JP3603609B2

JP3603609B2 - Electrophotographic developing sleeve

Info

Publication number: JP3603609B2
Application number: JP24001698A
Authority: JP
Inventors: 雅之武井; 直己太田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1998-08-26
Filing date: 1998-08-26
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2018-08-26
Also published as: JP2000075633A

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、感光ドラム表面に飛翔させて現像を行っている。
【０００３】
現像時には、感光ドラムの静電潜像の静電電位に応じた量のトナーを飛翔させる必要があるが、トナーが帯電ブレードにより摩擦帯電された瞬間に、スリーブの表面に逆極性の残留電荷が発生する。この残留電荷が現像時に存在すると、トナーとスリーブとの間の鏡像力によるスリーブへのトナーの静電付着やコントラスト電位の低下をもたらし、トナーの現像性を低下させ、十分な画像濃度を得ることができない。それ故十分な画像濃度を得るためにはトナーが摩擦帯電された瞬間から現像されるまでの間に、残留電位が存在しないようにする必要がある。
【０００４】
また、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、静電潜像の静電電位に応じたトナーの飛翔が行われないことがある。その原因を図１を用いて説明すると次のようになる。
【０００５】
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には一成分磁性トナー５が蓄えられ、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１上のトナーは感光ドラム６に近接する箇所で現像で消費される。即ち、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、現像スリーブを回転することにより、消費された部分１０に新たなトナーが供給され、帯電ブレード４で摩擦帯電される。新たに供給されたトナーはこの摩擦帯電により一度だけ帯電を受けるが、消費されなかった部分の現像スリーブ上のトナー１１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。
【０００６】
一般に現像スリーブの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現像スリーブが数回転する。現像スリーブ上のトナーの現像能力に差があると、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に示すようなネガゴーストが発生する。
【０００７】
この現像ゴーストの発生を防止するには、現像スリーブ上の消費済み部分に後から供給されたトナーと未消費部分のトナーとの間に、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よらず、一定の帯電量が維持されなければならない。
【０００８】
【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帯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）。
この種の樹脂層を備えた現像スリーブは、現像ゴーストは防止できるが、トナー帯電量が低下し、転写工程におけるトナー飛散を抑えることができない。
【０００９】
本発明者等は、トナー帯電量を低下させずに現像ゴーストを防止するために、アクリル系樹脂にトナーに対する摩擦帯電特性が被覆樹脂とは逆極の粉体を被覆樹脂中に分散させた現像スリーブを提案した。（特開平９−２３０６９０号公報及び特開平１０−８３１１７号公報参照）
【００１０】
この現像スリーブは、スリーブ上のトナーの帯電量を安定化させ、トナー表面の電荷密度を局在化させることは可能であるが、被覆樹脂層に５〜５０Ｖ程度の残留電位が蓄積することがわかった。残留電位が存在すると、トナーとスリーブ間の鏡像力による現像スリーブへのトナーの静電付着やコントラスト電位の低下を来たし、トナーの帯電安定性を徐々に低下させ、画像濃度が十分に得られなくなることを見い出した。
【００１１】
そこで、本発明では、上記の問題点を解消し、現像スリーブ上におけるトナーの帯電安定性を確保したまま、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できる現像スリーブを提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次の構成を採用することにより、上記の課題の解決に成功した。
(1) スリーブ担体上に被膜を備えた電子写真用現像スリーブにおいて、前記被膜が電荷輸送剤、及び、導電性又は半導電性の粉体を被覆樹脂に分散させたものであることを特徴とする電子写真用現像スリーブ。
【００１３】
（２）前記被覆樹脂が、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂及びポリカーボネート樹脂の群から選択された１種以上の樹脂であることを特徴とする前記（１）記載の電子写真用現像スリーブ。
（３）前記被覆樹脂にメラミン樹脂を添加したことを特徴とする前記（１）又は（２）記載の電子写真用現像スリーブ。
（４）前記メラミン樹脂の添加量を、被覆樹脂１００重量部に対して１〜３０重量部としたことを特徴とする前記（３）記載の電子写真用現像スリーブ。
【００１４】
（５）前記電荷輸送剤が、ブタジエン化合物、ベンジジン化合物、ヒドラジン化合物及びトリフェニルアミン化合物の群から選択された１種以上の化合物であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の電子写真用現像スリーブ。
（６）前記電荷輸送剤の添加量を、被覆樹脂１００重量部に対して５〜４０重量部としたことを特徴とする前記（５）記載の電子写真用現像スリーブ。
【００１５】
(7) 前記導電性粉体が、ＭｏＳ₂、ＷＳ₂、ＢＮ及びグラファイトの群から選択された１種以上のものである前記(1) 〜 (6) のいずれか１つに記載の電子写真用現像スリーブ。
(8) 前記導電性粉体の平均粒径が、０．０５〜５μｍの範囲にあることを特徴とする前記(1) 〜 (7) のいずれか１つに記載の電子写真用現像スリーブ。
(9) 前記導電性粉体の添加量を、被覆樹脂１００重量部に対して２〜２２０重量部としたことを特徴とする前記(1) 〜 (8)のいずれか１つに記載の電子写真用現像スリーブ。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる現像スリーブの断面拡大図の１例を図２に示す。本発明の現像スリーブは、中空円筒状スリーブの素管１の表面に電荷輸送剤、必要に応じて導電性粉体７を分散した被覆樹脂の被膜８を形成することにより、残留電荷の蓄積を防止することができ、その結果、転写トナーの飛散を防止し、現像ゴーストを防止するとともに、所定の画像濃度を有する転写画像の形成を可能にした。
【００１７】
本発明で使用する被覆樹脂は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリカーボネート樹脂等を使用することができる。
アクリル系樹脂としては、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などを挙げることができる。
【００１８】
その際の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。
【００１９】
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。
アクリル系樹脂が共重合体の場合は、前記のアクリル系モノマーを５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上を含有させる必要がある。
【００２０】
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。
【００２１】
本発明では、現像スリーブの被覆樹脂中に電荷輸送剤を添加することにより、現像スリーブ表面への残留電荷の蓄積を防止することができ、画像濃度を向上させることができる。また、導電性粉体を上記の被覆樹脂に添加することにより、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、耐久性帯電安定性を向上させることができる。さらに、導電性粉体がトナーに対して逆極性に帯電させるものであるときには、トナーと被覆樹脂との摩擦回数の増加と共に摩擦帯電量が上昇することを抑制でき、かつ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、電荷輸送剤の種類と含有量、導電性粉体の含有量、負帯電性能、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ぎる。
【００２２】
本発明の電荷輸送剤は、有機感光体（ＯＰＣ）の電荷輸送層（ＣＴＬ）に使用されるものを使用することができ、具体的には、１，１−ビス（パラ−ジエチルアミノフェニル）−４，４−ビフェニル−１，３−ブタジエン等のブタジエン化合物、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）ベンジジン等のベンジジン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルアミン化合物などを使用することができる。
【００２３】
ＯＰＣにおいて電荷輸送剤は、電荷発生剤と併用して電荷の輸送機能が発現されるが、本発明で使用する導電性又は半導電性の粉体は電荷発生機能をも有するため、電荷輸送機能が発揮される。残留電荷は、図２において、被膜８の中の導電性粉体７の存在しない部分に蓄積されると考えられるが、そこに電荷輸送剤を添加することにより、残留電荷が輸送されてその蓄積が防止される。
【００２４】
