JP5949260B2 - 現像ローラおよび現像装置 - Google Patents
現像ローラおよび現像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5949260B2 JP5949260B2 JP2012161119A JP2012161119A JP5949260B2 JP 5949260 B2 JP5949260 B2 JP 5949260B2 JP 2012161119 A JP2012161119 A JP 2012161119A JP 2012161119 A JP2012161119 A JP 2012161119A JP 5949260 B2 JP5949260 B2 JP 5949260B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- developing roller
- toner
- resin
- developing
- structural unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Description
一成分現像方式の現像方法においては、現像剤中のトナーの濃度制御やキャリアの交換が不要であること、および、現像装置を簡易に構成することができて小型化を図ることができるという利点を有する。
このような一成分現像方式の現像方法に用いる現像ローラには、摩擦帯電性、トナー搬送性、現像性および高耐久性などの諸特性が求められており、一般的には、導電性のシャフトの外周面上にゴムなどからなる弾性層や樹脂からなる表面層が形成されてなる現像ローラが用いられている(特許文献1および特許文献2参照)。
最表面を形成する樹脂が、置換基を有してもよいシクロアルキル基を有するビニルアルケニルケトン単量体に由来のアルケニルケトン構造単位を含有するものであることを特徴とする。
ここに、ビニルアルケニルケトン単量体とは、ケトン基の炭素原子にシクロアルキル基またはフェニル基が直接結合された構造を有する単量体をいう。
図1は、本発明の現像ローラの構成の一例を示す外観斜視図である。
現像ローラ10は、後述の現像装置20においてトナー像を形成する感光体40上に一成分現像剤を供給するものであって、導電性のシャフト11と、シャフト11の表面を被覆するよう設けられた被覆層12とより構成される。
シャフト11の外径は、例えば4〜10mmとされる。
被覆層12は、最表面が表面樹脂によって形成されていればよく、表面樹脂からなる層のみからなるものであってもよいが、複数の層が積層されてなる多層構造を有するものであってもよい。
多層構造を有する被覆層12は、具体的には、図2に示されるように、シャフト11上に接触して形成される中間樹脂層12bと、当該中間樹脂層12b上に形成される、表面樹脂からなる表面層12aとから構成されるものとすることができる。
表面層12aを構成する表面樹脂は、特定のアルケニルケトン構造単位を含有するものであり、表面樹脂としては、特に、特定のアルケニルケトン構造単位として上記一般式(1)で表されるものを有するものであることが好ましい。
基R1 を構成するシクロアルキル基は、好ましくは炭素数3〜10のものであり、より好ましくは炭素数3〜7のものであり、特に好ましくは炭素数5〜6のものである。
nが6以上であると、得られる表面樹脂がガラス転移点の低いものとなってしまうおそれがある。
すなわち、シクロアルキル基およびフェニル基は嵩高いものであるので、これがケトン基のごく近傍に存在する表面樹脂においては、シクロアルキル基またはフェニル基による立体障害が大きく、水分子のケトン基への接近が抑制されるために、高い疎水性が発揮される。その結果、高温高湿環境下においても電荷の過剰なリークが発生せずにトナーの帯電量が低下されることが抑制されるためと推測される。
表面樹脂が特定のアルケニルケトン構造単位と鎖式メタクリル酸エステル構造単位とを有する共重合体樹脂であることによって、長期間にわたって使用した場合にも表面層12aの剥離や、外添剤の移行によるトナーの帯電量の低下が抑制される。
表面樹脂のガラス転移点が上記の範囲にあることにより、良好な製膜性が得られて緻密な表面層12aを形成することができる。一方、表面樹脂のガラス転移点が100℃未満である場合は、得られる表面樹脂がガラス転移点の低いものとなってしまい、現像ローラにトナーが融着することを有効に抑制することができないおそれがある。
測定手順としては、試料(表面樹脂)3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、ホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行い、第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移点として示す。
表面樹脂の重量平均分子量が20万以上であることにより、当該表面樹脂によって形成される表面層12aの減耗が過剰に促進されることがなく、長期間にわたって所期の性能を維持することができる。また、表面樹脂の重量平均分子量が80万以下であることにより、トナーから表面層12aへの外添剤の移行が抑制されて、トナーの帯電量の低下が生じることが抑制される。
すなわち、装置「HLC−8220GPC」(東ソー社製)およびカラム「TSKguardcolumn SuperHZ−L+TSKgel SuperHZM−M3連」(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.35ml/minで流し、測定試料を室温において超音波分散機を用いて5分間処理を行う溶解条件で濃度1mg/mlになるようにテトラヒドロフランに溶解させ、次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得、この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出し、測定試料の有する重量平均分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出される。検量線測定用のポリスチレンとしては10点用いる。
