JP3564993B2 - 現像剤層規制部材、一成分画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤層規制部材、それを備えた一成分画像形成装置および一成分画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一成分トナー現像方式は、磁性トナーを用いる磁性一成分現像方式と、非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像方式とに分類される。磁性一成分現像方式は、内部にマグネット等の磁界発生手段を設けた現像剤担持体を用いて、内部にマグネタイト等の磁性体を含有する磁性トナーを担持し、層規制部材により薄層化し現像するもので、近年小型プリンター等で数多く実用化されている。これに対して、非磁性一成分現像方式は、トナーが磁気力を持たない為、現像剤担持体にトナー供給ロール等を圧接して現像剤担持体上にトナーを供給し、静電気力で保持させ、層規制部材により薄層化して現像するもので、有色の磁性体を含有しないためカラー化に対応できるという利点があり、また現像剤担持体にマグネットを用いないため、より軽量、低コスト化が可能となり、近年小型フルカラープリンター等で実用化され始めている。
【０００３】
ところで、一成分現像方式では、キャリアの様な安定した帯電、搬送手段がないため、長時間使用や高速化による帯電・搬送不良が起こりやすく、未だ改善すべき課題が多いのが現状である。すなわち、一成分現像方式においては、現像剤担持体上にトナーを搬送した後、層規制部材にてトナーを薄層化させて現像するが、トナーが現像剤担持体および層規制部材等の帯電部材と接触・摩擦して帯電する機会は非常に短いため、キャリアを用いる二成分現像方式に比べ、低帯電または逆極性帯電トナーが多くなり易く、したがって、トナーにはより迅速な帯電速度と適度な帯電量が付与されることが要求される。また、一成分現像方式では、繰り返し使用による外部ストレスにより、トナーの劣化或いはトナーおよび外添剤による帯電部材の汚染等が生じ、トナーの帯電、現像性に大きく影響する。そのため、より安定した帯電・層形成を維持するためには、トナーと帯電部材を合わせた耐ストレス設計が必要である。
【０００４】
従来より、現像剤担持体としては、アルミニウム或いはＳＵＳ等の金属スリーブまたはシリコーンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等にカーボン等の導電剤を分散させた弾性スリーブ等が使用され、また層規制部材としては、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の弾性ブレード、ＳＵＳ、リン青銅等の金属ブレード等が使用されている。しかしながら、これら現像剤担持体および層規制部材等の帯電部材は、それ自体帯電付与能力が低いため、初期トナーの帯電調整が難しいばかりでなく、長時間の使用によるトナー劣化や帯電部材の汚染により、低帯電トナーや逆極性トナーが増加し、かぶりや低画像濃度の問題が発生しやすかった。
【０００５】
これらの問題を改善するため、例えば、特開昭６１−１１８７６５号公報、特開昭６１−１２２６５８号公報、特開昭６１−１２２６６０号公報には、帯電部材表面にトナーと逆の帯電極性を有する材料を使用してトナーに強い帯電を付与する方法が種々提案されている。しかしながら、これらの方法によれば、確かにトナーの初期帯電特性は向上して良好な画質が得られるものの、連続使用によりトナーやトナーの添加剤等が帯電部材、特に層規制部材の表面に静電的、その他の原因で付着し、トナーに対する帯電付与を阻害するばかりでなく、均一な層形成ができなくなり、画像に筋等の画像欠陥が発生しやすくなるという問題があった。特に磁性体を含まないトナーを用いる非磁性一成分現像方式の場合、この問題が大きな障害になっていた。
【０００６】
これらの問題を改善するものとして、特開平２−１５０８７３号公報においては、層規制部材として、少なくともフッ素含有カップリング剤および窒素含有カップリング剤で処理されたものを用いることが提案されている。しかしながら、フッ素含有カップリング剤の処理量には限界があって、十分な効果を得ることはできない。また、特開平８−６９１７３号公報には、規制部材表面の十点表面粗さＲｚ／トナー径：０．０５〜０．８である金属規制部材が開示されている。確かに表面粗さがやや大きいことが、逆に表面のクリーニング性を向上させる効果を示すが、この規制部材では未だ十分にトナーの付着を抑制することはできない。さらに特開平９−５０１７８号公報には、現像スリーブ表面の樹脂層に研磨性を有する物質を分散して、付着トナーを取り除くことが提案されている。しかしながら、この場合、ある程度付着トナーを除去できるものの、研磨性物質が表面に存在するため、粗さに起因して表面にトナーがフィルミングするという問題がある。また、摩耗する樹脂層を設けることによりフィルミングを防止すると、樹脂層の電気抵抗設計や、帯電付与設計が大きく制約を受け、繰り返し使用に対する安定性が得られなくなる。また、特開平９−２６５２３６号公報には、帯電部材にフッ素系化合物を使用することが開示されている。この場合には、ある程度トナー付着を抑制することができる。しかしながら、フッ素系化合物は、フッ素を含むために被膜の機械的強度があまり高くなく、摩耗しやすい。その結果、摩耗により表面が荒らされ、そのラフネスがトリガーとなってトナー付着を誘発したり、摩耗が大きすぎて層規制部材の線圧に変化を生じ、トナーの帯電悪化が生じるという問題があり、未だ改善が不十分である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年プリンターの需要が拡大し、装置の小型化、高速化や低コスト化が進み、装置にはより高い信頼性と長寿命化が要求され始めており、本発明は、上記の実情に鑑み、従来の技術における上記のような問題点を解決することを目的としてなされたものである。