本発明において、被覆樹脂への電荷輸送剤の添加量は被覆樹脂１００重量部に対して２〜４０重量部の範囲、好ましくは５〜３５重量部の範囲が適当である。電荷輸送剤の添加量が５重量部より少ないと、電荷の輸送機能が十分に発揮されない。また、添加量が４０重量部を超えると、電荷輸送剤が被覆樹脂表面に析出してしまい、現像スリーブの表面状態を悪化させる。
【００２５】
本発明の上記の被覆樹脂には、さらにメラミン樹脂を添加してもよい。ここでは塗料用のメラミン樹脂を使用することができる。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を挙げることができる。メラミン樹脂は通常、熱硬化性樹脂の架橋剤として使用されるが、本発明では帯電を安定化させるための添加剤として使用するものであり、反応しなくてもかまわない。
【００２６】
メラミン樹脂の添加量は、被覆樹脂１００重量部に対して１〜３０重量部の範囲、好ましくは２〜２０重量部の範囲が適当である。これを添加することによりトナーの負極性帯電がより安定化される。その理由は、これらの分子中のアミノ基は正極性分極が強く、スリーブの被膜中に含まれると、長時間の連続使用において、被膜中に含まれる逆極帯電材料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れられる。
【００２７】
本発明では、適量の電荷輸送剤とメラミン樹脂を含有した現像スリーブの被覆樹脂中に導電性粉体を含有させることにより、被膜に導電性を付与することができ、トナー帯電量を適正化するのに有効である。その際も、電荷輸送剤の機能により残留電荷の蓄積は防止される。
【００２８】
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粉体を含有させることが望ましい。この導電性粉体にはイオン導電系のものも含む。このような条件を満たす導電性粉体としては、二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、二硫化タングステン（ＷＳ_２）、窒化ホウ素（ＢＮ）、グラファイトなどを挙げることができる。ＭｏＳ_２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有し、潤滑性が発現されるとともに、その比抵抗が１０^５〜１０^７Ωｃｍの半導電性を有する。なお、これらの粉体を２種以上混合して用いてもよい。
【００２９】
本発明で使用する導電性粉体の平均粒径は、０．０５〜５μｍの範囲、特に０．１〜２μｍの範囲のものが好ましく用いられる。これらの範囲は、樹脂中に均一に分散するのに有効である。
本発明の現像スリーブの被膜における導電性粉体と被覆樹脂の混合比は、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、導電性粉体：被覆樹脂＝１：５〜２：１の範囲、好ましくは１：４〜１．５：１の範囲が適当である。
【００３０】
本発明の現像スリーブの被膜厚さは、粉体の配合量にもよるが、０．５〜１０００μｍ、好ましくは１〜３０μｍの範囲が適当である。
本発明のスリーブ担体は、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る。
【００３１】
現像スリーブ上に被膜を形成するには、被覆樹脂の溶液に電荷輸送剤及び導電性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。
被覆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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。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。
【００３４】
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。
【００３５】
また、磁性現像剤に添加する磁性体としては、鉄、コバルト、ニッケル等の金属及びそれらの合金、Ｆｅ_３Ｏ_４、γＦｅ_２Ｏ_３、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％の範囲で含有させるのがよい。
【００３６】
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。また、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。
【００３７】
【実施例】
〔実施例１〕
アクリル酸とＭＭＡの共重合体（三菱レイヨン社製、ＢＲ７３、Ｍｗ＝８５０００、共重合比＝９７／３）を被覆樹脂とし、ＯＰＣ用の電荷輸送剤である１，１−ビス（パラ−ジエチルアミノフェニル）−４，４−ビフェニル−１，３−ブタジエン（高砂香料製、Ｔ４０５）をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解し、平均粒径０．４μｍのＭｏＳ_２粉体（住鉱潤滑剤社製、モリパウダーＰＳ）とグラファイト（日本黒鉛工業製、ＣＳＰ−Ｅ、平均粒径＝４．５μｍ）を下記の割合で配合して超音波で混合分散した後、１８ｍｍφ×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。
被覆樹脂（三菱レイヨン社製、ＢＲ７３）１００重量部
電荷輸送剤（高砂香料製、Ｔ４０５）５７重量部
ＭｏＳ_２粉体（住鉱潤滑剤社製、モリパウダーＰＳ）１２９重量部
グラファイト（日本黒鉛工業社製、ＣＳＰ−Ｅ）２５重量部
【００３８】
〔実施例２〕
実施例１において、アクリル酸とＭＭＡの共重合体１００重量部に、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製、ベッカミンＧ８２１−６０）３重量部を添加して被覆樹脂とし、その他の構成を実施例１と同様にして現像スリーブを得た。
【００３９】
〔実施例３〕
実施例１において、グラファイトの配合を省略し、被覆樹脂、電荷輸送剤及びＭｏＳ_２粉体の配合量を下記のように変更して現像スリーブを得た。
被覆樹脂（三菱レイヨン社製、ＢＲ７３）１００重量部
電荷輸送剤（高砂香料製、Ｔ４０５）２５重量部
ＭｏＳ_２粉体（住鉱潤滑剤社製、モリパウダーＰＳ）５０重量部
【００４０】
〔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。
【００４１】
〔比較例２〕
実施例１において、電荷輸送剤、ＭｏＳ_２粉体及びグラファイトの添加を省略し、アルミニウム素管にアクリル酸とＭＭＡの共重合体のみを実施例１と同様に塗布して現像スリーブを得た。
【００４２】
〔比較例３〕
実施例１において、電荷輸送剤及びグラファイトの添加を省略し、アルミニウム素管にアクリル酸とＭＭＡの共重合体及びＭｏＳ_２粉体の配合量を下記のように変更し、実施例１と同様に塗布して現像スリーブを得た。
被覆樹脂（三菱レイヨン社製、ＢＲ７３）１００重量部
ＭｏＳ_２粉体（住鉱潤滑剤社製、モリパウダーＰＳ）５０重量部
【００４３】
〔比較例４〕
実施例１において、電荷輸送剤の添加を省略し、アルミニウム素管にアクリル酸とＭＭＡの共重合体、ＭｏＳ_２粉体及びグラファイトの配合量を下記のように変更し、実施例１と同様に塗布して現像スリーブを得た。
被覆樹脂（三菱レイヨン社製、ＢＲ７３）１００重量部
ＭｏＳ_２粉体（住鉱潤滑剤社製、モリパウダーＰＳ）５０重量部
グラファイト（日本黒鉛工業社製、ＣＳＰ−Ｅ）２５重量部
【００４４】
〔比較例５〕
比較例３において、アクリル酸とＭＭＡの共重合体とＭｏＳ_２粉体の配合割合を下記のように変更して現像スリーブを得た。
被覆樹脂（三菱レイヨン社製、ＢＲ７３）１００重量部
ＭｏＳ_２粉体（住鉱潤滑剤社製、モリパウダーＰＳ）２５０重量部
【００４５】
（磁性一成分負帯電トナーの作製）
スチレン・ｎ−ブチルアクリレート共重合体４５．８重量部
（共重合比８０：２０、Ｍｗ＝１３０，０００、ＭＩ＝１４、Ｔｇ＝５９℃）
磁性体（六面体マグネタイト、粒径＝０．１９μｍ）５０重量部
負帯電制御剤（アゾ系Ｃｒ染料）０．７重量部
低分子量ポリプロピレン（軟化点＝１４８℃）２．７重量部
低分子量ポリエチレン（軟化点＝１２６℃）０．５重量部
【００４６】
上記材料をヘンシェルミキサーにより粉砕混合し、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ｄ_５０が６．５μｍの粉砕物を得た。これをさらに分級して体積径ｄ_５０が７．５μｍのトナー粒子を得た。
このトナー粒子１００重量部に対し、コロイダルシリカ（日本アエロジル社製、Ｒ９７２）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。
【００４７】
（低温低湿環境下における画質評価試験）
実施例１〜３及び比較例１〜５の現像スリーブ、及び、上記の磁性一成分負帯電トナーをレーザープリンター／コピア複写機（富士ゼロックス社製、Ａｂｌｅ１４０５、毎分４０枚出力）に組み込み、下記の仕様で画質評価試験を行った。
プロセススピード：１７３ｍｍ／ｓｅｃ
現像スリーブと感光体ドラムの周速比：１．０３
現像バイアス：Ｖ_ＤＣ＝−３００Ｖに、Ｖ_ＡＣ＝１．８ｋＶ_ｐｐ（２．０４３ｋＨｚの矩形波）を重畳させた電圧
帯電ブレード材質：ポリウレタン
帯電ブレード線圧：０．３０Ｎ／ｃｍ
感光体ドラムの電位：Ｖ_Ｈ＝−４２０Ｖ、Ｖ_Ｌ＝−１２０Ｖ
ＤＲＳ（感光体ドラムと現像スリーブの間隔）：２００μｍ
【００４８】
画質評価試験は、まず、黒画像プリント後（以後、黒後）のスリーブ上トナーの帯電量と白画像プリント後（以後、白後）の現像スリーブ上トナーの帯電量を測定した。黒後の帯電量は現像スリーブ１回転後に相当するトナーの帯電量、白後の帯電量は現像スリーブ１５回転後に相当するトナーの帯電量であり、黒後／白後の帯電量の差がゴーストの原因となるものである。なお、トナーの帯電量は現像スリーブのトナーを吸引し、クーロンメータにて測定した。
次に、現像スリーブ上のトナーを除去して、白後における現像スリーブ表面の残留電位を調べた。残留電荷は、モンロー社製の表面電位計で測定した。
【００４９】
また、プリント画像を取り出して目視により初期の画質評価を行った。ゴーストの評価はゴーストが発生しないものを○、発生したものを×で表記した。転写トナー飛散の評価はＡｌ素管と同等程度に飛散が抑えられているものを○、それより悪いものを×で表記した。画像濃度は、アムテック社製のＸ−Ｒｉｔｅ４０４Ａ濃度計で測定した。結果は表１に示した。
【００５０】
【表１】

