JP4989356B2 - 1成分現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
電子写真や静電記録等で採用される乾式現像方式には、トナー及びキャリアからなる2成分系現像剤を用いる方式と、キャリアを含まない1成分系現像剤を用いる方式とがある。前者の方式は、比較的安定して良好な画像が得られるが、キャリアの劣化並びにトナーとキャリアとの混合比の変動等が発生しやすいことから長期間にわたっての一定品質の画像は得られにくく、また、装置の維持管理性やコンパクト化に難点がある。そこで、こうした欠点を有しない後者の1成分系現像剤を用いる方式が注目されるようになっている。
このような課題を解決する為に後述するような現像ローラとトナーの付着力を低減させるための様々な改良が行われている。
特許文献2(特開平9−134100号公報)に記載の現像装置はループ状の除電シートを1×103〜1×108Ωの抵抗で使用している。
特許文献3(特開2005−75505号公報)に記載の現像装置は用いる除電シート抵抗率が1〜1×105Ω・cmである。
しかしこれらの特許文献1〜3に記載の方法では、荷電とリセットのバランスをうまくとることができない。
即ち、本発明は以下のとおりである。
(1)少なくとも静電潜像の形成された像担持体にワックス内添粉砕トナーを付着させ前記静電潜像を可視化する現像ローラと前記現像ローラに接触させてトナーが保持する電荷を除電する除電シートを有する1成分現像装置において、該除電シートの体積抵抗R(Ω・cm)とトナーのインピーダンスZ(Ω)が下記式(1)〜(3)の関係を満たし、かつトナー粒子間摩擦力が2.0〜2.5mNmであることを特徴とする1成分現像装置。
式(1) 10<Log10R<14
式(2) 8.00<Log10Z<10.70
式(3) −1.5×Log10R+23.5<Log10Z<−1.5×Log10R+31.0
(3)前記トナーの平均円形度が0.900〜0.930であり、かつ体積平均粒子径が6〜10μmであることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の1成分現像装置。
(4)トナーに加重を加えたときの変位から求められる空間率が56〜58%であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の1成分現像装置。
(5)少なくとも、前記(1)〜(4)のいずれかに記載の1成分現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
(6)少なくとも、前記(1)〜(4)のいずれかに記載の1成分現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
ここで、トナーの電気特性を交流で測定するのは実際の実機挙動に近い電気特性が得られるからである。トナーは実機内で回転したり様々な部位と接触することで電荷のやり取りをしていると考えられるため、交流によるインピーダンス測定の方がより実機挙動に近い電気特性が得られると考えている。
式(1) 10<Log10R<14
式(2) 8.00<Log10Z<10.70
式(3) −1.5×Log10R+23.5<Log10Z<−1.5×Log10R+31.0
Log10Zが8.00より小さいとトナーインピーダンスが低いためトナー帯電量が低く、かつ除電量が大きい。その結果、電荷を持たないトナー量が増加してしまうためトナー飛散量が増加する。また、10.70より大きいとトナーインピーダンスが高いためトナー帯電量が高く、かつ除電されにくいため現像ローラ上のトナーリセット性が低下する。
さらにLog10Zが−1.5×Log10R+23.5より小さいとトナー帯電量が低く、かつ除電量が大きい。その結果、電荷を持たないトナー量が増加してしまうためトナー飛散量が増加する。また、−1.5×Log10R+31.0より大きいとトナーインピーダンスが高いためトナーの電荷を効率よく除電できず、トナーリセット性が低下する。
トナーのインピーダンスは、例えば荷電制御剤の添加量で調整することができる。荷電制御剤の量が多くなるとトナーインピーダンスは低下する傾向がある。また、荷電制御剤の分散径などを変えることによりインピーダンスが変化し、高分散で高インピーダンスの傾向がある。
トナーインピーダンスは、トナー3.0gを6MPaで30秒間加圧したペレットを液体用セル(東陽テクニカ製12964A型液体測定用セル)に投入して7.5Nで加圧した状態において測定した。測定は電圧0.1V、周波数を100Hz〜10000Hzまで変化させて、周波数ごとの抵抗成分と静電容量成分のデータをフィッティングして抵抗成分R2を算出した。
解析は市販のソフトを用いこるとが可能で、本実施例においては東陽テクニカ販売のZplotを使用し、図2に示す等価回路を指定して解析した。
図2は等価回路を示し、R1及びR2は抵抗成分、C1は静電容量成分を示す。
トナー粒子摩擦力は、外添剤量と処理条件等で調節することができる。外添剤粒径が大きいとトナー粒子間摩擦力が大きくなり、外添剤量が少ないとトナー粒子間摩擦力が大きくなる。
圧密ゾーンは、粉体を入れる容器216、その容器を上下させる昇降ステージ218、圧密させるピストン215、そのピストンに荷重を加えるおもり214等から構成される。
