(57)【要約】【課題】現像ローラ表面で円滑なトナー搬送と安定した帯電付与とを両立することにより、濃度ムラや白抜け等の画像欠陥のない良好なトナー画像形成が行える現像ローラを提供する。【解決手段】平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下の粒子を含有する樹脂層を有する現像ローラ表面を格子で分割した時、格子中に含有される粒子の個数に基づくヒストグラムが２つのピークを有し、粒子を５個乃至９個含有する格子の少なくとも１つと粒子を１２個乃至１６個含有する格子の少なくとも１つがそれぞれ８％以上である現像ローラ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性シャフト上に平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下の粒子を含有する樹脂層を有する現像ローラであって、
前記現像ローラ表面を一辺の長さが前記粒子の平均粒径の４倍となる格子で分割した時、
前記格子中に含有される前記粒子の個数に基づいて作成されたヒストグラムが２つのピークを有するものであるとともに、
前記粒子を５個乃至９個含有する格子の少なくとも１つが全格子の８％以上で、かつ、前記粒子を１２個乃至１６個含有する格子の少なくとも１つが全格子の８％以上である、ことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記現像ローラを構成する樹脂層が、前記導電性シャフト上に樹脂層形成用塗布液を塗布して形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記粒子が樹脂製であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
導電性シャフトの外周に導電性の樹脂層を有する現像ローラ表面にトナーを担持し、担持されたトナーを像担持体上に供給して像担持体上の静電潜像を現像する工程を有する画像形成方法において、
前記像担持体上にトナーを供給する現像ローラは、
導電性シャフト上に平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下の粒子を含有する樹脂層を有し、
前記現像ローラ表面を一辺の長さが前記粒子の平均粒径の４倍となる格子で分割した時、
前記格子中に含有される前記粒子の個数に基づいて作成されたヒストグラムが２つのピークを有するものであるとともに、
前記粒子を５個乃至９個含有する格子の少なくとも１つが全格子の８％以上で、かつ、前記粒子を１２個乃至１６個含有する格子の少なくとも１つが全格子の８％以上である、ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
前記現像ローラを構成する樹脂層が、前記導電性シャフト上に樹脂層形成用塗布液を塗布して形成されるものであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成方法。
【請求項６】
前記粒子が樹脂製であることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ受信機等に代表される電子写真方式の画像形成装置に使用される現像ローラ、及び、当該現像ローラを用いた画像形成方法に関する。特に、シャフト上に塗布を行って樹脂層を形成する工程を経て作製される現像ローラと、当該現像ローラを用いた画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成方法は、通常、以下の手順を経て用紙等の転写シート上にトナー画像を形成する。先ず、電子写真感光体に代表される像担持体上に形成された静電潜像に電荷の付与されたトナーを供給して静電潜像を現像する。次に、現像により像担持体上に形成されたトナー画像を転写シート上に転写させる。さらに、転写シート上のトナー画像を定着により固定し、転写シート上にトナー画像を形成する。
【０００３】
像担持体上にトナー画像を形成する現像方法には、キャリアとトナーより構成される２成分現像剤を用いる２成分現像方式と、トナーのみからなる１成分現像剤を用いる１成分現像方式がある。このうち、１成分現像方式の１つに非磁性１成分トナーを用いた現像方式は、現像ローラ近傍に配置した帯電部材や現像ローラ自身により摩擦帯電したトナーの層を現像ローラ表面に形成し、層形成されたトナーを飛翔させて像担持体にトナー供給を行っている。非磁性１成分トナーを用いた画像形成は、キャリアを用いることなく簡素な現像装置を用いて像担持体上にトナー画像を形成することが可能なので、特に、フルカラーのプリンタを市場に普及させる上で有効な手段となる。
【０００４】
非磁性１成分トナーを用いる画像形成技術では、像担持体へのトナー供給性能を向上させるために現像ローラの検討が行われている。たとえば、固体粒子の添加等により現像ローラ表面に凹凸を付与し、現像ローラ表面におけるトナー搬送性を向上させる技術が挙げられる（たとえば、特許文献１参照）。そして、近年では現像ローラ表面に均一な粗さを付与すべく、１０点平均粗さの位置ばらつきや凹凸の平均間隔が特定される様に粒子の添加を制御できる様にする技術も登場してきた（たとえば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平７−６４３８７号公報
【特許文献２】特開２００３−２０７９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献では粒子の添加量が画像形成に影響を及ぼすことについての言及はなされていなかった。すなわち、現像ローラへの粒子の添加量が多くなると、現像ローラ表面における帯電付与性能に影響が現れてくる。
【０００６】
たとえば、絶縁性の粒子の添加量が多くなると、ローラ表面の絶縁性が高くなってトナーの過剰帯電が起こり易くなる。その結果、ローラ表面から像担持体上にトナーが移動しにくくなるので、所定濃度に相当する量のトナーが像担持体に供給されず、低濃度のトナー画像形成が行われることになる。また、現像ローラ表面にトナーが残存し易くなるので、残存トナーによるフィルミングやトナーこぼれにより、画像形成装置内やトナー画像上へのトナー汚染が頻発する様になる。
【０００７】
また、導電性の粒子の添加量が多くなると、ローラ表面は粒子を介して電荷が移動し易い状態となり局所的にリークが発生する。その結果、ローラ表面にトナーが欠落した領域が局所的に発生する様になり、濃度ムラや白ぬけ等の画像欠陥を有するトナー画像が形成され易くなる。
【０００８】
この様に、現像ローラに添加する粒子の添加量やその伝導性は、現像ローラ表面におけるトナーへの帯電付与性能やトナー搬送性能に影響を与えるものであった。
【０００９】
本発明は、ローラ表面で良好なトナー搬送を発現するとともに、良好なトナー帯電が行える現像ローラを提供することを目的とするものである。すなわち、本発明は、現像ローラ表面で円滑なトナー搬送性能と安定した帯電付与性能を同時に付与することにより、所定濃度のトナー画像形成が行え、かつ、濃度ムラや白抜け等の画像欠陥のない良好なトナー画像形成が行える現像ローラを提供することを目的とする。また、本発明は、トナーこぼれやフィルミングにより装置やトナー画像上にトナー汚染を起こすことのない現像ローラを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題が下記に記載のいずれかの構成により解消されるものであることを見出した。
【００１１】
請求項１に記載の発明は、
