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公開番号2024042219
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-28
出願番号2022146783
出願日2022-09-15
発明の名称現像装置、クリーニング方法、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類G03G 15/08 20060101AFI20240321BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】表面層の外表面近傍を高硬度化した現像ローラを具備する現像装置であっても、高温高湿環境下に放置されることによる現像ローラピッチの帯画像の発生を抑制し、高耐久かつ高品位な画像を得ることができる現像装置。
【解決手段】表面層の外表面近傍を高硬度化した現像ローラと、トナー供給ローラと、トナーと、を具備する現像装置において、上記現像ローラが外表面に実質的に半球の形状の有機ケイ素化合物を含む微粒子を有し、微粒子の粒径が特定の範囲であり、かつ、上記トナーが外添剤としてのシリカ粒子を有し、その固着率が50%以上である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
現像ローラ、トナー及び該現像ローラに該トナーを供給するトナー供給ローラを具備する現像装置であって、
該現像ローラは、
導電性の基体と、
該基体上の単層の表面層と、
を有し、
該表面層は、架橋ウレタン樹脂をバインダーとして含むマトリックスを有し、
該表面層の厚み方向の断面において測定される、該表面層の外表面から深さ０．１μｍまでの第１領域における該マトリックスの弾性率をＥ１とし、
該外表面から深さ１．０μｍから１．１μｍまでの第２領域における該マトリックスの弾性率をＥ２としたとき、
Ｅ１及びＥ２は、下記式（１）及び（２）を満たし、
Ｅ１≧２００ＭＰａ・・・（１）
１０ＭＰａ≦Ｅ２≦１００ＭＰａ・・・（２）
該表面層の該外表面には複数個の微粒子が付着し、該微粒子は該表面層の該外表面上に凸部を形成しており、
該微粒子の各々は、有機ケイ素化合物を含み、かつ、
該微粒子及び該外表面の断面視において、該微粒子の各々は、該表面層の該外表面に面で接触する略平面と、該凸部の少なくとも一部を構成する曲面と、を有し、
該微粒子の該略平面の最長径ｗの個数平均値が、１０～４００ｎｍであり、
該トナーは、トナー粒子と、外添剤としてのシリカ粒子と、を有し、
該トナー粒子は、結着樹脂を含み、
水洗法によって測定される該シリカ粒子の該トナー粒子に対する固着率が、５０％以上である、
ことを特徴とする現像装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記微粒子の前記略平面と交差する断面を観察したときに、
該略平面に由来する線Ｌｆと、該曲面に由来する線Ｌｃとの２つの交点をＰａとＰｂとし、該Ｐａと該Ｐｂとを結ぶ直線を仮想直線Ｌｉとし、
該仮想直線Ｌｉと垂直に交わる直線Ｌｓ１において、該仮想直線Ｌｉと該直線Ｌｓ１との交点をＰｃとし、該線Ｌｃと該直線Ｌｓ１との交点をＰｅとし、該交点Ｐｃと該交点Ｐｅとの間の距離をＤａとし、
該線Ｌｆと該直線Ｌｓ１との交点Ｐｄと、該交点Ｐｅと、の間の距離をＤｂとし、
該Ｄａ及び該Ｄｂのいずれか１つが最大となるときの距離を最大高さｈとし、
該仮想直線Ｌｉと平行な直線Ｌｓ２において、該直線Ｌｓ２と該線Ｌｃとが交わる２つの交点をＰｆとＰｇとし、該Ｐｆと該Ｐｇとの間の距離Ｄｃが最大となるときの距離を最大幅ｂとしたとき、
該最大高さｈの該最大幅ｂに対する比の値ｈ／ｂの個数平均値が、０．３０～０．８０である、
請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記微粒子が付着した前記表面層の前記外表面のＥＤＳによる元素分析によって測定される、前記微粒子が付着した前記表面層の前記外表面における前記微粒子の量が、３．０ａｔｏｍｉｃ％以上である、請求項１に記載の現像装置。
【請求項４】
前記シリカ粒子の一次粒子の個数平均粒径が、７～４００ｎｍである、請求項１に記載の現像装置。
【請求項５】
前記シリカ粒子の含有量が、前記トナー粒子１００質量部に対し、０．５～３．０質量部である、請求項１に記載の現像装置。
【請求項６】
前記トナー供給ローラが、導電性の基体と、該基体上の発泡弾性層と、を有し、
該発泡弾性層は、イオン導電剤を有し、
前記トナーは、外添剤としてのハイドロタルサイト粒子をさらに有する、請求項１に記載の現像装置。
【請求項７】