【０００８】
すなわち、本発明の目的は、長期にわたりトナー帯電、搬送を安定化し、かぶりや濃度むらがなく、帯電部材へのトナー付着・固着による画像に筋等の画像欠陥の発生しない安定した画像濃度が得られる一成分画像形成装置および一成分画像形成方法、およびそれに使用するための現像剤層規制部材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記問題を解決すべく種々検討を重ねた結果、現像剤層規制部材の現像剤担持体と接触する部分に、鉛筆硬度４Ｈ以上の硬度の高い樹脂被覆層を設け、それを一成分現像方式の画像形成において使用することにより、上記問題点が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の現像剤層規制部材は、表面にウレタン・アクリレート系、エポキシ・アクリレート系、ポリエステル・アクリレート系またはアクリレート系の紫外線硬化性樹脂より形成された鉛筆硬度４Ｈ以上の樹脂層を有することを特徴とする。その樹脂層は、鉛筆硬度が５Ｈ以上であるのが好ましい。さらにまた、上記樹脂層は、その厚さが０．０５ないし２０μｍであるのが好ましい。本発明の上記の現像剤層規制部材を一成分画像形成方式において用いることにより、トナーに良好な帯電を付与するとともに、トナーやトナーの添加剤が現像剤層規制部材の表面に付着・固着することを防止し、長期にわたり現像剤担持体上のトナー層形成を安定化することが可能となる。
【００１１】
本発明の一成分画像形成装置は、潜像保持体、現像剤担持体、およびその現像剤担持体に現像剤を供給して、現像剤の薄層を形成するとともに、電荷を与えるための現像剤層規制部材を少なくとも備え、現像剤担持体上に形成された現像剤の薄層を静電潜像を保持する潜像保持体に送り、静電潜像に現像剤を付着させて可視像を形成するものであって、前記現像剤層規制部材がその表面にウレタン・アクリレート系、エポキシ・アクリレート系、ポリエステル・アクリレート系またはアクリレート系の紫外線硬化性樹脂より形成された鉛筆硬度４Ｈ以上の樹脂層を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一成分画像形成方法は、現像剤担持体に現像剤を供給し、現像剤層規制部材により、該現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成するとともに、電荷を与え、これを静電潜像を保持する潜像保持体に送り、該静電潜像上に現像剤を付着させて可視像を形成するものであって、現像剤層規制部材として、表面にウレタン・アクリレート系、エポキシ・アクリレート系、ポリエステル・アクリレート系またはアクリレート系の紫外線硬化性樹脂より形成された鉛筆硬度４Ｈ以上の樹脂層を有する現像剤層規制部材を使用することを特徴とする。本発明の一成分画像形成方法においては、現像剤として、非磁性トナーを用いるのがより好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の一成分画像形成方法は、潜像保持体上に潜像を形成する潜像形成工程、現像剤担持体上に薄層形成された現像剤を用いて該潜像保持体上の潜像を現像する現像工程、潜像保持体上のトナー像を転写体に転写する転写工程、および転写体上のトナー像を熱定着する定着工程を有するものであって、例えば、図１に示される一成分画像形成装置を用いて実施される。
【００１４】
図１は、本発明の一成分画像形成装置の一例を示すものであって、非磁性一成分画像形成装置の概略構成図である。図において、潜像保持体１はロール帯電器２により帯電させ、図示しないレーザー光で露光して静電潜像が形成されるようになっている。現像剤担持体３は潜像保持体と対向するように配置されており、現像剤層規制部材として層規制ブレード５がそれに一定の圧接圧で接触するように設けられている。現像剤担持体３と現像剤供給ロール４（または現像剤供給ブラシ）には例えば直流電圧と交流電圧が印加されるようになっている。なお、６は転写ロール、７はクリーナー、８は定着器、９は現像剤、１０は現像器、１１は転写体である。
【００１５】
潜像形成工程においては、従来公知の方法が適用でき、電子写真法あるいは静電記録法によって、感光層あるいは誘電体層等の静電潜像保持層を有する潜像保持体の上に静電潜像を形成する。本発明において、潜像保持体の感光層としては、有機系、アモルファスシリコン等、公知のものが使用できる。潜像保持体が円筒状の場合は、アルミニウム又はアルミニウム合金を押出し成型した後、表面加工する等の公知の製法により得ることができる。またベルト状の潜像保持体を用いることも可能である。
【００１６】
現像工程においては、現像剤担持体（現像ロール）として、回転円筒体を用い、その上に、トナーを現像剤層規制部材によって薄層に形成し、現像ニップまで搬送する。現像ロールは、静電潜像を保持する潜像保持体と、現像部にて接触または一定の間隙を設けて配置されており、そして、現像ロールと潜像保持体との間にバイアス電圧を印加しながら現像が行われ、静電潜像がトナーによって可視化される。磁性一成分現像の場合は、現像剤担持体として、内部に磁石が内蔵された回転円筒体が使用され、磁性体を含有するトナーが磁気力にて搬送・保持される。また非磁性一成分現像の場合は、現像剤担持体に、ウレタンスポンジ、導電性のポリプロピレンまたはアクリル系のブラシ、またはトナー供給ロール等を圧接し、現像剤担持体上にトナーを供給する等の方法が採用される。
【００１７】
