JP2016114849A - 現像剤担持体、現像剤担持体の製造方法、及び現像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高摩擦帯電性の現像剤を使用しても、長期に渡って高画質を維持することができる現像剤担持体及びその製造方法を提供すること。【解決手段】 基体と、表面層を有している現像剤担持体であって、該表面層は、i)分子構造中に、−NH2基、=NH基及び−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する樹脂、ii)第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩、iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、iv)導電性粒子、を含む樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする現像剤担持体。【選択図】 なし
Description
本発明は、電子写真法を利用した複写機及びプリンターの如き画像形成装置において使用される現像剤担持体及びその現像剤担持体の製造方法、並びに、その現像剤担持体を用いた現像装置に関する。
近年、電子写真画像の高画質化のために現像剤の小粒径化が進んでいる。現像剤の粒径が小さくなればなるほど、単位質量当りの表面積が大きくなる。そのため、現像工程時に現像剤の表面電荷が高くなりやすい。また、現像剤の消費量を低く抑えるべく、平均円形度を高めた現像剤が用いられるようになっている。しかしながら、平均円形度が高い現像剤は、表面の平滑化によって現像剤担持体との接触する面積が増加するため、過度に帯電されやすい。
過剰に帯電した現像剤は、現像剤担持体の表面への付着力が強くなるため、現像剤担持体の表面の一部が過剰に帯電された現像剤によって被覆された状態になる。過剰に帯電した現像剤によって被覆された部分では、現像剤が現像剤担持体に接触しにくくなるため、現像剤が十分に帯電されない。そのため、現像剤担持体上には、過剰に帯電した現像剤と、十分に帯電されていない現像剤が存在することになるため、現像剤の帯電量分布は広くなりやすい。
その結果、スリーブゴーストやブロッチの如き画像不良が発生しやすくなったり、画質が低下しやすくなる。なお、スリーブゴーストとは、画像形成を行ったときに現像スリーブ(現像剤担持体)の一周目で形成したトナー画像の形状が該現像スリーブの二周目に現われる現象である。また、ブロッチとは、現像剤への帯電不良に起因する斑点上の画像または波模様の画像が現れる現象である。
現像剤の過剰な帯電を抑制するために、例えば特許文献1では特定の第4級アンモニウム塩と特定のフェノール樹脂とを含んだ樹脂被覆層を有する現像剤担持体が提案されている。
また、特許文献2では、特定の第4級ホスホニウム塩と特定の樹脂とを含んだ樹脂組成物を用いて形成された導電性樹脂被覆層を有する現像剤担持体が提案されている。
本発明者らは、特許文献1及び2に記載の現像剤担持体は、現像剤に対する過剰帯電の抑制や、安定した帯電付与が可能であることを確認した。
しかしながら、過剰な帯電となりやすい現像剤を長期に亘って使用した際の現像剤の帯電性の制御に関して、未だ改善の余地があるとの認識を得た。
従って、本発明の目的は、帯電しやすい現像剤であっても、長期に渡って現像剤の摩擦帯電を抑制しつつ、適正な範囲で安定化させることができる現像剤担持体及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、長期に渡って高品位な電子写真画像を安定して得ることができる現像装置を提供することである。
本発明によれば、基体と、表面層を有しており、該表面層は、
i)分子構造中に、−NH2基、=NH基及び−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する樹脂
ii)第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩
iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物
iv)導電性粒子、を含む樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする現像剤担持体が提供される。
i)分子構造中に、−NH2基、=NH基及び−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する樹脂
ii)第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩
iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物
iv)導電性粒子、を含む樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする現像剤担持体が提供される。
また、本発明によれば、負帯電性現像剤、該負帯電性現像剤が収容されている現像容器、該現像容器から供給された該負帯電性現像剤を表面に担持し且つ搬送する回転自在に保持された現像剤担持体、及び、該現像剤担持体上に形成される該負帯電性現像剤の層の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材を少なくとも備えた現像装置が提供される。
更に本発明によれば、基体と、表面層とを有する現像剤担持体の製造方法であって、(I)該基体の表面に、i)分子構造中に、−NH2基、=NH基及び−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する樹脂、ii)第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩、iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、及び、iv)導電性粒子を含む樹脂組成物を含む塗料を塗布し、該基体の表面に該樹脂組成物を有する塗膜を形成する工程と、(II)該塗膜を硬化させて該表面層を形成する工程と、を有する現像剤担持体の製造方法が提供される。
本発明によれば、帯電しやすい現像剤であっても、長期に渡って現像剤の摩擦帯電を抑制しつつ、適正な範囲で安定化させることができる現像剤担持体及びその製造方法を提供することが可能である。また、長期に渡って高品位の電子写真画像を安定して得ることができる現像装置を提供することが可能である。
<<現像剤担持体>>
本発明に係る現像剤担持体は、基体と、表面層とを有するが、この他に、例えば、基体と表面層との間に中間層(例えば、弾性層)を有していてもよい。本発明に係る現像剤担持体は、電子写真装置用の現像剤担持体として使用することができる。以下に本発明に係る現像剤担持体を詳しく説明する。
本発明に係る現像剤担持体は、基体と、表面層とを有するが、この他に、例えば、基体と表面層との間に中間層(例えば、弾性層)を有していてもよい。本発明に係る現像剤担持体は、電子写真装置用の現像剤担持体として使用することができる。以下に本発明に係る現像剤担持体を詳しく説明する。
<基体>
基体は、現像剤担持体の分野で公知の基体を用いることができ、その形状は、中空円筒状、中実円柱状及びベルト形状の如き形状から適宜選択できる。この基体としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、及び真鍮の如き非磁性の金属、又はこれらの合金を、中空円筒状または中実円柱状に成型し、研磨、研削を施したものを用いることができる。
基体は、現像剤担持体の分野で公知の基体を用いることができ、その形状は、中空円筒状、中実円柱状及びベルト形状の如き形状から適宜選択できる。この基体としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、及び真鍮の如き非磁性の金属、又はこれらの合金を、中空円筒状または中実円柱状に成型し、研磨、研削を施したものを用いることができる。
<表面層>
表面層は、i)バインダー樹脂、ii)第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩、iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、iv)導電性粒子を含む樹脂組成物の硬化物である。なお、このバインダー樹脂は、分子構造中に、−NH2基、=NH基および−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する樹脂である。また、上記樹脂組成物は、後述する凹凸付与粒子等の他の添加剤をさらに含んでいてもよい。
表面層は、i)バインダー樹脂、ii)第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩、iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、iv)導電性粒子を含む樹脂組成物の硬化物である。なお、このバインダー樹脂は、分子構造中に、−NH2基、=NH基および−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する樹脂である。また、上記樹脂組成物は、後述する凹凸付与粒子等の他の添加剤をさらに含んでいてもよい。
本発明に係る現像剤担持体は、このような表面層を有することによって、負帯電性の現像剤を使用した場合において、現像剤に対する過度の摩擦電荷付与性が抑えられ、さらに適切な摩擦電荷を安定的に付与することができる。その結果、帯電しやすい現像剤を使用した場合でも、長期に渡って摩擦帯電量の適正な範囲に調整することが可能となるため、良好な現像特性を得ることができる。また、本発明に係る現像剤担持体は、この構成の表面層を有することによって、現像剤の帯電量分布を狭くすることができるため、高画質な電子写真画像を提供することができる。
なお、第4級ホスホニウム塩及び第4級アンモニウム塩のいずれも使用しない以外は、上記と同様の組成の樹脂組成物を用いて形成した表面層を有する現像剤担持体を使用した場合、帯電しやすい現像剤の過剰帯電を抑制する効果は低かった。
一方、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物を使用しない以外に、上記と同じ組成の樹脂組成物を用いて形成した表面層を有する現像剤担持体を使用した場合、帯電しやすい現像剤の過剰帯電をある程度抑制する効果が見られた。しかしながら、さらに現像剤の過剰帯電を抑制するために第4級アンモニウム塩または第4級ホスホニウム塩の添加量を増やした場合、現像剤担持体の表面層の体積抵抗が大きくなり、それによりスリーブゴーストが発生しやすくなることがある。これは第4級アンモニウム塩または第4級ホスホニウム塩の多量添加により、現像剤を過剰に帯電させにくくなるものの、一旦過剰帯電となった現像剤は、現像剤担持体の表面において帯電量が減少しにくくなる。そして、長期使用によって過剰帯電した現像剤が現像剤担持体の表面に徐々に蓄積されることで、スリーブゴーストの発生や画質の低下が生じやすくなっているものと考えられる。また、第4級アンモニウム塩または第4級ホスホニウム塩の添加量の増加によって、表面層の耐摩耗性が低下することもあるため、更なる改善が求められた。
これに対して、本発明に係る表面層を備えた現像剤担持体は、上述の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、第4級アンモニウム塩及び第4級ホスホニウム塩のいずれか一つのみを使用したものと比較して、格段に大きな過剰帯電の抑制効果が得られた。また、本発明に係る現像剤担持体は、現像剤の摩擦帯電量をさらに安定化させることができた。
これらの材料を組み合わせることにより発現する格段に大きな現像剤の過剰帯電の抑制のメカニズムを以下の試験により調べた。
まず、第4級ホスホニウム塩及び第4級アンモニウム塩のいずれも用いずに、上記i)、iii)、iv)の材料を用いて表面層を作製した。そして、その表面層を、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物が可溶のクロロホルムの如き有機溶剤に浸漬させて芳香族オキシカルボン酸の金属化合物に由来する成分を抽出させた。その結果、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物に由来する成分の溶出量は、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物の添加量に対して非常に少なかった。
この結果から、バインダー樹脂の硬化と共に、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物はポリマーの一部として硬化されたバインダー樹脂中に取り込まれたためであると推測した。
続いて、上記i)〜iv)の材料を用いて表面層を作製した。そして、その表面層を、同様に上記有機溶剤に浸漬させて芳香族オキシカルボン酸の金属化合物に由来する成分を抽出させた。その結果、第4級ホスホニウム塩または第4級アンモニウム塩を樹脂組成物中に添加しなかった場合と比較して、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物に由来する成分が2〜3倍程度多く溶出した。
この結果から、本発明者らは以下のような現象が生じているものと推測した。
