリーブ円周の長さＬに相当する位置に図３に示すようなポジゴーストが発生し、逆の場合には図４のようなネガゴーストが発生する。
【０００５】
したがって、現像ゴーストの発生を防止するには、消費された部分のトナーと消費されなかった部分のトナーの帯電量に差をなくすことが必要である。即ち、現像スリーブ上のトナーは帯電ブレードで帯電される回数に依らず、一定の帯電量が維持されなければならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現像ゴーストを防止するために、現像スリーブ表面に導電性微粒子を含有させた樹脂の薄層を形成し、該表面の凹凸性と導電性によって現像スリーブ上のトナーの供給量と帯電性を制御することが提案された（特開平１─２７６１７４号公報、特開平１─２７７２６５号公報、特開平２─１０５１８３号公報参照）。
【０００７】
このような樹脂層は、現像ゴーストを防止できるが、このスリーブで得られるトナー帯電量は、転写工程におけるトナー飛散を抑えるのに必要なトナー帯電量より低い帯電量となる傾向があり、現像ゴーストを防止しようとすると、転写トナー飛散が悪化するという問題があった。さらに、高温高湿環境から低温低湿環境までの全ての条件で現像特性を一定に保つことが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の問題点を解消し、転写トナーの飛散悪化を防止しつつ、現像ゴーストを防止し、かつ、現像特性の環境依存性の低い現像スリーブを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の構成を採用することにより、上記の課題を解決することに成功した。
(1) スリーブ支持体上に被膜を設けてなる電子写真用現像スリーブにおいて、分子量が５００以下の成分の含有量が３．５重量％以下で、重量平均分子量が１０，０００〜２００，０００の範囲にあるアクリル系樹脂に粉体を分散させた被膜を設けてなることを特徴とする電子写真用現像スリーブ。
(2) 前記アクリル系樹脂に、メラミン樹脂又はグアナミン樹脂を添加してなることを特徴とする上記(1) 記載の電子写真用現像スリーブ。
(3) 前記メラミン樹脂又はグアナミン樹脂を粉体として添加してなることを特徴とする上記(2)記載の電子写真用現像スリーブ。
【００１０】
(4) 前記粉体が導電性又は半導電性粉体であることを特徴とする上記(1)記載の電子写真用現像スリーブ。
(5) 前記粉体がトナーを逆極性に帯電させる粉体であることを特徴とする上記(1)記載の電子写真用現像スリーブ。
(6) 前記粉体が潤滑性を有することを特徴とする上記(4) 又は (5)記載の電子写真用現像スリーブ。
【００１１】
(7) 前記粉体が二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化ホウ素、グラファイトからなる群のいずれか１以上の粉体であることを特徴とする上記(4) 又は (5)記載の電子写真用現像スリーブ。
(8) 前記粉体が二硫化モリブデンであることを特徴とする上記(7)記載の電子写真用現像スリーブ。
(9) 前記粉体の平均粒子径が０．０１〜１０μｍであることを特徴とする上記(4) 又は (5)記載の電子写真用現像スリーブ。
【００１２】
(10) 前記粉体と前記アクリル系樹脂の混合比が１：５〜２：１の範囲にあることを特徴とする上記(1)〜(9)のいずれか１つ記載の電子写真用現像スリーブ。
(11) 前記被膜の膜厚が、０．５〜３０μｍの範囲にあることを特徴とする上記(1)〜(10)のいずれか１つに記載の電子写真用現像スリーブ。
【００１３】
(12) 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程、該潜像を現像剤担持体上の現像剤を用いて現像する工程、現像されたトナー像を転写体上に転写する工程を有する画像形成方法において、前記現像剤担持体として、上記(1)〜(10)のいずれか１つに記載の現像スリーブを用いることを特徴とする画像形成方法。
【００１４】
【発明の実施の態様】
本発明は、分子量が５００以下の成分の含有量が３．５重量％以下で、重量平均分子量が１０，０００〜２００，０００の範囲にあるアクリル系樹脂に粉体を分散させた被膜をスリーブ支持体上に設けることにより、転写トナーの飛散悪化を防止しつつ、現像ゴーストを防止し、かつ、現像特性の環境依存性の小さな現像スリーブの提供を可能にした。なお、本発明において、分子量が５００以下の成分とは、未反応モノマー、重合開始剤及び低重合物を意味する。
【００１５】
本発明にかかる現像スリーブの１例を示すと図２のとおりである。マグネット７の周囲に中空円筒状スリーブ８が配置され、該スリーブ８の表面には本発明の特徴をなす樹脂被膜層が形成されている。
【００１６】
本発明で使用するアクリル系樹脂は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、メチルメタクリレートと他のアクリル酸エステルとの共重合体、メチルメタクリレートとスチレンなどのビニルモノマーとの共重合体を挙げることができる。
具体的には、アクリル系モノマーとしては、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸フェニルなどを挙げることができる。
【００１７】
また、他のビニルモノマーとしては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類などを用いることができる。
共重合体の場合は、前記のアクリル系モノマーを５０重量％以上含有させる必要があり、好ましくは７５重量％以上含有させることが望ましい。
【００１８】
現像スリーブは、外部環境の変化にかかわらず、トナーの摩擦帯電特性が一定でなくてはならないが、被膜層の樹脂中に不純物が存在すると、帯電レベルを低下させたり、帯電特性が環境変化に大きく依存するようになる。本発明者等の研究によると、アクリル系樹脂被膜層において、帯電特性にかかる不純物としては、特に分子量が５００以下の成分が大きくその要因になっていることを見出した。前記不純物の中には、未反応モノマー、重合開始剤及び低重合物の残渣などがあり、これらの不純物の総量が３．５重量％を超える帯電特性が低下する。
【００１９】
本発明では、アクリル系樹脂の分子量が５００以下の成分の含有量を３．５重量％以下にすることにより、帯電特性を安定化させることができ、帯電量の低下を防止することができるようになった。特に、アクリル系樹脂の分子量が５００以下の成分の含有量を１．５重量％以下にすることが好ましい。この分子量が５００以下の成分は、溶媒としてブタノールを用い、液体クロマトグラフを用いて測定することができる。
【００２０】
アクリル系樹脂の分子量が５００以下の成分を３．５重量％以下にするには、液体重合した樹脂をメタノール等の低級アルコールやヘキサン等の脂肪族炭化水素などの貧溶媒中に析出させて精製する方法や、樹脂を乾燥した後、さらに加熱処理する方法、減圧下で乾燥する方法などがある。
【００２１】
本発明で使用するアクリル系樹脂の重量平均分子量Ｍｗは、１０，０００〜２００，０００、好ましくは４０，０００〜１００，０００の範囲が適当である。重量平均分子量が小さすぎると、被膜の摩耗が大きくなり、スリーブの寿命が短くなる。また、大きくなりすぎると、溶液粘度が極めて高くなるので、スリーブへの塗布が困難になる。