前記イオン導電剤は、アニオン成分としてフッ素を含み、
前記トナーのＳＴＥＭ－ＥＤＳマッピング分析におけるライン分析において、前記ハイドロタルサイト粒子の内部にフッ素が存在する、請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記トナーのＳＴＥＭ－ＥＤＳマッピング分析におけるライン分析において、前記ハイドロタルサイト粒子の内部にフッ素及びアルミニウムが存在し、
前記トナーのＳＴＥＭ－ＥＤＳマッピング分析による前記ハイドロタルサイト粒子の主成分マッピングから得られた、前記ハイドロタルサイト粒子における該フッ素の該アルミニウムに対する原子数濃度の比の値Ｆ／Ａｌが、０．０１～０．６０である、
請求項７に記載の現像装置。
【請求項９】
外表面に複数個の微粒子が付着した現像ローラの外表面をクリーニングするクリーニング方法であって、
該現像ローラは、導電性の基体と、該基体上の単層の表面層と、を有し、
該表面層は、架橋ウレタン樹脂をバインダーとして含むマトリックスを有し、
該表面層の厚み方向の断面において測定される、該表面層の外表面から深さ０．１μｍまでの第１領域における該マトリックスの弾性率をＥ１とし、
該外表面から深さ１．０μｍから１．１μｍまでの第２領域における該マトリックスの弾性率をＥ２としたとき、
Ｅ１及びＥ２が、下記式（１）及び（２）を満たし、
Ｅ１≧２００ＭＰａ・・・（１）
１０ＭＰａ≦Ｅ２≦１００ＭＰａ・・・（２）
該表面層の該外表面には複数個の微粒子が付着し、該微粒子は該表面層の該外表面上に凸部を形成しており、
該微粒子の各々は、有機ケイ素化合物を含み、かつ、
該微粒子及び該外表面の断面視において、該微粒子の各々は、該表面層の該外表面に面で接触する略平面と、該凸部の少なくとも一部を構成する曲面と、を有し、
該微粒子の該略平面の最長径ｗの個数平均値が、１０～４００ｎｍであり、
該クリーニング方法は、
トナー供給ローラを用いて該現像ローラにトナーを供給し、該表面層の該外表面に付着している複数個の該微粒子と該トナーとを接触させて該微粒子を該表面層の該外表面から除去する工程を含み、
該トナーは、トナー粒子と、外添剤としてのシリカ粒子と、を有し、
該トナー粒子は、結着樹脂を含み、
水洗法によって測定される該シリカ粒子の該トナー粒子に対する固着率が、５０％以上である、ことを特徴とするクリーニング方法。
【請求項１０】
電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジであって、
請求項１～８のいずれか一項に記載の現像装置を有する、
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は現像装置、クリーニング方法、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
一つの態様に係る電子写真画像形成装置（以下、「電子写真装置」ともいう）の現像装置は、トナーを貯溜する現像容器と、トナーを現像ローラへ供給するためのトナー供給ローラと、供給された現像ローラ上のトナーを適正量に規制するためのトナー規制部材と、トナーを搬送し静電潜像へと現像するための現像ローラと、を有する。
顧客価値を高めるため、このような電子写真装置の現像装置には高品位な画像を得られることが求められている。さらには近年のＳＤＧｓを始めとした環境意識の高まりにより、これまで以上に長寿命に渡って、又は、繰り返し使用することができる高耐久な現像装置が求められている。
【０００３】
現像装置の耐久性を決める１つの大きな要因は、長期使用に伴う現像ローラの外表面へのキズの発生やトナーのフィルミングの発生である。特許文献１には、架橋ウレタン樹脂を含む表面層の外表面近傍のみを高硬度化して、外表面へのキズの発生とトナーのフィルミングの発生とを極めて高い次元で抑制した現像ローラ、及びこれを有するプロセスカートリッジが開示されている。また、特許文献２には現像ローラにシリコーン樹脂微粒子が塗布された現像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１６６２２７号公報
特開２０１７－０６２３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献１に係る現像ローラを有する現像装置は高温高湿環境下に長期間放置されたときに、以下のような現象が起こることがあった。すなわち、トナー供給ローラと現像ローラとの当接位置において、トナー供給ローラから現像ローラへのブリード物が現像ローラの外表面上に蓄積していき、電子写真画像に現像ローラのピッチで帯状のムラが生じることがあった。以降、帯状のムラが生じた電子写真画像を「帯画像」と言う場合がある。