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、及び、第4級ホスホニウム塩または第4級アンモニウム塩のどちらも、バインダー樹脂の硬化と共にポリマーの一部として取りこまれる。しかしながら、特定の構造を有するバインダー樹脂に対して、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物よりも、第4級ホスホニウム塩または第4級アンモニウム塩の方が優先的に結合する。そのため、バインダー樹脂と結合しなかった芳香族オキシカルボン酸が多く存在したことで、上記の試験において芳香族オキシカルボン酸の金属化合物に由来する成分の溶出量が増加したものと考えられる。
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物より第4級ホスホニウム塩または第4級アンモニウム塩がバインダー樹脂と優先的に結合する理由は詳しく分かっていない。しかしながら、このバインダー樹脂との結合のしやすさの違いにより、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物がバインダー樹脂に拘束されない状態で存在し易くなると考えられる。その結果、負帯電性を有する芳香族オキシカルボン酸の金属化合物がバインダー樹脂に拘束されていない状態で表面層中に多く存在することとなる。これにより、第4級ホスホニウム塩または第4級アンモニウム塩を多量添加することなく、負帯電性現像剤の過剰帯電を大幅に抑制していると考えられる。そして、スリーブゴーストやブロッチの如き画像不良を抑制することが可能となったものと推測される。
<表面層形成用の樹脂組成物>
表面層を形成するために用いられる樹脂組成物は下記i)〜iv)のものを含む。
表面層を形成するために用いられる樹脂組成物は下記i)〜iv)のものを含む。
i)分子構造中に、−NH2基、=NH基及び−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する樹脂、
ii)第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩、
iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、及び、
iv)導電性粒子
樹脂組成物に含まれるこれらi)〜iv)について、以下にそれぞれ説明する。
ii)第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩、
iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、及び、
iv)導電性粒子
樹脂組成物に含まれるこれらi)〜iv)について、以下にそれぞれ説明する。
・分子構造中に、−NH2基、=NH基、−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する樹脂
本発明に係るバインダー樹脂は、分子構造中に、−NH2基、=NH基および−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造(以下、NHn構造と称することもある)を有する。NHn構造を分子構造中に有することによって、現像剤の過剰摩擦帯電に起因すると考えられるブロッチやスリーブゴーストの発生を抑制することができる。
本発明に係るバインダー樹脂は、分子構造中に、−NH2基、=NH基および−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造(以下、NHn構造と称することもある)を有する。NHn構造を分子構造中に有することによって、現像剤の過剰摩擦帯電に起因すると考えられるブロッチやスリーブゴーストの発生を抑制することができる。
この樹脂の具体例としては、以下のものが挙げられる。
ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、NHn構造を有するフェノール樹脂、および、ウレタン変性エポキシ樹脂の如きNHn構造を主鎖以外に有する樹脂。
これらの中でも、特に上記NHn構造を有するフェノール樹脂は、熱硬化後の硬度が高く、耐久性に優れて、且つ、表面層形成時に使用する際の塗料が比較的低粘度になり塗工性に優れるため好ましく用いられる。さらに、その中でも、製造工程において、触媒としてアンモニアの如き含窒素化合物を用いて製造されたフェノール樹脂がより好ましい。
前記含窒素化合物は、重合反応に直接関与し反応終了後においてもフェノール樹脂中に存在する。例えば、アンモニア触媒の存在下にて重合された場合は、アンモニアレゾールと呼ばれる中間体が生成されることが一般的に確認されており、反応終了後においても下記式(3)のような構造としてフェノール樹脂中に存在する。
上記フェノール樹脂の製造に用いる含窒素化合物は、酸性触媒、塩基性触媒のいずれでもよい。
表面層の形成に用いる樹脂組成物(表面層形成用の樹脂組成物)中のバインダー樹脂の含有量は、導電性粒子の樹脂層への保持の観点から樹脂組成物に対して50質量%以上であることが好ましい。さらに、樹脂組成物中のバインダー樹脂の含有量は、樹脂層の抵抗抑制の観点から樹脂組成物に対して80質量%以下であることがさらに好ましい。また、上記バインダー樹脂に関しては、IR(赤外吸収分光法)やNMR(核磁気共鳴分光法)の如き分析装置で解析することにより、その構造の分析が可能である。
・第4級ホスホニウム塩、第4級アンモニウム塩
本発明では、第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩を、前記芳香族オキシカルボン酸の金属化合物と組みわせて上記樹脂組成物中に含有させることが、現像剤に対して良好な摩擦帯電付与性を向上させるために必要である。
本発明では、第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩を、前記芳香族オキシカルボン酸の金属化合物と組みわせて上記樹脂組成物中に含有させることが、現像剤に対して良好な摩擦帯電付与性を向上させるために必要である。
(第4級ホスホニウム塩)
以下に、第4級ホスホニウム塩について説明する。
以下に、第4級ホスホニウム塩について説明する。
第4級ホスホニウム塩としては、過剰な帯電の抑制の観点から下記式(1)で表される構造を有することが好ましい。
(式(1)中、Z1〜Z4は、各々独立して、置換基を有してもよい炭素数1以上18以下のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいナフチル基、または置換基を有してもよいベンジル基を表す。Q−はハロゲンイオン、OH−または有機酸イオンを表す。)
また、Z1〜Z4のうちの少なくとも3つの官能基が、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいナフチル基及び置換基を有してもよいベンジル基のいずれかであることが好ましい。Z1〜Z4のうちの少なくとも3つの官能基が上記の官能基であることにより、バインダー樹脂(例えばNHn構造を有するフェノール樹脂)に対する第4級ホスホニウム塩の分散均一性を向上させることができる。上記フェニル基、ナフチル基及びベンジル基が各々独立に有してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン基、ニトロ基、スルホ基、炭素数1以上18以下のアルキル基を挙げることができる。
Q−の有機酸イオンとしては、有機硫酸イオン、有機スルホン酸イオン、有機リン酸イオン、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン、及び、モリブデン原子またはタングステン原子を含むヘテロポリ酸イオンが挙げられる。
また、現像剤担持体としてより過剰帯電を抑制することができる点で、Q−はハロゲンイオンまたはOH−であることがより好ましい。
第4級ホスホニウム塩の具体例を下記表1に示すが、勿論、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、下記表1において、「Ph」はフェニル基を表す。
第4級ホスホニウム塩は、一般的に正帯電性現像剤の帯電量を高めるための正帯電性の荷電制御剤として用いられる。しかし、本発明では、第4級ホスホニウム塩を、分子構造中に、−NH2基、=NH基および−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有するバインダー樹脂と併用することが重要である。このバインダー樹脂と共に第4級ホスホニウム塩を用いることで、第4級ホスホニウム塩自身の正帯電性を緩和する方向に働き、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物の添加による負帯電性現像剤の過剰摩擦帯電を抑制する効果を顕著に発揮させることができる。
表面層形成用の樹脂組成物は、前記第4級ホスホニウム塩を前記バインダー樹脂100質量部に対して1質量部以上20質量部以下有することが好ましく、さらに好ましくは1質量部以上10質量部以下である。添加量を1質量部以上とすることで現像剤の過剰帯電抑制効果を更に発揮することができ、20質量部以下とすることで表面層の耐久性を維持しつつ現像剤の過剰帯電抑制を更に改善することが可能となる。さらに、10質量部以下とすることで耐久性の高い表面層を得ることができるのでより好ましい。
また、表面層中における第4級ホスホニウム塩に由来する成分の存在は、例えば、現像剤担持体の表面層の研削やクロロホルムの如き溶媒による抽出で採取したサンプルを、GC/MS、LC/MSの如き分析装置で解析することにより確認できる。なお、GC/MSはガスクロマトグラフ質量分析装置、LC/MSは液体クロマトグラフ質量分析装置のことである。
(第4級アンモニウム塩)
第4級アンモニウム塩の構造としては、過剰な帯電の抑制の観点から下記式(2)で表される構造を有することが好ましい。
第4級アンモニウム塩の構造としては、過剰な帯電の抑制の観点から下記式(2)で表される構造を有することが好ましい。
(式(2)中、R1〜R4は、各々独立して、置換基を有してもよい炭素数1以上18以下のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいナフチル基、または置換基を有してもよいベンジル基を表す。X−はハロゲンイオン、OH−または有機酸イオンを表す。)
また、上記フェニル基、ナフチル基及びベンジル基が各々独立に有してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン基、ニトロ基、ヒドロキシル基、有機酸基(例えば、スルホ基、カルボキシル基)を挙げることができる。
有機酸イオンとしては、有機硫酸イオン、有機スルホン酸イオン、有機リン酸イオン、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン、及び、モリブデン原子またはタングステン原子を含むヘテロポリ酸イオンが挙げられる。
式(1)におけるX−は、過剰な摩擦帯電付与を抑制する観点から、有機酸イオンであることがより好ましく、その中でも特に、有機スルホン酸イオンであることが更に好ましい。
第4級アンモニウム塩の具体例を下記表2に示すが、勿論、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、表2において、「Ph基」はフェニル基を表す。
第4級アンモニウム塩は、第4級ホスホニウム塩と同様に、一般的に正帯電性現像剤の帯電量を高めるための正帯電性の荷電制御剤として用いられる。しかし、本発明では、第4級アンモニウム塩を、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物と共に、本発明に係るバインダー樹脂に添加することで、第4級ホスホニウム塩を添加した場合と同様に、相互作用により逆の摩擦帯電付与性が発現する。これにより、現像剤担持体上での現像剤の過剰帯電を防ぎつつ、現像剤の摩擦帯電安定性を保持でき、その結果、良好な現像特性を得ることが可能となる。
また、表面層中における第4級アンモニウム塩に由来する成分の存在は、例えば、現像剤担持体の表面からの研削やクロロホルムの如き溶媒による抽出で採取したサンプルを、GC/MS、LC/MSで測定することにより確認できる。
表面層形成用の樹脂組成物は、前記第4級アンモニウム塩を前記バインダー樹脂100質量部に対して1質量部以上20質量部以下有することが好ましく、さらに好ましくは1質量部以上10質量部以下である。添加量を1質量部以上とすることで現像剤の過剰帯電抑制効果を更に発揮することができ、また、20質量部以下とすることで表面層の耐久性を維持したまま過剰帯電抑制を更に改善することが可能となる。さらに、10質量部以下とすることで耐久性の高い表面層を得ることができるのでより好ましい。
・芳香族オキシカルボン酸の金属化合物
本発明では、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物を、表面層を形成するための樹脂組成物中に含有させることが、現像剤に対して適切な摩擦帯電付与をするために必要である。
本発明では、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物を、表面層を形成するための樹脂組成物中に含有させることが、現像剤に対して適切な摩擦帯電付与をするために必要である。