『導電性シャフト上に平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下の粒子を含有する樹脂層を有する現像ローラであって、
前記現像ローラ表面を一辺の長さが前記粒子の平均粒径の４倍となる格子で分割した時、
前記格子中に含有される前記粒子の個数に基づいて作成されたヒストグラムが２つのピークを有するものであるとともに、
前記粒子を５個乃至９個含有する格子の少なくとも１つが全格子の８％以上で、かつ、前記粒子を１２個乃至１６個含有する格子の少なくとも１つが全格子の８％以上である、ことを特徴とする現像ローラ。』というものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、
『前記現像ローラを構成する樹脂層が、前記導電性シャフト上に樹脂層形成用塗布液を塗布して形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。』というものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、
『前記粒子が樹脂製であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラ。』というものである。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、
『導電性シャフトの外周に導電性の樹脂層を有する現像ローラ表面にトナーを担持し、担持されたトナーを像担持体上に供給して像担持体上の静電潜像を現像する工程を有する画像形成方法において、
前記像担持体上にトナーを供給する現像ローラは、
導電性シャフト上に平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下の粒子を含有する樹脂層を有し、
前記現像ローラ表面を一辺の長さが前記粒子の平均粒径の４倍となる格子で分割した時、
前記格子中に含有される前記粒子の個数に基づいて作成されたヒストグラムが２つのピークを有するものであるとともに、
前記粒子を５個乃至９個含有する格子の少なくとも１つが全格子の８％以上で、かつ、前記粒子を１２個乃至１６個含有する格子の少なくとも１つが全格子の８％以上である、ことを特徴とする画像形成方法。』というものである。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、
『前記現像ローラを構成する樹脂層が、前記導電性シャフト上に樹脂層形成用塗布液を塗布して形成されるものであることを特徴とする請求項４に記載の画像形成方法。』というものである。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、
『前記粒子が樹脂製であることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成方法。』である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、現像ローラを構成する樹脂層中の粒子添加量を上記構成で特定することにより、上記課題が解消されることを見出した。すなわち、現像ローラ表面を一辺の長さが樹脂層に含有される粒子の大きさの４倍の格子に分割し、特定量の粒子を含有する格子の割合を特定することにより、トナー搬送性能と帯電付与性能の向上を両立させる現像ローラが得られることを見出したのである。
【００１８】
この様に、本発明は特許請求の範囲に記載の構成により現像ローラ表面の粗さを特定することにより、現像ローラのトナー搬送性能とトナーへの帯電付与性能を同時に制御できる様にした。その結果、いつでも所定濃度のトナー画像形成が行えるとともに、濃度ムラや白抜け等の画像欠陥のない良好なトナー画像形成が行える様になった。
【００１９】
また、本発明によれば、トナーこぼれやフィルミングによるトナー汚染がなくなり、汚染や画像欠陥のない画像形成が行える様になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る現像ローラは、導電性シャフト上に平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下の粒子を含有する樹脂層を有するものである。また、現像ローラ表面を一辺の長さが粒子の平均粒径の４倍となる格子で分割した時に、格子中に含有される前記粒子の個数に基づいて作成したヒストグラムが２つのピークを有するものである。そして、粒子を５個乃至９個含有する格子の少なくとも１つが全格子の８％以上となり、かつ、粒子を１２個乃至１６個含有する格子の少なくとも１つが全格子の８％以上となるものである。
【００２１】
本発明者は、樹脂層形成用の塗布液を用いて樹脂層を形成する際、塗布液に添加した粒子を意図的に凝集させることができれば、凝集した粒子によりローラ表面に適度な粗さを形成することができるものと考え、粒子の凝集を意図的に行える条件を模索した。そして、樹脂層形成用の塗布液を塗布した時に塗布層中でベナードセルが形成される条件下で、粒子の意図的な凝集が行えることを見出したのである。すなわち、本発明では粒子を含有する樹脂層を塗布した時に、ベナードセルを形成させると、粒子を多く添加することなく、適度な表面粗さをもつ現像ローラが得られることを見出した。そして、その表面粗さが本発明で特定する条件を満足するとき、円滑なトナー搬送性能と良好な帯電付与性能とを有する現像ローラが得られることを見出したのである。以下、本発明について説明する。
【００２２】
本発明に係る現像ローラは、導電性シャフト上に平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下のの粒子を含有する樹脂層を有するものである。図１に本発明に係る現像ローラの代表的な断面構成を示す。図１（ａ）はシャフトの周りに１層の樹脂層を設けたものであり、図１（ｂ）は樹脂層を多層構造にしたものである。さらに、図１（ｃ）は本発明に係る現像ローラ表面を示す模式図で、現像ローラ表面を約２００倍に拡大した時に確認される構造を示すものである。なお、本発明に係る現像ローラは、図１（ａ）、（ｂ）に示す断面構成からなるものに限定されるものではない。
【００２３】
本発明に係る現像ローラ１０は、導電性のシャフト１１と、シャフト１１上に設けられた樹脂層１２より構成され、樹脂層１２中に粒子１３を含有するものである。
【００２４】
シャフト１１は、導電性の部材で構成され、具体的には、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の金属材料が好ましい。また、前述した金属の粉体物やカーボンブラック等の導電性材料を樹脂中に充填させた導電性樹脂も使用可能である。導電性シャフト１１は、その比抵抗が１×１０4Ω・ｃｍ以下のものが好ましく、また、その外径は５ｍｍ〜３０ｍｍが好ましく、１０ｍｍ〜２０ｍｍがより好ましい。
【００２５】
樹脂層１２に含有される粒子１３は、平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下であり、樹脂層１２中の含有量が１０質量％以上５０質量％以下のものである。粒子１３は現像ローラ表面に粗さを付与することにより、ローラ表面におけるトナーの搬送性を向上させることが可能である。粒子１３の材質としては、特に限定されるものではないが、樹脂層１２中への均一な分散を実現させる視点から、樹脂層１２を構成する樹脂の比重に近い値の比重を有する樹脂製の粒子が好ましい。具体的には、スチレン樹脂、スチレンアクリル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂製の粒子が挙げられる。
【００２６】