【００２２】
本発明にかかるアクリル系樹脂を被膜した現像スリーブは、レーザープリンターに適用して負帯電性トナーを摩擦帯電すると、トナーは正常に負極性に帯電するが、ポリウレタンやポリカーボネートなど、現像スリーブの樹脂の種類によっては、トナーが逆極に帯電するものもあるが、そのようなものは現像性が低下しやすく好ましくない。
【００２３】
本発明では、現像スリーブ被膜のアクリル系樹脂中に粉体を含有させることにより、被膜自体の強度及びスリーブ担体への密着性を高めることができ、耐久性、帯電安定性が向上する。さらに、粉体として、トナーを逆極性に帯電させる粉体を含有させることにより、トナーとアクリル系樹脂被膜との摩擦帯電量が摩擦回数の増加と共に上昇することを抑制すると同時に、トナー表面の電荷密度の局在化を防止して、一定レベルの摩擦帯電量に抑えることができる。具体的には、粉体の含有量、粉体の負帯電性、現像スリーブの被覆樹脂の極性基の種類とその量を選択することにより、被膜全体のトナー帯電量を現像のための適切な値に制御することが可能である。
【００２４】
さらに、長時間の連続使用におけるトナーの帯電量を安定化させるために、本発明のアクリル樹脂にメラミン樹脂、グアナミン樹脂又はそれらを粉体状に硬化させた粉体として添加させることが有効であることを見出した。
なお、メラミン樹脂やグアナミン樹脂は、通常熱硬化性樹脂の架橋剤として使用されるが、本発明では帯電性を安定化させるための添加剤として使用するため、アクリル樹脂と反応しなくてもかまわない。
【００２５】
ここで用いるメラミン樹脂は、塗料用メラミン樹脂を指し、一般にメラミンにホルマリンを縮合させてメチロール化し、さらにアルコールでエーテル化したものであり、例えば、（ｎ−又はｉ−）ブチルエーテル化トリメチロールメラミン、（ｎ−又はｉ−）ブチルエーテル化ヘキサメチロールメラミン等が挙げられる。また、樹脂粉体は、上記のメラミン樹脂を粒子状に硬化したものである。
【００２６】
また、グアナミン樹脂は、メラミンの代わりにグアナミンを用いて、メラミン樹脂と同様にして形成される。
【００２７】
アクリル樹脂に対するメラミン樹脂、グアナミン樹脂又はそれらのビーズの添加量は、１〜３０重量％、好ましくは１〜１５重量％の範囲が適している。これらの添加によりトナーの負極性帯電がより安定化されるのは、これらの分子中のアミノ基が強い正極性分極を示すため、スリーブのコート皮膜中に含まれると、長時間の連続使用に対し、コート皮膜中に含まれる逆極帯電材料（ＭｏＳ２ 等の粉体）によるトナー帯電量の低下を防ぎ、トナー帯電量が安定化されるものと考えられる。特に、樹脂粉体を添加する場合は、コート皮膜の表面が摩耗した際に、逆極帯電材料の露出量が増大することによるトナー帯電量の低下を防止することができる。
【００２８】
本発明では、導電性又は半導電性粉体を現像スリーブの被覆樹脂中に含有させることにより、被膜に導電性又は半導電性を付与することができ、トナー飛翔によるスリーブ側に生ずるカウンターチャージの蓄積を防止することができる。
本発明で使用される導電性又は半導電性粉体としては、酸化チタン、酸化錫、カーボンブラックなどを挙げることができる。
【００２９】
また、本発明の現像スリーブの被膜は、摩耗を防止するために、潤滑性を有する導電性又は半導電性粉体を含有させることが望ましい。このような条件を満たす粉体としては、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２ ）、二硫化タングステン（ＷＳ２ ）、窒化ホウ素、グラファイトなどを挙げることができる。ＭｏＳ２ は、結晶間のファンデルワールス力によって摩擦力を低減する効果を示し、潤滑性が発現されるとともに、その比抵抗が１０５ 〜１０７ Ωｃｍの半導電性を有することから特に好ましい。これらの粉体を２種以上混合して用いることもできる。
本発明で使用する粉体の平均粒径は、０．０５〜５μｍの範囲、特に０．１〜２μｍの範囲が好ましく用いられる。これらの範囲にすることにより、樹脂中の分散状態を均一にすることができる。
【００３０】
本発明の現像スリーブの被膜における粉体と樹脂の混合比は、トナーに対する現像スリーブの帯電性に関係するので、一義的に規定することはできないが、被膜の強度、製造安定性の観点から重量比で、粉体：樹脂＝１：５〜２：１の範囲が適当である。
被膜の膜厚は、粉体の配合量にもよるが、０．５〜１０００μｍ、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは１〜２０μｍの範囲が適当である。
【００３１】
スリーブ担体は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の金属を用いることができる。これらは押出し成型などにより、円筒状に成形して用いられる。
【００３２】
スリーブ上に被膜を形成するには、アクリル系樹脂の溶液に上記粉体を任意の方法で分散し、スリーブ上にリング塗布法、浸漬塗布法、スプレー塗布法などの方法で塗布することができる。
樹脂の溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、ブタノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類を用いることもできる。
【００３３】
本発明の現像スリーブは、その表面に一成分系現像剤の薄層を形成し、その薄層を静電潜像担持体上の潜像に接触し、又は、非接触の状態で、現像剤を潜像に移行させて現像を行うものである。
このような現像剤としては、磁性現像剤及び非磁性現像剤を用いることができる。一成分現像剤は、具体的には結着樹脂と着色剤を必須成分として含有する。
【００３４】
一成分現像剤に使用する結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン、ビニルスチレン等のスチレン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸フェニル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン等のビニルケトン類などの単独重合体、又は、それらの共重合体を挙げることができ、さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリアミド等を挙げることができる。
【００３５】
特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン・ （メタ）アクリル酸アルキル共重合体、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
また、着色剤としては、カーボンブラック、染料又は顔料、例えば、ニグロシン、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーン・オキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２ 、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３などを代表的なものとして例示することができる。
【００３７】