【００５１】
（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、トナー帯電量が現像スリーブの回転数と共に（黒後から白後に）大きく変化した。アルミニウム素管にアクリル酸とＭＭＡの共重合体からなる被覆樹脂のみを塗布した現像スリーブを用いた比較例２は、被覆樹脂の特性に沿ってトナー本来の負極性に帯電させていることが分かる（白後の帯電量）。比較例２と、上記の被覆樹脂にＭｏＳ_２粉体を添加した比較例３、５とを比較すると、上記粉体の添加により、トナー帯電量が減少し、上記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、ＭｏＳ_２はトナーを逆極に帯電させる性質があるとともに、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を抑制することができ、安定した帯電量を確保できることが分かる。
【００５２】
次に、上記の被覆樹脂に電荷輸送剤と上記粉体を添加した実施例３と、それから電荷輸送剤を省略した比較例３を比較すると、電荷輸送剤の添加によりトナー帯電量が上昇することから、電荷輸送剤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。また、実施例１と、これにメラミン樹脂を添加した実施例２を比較すると、メラミン樹脂もトナー本来の極性（負）に帯電させる性質があることが分かる。
【００５３】
（初期プリント画質の判定結果）
アルミニウム素管をそのまま使用した比較例１の現像スリーブはゴーストが発生した。ＭｏＳ_２粉体を添加した実施例１〜３及び比較例３〜４の現像スリーブは、いずれもゴーストが発生せず、転写トナーの飛散もなく、この点においては比較例１のアルミニウム素管と同等であった。
【００５４】
また、実施例１〜３及び比較例１の画像濃度は、ベタ黒濃度が１．５０より優れていたが、比較例２はかなり低い値を示し、比較例３、４は１．５０より低めの値を示した。これは実施例１〜３及び比較例３、４のトナー帯電量が適正化されていても、スリーブ表面に残留電荷が存在する比較例３、４では、現像性が疎外され、ベタ黒濃度が下がることが分かる。比較例３、４は比較例２と比べて、ＭｏＳ_２粉体やグラファイトが残留電荷の蓄積を抑制する性質を有するものの、比較例５のように、さらに残留電位を下げるためにＭｏＳ_２粉体の添加量を増加させると、トナーは逆極に帯電され、適正帯電量を確保できなくなる。しかし、実施例３のように、被覆樹脂にＭｏＳ_２粉体を添加した比較例３に対して、さらに電荷輸送剤を添加すると、トナー帯電量を低下させることなく、残留電荷の蓄積を防止できることが分かる。なお、実施例１と実施例２の比較より、メラミン樹脂の添加により、残留電荷の蓄積を防止したまま、トナー帯電量を調整することができる。
【００５５】
（画質耐久試験）
次に、実施例１〜３の現像スリーブについて連続４０００枚プリントした後の画質評価試験を行い、結果を表２に示した。
【００５６】
【表２】