粒子１３の平均粒径は、個数平均１次粒径を意味するものである。具体的には、倍率が５０，０００倍の透過型電子顕微鏡装置（ＴＥＭ）を用い、１００個の樹脂粒子をランダムに１次粒子として観察し、画像解析により水平方向フェレ径を算出して、その平均値を個数平均１次粒径とするものである。
【００２７】
具体的には、現像ローラ１０より厚さ８０乃至〜２００ｎｍの測定用切片試料を作製し、これを透過型電子顕微鏡装置（ＴＥＭ）で観察して、得られた顕微鏡写真を解析することにより樹脂粒子１３の平均粒径を算出する。透過型電子顕微鏡装置（ＴＥＭ）の具体例としては、「Ｈ−９０００ＮＡＲ」（日立製作所社製）、「ＪＥＭ−２００ＦＸ」（日本電子社製）等を挙げることができる。
【００２８】
透過型電子顕微鏡による観察方法は、現像ローラ断面測定を行う際に行なわれる通常の方法で行なわれる。たとえば、以下の様な手順で行うことが可能である。先ず、観察用試料を作製する。常温硬化性のエポキシ樹脂中に現像ローラを包埋、硬化させてブロックを作製する。作製したブロックをダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用い、厚さ８０〜２００ｎｍの薄片状に切り出して測定用試料を作製する。
【００２９】
次に、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて現像ローラの断面構造を写真撮影をする。当該写真より現像ローラの断面構造を目視で確認することができる。また、「ルーゼックスＦ（ニレコ社製）」等の画像処理装置を透過型電子顕微鏡装置に接続し、得られた画像情報を演算処理することで、粒子１３の平均粒径が算出される。また、測定用試料は場合によっては四酸化ルテニウム、または四三酸化オスミウム等で染色してもよい。
【００３０】
本発明では、粒子１３の平均粒径を５μｍ以上３０μｍ以下とすることで、現像ローラ表面にトナー搬送に最適な凹凸が付与される。また、格子中の粒子１３の個数と格子の割合を後述の様に特定することで、ローラ表面の凹凸の分布状態が最適化されてローラ表面での均一なトナー搬送と帯電付与が行える。
【００３１】
一方、粒子１３が５μｍ未満ではローラ表面に適度な凹凸を設けることが難しくなり、トナー搬送性に影響を与えることになり、また、粒子が３０μｍを超えるとローラ表面の凹凸が深くなりすぎて、像担持体へのトナー供給が困難になる。
【００３２】
本発明は、現像ローラを構成する樹脂層中に含有される粒子１３の平均粒径と、現像ローラ表面における粒子１３の分布状態を特定することにより、本発明の効果が発現されることを見出したものである。すなわち、これらの因子を特定することで現像ローラ表面における凹凸の深さとその分布状態が制御されて、円滑なトナー搬送性能と安定した帯電付与性能を同時に付与することが可能な現像ローラの提供を実現する。
【００３３】
具体的には、現像ローラを構成する樹脂層に含有させる粒子の大きさを５μｍ以上３０μｍ以下のものとする。また、現像ローラ表面を一辺の長さが粒子１３の平均粒径の４倍となる格子で分割した時に、格子中に入っている粒子１３の個数に基づいて作成したヒストグラムが２山のピークを有するものになる。
【００３４】
さらに、上記の様に形成された格子中に粒子１３を５個から９個含有する各格子の割合と、粒子１３を１２個から１６個含有する各格子の割合に着目する。そして、粒子１３を５個から９個含有する各格子のうち少なくとも１つの格子と、粒子１３を１２個から１６個含有する各格子のうち少なくとも１つの格子がそれぞれ８％以上存在するものである。
【００３５】
本発明者は、これらの条件を満足させることにより、本発明の効果を発現する表面特性を有する現像ローラが得られることを見出したのである。
【００３６】
上記内容を図２（ａ）と（ｂ）に示す。図２（ａ）は現像ローラ１０表面を一辺の長さが粒子１３の平均粒径の４倍となる格子で分割した状態を示す。また、図２（ｂ）は現像ローラ１０表面を分割している格子内に粒子１３が存在している状態を模式的に示したものである。
【００３７】
図２に示す様に、現像ローラ１０表面を複数の格子で分割したときに、粒子の中には複数の格子にまたがっているケース、つまり、格子線上に粒子が存在しているケースも想定される。本発明では、格子線上にまたがっている粒子は、該当する複数の格子のいずれか１つの格子内に存在するものとして処理する。格子線にまたがっている粒子の所属する格子を決める方法としては、たとえば、格子線で分割された粒子の面積に着目し、面積比率が最も大きな格子にその粒子を所属させる方法が挙げられる。
【００３８】
この様に、本発明では、現像ローラ１０上に存在する平均粒径が５μｍ以上で３０μｍ以下の粒子１３を、一辺の長さが粒子１３の平均粒径の４倍となる格子に所属させ、格子内の粒子１３の個数で現像ローラ表面における粒子１３の分布を定量化している。そして、格子中に含有される粒子数と各粒子数を収納した個々の格子の全格子数に対する割合に基づいて図２（ｃ）に示す様なヒストグラムを作成するものである。
【００３９】
本発明では、作成したヒストグラムが２つのピークを有し、かつ、全格子中で粒子を５個乃至９個含有する格子の少なくとも１つと粒子を１２個乃至１６個含有する格子の少なくとも１つとがそれぞれ８％以上となるものである。
【００４０】
本発明に係る現像ローラでは、樹脂層１２中に含有される粒子を上記の様に格子単位で特定することで、現像ローラ表面での粒子１３の分布を均一化させている。すなわち、ローラ上のいずれの個所でも同一レベルのトナー搬送と帯電付与が行える様になっている。その結果、現像ローラ１０表面ではムラのないトナー搬送とトナー帯電とが同時に行える様になり、個々のトナーは均一に帯電されることで帯電のバラツキにより生ずるトナーこぼれやフィルミングの発生を回避することができる。
【００４１】
粒子１３の分散状態を上記の様に特定することで、ローラ表面でムラのない均一トナー搬送や帯電付与が行える理由としては、以下のことが推測される。先ず、格子中に入っている粒子１３の個数に基づいて作成したヒストグラムが２山ピークを有する様にすると、ローラ表面に粒子数が少ない個所と多い個所とがミクロ的に共存し、トナー搬送と帯電付与がローラ表面で均一に行える様になると推測される。すなわち、粒子数が多い個所でトナーをローラ表面にしっかりと保持して帯電付与を促進させるとともに、粒子数が少ない個所ではトナー保持が緩くなってトナー搬送を促進させることが推測される。つまり、２山ピークになる様にすることにより、現像ローラ表面がミクロな機能分離構造となっているものと推測される。
【００４２】
そして、全格子中で粒子を５個乃至９個含有する格子の少なくとも１つと粒子を１２個乃至１６個含有する格子の少なくとも１つがそれぞれ８％以上とすることにより、２山ピークを実現するための条件を具体化しているものと考えられる。
【００４３】
各格子中に含有される粒子の個数は、たとえば、レーザ顕微鏡等を用いて特定することが可能である。すなわち、レーザ顕微鏡等により各格子中に含有される粒子１３の個数を算出し、その結果を図２（ｃ）に示す様なヒストグラムにする。図２（ｃ）に示すヒストグラムの例では、粒子を７個含有する格子と１４個含有する格子のところにピークを有し、粒子を６個含有する格子と８個含有する格子がそれぞれ９％、７個含有する格子は１２％、１３個含有する格子は１０％といった具合に、各格子の割合を確認することができる。この様にして、本発明では現像ローラ１０表面に設けられた格子中の粒子１３の個数を算出することができる。なお、図２（ｃ）は、本発明でいうヒストグラムを説明するために用意したものであり、本発明に係る現像ローラの構成を特定するために設けたものではない。
【００４４】