本発明において現像剤担持体としては、シリコーンゴムやＮＢＲ、ＥＰＤＭ等にカーボン等の導電剤を分散させた弾性体スリーブ、アルミニウム、ＳＵＳ等の金属またはセラミックスを引き抜き加工して得られたスリーブ、およびトナーの搬送性や帯電性を制御するために、これらスリーブ表面に酸化処理または金属メッキ、研磨、ブラスト処理等の表面処理を施したもの、これらスリーブ表面にアクリル樹脂、フェノール樹脂等の樹脂またはこれらの樹脂に帯電制御剤、導電剤、潤滑剤等を分散させた樹脂混合物をコーティングしたもの、およびこれらを一体成形したプラスチックスリーブ等が使用される。
【００１８】
トナー層規制は、現像剤層規制部材を現像剤担持体表面に当接させて行うが、本発明においては、現像剤層規制部材として、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の弾性ブレードまたはＳＵＳ、リン青銅等の金属ブレード等の基板表面に、ウレタン・アクリレート系、エポキシ・アクリレート系、ポリエステル・アクリレート系またはアクリレート系の紫外線硬化性樹脂より形成された鉛筆硬度４Ｈ以上の樹脂層を設けたものが使用される。また、本発明において、上記の現像剤層規制部材は、現像剤担持体に、線圧２〜５０ｇ／ｃｍの圧力で当接させるのが好ましい。
【００１９】
本発明における上記の構成の現像剤層規制部材を用いることにより、トナーに良好な帯電性を付与するばかりでなく、長期の使用においてもトナーやトナーの添加剤が現像剤層規制部材表面に付着または固着し難くなるため、良好な層形成、帯電性を継続して得ることが可能になる。その理由は以下のように推測される。
【００２０】
トナーへの電荷付与は、現像剤層規制部材と現像剤担持体に当接する、いわゆるニップ部において、トナーと現像剤担持体および現像剤層規制部材との間の機械的な摺擦によってなされる。その為に、現像剤層規制部材には或る一定の圧力が現像剤担持体方向にかけられている。現像剤層規制部材の帯電付与性は、その表面が樹脂層で被覆されている場合に、より良好になる。すなわち、現像剤層規制部材表面の樹脂層被膜は、金属よりも疎水性が向上するので、電荷付与の安定性、特に環境安定性が良好になる。しかし一方、現像剤層規制部材の樹脂層被膜はトナーによる摺擦によって摩耗するようになる。この摩耗の傾向はトナー表面に無機酸化物微粉が添加されるとより大きくなる。現像剤層規制部材表面へのトナー付着、固着は、ニップ域でトナーがトラップされることによって発生し、そしてニップ部という非常に狭い領域で摺擦により発生する熱が関与して、トナーが融着することにより、固着物が更に大きく成長すると考えられる。繰り返し使用によって、膜硬度の低い樹脂層は摩耗するようになる。樹脂層表面が均一平滑に摩耗するならば余り問題は生じないが、現実には摩耗と共に平滑性が失われるため、ニップに搬送されてきたトナー、特に比較的小粒径のトナーがニップ中に留まってしまう。この滞留したトナーは、ニップ内で発生する摩擦熱で、現像剤層規制部材表面に固着し、更にこれを起点としてトナー固着物が成長する。この成長したトナー固着物は、ニップ内のスムーズなトナーの搬送の流れを乱し、トナーの帯電機会も同時に乱すため、ニップをすり抜けたトナーによって形成された現像剤担持体上のトナー層は乱れてしまう。例えば、現像剤担持体の周方向にトナーが担持されない個所が生じたり、現像剤担持体上に付着しないトナーによるトナーこぼれが発生したり、逆帯電トナーが多くなったりする。これらそれぞれの現象は、複写画像上では、プロセス方向にトナーが担持されないことによって発生する白筋、ダート、かぶり等の画像欠陥となる。
【００２１】
ところで、本発明においては、現像剤層規制部材がその表面にウレタン・アクリレート系、エポキシ・アクリレート系、ポリエステル・アクリレート系またはアクリレート系の紫外線硬化性樹脂より形成された鉛筆硬度４Ｈ以上の非常に硬い樹脂層が形成されているから、帯電付与の環境安定性が良好であり、更に、繰り返し使用においても摩耗しにくく、平滑な表面を維持できるので、トナーの固着が抑制され、同時にトナー層形成の維持性、帯電の維持性が良好になる。また、紫外線を照射することにより架橋樹脂膜となり、非常に硬い膜が形成されるという利点がある。
【００２３】
本発明における現像剤層規制部材は、少なくとも現像剤担持体と接触する部分において、上記の鉛筆硬度４Ｈ以上の樹脂層が設けられるが、使用される紫外線硬化性樹脂とは、基本的には光硬化型樹脂（オリゴマー）、反応性希釈剤、増感剤の３成分を含むコート剤組成物よりなり、被覆した後、紫外線を照射することによって紫外線硬化樹脂層を形成するものである。本発明においては、上記コート剤組成物における光硬化型樹脂として、トナーに対して負の帯電付与性をより持たせるためにウレタン−アクリレート系、エポキシ−アクリレート系、ポリエステル−アクリレート系、アクリレート系のものが使用され、紫外線の波長領域から２００〜４００ｎｍの波長の光を吸収して重合反応が進むモノマーないしオリゴマーが好ましく用いられる。また増感剤としては、窒素原子を構造中に含む化合物が好適である。
【００２４】
反応性希釈剤は、被覆適性を改善するための希釈剤であって、被膜硬化反応時の架橋剤としての機能を有する。反応性希釈剤としては２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリトリットトリアクリレート、ポリエステルジアクリレート等があげられる。
【００２５】
増感剤としては、例えば次のものが例示される。カルボニル化合物として、例えばベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾフェノン、ｐ，ｐ−ビスメチルアミノフェノンチオキサントン、２−クロロチオキサントン、ビアセチル、ベンジル、α−ハロケトン、２−クロロアントラキノン等、有機過酸化物として、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ジ−ｔ−ブチル等、アゾ化合物として、アゾビスイソブチロニトリル、２，２′−アゾビスプロパン、ｍ，ｍ′−アゾキシスチレン等、ハロゲン化合物として、４臭化炭素、α−ブロモナフタレン、１−クロロメチルナフタレン等、硫黄化合物として、ジフェニルジスルフィド、ジベンジルジスルフィド、ジベンゾチアゾリルスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等、無機イオンとして、Ｆｅ^３＋、ＵＯ_２ ^２＋、四塩化スズ等があげられる。