磁性現像剤において用いる磁性体としては、鉄、コバルト、ニッケル等の金属及びそれらの合金、Ｆｅ３ Ｏ４ 、γＦｅ２ Ｏ３ 、コバルト添加酸化鉄等の金属酸化物、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト等の各種フェライト、マグネタイト、ヘマタイト等を挙げることができる。磁性体の含有量は、適宜設定されるが、一般に１０〜８０重量％の範囲で含有させ、好ましくは２０〜７０重量％の範囲がよい。
【００３８】
一成分現像剤には、必要に応じて帯電制御物質等の公知の添加剤を含有させてもよい。さらに、コロイダルシリカ微粒子を始めとする流動性向上剤や、脂肪酸又はそれらの誘導体、金属塩などの有機微粉末、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂又はスチレン系樹脂などのクリーニング性向上剤など、さらには、他の無機化合物微粒子を外部添加しても良い。
【００３９】
【実施例】
〔実施例１〕
メチルメタクリレート（ＭＭＡ）モノマー５０部に、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル０．５部を加え、トルエン１００部中で８０℃で１０時間反応させて、重量平均分子量Ｍｗが約６万のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を得た。このポリメチルメタクリレートの乾固物を１５０℃で４時間加熱して結着剤を得た。
【００４０】
この結着剤中の分子量５００以下の成分の含有量を、ブタノールを溶媒として用いて液体クロマトグラフィーで分析したところ、３．０重量％であり、その成分は未反応モノマー、重合開始剤の残部及び低重合物であった。
この結着剤を２−ブタノンに溶解し、平均粒径０．４μｍのＭｏＳ２ 粉体を１：２の割合でサンドミルを用いて混合分散した後、２０ｍｍφ×３２２ｍｍのアルミニウム素管に対し、リング塗布法で膜厚１０μｍの被膜を塗布して現像スリーブを得た。この現像スリーブの体積抵抗率を調べたところ、約１０１１Ωｃｍであった。
【００４１】
〔実施例２〕
メチルメタクリレート（ＭＭＡ）モノマー５０部に、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル０．５部を加え、トルエン１００部中で８０℃で１０時間反応させて、重量平均分子量Ｍｗが約６万のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を得た。このポリメチルメタクリレートを前記トルエンの１０倍量のメタノールに滴下し、析出・精製して結着剤を得た。
【００４２】
この結着剤中の分子量５００以下の成分の含有量を実施例１と同様にして分析したところ、１．５重量％であり、その成分は未反応モノマー、開始剤の残部及び低重合物であった。
この結着剤を実施例１と同じ条件でアルミニウム素管に塗布して現像スリーブを得た。この現像スリーブの体積抵抗率は約１０１１Ωｃｍであった。
【００４３】
〔実施例３〕
実施例１で得たＰＭＭＡに対し、イソブチルエーテル化メラミン樹脂（大日本インキ化学工業社製、ペッカミンＧ８２１−６０）を３重量％添加したものを結着剤樹脂として用い、実施例１と同じ条件でアルミニウム素管に塗布して現像スリーブを得た。この現像スリーブの体積抵抗率は約１０１１Ωｃｍであった。
【００４４】
〔実施例４〕
実施例１で得たＰＭＭＡに対し、平均粒径０．４μｍのメラミン樹脂粉体（日本触媒社製、エポスター）を１０重量％添加したものを結着剤樹脂として用い、実施例１と同じ条件でアルミニウム素管に塗布して現像スリーブを得た。この現像スリーブの体積抵抗率は約１０１２Ωｃｍであった。
【００４５】
〔比較例１〕
実施例１のアルミニウム素管をそのまま現像スリーブとして使用した。
【００４６】
〔比較例２〕
実施例１において、結着剤へのＭｏＳ２ 粉体の添加を省略した点を除いて、実施例１と同様にしてアルミニウム素管に結着剤を塗布して現像スリーブを得た。この現像スリーブの体積抵抗率は約１０１５Ωｃｍであった。
【００４７】
〔比較例３〕
メチルメタクリレート（ＭＭＡ）モノマー５０部に、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル０．５部を加え、トルエン１００部中で８０℃で１０時間反応させて、重量平均分子量Ｍｗが約６万のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を得て結着剤として使用した。（実施例１、２の結着剤の精製処理工程を省略したもの）
【００４８】
この結着剤中の分子量５００以下の成分の含有量を、実施例１と同様にして分析したところ、４．０重量％であり、その成分は未反応モノマー、開始剤の残部及び低重合物であった。
この結着剤を実施例１と同様の条件でＭｏＳ２ 粉体と１：２の割合で混合分散し、アルミニウム素管に塗布して現像スリーブを得た。この現像スリーブの体積抵抗率は約１０１１Ωｃｍであった。
【００４９】
〔比較例４〕
比較例３において、結着剤とＭｏＳ２ 粉体との混合割合を２．５：１に変更した以外は、比較例３と同様にして現像スリーブを得た。この現像スリーブの体積抵抗率は約１０９ Ωｃｍであった。
【００５０】
上記材料をヘンシェルミキサーにより粉体混合し、これを設定温度１２０℃のエクストルーダーで混練した。この混練物を冷却後粗粉砕し、さらに微粒子粉砕して、５０％体積径ｄ５０が６．５μｍの粉砕物を得た。これをさらに分級して体積径ｄ５０が７．５μｍの分級品を得た。
このトナー１００重量部に対してコロイダルシリカ（日本アエロジル社製、Ｒ９７２）を１．０重量部をヘンシェルミキサーで外添して磁性トナーを得た。
【００５２】
〔低温低湿環境下における初期画質評価試験〕
実施例１〜４及び比較例１〜４の現像スリーブ、及び、磁性一成分負帯電トナーを下記仕様のレーザープリンター（富士ゼロックス社製、ＸＰ−２０、毎分２０枚出力）に組み込んで現像ゴーストの発生しやすい低温低湿環境（１０℃、１５％ＲＨ）下で画質評価試験を行った。
【００５３】
画質評価試験は、まず、現像スリーブだけを回転させ、その上のトナーの帯電量を測定した。帯電量がスリーブ回転数と共に変化するものは現像量の変化につながり、ゴーストの原因となるものである。
次いで、プリント画像を取り出して初期の画質評価を行った。
それぞれの結果は表１に示した。なお、画質判定基準は表２に示した。
【００５５】
【表１】
【表２】
（低温低湿環境下におけるトナー帯電量の判定結果）
アルミニウム素管そのままの現像スリーブを用いた比較例１は、帯電量がスリーブ回転数と共に大きく変化した。アルミニウム素管にＰＭＭＡ（未精製品）のみを塗布した現像スリーブを用いた比較例２から明らかなように、ＰＭＭＡはトナー本来の極性（負）に帯電させる性質があることが分かる。比較例２と比較例３、４との比較より、ＰＭＭＡにＭｏＳ２ 粉体を添加すると、トナー帯電量が減少し、ＭｏＳ２ 粉体の添加量を増加させると、トナー帯電特性が反転していることが分かる。このことから、ＭｏＳ２ はトナーを逆極に帯電させる性質があるので、単に導電性を上昇させる効果だけではなく、実施例１〜４及び比較例３のように適量添加することにより、トナー帯電量の、現像スリーブとの摩擦帯電回数依存性が抑制され、安定した帯電量が付与されていることが分かる。
【００５８】
（低温低湿環境下における初期プリント画質の判定結果）