【００５７】
（連続４０００枚プリント後の画質判定結果）
実施例１〜３は、４０００枚プリント後でも初期の帯電量及び画質が維持されていることが分かる。また、これらの現像スリーブは、いずれもＭｏＳ_２粉体を分散しているため、樹脂被膜の摩耗が少なく、ＭｏＳ_２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。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は、上記の構成を採用することにより、残留電荷の蓄積を防止でき、満足な画像濃度が得られ、同時に現像ゴーストの発生も、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、被覆樹脂にメラミン樹脂を添加することにより、トナー帯電量を適正に調整することが可能となった。さらに、ＭｏＳ_２等の潤滑作用を有する粉体の使用により、被膜の摩耗を大幅に低下させることができ、トナーや外添剤の付着による汚染を防止できるようになった。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もなく、現像ゴーストの防止効果が長期にわたって維持できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像装置の構成を示す概念図である。
【図２】本発明の現像スリーブの拡大断面図である。
【図３】従来の現像装置によりポジゴーストが発生したプリントの説明図である。
【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の説明図である。
【符号の説明】
１現像スリーブ、２マグネット、３トナーホッパ、４帯電ブレード、５トナー、６ドラム、７粉体、８被膜、１０現像スリーブ上でトナーが消費された部分、１１現像スリーブ上で現像されなかったトナー。[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.
[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 to the surface of the photosensitive drum for development.
[0003]
At the time of development, it is necessary to fly an amount of toner corresponding to the electrostatic potential of the electrostatic latent image on the photosensitive drum, but at the moment the toner is frictionally charged by the charging blade, residual charges of the opposite polarity are left on the surface of the sleeve. appear. If this residual charge is present at the time of development, it causes electrostatic adhesion of the toner to the sleeve and a decrease in contrast potential due to the mirror image force between the toner and the sleeve, thereby lowering the toner developability and obtaining a sufficient image density. Can not. Therefore, in order to obtain a sufficient image density, it is necessary that no residual potential exists between the moment when the toner is frictionally charged and the time when the toner is developed.
[0004]
Also, when a small particle size toner or a toner having a high charging performance is used, the developing ability distribution due to the development history occurs in the toner on the sleeve, and the toner may not fly according to the electrostatic potential of the electrostatic latent image. is there. The cause will be described with reference to FIG.
[0005]
FIG. 1 is a drawing showing an outline of the configuration of the developing device. The one-component magnetic toner 5 is stored in the toner hopper 3, and the toner is attracted to the developing sleeve 1 by the magnetic force of the magnet 2. The toner on the developing sleeve 1 is consumed in the development at a position close to the photosensitive drum 6. That is, only the toner in the portion corresponding to the latent image on the photosensitive drum is consumed, and by rotating the developing sleeve, new toner is supplied to the consumed portion 10 and frictionally charged by the charging blade 4. The newly supplied toner is charged only once by the frictional charging, but the toner 11 on the developing sleeve in the unconsumed portion is repeatedly subjected to the 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.
[0006]
Generally, the circumferential length of the developing sleeve is shorter than the length of the sheet, so that the developing sleeve rotates several times to develop one sheet. If there is a difference in the developing ability of the toner on the developing sleeve, an image different from the electrostatic latent image appears. If the developing ability of the toner used for developing 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. Such a negative ghost occurs.
[0007]
In order to prevent the development ghost from occurring, it is necessary to eliminate the difference in the charge amount between the toner supplied later to the consumed portion on the developing sleeve and the toner in the unconsumed 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.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In order to prevent development ghost, a thin layer of resin containing chargeable 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. (Refer to JP-A-1-276174, JP-A-1-277265, and JP-A-2-105183).
The developing sleeve provided with this type of resin layer can prevent the development ghost, but reduces the toner charge amount and cannot suppress the toner scattering in the transfer process.
[0009]
In order to prevent development ghosting without reducing the toner charge amount, the present inventors have developed an acrylic resin by dispersing a powder having a triboelectric charge characteristic to the toner opposite to that of the coating resin in the coating resin. Suggested sleeve. (See JP-A-9-230690 and JP-A-10-83117)
[0010]
This developing sleeve can stabilize the charge amount of the toner on the sleeve and localize the charge density on the toner surface, but a residual potential of about 5 to 50 V may accumulate in the coating resin layer. all right. If a residual potential exists, electrostatic adhesion of the toner to the developing sleeve and a decrease in the contrast potential due to the image force between the toner and the sleeve occur, and the charging stability of the toner gradually decreases, so that a sufficient image density cannot be obtained. I found something.
[0011]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a developing sleeve which can solve the above-mentioned problems and prevent the development ghost while preventing the transfer toner from being scattered while maintaining the charging stability of the toner on the developing sleeve. Things.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has succeeded in solving the above problems by employing the following configuration.
(1) An electrophotographic developing sleeve having a coating on a sleeve carrier, wherein the coating is a charge transport agent., And conductive or semiconductive powderCharacterized by being dispersed in a coating resin.
[0013]
(2) The electrophotographic development according to (1), wherein the coating resin is at least one resin selected from the group consisting of an acrylic resin, an epoxy resin, a phenolic resin, and a polycarbonate resin. sleeve.
(3) The developing sleeve for electrophotography according to (1) or (2), wherein a melamine resin is added to the coating resin.
(4) The developing sleeve for electrophotography according to (3), wherein the addition amount of the melamine resin is 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the coating resin.
[0014]
(5) The charge transport agent is one or more compounds selected from the group consisting of a butadiene compound, a benzidine compound, a hydrazine compound and a triphenylamine compound. The developing sleeve for electrophotography according to any one of the preceding claims.
(6) The developing sleeve for electrophotography according to (5), wherein the amount of the charge transporting agent is 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the coating resin.
[0015]
(7)  The conductive powder is MoS_Two, WS_Two, BN, and graphite.(1) ~ (6) Any one ofThe developing sleeve for electrophotography according to the above.
(8)  The average particle diameter of the conductive powder is in the range of 0.05 to 5 μm.(1) ~ (7) Any one ofThe developing sleeve for electrophotography according to the above.
(9)  Wherein the amount of the conductive powder is 2 to 220 parts by weight based on 100 parts by weight of the coating resin.(1) ~ (8)The developing sleeve for electrophotography according to any one of the above.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 2 shows an example of an enlarged sectional view of the developing sleeve according to the present invention. The developing sleeve of the present invention reduces the accumulation of residual charges by forming a coating film 8 of a coating resin in which a charge transporting agent and, if necessary, a conductive powder 7 are dispersed on the surface of the hollow cylindrical sleeve element tube 1. As a result, it was possible to prevent the transfer toner from scattering, to prevent the development ghost, and to form a transfer image having a predetermined image density.
[0017]
As the coating resin used in the present invention, an acrylic resin, an epoxy resin, a phenolic resin, a polycarbonate resin, or the like can be used.
Examples of the acrylic resin 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.
[0018]
The acrylic monomers used in this case include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, and phenyl (meth) acrylate. And the like.
[0019]
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.
When the acrylic resin is a copolymer, it is necessary to contain the acrylic monomer in an amount of 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more.
[0020]
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.
[0021]
In the present invention, by adding a charge transporting agent to the coating resin of the developing sleeve, accumulation of residual charges on the surface of the developing sleeve can be prevented, and the image density can be improved. Further, by adding a conductive powder to the above-mentioned coating resin, the strength of the coating itself and the adhesion to the sleeve carrier can be increased, and the durability and charging stability can be improved. Further, when the conductive powder charges the toner in the opposite polarity, it is possible to suppress an increase in the triboelectric charge amount with an increase in the number of times of friction between the toner and the coating resin, and to reduce the charge density on the toner surface. Localization can be prevented and the amount of triboelectric charge can be suppressed to a certain level. Specifically, by selecting the type and content of the charge transport agent, the content of the conductive powder, the negative charging performance, and the type and amount of the polar group of the coating resin of the developing sleeve, the toner charging of the entire coating film is performed. The amount can be controlled to an appropriate value for development.
[0022]
As the charge transport agent of the present invention, those used for a charge transport layer (CTL) of an organic photoreceptor (OPC) can be used. Specifically, 1,1-bis (para-diethylaminophenyl)- Butadiene compounds such as 4,4-biphenyl-1,3-butadiene, benzidine compounds such as N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) benzidine, hydrazone compounds, triphenylamine compounds, etc. Can be used.
[0023]
In the OPC, the charge transporting agent exhibits a charge transporting function in combination with the charge generating agent. However, since the conductive or semiconductive powder used in the present invention also has a charge generating function, a charge transporting function is provided. Is exhibited. The residual charge is considered to be accumulated in the portion of the coating 8 where the conductive powder 7 does not exist in FIG. 2, but by adding a charge transporting agent thereto, the residual charge is transported and accumulated. Is prevented.
[0024]
In the present invention, the amount of the charge transporting agent added to the coating resin is in the range of 2 to 40 parts by weight, preferably 5 to 35 parts by weight, per 100 parts by weight of the coating resin. If the amount of the charge transporting agent is less than 5 parts by weight, the charge transporting function cannot be sufficiently exhibited. On the other hand, if the amount exceeds 40 parts by weight, the charge transporting agent precipitates on the surface of the coating resin, and deteriorates the surface condition of the developing sleeve.
[0025]
A melamine resin may be further added to the above-mentioned coating resin of the present invention. Here, a melamine resin for paint can be used. In general, melamine is condensed with formalin to form a methylol and further etherified with an alcohol. Can be mentioned. The melamine resin is usually used as a crosslinking agent for the thermosetting resin. In the present invention, the melamine resin is used as an additive for stabilizing electrification, and may not react.