【００２７】
紫外線硬化性樹脂のうち市販品としては、例えば、ＵＶＨＣ８５５２、ＵＶＨＣ８５５３、ＵＶＨＣ８５５５、ＵＶＨＣ８５５６、ＵＶＨＣ８５５８、ＵＶＨＣ８５６３、ＵＶＨＣ１１０１、ＵＶＨＣ１１０３、ＵＶＨＣ１１０５（以上東芝シリコーン社製）、セイカビームシリーズ（大日精化社製）、ダイヤビームシリーズ（三菱レイヨン社製）、オレスターＲＡ１３５３、ＲＡ１４５８、ＲＡ１５００、ＲＡ１４７６−７５、ＲＡ１３０２、ＲＡ１３１９、ＲＡ１３２８、ＲＡ１４９１Ｓ（三井化学社製）、ＫＮＳ５００２Ａ、ＫＮＳ５００２Ｂ（信越化学社製）、フジハードシリーズ（藤倉化成社製）等があげられる。
【００２８】
また基板との接着性を高くしたり、被膜強度を高くする目的で、必要に応じてマイカ、タルク、アスベスト等のりん片状または繊維状の微粉末、亜鉛末およびアルミニウム粉等の金属粉を添加することができる。また、トナーの帯電を補助したり抵抗制御を行う目的で、ポリメチルメタクリレート、メラミン樹脂、ナイロン、シリコーン樹脂等の樹脂粉、金属アゾ染料錯体、４級アンモニウム塩等の帯電制御剤、スチレン−アクリル系およびポリエステル系等の帯電制御樹脂、シリカ、チタニア、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、フェライト、マグネタイト等の無機微粉、カーボンブラック、グラファイト等の導電粉、二硫化モリブデン等の半導電剤等を被膜内に含ませることも可能である。
【００２９】
基板との密着性を高めたり、被覆面を平滑にする目的で、基板には、パテ、シーラー、プライマー、サーフェーサー、及びプライマーサーフェーサー等を必要に応じて適用してもよい。
【００３０】
本発明の樹脂層を形成するためのコーティング方法は、スプレーコーティング、ディップコーティング等、公知のコート方法が用いられるが、トナーの帯電、層形成を長期にわたり安定化させるためには、膜厚が０．０５〜２０μｍであるのが好ましく、特に、０．１〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００３１】
本発明における転写工程は、潜像保持体に転写ロールまたは転写ベルト等を圧接させ、潜像保持体上に形成されたトナー像を転写体に転写する接触型転写方式、コロトロンを用いて潜像保持体上に形成されたトナー像を転写体に転写する非接触型転写方式、ベルト状または円筒状の中間転写体にトナー像を一次転写した後、転写されたトナー像を転写体に二次転写する中間転写方式等、公知の装置を用いる公知の方法が採用される。
【００３２】
クリーニング工程においては、転写工程において転写されずに潜像保持体に残ったトナーを、クリーナーにより除去するが、未転写トナーが少ない場合には、この工程を省いてクリーナーレスにすることも可能である。クリーニング工程を設けた場合は、ブレードクリーニング、ブラシクリーニング、ローラークリーニング等の公知のものが採用される。ブレードクリーニングは、シリコーンゴムやウレタンゴム等の弾性ゴムを用いて行われる。
【００３３】
定着工程においては、転写体に転写されたトナー像を定着器によって定着する。定着器としては、ヒートロールを用いる熱定着方式のものが好ましく用いられる。
【００３４】
本発明の画像形成方法において用いるトナーは、磁性トナーとして用いる場合は少なくとも結着樹脂と磁性体からなり、非磁性トナーとして用いる場合は、少なくとも結着樹脂と着色剤からなる。
【００３５】
本発明において、トナーに用いる結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等、公知の材料が使用できるが、なかでもスチレン−アクリル共重合体、ポリエステルが好ましく用いられる。また、特に本発明においては、軟化点９０〜１２０℃の低軟化点を有する結着樹脂を用いる場合において効果が大きい。低軟化点を有する結着樹脂は、近年のカラー化に伴い、定着画像の平滑性、透明性の点から多用されているが、反面、帯電部材に熱融着しやすく、トナーの帯電性、層形成を阻害し易いという問題がある。しかしながら、本発明の画像形成方法においてそのような結着樹脂を使用した場合、これらの問題を生じることがない。ここでいう軟化点とは、フローテスタ（島津製作所製、ノズル１×１ｍｍ、荷重１０ｋｇ）によって測定した溶融粘度１０^４ Ｐａ・ｓ（１０^５ ｐｏｉｓｅ）における温度をいう。
【００３６】
本発明において、トナーに用いる着色剤としては、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・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１８０、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、公知のものが使用できる。
【００３７】
磁性トナーの場合に使用される磁性体としては、従来使用されている公知のものならば如何なるものでも使用することができる。例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の金属およびこれらの合金、Ｆｅ_３ Ｏ_４ 、γ−Ｆｅ_２ Ｏ_３ 、コバルト添加酸化鉄等の金属酸化物、ＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト等のフェライト類等があげられる。これらの磁性体は、一般に３０〜７０重量％の範囲で添加して用いられる。