アルミニウム素管そのままの比較例１及び、未精製のＰＭＭＡのみを塗布した比較例２の現像スリーブは、ともにゴーストが発生した。ＭｏＳ２ 粉体を添加した比較例３及び実施例１〜４の画像スリーブは、いずれもゴーストが発生せず、転写トナーの飛散もなく比較例１のアルミニウム素管より優れていた。また、実施例１〜４の画像濃度は、ベタ黒濃度が１．４０より大きく優れていたが、比較例３は１．３５と低い値を示し、また、帯電量が低く、トナー飛散が発生していた。なお、画像濃度は、Ｘ−Ｒｉｔｅ４０４Ａ濃度計（アムステック社製）で測定した。
【００５９】
〔低温低湿環境下における連続４０００枚プリントした後の画質評価試験〕
次に、低温低湿（１０℃、１５％ＲＨ）環境下において、実施例１〜４及び比較例３で得た現像スリーブを用いて連続４０００枚プリントした後の画質評価試験を行った。結果を表３に示した。
【００６０】
【表３】
（低温低湿環境下における連続４０００枚プリント後の画質判定結果）
実施例１〜４及び比較例３の現像スリーブは、表３より明らかなように、４０００枚プリント後でも初期の帯電量及びプリント画質を維持していた。また、これらの現像スリーブは、いずれもＭｏＳ２ 粉末を分散しているため、樹脂被膜の摩耗が少なく、ＭｏＳ２ の潤滑作用により、トナーや外添剤の付着による汚染が認められなかった。
【００６２】
〔高温高湿環境下における初期画質評価試験〕
上記低温低湿環境下での画質評価試験において、環境を低温低湿（１０℃、１５％ＲＨ）から高温高湿（２８℃、８５％ＲＨ）に変更し、低温低湿環境下で帯電量及びプリント画質が安定していた実施例１〜４及び比較例３の現像スリーブについて、上記と同様にして初期画質評価試験を行い、結果を表４に示した。
【００６３】
【表４】
（高温高湿環境下における初期プリント画質の判定結果）
実施例１〜４の現像スリーブを用いたときの画像濃度はベタ黒濃度が１．４０より大きく、かつ、ゴーストがなく、転写トナー飛散も認められず良好であった。一方、比較例３の現像スリーブを用いたときの画像濃度はベタ黒濃度については満足するものの、トナー帯電量の低下に伴う転写トナー飛散が認められた。
【００６５】
〔高温高湿環境下における連続４０００枚プリントした後の画質評価試験〕
次に、高温高湿（２８℃、８５％ＲＨ）環境下において、実施例１〜４及び比較例３で得た現像スリーブを用いて連続４０００枚プリントした後の画質評価試験を行った。結果を表５に示した。
【００６６】
【表５】
（高温高湿環境下における連続４０００枚プリント後の画質判定結果）
実施例１〜４で得た現像スリーブを用いて４０００枚プリントした後の帯電量、画像濃度及びゴーストの変化を測定し、高温高湿環境下の耐久性を調べたところ、実施例１〜４は帯電量が満足できるものであり、画像濃度が優れ、ゴーストも発生せず、転写トナーの飛散も認められなかった。一方、比較例３は、ゴーストは認められなかったが、ベタ黒濃度の低下が著しく、画像濃度の低下及び転写トナーの飛散が顕著であった。
【００６８】
このように、実施例のものはいずれも４０００枚プリントの耐久性を示したが、実施例３、４は実施例１、２と比べて、初期のトナー帯電量及び画像濃度に対する変化の割合が少なく、さらに、連続プリントをすることも可能であった。また、これらの現像スリーブは、いずれもＭｏＳ２ 粉末を分散しているため、樹脂被膜の摩耗が少なく、ＭｏＳ２ の潤滑作用により、トナーや外添剤の付着による汚染が認められなかった。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は、上記の構成を採用することにより、外部環境の違いに影響されることなく、満足な画像濃度が得られ、同時に現像ゴーストの発生を防止でき、転写トナー飛散も防止することができるようになった。また、結着剤にメラミン樹脂、グアナミン樹脂又はそれらのビーズを添加することにより、耐久性を向上させることが可能となった。さらに、ＭｏＳ２ 等の潤滑作用を有する粉体を使用するときには、被膜の摩耗が大幅に低下し、その結果、トナーや外添剤の付着による汚染を防止することができる。そして、微小トナーが現像スリーブの凹凸部に埋まることがないので、現像ゴースト防止効果が長期にわたって維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像装置の構成の概念図である。
【図２】本発明の現像装置で用いる現像スリーブの断面図である。
【図３】従来の現像装置によるポジゴーストが発生したプリント結果の説明図である。
【図４】従来の現像装置によるネガゴーストが発生したプリント結果の説明図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic developing sleeve used for a developing device of an electrophotographic apparatus such as a copying machine and a printer, and an image forming method using the developing sleeve.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an electrophotographic apparatus, an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum is developed with a developing toner and transferred to a sheet to obtain an image output. In a developing device using a one-component magnetic toner, toner is supplied onto a rotating cylindrical developing sleeve, and the toner is frictionally charged by a charging blade on the sleeve, and the toner is caused to fly on the drum surface to perform development. At the time of development, an amount of toner corresponding to the electrostatic potential of the photosensitive drum must be caused to fly.However, when a toner having a small particle size or a toner having a high charging performance is used, a developing ability distribution due to the development history occurs in the toner on the sleeve. In some cases, the toner does not fly according to the potential. This phenomenon is called a development ghost, and its cause can be qualitatively explained as follows.