芳香族オキシカルボン酸としては、例えば、サリチル酸、3−メチルサリチル酸、4−メチルサリチル酸、5−メチルサリチル酸、3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸、4−クロロサリチル酸、5−クロロサリチル酸、3,5−ジクロロサリチル酸、3−メトキシサリチル酸、4−メトキシサリチル酸、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3−ヒドロキシ−7−メトキシ−2−ナフトエ酸が好適に使用できる。
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物中の金属としては2価以上の金属が好ましい。2価の金属としては、例えば、Mg、Ca、Sr、Pb、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Zrが挙げられる。また、3価以上の金属としては、例えば、Al、Cr、Fe、Ni、Zrがあげられる。
これらの金属の中でも、Al、Cr、Zn及びZrからなる群より選択されるいずれかの金属であることが負帯電性現像剤に対して適切な摩擦帯電付与をするため、より好ましい。
表面層形成用の樹脂組成物は、芳香族オキシカルボン酸の金属化合物を、前記バインダー樹脂100質量部に対して1質量部以上40質量部以下有することが好ましく、5質量部以上35質量部以下有することがより好ましい。添加量を1質量部以上とすることで過剰帯電抑制効果を更に発揮することができ、より好ましくは、5質量部以上とする事で過剰帯電抑制効果を更に発揮することができる。40質量部以下とすることで表面層の耐久性を維持したまま過剰帯電抑制を更に改善することが可能となる。さらに、35質量部以下とすることで耐久性の高い表面層を得ることができるのでより好ましい。
また、表面層中における芳香族オキシカルボン酸の金属化合物に由来する成分の存在は、例えば、現像剤担持体の表面からの研削やクロロホルムの如き溶媒による抽出で採取したサンプルを分析装置で測定することにより確認できる。分析装置としては、GC/MS、LC/MS、紫外可視分光光度計を用いることができる。
・導電性粒子
本発明では、表面層の抵抗値を調整するために、導電性粒子を、表面層を形成するための樹脂組成物中に含有させる。この導電性粒子は、現像剤担持体の分野で公知の導電性粒子を適宜選択して用いることができる。この導電性粒子としては、例えば、以下のものが挙げられる。
本発明では、表面層の抵抗値を調整するために、導電性粒子を、表面層を形成するための樹脂組成物中に含有させる。この導電性粒子は、現像剤担持体の分野で公知の導電性粒子を適宜選択して用いることができる。この導電性粒子としては、例えば、以下のものが挙げられる。
金属(アルミニウム、銅、ニッケル、銀等)の微粉末、導電性金属酸化物(例えば酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化モリブデン、チタン酸カリウム)の粒子、黒鉛粒子、結晶性グラファイト、各種カーボンファイバー、導電性カーボンブラック。
上記導電性粒子は、1種を単独で使用しても良いし、2種以上を混合して使用しても良い。
上記の導電性粒子の中でも、導電性カーボンブラック、とりわけ導電性のアモルファスカーボンは、特に電気伝導性に優れ、高分子材料に充填して導電性を付与し、その添加量をコントロールするだけで、ある程度任意の導電性を得ることができるため好ましい。また、塗料にした場合のチキソ性効果により分散安定性・塗工安定性も良好となる。カーボンブラックの添加量は、その粒径によっても異なるが、バインダー樹脂100質量部に対して1質量部以上100質量部以下の範囲とすることが好ましい。この範囲内にすることで表面層の体積抵抗値を所望のレベルにすることができ、また、表面層の強度を十分に保持することができる。
また、上記の導電性粒子の中でも、黒鉛粒子、結晶性グラファイトは導電性に優れることに加え、表面層に添加することにより表面の潤滑性が増し、表面層の耐久性が向上するので好ましい。特に、黒鉛化度p(002)が0.20〜0.95の黒鉛粒子は、表面層の被膜強度アップや表面層の潤滑性アップを図れることからより好ましい。黒鉛化度p(002)とは、Franklinのp値といわれるもので、黒鉛粒子のX線回折図から得られる黒鉛の格子間隔d(002)から、下記式Iで求められる。このp(002)値は、炭素の六方網目平面の積み重なりのうち、無秩序な部分の割合を示すもので、この値が小さいほど黒鉛化の程度が大きい。
d(002)=3.440−0.086(1−p2) 式I
黒鉛粒子、結晶性グラファイトの添加量は、その粒径によっても異なるが、バインダー樹脂100質量部に対して1質量部以上100質量部以下の範囲とすることが好ましい。この範囲内にすることで表面層に導電性、表面潤滑性を十分に与えることができる。
d(002)=3.440−0.086(1−p2) 式I
黒鉛粒子、結晶性グラファイトの添加量は、その粒径によっても異なるが、バインダー樹脂100質量部に対して1質量部以上100質量部以下の範囲とすることが好ましい。この範囲内にすることで表面層に導電性、表面潤滑性を十分に与えることができる。
また、導電性粒子の体積平均粒径は分散安定性の観点から10nm以上、樹脂組成物の抵抗均一性の観点から20μm以下が好ましい。
・その他の添加物
表面層を形成するための樹脂組成物は、現像剤担持体の表面粗さを均一にし、且つ適切な表面粗さを維持する観点から、凹凸形成のための凹凸付与粒子を含むことが好ましい。該凹凸付与粒子は導電性を有していてもかまわない。この凹凸付与粒子の体積平均粒径は、1μm以上30μm以下が好ましい。凹凸付与粒子の粒径が1μm以上であれば均一な表面凹凸を形成することができ、少量の添加で表面粗さを大きくすることができる。加えて表面層の脆弱化を抑制し、耐摩耗性の低下を抑制することができる。30μm以下であれば、表面層からの突出量を適度にすることができ、現像剤の帯電の不均一や帯電量の低下を抑制することができる。また、凹凸付与粒子の添加量は、バインダー樹脂100質量部に対して、添加による効果発揮の観点から5質量部以上、耐摩耗性維持の観点から100質量部以下が好ましい。
表面層を形成するための樹脂組成物は、現像剤担持体の表面粗さを均一にし、且つ適切な表面粗さを維持する観点から、凹凸形成のための凹凸付与粒子を含むことが好ましい。該凹凸付与粒子は導電性を有していてもかまわない。この凹凸付与粒子の体積平均粒径は、1μm以上30μm以下が好ましい。凹凸付与粒子の粒径が1μm以上であれば均一な表面凹凸を形成することができ、少量の添加で表面粗さを大きくすることができる。加えて表面層の脆弱化を抑制し、耐摩耗性の低下を抑制することができる。30μm以下であれば、表面層からの突出量を適度にすることができ、現像剤の帯電の不均一や帯電量の低下を抑制することができる。また、凹凸付与粒子の添加量は、バインダー樹脂100質量部に対して、添加による効果発揮の観点から5質量部以上、耐摩耗性維持の観点から100質量部以下が好ましい。
<現像剤担持体の表面層の物性>
現像剤担持体の表面層の物性について以下に説明する。
現像剤担持体の表面層の物性について以下に説明する。
(表面層の層厚、体積抵抗値及び表面粗さ)
表面層の表面粗さとして、算術平均粗さRa(JIS B0601−2001)が0.3μm以上3.5μm以下であることが好ましい。Raが0.3μm以上であれば、現像剤の搬送が適切に行われ、現像剤の不足による画像濃度薄や、現像剤の過剰な帯電による飛び散りやブロッチの発生を更に抑制することができる。また、Raが3.5μm以下であれば、現像剤への摩擦帯電付与を均一に行うことができ、スジむらや、反転カブリ、帯電不足による画像濃度薄の発生を更に抑制することができる。
表面層の表面粗さとして、算術平均粗さRa(JIS B0601−2001)が0.3μm以上3.5μm以下であることが好ましい。Raが0.3μm以上であれば、現像剤の搬送が適切に行われ、現像剤の不足による画像濃度薄や、現像剤の過剰な帯電による飛び散りやブロッチの発生を更に抑制することができる。また、Raが3.5μm以下であれば、現像剤への摩擦帯電付与を均一に行うことができ、スジむらや、反転カブリ、帯電不足による画像濃度薄の発生を更に抑制することができる。
本発明の現像剤担持体に形成される表面層の層厚は4μm以上50μm以下であることが好ましく、特には6μm以上30μm以下であることが好ましい。4μm以上であれば、表面層の均一化が図れる。50μm以下であれば表面層の粗さを制御し易い。
本発明における表面層の体積抵抗値は、1×10−1Ω・cm以上1×103Ω・cm以下であることが好ましく、特には、1×10−1Ω・cm以上1×102Ω・cm以下であることが好ましい。1×10−1Ω・cm以上1×103Ω・cm以下ならば、表面層を形成するために用いられる樹脂組成物中への導電性粒子の添加により抵抗調整を容易に実施できる。
<<現像剤担持体の製造方法>>
本発明に係る現像剤担持体の製造方法は、まず、基体の表面に、樹脂組成物を有する塗料を塗布し、該基体の表面に塗膜を形成する。この樹脂組成物は、上述したi)バインダー樹脂、ii)第4級ホスホニウム塩または第4級アンモニウム塩、iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、iv)導電性粒子を含む。その後、該塗膜を硬化(乾燥固化でも良い)させて表面層を形成する。なお、表面層を形成するための材料を混合する際は、溶媒中にこれらi)〜iv)の材料を分散混合して塗料化し、前記基体の表面上に塗布することが好ましい。塗料としては、上記i)〜iv)の材料を、i)バインダー樹脂が溶解する溶剤(例えば、メタノールやイソプロピルアルコール)と混合して得られた塗料であることが好ましい。上記i)〜iv)の材料を分散混合するための分散装置としては、ボールミル、サンドミル、アトライター、ビーズミルの如き公知のメディア分散装置や、衝突型微粒化法や薄膜旋回法を利用した公知のメディアレス分散装置が好適に利用可能である。また得られた塗料の基体への塗工方法としては、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法、静電塗布工法、リング塗工法の如き公知の方法が挙げられる。硬化方法としては、例えば加熱硬化法を挙げることができる。
本発明に係る現像剤担持体の製造方法は、まず、基体の表面に、樹脂組成物を有する塗料を塗布し、該基体の表面に塗膜を形成する。この樹脂組成物は、上述したi)バインダー樹脂、ii)第4級ホスホニウム塩または第4級アンモニウム塩、iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、iv)導電性粒子を含む。その後、該塗膜を硬化(乾燥固化でも良い)させて表面層を形成する。なお、表面層を形成するための材料を混合する際は、溶媒中にこれらi)〜iv)の材料を分散混合して塗料化し、前記基体の表面上に塗布することが好ましい。塗料としては、上記i)〜iv)の材料を、i)バインダー樹脂が溶解する溶剤(例えば、メタノールやイソプロピルアルコール)と混合して得られた塗料であることが好ましい。上記i)〜iv)の材料を分散混合するための分散装置としては、ボールミル、サンドミル、アトライター、ビーズミルの如き公知のメディア分散装置や、衝突型微粒化法や薄膜旋回法を利用した公知のメディアレス分散装置が好適に利用可能である。また得られた塗料の基体への塗工方法としては、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法、静電塗布工法、リング塗工法の如き公知の方法が挙げられる。硬化方法としては、例えば加熱硬化法を挙げることができる。
<<現像装置>>
次に、本発明に係る現像剤担持体を備えた現像装置について、以下に具体例を挙げて説明する。なお、本発明に係る現像装置は、以下のものに限定されるものではない。
次に、本発明に係る現像剤担持体を備えた現像装置について、以下に具体例を挙げて説明する。なお、本発明に係る現像装置は、以下のものに限定されるものではない。
本発明に係る現像装置は、負帯電性現像剤、現像容器、現像剤担持体、及び現像剤層厚規制部材を少なくとも備えており、この現像剤担持体として、上述した本発明に係る現像剤担持体を用いる。なお、前記現像容器は、負帯電性現像剤が収容されている。前記現像剤担持体は、現像容器から供給された負帯電性現像剤を表面に担持し且つ搬送する回転自在に保持されたものである。前記現像剤層厚規制部材は、現像剤担持体上に形成される負帯電性現像剤の層の層厚を規制するためのものである。
<磁性一成分現像装置>
図1は、現像剤として磁性一成分現像剤を使用する場合に用いられる磁性一成分現像装置の一例を示す模式図である。
図1は、現像剤として磁性一成分現像剤を使用する場合に用いられる磁性一成分現像装置の一例を示す模式図である。
図1に示す現像装置は、現像剤を収容するための現像容器503と、前記容器に収容された現像剤(不図示)を表面に担持し且つ搬送する回転自在に保持された現像スリーブ(現像剤担持体)508とを有している。この現像スリーブ508は、基体506と、基体上に形成された表面層507とを有する。また、この現像スリーブ508内には、磁性一成分負帯電性現像剤を現像スリーブ508上に磁気的に吸引しかつ保持するため、磁極(N1、N2、S1及びS2)を有するマグネットローラ509が配置されている。