[0026]
The amount of the melamine resin to be added is in the range of 1 to 30 parts by weight, preferably 2 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the coating resin. By adding this, the negative charging of the toner is further stabilized. The reason is that the amino groups in these molecules have strong positive polarization, and if they are contained in the coating of the sleeve, during continuous use for a long period of time, the decrease in the toner charge amount due to the opposite polarity charging material contained in the coating will occur. It is considered that the toner charge amount is stabilized and the toner charge amount is stabilized.
[0027]
In the present invention, by including a conductive powder in a coating resin of a developing sleeve containing an appropriate amount of a charge transport agent and a melamine resin, it is possible to impart conductivity to a coating film and optimize a toner charge amount. It is effective for At that time, the accumulation of the residual charge is prevented by the function of the charge transporting agent.
[0028]
The coating of the developing sleeve of the present invention preferably contains a conductive powder having lubricity in order to prevent abrasion. The conductive powder includes an ionic conductive powder. As the conductive powder satisfying such conditions, molybdenum disulfide (MoS₂), Tungsten disulfide (WS₂), Boron nitride (BN), graphite, and the like. MoS₂Has the effect of reducing the frictional force due to the van der Waals force between the crystals, exhibits lubricity, and has a specific resistance of 10⁵-10⁷It has a semiconductivity of Ωcm. In addition, you may use these powders in mixture of 2 or more types.
[0029]
The average particle size of the conductive 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. These ranges are effective for uniformly dispersing in the resin.
Since the mixing ratio of the conductive powder and the coating resin in the coating of the developing sleeve of the present invention is related to the chargeability of the developing sleeve with respect to the toner, it cannot be uniquely defined. From the viewpoint, the weight ratio of the conductive powder to the coating resin is in the range of 1: 5 to 2: 1, preferably in the range of 1: 4 to 1.5: 1.
[0030]
The coating thickness of the developing sleeve of the present invention is suitably in the range of 0.5 to 1000 μm, preferably 1 to 30 μm, though it depends on the amount of the powder to be mixed.
The sleeve carrier of the present invention can use metals such as aluminum, aluminum alloys, and stainless steel. These are formed into a cylindrical shape by extrusion or the like.
[0031]
To form a film on the developing sleeve, the charge transport agent and the conductive powder are dispersed in a solution of the coating resin by an arbitrary method, and the ring is coated on the sleeve, a dip coating method, a spray coating method, or the like. Can be applied.
As the solvent for the coating 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.
[0032]
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.
[0033]
Examples of the binder resin used in the one-component developer include styrenes such as styrene, chlorostyrene, and vinylstyrene; 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 butyl ether; homopolymers such as vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, and copolymers thereof; and further, polyesters, polyurethanes, epoxy resins, silicone resins, polyamides and the like. be able to. In particular, typical binder resins include polystyrene, styrene / alkyl (meth) acrylate copolymer, styrene / acrylonitrile copolymer, styrene / butadiene copolymer, and styrene / maleic anhydride copolymer. However, the present invention is not limited to these.
[0034]
As the coloring agent, carbon black, dyes or pigments, 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.
[0035]
Examples of the magnetic substance to be added to 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. Although the content of the magnetic substance is appropriately set, it is generally contained in the range of 10 to 80% by weight, preferably in the range of 20 to 70% by weight.
[0036]
The one-component developer may contain a known additive such as a charge control substance, if necessary. In addition, fluidity improvers such as colloidal silica fine particles, fatty acids or their derivatives, organic fine powders such as metal salts, fluorine-based resins, cleaning properties improvers such as acrylic resins or styrene resins, and more. Alternatively, other inorganic compound fine particles may be externally added.
[0037]
【Example】
[Example 1]
A copolymer of acrylic acid and MMA (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., BR73, Mw = 85000, copolymerization ratio = 97/3) was used as a coating resin, and 1,1-bis (para-diethylamino) as a charge transport agent for OPC was used. Phenyl) -4,4-biphenyl-1,3-butadiene (T405, manufactured by Takasago International Corporation) was dissolved in tetrahydrofuran (THF), and MoS having an average particle diameter of 0.4 μm was dissolved.₂After mixing powder (Sumitomo Lubricant, Mori Powder PS) and graphite (manufactured by Nippon Graphite Industries, CSP-E, average particle size = 4.5 μm) at the following ratio and mixing and dispersing with ultrasonic waves, A 10 μm-thick film was applied to a 18 mmφ × 322 mm aluminum tube by a ring coating method to obtain a developing sleeve.
100 parts by weight of coating resin (manufactured by Mitsubishi Rayon, BR73)
57 parts by weight of a charge transport agent (manufactured by Takasago International Corporation, T405)
MoS₂129 parts by weight of powder (Mori Powder PS, manufactured by Sumiko Lubricant Co.)
25 parts by weight of graphite (CSP-E, manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.)
[0038]
[Example 2]
In Example 1, to 100 parts by weight of a copolymer of acrylic acid and MMA, 3 parts by weight of an isobutyl etherified melamine resin (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Beckamine G821-60) was added to form a coating resin. In the same manner as in Example 1 to obtain a developing sleeve.
[0039]
[Example 3]
In Example 1, the blending of graphite was omitted, and the coating resin, the charge transport agent and the MoS₂The developing sleeve was obtained by changing the amount of the powder as described below.
100 parts by weight of coating resin (manufactured by Mitsubishi Rayon, BR73)
25 parts by weight of a charge transport agent (manufactured by Takasago International Corporation, T405)
MoS₂50 parts by weight of powder (Mori Powder PS, manufactured by Sumiko Lubricant Co.)
[0040]
[Comparative Example 1]
The aluminum tube of Example 1 was used as a developing sleeve as it was.
[0041]
[Comparative Example 2]
In Example 1, the charge transport agent, MoS₂The addition of powder and graphite was omitted, and only a copolymer of acrylic acid and MMA was applied to an aluminum tube in the same manner as in Example 1 to obtain a developing sleeve.
[0042]
[Comparative Example 3]
In Example 1, the addition of the charge transport agent and graphite was omitted, and a copolymer of acrylic acid and MMA and MoS were added to the aluminum tube.₂The developing sleeve was obtained by applying the powder in the same manner as in Example 1 except that the amount of the powder was changed as follows.
100 parts by weight of coating resin (manufactured by Mitsubishi Rayon, BR73)
MoS₂50 parts by weight of powder (Mori Powder PS, manufactured by Sumiko Lubricant Co.)
[0043]
[Comparative Example 4]
In Example 1, the addition of the charge transport agent was omitted, and a copolymer of acrylic acid and MMA, MoS₂The developing sleeve was obtained by coating in the same manner as in Example 1 except that the amounts of the powder and graphite were changed as described below.
100 parts by weight of coating resin (manufactured by Mitsubishi Rayon, BR73)
MoS₂50 parts by weight of powder (Mori Powder PS, manufactured by Sumiko Lubricant Co.)
25 parts by weight of graphite (CSP-E, manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.)
[0044]
[Comparative Example 5]
In Comparative Example 3, a copolymer of acrylic acid and MMA and MoS₂The developing sleeve was obtained by changing the mixing ratio of the powder as follows.
100 parts by weight of coating resin (manufactured by Mitsubishi Rayon, BR73)
MoS₂250 parts by weight of powder (Sumiko Lubricant, Mori Powder PS)
[0045]
(Preparation of magnetic one-component negatively charged toner)
45.8 parts by weight of styrene / n-butyl acrylate copolymer
(Copolymerization ratio 80:20, Mw = 130,000, MI = 14, Tg = 59 ° C.)
Magnetic substance (hexahedral magnetite, particle size = 0.19 μm) 50 parts by weight
0.7 parts by weight of negative charge control agent (azo Cr dye)
2.7 parts by weight of low molecular weight polypropylene (softening point = 148 ° C)
0.5 parts by weight of low molecular weight polyethylene (softening point = 126 ° C)
[0046]
The above materials were pulverized and 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.
To 100 parts by weight of the toner particles, 1.0 part by weight of colloidal silica (R972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was externally added using a Henschel mixer to obtain a magnetic toner.
[0047]
(Image quality evaluation test under low temperature and low humidity environment)
The developing sleeves of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 and the magnetic one-component negatively charged toner were incorporated into a laser printer / copier copying machine (Fuji Xerox Co., Ltd., Able 1405, output at 40 sheets per minute). The image quality evaluation test was performed according to the specifications.
Process speed: 173mm / sec
Circumferential speed ratio of developing sleeve to photosensitive drum: 1.03
Development bias: V_DC= -300V, V_AC= 1.8 kV_pp(2.043 kHz square wave)
Charging blade material: polyurethane
Charging blade linear pressure: 0.30 N / cm
Potential of photosensitive drum: V_H= -420V, V_L= -120V
DRS (interval between photosensitive drum and developing sleeve): 200 μm
[0048]
In the image quality evaluation test, first, the charge amount of the toner on the sleeve after printing the black image (hereinafter, after black) and the charge amount of the toner on the developing sleeve after printing the white image (hereinafter, after white) were measured. The charge amount after black is the charge amount of toner corresponding to one rotation of the developing sleeve, the charge amount after white is the charge amount of toner after 15 rotations of the developing sleeve, and the difference between the charge amount after black / white is the ghost. Is the cause of The charge amount of the toner was measured with a coulomb meter after suctioning the toner from the developing sleeve.
Next, the toner on the developing sleeve was removed, and the residual potential on the developing sleeve surface after whitening was examined. The residual charge was measured with a surface electrometer manufactured by Monroe.
[0049]
The print image was taken out, and the initial image quality was evaluated visually. The evaluation of ghost was indicated by しない when no ghost was generated, and by X when the ghost was generated. In the evaluation of the scattering of the transfer toner, those in which the scattering was suppressed to the same degree as that of the aluminum pipe were represented by ○, and those worse than that were represented by x. The image density was measured with an X-Rite404A densitometer manufactured by Amtech. The results are shown in Table 1.
[0050]
[Table 1]