[0003]
FIG. 1 is a drawing showing an outline of the configuration of the developing device. The toner 5 is stored in the toner hopper 3, and the one-component magnetic toner is attracted to the developing sleeve 1 by the magnetic force of the magnet 2. On the developing sleeve, the toner is developed at a position close to the photosensitive drum 6. At that time, only the toner corresponding to the latent image on the photosensitive drum is consumed, and new toner is supplied to that portion by rotation of the developing sleeve. The newly supplied toner is subjected to frictional charging by the charging blade 4 only once, but the toner on the developing sleeve in an unconsumed portion is repeatedly subjected to frictional charging. For this reason, the charge amount of the toner on the developing sleeve has a distribution according to the development history, and a difference occurs in the developing ability.
[0004]
In general, the length of the sleeve circumference is shorter than the length of the sheet, so the sleeve rotates several times to develop one sheet of paper. Appears a different image. If the developing ability of the toner used in the development of the character is high, a positive ghost as shown in FIG. 3 occurs at a position corresponding to the length L of the sleeve circumference, and in the opposite case, as shown in FIG. Negative ghosts occur.
[0005]
Therefore, in order to prevent the occurrence of the development ghost, it is necessary to eliminate the difference between the charged amounts of the toner in the consumed portion and the toner in the not consumed portion. That is, a constant charge amount must be maintained regardless of the number of times the toner on the developing sleeve is charged by the charging blade.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to prevent development ghost, a thin layer of resin containing conductive fine particles is formed on the surface of the development sleeve, and the supply amount and chargeability of the toner on the development sleeve are controlled by the unevenness and conductivity of the surface. (See JP-A-1-276174, JP-A-277265 and JP-A-105183).
[0007]
Such a resin layer can prevent development ghost, but the toner charge obtained by this sleeve tends to be lower than the toner charge required to suppress toner scattering in the transfer process. In order to prevent this, there is a problem that the transfer toner scattering is deteriorated. Further, it has been difficult to keep development characteristics constant under all conditions from a high temperature and high humidity environment to a low temperature and low humidity environment.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances and aims to provide a developing sleeve which prevents the development ghost while preventing the transfer toner from being scattered and preventing the transfer toner from being scattered. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has succeeded in solving the above problems by employing the following configuration.
(1) In a developing sleeve for electrophotography in which a film is provided on a sleeve support, the content of a component having a molecular weight of 500 or less is 3.5% by weight or less., Weight average molecular weight in the range of 10,000 to 200,000A developing sleeve for electrophotography, comprising a coating in which a powder is dispersed in a certain acrylic resin.
(2) The acrylic resin, characterized by adding a melamine resin or guanamine resin(1) RecordDeveloping sleeve for electrophotography.
(3) Wherein the melamine resin or guanamine resin is added as a powder.(2)The developing sleeve for electrophotography according to the above.
[0010]
(Four) The electrophotographic developing sleeve according to the above (1), wherein the powder is a conductive or semiconductive powder.
(Five) The developing sleeve for electrophotography according to the above (1), wherein the powder is a powder that charges the toner to the opposite polarity.
(6) The above-mentioned, wherein the powder has lubricity.(Four) Or (Five)The developing sleeve for electrophotography according to the above.
[0011]
(7) Wherein the powder is at least one powder selected from the group consisting of molybdenum disulfide, tungsten disulfide, boron nitride, and graphite.(Four) Or (Five)The developing sleeve for electrophotography according to the above.
(8) Wherein the powder is molybdenum disulfide(7)The developing sleeve for electrophotography according to the above.
(9) The above-mentioned powder, wherein the average particle diameter of the powder is 0.01 to 10 μm.(Four) Or (Five)The developing sleeve for electrophotography according to the above.
[0012]
(Ten) The above (1) to (1), wherein the mixing ratio of the powder and the acrylic resin is in the range of 1: 5 to 2: 1.(9)Any one ofNoteDeveloping sleeve for electrophotography.
(11) The above (1) to (10), wherein the thickness of the coating is in the range of 0.5 to 30 μm.(Ten)The developing sleeve for electrophotography according to any one of the above.
[0013]
(12) Forming an electrostatic latent image on the electrostatic latent image carrier, developing the latent image using a developer on the developer carrier, and transferring the developed toner image onto a transfer body. In the image forming method having, as the developer carrier, the above (1)-(Ten)An image forming method, comprising using the developing sleeve according to any one of the above.
[0014]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
In the present invention, the content of components having a molecular weight of 500 or less is 3.5% by weight or less., Weight average molecular weight in the range of 10,000 to 200,000By providing a coating in which powder is dispersed in a certain acrylic resin on the sleeve support, it is possible to prevent the development toner from being scattered while preventing transfer toner from being scattered, and to reduce the development characteristics of the development sleeve, which is less dependent on the environment. Was made possible. In the present invention, the component having a molecular weight of 500 or less means an unreacted monomer, a polymerization initiator, and a low polymer.
[0015]
FIG. 2 shows an example of the developing sleeve according to the present invention. A hollow cylindrical sleeve 8 is arranged around the magnet 7, and a resin coating layer which characterizes the present invention is formed on the surface of the sleeve 8.
[0016]
Examples of the acrylic resin used in the present invention include polymethyl methacrylate (PMMA), a copolymer of methyl methacrylate and another acrylate, and a copolymer of methyl methacrylate and a vinyl monomer such as styrene.
Specifically, examples of the acrylic monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid. And phenyl acid.
[0017]
Other vinyl monomers include styrenes such as styrene and chlorostyrene; monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isoprene; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate and vinyl butyrate. Can be used.
In the case of a copolymer, it is necessary to contain the acrylic monomer in an amount of 50% by weight or more, preferably 75% by weight or more.
[0018]
The developing sleeve must have a constant triboelectric charging characteristic of the toner regardless of changes in the external environment.However, if impurities exist in the resin of the coating layer, the charging level may be reduced or the charging characteristics may change due to environmental changes. Become heavily dependent. According to the study of the present inventors, it has been found that, in the acrylic resin coating layer, as the impurity relating to the charging characteristics, a component having a molecular weight of 500 or less is a major factor. Among the impurities, there are unreacted monomers, polymerization initiators, residues of low-polymerized products, and the like, and the charging characteristics in which the total amount of these impurities exceeds 3.5% by weight deteriorates.