この構成例では、粉体を入れた試料容器216を上昇させ、圧密用のピストン215に接触させ、さらに上昇させてピストン215におもり214の荷重が全てかかるようなおもり214が支持板219より浮いた状態になるようにし、一定時間放置する。その後、粉体を入れた容器216が載せてある昇降ステージ218を下げて、ピストン215を粉体表面から離す。
本発明では、粉体を入れる容器216は、内径φ60mmで、圧密を完了した粉体の高さが、25〜28mmとなるようにした。
円錐ロータ212をシャフトの先端に取り付け、そのシャフト自体を上下方向に移動しないように固定する。
粉体を入れた試料容器ステージは、昇降機によって上下できるようにして、ステージの中央部に粉体を入れた容器216を置くようにし、容器を上げることによって、容器の中央に円錐ロータ212が回転しながら侵入してくるようにする。
円錐ロータ212にかかるトルクを上部にあるトルクメータ211によって検出し、また粉体の入った容器216にかかる荷重を容器の下にあるロードセル213によって検出し、さらに円錐ロータ212の移動量は、位置検出器で行なう。
この構成は一例であり、シャフト自体を昇降機により上下させたりするなどできるような他の構成でも適用できる。
円錐ロータ212の材質面とトナー粒子との摩擦成分を測定するのではなく、トナー粒子とトナー粒子との摩擦成分を測定している。
円錐ロータ212の材質としては、特に限定的でなく、加工しやすくて、表面が固く、変質しないものが好ましく、さらに帯電性を帯びない材質が適している。具体例として、SUS、Al、Cu、Au、Ag、黄銅等を挙げることができる。
T=μ・σ・h3・m
(mは定数)
となり、この式によりトナー粒子間摩擦力μを求めることができる。
トナー粉体のトルクおよび荷重は、円錐ロータの回転速度、即ち毎分当たりの回転数(以下、回転数と略記。単位はrpm)や円錐ロータの侵入速度により変化する。そこで、測定の精度を上げるために、トナー粒子同士の微妙な接触状態が測定出来るように、円錐ロータ212の回転数や侵入速度を下げて測定するようにした。そのため、測定条件は以下のようになった。
円錐ロータの回転数 :0.1〜100rpm
円錐ロータの侵入速度:0.5〜150mm/min
本発明では以下の条件で測定を行った。
・円錐ロータの回転数 1.0rpm
・円錐ロータの侵入速度 1.0mm/min
・トナー層の加圧 0.1kg/cm2以上で60秒以上加圧
・円錐ロータ形状 円錐の頂角が60°
・円錐ロータの進入深さ 20mm
ε=(V−M/ρ)/V
(ここで、εは空間率、Mは測定容器に充填したトナー粉体の質量、ρはトナー粉体の真比重、そしてVはトナー層の容積である。)
トナー層の容積は、トナー粉体を入れた容器上面から66g/cm2の加重を加えた後、レーザ変位計を用いてトナー層高さを計測することで求めることができる。
通常、トナーはトナー粒子だけでなく、シリカや酸化チタン等の無機有機添加剤を適宜混合して使用される。前述の母体トナーの特性だけでなく、添加剤混合後の特性を調整するとクリーニング特性がより安定する。
10倍に希釈した界面活性剤溶液30ccにトナー2gを入れ十分に馴染ませた後、超音波ホモジナイザーを用いて40Wで1分間エネルギーを与えて、トナーを分離、洗浄後、乾燥させる処理を行い、蛍光X線分析装置を用いて処理前後の無機粒子の付着量の比を算出することにより得られる。蛍光X線分析は島津製作所社製波長分散型蛍光X線分析装置XRF1700を用いて上記処理により得られた乾燥トナーと処理前のトナーをそれぞれ2gに1N/cm2の力を60秒間加えてトナーペレットを作成して無機微粒子固有の元素(たとえばシリカの場合はケイ素)を検量線法により定量する。
58%より大きいとトナー粒子としての動きがスムーズでないため除電ニップにトラップされやすくなるため除電シート固着になりやすい。
バインダー樹脂の種類は特に制限されず、フルカラートナーの分野で公知のバインダー樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂、COC(環状オレフィン樹脂(例えば、TOPAS−COC(Ticona社製)))等であってよいが、現像器内での耐ストレス性の観点から、ポリエステル系樹脂を使用することが好ましい。
より好ましい第1バインダー樹脂は、ビニル系ポリエステル樹脂、特にポリエステル樹脂の原料モノマーとしてビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸およびコハク酸を用い、ビニル系樹脂の原料モノマーとしてスチレンおよびブチルアクリレートを用い、両反応性モノマーとしてフマル酸を用いて得られたビニル系ポリエステル樹脂である。
より好ましい第2バインダー樹脂は上述した多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させて得られたポリエステル樹脂、特に多価アルコール成分としてビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物を用い、多価カルボン酸成分としてテレフタル酸およびフマル酸を用いて得られたポリエステル樹脂、または上記ビニル系ポリエステル樹脂である。
