JP5213726B2 - 現像ローラ、それを用いた現像装置、プロセスカートリッジ及び電子写真用画像形成装置 - Google Patents
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Description
該中空樹脂粒子は、
その個数平均粒径が0.3μm以上3.0μm以下であり、
温度25℃での弾性係数Aが3.0×10-4N/μm以上0.1N/μm以下であり、
該弾性係数Aと、温度40℃での弾性係数Bの比(B/A)が1.1以上1.6以下であり、
現像ローラの径方向の該表面層の断面における該中空樹脂粒子の断面積の総和の、該表面層の断面の単位面積1100μm2に占める割合が10%以上50%以下であることを特徴とする。
該感光体に対向した状態でトナーを担持し得る、上記の現像ローラとを備え、該現像ローラが該感光体に該トナーを付与することにより該潜像を現像するものであることを特徴とする。
(1)個数平均粒径が0.3μm以上3.0μm以下であること。
(2)温度25℃での弾性係数Aが3.0×10-4N/μm以上0.1N/μm以下であること。
(3)該弾性係数Aと、40℃での弾性係数Bとの比(B/A)が1.1以上1.6以下であること。
(4)表面層の径方向の断面における該中空樹脂粒子の断面積の総和の、該表面層の断面の単位面積1100μm2に占める割合が10%以上50%以下であること。
集束イオンビーム加工観察装置(FIB)、FB−2000C(日立製作所)を用い試料を加工観察した。中空樹脂粒子は現像ローラから表面層3をはがし、液体窒素で凍結させて衝撃を加え、粒子と表面層バインダの界面を剥離させることにより得た。次に超微小硬度計ENT1100a(エリオニクス社製)にて下記条件で測定を行った。図8には微小硬度測定法の概念を示しており、試料台28には表面層から回収した中空樹脂粒子26を配置し、上方から平板圧子27を押圧して計測する。
・荷重レンジA
・試験荷重:0.001N
・分割数:1000
・ステップインターバル10msec
・圧子種:直径20μmの平板状
得られた変位−荷重線図から最大変位(μm)を読み取り、下記式により算出される弾性係数を本発明における中空樹脂粒子の弾性係数とした。
また、25℃、40℃の各温度での弾性係数測定は、超微小硬度計の試料台を温調することにより行った。尚、測定は試料台が設定温度に達してから30分後に行うものとした。
本発明の中空樹脂粒子の面積合計割合は以下の測定方法により行った。測定にはデジタルマイクロスコープ VH−8000(商品名、KEYENCE社製)を使用した。カッターにより厚さ2.5mmの半円状の試験片を図9に示すように任意の場所から10箇所切り出した。次に切り取った試験片の断面を上記デジタルマイクロスコープで観察し、面積モードにて表面層の断面積1100μm2を特定した。そして、その面積範囲にある中空樹脂粒子の面積を測定した。倍率は1500倍とした。このように、特定の表面層断面積1100μm2にしめる中空樹脂粒子の面積合計の割合を本発明における面積合計の割合とした。測定は1試験片につき2ヵ所で計20箇所行い、算術平均値を本発明の値とした。尚、表面層中に粗面形成のため中実の弾性粒子が存在する場合、それを除いた部分の表面層断面積を1100μm2とし、同様の測定を行うものとする。
試料は上述の試験片1つを使用し、表面層断面から任意の中空樹脂粒子を50個選び、それぞれの粒子について長径と短径の平均値、(長径+短径)/2より粒経を算出した。ここで50個の粒経の算術平均値を本発明における個数平均粒径とした。また、膜厚測定は1試験片につき3ヵ所を10試験片にて行い、計30箇所の算術平均値を本発明の膜厚とした。
変動係数は上記50個の中空樹脂粒子の粒径を用い、下記式から算出した。
50個の粒経をA1,A2,・・・A50とすると、
高分子計器社製マイクロ硬度計MD1型(商品名)により、環境温度23℃、湿度55%RHの各環境下に1日放置したローラに対して、任意の表面10点測定の算術平均値をMD1硬度とした。
電気抵抗測定装置としては、図10に示されるような装置を用いる。測定装置、現像ローラは環境温度23℃、湿度55%RHに1日放置し、エージングしたものとする。現像ローラ6は、現像ローラの軸芯体の両端にそれぞれ4.9Nの荷重をかけて直径50mmの金属ローラ25に当接されており、金属ローラ25を不図示の駆動手段により表面速度50mm/secで駆動することにより現像ローラ6は従動回転される。高圧電源HVから現像ローラの軸芯体に+50Vの電圧を印加する。そして、金属ローラ25とグランドとの間に配設した既知の電気抵抗を有する抵抗器Rの両端の電位差をデジタルマルチメーターDMM(FLUKE社製 189TRUE RMS MULTIMETER)を用いて計測する。抵抗器Rの電気抵抗の値としては現像ローラの電気抵抗に対して2桁以上電気抵抗が低いものを用いる。計測した電位差と抵抗器の電気抵抗から、現像ローラを介して金属ローラに流れた電流を計算により求め、その電流と印加電圧50Vから現像ローラの電気抵抗値を算出する。ここで、デジタルマルチメーターでの測定は、電圧印加2秒後から3秒間サンプリングを行い、その算術平均値から計算される値を現像ローラの抵抗値とする。
