(57)【要約】【課題】  低湿度或いは高湿度環境下においても、休止後濃度低下、画像濃度ムラ、スリーブゴースト及びカブリの如き問題点が発生せず、均一で濃度ムラが無く、画像濃度が高い高精細な画像を安定して得ることのできる現像剤担持体及び現像装置を提供することにある。【解決手段】  潜像担持体上に形成された潜像を、現像剤担持体表面に搬送担持された現像剤により現像し可視化するための現像装置に用いられる、基体２表面に樹脂被覆層１を有する現像剤担持体において、該樹脂被覆層は、エポキシ変性フェノール樹脂ａ及び導電剤ｂを少なくとも含有していることを特徴とする。【選択図】      図３
2005351927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体上に形成された潜像を、現像剤担持体表面に搬送担持された現像剤により現像し可視化するための現像装置に用いられる、基体表面に樹脂被覆層を少なくとも有する現像剤担持体において、
該樹脂被覆層は、エポキシ変性フェノール樹脂及び導電剤を少なくとも含有していることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項２】
該エポキシ変性フェノール樹脂が、脂肪族系エポキシ化合物で変性されていることを特徴とする請求項１に記載の現像剤担持体。
【請求項３】
現像剤を収容するための現像容器、該現像容器に収容されている該現像剤を担持し、現像領域に搬送するための現像剤担持体、及び該現像剤担持体上に担持される現像剤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有する現像装置であって、
該現像剤担持体は、基体表面に樹脂被覆層を少なくとも有する現像剤担持体であって、
該樹脂被覆層は、エポキシ変性フェノール樹脂及び導電剤を少なくとも含有していることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
該現像剤担持体が、請求項２に記載の現像剤担持体であることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録法或いはトナージェット記録法等を利用した記録方法において、静電潜像担持体上に形成された潜像を現像して顕像化するための現像装置に用いられる現像剤担持体、及び該現像剤担持体が用いられている現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真法としては、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により静電潜像担持体（感光体）上に静電潜像を形成し、次いで該静電潜像を現像剤（トナー）を用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力或いは溶剤蒸気等により定着し、複写物を得るものである。
【０００３】
近年、電子写真法を用いた機器は、従来の複写機以外にプリンターやファクシミリ等多数になってきている。現像方式にはキヤリア粒子を用いる二成分現像方式とキヤリア粒子を用いない一成分現像方式に大別される。一成分現像方式には、磁性粒子をトナーに内包させて磁力の作用により現像剤の担持搬送を行う一成分磁性現像方式と、磁性粒子を用いずに現像剤の摩擦電荷の作用などで現像剤を現像剤担持体へ担持させる非磁性一成分現像方法がある。一成分磁性現像方式においては、カーボンブラックなどの着色剤は用いず、磁性粒子を着色剤として兼用させることもできる。
【０００４】
二成分現像方式は、ガラスビーズや鉄粉等のキヤリア粒子が必要な為、或いは現像剤中のトナー濃度を一定に保つ必要がある為、トナー濃度を検知して必要量のトナーを補給する装置が必要となり、現像装置が大きくて重く、且つ複雑な構成となる。また二成分現像方式ではトナー成分のキヤリアへの付着（スペント）が起こりやすいため、キヤリアの交換頻度が高くなる。この点一成分現像方式では、このようなキヤリアや上述の複雑な構成は不必要となり、現像装置自体の小型化・軽量化が可能であり、さらにはキヤリアの交換が必要ないため長期にわたりメンテナンスの必要がなくなる。その一方で、磁性一成分現像方法は、暗黒色の磁性粒子をトナーに使用するためカラー化が困難であり、二成分現像方式は濃度検知装置などにより細かい現像状態の調整が可能であるため、カラー現像用に好ましく用いられる。近年では、電子写真装置の軽量・小型化等を目的として複写装置部分を小さくする必要性が求められており、そのため一成分現像方式を用いた現像装置が使用されることが多くなってきている。