[0019]
In the present invention, by setting the content of the component having a molecular weight of the acrylic resin of 500 or less to 3.5% by weight or less, the charging characteristics can be stabilized, and a decrease in the charging amount can be prevented. Became. In particular, it is preferable that the content of the component having a molecular weight of 500 or less of the acrylic resin be 1.5% by weight or less. The component having a molecular weight of 500 or less can be measured by liquid chromatography using butanol as a solvent.
[0020]
In order to reduce the content of the acrylic resin having a molecular weight of 500 or less to 3.5% by weight or less, the liquid polymerized resin is purified by precipitation in a poor solvent such as a lower alcohol such as methanol or an aliphatic hydrocarbon such as hexane. Or a method in which the resin is dried and then heat-treated, or a method in which the resin is dried under reduced pressure.
[0021]
The weight average molecular weight Mw of the acrylic resin used in the present invention is suitably in the range of 10,000 to 200,000, preferably 40,000 to 100,000. If the weight average molecular weight is too small, the abrasion of the coating increases and the life of the sleeve is shortened. On the other hand, if it is too large, the solution viscosity becomes extremely high, so that application to the sleeve becomes difficult.
[0022]
When the developing sleeve coated with the acrylic resin according to the present invention is applied to a laser printer and frictionally charges a negatively chargeable toner, the toner is normally charged to a negative polarity. Depending on the type, the toner may be charged to the opposite polarity, but such a type is not preferred because the developability tends to decrease.
[0023]
In the present invention, by including a powder in the acrylic resin of the developing sleeve coating, the strength of the coating itself and the adhesion to the sleeve carrier can be increased, and the durability and charging stability are improved. Furthermore, by containing a powder that charges the toner in the opposite polarity as the powder, it is possible to prevent the amount of frictional charge between the toner and the acrylic resin film from increasing with an increase in the number of times of friction, and at the same time to suppress the charge on the toner surface. The localization of the density can be prevented, and the frictional charge amount can be suppressed to a certain level. Specifically, by selecting the content of the powder, the negative chargeability of the powder, and the type and amount of the polar group of the coating resin of the developing sleeve, the toner charge amount of the entire coating is appropriately adjusted for development. It is possible to control the value.
[0024]
Further, in order to stabilize the charge amount of the toner in continuous use for a long time, it is effective to add a melamine resin, a guanamine resin or a powder obtained by curing them into a powdery form to the acrylic resin of the present invention. I found that.
Incidentally, melamine resin and guanamine resin are usually used as a crosslinking agent for thermosetting resin, but in the present invention, since they are used as additives for stabilizing chargeability, they may not react with acrylic resin. Absent.
[0025]
The melamine resin used herein refers to a melamine resin for paint, which is generally obtained by condensing melamine with formalin to form a methylol and then etherifying with an alcohol. For example, (n- or i-) butyl etherified trimethylol melamine, (N- or i-) butyl etherified hexamethylolmelamine and the like. The resin powder is obtained by curing the above melamine resin into particles.
[0026]
The guanamine resin is formed using guanamine instead of melamine in the same manner as the melamine resin.
[0027]
The addition amount of the melamine resin, guanamine resin or beads thereof to the acrylic resin is suitably in the range of 1 to 30% by weight, preferably 1 to 15% by weight. The addition of these additives further stabilizes the negative charge of the toner because the amino groups in these molecules exhibit strong positive polarization, and if they are contained in the coat film of the sleeve, they can be used for a long period of continuous use. On the other hand, the opposite polarity charging material (MoS2It is considered that the toner charge amount is prevented from lowering due to powders such as the above, and the toner charge amount is stabilized. In particular, when a resin powder is added, it is possible to prevent a decrease in the toner charge amount due to an increase in the amount of exposure of the oppositely charged material when the surface of the coat film is worn.
[0028]
In the present invention, by containing a conductive or semiconductive powder in the coating resin of the developing sleeve, it is possible to impart conductivity or semiconductivity to the film, and to reduce the counter charge generated on the sleeve side due to toner flying. Accumulation can be prevented.
Examples of the conductive or semiconductive powder used in the present invention include titanium oxide, tin oxide, and carbon black.
[0029]
The coating of the developing sleeve of the present invention preferably contains a conductive or semiconductive powder having lubricity in order to prevent abrasion. As a powder satisfying such conditions, molybdenum disulfide (MoS2), Tungsten disulfide (WS2), Boron nitride, graphite and the like. MoS2Shows the effect of reducing the frictional force due to the van der Waals force between the crystals, thereby exhibiting lubricity and having a specific resistance of 10%.5-107It is particularly preferable because it has a semiconductivity of Ωcm. These powders can be used as a mixture of two or more kinds.
The average particle size of the powder used in the present invention is preferably in the range of 0.05 to 5 μm, particularly preferably in the range of 0.1 to 2 μm. By setting these ranges, the dispersion state in the resin can be made uniform.
[0030]
The mixing ratio of the powder and the resin in the coating of the developing sleeve of the present invention cannot be univocally specified because it is related to the charging property of the developing sleeve with respect to the toner. The ratio of powder: resin = 1: 5 to 2: 1 is appropriate.
The film thickness of the coating is suitably in the range of 0.5 to 1000 μm, preferably 1 to 100 μm, and more preferably 1 to 20 μm, though it depends on the amount of the powder to be mixed.
[0031]
Metal such as aluminum, aluminum alloy, and stainless steel can be used for the sleeve carrier. These are used after being formed into a cylindrical shape by extrusion molding or the like.
[0032]
In order to form a film on the sleeve, the above powder can be dispersed in an acrylic resin solution by an arbitrary method and applied on the sleeve by a ring coating method, a dip coating method, a spray coating method, or the like. .
As the solvent for the resin, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, ketones such as acetone and butanone, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate can also be used.
[0033]
The developing sleeve of the present invention forms a thin layer of a one-component developer on the surface thereof, and contacts the thin layer with the latent image on the electrostatic latent image carrier, Is transferred to a latent image for development.
As such a developer, a magnetic developer and a non-magnetic developer can be used. The one-component developer specifically contains a binder resin and a colorant as essential components.