[0051]
(Result of determination of toner charge amount)
In Comparative Example 1 using the developing sleeve as it was, the toner charge amount greatly changed (from black to white) with the rotation speed of the developing sleeve. Comparative Example 2 using a developing sleeve in which only a coating resin made of a copolymer of acrylic acid and MMA was applied to an aluminum tube was found to be charged to the original negative polarity of the toner according to the characteristics of the coating resin. (Charge amount after white). Comparative Example 2 and MoS₂Comparing with Comparative Examples 3 and 5 in which the powder was added, it was found that the toner charge was reduced by the addition of the powder, and the toner charge characteristics were inverted when the amount of the powder was increased. I understand. From this, MoS₂It can be seen that the toner has the property of charging the toner in the opposite polarity, and that by adding an appropriate amount, the dependence of the toner charge on the number of times of frictional charging with the developing sleeve can be suppressed, and a stable charge can be secured.
[0052]
Next, comparing Example 3 in which the charge transporting agent and the powder were added to the above-mentioned coating resin and Comparative Example 3 in which the charge transporting agent was omitted from the comparison, the toner charge amount was increased by the addition of the charge transporting agent. This indicates that the charge transport agent has a property of charging the toner to its original polarity (negative). Further, comparing Example 1 with Example 2 in which a melamine resin is added thereto, it can be seen that the melamine resin also has the property of being charged to the original polarity (negative) of the toner.
[0053]
(Result of initial print quality determination)
A ghost occurred in the developing sleeve of Comparative Example 1 using the aluminum tube as it was. MoS₂In each of the developing sleeves of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 and 4 to which powder was added, no ghost was generated, no transfer toner was scattered, and in this respect, the developing sleeve was equivalent to the aluminum tube of Comparative Example 1. there were.
[0054]
The image densities of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were superior in solid black density to 1.50, but Comparative Example 2 showed a considerably low value, and Comparative Examples 3 and 4 were lower than 1.50. The value of was shown. This is because even if the toner charge amount of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 and 4 is optimized, in Comparative Examples 3 and 4 where the residual charge is present on the sleeve surface, the developability is marginalized and the solid black density is reduced. You can see it goes down. In Comparative Examples 3 and 4, the MoS₂Although powder and graphite have the property of suppressing the accumulation of residual charges, MoS is used to further reduce the residual potential as in Comparative Example 5.₂When the amount of the powder added is increased, the toner is charged to the opposite polarity, and the proper charge amount cannot be secured. However, as in Example 3, MoS₂It can be seen that when a charge transport agent is further added to Comparative Example 3 to which the powder is added, the accumulation of residual charges can be prevented without reducing the toner charge amount. From the comparison between Example 1 and Example 2, the toner charge amount can be adjusted by adding the melamine resin while preventing the accumulation of the residual charge.
[0055]
(Image quality durability test)
Next, an image quality evaluation test was performed on the developing sleeves of Examples 1 to 3 after continuous printing of 4000 sheets, and the results are shown in Table 2.
[0056]
[Table 2]