一般に、ワックスの極性が低いほうが定着部材ローラとの離型性に優れている。
本発明に用いられるワックスは、極性の低い炭化水素系ワックスである。
(炭化水素系ワックス)
炭化水素系ワックスとは、炭素原子と水素原子のみからなるワックスであり、エステル基、アルコール基、アミド基などを含まない。具体的な炭化水素系ワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンの共重合体、などのポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油ワックス、フィッシャートロプシュワックス、などの合成ワックスなどが挙げられる。このうち、本発明において好ましいものは、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスであり、さらに好ましくはポリエチレンワックス、パラフィンワックスである。
本発明におけるワックスの融点は、示差走査型熱量計(DSC)にて測定される昇温時のワックスの吸熱ピークであり、70℃〜90℃の範囲にあることが好ましい。90℃よりも高いと、定着プロセスにおけるワックスの溶融が不十分になり、定着部材との分離性が確保できなくなる。また70℃よりも低いと、高温高湿環境においてトナー粒子同士が融着するなど、保存安定性に問題が生じる。低温での定着分離性に余裕を持たせるためには、ワックスの融点は70℃〜85℃がより好ましく、さらに好ましくは70℃〜80℃の範囲である。
また、示差走査型熱量計(DSC)にて測定される昇温時のワックス吸熱ピークの半値幅は、7℃以下であることが好ましい。本発明におけるワックスの融点は比較的低いため、吸熱ピークがブロード、つまり低温域から溶融するようなワックスは、トナーの保存安定性に悪影響を及ぼす。
トナー粒子中における第1バインダー樹脂(内添ワックス重量を含む)と第2バインダー樹脂の含有割合は重量比で20/80〜45/55、好ましくは30/70〜40/60である。第1バインダー樹脂が少なすぎると分離性、耐高温オフセット性が低下して問題となる。第1バインダー樹脂が多すぎると光沢性、耐熱保管性が低下する。
より好ましくは上記のような重量比で使用された第1バインダー樹脂と第2バインダー樹脂からなるバインダー樹脂の軟化点は100〜125℃、特に105〜125℃である。本発明においてはワックスが内添された第1バインダー樹脂と第2バインダー樹脂からなるバインダー樹脂の軟化点が上記範囲内であればよい。
第1バインダー樹脂はテトラヒドロフラン(THF)に不溶な成分を含有していることが、耐高温オフセット性の観点から好ましい。ワックス内添第1バインダー樹脂中でのTHF不溶成分含有量で0.1〜15重量%、特に0.2〜10重量%、さらに0.3〜5重量%が好ましい。
本発明で使用される着色剤としては、従来からフルカラートナーの着色剤として使用されている公知の顔料及び染料が使用可能である。例えば、カーボンブラック、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、銅フタロシアニン、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・レッド184、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・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー74、C.I.ソルベント・イエロー162、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー185、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を挙げることができる。トナー粒子中における着色剤の含有量としては全バインダー樹脂100重量部に対し2〜15重量部の範囲が好ましい。着色剤は、使用される第1バインダー樹脂と第2バインダー樹脂との混合バインダー樹脂中に分散されたマスターバッチの形態で使用されることが分散性の観点から好ましい。マスターバッチの添加量は含有される着色剤の量が上記範囲内となるような量であればよい。マスターバッチ中の着色剤含有率は20〜40重量%が好適である。
本発明のトナーにおいて、従来からフルカラートナーで使用されている公知の荷電制御剤を用いても良い。
例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
本発明では、流動性や現像性を補助するための外添剤として様々な無機微粒子を用いることができる。
無機微粒子の具体例としては、例えば酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、酸化チタン、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
本発明のトナーは、上記炭化水素系ワックスが内添された第1バインダー樹脂、第2バインダー樹脂、および着色剤を従来の方法で混合、混練、粉砕、分級し、所望の粒径を有するトナー粒子(着色樹脂粒子)を得、外添剤と混合することにより得ることができる。