【００３８】
また、本発明に用いるトナーにおいては、グロス、オフセット性を向上させる目的で、離型剤を添加してもよい。離型剤としては、炭素数８以上のパラフィン、ポリオレフィン等が好ましく、例えば、パラフィンワックス、パラフィンラテックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックス等、又はポリプロピレン、ポリエチレン等があげられ、これらを単独あるいは併用して用いることができる。
【００３９】
また本発明に用いるトナーにおいては、トナーの帯電を補助する目的で、帯電制御剤を添加することもできる。帯電制御剤としては、負帯電トナーとして使用するためにクロム、鉄等のアゾ錯塩染料、サリチル酸のクロム、亜鉛、アルミニウム、ホウ素等の錯化合物および帯電制御樹脂があげられる。
【００４０】
本発明においては、現像剤に適度な流動性および帯電性を与える目的で、流動化剤微粒子を添加してもよく、電荷交換性向上の目的で導電粉を添加してもよい。また、クリーニング性向上、感光体へのトナーや外添剤、タルクの付着による黒点、白点、白抜け、コメット、フィルミング等の防止の目的で、滑剤、研磨剤等の添加剤を添加して用いてもよい。これらの目的で用いられる流動化剤微粒子および添加剤としては、疎水性シリカ、疎水化処理微粒子酸化チタン、アルミナ等の無機微粉末、脂肪酸またはその誘導体および金属塩等の有機微粉末、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂またはスチレン系樹脂等の樹脂微粉末、酸化セリウム、マグネタイト等の粉末があげられ、これらは単独または併用して用いることができる。
【００４１】
本発明に用いるトナーの粒径は、体積平均粒径で４〜１２μｍが好ましく、より好ましくは５〜１０μｍの範囲である。体積平均粒径が４μｍ以下では、流動性が著しく悪化するため層形成が良好に実施できず、かぶりやダート発生の原因となり易い。また１２μｍ以上では、解像度が低下し高画質が得られなくなるばかりでなく、現像剤の単位重量当りの帯電量が低下するため、層形成維持性が悪く、かぶりやダートが発生し易くなる。
【００４２】
本発明に用いるトナーは、公知の如何なる方法によっても製造できる。例えば混練、粉砕方式、すなわち、結着樹脂と着色剤、帯電制御剤等を予備混合した後、混練機にて溶融混練し、冷却後粉砕、分級を行い、外添剤微粒子を添加混合する方法や、懸濁重合、乳化重合等による重合トナー製造法等が用いられる。
【００４３】
次に、本発明の現像剤層規制部材の製造方法について説明する。本発明の現像剤層規制部材は、基材表面にトナーの帯電性を調整する塗布液を塗布して被膜を形成した後、所定の形状に裁断することによって製造することができる。被膜としては、上記した紫外線硬化性樹脂が使用される。また、基板としては、金属板またはプラスチックシートが好ましい。基板の厚さは、５０〜５００μｍ程度が好適である。
【００４４】
本発明の現像剤層規制部材の製造方法を図面によって説明する。図２（Ａ）は被膜形成用塗布液を塗布した裁断前の基板の平面図、（Ｂ）はその縦断面図、（Ｃ）は裁断により得られた層規制部材の平面図、（Ｄ）はその縦断面図である。図において、２０は基板、２１は被膜、２２は裁断部分、２３は取り付け穴であり、５は裁断して得られた層規制ブレードである。
【００４５】
被膜２１は、適当な大きさの基板２０の上に、あらかじめトナーの帯電性を調整する塗布液を塗布することによって形成される。被膜の材料としては、トナーの摩擦帯電極性と逆の帯電極性のものが用いられる。近年のレーザープリンターのトナーは、ほとんどが負帯電性であるが、本発明においては、被膜に正帯電性の材料であるエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、アクリレート等の紫外線硬化性樹脂が用いられる。紫外線硬化性樹脂は、硬度が高く、硬化速度が速いので、生産性が高く好ましい。紫外線硬化性樹脂には、必要に応じて重合開始剤が添加される。
【００４６】
これらの材料は、単独で用いられるほか、混合／分散により併用してもよい。帯電性の調整のために、二硫化モリブデン、カーボンブラック、グラファイト、窒化硼素、フッ化カーボン、酸化錫、酸化亜鉛、酸化タングステン、アルミニウム粉末、シリカゾル等の添加剤を加えて分散するのも有効である。これらは樹脂の正帯電性を打ち消さない配合量でなければならない。
【００４７】
被膜の厚さは、５〜１００μｍ程度が好ましい。所望の厚さの被膜が得られるように、塗布方法に適した溶剤や塗布条件が選択される。被膜の基板との密着性が不十分であると、裁断時に被膜が剥離したり割れたりするが、その場合には、両者の間に接着層を設けるのが有効である。接着層の材料としては、可溶性ナイロン、各種シランカップリング剤、金属アルコキシド類など、基板との密着性が十分で、被膜の塗布に際して溶解しないものが選ばれる。
【００４８】
塗布の方法としては、ワイヤーバー塗布法、ブレード塗布法、フロー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法等、公知の方法が使用できる。長尺の基板がコイル状に巻かれている場合には、ロールコーターによって塗布操作が大量に行うことができ、効率的で量産性が高いので好ましい。
【００４９】
図３は、ロールコーターの一例の断面図である。基板２０は供給ロール２５から送られ、巻き取りロール２６に巻き取られる。塗布液２４は塗布ヘッド２７にて塗布され、乾燥機２８を通過して乾燥される。次いで紫外線ランプ２９によって紫外線が照射され、被膜を硬化する。塗布ヘッドには、グラビアロールコーター、ダイコーター、リバースロールコーター、バーコーター等が使用される。
【００５０】