[0057]
(Result of image quality judgment after continuous printing of 4000 sheets)
In Examples 1 to 3, it can be seen that the initial charge amount and image quality are maintained even after printing 4000 sheets. These developing sleeves are all MoS₂Since the powder is dispersed, wear of the resin film is small, and MoS₂No contamination due to adhesion of toner and external additives was observed due to the lubricating action of No. 1.
[0058]
【The invention's effect】
According to the present invention, by adopting the above configuration, accumulation of residual charges can be prevented, a satisfactory image density can be obtained, and at the same time, generation of a development ghost and scattering of transfer toner can be prevented. Further, by adding a melamine resin to the coating resin, the charge amount of the toner can be appropriately adjusted. In addition, MoS₂By using a powder having a lubricating action such as that described above, the abrasion of the coating film can be significantly reduced, and contamination due to adhesion of toner and external additives can be prevented. Further, the minute toner is not buried in the uneven portion of the developing sleeve, and the effect of preventing the development ghost can be maintained for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a developing device.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the developing sleeve of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a print in which a positive ghost is generated by a conventional developing device.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a print in which a negative ghost has occurred by a conventional developing device.
[Explanation of symbols]
1 Development sleeve, 2 Magnet, 3 Toner hopper, 4 Charging blade, 5 Toner, 6 Drum, 7 Powder, 8 Coating, 10 Part of toner consumed on development sleeve, 11 Toner not developed on development sleeve.