帯電制御剤としては、カーボンブラックなどの導電性カーボン;酸化チタン、酸化スズなどの酸化物;各種の有機系導電剤;ニグロシン系染料、有機金属錯体、含金属モノアゾ染料などのトナーの荷電制御剤として一般的に用いられる各種の帯電制御剤;アミノシランカップリング剤、フッ素系シランカップリング剤などのシランカップリング剤などが挙げられる。
表面層12a中の帯電制御剤の含有割合は、例えば表面樹脂100質量部に対して0〜40質量部とすることができる。
粗さ粒子としては、各種の無機微粒子や有機微粒子を用いることができ、具体的には、架橋アクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、フッ素樹脂粒子、ポリウレタン樹脂粒子、ゴム粒子などが挙げられる。
表面層12aの厚みが2μm以上であることによって、長期間にわたって所期の性能を維持することができる。
表面層12aの下層に形成される中間樹脂層12bを構成する樹脂としては、例えばポリウレタン樹脂、シリコーンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらは1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、中間樹脂層12bは、さらに複数の層が積層されてなる多層構造を有するものであってもよく、この場合、複数の層は、それぞれ上記の樹脂から所望の機能を有するものを用いて形成されたものとすることができる。
本発明の現像ローラは、体積抵抗率が1×101 〜1×108 Ω・cmであることが好ましく、より好ましくは1×102 〜1×107 Ω・cmである。現像ローラの体積抵抗率が上記範囲であることにより、現像ローラ10の表面に生じた電荷を適度にリークさせて当該現像ローラ10上の電荷を適当な程度にすることができる。
すなわち、ステンレス製の電極ローラ30と現像ローラ10とを、それぞれ軸が同方向に伸びる状態において接触させた状態に設置し、電極ローラ30の自重と合わせて9.8Nで現像ローラ10を押圧し、この状態で電極ローラ30および現像ローラ10を回転させながら、現像ローラ10の一端に+100Vの電圧を印加して電流値Iを計測し、これを用いて下記式(1)に従って算出される。
式(1):体積抵抗率=100/電流値I
・測定環境:温度23℃、湿度57RH%
・印加電圧:+100V
・ローラ回転数:27rpm
・電極ローラ荷重:9.8N(電極ローラ自重含む)
・電極ローラ有効幅(t):230mm(径30mm)
・測定項目:電流値(電圧印加5sec後の平均値)
本発明の現像ローラ10は、シャフト11の外周面上に、溶剤に表面樹脂を溶解させた表面層形成用塗布液を塗布した後、乾燥させて表面層12aを形成することにより、作製することができる。
現像ローラ10として中間樹脂層12bを有するものを作製する場合は、シャフト11の外周面上に、所望の樹脂を含有する中間樹脂層形成用塗布液を塗布した後、乾燥させて中間樹脂層12bを形成し、さらに、当該中間樹脂層12b上に、表面層形成用塗布液を塗布した後、乾燥させて表面層12aを形成することにより、現像ローラ10を作製することができる。
表面層形成用塗布液における表面樹脂の濃度は、特に限定されず、シャフト11の外周面上に塗布することができる程度の粘度を有するよう、調製されればよい。
図4は、本発明の現像装置の構成の一例を示す説明用断面図である。
本発明の現像装置は、上記の現像ローラ10が装填されてなるものであり、トナータンク27内において、静電潜像担持体である感光体40と当接するよう現像ローラ10が配置され、当該現像ローラ10に当接するよう第1のトナー補給部材であるスポンジローラ24が配置されると共に、当該スポンジローラ24の表面上に一成分現像剤であるトナー26を供給する状態に第2のトナー補給部材である撹拌ローラ25が配置されており、さらに、トナー層厚規制部材である弾性ブレード23が、その先端が現像ローラ10の表面上におけるスポンジローラ24との当接位置から下流側に当接するよう設けられている。
撹拌ローラ25は、具体的には、撹拌羽根を有する水車状のローラからなる。
スポンジローラ24および撹拌ローラ25の直径は、現像ローラ10にトナー26が過不足なく供給される大きさであればよく、例えば現像ローラ10の直径の0.2〜1.5倍とすることができる。
弾性ブレード23は、ウレタンゴムや金属板などの、ある程度の弾性を有する部材からなるものとされる。
弾性ブレード23の当接力が上記の範囲にあることにより、トナー26に変形、破砕を伴わずに現像ローラ10上に供給することができ、かつ、トナー26の搬送ムラが生じない。
スポンジローラ24および弾性ブレード23によって現像ローラ10上に形成されたトナー26の薄層は、トナー粒子10個分、好ましくは5個分以下の厚さを有するものとされることが好ましい。
現像ローラ10上に形成されたトナー26の薄層は、現像ローラ10が回転することによって感光体40上に接触方式供給されて、これにより、当該感光体40上に予め形成された静電潜像が顕像化されてトナー像が形成される。
本発明の現像ローラ10は、キャリアを用いずに実質的にトナーのみからなる一成分現像剤により現像を行う電子写真方式の画像形成方法に好ましく使用される。
本発明の現像ローラ10が装填された現像装置20を備える画像形成装置は、電子写真方式のものであって、静電潜像を担持するための静電潜像担持体である感光体40と、当該感光体40を帯電するための帯電装置と、帯電された感光体40に静電潜像を形成するための露光装置と、上記の現像装置20と、現像されたトナー像を記録材上に転写する転写装置と、記録材上のトナー像を定着させる定着装置とを有するものとすることができる。
本発明の現像ローラ10を用いて行われる画像形成に使用することができる現像剤は、いわゆる一成分現像剤であってトナーのみからなり、特に非磁性のトナーのみからなる非磁性一成分現像剤であることが好ましい。
トナー粒子を構成する結着樹脂としては、具体的には、スチレン−アクリル系樹脂やポリエステル系樹脂などが挙げられる。