【０００５】
しかし、いずれの現像方式を用いる場合でもトナー帯電量の調整に関しては未だ完全に達成されたとは言い難く、トナーによる工夫等が種々行われているものの、トナー帯電の不均一性や帯電の耐久安定性に関わる問題は、完全には解決されていない。
【０００６】
特に、長時間コピー或いはプリント等の画像出力を行った後、出力停止状態で長時間放置すると次の画像出力において画像濃度が薄くなるという、所謂休止後濃度低下現象が特に高湿度環境下にて発生することがある。これは、トナーの劣化に伴う流動性の低下やトナーの現像剤担持体（現像スリーブ）表面の汚染或いは融着に伴うトナー帯電量の低下等も要因と考えられるが、高湿度環境下にて顕著に発生することから、トナー及び現像剤担持体（現像スリーブ）表面へ空気中の水分が吸着することによって、トナーに対する摩擦帯電付与能が低下することも原因の中で大きなウエートを占めていると考えられる。
【０００７】
また、現像剤担持体（現像スリーブ）が繰り返し回転を行なっていくうちに、現像スリーブ上にコーティングされたトナーの帯電量が現像スリーブとの接触により高くなりすぎ、トナーが現像スリーブ表面との鏡映力により引き合って現像スリーブ表面上で不動状態となり、現像スリーブから潜像担持体（感光ドラム）上の潜像に移動しなくなるという、所謂チャージアップ現象が特に低湿環境下にて発生しやすくなる。この様なチャージアップ現象が発生すると、上層のトナーは帯電しにくくなり、トナーの現像量が低下するため、ライン画像の細りやベタ画像の画像濃度薄の如き問題点を生じる。更に、チャージアップにより適正に帯電されないトナーが規制不良となって現像スリーブ上に流出し、斑点状、波上のムラとなる、所謂ブロッチ現象が発生する場合もある。
【０００８】
最近では、プリンター装置はＬＥＤ（発光ダイオード）プリンターやＬＢＰ（レーザービームプリンター）が市場の主流になっており、技術の方向としてより高解像度即ち、従来３００ｄｐｉ、４００ｄｐｉであったものが６００ｄｐｉ、８００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉとなってきている。従って現像方式もこれに伴って、更なる高精細化が要求されてきている。また、複写機もデジタル化が主流となってきており、ファクシミリやプリンターとしても同時に使える所謂マルチファンクション化を目指した設計が主となりつつある。このため、複写機とプリンターの違いは徐々になくなってきており、ここでも高解像・高精細の現像方式が要求されている。この問題に対応するため、トナーとしては粒度の小径化が提案されており、高解像度が要求されるにつれトナーの粒径は、５μｍ〜９μｍ程度の中心粒径を有するものが主流となっている。
【０００９】
また、エコロジーの観点から、及び装置の更なる軽量・小型化等を目的として、廃トナーを軽減させるために、トナーの転写効率の向上が図られている。例えば、トナーの体積抵抗を低減させ、感光ドラム上に転写効率向上剤の薄膜層を形成することにより転写効率を向上させたり、或いはトナー自身を機械的衝撃力により球形化処理し、転写効率を向上させる方法等が知られている。また、ファーストコピー時間の短縮化や省電力化の目的で、定着器の設定温度を下げる傾向にある。このような状況下でも十分な定着性を得るため、トナー中にワックス等の離型性成分を多量に添加すること等で対応してきている。
【００１０】
上記のようなトナー構成にした場合、特に高温高湿下におけるトナーは、外部からの物理的な力や流動化しやすい材料を用いているため変質しやすくなるため、帯電能が低下しやすくなったり、トナーによるスリーブ汚染やスリーブ融着が起こりやすくなり、低温低湿下におけるトナーは、単位質量当たりの電荷量が増えるため更に現像スリーブ上へ静電的に付着しやすくなる。
【００１１】
更には、トナー粒子に対して、該トナーと同極性の帯電系列を有する外添剤を外添した現像剤では、現像スリーブ上に複写パターンの履歴である、所謂「スリーブゴースト」が生じ、これがプリント画像上にも現れることがある。このスリーブゴーストは、前記外添剤の帯電能が高いもの程発生し易い傾向が見られる。例えば、負帯電性トナーに負帯電性の微粒子を外添して得られた現像剤の場合に生じるスリーブゴーストは、図１に示すように、ポジゴーストになる。即ち、非印字部（白地）が続いていたために、コピー又はプリントが行なわれても薄い現像しか行なわれない（Ｘ）部分と、コピーが継続されていたために濃い現像が行なわれる（Ｙ）部分とで濃度ムラが生じる。