次に、現像ローラ１０表面に設けられた各格子中の粒子数をレーザ顕微鏡で特定する方法を以下に説明する。
【００４５】
レーザ顕微鏡にて現像ローラ表面を２００倍の倍率で撮影後、１辺が粒子平均粒径の４倍となる様に現像ローラ上に正方形の格子を形成し、１００個の格子に含有される粒子の数を目視で算出して、算出した粒子数からヒストグラムを作成する。そして、作成したヒストグラムより、該当する格子の割合を算出する。
【００４６】
レーザ顕微鏡は、光学顕微鏡に比べてフレアのないコントラストの良い画像が得られるメリットを有する。これは、結像位置にピンホールを配置した「レーザ共焦点光学系」と呼ばれる光学系を採用することにより、対物レンズの合焦位置以外からの光を排除できる様にしていることによるものである。すなわち、通常の光学顕微鏡では、焦点位置（対物レンズの合焦位置）以外からの反射光も受光し易い構造となっているため、観察画像上でフレアやピンボケ光を十分に除去することができないため、コントラストの良い画像が得られにくい。一方、「レーザ共焦点光学系」を備えた顕微鏡では、ピンホールにより不要な反射光が除去され、焦点位置からの反射光のみが受光できるので、焦点位置を高精度に検出し、コントラストの良い画像が得られる。
【００４７】
現像ローラ表面における格子中の樹脂粒子の個数測定を行うレーザ顕微鏡としては、たとえば、「ＶＫ−９５１０型レーザ顕微鏡（キーエンス社製）」や「ＶＫ−９７００型レーザ顕微鏡（キーエンス社製）」、「ＬＥＸＴ  ＯＬＳ３５００型ナノサーチ顕微鏡（オリンパス（株）製）」等が挙げられる。
【００４８】
本発明に係る現像ローラ１０は、そのローラ表面の構造が図１（ｃ）に示す様な構造を有するものである。図１（ｃ）に示す模式図は、現像ローラ１０を構成する樹脂層１２表面を約２００倍に拡大したときに観察されるもので、いわゆる「ベナードセル」と呼ばれる構造のものである。図１（ｃ）に示す様に、現像ローラ１０表面では、粒子１３が樹脂層１２中で凝集状態を形成していることが確認される。
【００４９】
この様な粒子分布を有する構造の現像ローラは、導電性シャフト上に塗布した樹脂層の乾燥速度を制御して樹脂層を形成することにより達成することが可能である。すなわち、樹脂層中の粒子が凝集状態を形成する様に乾燥速度を制御することにより達成させるもので、具体的には、シャフト上の塗布液が内部で対流を形成する様に乾燥を行い、ベナードセルを形成するものである。ここで、ベナードセルとは、シャフト上に樹脂層を塗布し乾燥させる時に、塗布層内に対流を発生させて塗布液内に濃度差を生じさせて塗布面上に表面張力差が発生させ、みかんの皮の様な凹凸を有する塗布面を形成させる現象もしくはその凹凸のことをいう。ベナードセルの詳細な説明を掲載した文献としては、たとえば、「塗装の事典」（朝倉書店）等が挙げられる。
【００５０】
ベナードセルは、塗布液の溶剤を揮発させる時に樹脂層中で溶剤の対流を形成することにより形成されるもので、樹脂層内で対流を発生させ易い条件にして、乾燥が急速に進行する方が好ましい。具体的には、低沸点溶剤の添加や乾燥温度を上げる等の操作により、ベナードセルの形成を制御することが可能である。
【００５１】
また、樹脂層表面に凹凸の周期を作製する方法としては、樹脂層形成用塗布液の表面張力、粘度、溶剤の沸点、固形分濃度、塗布量等を制御することにより、最適な凹凸周期を形成することが可能である。
【００５２】
本発明に係る現像ローラを作製する際、樹脂層１２用の塗布液として使用可能な溶剤はベナードセルを形成可能なものであれば、特に限定されるものではないが、たとえば、以下の様なケトン系溶剤、アルコール系溶剤、エステル系溶剤等が使用可能である。
【００５３】
先ず、ケトン系溶剤としては、たとえば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。また、アルコール系溶剤としては、たとえば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
【００５４】
また、エステル系溶剤としては、たとえば、酢酸エチル、酢酸ブチル等が挙げられ、エーテル系溶剤としては、たとえば、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。さらに、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤やジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等が挙げられる。これらの有機溶剤を単独または混合して使用することが可能である。
【００５５】
また、本発明に係る現像ローラは、樹脂層１２中にカーボンブラックに代表される導電性材料を含有させることも可能である。すなわち、樹脂層１２中に導電性材料を含有させることにより樹脂層にある程度の導電性が付与され、ローラ表面に発生した残留電荷を導電性シャフトにリークさせ易くする。その結果、現像ローラ表面の絶縁性をある程度のレベルに維持できる様になり、トナーの過剰帯電が起こりにくい環境が形成される。したがって、本発明の構成と組み合わせることにより、現像ローラ表面から像担持体へのトナーの移動がより安定して行える様になる。
【００５６】
導電性材料としては、カーボンブラックの他に、アルミニウムや鉄、ステンレス等の金属製の微粉を用いることも可能である。この中でもカーボンブラックは、樹脂層１２中で分散し易い性質を有し、市場に他種類のものが提供されていることから、樹脂層１２の導電性制御を最も行い易いものである。
【００５７】
樹脂層１２は、その表面にトナー層を形成して摩擦帯電によりトナーを帯電するとともに表面でトナーを搬送するものである。また、樹脂層１２はシャフト１１との間に強固な接着力を発現させることが求められる。
【００５８】
この性能を発現させる樹脂の例として、たとえば、ポリオールとイソシアネートとを反応させて得られるポリウレタン系樹脂が挙げられる。また、前記ポリウレタン系樹脂の作製時に、ポリオールとイソシアネートに加えて鎖伸長剤を必要に応じて添加することも可能である。
【００５９】
前記ポリオールの具体例としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリカーボネートポリオール、ポリプロピレングリコール等のポリウレタン用ポリオール化合物が挙げられる。これらの中でも、高温高湿環境下での画像形成時にトナーの帯電量低下の発生を防止するポリウレタン樹脂を形成するポリカーボネートポリオールが好ましい。具体的には、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール等の脂肪族または脂環式のポリカーボネートポリオールがより好ましい。
【００６０】
また、前記イソシアネートの具体例としては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、水添ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート等が挙げられる。
【００６１】
また、上記イソシアネートやポリオール、さらにはポリアミンとを用い、分子末端にイソシアネート基を有する様に反応させて得られるウレタンプレポリマーを用いることも可能である。
【００６２】
前記鎖伸長剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン（ＩＰＤＡ）、ヒドラジン等が挙げられる。
【００６３】