なお、磁性一成分現像剤は、現像剤補給容器(不図示)から現像剤供給部材512を経由して現像容器503内へ送り込まれてくる。現像容器503は、第一室514と第二室515とに分割されており、第一室514に送り込まれた磁性一成分現像剤は攪拌搬送部材505により現像容器503及び仕切り部材504により形成される隙間を通過して第二室515に送られる。第二室515中には現像剤が滞留するのを防止するための攪拌搬送部材511が設けられている。
この現像装置は、まず、現像容器503に収容された磁性一成分負帯電性現像剤を、マグネットローラ509による磁力の作用により現像剤担持体508の表面に担持させる。現像剤担持体508上に担持された磁性一成分負帯電性現像剤は、現像剤層厚規制部材502により層厚が規制され、現像剤担持体508上に現像剤の層を形成する。そして、現像剤担持体508が矢印A方向に回転することによって、現像剤担持体508と、静電潜像を担持する静電潜像担持体(感光ドラム)501とが対向している現像領域Cに、現像剤担持体508上の現像剤を搬送する。そして、静電潜像担持体501上の静電潜像を現像剤担持体によって搬送された現像剤により現像し、現像剤像を形成する。なお、静電潜像担持体501は、矢印B方向に回転する。
図2は、現像剤として磁性一成分現像剤を使用する場合に用いられる磁性一成分現像装置の他の一例を示す模式図である。
磁性一成分現像剤は、磁性現像剤の粒子同士の摩擦及び現像剤担持体上の表面層との摩擦により、静電潜像担持体501上の静電潜像を現像することが可能な摩擦帯電電荷を得る。現像領域Cに搬送される現像剤の層の層厚を規制するために、現像剤層厚規制部材としての弾性ブレード516を用いている。この弾性ブレード516は、例えば、ウレタンゴム及びシリコーンゴム等のゴム弾性を有する材料、又はリン青銅及びステンレス鋼等の金属弾性を有する材料を用いた弾性板からなることができる。現像剤担持体508に対して、磁性一成分現像剤を介して接触または圧接させても良い。
現像剤担持体508上に形成される磁性一成分現像剤の層の層厚は、高画質の観点から現像領域Cにおける現像剤担持体508と感光ドラム501との間の最小間隙よりも薄いものであることが好ましい。
本発明に係る現像剤担持体は、以上の様な磁性一成分現像剤により静電潜像を現像する方式の現像装置、すなわち非接触型現像装置に組み込むことが有効である。
また、現像剤担持体508上に担持された磁性一成分現像剤を飛翔させるため、現像剤担持体508にはバイアス手段としての現像バイアス電源513により現像バイアス電圧が印加される。この現像バイアス電圧として直流電圧を使用するときは、静電潜像の画像部(現像剤が付着して可視化される領域)の電位と背景部の電位との間の値の電圧を現像剤担持体508に印加するのが好ましい。
現像された画像の濃度を高め、かつ階調性を向上させるためには、現像剤担持体508に交番バイアス電圧を印加し、現像領域Cに向きが交互に反転する振動電界を形成してもよい。この場合には、上記した現像画像部の電位と背景部の電位との中間の値を有する直流電圧成分を重畳した交番バイアス電圧を現像剤担持体508に印加するのが好ましい。
なお、図1では、現像剤担持体508上の磁性一成分現像剤の層の層厚を規制する現像剤層厚規制部材として、現像剤担持体508から離間されて配置された磁性ブレード502を用いている。
磁性ブレード502は、通常、現像剤担持体508の表面から50μm以上500μm以下の間隙を有して現像剤担持体508に対向するように現像容器503に装着される。マグネットローラ509の磁極N1からの磁力線が磁性ブレード502に集中することにより、現像剤担持体508上に磁性一成分現像剤の薄層が形成される。なお、本発明においては、この磁性ブレード502に替えて非磁性の現像剤層厚規制部材を使用することもできる。このように、本発明の現像剤担持体を装着する現像装置は、現像剤層規制部材として、担持体に現像剤を介して当接可能な弾性ブレードを使用しても良いし、担持体から離間配置される磁性ブレードを使用しても良い。
<非磁性二成分現像装置>
図3は、現像剤として磁性キャリアと現像剤とを有する非磁性二成分現像剤を使用する場合に用いられる非磁性二成分現像装置の一例を示す模式図である。
図3は、現像剤として磁性キャリアと現像剤とを有する非磁性二成分現像剤を使用する場合に用いられる非磁性二成分現像装置の一例を示す模式図である。
図3において、現像容器5の現像室11内に、矢印a方向に回転される静電潜像担持体4に対向して現像剤担持体としての現像スリーブ(現像剤担持体)1を備えている。この現像剤担持体1内に、磁界発生手段としての磁性ローラ2が不動に配置されており、磁性ローラ2は、略頂部の位置から矢印bの回転方向に順にS1、N1、S2、N2、N3に着磁されている。
現像室11内には、トナー7と磁性キャリア10とを混合した二成分現像剤8が収容されている。この二成分現像剤8は、現像室11の一端で上端開放の隔壁13の図示しない一方の開口を通って現像容器5の攪拌室9内に送られる。トナー室12から攪拌室9内にトナー7が補給され、攪拌室9内の第1現像剤攪拌・搬送手段14によって混合されながら、攪拌室9の他端に搬送される。攪拌室9の他端に搬送された二成分現像剤8は、隔壁13の図示しない他方の開口を通って現像室11内に戻される。現像室11に移動した二成分現像剤は、第2現像剤攪拌・搬送手段15と、第2現像剤攪拌・搬送手段15による搬送方向と逆方向に現像剤を搬送する第3現像剤攪拌・搬送手段16により、攪拌・搬送されながら現像剤担持体1に搬送される。
現像剤担持体1に供給された二成分現像剤8は、マグネットローラ2の磁力の作用により磁気的に拘束され、現像剤担持体1の表面に担持される。そして、現像剤担持体1が図3に示した断面に対して時計回りに回転し、現像剤担持体1の略頂部上に設けた現像剤規制部材ブレード3での規制によって現像剤担持体1上で二成分現像剤8の薄層が形成される。その後、二成分現像剤8は、静電潜像担持体4と対向した現像領域Cへと搬送され、そこで二成分現像剤8中のトナー7が静電潜像担持体4上の静電潜像の現像に供される。現像に消費されなかった残余の二成分現像剤8は、現像剤担持体1の回転により現像容器5内に回収される。現像容器5内では同極のN2,N3間での反発磁界により現像剤担持体1上に磁気的に拘束されている現像されなかった残余の二成分現像剤8を剥ぎ取るようになっている。
上記の磁極N2により二成分現像剤8が磁力線に沿って穂立ちしたときのトナー飛散を防止するために、現像容器5の下部には弾性シール部材6がその一端を二成分現像剤8に接触するようにして固定、設置されている。
図3は、あくまでも現像装置を模式的に示したものであり、現像容器5の形状、攪拌翼・搬送部材の有無、磁性ローラの磁極の配置に様々な形態があることは言うまでもない。
<現像剤>
本発明に係る現像装置に用いられる現像剤(トナー)は、負帯電性である。また、この負帯電性現像剤は、従来公知の材料(例えば、結着樹脂、荷電制御剤、磁性材料、着色剤、離型剤、及び無機微粉体等の成分)を用い、従来公知の製造方法によって得ることが可能であるものを使用することができる。
本発明に係る現像装置に用いられる現像剤(トナー)は、負帯電性である。また、この負帯電性現像剤は、従来公知の材料(例えば、結着樹脂、荷電制御剤、磁性材料、着色剤、離型剤、及び無機微粉体等の成分)を用い、従来公知の製造方法によって得ることが可能であるものを使用することができる。
本発明で使用する現像剤を構成する粒子(現像剤粒子)は、高画質化の観点から重量平均粒径が4μm以上8μm以下の範囲にあることが好ましい。上記範囲の現像剤を使用することで、画質及び画像濃度のバランスをとることが容易に可能となる。また前記現像剤は、安定した画像濃度と画像品質を達成するため、より球形に近いもの、即ち現像剤粒子の平均円形度が1.0に近いことが好ましい。具体的には、磁性現像剤粒子の円形度分布において、比較的円形度の高い0.93以上の粒子数を現像剤中に60個数%以上含有させることが好ましく、より好ましくは75個数%以上である。60個数%以上であると、長期の繰り返し使用時においても摩擦帯電量の低下や現像剤担持体の汚染といった現象を引き起こしにくく、画像濃度の低下が発生しにくくなる。
現像剤に用いる結着樹脂としては、一般に公知の樹脂が使用可能であり、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、及びフェノール樹脂が挙げられる。この中でも、現像性、定着性の観点からビニル系樹脂又はポリエステル樹脂が好ましい。
摩擦帯電特性を向上させる目的で、荷電制御剤を現像剤粒子の中に包含させる(内添)、又は現像剤粒子と混合して用いる(外添)ことができる。荷電制御剤を添加することで、現像システムに応じた摩擦帯電量の制御を容易に図ることができる。
現像剤が、磁性現像剤である場合、磁性材料としては、例えば、マグネタイト、マグヘマイト、及びフェライト等の酸化鉄系金属酸化物、Fe、Co、及びNi等の磁性金属、これらの金属とAl、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bi、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W、及びV等の金属との合金、又はこれらの混合物を配合することができる。この際は、これらの磁性材料に、着色剤としての役目を兼用させても構わない。
現像剤に含有する着色剤としては、従来公知の顔料、あるいは染料を使用することが可能である。
また、現像剤には、定着機への巻きつき防止の観点から離型剤を含有することが好ましく、離型剤としては、例えばフィッシャートロプシュワックスを使用することができる。
さらに、現像剤には、環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性、保存性向上及びクリーニング性向上のために、シリカ、酸化チタン、及びアルミナ等の無機微粉体を外添することが好ましい。中でも、シリカ微粉体がより好ましい。
以下に、実施例をもって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
<<測定方法>>
はじめに本発明に関わる各物質の検出方法及び各種物性の測定方法を以下に述べる。
はじめに本発明に関わる各物質の検出方法及び各種物性の測定方法を以下に述べる。
〔1〕第4級ホスホニウム塩、第4級アンモニウム塩に由来する成分の検出
エレクトロスプレーイオン化装置を具備したLC/MS(商品名:Agilent1200/6100、アジレント・テクノロジー株式会社製)を用いて、以下の方法で、現像剤担持体の表面層中の第4級ホスホニウム塩、第4級アンモニウム塩に由来する成分の存在を確認した。
エレクトロスプレーイオン化装置を具備したLC/MS(商品名:Agilent1200/6100、アジレント・テクノロジー株式会社製)を用いて、以下の方法で、現像剤担持体の表面層中の第4級ホスホニウム塩、第4級アンモニウム塩に由来する成分の存在を確認した。
まず、表面層を有する現像剤担持体をメタノールに浸漬させることで、表面層からの溶出物を含んだメタノール溶液を得た。得られた溶出物を含んだメタノール溶液を試料としてLC/MSに取り付け、エレクトロスプレーイオン化法(ESI)にてイオン化し、LC/MSによって測定を行った。なお、LC/MSでは、ESIによって発生したプロトン付加イオン([M+H]+)を検出して測定するPositiveイオンモード、及び、プロトン脱離イオン([M+H]−)を検出して測定するNegativeイオンモードの両方のモードで測定した。
〔2〕芳香族オキシカルボン酸の金属化合物に由来する成分の検出
紫外可視分光光度計(商品名:V560、日本分光製)を用いて、以下に記載の方法で、現像剤担持体の表面層から芳香族オキシカルボン酸の金属化合物に由来する成分の存在を確認した。
紫外可視分光光度計(商品名:V560、日本分光製)を用いて、以下に記載の方法で、現像剤担持体の表面層から芳香族オキシカルボン酸の金属化合物に由来する成分の存在を確認した。
表面層を有する現像剤担持体をメタノールに浸漬させることで、表面層からの溶出物を含んだメタノール溶液を得た。得られたメタノール溶液を紫外可視分光光度計で測定した。
〔3〕表面層の膜厚及び削れ量測定
レーザー光にて円筒の外径を測定する株式会社キーエンス製の寸法測定器(商品名:LS5000シリーズ)を用い、表面層形成前の現像剤担持体の外径(S0)、表面層形成後の外径(S1)及び耐久使用後の外径(S2)をそれぞれ測定した。それらの値から、表面層の膜厚(S1−S0)及び表面層の削れ量(膜削れ)(S1−S2)を算出した。
レーザー光にて円筒の外径を測定する株式会社キーエンス製の寸法測定器(商品名:LS5000シリーズ)を用い、表面層形成前の現像剤担持体の外径(S0)、表面層形成後の外径(S1)及び耐久使用後の外径(S2)をそれぞれ測定した。それらの値から、表面層の膜厚(S1−S0)及び表面層の削れ量(膜削れ)(S1−S2)を算出した。
測定には、前記装置のコントローラLS−5500(商品名)及びセンサーヘッドLS−5040T(商品名)を用いた。現像剤担持体固定治具及びスリーブ送り機構を取り付けた装置にセンサー部を別途固定し、現像剤担持体長手方向に対し30分割して30箇所、更にスリーブを周方向に90°回転させた後更に30箇所、合計60箇所について現像剤担持体の外径寸法を測定した。外径寸法はその平均値とし、測定環境は温度20℃以上25℃以下、湿度50%RH以上60%RH以下とした。なお、耐久使用後の現像剤担持体外径の測定は、表面上に付着或いは融着している現像剤の融着物をメチルエチルケトン中で1分間超音波洗浄することで除去してから行った。