カーボンブラックの平均粒径は以下の方法により求められる値とすることができる。
カーボンブラックのDBP吸油量は、JIS K6217−4「ゴム用カーボンブラック−基本特性−第4部:DBP吸収量の求め方」の規定に従って測定した。
軸芯体1としてSUS304製の芯金にニッケルメッキを施し、さらにプライマー(商品名DY35−051,東レ・ダウコーニング社製 )を塗布、焼付けしたものを用いた。ついで、軸芯体1を金型に配置し、以下の組成の付加型シリコーンゴム組成物を金型内に形成されたキャビティに注入した。
・液状シリコーンゴム材料(商品名SE6724A/B,東レ・ダウコーニング社製 ) 100.0質量部
・カーボンブラック(商品名トーカブラック#7360SB,東海カーボン社製) 35.0質量部
・シリカ粉体(耐熱性付与剤) 0.2質量部
・白金触媒 0.1質量部
続いて、金型を加熱してシリコーンゴムを温度150℃、15分間加硫硬化し、脱型した後、さらに温度180℃、1時間加熱し硬化反応を完結させ、弾性層2を軸芯体1の外周に設けた。
キヤノン製プリンターLBP5500用のプロセスカートリッジ(OPC感光ドラムを有し、現像ローラはOPC感光ドラムを押圧している)について、現像剤規制ブレードを、厚さ80μmのSUS製の現像剤規制ブレードに変えた。また、当該現像剤規制ブレードの現像ローラに対する線圧を0.15N/cmとし、この規制ブレードにブレードバイアスを印加できるように改造した。また、現像ローラとして、上記で得た本実施例の現像ローラを組み込んだ。更に、このプロセスカートリッジに、特開2006−106198号公報の実施例1に記載された重合方法により製造した体積平均粒径5.5μm、形状係数SF−1が114、SF−2が108のマゼンタ現像剤を充填した。こうして画像出力試験用プロセスカートリッジを得た。
中空樹脂粒子として架橋スチレン−アクリル樹脂粒子である(商品名SX8782(P),JSR株式会社製)を個数平均粒径0.60μmに分級して添加し、表層厚さを5.0μmとした以外は実施例1と同様にして実施例2の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子としてアクリル樹脂粒子である(商品名ガンツパール GMH−0850,ガンツ化成株式会社製)を個数平均粒径3.00μmに分級して添加し、表層厚さを20.0μmとし、分散液に対して15質量部添加した。それ以外は実施例1と同様にして実施例3の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子としてアクリル樹脂粒子である(商品名ガンツパール GMH−0850,ガンツ化成株式会社製)を個数平均粒径3.00μmに分級して、分散液に対して75質量部添加した。それ以外は実施例1と同様にして実施例4の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子として架橋スチレン−アクリル樹脂粒子である(商品名SX8782(P),JSR株式会社製)を個数平均粒径0.60μmに分級して、分散液に対して11質量部添加した以外は実施例1と同様にして実施例5の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子として架橋スチレン−アクリル樹脂粒子である(商品名SX8782(P),JSR株式会社製)を個数平均粒径0.30μmに分級して添加した以外は実施例2と同様にして実施例6の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子としてアクリル樹脂粒子である(商品名ガンツパール GMH−0850,ガンツ化成株式会社製)を、現像ローラ断面から測定される粒度分布における変動係数が41%になるように分級して添加した。それ以外は実施例1と同様にして実施例7の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子としてアクリル樹脂粒子である(商品名ガンツパール GMH−0850,ガンツ化成株式会社製)を、現像ローラ断面から測定される粒度分布における変動係数が9%になるように分級して添加した。それ以外は実施例1と同様にして実施例8の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
表面層膜厚を4μmとした以外は実施例1と同様にして実施例9の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