【００１２】
このスリーブゴースト形成のメカニズムについて考えてみる。現像工程において、現像剤担持体（現像スリーブ）上で現像剤（トナー）が消費された箇所に、新たに帯電付与を受けたトナーが供給されて次の現像が行なわれる。この時、消費されずに現像スリーブ上に残っているトナーと、新たに供給されたトナーとでは帯電量が異なる。帯電量が高いトナーほど潜像担持体上の静電潜像への飛翔能力は高くなるが、同時にトナーと現像スリーブとの間に働く鏡映力により、静電的に強く拘束される傾向も見られる。このように、現像能力は上記の飛翔能力と鏡映力のバランスによって決定する。
【００１３】
また、このスリーブゴーストは、現像スリーブ上に存在するトナー中の微粉及び該トナーに外添されている外添剤によって形成される層に深く関わっている。つまり、現像スリーブ上のトナー層の最下層を形成するトナーの粒度分布に、トナー消費部とトナー未消費部とで明らかな差が生じ、未消費部のトナー最下層に、トナー中の微粉及び該トナーに外添されている外添剤によって形成される微粉層が形成されているためである。該微粉層を形成する粒子は単位体積当たりの表面積が大きいために、粒径の大きなトナーに比べると単位質量当たりに有する摩擦帯電電荷量が大きくなり、自らの鏡映力により現像スリーブに静電的に強く拘束される。このため微粉層が形成された部分の上にあるトナーは、現像スリーブ表面と十分に摩擦帯電しないために現像能力が低下し、画像上にスリーブゴーストとして現れてしまう。
【００１４】
一般的に、トナーが消費された箇所に、新たに帯電付与を受けて供給されたトナーが、消費されずに現像スリーブ上に残っているトナーよりも現像能力が高い場合、先述したポジゴーストが発生し、これと逆に上述した新たに供給されたトナーが、他の部分のトナーと比較して現像能力が低い場合は、図１と反対に、非印字部（白地）が続いておりトナーの入れ替わりがなかった部分と比べ、コピー又はプリントが継続されていたためにトナーの入れ替わりが行なわれた部分の方が低濃度になるという、ネガゴーストが発生する。
以上のスリーブゴーストは、トナー中の微粉及び該トナーに外添されている外添剤からなる微粉層の形成と共に、トナーの帯電が現像スリーブとの摩擦帯電に大きく依存しているために生じる現象である。従ってスリーブゴーストを解決するには、現像スリーブ表面近傍のチャージアップした微粉トナーの現像スリーブとの間に働く鏡映力を、何らかの方法で除去或いは軽減することが必要である。
【００１５】
上記スリーブゴースト現象以外には、現像により得られる画像上に縦縞状に濃度の低い部分が発生するという問題が発生することもある。即ち、これは文字画像においては文字が細くなり、ハーフトーン画像やベタ黒画像では、図２に示したように濃度が低くなる現象である。
【００１６】
この現象は「フェーディング現象」と言われている。我々は、このフェーディング現象が生じたときの現像スリーブを観察してみたが、スリーブ上には一様な厚みのトナー層は形成されていた。しかし、スリーブ上のトナーの摩擦帯電電荷量を測定してみると、画像中の低濃度の縦縞に対応する領域のトナーの電荷量が正常な値と比べて低い値であることが判明した。
【００１７】
上記の如く部分的にトナーの帯電量が低下する理由については次のように考えられる。コピー画像又は画像出力パターンは、画像面内では必ずしも一様ではなく、トナーの消費が多い部分と少ない部分が発生する。このうち、トナー消費が少ない部分はトナーの入れ替わりが比較的少なくなるため、対応する部分の現像スリーブ近傍のトナーの循環が疎外され、スリーブ近傍にトナーがパッキングされることになる。そして、この状態でトナーがスリーブ表面と摺擦されることで、トナー粒子が劣化し、正規に帯電付与を受けることができなくなる。その結果、この状態でコピー又はプリントを続けていくと、トナー劣化が促進され、この部分で濃度低下が起きることになる。
【００１８】
いずれにせよ、低帯電トナーもスリーブとの摩擦力によって、現像剤層厚規制部を、正常帯電トナー層と同等の厚みを持つ層として通り抜ける。従ってトナー層の厚みはスリーブ上で均一である。
【００１９】
上記フェ−ディング現象は、トナー粒径が小さいほど起こり易い。これは、微粒子トナーの凝集性が高いことに起因する。即ち、微粒子トナーは、粒径が小さく通常粒径トナーに比べ表面積が大きく過剰にトリボ付与を受けるため、静電凝集によってトナーの流動性が低下するからである。更に、トナー表面近傍に付着している外添剤による影響も大きく、トナーの流動性を阻害するような粒子或いはトナーの帯電量を著しく変化させるような粒子を添加する場合は注意を要する。