[0034]
Examples of the binder resin used in the one-component developer include styrenes such as styrene, chlorostyrene and vinyl styrene; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate and vinyl butyrate; methyl (meth) acrylate; Α-methylene aliphatic monocarboxylic acid esters such as ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, and phenyl (meth) acrylate; vinyl methyl ether And vinyl ethers such as vinyl ethyl ether and vinyl butyl ether; homopolymers such as vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, and copolymers thereof; and further, polyesters, polyurethanes, epoxy resins, silicone resins, Polyamide and the like can be mentioned.
[0035]
Particularly typical binder resins include polystyrene, styrene / alkyl (meth) acrylate copolymer, styrene / acrylonitrile copolymer, styrene / butadiene copolymer, and styrene / maleic anhydride copolymer. It is possible, but not limited to these.
[0036]
As the coloring agent, carbon black, a dye or a pigment, for example, nigrosine, aniline blue, calcoil blue, chrome yellow, ultramarine blue, Dupont oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, malachite green oxalate, Lamp Black, Rose Bengal, C.I. I. Pigment Red 48: 1, C.I. I. Pigment Red 122, C.I. I. Pigment Red 57: 1, C.I. I. Pigment Yellow 97, C.I. I. Pigment Yellow 12, C.I. I. Pigment Blue 15: 1, C.I. I. Pigment Blue 15: 3 and the like can be exemplified.
[0037]
Examples of the magnetic material used in the magnetic developer include metals such as iron, cobalt, and nickel and alloys thereof, Fe3O4, ΓFe2O3And various ferrites such as Mn-Zn ferrite and Ni-Zn ferrite, magnetite, hematite and the like. The content of the magnetic substance is appropriately set, but is generally contained in the range of 10 to 80% by weight, preferably in the range of 20 to 70% by weight.
[0038]
The one-component developer may contain a known additive such as a charge control substance, if necessary. Further, a fluidity improver such as colloidal silica fine particles, a fatty acid or a derivative thereof, an organic fine powder such as a metal salt, a fluorine-based resin, a cleaning property improver such as an acrylic resin or a styrene-based resin, and more. Alternatively, other inorganic compound fine particles may be externally added.
[0039]
【Example】
[Example 1]
To 50 parts of methyl methacrylate (MMA) monomer, 0.5 part of azobisisobutyronitrile was added as a polymerization initiator, and the mixture was reacted in 100 parts of toluene at 80 ° C. for 10 hours to give a weight average molecular weight Mw of about 60,000. Polymethyl methacrylate (PMMA) was obtained. The dried polymethyl methacrylate was heated at 150 ° C. for 4 hours to obtain a binder.
[0040]
The content of the component having a molecular weight of 500 or less in the binder was analyzed by liquid chromatography using butanol as a solvent, and was found to be 3.0% by weight. The component was the unreacted monomer and the balance of the polymerization initiator. And a low polymer.
This binder was dissolved in 2-butanone, and MoS having an average particle size of 0.4 μm was used.2After mixing and dispersing the powder at a ratio of 1: 2 using a sand mill, a 10 μm-thick film was applied to a 20 mmφ × 322 mm aluminum tube by a ring coating method to obtain a developing sleeve. When the volume resistivity of this developing sleeve was examined, it was found that11Ωcm.
[0041]
[Example 2]
To 50 parts of methyl methacrylate (MMA) monomer, 0.5 part of azobisisobutyronitrile was added as a polymerization initiator, and the mixture was reacted in 100 parts of toluene at 80 ° C. for 10 hours to give a weight average molecular weight Mw of about 60,000. Polymethyl methacrylate (PMMA) was obtained. This polymethyl methacrylate was dropped into 10 times the amount of methanol of the toluene, and was precipitated and purified to obtain a binder.
[0042]
When the content of the component having a molecular weight of 500 or less in the binder was analyzed in the same manner as in Example 1, the content was 1.5% by weight, and the component was an unreacted monomer, the remainder of the initiator, and a low polymer. there were.
This binder was applied to an aluminum tube under the same conditions as in Example 1 to obtain a developing sleeve. The volume resistivity of this developing sleeve is about 1011Ωcm.
[0043]
[Example 3]
The same conditions as in Example 1 were used except that PMMA obtained in Example 1 was added with 3% by weight of an isobutyl etherified melamine resin (Pecamine G821-60 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) as a binder resin. Was applied to an aluminum tube to obtain a developing sleeve. The volume resistivity of this developing sleeve is about 1011Ωcm.
[0044]
[Example 4]
The same conditions as in Example 1 were used, except that PMMA obtained in Example 1 was added with 10% by weight of melamine resin powder (Nippon Shokubai Co., Ltd., eposter) having an average particle size of 0.4 μm as a binder resin. Was applied to an aluminum tube to obtain a developing sleeve. The volume resistivity of this developing sleeve is about 1012Ωcm.
[0045]
[Comparative Example 1]
The aluminum tube of Example 1 was used as a developing sleeve as it was.
[0046]
[Comparative Example 2]
In Example 1, MoS was added to the binder.2A developing sleeve was obtained by applying a binder to an aluminum tube in the same manner as in Example 1 except that the addition of the powder was omitted. The volume resistivity of this developing sleeve is about 10FifteenΩcm.
[0047]
[Comparative Example 3]
To 50 parts of methyl methacrylate (MMA) monomer, 0.5 part of azobisisobutyronitrile was added as a polymerization initiator, and the mixture was reacted in 100 parts of toluene at 80 ° C. for 10 hours to give a weight average molecular weight Mw of about 60,000. Polymethyl methacrylate (PMMA) was obtained and used as a binder. (Examples in which the purification process of the binder in Examples 1 and 2 is omitted)
[0048]
The content of the component having a molecular weight of 500 or less in the binder was analyzed in the same manner as in Example 1. As a result, the content was 4.0% by weight. The component was an unreacted monomer, the remainder of the initiator, and a low polymer. Met.
This binder was used under the same conditions as in Example 1 for MoS2The powder was mixed and dispersed at a ratio of 1: 2 and applied to an aluminum tube to obtain a developing sleeve. The volume resistivity of this developing sleeve is about 1011Ωcm.
[0049]
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 3, the binder and MoS2A developing sleeve was obtained in the same manner as in Comparative Example 3, except that the mixing ratio with the powder was changed to 2.5: 1. The volume resistivity of this developing sleeve is about 109Ωcm.
[0050]
The above-mentioned materials were powder-mixed by a Henschel mixer and kneaded with an extruder at a set temperature of 120 ° C. The kneaded product is cooled, coarsely pulverized, and further finely pulverized to a 50% volume diameter d.50Obtained a ground product having a particle size of 6.5 μm. This is further classified and the volume diameter d50Was 7.5 μm.