表面層膜厚を22μmとした以外は実施例1と同様にして実施例10の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子として架橋スチレン−アクリル樹脂粒子である(商品名SX8782(P),JSR株式会社製)を個数平均粒径0.24μmに分級し、分散液に対して45質量部添加した以外は実施例1と同様にして比較例1の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子としてアクリル樹脂粒子である(商品名ガンツパール GMH−0850,ガンツ化成株式会社製)を個数平均粒径3.06μm、現像ローラ断面から測定される粒度分布における変動係数が41%になるように分級して添加した。それ以外は実施例1と同様にして比較例2の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子としてアクリル樹脂粒子である(商品名ガンツパール GMH−0850,ガンツ化成株式会社製)を個数平均粒径1.50μmに分級し、分散液に対して45質量部添加した以外は実施例1と同様にして比較例3の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子としてアクリル樹脂粒子である(商品名ガンツパール GMH−0850,ガンツ化成株式会社製)を個数平均粒径3.00μmに分級し、分散液に対して15質量部添加した以外は実施例1と同様にして比較例4の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
中空樹脂粒子として熱膨張型マイクロカプセルである(商品名エクスパンセル 054−40,日本フィライト株式会社製)を個数平均粒経7.14μmに分級した以外は実施例3と同様にして比較例5の現像ローラを得た。物性、評価結果を表1に示す。
反射式濃度計TC−6DS/A((有)東京電色製)を用いて、反射濃度を測定した。画像上で測定した10点の算術平均値を画像濃度の値とした。
A :0.05未満
B :±0.05以上0.10未満
C :±0.10以上0.20以下
D :0.20超
<カブリの評価>
本発明における、各環境の耐久初期、耐久後において形成された画質上の問題の有無を判断した。その判断に基づき、下記の基準で評価した。
B:カブリが少なく画像上問題がないもの
C:ひどいカブリが確認されるもの
2 導電性弾性層
3 表面層
4 プロセスカートリッジ
5 感光ドラム
6 現像ローラ
7 現像剤塗布部材
8 現像剤
9 規制ブレード
10 現像装置
11 レーザー光
12 帯電部材
13 廃現像剤容器
14 クリーニングブレード
15 定着装置
16 駆動ローラ
17 転写ローラ
18 バイアス電源
19 テンションローラ
20 転写搬送ベルト
21 従動ローラ
22 記録材
23 給紙ローラ
24 吸着ローラ
25 金属ローラ
26 中空樹脂粒子
27 平板圧子
28 試料台
29 外殻
30 空隙
Claims (11)
- 軸芯体と、弾性層と、中空樹脂粒子を含有している表面層とを有する現像ローラにおいて、
該中空樹脂粒子は、
その個数平均粒径が0.3μm以上3.0μm以下であり、
温度25℃での弾性係数Aが3.0×10-4N/μm以上0.1N/μm以下であり、
該弾性係数Aと、温度40℃での弾性係数Bの比(B/A)が1.1以上1.6以下であり、
該表面層の径方向の断面における該中空樹脂粒子の断面積の総和の、該表面層の断面の単位面積1100μm2に占める割合が10%以上50%以下であることを特徴とする現像ローラ。 - 該中空樹脂粒子の個数平均粒径が0.6μm以上1.5μm以下である請求項1に記載の現像ローラ。
- 該表面層断面における該中空樹脂粒子の粒度分布の変動係数が10%以上40%以下である請求項1または2に記載の現像ローラ。
- 該現像ローラの環境温度23℃、湿度55%RHにおけるMD1硬度が30°以上40°以下である請求項1乃至3の何れかに記載の現像ローラ。
- 該表面層の厚さが5μm以上20μm以下である請求項1乃至4の何れかに記載の現像ローラ。
- 該表面層が導電性付与剤を含有する請求項1乃至5の何れかに記載の現像ローラ。
- 一成分乾式現像剤と、請求項1乃至6の何れかに記載の現像ローラと、現像ローラ上の現像剤量を制御する現像ブレードとを少なくとも有することを特徴とする現像装置。
- 該現像剤の体積平均粒径が3.0μm以上6.5μm以下である請求項7に記載の現像装置。
- 該現像ブレードにバイアスを印加する機構を有する請求項7または8のいずれかに記載の現像装置。
- 電子写真用画像形成装置に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、請求項1乃至6のいずれかに記載の現像ローラを具備することを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 潜像を担持し得る感光体と、
該感光体に対向した状態でトナーを担持し得る請求項1乃至7のいずれかに記載の現像ローラとを備え、該現像ローラが該感光体に該トナーを付与することにより該潜像を現像するものであることを特徴とする電子写真用画像形成装置。
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