〔4〕導電性粒子及び凹凸付与粒子の体積平均粒径の測定
表面層に含有される導電性粒子及び凹凸付与粒子の体積平均粒径は、レーザー回折型粒度分布計(商品名:コールターLS−230型粒度分布計、ベックマン・コールター株式会社製)を用いて測定した。
表面層に含有される導電性粒子及び凹凸付与粒子の体積平均粒径は、レーザー回折型粒度分布計(商品名:コールターLS−230型粒度分布計、ベックマン・コールター株式会社製)を用いて測定した。
具体的な測定方法としては、まず、少量モジュールを用い、測定溶媒としてはイソプロピルアルコール(IPA)を使用した。このIPAにて粒度分布計の測定系内を5分間洗浄し、洗浄後バックグラウンドファンクションを実行した。次に、IPA50ml中に、測定試料(導電性粒子または凹凸付与粒子)を1mg以上25mg以下加えて、得られる懸濁液を超音波分散機で3分間分散処理し、被験試料液を得た。そして、測定装置の測定系内にこの被験試料液を徐々に加えて、装置の画面上のPIDS(偏光散乱強度差)が45%以上55%以下になるように測定系内の試料濃度を調整して測定を行い、体積分布から算出した体積平均粒径を求めた。
〔5〕現像剤担持体の表面層の体積抵抗測定
測定サンプルとして、厚さ100μmのPET(ポリエチレンテレフタラート)シート上に現像剤担持体上の表面層を構成する同じ塗料を用いて7μm以上25μm以下の厚さの表面層を形成した。測定装置として、抵抗値により抵抗率計ロレスタGP(低抵抗)又はハイレスタUP(高抵抗)(いずれも商品名、三菱化学アナリテック株式会社製)を使い分け、4端子プローブを用いて体積抵抗値を測定した。また、体積抵抗の測定は、測定環境を温度20℃以上25℃以下、湿度50%RH以上60%RH以下として行った。
測定サンプルとして、厚さ100μmのPET(ポリエチレンテレフタラート)シート上に現像剤担持体上の表面層を構成する同じ塗料を用いて7μm以上25μm以下の厚さの表面層を形成した。測定装置として、抵抗値により抵抗率計ロレスタGP(低抵抗)又はハイレスタUP(高抵抗)(いずれも商品名、三菱化学アナリテック株式会社製)を使い分け、4端子プローブを用いて体積抵抗値を測定した。また、体積抵抗の測定は、測定環境を温度20℃以上25℃以下、湿度50%RH以上60%RH以下として行った。
〔6〕現像剤粒子の粒径測定
測定装置として、粒度分布測定装置(商品名:コールターマルチサイザーIII、ベックマン・コールター社製)を用いた。また、電解液(商品名:ISOTON−II、ベックマン・コールター社製)を使用した。まず、電解液100ml以上150ml以下中に、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩液)を0.1ml以上5ml以下加え、次いで、試料(現像剤)を2mg以上20mg以下加えた。これに、超音波分散器で約1分間以上3分間以下分散処理を行い、測定サンプルを調製した。そして、測定装置の100μmアパーチャーを用い、被験試料中の現像剤粒子の体積、個数を測定した。
測定装置として、粒度分布測定装置(商品名:コールターマルチサイザーIII、ベックマン・コールター社製)を用いた。また、電解液(商品名:ISOTON−II、ベックマン・コールター社製)を使用した。まず、電解液100ml以上150ml以下中に、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩液)を0.1ml以上5ml以下加え、次いで、試料(現像剤)を2mg以上20mg以下加えた。これに、超音波分散器で約1分間以上3分間以下分散処理を行い、測定サンプルを調製した。そして、測定装置の100μmアパーチャーを用い、被験試料中の現像剤粒子の体積、個数を測定した。
この測定結果から体積分布と個数分布とを算出し、体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径(D4)及び個数分布から求めた個数基準の長さ平均粒径(D1)(共に各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)を求めた。
〔7〕現像剤粒子の平均円形度測定
現像剤粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置(商品名:「FPIA−3000」、シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定した。
現像剤粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置(商品名:「FPIA−3000」、シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定した。
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mlを入れた。この中に、分散剤をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2ml加えた。ここで、分散剤としては、商品名:「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)を用いた。更に測定試料(現像剤)を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とした。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却した。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(商品名:「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加した。
測定には、対物レンズとして商品名:「UPlanApro」(倍率10倍、開口数0.40)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース商品名:「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個の現像剤粒子を計測した。そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.985μm以上、39.69μm未満に限定し、現像剤粒子の平均円形度を求めた。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えば、Duke Scientific社製の商品名:「RESEARCH AND TEST PARTICLESLatex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行った。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施した。
〔8〕現像剤に用いる結着樹脂のガラス転移温度(Tg)及びワックスの融点の測定
結着樹脂のガラス転移温度(Tg)及びワックスの融点は、示差走査熱量分析装置、商品名:「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定した。
結着樹脂のガラス転移温度(Tg)及びワックスの融点は、示差走査熱量分析装置、商品名:「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定した。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いた。
具体的には、トナー約10mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行った。尚、測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行った。この2度目の昇温過程での温度30〜200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークを、トナーのDSC測定における吸熱曲線の最大吸熱ピークとした。また、この昇温過程で、温度40〜100℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、結着樹脂のガラス転移温度Tgとした。
〔9〕現像剤に含有される磁性酸化鉄粒子の磁気特性の測定
振動試料型磁力計(商品名:VSM−P7、東英工業社製)を使用し、試料温度25℃、外部磁場795.8kA/mにて、磁性酸化鉄粒子の磁気特性(保磁力(Hc)、磁化の強さ(σs)、残留磁化(σr))を測定した。
振動試料型磁力計(商品名:VSM−P7、東英工業社製)を使用し、試料温度25℃、外部磁場795.8kA/mにて、磁性酸化鉄粒子の磁気特性(保磁力(Hc)、磁化の強さ(σs)、残留磁化(σr))を測定した。
〔10〕磁性酸化鉄粒子、シリカ粒子、及び酸化チタン粒子の平均一次粒子径の測定
これらの粒子の平均一次粒子径は、それぞれの粒子を走査型電子顕微鏡(倍率40000倍以上400000倍以下)で観察し、200個の各粒子のフェレ径を計測して個数平均粒子径を求めることにより特定できる。後述する実施例においては、走査型電子顕微鏡(商品名:S−4800、日立製作所製)を用いた。
これらの粒子の平均一次粒子径は、それぞれの粒子を走査型電子顕微鏡(倍率40000倍以上400000倍以下)で観察し、200個の各粒子のフェレ径を計測して個数平均粒子径を求めることにより特定できる。後述する実施例においては、走査型電子顕微鏡(商品名:S−4800、日立製作所製)を用いた。
〔11〕磁性キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)の測定
粒度分布測定は、レーザー回折・散乱方式の粒度分布測定装置(商品名:マイクロトラックMT3300EX、日機装社製)にて測定を行った。測定には、乾式測定用の試料供給機(商品名:ワンショットドライ型サンプルコンディショナーTurbotrac、日機装社製)を装着して行った。Turbotracの供給条件として、真空源として集塵機を用い、風量約33リットル/sec、圧力約17kPaとした。制御を、ソフトウエア上で自動的に行い、体積分布基準の累積値である50%粒径(D50)を求めた。制御及び解析は付属ソフト(バージョン10.3.3−202D)を用いて行った。
粒度分布測定は、レーザー回折・散乱方式の粒度分布測定装置(商品名:マイクロトラックMT3300EX、日機装社製)にて測定を行った。測定には、乾式測定用の試料供給機(商品名:ワンショットドライ型サンプルコンディショナーTurbotrac、日機装社製)を装着して行った。Turbotracの供給条件として、真空源として集塵機を用い、風量約33リットル/sec、圧力約17kPaとした。制御を、ソフトウエア上で自動的に行い、体積分布基準の累積値である50%粒径(D50)を求めた。制御及び解析は付属ソフト(バージョン10.3.3−202D)を用いて行った。
<<現像剤担持体>>
以下に、現像剤担持体に使用される各種材料について説明する。
以下に、現像剤担持体に使用される各種材料について説明する。
<導電性粒子>
現像剤担持体の表面層に用いる導電性粒子としては、以下の導電性粒子A−1〜A−3を用いた。
現像剤担持体の表面層に用いる導電性粒子としては、以下の導電性粒子A−1〜A−3を用いた。
[導電性粒子A−1]
コールタールピッチから溶剤分別によりβ−レジンを抽出し、これを水素添加、重質化処理を行った後、次いでトルエンにより溶剤可溶分を除去することで、メソフェーズピッチを得た。そのメソフェーズピッチ粉末を微粉砕し、それを空気中において約300℃で酸化処理した後、窒素雰囲気下にて2800℃で熱処理を行い、分級を経て体積平均粒径3.4μm、黒鉛化度p(002)が0.39である導電性粒子A−1を得た。黒鉛化度p(002)とは、Franklinのp値といわれるもので、黒鉛粒子のX線回折図から得られる黒鉛の格子間隔d(002)から、下記計算式で求められる。このp(002)値は、炭素の六方網目平面の積み重なりのうち、無秩序な部分の割合を示すもので、この値が小さいほど黒鉛化の程度が大きい。
コールタールピッチから溶剤分別によりβ−レジンを抽出し、これを水素添加、重質化処理を行った後、次いでトルエンにより溶剤可溶分を除去することで、メソフェーズピッチを得た。そのメソフェーズピッチ粉末を微粉砕し、それを空気中において約300℃で酸化処理した後、窒素雰囲気下にて2800℃で熱処理を行い、分級を経て体積平均粒径3.4μm、黒鉛化度p(002)が0.39である導電性粒子A−1を得た。黒鉛化度p(002)とは、Franklinのp値といわれるもので、黒鉛粒子のX線回折図から得られる黒鉛の格子間隔d(002)から、下記計算式で求められる。このp(002)値は、炭素の六方網目平面の積み重なりのうち、無秩序な部分の割合を示すもので、この値が小さいほど黒鉛化の程度が大きい。
[導電性粒子A−2]
原材料として、コークスとタールピッチの混合物を用い、この混合物をタールピッチの軟化点以上の温度で練り込み、押出し成型し、窒素雰囲気下において1000℃で一次焼成して炭化した。続いてコールタールピッチを含浸させた後、窒素雰囲気下において2800℃で二次焼成をして黒鉛化し、さらに粉砕及び分級して体積平均粒径4.0μmの導電性粒子A−2を得た。