ポリウレタン樹脂の代表的な製造方法としては一段法と二段法が挙げられる。一段法はポリオールとジイソシアネート化合物、及び、必要に応じて鎖伸長剤や重合停止剤を適当な溶媒中で一度に反応させることによりポリウレタン樹脂を作製する方法である。また、二段法はポリオールとジイソシアネート化合物をイソシアネート基が過剰な環境下で反応させることにより、ポリオール鎖の末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを調製し、次いで、これを適当な溶媒中で鎖伸長剤や重合停止剤を存在させた環境下で反応を行うものである。このうち、二段法は均一なポリマー溶液を得られ易いメリットを有する。
【００６４】
また、樹脂−シリカハイブリッド体と呼ばれる樹脂成分とシリカ成分とを分子結合で一体化した分子構造を有する化合物を樹脂層１２に含有させることにより、樹脂層１２とシャフト１１の間での接着性を向上させることも可能である。樹脂−シリカハイブリッド体は、ケイ素原子と酸素原子の交互結合による網目状のシリカ構造（本発明ではシリカ骨格ともいう）を有する領域と、ポリウレタン樹脂やビニル重合体樹脂からなる有機高分子の領域とから構成されるものである。
【００６５】
樹脂−シリカハイブリッド体は、エポキシ基と反応性を有する官能基を有する樹脂とエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物との反応によりアルコキシ基含有シラン変性樹脂を形成し、アルコキシ基含有シラン変性樹脂を縮合反応により硬化させてシリカ構造を形成するものである。
【００６６】
樹脂層１２の厚みは、１〜３０μｍの範囲に設定することが好ましく、５〜２０μｍが特に好ましい。樹脂層の厚みは、現像ローラより樹脂層を含む断面試料を採取し、その顕微鏡写真より測定することが可能である。また、本発明に係る現像ローラは、図１（ｂ）に示す様に、樹脂層が複数層からなる多層構造のものにすることも可能である。
【００６７】
次に、本発明に係る現像ローラの製造方法について説明する。本発明に係る現像ローラは、導電性を有するシャフトの周りに、樹脂粒子と無機酸化物粒子とを含有する樹脂からなる塗布液を塗布し、塗布後、加熱処理を行うことにより作製することが可能である。また、上記樹脂層の上にさらに塗布液を塗布し、同様の加熱処理を行って、図１（ｂ）に示す多層構造の現像ローラを作製することも可能である。本発明に係る現像ローラの作製手順についてさらに説明する。
【００６８】
先ず、導電性を有するシャフトの周りに形成する樹脂層を形成する材料を有機溶剤に混合、溶解させて樹脂層形成用塗布液を作製する。すなわち、粒子を含有する塗布液を調製する。なお、必要に応じて、樹脂層形成用塗布液中にはカーボンブラック等の材料を含有させることも可能である。
【００６９】
塗布液を作製する際には、塗布液中の成分が均一になることが好ましく、たとえば、カーボンブラック等を樹脂とともに添加して塗布液を調製する場合には、カーボンブラック等が均一分散する様に調製することが好ましい。塗布液を調製する手段としては、たとえば、「ダイノーミルＴＩＬＡＢ（シンマルエンタープライセス社製）」に代表されるサンドグラインダ型の分散装置等が挙げられる。サンドグラインダ型の分散装置では、たとえば、直径０．５ｍｍガラスビーズ等を使用して分散処理が行われる。
【００７０】
この様にカーボンブラックを均一分散させた液中に、粒子を添加して粒子が変形、破損しない様に分散処理を行って、平均粒径が５μｍ以上３０μｍ以下の粒子を含有する樹脂層形成用の塗布液を調製する。
【００７１】
次に、導電性シャフト上に前述の樹脂層形成用塗布液を塗布する。塗布方法は、樹脂層形成用塗布溶液の粘度等に応じて種々の方法を選択することが可能である。具体的な塗布方法としては、具体的にはディッピング法、スプレー法、ロールコート法または刷毛塗り法等の方法が挙げられ、本発明ではこれらの塗布方法を限定するものではない。
【００７２】
導電性シャフト上に樹脂層形成用塗布液を塗布後、乾燥及び加熱処理（温度；１２０〜２００℃、処理時間；２０〜９０分）を行って樹脂層形成用塗布液中の溶剤を除去することにより、樹脂層を形成する。
【００７３】
また、上記手順による樹脂層形成の前後に、別の樹脂層形成用塗布液を塗布することで、図１（ｂ）に示す多層構造の現像ローラを作製することも可能である。
【００７４】
次に、本発明に係る画像形成方法について説明する。本発明に係る現像ローラは、キャリアを用いずに画像形成を行う非磁性一成分系現像剤を用いる画像形成装置に好ましく使用される。
【００７５】
本発明に係る現像ローラは、静電潜像を形成する像担持体上にトナーを供給する現像装置に装填されるものである。現像装置は、本発明に係る現像ローラの他に、トナー層規制部材とトナー補給補助部材とを有し、これらの部材がそれぞれ当接する様に配置されている。現像装置ではトナー層規制部材とトナー補給補助部材により現像ローラ上にトナーの薄層を形成し、これを像担持体上に供給して像担持体上に形成された潜像を可視画像化する。
【００７６】
トナー層規制部材は、現像ローラ上にトナーを均一な薄層状態にして供給するとともに、供給したトナーを摩擦帯電する。トナー層規制部材は、ウレタンゴムや金属板等の様に、ある程度の弾性を有する部材が用いられ、現像ローラに当接することにより現像ローラ上にトナーの薄層を形成する。現像ローラ上に形成されたトナーの薄層は、トナー粒子が最大で１０個分、好ましくは５個分以下の厚さを有するものである。
【００７７】
トナー層規制部材の現像ローラへの押圧力は、１００ｍＮ／ｃｍ〜５Ｎ／ｃｍが好ましく、２００ｍＮ／ｃｍ〜４Ｎ／ｃｍが特に好ましい。押圧力を上記範囲内にすることで、搬送ムラを起こさずにトナー搬送が行え、白スジ等の画像不良の発生が回避される。また、押圧力を上記範囲とすることで、トナーを変形、破砕させる様な負荷を与えずに現像ローラに供給する。現像ローラへの押圧力は、トナー層規制部材を構成する材質や、画像形成時における部材の長さや厚さを調整することにより、上記範囲内にある所望の大きさに設定することが可能である。
【００７８】
トナー補給補助部材は、現像ローラにトナーを安定に供給するためのものである。トナー補給補助部材には、例えば、撹拌羽根をつけた水車状のローラやスポンジ状のローラが使用されている。トナー補給補助部材の大きさ（直径）は、現像ローラの直径の０．２〜１．５倍が好ましく、この範囲のときに、現像ローラにトナーが過不足なく供給されて、画像不良のない良好な画像形成を可能にする。
【００７９】
また、本発明に係る画像形成方法に使用される像担持体としては、無機感光体、アモルファスシリコン感光体、有機感光体等が挙げられ、この中でも、有機感光体が特に好ましく、さらに、電荷輸送層と電荷発生層とを積層構造としたものが好ましい。
【００８０】
以下、本発明に係る画像形成方法に使用可能な現像器（現像装置）について具体的に説明する。
【００８１】
図３は本発明に係る現像ローラが搭載可能な現像装置２０の断面図である。
【００８２】
図３に示す現像装置２０は、非磁性１成分系トナー（非磁性１成分現像剤）を用いて現像を行うことが可能である。現像装置２０は、本発明に係る現像ローラ１０と、現像ローラ１０の左側に設けられたバッファ室２２と、バッファ室２２に隣接するホッパ２３とを有する。現像ローラ１０は、図示しないモータにより図中反時計回り方向に回転駆動され、図示しない画像形成装置に組み込まれた状態にある像担持体と接触または近接する。
【００８３】
バッファ室２２にはトナー規制部材であるブレード２４が現像ローラ１０に圧接させた状態で配置されている。ブレード２４は、現像ローラ１０上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ１０の回転方向に対してブレード２４の下流側に、現像ローラ１０上のトナー帯電量や付着量の規制を補助するための補助ブレード２５をさらに設けることも可能である。