また、トナー粒子に着色剤、離型剤、荷電制御剤などが含有される場合は、それぞれ従来公知の種々のものを適宜に用いることができる。
本発明に係る画像形成方法に用いられるトナーは、上記のトナー粒子のみによって構成されたものであってもよいが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、上記のトナー粒子に、いわゆる後処理剤である流動化剤、クリーニング助剤などの外添剤が添加されて構成されたものであってもよい。
これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって、耐熱保管性の向上、環境安定性の向上のために、表面処理が行われていることが好ましい。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、アニオン性界面活性剤:ドデシル硫酸ナトリウム7.08質量部をイオン交換水3,010質量部に溶解させた界面活性剤溶液を入れ、次いで、この界面活性剤溶液に、重合開始剤:過硫酸カリウム(KPS)2.0質量部および特定のビニルアルケニルケトン単量体:1−シクロヘキシル−2−メチル−2−プロペン−1−オン50質量部、鎖式メタクリル酸エステル単量体:メタクリル酸メチル(MMA)50質量部を投入し、乳化重合法により表面樹脂〔1〕を作製した。
表面樹脂の合成例1において、表1の処方に従ったことの他は同様にして、表面樹脂〔2〕〜〔9〕を得た。
直径16mm、肉厚1.5mm、長さ240mmのステンレス鋼製のシャフトに、「プライマーNo.4」(信越化学工業社製)をスプレー法にて塗布し、140℃で60分間乾燥することにより、厚さ1μmの第1樹脂層を形成した。次に、ポリウレタン樹脂50質量部、カーボンブラック(ファーネスブラック)15質量部、架橋アクリル樹脂(粗さ粒子)10質量部およびメチルエチルケトン(MEK)1,000質量部を撹拌して第2樹脂層形成用塗布液を調製した。この第2樹脂層形成用塗布液を、上記の第1樹脂層上にスプレー法にて塗布し、140℃で60分間乾燥することにより、厚さ10μmの第2樹脂層を形成した。次に、上記の表面樹脂〔1〕50質量部、帯電制御剤:カーボンブラック(ファーネスブラック)15質量部およびテトラヒドロフラン(THF)1,000質量部を撹拌して表面層形成用塗布液を調製した。この表面層形成用塗布液を、上記の第2樹脂層上にスプレー法にて塗布し、140℃で60分間乾燥することにより、厚さ5μmの表面層を形成し、これにより、現像ローラ〔1〕を作製した。
現像ローラの作製例1において、表面樹脂〔1〕の代わりにそれぞれ表面樹脂〔2〕〜〔9〕を用いたことの他は同様にして、現像ローラ〔2〕〜〔9〕を作製した。現像ローラ〔2〕〜〔7〕は実施例用のものであり、現像ローラ〔9〕は比較用のものである。
市販のカラーレーザープリンター「Magicolor 2300DL」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に、上記の現像ローラ〔1〕〜〔9〕を現像装置に装填した改造機を用いて評価を行った。
トナーとしては「Magicolor 2300DL」に対応する市販品を用いた。
常温常湿環境(NN環境:温度20℃、湿度50%RH)および高温高湿環境(HH環境:温度30℃、湿度80%RH)のそれぞれにおいて画像形成を行い、吸引式帯電量測定装置「Model 210HS」(トレックジャパン社製)により、現像ローラ上のトナーを吸引してその帯電量を測定した。
なお、トナーの帯電量は、いずれの環境でも−20〜−60μC/gであれば実用上問題ないレベルといえる。そして、各環境のトナーの帯電量の差は、10μC/g以下であれば実用上問題なく、帯電の環境安定性が得られるレベルといえる。
高温高湿環境(HH環境:温度30℃、湿度80%RH)において、A4サイズの画素率20%(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色5%のフルカラーモード)のテスト画像を連続して3,000枚プリントした後、白紙を1枚プリントし、当該白紙の画像濃度(カブリ濃度)を測定した。カブリ濃度は、反射濃度計「RD−918」(マクベス社製)を用いて任意の20ヵ所を測定し、その平均値とした。カブリ濃度が0.010未満であれば実用上問題ないレベルといえる。
上記(2)において3,000枚プリントした後の機内のトナー飛散の状態を目視で観察し、下記の評価基準に従って評価した。なお、「◎」、「○」である場合を合格とする。
−評価基準−
◎:機内がトナーで汚れていない状態。
○:僅かにトナー飛散が見られる状態。
×:トナー飛散が非常に多く、機内をメンテナンスする必要がある状態。
11 シャフト
12 被覆層
12a 表面層
12b 中間樹脂層
20 現像装置
23 弾性ブレード
24 スポンジローラ
25 撹拌ローラ
26 トナー
27 トナータンク
30 電極ローラ
40 感光体
Claims (5)
- 最表面が樹脂によって形成された現像ローラであって、
最表面を形成する樹脂が、置換基を有してもよいシクロアルキル基を有するビニルアルケニルケトン単量体に由来のアルケニルケトン構造単位を含有するものであることを特徴とする現像ローラ。 - 前記最表面を形成する樹脂が、鎖式メタクリル酸エステル単量体に由来の鎖式メタクリル酸エステル構造単位を有する共重合体樹脂であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の現像ローラ。
- 前記アルケニルケトン構造単位と、前記鎖式メタクリル酸エステル構造単位との共重合比率が質量比で10/90〜90/10の範囲にあることを特徴とする請求項3に記載の現像ローラ。