原材料として、コークスとタールピッチの混合物を用い、この混合物をタールピッチの軟化点以上の温度で練り込み、押出し成型し、窒素雰囲気下において1000℃で一次焼成して炭化した。続いてコールタールピッチを含浸させた後、窒素雰囲気下において2800℃で二次焼成をして黒鉛化し、さらに粉砕及び分級して体積平均粒径4.0μmの導電性粒子A−2を得た。
[導電性粒子A−3]
カーボンブラック(商品名:トーカブラック#5500、東海カーボン株式会社製)を導電性粒子A−3として用いた。
カーボンブラック(商品名:トーカブラック#5500、東海カーボン株式会社製)を導電性粒子A−3として用いた。
<バインダー樹脂>
現像剤担持体の表面層に用いるバインダー樹脂としては、以下のバインダー樹脂B−1〜B−3、及び、バインダー樹脂b−1〜b−2を用いた。
現像剤担持体の表面層に用いるバインダー樹脂としては、以下のバインダー樹脂B−1〜B−3、及び、バインダー樹脂b−1〜b−2を用いた。
[バインダー樹脂B−1]
アンモニア触媒使用レゾール型フェノール樹脂(商品名:J−325CA、DIC株式会社製)をバインダー樹脂B−1として用いた。
アンモニア触媒使用レゾール型フェノール樹脂(商品名:J−325CA、DIC株式会社製)をバインダー樹脂B−1として用いた。
[バインダー樹脂B−2]
ポリオール(商品名:ニッポラン5037、日本ポリウレタン工業株式会社製)と、硬化剤(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン工業製)とを質量比10:1で配合したものをバインダー樹脂B−2として用いた。
ポリオール(商品名:ニッポラン5037、日本ポリウレタン工業株式会社製)と、硬化剤(商品名:コロネートL、日本ポリウレタン工業製)とを質量比10:1で配合したものをバインダー樹脂B−2として用いた。
[バインダー樹脂B−3]
6/66/610共重合ナイロン(商品名:エルバマイド8023、デュポン社製)をバインダー樹脂B−3とした。
6/66/610共重合ナイロン(商品名:エルバマイド8023、デュポン社製)をバインダー樹脂B−3とした。
[バインダー樹脂b−1]
NaOH触媒使用レゾ−ル型フェノール樹脂GF9000(商品名、DIC化学工業社製)をバインダー樹脂b−1として用いた。
NaOH触媒使用レゾ−ル型フェノール樹脂GF9000(商品名、DIC化学工業社製)をバインダー樹脂b−1として用いた。
[バインダー樹脂b−2]
シリコーン樹脂SH804(商品名、東レ・ダウコーニング社製)をバインダー樹脂b−2として用いた。
シリコーン樹脂SH804(商品名、東レ・ダウコーニング社製)をバインダー樹脂b−2として用いた。
<第4級ホスホニウム塩>
現像剤担持体の表面層に用いる第4級ホスホニウム塩としては、以下のホスホニウム塩C−1〜C−3を用いた。
現像剤担持体の表面層に用いる第4級ホスホニウム塩としては、以下のホスホニウム塩C−1〜C−3を用いた。
[第4級ホスホニウム塩C−1]
表1に示した例示No.1の化合物である第4級ホスホニウム塩(商品名:ヒシコーリンBTPPBr、日本化学工業社製)を第4級ホスホニウム塩C−1として用いた。
表1に示した例示No.1の化合物である第4級ホスホニウム塩(商品名:ヒシコーリンBTPPBr、日本化学工業社製)を第4級ホスホニウム塩C−1として用いた。
[第4級ホスホニウム塩C−2]
表1に示した例示No.9の化合物である第4級ホスホニウム塩(商品名:ヒシコーリンPX−2H,日本化学工業社製)をホスホニウム塩C−2として用いた。
表1に示した例示No.9の化合物である第4級ホスホニウム塩(商品名:ヒシコーリンPX−2H,日本化学工業社製)をホスホニウム塩C−2として用いた。
[第4級ホスホニウム塩C−3]
下記式(4)で表される第4級ホスホニウム塩(商品名:ジ−tert−ブチルメチルホスホニウムテトラフェニルボラート、東京化成工業社製)を第4級ホスホニウム塩C−3として用いた。
下記式(4)で表される第4級ホスホニウム塩(商品名:ジ−tert−ブチルメチルホスホニウムテトラフェニルボラート、東京化成工業社製)を第4級ホスホニウム塩C−3として用いた。
<第4級アンモニウム塩>
現像剤担持体の表面層に用いる第4級アンモニウム塩としては、以下の第4級アンモニウム塩D−1、D−2及びD−3を用いた。
現像剤担持体の表面層に用いる第4級アンモニウム塩としては、以下の第4級アンモニウム塩D−1、D−2及びD−3を用いた。
[第4級アンモニウム塩D−1]
第4級アンモニウム塩D−1として、表2に示した例示No.1の化合物である第4級アンモニウム塩(商品名:ボントロンP−51、オリエント化学社製)を用いた。
第4級アンモニウム塩D−1として、表2に示した例示No.1の化合物である第4級アンモニウム塩(商品名:ボントロンP−51、オリエント化学社製)を用いた。
[第4級アンモニウム塩D−2]
第4級アンモニウム塩D−2として、下記式(5)で表される第4級アンモニウム塩(商品名:アーカード 22−80、ライオンアクゾ社製)を用いた。
第4級アンモニウム塩D−2として、下記式(5)で表される第4級アンモニウム塩(商品名:アーカード 22−80、ライオンアクゾ社製)を用いた。
[第4級アンモニウム塩D−3]
第4級アンモニウム塩D−3として、表2に示した例示No.16で表される第4級アンモニウム塩(商品名:TP−415、保土谷化学工業社製)を用いた。
第4級アンモニウム塩D−3として、表2に示した例示No.16で表される第4級アンモニウム塩(商品名:TP−415、保土谷化学工業社製)を用いた。
<芳香族オキシカルボン酸の金属化合物>
現像剤担持体の表面層に用いる芳香族オキシカルボン酸の金属化合物としては、以下の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−1〜E−5を用いた。
現像剤担持体の表面層に用いる芳香族オキシカルボン酸の金属化合物としては、以下の芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−1〜E−5を用いた。
[芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−1]
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−1として、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(商品名:ボントロンE101、オリエント化学工業社製)を用いた。
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−1として、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(商品名:ボントロンE101、オリエント化学工業社製)を用いた。
[芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−2]
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−2として、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のクロム化合物(商品名:ボントロンE81、オリエント化学工業社製)を用いた。
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−2として、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のクロム化合物(商品名:ボントロンE81、オリエント化学工業社製)を用いた。
[芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−3]
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−3として、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸の亜鉛化合物(商品名:ボントロンE84、オリエント化学工業社製)を用いた。
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−3として、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸の亜鉛化合物(商品名:ボントロンE84、オリエント化学工業社製)を用いた。
[芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−4]
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−4として、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のジルコニウム化合物(商品名:TN105、保土ヶ谷化学製)を用いた。
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−4として、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のジルコニウム化合物(商品名:TN105、保土ヶ谷化学製)を用いた。
[芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−5]
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−5として、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸の鉄化合物(商品名:ボントロンX11、保土ヶ谷化学製)を用いた。
芳香族オキシカルボン酸の金属化合物E−5として、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸の鉄化合物(商品名:ボントロンX11、保土ヶ谷化学製)を用いた。
<凹凸付与粒子>
現像剤担持体の表面層に用いる凹凸付与粒子として、以下の凹凸付与粒子F−1、F−2を用いた。
現像剤担持体の表面層に用いる凹凸付与粒子として、以下の凹凸付与粒子F−1、F−2を用いた。
[凹凸付与粒子F−1]
凹凸付与粒子F−1として、球状炭素粒子(商品名:ニカビーズICB1020、日本カーボン株式会社製)を用いた。
凹凸付与粒子F−1として、球状炭素粒子(商品名:ニカビーズICB1020、日本カーボン株式会社製)を用いた。
[凹凸付与粒子F−2]
凹凸付与粒子F−2として球状炭素粒子(商品名:ニカビーズICB0520、日本カーボン株式会社製)を用いた。
凹凸付与粒子F−2として球状炭素粒子(商品名:ニカビーズICB0520、日本カーボン株式会社製)を用いた。
<<現像剤>>
評価に用いる現像剤は、以下のものを用いた。
評価に用いる現像剤は、以下のものを用いた。
[現像剤Z−1]
表3に示す結着樹脂を合成するための原料1をエステル化触媒(ジブチルスズオキサイド)と共に4口フラスコに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を装着して窒素雰囲気下にて135℃で撹拌した。なお、この際、所望の架橋構造を得るために、反応の初期と後期にフマル酸を分割添加した。そこに、結着樹脂を合成するための原料2(スチレン:84mol%と2エチルヘキシルアクリレート:14mol%)と重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド2mol%を混合したものを滴下ロートから4時間かけて滴下した。その後、135℃で5時間反応した後、重縮合時の反応温度を230℃に昇温して縮重合反応を行った。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕して結着樹脂1を得た。この結着樹脂1の数平均分子量(Mn)は3500、ガラス転移温度(Tg)は54.5℃、軟化点は135.5℃であった。
表4に示す結着樹脂を合成するための原料3をエステル化触媒(ジブチルスズオキサイド)と共に4口フラスコに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び撹拌装置を装着して窒素雰囲気下にて135℃で撹拌した。そこに、結着樹脂を合成するための原料4(スチレン:84mol%と2エチルヘキシルアクリレート:14mol%)と重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド2mol%を混合したものを滴下ロートから4時間かけて滴下した。その後、135℃で5時間反応した後、重縮合時の反応温度を230℃に昇温して縮重合反応を行った。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕して結着樹脂2を得た。この結着樹脂2の数平均分子量(Mn)は6500、ガラス転移温度(Tg)は56.8℃、軟化点は99.0℃であった。
次に、上記結着樹脂1を85質量部と、上記結着樹脂2を15質量部とをヘンシェルミキサーで混合し、結着樹脂G−1とした。
続いて、表5に示す材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、二軸混練押し出し機によって、溶融混練した。この時、混練された樹脂の温度が150℃になるように滞留時間をコントロールした。