【００８４】
現像ローラ１０には供給ローラ２６が押圧されている。供給ローラ２６は、図示しないモータにより現像ローラ１０と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ２６は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。
【００８５】
ホッパ２３には一成分現像剤であるトナーＴが収容されている。また、ホッパ２３にはトナーＴを攪拌する回転体２７が設けられている。回転体２７には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体２７の矢印方向への回転によりトナーＴを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーＴは、ホッパ２３とバッファ室２２を隔てる隔壁に設けられた通路２８を介してバッファ室２２に供給される。なお、搬送羽根の形状は、回転体２７の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーＴを搬送しながら撓むとともに、通路２８の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーＴを通路２８に供給している。
【００８６】
また、通路２８には通路２８を閉鎖する弁２８１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路２８右側面上側に固定され、トナーＴがホッパ２３から通路２８に供給されると、トナーＴからの押圧力により右側に押されて通路２８を開けるようになっている。その結果、バッファ室２２内にトナーＴが供給される。
【００８７】
また、弁２８１の他端には規制部材２８２が取り付けられている。規制部材２８２と供給ローラ２６は、弁２８１が通路２８を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材２８２は、バッファ室２２の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ１０から供給ローラ２６に回収されたトナーＴがバッファ室２２の底部に多量に落下しないように調整される。
【００８８】
現像装置２０では、画像形成時に現像ローラ１０が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ２６の回転によりバッファ室２２のトナーが現像ローラ１０上に供給される。現像ローラ１０上に供給されたトナーＴは、ブレード２４、補助ブレード２５により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ１０の回転に伴ってバッファ室２２に戻り、供給ローラ２６により現像ローラ１０から掻き取られ回収される。
【００８９】
また、現像装置２０に設けられる現像バイアス電源装置２９は、現像バイアス電圧Ｖｂの設定値（例えば５００Ｖ程度）を出力する直流電圧電源と交番電界（例えばＶｐｐが２．０ｋＶ，周波数２ｋＨｚ）を形成する交流電源装置より構成される。なお、「Ｖｐｐ」とは、交番電圧波形の振幅の山と谷の差であるピーク・トゥー・ピーク電圧を示す。
【００９０】
画像形成時、静電潜像担持体１１が、帯電装置（図示せず）により例えば８００Ｖ程度の電位に一様に帯電され、その後、所定部分がレーザ等の光学ヘッドにより露光されると、たとえば１００Ｖ程度の電位に減衰されて静電潜像が形成される。
【００９１】
現像領域では、現像バイアス電源装置２９から印加される現像バイアス電圧Ｖｂと交番電圧により形成される電界の作用で現像ローラ１０上で薄層を形成していたトナーが現像ローラ１０周面より飛翔してパウダクラウド化する。そして、静電潜像が形成された静電潜像担持体上に供給されて静電潜像を現像し、トナー像を形成するものである。
【００９２】
現像ローラ１０上に形成されるトナー層の厚さは、たとえば、以下の様な条件設定を行うことにより制御される。すなわち、静電潜像担持体１１の周速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ１０の周速を２００ｍｍ／ｓｅｃ、トナー規制部材２４が現像ローラ１０を押圧する押圧力を、前述の様に１００ｍＮ／ｃｍ〜５Ｎ／ｃｍ、好ましくは２００ｍＮ／ｃｍ〜４Ｎ／ｃｍに設定する。その結果、１０層（トナー粒子１０個分）以下、好ましくは、５層（トナー粒子５個分）以下のトナー層を形成することができる。
【００９３】
なお、本発明に係る現像ローラが搭載可能な現像装置の構成は、図３に示すものに限定されるものではない。
【００９４】
次に、図３に示す現像装置２０を搭載可能なフルカラー画像形成装置の一例を図４に示す。なお、図３に示す現像装置２０が搭載可能な画像形成装置は図４に示すものに限定されるものではない。図４の画像形成装置は、回転駆動される感光体ドラム１５の周囲に、感光体ドラム１５表面を所定電位に均一帯電させる帯電ブラシ１６、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するクリーナ１７が設けられている。
【００９５】
レーザ走査光学系１８は、帯電ブラシ１６により均一帯電された感光体ドラム１５上を走査露光し、感光体ドラム１５上に静電潜像を形成する。レーザ走査光学系１８は、レーザダイオード、ポリゴンミラー、ｆθ光学素子を内蔵し、その制御部にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送される。そして、上記各色の印字データに基づいて、レーザビームが順次出力され、感光体ドラム１５上を走査露光して、各色毎の静電潜像を形成する。
【００９６】
本発明に係る現像装置２０を収納した現像装置ユニット３０は、静電潜像が形成された感光体ドラム１５に各色トナーを供給して現像を行う。現像装置ユニット３０には、支軸３３の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーをそれぞれ収納した４つの現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋが装着され、支軸３３を中心に回転して、各現像装置２０が感光体ドラム１５と対向する位置に導かれる。
【００９７】
現像装置ユニット３０は、レーザ走査光学系１８により感光体ドラム１５上に各色の静電潜像が形成される毎に、支軸３３を中心に回転し、対応する色のトナーを収容した現像装置２０を感光体ドラム１５に対向する位置に導く。そして、各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋより感光体ドラム１５上に、帯電された各色トナーを順次供給して現像を行う。
【００９８】
図４の画像形成装置は、現像装置ユニット３０より感光体ドラム１５の回転方向下流側に無端状の中間転写ベルト４０が設けられ、感光体ドラム１５と同期して回転駆動する。中間転写ベルト４０は、１次転写ローラ４１により押圧された部位で感光体ドラム１５と接触し、感光体ドラム１５上に形成されたトナー画像を転写する。また、中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２と対向して、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、支持ローラ４２と２次転写ローラ４３との対向する部位で、中間転写ベルト４０上のトナー画像が記録紙等の記録材Ｓ上に押圧転写される。
【００９９】
なお、現像装置ユニット３０と中間転写ベルト４０との間には、中間転写ベルト４０上の残留トナーを除去するクリーナ５０が中間転写ベルト４０に対して接離可能に設けられている。