- 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の現像ローラを有することを特徴とする現像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012161119A JP5949260B2 (ja) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | 現像ローラおよび現像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012161119A JP5949260B2 (ja) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | 現像ローラおよび現像装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014021347A JP2014021347A (ja) | 2014-02-03 |
JP5949260B2 true JP5949260B2 (ja) | 2016-07-06 |
Family
ID=50196258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012161119A Expired - Fee Related JP5949260B2 (ja) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | 現像ローラおよび現像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5949260B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07261462A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-13 | Fuji Xerox Co Ltd | 電子写真用キャリア及び帯電付与部材 |
JPH0876587A (ja) * | 1994-09-08 | 1996-03-22 | Canon Inc | 再生利用可能な現像剤担持体及びそれを用いた現像装置 |
-
2012
- 2012-07-20 JP JP2012161119A patent/JP5949260B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014021347A (ja) | 2014-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5429594B2 (ja) | 画像形成方法、画像形成装置並びにプロセスカートリッジ及びそのための電子写真現像剤並びに現像剤用キャリア | |
JP6024300B2 (ja) | 二成分現像剤、二成分現像剤の製造方法、電子写真画像形成方法及び電子写真画像形成装置 | |
JP2002258538A (ja) | 補給用現像剤及び現像方法 | |
JP4151659B2 (ja) | 静電荷像現像用トナー | |
JP2009229840A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2007298977A (ja) | トリクル現像方式の画像形成方法、それに用いる現像剤とその作製方法、及び画像形成装置 | |
JP5949260B2 (ja) | 現像ローラおよび現像装置 | |
JP2000039741A (ja) | 磁性微粒子分散型樹脂キャリア,二成分系現像剤及び画像形成方法 | |
JP2009015257A (ja) | 画像形成方法 | |
JP2014002268A (ja) | 静電荷像現像用トナー、電子写真画像形成方法及び電子写真画像形成装置 | |
JP2006301433A (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
JP2006215158A (ja) | 静電荷像現像用トナー | |
JP5701102B2 (ja) | 現像ローラ、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 | |
JP5147374B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP4006283B2 (ja) | トナー、画像形成方法及び画像形成装置 | |
JP5835066B2 (ja) | 両面画像形成方法 | |
JP2011070038A (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
JP4010323B2 (ja) | 画像形成方法 | |
JP4295453B2 (ja) | 現像装置、画像形成装置および画像形成方法 | |
JP4326728B2 (ja) | 現像方法 | |
JP2001343790A (ja) | 電子写真用キャリア、二成分系現像剤及び画像形成装置 | |
JP5962523B2 (ja) | 電子写真画像形成方法及び電子写真画像形成装置 | |
JP2016004050A (ja) | 二成分現像剤用キャリア、二成分現像剤、画像形成方法、及び、画像形成装置 | |
JP2003255591A (ja) | 電子写真用二成分現像剤 | |
JP2013127551A (ja) | 2成分現像剤 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150323 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160216 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160314 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160510 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160523 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5949260 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |