JP4290516B2 - 現像方法及び現像装置 - Google Patents
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Description
逆にキャリア粒径が小さすぎると、現像ローラの中の磁石によって生じる磁場から受ける磁気的拘束力が弱まり、キャリアが潜像坦持体に付着してしまうというキャリア付着の問題が生じる。
このように、架橋性オルガノポリシロキサン樹脂を適用しようとする試みは数多いものの、その性能は未だに実用レベルの感光体にはほど遠い状況にあるのが実体である。
〔1〕 少なくとも現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなり、該磁石ローラが現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を備える現像装置を用いて、少なくとも着色剤含有樹脂粒子を有するトナーと、キャリアとを含有する二成分系現像剤を、前記現像剤汲み上げ磁極により現像剤担持体に汲み上げると共に、前記主磁極により現像剤担持体上に磁気ブラシを形成し、前記現像剤搬送磁極により潜像担持体に現像剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像方法において、前記キャリアの重量平均粒径が35〜55μmであると共に、22μmより小さい粒径のキャリア粒子が0〜15%、88μmより大きい粒径のキャリア粒子が0〜5%であり、該キャリアの芯材の表面にはシリコーン樹脂を主成分とする樹脂からなる被覆層が形成され、該被覆層にはカーボンブラックが4〜20%含有されており、且つ前記潜像担持体が導電性基体上に少なくとも感光層及び表面保護層とを順次積層してなる電子写真感光体であり、該感光体の表面保護層が少なくとも放射線架橋剤と電荷輸送物質を含有すると共に、酸素濃度5%以下の雰囲気で放射線架橋されていることを特徴とする現像方法。
〔2〕 該キャリアの1000エルステッドの印加磁場に対する飽和磁化が、40〜120emu/gであることを特徴とする前記〔1〕に記載の現像方法。
〔3〕 少なくとも現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなり、該磁石ローラが現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を備える現像装置を用いて、少なくとも着色剤含有樹脂粒子を有するトナーと、キャリアとを含有する二成分系現像剤を、前記現像剤汲み上げ磁極により現像剤担持体に汲み上げると共に、前記主磁極により現像剤担持体上に磁気ブラシを形成し、前記現像剤搬送磁極により潜像担持体に現像剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置において、前記潜像担持体が導電性基体上に少なくとも感光層及び表面保護層とを順次積層してなる電子写真感光体であり、該感光体の表面保護層が少なくとも放射線架橋剤と電荷輸送物質を含有すると共に、酸素濃度5%以下の雰囲気で放射線架橋されていることを特徴とする現像装置。
〔4〕 該感光体の表面保護層に含有される電荷輸送物質の含有量が30重量%以上50重量%以下であることを特徴とする前記〔3〕に記載の現像装置。
請求項2に係わる発明によれば、請求項1に係わる発明の効果がさらに向上する。
請求項3に係わる発明によれば、感光体の耐磨耗性を向上することにより、長期にわたって高画質を維持できる現像装置を提供することができる。
請求項4に係わる発明によれば、感光体の表面保護層に含有される電荷輸送物質の含有量を30重量%以上50重量%以下とすることで、十分な光減衰時間を得ることができ、かつ電荷輸送物質が架橋剤の架橋反応を妨げることがない感光体を有する現像装置を提供することができる。
図1は本発明の現像装置を適用した画像形成装置の概略図である。潜像坦持体としての感光体ドラム11の周囲には、ドラム回転方向に沿って帯電装置12、露光装置14、現像装置15、転写装置16、クリーニング装置17が配置されている。なお、図では周辺装置を省略している。
現像剤9は、現像装置内での攪拌作用によって摩擦帯電され、プラス帯電したキャリアのまわりにマイナス帯電したトナーが付着する。そして、図示しないモータによりパドルが反時計回りに回転すると、本体ケース6内部の現像剤9がパドル8により現像スリーブ4に搬送される。このとき、現像剤9は現像ローラ内部の磁石による磁力によって現像スリーブ4表面に引き付けられ、磁気ブラシを形成する。次にドクターブレード5により層厚を規制された現像剤9は、感光体に最近接する部位まで搬送され、トナーが静電潜像に電気的に付着する。
本発明に用いるキャリアは重量平均粒径が35〜55μmである。そして、該キャリアの粒度分布においては、22μmより小さい粒径のキャリア粒子が0〜15%、好ましくは0〜10%、より好ましくは0〜6%であり、また88μmより大きい粒径のキャリア粒子が0〜5%、好ましくは0〜3%である。この粒度分布の制御は、例えば小さいキャリア粒子は気流分級により、大きいキャリア粒子はメッシュによって行うことができる。