【０１００】
記録材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容する給紙トレイ６１と、給紙トレイ６１に収容した記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２、給紙した記録材Ｓを２次転写部位に送るタイミングローラ６３より構成される。
【０１０１】
トナー画像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に搬送され、定着装置７０で転写されたトナー画像が記録材Ｓ上に定着される。定着後、記録材Ｓは垂直搬送路８０を搬送され、装置本体１００の上面に排出される。
【実施例】
【０１０２】
以下、実施例を挙げて本発明の実施態様を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
１．現像ローラの作製
以下に示す塗布液を用いてシャフト表面に少なくとも１層の樹脂層を有する現像ローラを作製した。
（１）「現像ローラ１」の作製
以下に示す樹脂層形成用材料を、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）４００質量部中に混合分散させることにより、「樹脂層用塗布液１」を作製した。
【０１０３】
ウレタン樹脂「ニッポラン５１２０（日本ポリウレタン社製）」
１００質量部
ファーネスブラック                                          ３０質量部
架橋アクリル樹脂粒子（平均１次粒径１５μｍ）                ２０質量部
次に、直径１６ｍｍのＳＵＳ３０３製シャフトの周面に、前記「樹脂層用塗布液１」を、乾燥時の厚さが１０μｍになる様に塗布し、１５０℃の加熱処理を１時間行って、図１（ａ）に示す構造の「現像ローラ１」を作製した。
（２）「現像ローラ２」の作製
「現像ローラ１」の作製において、「樹脂層用塗布液１」の作製に用いた平均１次粒径１５μｍの架橋アクリル樹脂粒子に代えて、以下の樹脂粒子を用いた他は同様の手順により、「樹脂層用塗布液２」を作製した。
【０１０４】
ウレタン樹脂粒子「パーノックＣＦＢ１００（平均１次粒径３０μｍ）（大日本インキ化学工業社製）」                                                ４０質量部
また、乾燥温度を１３０℃に変更した他は同様の手順により、図１（ａ）に示す構造の「現像ローラ２」を作製した。
（３）「現像ローラ３」の作製
「現像ローラ１」の作製において、「樹脂層用塗布液１」の作製に用いた平均１次粒径１５μｍの架橋アクリル樹脂粒子に代えて、以下の樹脂粒子を用いた他は同様の手順により、「樹脂層用塗布液３」を作製した。
【０１０５】
架橋アクリル樹脂（平均１次粒径５μｍ）                      １０質量部
また、乾燥温度を１７０℃に変更した他は同様の手順により、図１（ａ）に示す構造の「現像ローラ３」を作製した。
（４）「現像ローラ４」の作製
「現像ローラ２」の樹脂層上に、さらに、ウレタン樹脂「ニッポラン５１２０（日本ポリウレタン社製）」１００質量部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）４００質量部に溶解させた「樹脂層用塗布液１」を乾燥時の厚さが３μｍになる様に塗布した。そして、１３０℃の乾燥処理を４５分間行って、図１（ｂ）に示す構造の「現像ローラ４」を作製した。
（５）「現像ローラ５」の作製
「現像ローラ２」の作製において、「樹脂層用塗布液」の作製に使用する溶剤をメチルエチルケトン３００質量部とシクロヘキサノン１００質量部に変更した他は同様の手順により、「現像ローラ５」を作製した。
（６）「現像ローラ６」の作製
「現像ローラ１」の作製において、「樹脂層用塗布液」の作製に使用する溶剤をメチルエチルケトン２５０質量部とシクロヘキサノン１５０質量部に変更し、乾燥温度を１３０℃に変更した他は同様の手順により、「現像ローラ６」を作製した。
（７）「現像ローラ７」及び「現像ローラ８」の作製
「現像ローラ２」の作製において、「樹脂層用塗布液」の作製に使用する粒子を平均１次粒径３５μｍの架橋ウレタン樹脂粒子に代えた他は同様の手順により、図１（ａ）に示す構造の「現像ローラ７」を作製した。また、粒子を平均１次粒径３μｍの架橋アクリル樹脂粒子に変更した他は同様の手順により、図１（ａ）に示す「現像ローラ８」を作製した。
【０１０６】
作製した「現像ローラ１〜８」の物性を表１に示す。
【０１０７】
【表１】
2008241996.tif 000003
【０１０８】
２．トナーの作製
（１）「樹脂粒子分散液１」の作製
撹拌装置を取り付けたフラスコに下記化合物を投入、溶解させて混合液を作製し、さらに８０℃に加温した。
【０１０９】
ペンタエリスリトールテトラステアリン酸エステル          ７２．０質量部
スチレン                                              １１５．１質量部
ｎ−ブチルアクリレート                                  ４２．０質量部
メタクリル酸                                            １０．９質量部
一方、撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けたセパラブルフラスコに、アニオン系界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム：ＳＤＳ）７．０８質量部をイオン交換水２７６０質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、窒素気流下で撹拌速度２３０ｒｐｍで撹拌しながら８０℃に昇温させた。次いで、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス（エム・テクニック（株）製）」により、前記界面活性剤溶液（８０℃）中に前記混合液（８０℃）を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒子（油滴）が分散された乳化液を調製した。
【０１１０】
この分散液に、重合開始剤（過硫酸カリウム：ＫＰＳ）０．８４質量部をイオン交換水２００質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を８０℃にて３時間にわたり加熱・撹拌して重合反応を行った。得られた反応溶液に、重合開始剤（ＫＰＳ）７．７３質量部をイオン交換水２４０質量部に溶解させた溶液を添加し、１５分後に温度を８０℃とした後、下記化合物よりなる混合液を１００分間かけて滴下した。
【０１１１】
スチレン                                              ３８３．６質量部
ｎ−ブチルアクリレート                                １４０．０質量部
メタクリル酸                                            ３６．４質量部
ｎ−オクチルメルカプタン                                    １２質量部
この系を８０℃で６０分間にわたり加熱・撹拌させた後、４０℃まで冷却することにより、ワックスを含有する樹脂粒子分散液（以下、「ラテックス（１）」という。）を作製した。
（２）「着色剤分散液Ｋ」の作製