A magnetic toner was obtained by externally adding 1.0 part by weight of colloidal silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., R972) to 100 parts by weight of this toner using a Henschel mixer.
[0052]
[Initial image quality evaluation test under low temperature and low humidity environment]
Developing ghost by incorporating the developing sleeves of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 and a magnetic one-component negatively charged toner into a laser printer (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., XP-20, outputting 20 sheets per minute) having the following specifications. An image quality evaluation test was performed in a low-temperature and low-humidity environment (10 ° C., 15% RH) in which odors easily occur.
[0053]
In the image quality evaluation test, first, only the developing sleeve was rotated, and the charge amount of the toner thereon was measured. If the amount of charge changes with the number of rotations of the sleeve, it leads to a change in the amount of development, which causes ghosting.
Next, the print image was taken out and an initial image quality evaluation was performed.
The results are shown in Table 1. Table 2 shows the image quality judgment criteria.
[0055]
[Table 1]
[Table 2]
(Result of determination of toner charge amount in low temperature and low humidity environment)
In Comparative Example 1 in which the developing sleeve was used as it was, the charge amount greatly changed with the rotation speed of the sleeve. As is clear from Comparative Example 2 in which a developing sleeve in which only PMMA (unrefined product) was applied to an aluminum tube was used, PMMA has a property of charging the toner to its original polarity (negative). From the comparison between Comparative Example 2 and Comparative Examples 3 and 4, MoS was added to PMMA.2When the powder is added, the charge amount of the toner decreases, and the MoS2It can be seen that increasing the amount of powder added inverts the toner charging characteristics. From this, MoS2Has the property of charging the toner in the opposite polarity, so that not only the effect of simply increasing the conductivity, but also the addition of an appropriate amount as in Examples 1-4 and Comparative Example 3, the toner charge amount and the developing sleeve It can be seen that the dependence on the number of times of triboelectric charging is suppressed, and a stable charge amount is provided.
[0058]
(Judgment result of initial print quality under low temperature and low humidity environment)
Ghosts were generated in both the developing sleeves of Comparative Example 1 in which the aluminum tube was directly used and Comparative Example 2 in which only unpurified PMMA was applied. MoS2The image sleeves of Comparative Example 3 and Examples 1 to 4 to which the powder was added did not generate ghosts and did not scatter the transfer toner, and were superior to the aluminum tube of Comparative Example 1. The image densities of Examples 1 to 4 were excellent because the solid black density was greater than 1.40, but Comparative Example 3 showed a low value of 1.35, and the charge amount was low and toner scattering occurred. Was. The image density was measured with an X-Rite 404A densitometer (Amstec).
[0059]
[Image quality evaluation test after continuous printing of 4000 sheets under low temperature and low humidity environment]
Next, in a low-temperature and low-humidity (10 ° C., 15% RH) environment, an image quality evaluation test was performed after continuously printing 4000 sheets using the developing sleeves obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 3. The results are shown in Table 3.
[0060]
[Table 3]
(Image quality judgment result after continuous printing of 4000 sheets under low temperature and low humidity environment)
As is clear from Table 3, the developing sleeves of Examples 1 to 4 and Comparative Example 3 maintained the initial charge amount and print image quality even after printing 4000 sheets. These developing sleeves are all MoS2Since the powder is dispersed, the wear of the resin film is small and the MoS2No contamination due to adhesion of toner and external additives was observed due to the lubricating action of No. 1.
[0062]
[Initial image quality evaluation test under high temperature and high humidity environment]
In the image quality evaluation test under the low-temperature and low-humidity environment, the environment was changed from low-temperature and low-humidity (10 ° C., 15% RH) to high-temperature and high-humidity (28 ° C., 85% RH). The initial image quality evaluation test was performed in the same manner as described above for the developing sleeves of Examples 1 to 4 and Comparative Example 3 in which was stable, and the results are shown in Table 4.
[0063]
[Table 4]
(Judgment result of initial print quality under high temperature and high humidity environment)
When the developing sleeves of Examples 1 to 4 were used, the image density was good because the solid black density was higher than 1.40, there was no ghost, and no transfer toner scattering was observed. On the other hand, when the developing sleeve of Comparative Example 3 was used, the image density was satisfactory for the solid black density, but scattering of the transferred toner due to the decrease in the toner charge amount was observed.
[0065]
[Image quality evaluation test after continuous 4,000 prints under high temperature and high humidity environment]
Next, in a high-temperature and high-humidity (28 ° C., 85% RH) environment, an image quality evaluation test was performed after continuously printing 4000 sheets using the developing sleeves obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 3. Table 5 shows the results.
[0066]
[Table 5]
(Image quality judgment result after continuous printing of 4000 sheets under high temperature and high humidity environment)
The changes in the amount of charge, image density, and ghost after printing 4000 sheets using the developing sleeves obtained in Examples 1 to 4 were measured, and the durability under a high temperature and high humidity environment was examined. Has satisfactory charge amount, excellent image density, no ghost, and no scattering of the transfer toner. On the other hand, in Comparative Example 3, no ghost was observed, but the solid black density was significantly reduced, and the image density was significantly reduced and the transfer toner was scattered.
[0068]
As described above, all of the examples showed durability of 4,000 prints, but the examples 3 and 4 have a lower rate of change in the initial toner charge amount and image density than the examples 1 and 2. In addition, continuous printing was possible. These developing sleeves are all MoS2Since the powder is dispersed, the wear of the resin film is small and the MoS2No contamination due to adhesion of toner and external additives was observed due to the lubricating action of No. 1.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, by adopting the above configuration, a satisfactory image density can be obtained without being affected by a difference in external environment, and at the same time, generation of a development ghost can be prevented and transfer toner scattering can be prevented. It became so. In addition, by adding a melamine resin, a guanamine resin, or beads thereof to the binder, the durability can be improved. In addition, MoS2When a powder having a lubricating action such as that described above is used, abrasion of the coating film is greatly reduced, and as a result, contamination due to adhesion of toner and external additives can be prevented. Further, since the minute toner is not buried in the uneven portion of the developing sleeve, the effect of preventing the development ghost can be maintained for a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a configuration of a developing device.
FIG. 2 is a sectional view of a developing sleeve used in the developing device of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a print result in which a positive ghost has occurred by a conventional developing device.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a print result in which a negative ghost has occurred by a conventional developing device.
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