キャリアの重量平均粒径が35μm未満では、キャリアが潜像担持体上に付着され易くなり、潜像担持体やクリーニングブレードや帯電ローラを傷つけ易くなる。一方、キャリアの重量平均粒径が55μmより大きいと、特に小粒径トナーとの組合せにおいては、キャリアのトナー保持能力が低下し、ベタ画像の濃度ムラ、トナー飛散、地汚れ等が発生しやすくなる。
そこで、本発明においては現像剤として高い流動性を確保する事が重要であり、現像剤の流動性確保の手段として、流動性の高い被覆樹脂を選択すること、及び球形度等を調整することが好ましい。
本発明においては、キャリアの形状をワーデルの実用球形度Ψwで規定する。本発明におけるワーデルの実用球形度Ψwは、式Ψw=(粒子の投影面積に等しい円の直径)/(粒子の投影像に外接する最小円の直径)で求められる値である。本発明のキャリアはΨwが0.6以上であることが好ましく、より好ましくはΨwが0.75以上であり、理想的にはΨw=1.0である。この範囲を超えて球形から外れた異形化キャリアにおいては、前述の様に現像剤の流動性および撹拌効率に問題を生じることがある。
本発明ではキャリアの飽和磁化(1000エルステッドの印加磁場に対して)が70〜120emu/gのとき、特にハーフトーン画像の均一性や階調再現性にすぐれていることに加え、比較的磁化が高いことからトナーに対して摩擦帯電量の付与効果が高く、トナー飛散や地汚れに対する改善効果がより高くなる。
(1)キャリアの磁気特性:測定装置は、BHU−60型磁化測定装置(理研測定社製)を用いる。具体的には、測定試料は約1.0g秤量し、内径φ7mm、高さ10mmのセルにつめ、前記の測定装置にセットする。測定は印加磁場を徐々に加え最大3000エルステッドまで変化させる。次いで印加磁場を減少せしめ、最終的に記録紙上に試料のヒステリシスカーブを得る。これより、飽和磁化を求める。
(2)キャリアの粒度分布の測定:測定装置は、マイクロトラック粒度分析計(日機装社製)のSRAタイプを使用し、0.7〜125μmのレンジ設定で行う。
(3)トナー粒度測定:粒度分布については、種々の方法によって測定できるが、本発明においてはコールターカウンターを用いて行う。
図3は本発明で用いられる積層型電子写真感光体の概略断面図である。図4は本発明で用いられる他の積層型電子写真感光体の概略断面図である。
電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2、4、7−トリニトロ−9−フルオレノン、2、4、5、7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2、4、5、7−テトラニトロキサントン、2、4,8−トリニトロチオキサントン、2、6、8−トリニトロ−4H−インデノ〔1、2−b〕チオフェン−4オン、1、3、7−トリニトロジベンゾチオフェン−5、5−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよく、2種以上の混合物として用いてもよい。
電荷輸送層34の厚さは、5〜30μmの範囲で所望の感光体特性に応じて適宜選択すればよい。
下引き層の膜厚は、0〜5μmが適当である。
(d)HEA/TDI/HDO/ADA/HDO/TDI/HEA
(e)ビスフェノールA−エピクロルヒドリン型/アクリル酸
(h)
(i)
1.ベンゾインエーテル
イソブチルベンゾインエーテル
イソプロピルベンゾインエーテル
ベンゾインエチルエーテル
ベンゾインメチルエーテル
2.α−アシロキシムエステル
1−フェニル−1
2−プロパンジオン−2−(o−エトキシシカルボニル)オキシム
3.ベンジルケタール
2、2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンベンジル
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
4.アセトフェノン誘導体
ジエトキシアセトフェノン
2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン
5.ケトン−(ケトン−アミン系)
ベンゾフェノン
クロロチオキサントン
2−クロロチオキサントン
イソプロピルチオキサントン
2−メチルチオキサントン
塩素置換ベンゾフェノン
該紫外線照射装置は、光源、灯具、電源、冷却装置、搬送装置から構成されている。光源には水銀ランプ、メタルハライドランプ、カリウムランプ、水銀キセノンランプ、フラッシュランプがあるが、前記した光重合開始剤及び光重合促進剤の紫外線吸収波長に対応した発光スペクトルを有する光源を使用すればよい。また紫外線照射条件については、架橋剤を架橋するために必要な照射エネルギーに応じてランプ出力、搬送速度を決めればよい。紫外線照射時に発生したラジカルは数時間残留するため滞留時間を設けることにより残留モノマーの反応が進むことが確認されている。
また、電子線を用いる場合も酸素阻害やオゾン発生等より酸素濃度は2%以下とする必要がある。
フェノール系化合物:2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、n−オクタデシル−3−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]グリコールエステル、トコフェロール類等。
リン酸エステル系可塑剤:リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニル等。