【００２０】
また、上記フェ−ディング現象は、トナーの静電凝集による流動性低下が促進される低湿度環境のみならず、常温常湿度環境下、或いはトナーの帯電能が低下する高温高湿度環境下においても顕著に発生する。
【００２１】
従来上記方式の現像に用いられる現像剤担持体（現像スリーブ）としては、例えば金属、その合金またはその化合物を円筒状に成型し、その表面を電解、ブラスト、ヤスリ等で所定の表面粗度になるように処理したものが従来から用いられてきた。しかしこの場合、規制部材によって現像剤担持体表面に形成される現像剤層中の現像剤担持体表面近傍に存在する現像剤は非常に高い電荷を有することとなり、現像剤担持体表面で鏡映力によって強く引きつけられてしまい、これによりトナーと現像剤担持体との摩擦機会が持てなくなるため、現像剤は好適な電荷が保持できなくなる。このような状況下では、十分な現像および転写は行われず、得られた画像は濃度ムラや文字飛び散りの多いものになってしまう。
【００２２】
このような過剰な電荷を有する現像剤の発生や、現像剤の強固な付着を防止するため、樹脂中にカーボン或いは結晶性グラファイトの如き導電性物質やグラファイトの如き固体潤滑剤を分散させた樹脂被覆層を上記現像剤担持体上に形成する方法が、特許文献１等に提案されている。
【００２３】
この方法を用いることにより、上述した弊害は大幅に軽減されることが認められる。しかしながら、この方法では、上記粉末を多量に添加した場合には、チャージアップやスリーブゴーストに対しては良好となるが、樹脂被覆層が脆くなるために樹脂被覆層の削れが発生しやすくなり、多数枚コピー或いはプリントを行なった場合、表面粗さが不均一となり、その結果トナーへの帯電付与が不均一となりやすくなる。また添加量が少量の場合には、固体潤滑剤及び結晶性グラファイトの如き導電性微粉末の効果が薄く、チャージアップ、スリーブゴースト及びフェーディングの抑制に対して不十分であるという問題が残る。
【００２４】
また、特許文献２においては、樹脂中に固体潤滑剤及び導電性微粉末、更に球状粒子を分散させた導電性樹脂被覆層を金属基体上に設けた現像剤担持体が提案されている。該現像剤担持体では、樹脂被覆層の耐摩耗性が向上するとともに、樹脂被覆層表面の形状が均一化し、更に表面粗さの変化も少ないことから、現像剤担持体上のトナーコーティングが安定化し、画像濃度、ベタ画像等のスジ・ムラ等の画質がより良化する。しかしながら、この現像剤担持体においても、低湿度若しくは高湿度環境下で、或いは更なる長期における耐久においては、トナーの帯電が不安定となり、スリーブゴーストやフェーディング等画像不良をもたらすことがある。また、この現像剤担持体においても、樹脂被覆層表面への固体潤滑剤及び導電性微粉末の露出の割合は不十分であり、また上記球状粒子の摩耗及び脱落を起因として、トナーによるスリーブ汚染及びスリーブ融着が発生する可能性があり、画像不良の原因となりやすい。
【００２５】
特許文献３においては、導電性樹脂被覆層中に分散された球状粒子が導電性の球状粒子であり、更に樹脂被覆層の耐摩耗性が向上されることで、樹脂被覆層表面の形状を更に安定させるとともに、トナー帯電能を更に向上させ、且つ樹脂被覆層が多少摩耗した際にもトナーによるスリーブ汚染及びスリーブ融着が抑制されうる表面層を有する現像剤担持体が提案されている。しかしながら、この現像剤担持体においても、樹脂被覆層表面への固体潤滑剤及び導電性微粉末の露出の割合は不十分であり、更なる長期における耐久においては、導電性樹脂被覆層の摩耗量と導電性球状粒子の摩耗量との違いにより、耐久初期と耐久後期の樹脂被覆層の表面粗さの変化が大きくなる可能性があり、耐久初期と耐久後期においてのトナーコート量が変化し、画像劣化の原因となる可能性がある。また、前述のような小粒径のトナーを用いる場合は、樹脂被覆層の表面粗さの変化がトナーコート量に与える影響は、より顕著となり易く、その結果画像劣化の原因となり易い。
【００２６】
また、新たな添加剤を樹脂被覆層中に含有させることも報告されている。例えば特許文献４では、樹脂中にカーボンや結晶性グラファイトの如き導電性微粉末に加えて、イオン導電剤を分散させた導電性樹脂被覆層を金属基体上に設けた現像ローラが提案されている。この方法では、イオン導電剤の添加によりトナーのチャージアップ等には効果が見られるが、イオン導電剤は環境（湿度）による依存性が高く、そのため樹脂被覆層の抵抗値が大きく振れることになり、特に耐久中の濃度安定性やスリーブゴーストに関してはまだ不十分だと言える。さらに、イオン導電剤を樹脂被覆層中に均一に分散させる技術も必要とされる。