現像ローラには、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面にはトナーと逆の極性に帯電しやすい材料から成る表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、層規制部材との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止するために、JIS−Aで60度以下の硬度に設定される。表面粗さはRaで0.3〜2.0μmに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。現像ローラは時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを層規制部材および感光体との対向位置へと搬送する。
層規制部材は供給ローラと現像ローラの当接位置よりも低い位置に設けられる。層規制部材は、SUSやリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ表面に20〜50N/mの押圧力で当接させたもので、その押圧下を通過したトナーを薄層化するとともに摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに層規制部材には摩擦帯電を補助するために、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。
本発明で用いる現像ローラは、例えば、導電性シャフトの外周にゴム弾性体を被覆することにより製造される。導電性シャフトは、例えば、ステンレスなどの金属で構成される。
本発明の除電シートは、以下のようにして製造できるが、以下はあくまで1例であり、特に制限を受けるものでない。
まず、原料であるが樹脂と導電性付与材からなる。
樹脂は特に制限を受けるものではないが、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、エチレン・テトラフルオロエチレンなどが挙げられる。
次に導電性を付与するために、配合される導電性フィラーとしては導電性、半導電性等の微粉末ならば特に制限はないが、ケッチェンブラック(コンタクチィブファーネス系カーボンブラック)、アセチレンブラック等のカーボンブラック、酸化第2錫、酸化インジウム、チタン酸カリウム、チタン酸ブラック、チタン酸ウィスカー等の導電性、半導電性の微粉末を例示でき、特に制限はない。かかる導電性フィラーの使用量は特に制限されず、体積電気抵抗値に応じ適宜選択すればよいが、通常では使用量の全重量に対し5〜20重量%程度配合すればよい。また、体積電気抵抗値を安定化させるためには、導電性カーボンと金属酸化物を組み合わせて使用すればよい場合もあるが、このことに特に制限はない。
このようにして得られるフイルムを、所定の長さで順次切断することにより、除電シートを得ることができる。
現像装置は、トナーを収容するトナー収容室(101)と、トナー収容室(101)の下方に設けられたトナー供給室(102)から構成され、トナー供給室(102)の下部には、現像ローラ(103)と、現像ローラ(103)に当接して設けられた層規制部材(104)および供給ローラ(105)が設けられる。現像ローラ(103)は感光体ドラム(2)に接触して配置され、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。トナー収容室(101)内にはトナー攪拌部材(106)が設けられ、反時計回りの方向で回転する。トナー攪拌部材(106)は軸方向において、その先端部が開口部近傍を通過しない部分(106A)では、回転駆動によるトナー搬送面の面積を大きくしてあり、収容されたトナーを充分に流動させ攪拌する。また、その先端部が開口部近傍を通過する部分(106B)では、回転駆動によるトナー搬送面の面積を小さくした形状をしてあり、過剰な量のトナーを開口部(107)へ導くことを防止している。開口部(107)近傍のトナーは、トナー攪拌部材(106B)によって適度にほぐされ、自重によって開口部(107)を通過しトナー供給室(102)へと落下移動する。供給ローラ(105)の表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室(102)内に運ばれてきたトナーを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ(103)との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止している。発泡材料は103〜1014Ωの電気抵抗値に設定される。供給ローラ(105)には、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の供給バイアスが印加される。この供給バイアスは、現像ローラ(103)との当接部で予備帯電されたトナーを現像ローラ(103)に押し付ける方向に作用する。ただし、オフセットの方向はこれに限ったものではなく、トナーの種類によってはオフセットを0もしくはオフセットの方向を変えてもよい。供給ローラ(105)は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーを現像ローラ(103)の表面に塗布供給する。