炭化水素系化合物:流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレン等。
ベンゾフェノン系紫外線吸収剤:2−ヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2,4,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2−ジヒドロキシ4−メトキシベンゾフェノン等。
現像ギャップ :0.40mm
汲上量 :50mg/cm2
感光体線速 :245mm/s
スリーブ線速 :370mm/s
トナー粒径 :4.5μm粉砕トナー
トナー濃度 :キャリアのトナー被覆率40%に調整)
帯電量 :−20μC/g
電子写真感光体A
直径30mmのアルミニウム基体上に、下記組成の下引き層塗工液、電荷発生層塗工液、電荷輸送層塗工液を、その順に塗布、乾燥し、3.5μmの下引き層、0.15μmの電荷発生層、20μmの電荷輸送層を積層し電子写真感光体Aを作成した。このとき各層の塗工は浸漬塗工法により行なった。
〔下引き層塗工液〕
二酸化チタン粉末 400部
メラミン樹脂 65部
アルキッド樹脂 120部
2−ブタノン 400部
〔電荷発生層塗工液〕
チタニルフタロシアニン 7部
ポリビニルブチラール 5部
2−ブタノン 400部
〔電荷輸送層塗工液〕
ポリカーボネート 10部
下記構造式(化10)の電荷輸送物質 8部
テトラヒドロフラン 200部
電子写真感光体Aに下記組成の保護層塗工液をスプレー法により塗布、乾燥、硬化し5μmの保護層を積層して電子写真感光体を作製した。このときの硬化条件は紫外線線照射装置としてアイグラフィック社製紫外線照射装置を用い、酸素濃度5%の雰囲気で120W/cmのメタルハライド型紫外線ランプを用いラインスピード8m/minにて紫外線照射を行い感光体Bを作成した。
〔保護層塗工液〕
トリメチロロプロパントリアクリレート(日本化薬社製TMPTA) 10部
上記構造式(化10)の電荷輸送物質 7部
イルガキュア184(日本チバガイギ社ー製) 0.5部
テトラヒドロフラン 700部
シクロヘキサノン 200部
5 ドクターブレード
6 本体ケース
8 パドル
9 現像剤
11 感光体ドラム
12 帯電装置
14 露光装置
15 現像装置
16 転写装置
17 クリーニング装置
20 剤離れ磁極
21 汲み上げ磁極
22 主磁極
23 合成磁束密度
31 導電性支持体
32 感光層
33 電荷発生層
34 電荷輸送層
35 表面保護層
Claims (4)
- 少なくとも現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなり、該磁石ローラが現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を備える現像装置を用いて、少なくとも着色剤含有樹脂粒子を有するトナーと、キャリアとを含有する二成分系現像剤を、前記現像剤汲み上げ磁極により現像剤担持体に汲み上げると共に、前記主磁極により現像剤担持体上に磁気ブラシを形成し、前記現像剤搬送磁極により潜像担持体に現像剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像方法において、前記キャリアの重量平均粒径が35〜55μmであると共に、22μmより小さい粒径のキャリア粒子が0〜15%、88μmより大きい粒径のキャリア粒子が0〜5%であり、該キャリアの芯材の表面にはシリコーン樹脂を主成分とする樹脂からなる被覆層が形成され、該被覆層にはカーボンブラックが4〜20%含有されており、且つ前記潜像担持体が導電性基体上に少なくとも感光層及び表面保護層とを順次積層してなる電子写真感光体であり、該感光体の表面保護層が少なくとも放射線架橋剤と電荷輸送物質を含有すると共に、酸素濃度5%以下の雰囲気で放射線架橋されていることを特徴とする現像方法。
- 該キャリアの1000エルステッドの印加磁場に対する飽和磁化が、40〜120emu/gであることを特徴とする請求項1に記載の現像方法。
- 少なくとも現像剤担持体を有し、該現像剤担持体が非磁性スリーブと当該スリーブ内に固定配置された磁石ローラとからなり、該磁石ローラが現像剤汲み上げ磁極、現像剤搬送磁極、現像剤穂立ちのための主磁極を備える現像装置を用いて、少なくとも着色剤含有樹脂粒子を有するトナーと、キャリアとを含有する二成分系現像剤を、前記現像剤汲み上げ磁極により現像剤担持体に汲み上げると共に、前記主磁極により現像剤担持体上に磁気ブラシを形成し、前記現像剤搬送磁極により潜像担持体に現像剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置において、前記潜像担持体が導電性基体上に少なくとも感光層及び表面保護層とを順次積層してなる電子写真感光体であり、該感光体の表面保護層が少なくとも放射線架橋剤と電荷輸送物質を含有すると共に、酸素濃度5%以下の雰囲気で放射線架橋されていることを特徴とする現像装置。
- 該感光体の表面保護層に含有される電荷輸送物質の含有量が30重量%以上50重量%以下であることを特徴とする請求項3に記載の現像装置。
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