被膜形成後の基板は、プレス機またはシャーリングカッター等による機械的方法や、レーザーカッター等の熱的な方法によって、現像剤層規制部材としての所定の形状に裁断される。図２においては１枚分の裁断部分を示しているが、塗布した基板から可能な限り多くの現像剤層規制部材を裁断によって作製すればよい。現像剤層規制部材には、必要に応じて取り付け穴２３を開けてもよい。
【００５１】
以上のように、本発明によれば、基板全面にあらかじめ塗布液を広く塗布するので、現像剤層規制部材としての所定の形状に裁断することができ、また、従来のように、裁断後の基板に、１枚ずつ塗布液を塗布する必要がないので、工程数が少なく、量産性が高く、効率的である。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて説明する。
実施例１
（層規制ブレード（１）の作製）
紫外線硬化型コート剤（ＵＶＨＣ１１０１；東芝シリコーン社製）を、図１に示す非磁性一成分画像形成装置用に作製された厚さ０．１５ｍｍのＳＵＳ基板に、厚さ１ｍｍのウレタンゴムを貼り付けた層規制ブレードの表面にスプレー塗布し、その後、紫外線照射装置で紫外線を照射して、層規制ブレード（１）を得た。紫外線照射は、ランプとしてメタルハライドランプＵＶＬ−８０００Ｍ３−Ｎ１（ウシオ電気（株））を用い、５７７ｍｍの距離で（この時のエネルギー：５０ｍＷ／ｃｍ^２ ）３０秒間行った。形成された層規制ブレード（１）の表面の樹脂層の膜厚は約５μｍであり、その鉛筆硬度は８Ｈであった。
【００５３】
（非磁性一成分トナー（１）の作製）
ポリエステル樹脂 ９２部
（テレフタル酸／ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物、重量平均分子量Ｍｗ：１２０００、Ｔｇ：６５℃、軟化点：１００℃）
銅フタロシアニンブルー顔料 ５部
帯電制御剤：ボントロンＥ８４（オリエント化学工業社製） ３部
上記材料を、ヘンシェルミキサーにて予備混合した後、２軸押し出し混練機により、設定温度１４０℃、スクリュー回転数３００ｒｐｍ、供給速度１５０ｋｇ／ｈにおいて混練した。冷却後、粗粉砕し、その後ジェットミルにて微粉砕し、さらに得られた粉砕物を風力分級機にて分級して、体積平均粒径Ｄ５０が７．３μｍのトナー粒子を得た。さらにこのトナー粒子１００重量部に、平均粒径１２ｎｍのジメチルシリコーンオイル処理シリカ０．８重量部および平均粒径１５ｎｍのデシルトリメトキシシランで疎水化処理したルチル型酸化チタン１．０部を添加し、ヘンシェルミキサーにて混合して非磁性一成分トナー（１）を作製した。
【００５４】
層規制ブレード（１）を、図１に示す非磁性一成分画像形成装置に、線圧１０ｇ／ｃｍで現像剤担持体に当接するように取り付け、非磁性一成分トナー（１）を用いて高温高湿環境下（２８℃、８５％ＲＨ）および低温低湿環境下（１０℃、１５％ＲＨ）にて、それぞれ６千枚のプリントテストを行った。なお、この実施例における非磁性一成分画像形成装置においては、アルミニウムの表面をサンドブラストし平均表面粗さＲａ０．３μｍにした現像剤担持体３とアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散させた現像剤供給ロール４から構成された現像器を用い、現像剤担持体３と潜像保持体１とを１５０μｍの間隙で配置した。また潜像保持体１の周速は８０ｍｍ／ｓ、現像剤担持体３の周速は１２０ｍｍ／ｓとし、トナーの転写は転写ロールを用い、クリーニングはブレード式クリーナーを用い、定着は熱ロール定着器を用いてプリントテストを行った。
その結果、いずれの環境下においても十分な画像濃度を有し、背景部かぶりがなく、画像上筋のない高画質の画像が継続して得られた。テスト終了後、層規制ブレード（１）を調べたところ、トナーの固着は認められず、層規制ブレード上の樹脂層被膜の摩耗もなかった。
【００５５】
実施例２
（層規制ブレード（２）の作製）
紫外線硬化型コート剤（ダイヤビームＵＲ４０００；三菱レイヨン社製）を非磁性一成分画像形成装置用に作製された厚さ０．１５ｍｍのＳＵＳ基板の表面にスプレー塗布し、次いで５０〜６０℃で５分間乾燥し（セッティング）、その後、実施例１と同様にして紫外線を照射して、層規制ブレード（２）を得た。この層規制ブレード（２）表面の樹脂層の膜厚は約６μｍであり、その鉛筆硬度は８Ｈであった。
【００５６】
この層規制ブレード（２）を、実施例１と同様の画像形成装置に取り付け、非磁性一成分トナー（１）を用いて実施例１と同様にプリントテストを行った。その結果、いずれの環境下においても十分な画像濃度を有し、背景部かぶりがなく、画像上筋のない高画質の画像が継続して得られた。テスト終了後、層規制ブレード（２）を調べたところ、トナーの固着、樹脂層被膜の摩耗は認められなかった。
【００６５】
比較例１
（層規制ブレード（７）の作製）
メチルメタクリレート樹脂（ＢＲ８０、三菱レイヨン社製）１０重量部を、メチルエチルケトン１００重量部に添加して、混合、攪拌して層規制ブレード被覆用塗布液を得た。この塗布液を、実施例１と同じ層規制ブレードの表面に、膜厚５μｍとなるようにディップ塗布した後１００℃で２時間乾燥させ、層規制ブレード（７）を得た。この層規制ブレードの樹脂層の鉛筆硬度は２Ｈであった。この層規制ブレード（７）を用い、実施例１と同様にしてプリントテストを行ったところ、高温高湿環境下で３０００枚、低温低湿環境下で１５００枚を超えたあたりから、画像上に筋が発生し、画像濃度が低下し、背景部のかぶりが次第に悪化した。テスト終了後、層規制ブレード（７）を調べたところ、ブレード表面の現像スリーブとの当接ニップ部にトナーの固着が多く認められた。固着したトナーをメタノールで除去したところ、ニップ部に摩耗が認められた。
【００６６】
比較例２
（層規制ブレード（８）の作製）