現像ローラ(103)には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面にはトナーと逆の極性に帯電し易い材料からなる表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、感光体ドラム(2)との接触状態を均一に保つ為に、JIS−Aで50度以下の硬度に設定され、さらに現像バイアスを作用させるために103〜1010Ωの電気抵抗値に設定される。表面粗さはRaで0.2〜2.0μmに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。現像ローラ(103)は反時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを層規制部材(104)および感光体ドラム(2)との対向位置へと搬送する。層規制部材(104)は、SUS304CSPやSUS301CSPまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ(103)表面に10〜100N/mの押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過したトナーを薄層化すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに層規制部材(104)には、摩擦帯電を補助する為に、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。感光体ドラム(2)は時計回りの方向に回転しており、従って現像ローラ(103)表面は感光体ドラム(2)との対向位置において感光体ドラム(2)の進行方向と同方向に移動する。薄層化されたトナーは、現像ローラ(103)の回転によって感光体ドラム(2)との対向位置へ搬送され、現像ローラ(103)に印加された現像バイアスと感光体ドラム(2)上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体ドラム(2)表面に移動し現像される。感光体ドラム(2)上に現像されずに現像ローラ(103)上に残されたトナーが再びトナー供給室(102)内へと戻る部分には、除電シート(108)が現像ローラ(103)に当接して設けられている。
ビニル系モノマーとして、スチレン600g、アクリル酸ブチル110g、アクリル酸30g及び重合開始剤としてジクミルパーオキサイド30gを滴下ロートに入れた。ポリエステルの単量体のうち、ポリオールとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1230g、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン290g、イソドデセニル無水コハク酸250g、テレフタル酸310g、無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸180g及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド7g、ワックスとしてパラフィンワックス(融点73.3℃、示差走査型熱量計で測定される昇温時の吸熱ピークの半値幅は4℃)を340g(仕込モノマー100重量部に対して11.0重量部)、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、160℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を一時間かけて滴下した。160℃に保持したまま2時間付加重合反応を熟成させた後、230℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂H1を得た。樹脂軟化点は130℃であった。
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン2210g、テレフタル酸850g、無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸120g及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド0.5gを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下230℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂L1を得た。樹脂軟化点は115℃であった。
第1および第2バインダー樹脂からなるバインダー樹脂100質量部(第1バインダー重量111に対して第2バインダー重量100の割合)に対して、LR−147(日本カーリット社製)を1.75部、C.I.Pigment Red 57−1を4質量部含有相当のマスターバッチをヘンシェルミキサーで十分混合した後、2軸押し出し混練機(PCM−30:池貝鉄工社製)を使用して、溶融混練し、得られた混練物を冷却プレスローラーで2mm厚に圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機(KTM:川崎重工業社製)で平均粒径10〜12μmまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機(IDS:日本ニューマチックエ業社製)で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機(ティープレックス型分級機タイプ:100ATP:ホソカワミクロン社製)を使用して分級を行い、着色粒子1を得た。この着色粒子1の粒子径は7.5μmであった。