そして、帯画像の発生は、特許文献２のようにシリコーン樹脂微粒子からなる塗布剤をあらかじめ現像ローラへ塗布したとしても防止することは困難であった。
【０００６】
本開示の少なくとも一つの態様は、高温高湿環境下で放置した後にも帯画像の発生を防止し得る現像装置の提供に向けたものである。また、本開示の少なくとも一つの態様は、現像ローラの外表面への付着物をより良く除去し得る現像ローラのクリーニング方法の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様は、現像ローラ、トナー及び該現像ローラに該トナーを供給するトナー供給ローラを具備する現像装置であって、
該現像ローラは、
導電性の基体と、
該基体上の単層の表面層と、
を有し、
該表面層は、架橋ウレタン樹脂をバインダーとして含むマトリックスを有し、
該表面層の厚み方向の断面において測定される、該表面層の外表面から深さ０．１μｍまでの第１領域における該マトリックスの弾性率をＥ１とし、
該外表面から深さ１．０μｍから１．１μｍまでの第２領域における該マトリックスの弾性率をＥ２としたとき、
Ｅ１及びＥ２は、下記式（１）及び（２）を満たし、
Ｅ１≧２００ＭＰａ・・・（１）
１０ＭＰａ≦Ｅ２≦１００ＭＰａ・・・（２）
該表面層の該外表面には複数個の微粒子が付着し、該微粒子は該表面層の該外表面上に凸部を形成しており、
該微粒子の各々は、有機ケイ素化合物を含み、かつ、
該微粒子及び該外表面の断面視において、該微粒子の各々は、該表面層の該外表面に面で接触する略平面と、該凸部の少なくとも一部を構成する曲面と、を有し、
該微粒子の該略平面の最長径ｗの個数平均値が、１０～４００ｎｍであり、
該トナーは、トナー粒子と、外添剤としてのシリカ粒子と、を有し、
該トナー粒子は、結着樹脂を含み、
水洗法によって測定される該シリカ粒子の該トナー粒子に対する固着率が、５０％以上である、
現像装置に関する。
【０００８】
また、本開示の他の態様は、外表面に複数個の微粒子が付着した現像ローラの外表面をクリーニングするクリーニング方法であって、
該現像ローラは、導電性の基体と、該基体上の単層の表面層と、を有し、
該表面層は、架橋ウレタン樹脂をバインダーとして含むマトリックスを有し、
該表面層の厚み方向の断面において測定される、該表面層の外表面から深さ０．１μｍまでの第１領域における該マトリックスの弾性率をＥ１とし、
該外表面から深さ１．０μｍから１．１μｍまでの第２領域における該マトリックスの弾性率をＥ２としたとき、
Ｅ１及びＥ２が、下記式（１）及び（２）を満たし、
Ｅ１≧２００ＭＰａ・・・（１）
１０ＭＰａ≦Ｅ２≦１００ＭＰａ・・・（２）
該表面層の該外表面には複数個の微粒子が付着し、該微粒子は該表面層の該外表面上に凸部を形成しており、
該微粒子の各々は、有機ケイ素化合物を含み、かつ、
該微粒子及び該外表面の断面視において、該微粒子の各々は、該表面層の該外表面に面で接触する略平面と、該凸部の少なくとも一部を構成する曲面と、を有し、
該微粒子の該略平面の最長径ｗの個数平均値が、１０～４００ｎｍであり、
該クリーニング方法は、
トナー供給ローラを用いて該現像ローラにトナーを供給し、該表面層の該外表面に付着している複数個の該微粒子と該トナーとを接触させて該微粒子を該表面層の該外表面から除去する工程を含み、
該トナーは、トナー粒子と、外添剤としてのシリカ粒子と、を有し、
該トナー粒子は、結着樹脂を含み、
水洗法によって測定される該シリカ粒子の該トナー粒子に対する固着率が、５０％以上である、クリーニング方法に関する。
【０００９】
また、本開示のさらに他の態様によれば、前記現像装置を有し、電子写真画像形成装置
の本体に着脱可能に構成されている電子写真プロセスカートリッジ、及び前記現像装置を有する電子写真画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、キズの発生とフィルミングの発生とを極めて高い次元で抑制できる現像ローラを有する現像装置であっても、高温高湿環境下に放置されることによる現像ローラピッチの帯画像の発生を抑制し、高耐久かつ高品位な画像を得ることができる現像装置が得られる。また、本開示によれば、上記現像ローラの外表面をクリーニングする方法が得られる。また、本開示の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を安定して出力できるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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