ナイロン樹脂（ＣＭ８０００、東レ社製）をメタノールとブタノールの混合溶液に溶解して層規制ブレード被覆用塗布液を得た。この塗布液を、実施例１と同じ層規制ブレードに膜厚５μｍとなるようにディップ塗布し、１００℃で１時間乾燥させ、層規制ブレード（８）を得た。この層規制ブレードの樹脂層の鉛筆硬度はＢであった。この層規制ブレード（８）を用い、実施例１と同様にしてプリントテストを行ったところ、高温高湿環境下で２０００枚、低温低湿環境下で１０００枚を超えたあたりから、画像上に筋が発生し、画像濃度が低下し、背景部のかぶりが次第に悪化した。テスト終了後、層規制ブレードを調べたところ、スリーブとの当接ニップ部にトナーの固着が多く認められた。固着したトナーをメタノールで除去したところ、ニップ部に摩耗が認められ、一部はキズのように小さな溝が形成されていた。
【００６７】
比較例３
（層規制ブレード（９））
表面が被覆されていない実施例２と同じ厚さ０．１５ｍｍのＳＵＳ基板をそのまま層規制ブレード（９）として準備した。この層規制ブレード（９）を用いて、実施例１と同様にしてプリントテストを行ったところ、高温高湿環境下で、３０００枚を超えたあたりから、背景部のかぶりが悪化したが、画像上の筋は発生しなかった。また低温低湿環境下では、初期から背景部かぶりが発生し、１０００枚を超えた当たりから、ダートが激しく、テストを中止した。テスト終了後、層規制ブレードを調べたところ、トナーの固着は少なかった。
【００６８】
比較例４
（層規制ブレード（１０）の作製）
シリコーン樹脂（ＳＲ２４１１、東レダウコーニング社製）を、実施例１と同じ層規制ブレードに膜厚５μｍとなるようにディップ塗布し、１５０℃で３時間硬化させ、層規制ブレード（１０）を得た。この層規制ブレードの樹脂層の鉛筆硬度はＨであった。この層規制ブレード（１０）を用い、実施例１と同様にしてプリントテストを行ったところ、高温高湿環境下で３０００枚、低温低湿環境下で１５００枚を超えたあたりから、画像上に筋が発生し、画像濃度が低下し、背景部のかぶりが次第に悪化した。テスト終了後、層規制ブレードを調べたところ、スリーブとの当接ニップ部にトナーの固着が多く認められた。固着したトナーをメタノールで除去したところ、ニップ部に摩耗が認められた。
【００６９】
比較例５
（層規制ブレード（１１）の作製）
シリコーンハードコーティング剤 １００重量部
（トスガード５１０、東芝シリコーン社製）
シリカ（Ｒ９７２、日本アエロジル社製） ２重量部
上記材料を混合、攪拌して層規制ブレード被覆用塗布液を得た。この塗布液を、非磁性一成分画像形成装置用に作製されたＳＵＳ基板の表面にディップ塗布し、３０分間風乾した後、１２０℃２時間加熱硬化させ、層規制ブレード（１１）を得た。この層規制ブレードの樹脂層の膜厚は６μｍで鉛筆硬度はＨであった。実施例１と同様にしてプリントテストを行ったところ、高温高湿下で３０００枚を超えたあたりから、画像上に筋が発生し、背景部のかぶりが次第に悪化した。テスト終了後、層規制ブレードを調べたところ、高温高湿での操作において、スリーブとの当接ニップ部にトナー固着が多く認められた。固着したトナーをメタノールで除去したところ、摩耗による大きな溝の形成が認められた。
一方、低温低湿での操作において、ブレードを調べたところ、トナー固着は微弱であったが、摩耗による溝の形成が認められた。
【００７０】
実施例１〜２および比較例１〜５のテストの結果をまとめて表１に示す。なお、画質評価の方法および評価基準は次の通りである。
＜画像濃度＞
Ｘ−ｒｉｔｅ社製の濃度測定器、Ｘ−ｒｉｔｅ４０４Ａにより測定した。
＜かぶり＞
５０倍のルーペで背景部を観察し、官能評価した。評価基準は次の通りである。○：全くなし、△：若干あり、×：かなりあり。
＜画像上の筋＞
Ａ４用紙にトナーを全面現像して得られた画像について、筋発生数を評価した。評価基準は次の通りである。○：５本以下、△：６〜１０本、×：１１本以上。
＜総合評価＞
○：全ての項目において良好、×：実用上問題が発生する。
【００７１】
【表１】

【００７２】
実施例３
基板として、３０×３０ｃｍの大きさで、厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ基板を用意した。帯電性調整用塗布液としては、ポリエステルアクリレートである紫外線硬化性樹脂（商品名：ＵＶ３７００、東亜合成化学社製）を用意し、２−ブタノンで５０％に希釈した。これを上記ＳＵＳ板の表面にワイヤーバーで厚さ８μｍになるように塗布し、８０℃で５分間乾燥した後、８０Ｗ／ｃｍの高圧水銀ランプを用いて紫外線を照射して硬化させた。表面硬度は、鉛筆硬度で５Ｈであった。
【００７３】
一方、一成分非磁性トナーは、次の材料から作製したものを用意した。

これらの成分をヘンシェルミキサーによって予備混合した後、二軸押し出し混練機にて、設定温度１４０℃、スクリュー回転数３００ｒｐｍ、供給速度１５０ｋｇ／ｈで混練した。粗粉砕後、ジェットミルで微粉砕し、さらに風力分級機にて体積平均粒径Ｄ５０＝７．３μｍの粒子を得た。この粒子１００部に、Ｄ５０＝１２ｎｍのジメチルシリコーンオイル処理したシリカ０．８部とＤ５０＝１５ｎｍのデシルトリメトキシシラン処理ルチル型酸化チタン１部とを、ヘンシェルミキサーで混合し、トナーを得た。
【００７４】
次に、上記作製した基板からプレス機によって１５×２３０ｍｍの大きさに層規制ブレードを打ち抜いて、図１に示す電子写真装置（用紙への印刷速度が毎分５枚のレーザープリンター）に取り付けられる形状に加工して取り付けた。上記トナーを現像器に入れ、印字テストを行ったところ、十分な画像濃度で、他の欠陥がない高画質の画像が得られた。３０００枚の連続出力テストをしても、画質の劣化はなかった。
【００７５】
実施例４