荷電制御剤添加量と分級回転数以外は着色粒子1と同じ条件にして着色粒子2〜11を得た。
また、着色粒子2における第1および第2バインダー樹脂からなるバインダー樹脂100重量部の組成を、以下のように変えた以外は着色粒子2と同様にして着色粒子12、13を得た。
着色粒子12
第1バインダー重量29に対して第2バインダー重量100の割合
着色粒子13
第1バインダー重量256に対して第2バインダー重量100の割合
粒径40nm 日本アエロジル RX50
粒径120nm 信越化学 X−24
粒径18nm 日本アエロジル R972
除電シートの作製
ポリフッ化ビニリデン系樹脂95重量%及びアセチレンブラック5重量%を、窒素ガス雰囲気中でハイブリゼイションシステムによりブレンドし、得られたブレンド物を引き続き窒素ガス雰囲気中で2軸スクリューを有する押出機を用いてペレット状原料に作製した。このペレット状原料をL/D=29の65mmφ押出機に投入し、ギヤーポンプを通じて溶融押出した。次いで、フィルムを規制して冷却し厚み0.12mmのフィルムを成膜した。こして得たフィルムを所望の寸法に切断して、幅230mm、高さ15mm厚さ0.12mmの除電シートを得た。この除電シートの体積電気低抗値は100V電圧を印加した時に1.6×1012Ω・cmであった。
評価項目と評価基準を以下に示す。評価は、印字率1%1P/Jのモードで、30℃80%環境下3000枚ランニングした後に行った。
・ ハーフムラ:ハーフ画像を採取後ムラ画像を目視評価
○ 問題なし
× 品質上問題あり
・トナーこぼれ:除電シート取り付け部材上のトナーこぼれを目視評価
○ 問題なし
× 品質上問題あり
・ 固着:ハーフ画像上の縦白スジ発生の有無を評価
○ 0本
× 1本以上
・分離性:ベタ画像採取時の定着システムにおける紙の巻きつきを評価
○ 巻きつきは無く通過
× ローラに巻きつきジャム
・トナー飛散:30℃80%環境で3000枚ランニングした後の機内汚れを目視評価
○ 機内汚れ無し
× 機内汚れ有り
・ハーフキメ:ハーフ画像採取時の濃淡ムラを目視評価
○ 問題なし
× 濃淡のムラがあり品質上問題有り
トナーとして表2に記載のマゼンタトナーを用い、除電シートとして、実施例1の除電シートの作製における導電性材料であるアセチレンブラックの量を表2記載の量に変えた以外は実施例1の除電シートと同様に作製した除電シートを用い、実施例1と同様に評価した。トナー及び除電シートの特性を表2に、評価結果を表3に示す。
101 トナー収容室
102 トナー供給室
103 現像ローラ
104 層規制部材
105 供給ローラ
106 トナー攪拌部材
107 開口部
108 除電シート
Claims (6)
- 少なくとも静電潜像の形成された像担持体にワックス内添粉砕トナーを付着させ前記静電潜像を可視化する現像ローラと前記現像ローラに接触させてトナーが保持する電荷を除電する除電シートを有する1成分現像装置において、該除電シートの体積抵抗R(Ω・cm)とトナーのインピーダンスZ(Ω)が下記式(1)〜(3)の関係を満たし、かつトナー粒子間摩擦力が2.0〜2.5mNmであることを特徴とする1成分現像装置。
式(1) 10<Log10R<14
式(2) 8.00<Log10Z<10.70
式(3) −1.5×Log10R+23.5<Log10Z<−1.5×Log10R+31.0
(但し、前記トナーインピーダンスは次のようにして得られる値である。
トナー3.0gを6MPaで30秒間加圧したペレットを液体用セル(東陽テクニカ製12964A型液体測定用セル)に投入して7.5Nで加圧した状態において測定する。測定は電圧0.1V、周波数を100Hz〜10000Hzまで変化させて、周波数ごとの抵抗成分と静電容量成分のデータをフィッティングして算出する。) - 前記トナーのワックス含有量が3.0〜7.0質量%であり、オイルを用いない定着システムを有する画像形成装置に用いることを特徴とする請求項1に記載の1成分現像装置。
- 前記トナーの平均円形度が0.900〜0.930であり、かつ体積平均粒子径が6〜10μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の1成分現像装置。
- トナーに加重を加えたときの変位から求められる空間率が56〜58%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の1成分現像装置。
- 少なくとも、請求項1〜4のいずれかに記載の1成分現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 少なくとも、請求項1〜4のいずれかに記載の1成分現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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