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した。次に粉砕機(商品名:ターボミル、ターボ工業株式会社製)を用いて微粉砕を行った。ここで回転子及び固定子の表面は炭化クロムを含有したクロム合金で、厚さ150μm、表面硬さHV1050にめっきしたものを用いた。得られた微粉砕粉末をコアンダ効果を利用した多分割分級装置(商品名:エルボジェット分級機、日鉄鉱業株式会社製)を用いて分級し、負摩擦帯電性の磁性現像剤粒子を得た。
この磁性現像剤粒子100質量部に対し、疎水性シリカ微粉体(BET比表面積:140m2/g)を1.0質量部とチタン酸ストロンチウム3.0質量部を外添混合し、目開き150μmのメッシュで篩い、重量平均粒径5.8μm、平均円形度が0.975の負摩擦帯電性の磁性現像剤Z−1を得た。
[現像剤Z−2]
磁性酸化鉄粒子の添加量を50質量部から60質量部に変えた以外は現像剤Z−1と同様の方法で作製し、重量平均粒径6.5μm、平均円形度が0.950の負摩擦帯電性の磁性現像剤Z−2を得た。
磁性酸化鉄粒子の添加量を50質量部から60質量部に変えた以外は現像剤Z−1と同様の方法で作製し、重量平均粒径6.5μm、平均円形度が0.950の負摩擦帯電性の磁性現像剤Z−2を得た。
[現像剤Z−3]
・結着樹脂1 70質量部
・結着樹脂2 30質量部
・フィッシャートロプシュワックス 5質量部
・3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(ボントロンE101 オリエント化学工業社製) 0.5質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 8質量部
・結着樹脂1 70質量部
・結着樹脂2 30質量部
・フィッシャートロプシュワックス 5質量部
・3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(ボントロンE101 オリエント化学工業社製) 0.5質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 8質量部
上記の材料をヘンシェルミキサー(商品名:FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合した後、温度150℃に設定した二軸混練機(商品名:PCM−30型、池貝鉄工(株)製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(商品名:T−250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕した。さらに、得られた微粉砕物を分級し、さらにハイブリダイザー(奈良機械製作所製)処理装置を用い5回繰り返し球形化処理を行い、重量平均粒径(D4)5.6μm、平均円形度0.962の現像剤粒子1を得た。
得られた現像剤粒子1:100.0質量部に、酸化チタン微粒子:0.2質量部(イソブチルトリメトキシシラン15質量%で表面処理した一次平均粒子径50nm)、シリカ微粒子:0.8質量部(ヘキサメチルジシラザン20質量%で表面処理した一次平均粒径16nm、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株)製)で混合して、非磁性現像剤Z−3を得た。得られた非磁性現像剤Z−3は、重量平均粒径(D4)5.6μm、平均円形度0.962であった。
なお、本実施例で用いる上記現像剤Z−1〜Z−3は、いずれも平均円形度が0.950以上であるため、流動性が高く、帯電しやすい。
<磁性キャリア1>
体積基準の50%粒径(D50)が33μmのMn−Mg−フェライト粒子100質量部に、シリコーン樹脂(商品名:KR271、信越化学社製)1質量部、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン0.5質量部、及びトルエン98.5質量部の混合液を、添加し、さらに溶液減圧ニーダーで撹拌混合しながら70℃、5時間減圧乾燥を行い、溶剤を除去した。その後、140℃で2時間焼き付け処理して、篩振とう機(300MM−2型、筒井理化学機械:75μm開口)で篩い、D50が38μmの磁性キャリア1を得た。
体積基準の50%粒径(D50)が33μmのMn−Mg−フェライト粒子100質量部に、シリコーン樹脂(商品名:KR271、信越化学社製)1質量部、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン0.5質量部、及びトルエン98.5質量部の混合液を、添加し、さらに溶液減圧ニーダーで撹拌混合しながら70℃、5時間減圧乾燥を行い、溶剤を除去した。その後、140℃で2時間焼き付け処理して、篩振とう機(300MM−2型、筒井理化学機械:75μm開口)で篩い、D50が38μmの磁性キャリア1を得た。
〔実施例1〕
以下の表6に示す材料にメタノールを加え固形分45質量%に調整し、これをサンドミル(商品名:サンドグラインダーLSG−4U−08、アイメックス株式会社製)(直径1mmのガラスビーズをメディア粒子として使用)で2時間分散した。続いて、篩を用いてガラスビーズを分離した後、固形分濃度が33質量%になるようにメタノールを添加して、塗料を得た。
以下の表6に示す材料にメタノールを加え固形分45質量%に調整し、これをサンドミル(商品名:サンドグラインダーLSG−4U−08、アイメックス株式会社製)(直径1mmのガラスビーズをメディア粒子として使用)で2時間分散した。続いて、篩を用いてガラスビーズを分離した後、固形分濃度が33質量%になるようにメタノールを添加して、塗料を得た。
次に、基体として、上下端部(基体の軸方向の両端)にマスキングを施した外径20mmφ(直径)で算術平均粗さ(Ra)0.2μmの研削加工したアルミニウム製円筒管を準備した。この基体を垂直に立てて、一定速度で回転させ、前記塗料を、スプレーガンを一定速度で基体の上端部から下降させながら塗布した。続いて、熱風乾燥炉中で温度150℃、30分間加熱して塗布層を硬化・乾燥することで現像剤担持体T1を作製した。
現像剤担持体T1の表面層の層厚は、17μmであり、表面粗さRaは、1.34μm、表面層の体積抵抗値は、6×10−1Ω・cmであった。表に現像剤担持体T1表面層の添加材料と物性を示す。なお、表7中の「(部)」とは質量部を意味し、バインダー樹脂の「(部)」とは樹脂固形分の質量部を意味する。
尚、現像剤担持体T1の表面層をメタノールに浸漬し、表面層の成分が溶出したサンプルをLC/MSを用いて測定した。LC/MS(Positiveイオンモード)の測定にてm/z=319.25のピークが検出され、このピークはC−1化合物単体のピークと重なる事から、表面層中にC−1化合物が含有されることが確認された。
また、現像剤担持体T1の表面層をメタノールに浸漬し、表面層の成分が溶出したメタノール溶液を紫外可視分光度計で測定した。測定されたスペクトルにおいて、308nm〜313nmにピークが検出された。このピークはE−1単体のピークと重なる事から、表面層中にE−1化合物が含有されることが確認された。
<評価1>
評価には、電子写真画像形成装置(商品名:iR2020、キヤノン株式会社製)を使用した。なお、上記電子写真画像形成装置は、図2に示した磁性一成分現像剤を用いた非接触型現像装置を備えているものである。すなわち、当該現像装置は、磁性一成分現像剤を備え、かつ、現像剤層厚規制部材として、弾性ブレードを具備している。
評価には、電子写真画像形成装置(商品名:iR2020、キヤノン株式会社製)を使用した。なお、上記電子写真画像形成装置は、図2に示した磁性一成分現像剤を用いた非接触型現像装置を備えているものである。すなわち、当該現像装置は、磁性一成分現像剤を備え、かつ、現像剤層厚規制部材として、弾性ブレードを具備している。
この電子写真画像形成装置に備え付けられていた現像剤担持体及びトナーを、それぞれ現像剤担持体T1および現像剤Z−1に置き換えて以下の評価を行った。
なお、印刷は、温度30℃及び湿度80%RHの高温高湿環境(以下、H/Hとも称する)、温度23℃及び湿度5%RH常温低湿環境(以下、N/Lとも称する)の各環境下で行われた。また、印刷用の画像サンプルとしては、文字、ベタ丸画像及び四角画像を含む印字比率1.5%のテストチャートを用いた。尚、下記(1)〜(5)の評価は、10枚印刷後(初期)と15万枚印刷後(耐久後)に実施した。
以下(1)〜(5)の評価より得られた結果を表8及び10に示す。
(1)スリーブゴースト
10枚印刷後(初期)のスリーブゴーストの評価は、上記H/H及びN/Lの各環境下で行われた。評価用の画像サンプルとしては、画像先端の現像剤担持体1周分に相当する領域を白地にベタ黒の四角と丸の象形画像を交互に等間隔で配置し、それ以外の部分をハーフトーンとしたテストチャートを用いた。そして、このテストチャートを印刷した印刷物において、ハーフトーン画像上に象形画像のスリーブゴーストがどのように出現するかを目視により評価を行った。
10枚印刷後(初期)のスリーブゴーストの評価は、上記H/H及びN/Lの各環境下で行われた。評価用の画像サンプルとしては、画像先端の現像剤担持体1周分に相当する領域を白地にベタ黒の四角と丸の象形画像を交互に等間隔で配置し、それ以外の部分をハーフトーンとしたテストチャートを用いた。そして、このテストチャートを印刷した印刷物において、ハーフトーン画像上に象形画像のスリーブゴーストがどのように出現するかを目視により評価を行った。
また、上記の15万枚印刷後(耐久後)に、初期と同様のテストチャートを用いて印刷物を得て、初期と同様の方法で耐久後のスリーブゴーストを評価した。
なお、スリーブゴースト評価の評価基準は下記の通りである。
A:濃淡差が全く見られない。
B:軽微な濃淡差がやや見られる。
C:濃淡差がやや見られるが、象形画像の形状ははっきり認識できない。
D:濃淡差が現像スリーブ(現像剤担持体)1周分以上出る。
A:濃淡差が全く見られない。
B:軽微な濃淡差がやや見られる。
C:濃淡差がやや見られるが、象形画像の形状ははっきり認識できない。
D:濃淡差が現像スリーブ(現像剤担持体)1周分以上出る。
(2)画質
10枚印刷後(初期)の画質の評価として、上記H/H及びN/Lの各環境下で行われた。評価用の画像サンプルとしては、画像比率5.5%でライン画像(ライン幅190μm)のテストチャートを用いた。そして、このテストチャートを印刷した印刷物を、パーソナルIAS(クオリティ・エンジニアリング・アソシエイツ社製)で測定することで、飛び散り指数(ISO13660で定義されたラインのぼやけ方を表す数値)を求めることで評価した。
10枚印刷後(初期)の画質の評価として、上記H/H及びN/Lの各環境下で行われた。評価用の画像サンプルとしては、画像比率5.5%でライン画像(ライン幅190μm)のテストチャートを用いた。そして、このテストチャートを印刷した印刷物を、パーソナルIAS(クオリティ・エンジニアリング・アソシエイツ社製)で測定することで、飛び散り指数(ISO13660で定義されたラインのぼやけ方を表す数値)を求めることで評価した。
また、上記の15万枚印刷後(耐久後)に、初期と同様のテストチャートを用いて印刷物を得て、初期と同様の方法で耐久後の画質を評価した。
なお、画質評価の評価基準は下記の通りである。
A:飛び散り指数26未満
B:飛び散り指数26以上30未満
C:飛び散り指数30以上34未満
D:飛び散り指数34以上
A:飛び散り指数26未満
B:飛び散り指数26以上30未満
C:飛び散り指数30以上34未満
D:飛び散り指数34以上
(3)ブロッチ
上記「(1)スリーブゴースト」のN/L環境下における10枚印刷後(初期)及び15万枚印刷後(耐久後)の評価で用いた印刷物において、現像剤への摩擦帯電付与不良に起因する斑点画像や波模様画像(ブロッチ)の有無を目視で観察した。
上記「(1)スリーブゴースト」のN/L環境下における10枚印刷後(初期)及び15万枚印刷後(耐久後)の評価で用いた印刷物において、現像剤への摩擦帯電付与不良に起因する斑点画像や波模様画像(ブロッチ)の有無を目視で観察した。
ブロッチが存在した場合は、表8または9中の評価結果の欄に×を表記し、存在しない場合は、○と表記した。
なお、初期の評価においてブロッチが発生された場合は、耐久後のブロッチの評価、及び、N/L環境下における上記「(1)スリーブゴースト」、「(2)画質」、及び、下記「(5)現像剤担持体上及び感光体上の現像剤の摩擦帯電量」の評価を中止した。
(4)現像剤担持体の表面層の耐摩耗性
使用前と、上記「(1)スリーブゴースト」のH/H環境下での耐久後において、現像剤担持体の外径をそれぞれ測定した。そして、得られた外径の差から、表面層の削れ量を算出した。この表面層の削れ量を現像剤担持体の長手方向に向かって等間隔に30点測定し、更にスリーブを周方向に90°回転させた後更に30点、合計60点について現像剤担持体の外径寸法を測定した。その平均値を全体の削れ量とした。なお、耐久後の測定に当たっては現像剤担持体の表面をイソプロパノールで洗浄した。
使用前と、上記「(1)スリーブゴースト」のH/H環境下での耐久後において、現像剤担持体の外径をそれぞれ測定した。そして、得られた外径の差から、表面層の削れ量を算出した。この表面層の削れ量を現像剤担持体の長手方向に向かって等間隔に30点測定し、更にスリーブを周方向に90°回転させた後更に30点、合計60点について現像剤担持体の外径寸法を測定した。その平均値を全体の削れ量とした。なお、耐久後の測定に当たっては現像剤担持体の表面をイソプロパノールで洗浄した。
(5)現像剤担持体上及び感光体上の現像剤の摩擦帯電量