一方、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム９．２質量部をイオン交換水１６０質量部に撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、着色剤としてカーボンブラック「モーガルＬ」（キャボット社製）２０質量部を徐々に添加し、次いで、機械式分散機「クレアミックス」（エム・テクニック（株）製）を用いて分散処理することにより、「着色剤分散液Ｋ」を調製した。「着色剤分散液Ｋ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００」（大塚電子社製）で測定したところ、重量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（３）「着色粒子Ｋ」の作製
温度センサ、冷却管、撹拌装置（撹拌翼を２枚有し、交差角が２０°）、形状モニタリング装置を取り付けた反応容器に、
「ラテックス（１）」                      １２５０質量部（固形分換算）
イオン交換水                                            ２０００質量部
「着色剤分散液Ｋ」                                                全量
を投入し、内温を２５℃に調整後、この分散液混合溶液に５ｍｏｌ／リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨを１０．０に調整した。
【０１１２】
次いで、塩化マグネシウム・６水和物５２．６質量部をイオン交換水７２質量部に溶解した水溶液を、撹拌下２５℃にて１０分間かけて添加した。その後、直ちに昇温を開始し、この系を５分間かけて９５℃まで昇温（昇温速度１４℃／分）させた。
【０１１３】
この状態で「マルチサイザー３（ベックマン・コールター社製）」にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準メディアン径（Ｄ５０）が６．５μｍになった時点で、塩化ナトリウム１１５質量部をイオン交換水７００質量部に溶解させた水溶液を添加して粒子成長を停止させた。さらに、液温度９０℃にて８時間にわたり加熱撹拌（撹拌回転数１２０ｒｐｍ）を行って融着を継続させて熟成処理した後、この系を１０℃／分の条件で３０℃まで冷却し、塩酸を添加してｐＨを３．０に調整し、撹拌を停止した。
【０１１４】
生成した粒子を濾過し、イオン交換水で繰り返し洗浄して遠心分離装置によって液中分級処理し、その後、フラッシュジェットドライヤを用いて乾燥処理して含水率１．０質量％の「着色粒子１Ｋ」を生成した。
（４）「トナーＫ」の作製
上記「着色粒子Ｋ」に、数平均一次粒子径が１２ｎｍ、疎水化度が６５の疎水性シリカを０．８質量部、数平均一次粒子径が３０ｎｍ、疎水化度が５５の疎水性チタニアを０．５質量部添加し、ヘンシェルミキサーにて混合して、「トナー１Ｋ」を作製した。
【０１１５】
この様に作製した「トナーＫ」と前述の各現像ローラ１〜６を搭載した現像装置を準備し、以下の評価実験を行った。
３．評価実験
市販のカラーレーザプリンタ「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ  ５４４０ＤＬ（コニカミノルタビジネステクノロジー（株）製）」に、上記「現像ローラ１〜６」と「トナーＫ」を用いた現像装置を搭載して以下の評価を行った。表２に示す様に、「現像ローラ１〜４」を用いた現像装置を搭載したものを「実施例１〜４」、「現像ローラ５と６」を用いた現像装置を搭載したものをそれぞれ「比較例１、２」とした。
【０１１６】
評価は、常温低湿環境（２０℃、１０％ＲＨ）下で、Ａ４サイズのモノクロプリントを連続で３０００枚出力した。初期と３０００枚プリント後に画素率が１０％のオリジナル画像（細線画像、人物顔写真、ベタ白画像、ベタ黒画像がそれぞれ１／４等分にあるＡ４サイズのオリジナル画像）をプリントして評価用試料とし、以下の評価を行った。
【０１１７】
〈画像濃度ムラ〉
３０００枚のプリント終了後に出力した評価用画像上のハーフトーン画像部とベタ黒画像部で評価を行った。各画像部上で任意の１０点を選択し、マクベス反射濃度計（ＲＤ−９１８）を使用して反射濃度を測定し、その中から最大濃度と最小濃度を見つけ、その濃度差を画像濃度ムラとして評価した。ハーフトーン画像部における濃度差は０．０５以下、ベタ画像部における濃度差は０．１０以下となるものを合格とした。
【０１１８】
〈白抜け〉
３０００枚のプリント終了後に出力した評価用画像上のハーフトーン画像部とベタ画像部で評価を行った。長径が０．４ｍｍ以上の白抜けがＡ４用紙上に何個あるかで判定し、２０個未満を合格とし、特に、白抜けの数が３個以下のものは優れているものと評価した。なお、白抜けの長径はビデオプリンタ付き顕微鏡で測定したものである。
【０１１９】
〈トナーこぼれ〉
３０００枚プリント終了後、現像装置周辺を目視観察して、現像装置周辺におけるトナーこぼれ状態を目視観察して以下の様に評価を行った。なお、トナーこぼれは○と◎を合格とした。
【０１２０】
◎：トナーこぼれが、観察されず良好
○：トナーこぼれが、若干観察されるが実用上問題ないレベル
×：トナーこぼれが、ひどく機内汚れが発生し実用上問題となるレベル。
【０１２１】
〈カブリ〉
トナーこぼれに起因すると見られるカブリの評価を行った。カブリの評価は３０００枚連続プリント後に作成したプリント画像上の白地部分の反射濃度（カブリ濃度）が０．０１未満であるものを合格とした。白地部分の反射濃度測定は、反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」を用いて行った。
【０１２２】
〈フィルミング〉
３０００枚プリント終了後、現像ローラ表面のフィルミングの発生状況と、プリント画像を目視観察して評価を行った。なお、フィルミングは○と◎を合格とした。
【０１２３】
◎：フィルミングが観察されず良好
○：フィルミングが若干観察されるが、プリント画像に画像欠陥として現れず実用上問
題ないレベル
×：フィルミングが明らかに観察され、プリント画像にも画像欠陥として現れ実用上問題となるレベル。
【０１２４】
結果を表２に示す。
【０１２５】
【表２】
2008241996.tif 000004
【０１２６】
表２に示す様に、本発明に該当する現像ローラを搭載した実施例１乃至４では、画像濃度ムラや白抜け、カブリ、フィルミングに起因する画像欠陥のないトナー画像が得られることが確認された。また、実施例１乃至４では、トナーこぼれやフィルミングの発生も認められず、良好な画像形成状態が安定して維持されることが確認された。一方、比較例１と２は上記評価項目中の全ての項目が不合格となった。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明に係る現像ローラの断面構成を示す模式図である。
【図２】現像ローラ表面に設けられた格子中に含まれる粒子の個数を算出する手順を示した模式図である。
【図３】本発明に係る現像ローラが搭載可能な現像装置の断面図である。
【図４】本発明に係る現像ローラが使用可能なフルカラー画像形成装置の断面図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  現像ローラ
１１  導電性シャフト
１２  樹脂層
１３  粒子
２０  現像装置
Ｔ  トナー
【図１】
2008241996.tif 000005
【図２】
2008241996.tif 000006
【図３】
2008241996.tif 000007
【図４】
2008241996.tif 000008