Claims

An electrophotographic developing sleeve having a coating on a sleeve carrier, wherein the coating is obtained by dispersing a charge transporting agent and a conductive or semiconductive powder in a coating resin. Development sleeve.

2. The electrophotographic developing sleeve according to claim 1, wherein the coating resin is at least one resin selected from the group consisting of an acrylic resin, an epoxy resin, a phenolic resin, and a polycarbonate resin.

The developing sleeve for electrophotography according to claim 1, wherein a melamine resin is added to the coating resin.

4. The developing sleeve for electrophotography according to claim 3, wherein the amount of the melamine resin is 1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the coating resin.

The charge transport agent is at least one compound selected from the group consisting of a butadiene compound, a benzidine compound, a hydrazine compound and a triphenylamine compound. The method according to claim 1, wherein: Developing sleeve for electrophotography.

6. The developing sleeve for electrophotography according to claim 5, wherein the amount of the charge transporting agent is 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the coating resin.

The electrophotographic developing sleeve according to claim 1, wherein the conductive powder is at least one selected from the group consisting of MoS ₂ , WS ₂ , BN, and graphite.

The developing sleeve for electrophotography according to claim 1, wherein the conductive powder has an average particle size in a range of 0.05 to 5 μm.

The electrophotographic developing sleeve according to any one of claims 1 to 8 , wherein the amount of the conductive powder added is 2 to 220 parts by weight based on 100 parts by weight of the coating resin.