実施例３におけるポリエステルアクリレートに代え、エポキシアクリレート（Ｖ５５０２、大日本インキ化学社製）を用い、重合開始剤として、２−エチルアントラキノン２重量％添加したものを塗布し、紫外線照射により硬化させて、厚さ８μｍの被膜を形成した場合、ＳＵＳ基板との密着性が低いため、裁断時に被膜が剥離した。そこで、まず、ＳＵＳ基板の表面にタイプ８ナイロン樹脂（ラッカマイド５００３、大日本インキ化学社製）のメタノール溶液を塗布し、厚さ０．５μｍの接着層を形成した後、上記のようにして被膜を形成した。その結果、被膜は剥離することはなかった。表面硬度は５Ｈであった。他は同様にして層規制ブレードを作製したところ、実施例３の場合よりもトナーの帯電性が高い層規制ブレードを得ることができた。
【００７６】
実施例５
基板として、厚さ０．１ｍｍ、幅２５０ｍｍ、長さ１００ｍのＳＵＳコイルを用意した。この基板に、図３に示すロールコーターによって塗布を行った。基板２０は、供給ロール２５から送られ、４ｍ／分の速度で巻き取りロール２６に巻き取った。実施例３と同じ材料からなる塗布液２４は、幅２００ｍｍのグラビアロールを有する塗布ヘッド２７にて塗布し、設定温度８０℃、長さ８ｍの熱風乾燥機２８を２分間で通過させて乾燥させた。次いで塗膜に１６０Ｗ／ｃｍの高圧水銀ランプ２９で紫外線を照射し、硬化させて、厚さ８μｍの被膜を形成した。実際の塗布はロール前後の無効領域を除いて８０ｍの長さにわたって行なうことができた。
【００７７】
巻き取られた基板を２８０ｍｍずつの長さに切断した。次いで、その１枚から１５×２３０ｍｍの大きさに１０枚ずつプレス機で打ち抜いて、層規制ブレードを作製した。このようにすれば、１本のロールから２８５０本の層規制ブレードが作製でき、塗布工程を大幅に効率化することができた。
【００７８】
【発明の効果】
本発明の現像剤層規制部材は、上記の構成を有するから、それを用いた一成分画像形成装置は、トナーが現像剤層規制部材に固着し難いため、トナー帯電、層形成が安定し、また帯電の環境依存性も少ない為、長期にわたり、高画像濃度の画像を作製し、また、低現像性、背景部かぶり、画像上筋等の問題を発生することがない。したがって、本発明の一成分画像形成方法によれば、長期にわたって優れた画質の画像を得ることが可能である。また、本発明の製造方法によって現像剤層規制部材を作製することにより、従来の方法に比較して、工程数をかけずに均一に安定的に被膜を形成することができ、安価で高品質の現像剤層規制部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一成分画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】本発明の現像剤層規制部材の製造方法を説明する説明図である。
【図３】現像剤層規制部材を製造するための塗布装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１…潜像保持体、２…ロール帯電器、３…現像剤担持体、４…現像剤供給ロール、５…層規制ブレード、６…転写ロール、７…クリーナー、８…定着器、２０…基板、２１…被膜、２２…裁断部分、２４…塗布液、２５…供給ロール、２６…巻き取りロール、２７…塗布ヘッド、２８…乾燥機、２９…紫外線ランプ。

Claims (12)

1. 表面にウレタン・アクリレート系、エポキシ・アクリレート系、ポリエステル・アクリレート系またはアクリレート系の紫外線硬化性樹脂より形成された鉛筆硬度４Ｈ以上の樹脂層を有することを特徴とする現像剤担持体上に現像剤層を形成するための現像剤層規制部材。
2. 樹脂層の鉛筆硬度が５Ｈ以上である請求項１記載の現像剤層規制部材。
3. 樹脂層が厚さ０．０５ないし２０μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像剤層規制部材。
4. 弾性体よりなる基体を有することを特徴とする請求項１記載の現像剤層規制部材。
5. 弾性体が樹脂からなることを特徴とする請求項４記載の現像剤層規制部材。
6. 基板に樹脂層形成用塗布液を塗布してウレタン・アクリレート系、エポキシ・アクリレート系、ポリエステル・アクリレート系またはアクリレート系の紫外線硬化性樹脂より形成された鉛筆硬度が４Ｈ以上の樹脂層を形成した後、所定の大きさに切断することを特徴とする現像剤層規制部材の製造方法。
7. 潜像保持体、現像剤担持体、および該現像剤担持体に現像剤を供給して、現像剤の薄層を形成するとともに、電荷を与えるための現像剤層規制部材を少なくとも備え、該現像剤担持体上に形成された現像剤の薄層を静電潜像を保持する潜像保持体に送り、静電潜像に現像剤を付着させて可視像を形成する一成分画像形成装置において、前記現像剤層規制部材がその表面にウレタン・アクリレート系、エポキシ・アクリレート系、ポリエステル・アクリレート系またはアクリレート系の紫外線硬化性樹脂より形成された鉛筆硬度４Ｈ以上の樹脂層を有することを特徴とする一成分画像形成装置。
8. 現像剤担持体が、金属、セラミックスまたはプラスチックスから形成されてなることを特徴とする請求項７に記載の一成分画像形成装置。
9. 現像剤層規制部材における樹脂層が、鉛筆硬度５Ｈ以上である請求項７記載の一成分画像形成装置。
10. 現像剤担持体に現像剤を供給し、現像剤層規制部材により、該現像剤担持体上に現像剤の薄層を形成するとともに、電荷を与え、これを静電潜像を保持する潜像保持体に送り、該静電潜像上に現像剤を付着させて可視像を形成する一成分画像形成方法において、現像剤層規制部材として、表面にウレタン・アクリレート系、エポキシ・アクリレート系、ポリエステル・アクリレート系またはアクリレート系の紫外線硬化性樹脂より形成された鉛筆硬度４Ｈ以上の樹脂層を有する現像剤層規制部材を使用することを特徴とする一成分画像形成方法。
11. 現像剤として、非磁性トナーを用いることを特徴とする請求項１０記載の一成分画像形成方法。
12. 現像剤層規制部材における樹脂層が鉛筆硬度５Ｈ以上である請求項１０記載の一成分画像形成方法。

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