スリーブゴーストと現像剤の摩擦帯電量との関係を確認するために、以下の方法によって、現像剤担持体上及び感光体上の現像剤の摩擦帯電量を測定した。
スリーブゴーストと現像剤の摩擦帯電量との関係を確認するために、以下の方法によって、現像剤担持体上及び感光体上の現像剤の摩擦帯電量を測定した。
現像剤担持体上及び感光体上の現像剤の摩擦帯電量は、上記H/H及びN/Lの各環境下で行われた。また、評価用の画像サンプルとしては、全面ベタ黒画像及び全面ベタ白画像を用いた。
まず、印刷用の画像サンプルを10枚印刷後(初期)に全面ベタ黒画像を印刷し、その印刷の途中で印刷を中断した。そして、電子写真画像形成装置から現像剤担持体及び感光体を取り出し、ベタ黒画像現像中の現像剤担持体上に担持されている現像剤、及び、感光体上に担持されている現像剤を、それぞれ金属円筒管と円筒フィルターにより吸引捕集した。その際金属円筒管を通じてコンデンサーに蓄えられた電荷量Q、及び、捕集された現像剤の質量Mを測定した。これらの値から、全面ベタ黒画像印刷時の現像剤担持体上の現像剤、及び、感光体上の現像剤の単位質量当たりの摩擦帯電量Q/M(mC/kg)をそれぞれ算出した。
次に、電子写真画像形成装置に現像剤担持体及び感光体を元の位置に戻し、全面ベタ白画像を印刷した。その後、電子写真画像形成装置から現像剤担持体を取り出し、全面ベタ白画像現像後の現像剤担持体上に担持されている現像剤を、上記の全面ベタ黒画像を印刷したときと同様の方法で捕集した。そして、全面ベタ白画像印刷時の現像剤担持体上の現像剤の単位質量当たりの摩擦帯電量Q/M(mC/kg)を算出した。
次に、印刷用の画像サンプルを15万枚印刷後(耐久後)に、上記初期の現像剤の摩擦帯電量の測定と同様の方法で、耐久後の全面ベタ黒画像印刷時の現像剤担持体上の現像剤、及び、感光体上の現像剤の単位質量当たりの摩擦帯電量を算出した。併せて、全面ベタ白画像印刷時の現像剤担持体上の現像剤の単位質量当たりの摩擦帯電量についても算出した。
〔実施例2〜19〕
現像剤担持体の構成を表7に示すように変更した以外は、実施例1の現像剤担持体T1と同様にして現像剤担持体T2〜T19を作製した。実施例2〜19においては、得られた現像剤担持体T2〜T19に対して、現像剤Z−1を使用し、実施例1と同様の方法で評価を行った。得られた評価結果を表8、10及び11に示す。
現像剤担持体の構成を表7に示すように変更した以外は、実施例1の現像剤担持体T1と同様にして現像剤担持体T2〜T19を作製した。実施例2〜19においては、得られた現像剤担持体T2〜T19に対して、現像剤Z−1を使用し、実施例1と同様の方法で評価を行った。得られた評価結果を表8、10及び11に示す。
実施例1〜19は、表8、10及び11に示すように良好な結果であった。
〔比較例1〜5〕
現像剤担持体の構成を表7に示すように変更した以外は、実施例1の現像剤担持体T1と同様にして現像剤担持体S1〜S5を作製した。比較例1〜5においては、得られた現像剤担持体S1〜S5に対して、現像剤Z−1を使用し、実施例1と同様の方法で評価を行った。得られた評価結果を表9及び12に示す。
現像剤担持体の構成を表7に示すように変更した以外は、実施例1の現像剤担持体T1と同様にして現像剤担持体S1〜S5を作製した。比較例1〜5においては、得られた現像剤担持体S1〜S5に対して、現像剤Z−1を使用し、実施例1と同様の方法で評価を行った。得られた評価結果を表9及び12に示す。
〔実施例20〕
実施例1と同様に表7に示す配合の固形分33質量%の塗料を使用し、基体として、上下端部にマスキングを施した外径20mmφ(直径)で算術平均粗さRa0.2μmの研削加工したアルミニウム製円筒管を準備した。この基体を垂直に立てて、一定速度で回転させ、前記塗料を、スプレーガンを一定速度で基体の上端部から下降させながら塗布した。続いて、熱風乾燥炉中で温度150℃、30分間加熱して塗布層を硬化・乾燥することで現像剤担持体T20を作製した。
実施例1と同様に表7に示す配合の固形分33質量%の塗料を使用し、基体として、上下端部にマスキングを施した外径20mmφ(直径)で算術平均粗さRa0.2μmの研削加工したアルミニウム製円筒管を準備した。この基体を垂直に立てて、一定速度で回転させ、前記塗料を、スプレーガンを一定速度で基体の上端部から下降させながら塗布した。続いて、熱風乾燥炉中で温度150℃、30分間加熱して塗布層を硬化・乾燥することで現像剤担持体T20を作製した。
現像剤担持体T20の表面層の層厚は、17μmであり、表面粗さRaは0.87μmであった。表7に現像剤担持体T20の表面層の添加材料と物性を示す。
<評価2>
評価には、電子写真画像形成装置(商品名:iR1750、キヤノン株式会社製)を使用した。なお、上記電子写真画像形成装置は、図1に示した磁性一成分現像剤を用いた非接触型現像装置を備えているものである。すなわち、当該現像装置は、磁性一成分現像剤を備え、かつ、現像剤層厚規制部材として、磁性ブレードを具備している。
評価には、電子写真画像形成装置(商品名:iR1750、キヤノン株式会社製)を使用した。なお、上記電子写真画像形成装置は、図1に示した磁性一成分現像剤を用いた非接触型現像装置を備えているものである。すなわち、当該現像装置は、磁性一成分現像剤を備え、かつ、現像剤層厚規制部材として、磁性ブレードを具備している。
この電子写真画像形成装置に備え付けられていた現像剤担持体及びトナーを、それぞれ現像剤担持体T20および現像剤Z−2に置き換えて評価を行った。
なお、印刷は、上記<評価1>と同様の環境下で行われた。また、印刷用の画像サンプルについても、上記<評価1>と同様の印字比率1.5%のテストチャートを用いた。尚、画像評価は、10枚印刷後(初期)と100万枚印刷後(耐久後)に実施した。
評価方法については、耐久試験の印刷枚数が異なること以外は、実施例1と同様の方法で評価を行った。得られた評価結果を表8及び11に示す。
実施例20は、表8及び11に示すように良好な結果であった。
〔実施例21〕
実施例1と同様に表7に示す配合の固形分33質量%の塗料を使用し、基体として、上下端部にマスキングを施した外径20mmφ(直径)で算術平均粗さRa0.2μmの研削加工したアルミニウム製円筒管を準備した。この基体を垂直に立てて、一定速度で回転させ、前記塗料を、スプレーガンを一定速度で基体の上端部から下降させながら塗布した。続いて、熱風乾燥炉中で温度150℃、30分間加熱して塗布層を硬化・乾燥することで現像剤担持体T21を作製した。
実施例1と同様に表7に示す配合の固形分33質量%の塗料を使用し、基体として、上下端部にマスキングを施した外径20mmφ(直径)で算術平均粗さRa0.2μmの研削加工したアルミニウム製円筒管を準備した。この基体を垂直に立てて、一定速度で回転させ、前記塗料を、スプレーガンを一定速度で基体の上端部から下降させながら塗布した。続いて、熱風乾燥炉中で温度150℃、30分間加熱して塗布層を硬化・乾燥することで現像剤担持体T21を作製した。
現像剤担持体T21の表面層の層厚は、17μmであり、表面粗さRaは2.03μmであった。表7に現像剤担持体T21の表面層の添加材料と物性を示す。
<評価3>
評価には、電子写真画像形成装置(商品名:iRC4580、キヤノン株式会社製)を使用した。なお、上記電子写真画像形成装置は、図3に示した非磁性二成分現像剤を用いた現像装置を備えているものである。
評価には、電子写真画像形成装置(商品名:iRC4580、キヤノン株式会社製)を使用した。なお、上記電子写真画像形成装置は、図3に示した非磁性二成分現像剤を用いた現像装置を備えているものである。
この電子写真画像形成装置に備え付けられていたシアン現像器を取り外した。そして、現像剤担持体T21にマグネットローラ及びフランジを装着して該シアン現像器に組み込みこんだ。現像剤は磁性キャリア1を92質量部と、現像剤Z−3を8質量部とを、V型混合機により混合した二成分系現像剤を使用した。この現像器をiRC4580のシアン現像器の位置に設置し、シアン単色での画像形成することで評価を行った。
なお、印刷は、上記<評価1>と同様の環境下で行われた。また、印刷用の画像サンプルについても、上記<評価1>と同様の印字比率1.5%のテストチャートを用いた。尚、評価は、10枚印刷後(初期)と100万枚印刷後(耐久後)に実施した。
評価方法については、耐久試験の印刷枚数が異なること以外は、実施例1と同様の方法で評価を行った。得られた評価結果を表8及び11に示す。
実施例21は、表8及び11に示すように良好な結果であった。
上記実施例1〜21及び比較例1〜5において得られた、表8〜9に示したスリーブゴーストの評価結果と、表10〜12に示した現像剤の摩擦帯電量の対比から、スリーブゴーストは、下記[1]及び[2]の場合において発生するものであると推測される。
[1]現像剤担持体上の現像剤の摩擦帯電量Q/Mの絶対値が大きい、すなわち、現像剤が過剰帯電された場合。
[2]全面ベタ黒印刷時と全面ベタ白印刷時の現像剤担持体上の現像剤の摩擦帯電量の差が大きい、及び/または、現像剤担持体上と感光体上の現像剤の摩擦帯電量の差が大きい、すなわち、現像剤の帯電量分布がブロードとなった場合。
また、ブロッチは、現像剤担持体上の現像剤の摩擦帯電量Q/Mの絶対値が大きい、すなわち、現像剤が過剰帯電された場合に発生するものであると推測される。
以上の結果から、本発明によって表面層から現像剤への摩擦帯電付与を適切に維持できる現像剤担持体を提供できることがわかった。
501 静電潜像担持体(感光ドラム)
502 現像剤層厚規制部材(磁性ブレード)
503 現像容器
504 仕切り部材
505 攪拌搬送部材
506 基体
507 表面層
508 現像剤担持体(現像スリーブ)
509 磁石(マグネットローラ)
511 攪拌搬送部材
512 現像剤供給部材
513 現像バイアス電源
514 第一室
515 第二室
516 現像剤層厚規制部材(弾性ブレード)
N1、N2、N3、S1、S2 磁極
A 現像スリーブ回転方向
B 静電潜像担持体(感光ドラム)回転方向
C 現像領域
502 現像剤層厚規制部材(磁性ブレード)
503 現像容器
504 仕切り部材
505 攪拌搬送部材
506 基体
507 表面層
508 現像剤担持体(現像スリーブ)
509 磁石(マグネットローラ)
511 攪拌搬送部材
512 現像剤供給部材
513 現像バイアス電源
514 第一室
515 第二室
516 現像剤層厚規制部材(弾性ブレード)
N1、N2、N3、S1、S2 磁極
A 現像スリーブ回転方向
B 静電潜像担持体(感光ドラム)回転方向
C 現像領域
Claims (6)
- 基体と、表面層とを有する現像剤担持体であって、
該表面層は、
i)分子構造中に、−NH2基、=NH基及び−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する樹脂、
ii)第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩、
iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、及び、
iv)導電性粒子、
を含む樹脂組成物の硬化物であることを特徴とする現像剤担持体。 - 前記芳香族オキシカルボン酸の金属化合物中の金属が、Al、Cr、Zn及びZrからなる群より選択されるいずれかの金属であることを特徴とする請求項1に記載の現像剤担持体。
- 前記第4級ホスホニウム塩が、下記式(1)で示される構造を有することを特徴とする請求項1または2に記載の現像剤担持体。
(1)
(式(1)中、Z1〜Z4は、各々独立して、置換基を有してもよい炭素数1以上18以下のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいナフチル基、または置換基を有してもよいベンジル基を表し、Q−はハロゲンイオン、OH−または有機酸イオンを表す。) - 前記第4級アンモニウム塩が、下記式(2)で示される構造を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の現像剤担持体。
(2)
(式(2)中、R1〜R4は、各々独立して、置換基を有してもよい炭素数1以上18以下のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有してもよいナフチル基、または置換基を有してもよいベンジル基を表し、X−はハロゲンイオン、OH−または有機酸イオンを表す。) - 負帯電性現像剤、
該負帯電性現像剤が収容されている現像容器、
該現像容器から供給された該負帯電性現像剤を表面に担持し且つ搬送する回転自在に保持された現像剤担持体、及び、
該現像剤担持体上に形成される該負帯電性現像剤の層の層厚を規制するための現像剤層厚規制部材
を少なくとも備えた現像装置であって、
該現像剤担持体は請求項1〜4のいずれか一項に記載の現像剤担持体であることを特徴とする現像装置。 - 基体と、表面層とを有する現像剤担持体の製造方法であって、
(I)該基体の表面に、
i)分子構造中に、−NH2基、=NH基及び−NH−結合からなる群から選ばれる少なくとも1つの構造を有する樹脂、
ii)第4級ホスホニウム塩又は第4級アンモニウム塩、
iii)芳香族オキシカルボン酸の金属化合物、及び、
iv)導電性粒子、
を含む樹脂組成物を有する塗料を塗布し、該基体の表面に該樹脂組成物を有する塗膜を形成する工程と、
(II)該塗膜を硬化させて該表面層を形成する工程と、
を有することを特徴とする現像剤担持体の製造方法。
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