【００２７】
一方、樹脂被覆層を構成する樹脂からのアプローチもされている。例えば、特許文献５では、導電性弾性層の表面に、該導電性弾性層とは異なる樹脂成分を被覆することにより、現像スリーブ表面を低摩擦化する方法が提示されている。しかし、この方法によると、トナーに対する摩擦帯電付与能が低下しやすくなり、その結果トナーの帯電量が低くなり、画像面で濃度低下やカブリ悪化等の弊害が発生しやすくなる。
【００２８】
また、特許文献６においては、現像スリーブ表面にメラミン変性フェノール樹脂と結晶性グラファイトを含有した被膜を形成したものが提示されている。特許文献７では、現像スリーブ表面にメラミン樹脂及び／又は尿素樹脂にグラファイト及び／又はカーボンブラックを含有した被膜を形成したものが、更に特許文献８では、分子量５００以下の成分が３．５％以下であるアクリル樹脂にメラミン樹脂又はグアナミン樹脂を添加した樹脂層中に、二硫化モリブデンを分散させた現像スリーブが開示されている。従来よりメラミン樹脂やグアナミン樹脂は、熱硬化性樹脂の架橋剤として使用されてきており、樹脂被覆層の強度アップに有効であり、更にアミノ基を含有していることから、特にネガ帯電性トナーへの帯電付与にも効果的に働くことが期待される。しかし、帯電性を安定化させることは困難であり、特に環境依存性が顕著に見られ、低湿度環境下でのトナーのチャージアップや高湿度環境下での帯電量低下等の弊害を招きやすい。更に強度の面でも、例えば現像スリーブ上のトナー層厚を規制する部材として、弾性ブレードのような現像スリーブに対して大きな負荷を与えるような系を採用した現像装置においては、高耐久／長寿命といった点では未だ不十分である。
【００２９】
更に、特許文献９ではフェノール樹脂とポリビニルブチラール樹脂をブレンドさせた樹脂からなる被膜層を有する現像剤担持体が開示され、特許文献１０では、一成分現像方式に用いられる現像ロールにおいて、被膜形成性樹脂材料として、平均重合度が１０００以下のポリビニルブチラールとレゾール樹脂とメラミン樹脂との３成分からなる樹脂組成物を用いることが開示されているが、ポリビニルブチラール樹脂はフェノール樹脂との相溶性、硬化後の成膜性には良好であるものの、やはりトナーへの帯電付与能に対して環境依存性を有し、高湿度環境下での休止後濃度低下現象等の弊害をもたらすため、現像性を安定化させる点から十分だとは言い難い。また特許文献１１には、スリーブ担体上の被膜樹脂中に電荷輸送剤を分散させた電子写真用現像スリーブが提示されているが、電荷輸送剤も湿度による環境依存性が大きく、まだ不十分であると考えられる。
【００３０】
【特許文献１】特開平０１−２７７２６５号公報
【特許文献２】特開平０３−２００９８６号公報
【特許文献３】特開平０８−２４０９８１号公報
【特許文献４】特開平０７−０１３４１５号公報
【特許文献５】特開平１０−１１５９７９号公報
【特許文献６】特開平０６−１９４９４０号公報
【特許文献７】特開平０９−１４６３６２号公報
【特許文献８】特開平０９−２３０６９０号公報
【特許文献９】特開平１０−０２０６５８号公報
【特許文献１０】特開平１０−００３２０９号公報
【特許文献１１】特開２０００−０７５６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明の目的は、低温低湿度或いは高温高湿度環境下においても、休止後濃度低下、画像濃度ムラ、スリーブゴースト及びカブリの如き問題点が発生せず、均一で濃度ムラが無く、画像濃度が高い高精細な画像を安定して得ることのできる現像剤担持体及び現像装置を提供することにある。
【００３２】
更に本発明の目的は、粒径の小さいトナーや球形のトナーを用いた場合等に見られる、現像剤担持体表面へのトナー付着を軽減させることにとり、トナーの不均一な帯電を制御すると共にトナーに十分な帯電を与えることのできる現像剤担持体及び現像装置を提供することにある。
【００３３】
また本発明の目的は、長期にわたる耐久による現像剤担持体表面の樹脂被覆層の劣化が生じ難く、高耐久性を有し、終始安定した画質が得られる現像剤担持体及び現像装置を提供することにある。
【００３４】
更に本発明の他の目的は、長期間にわたる連続複写においても現像剤担持体上の現像剤に高くて均一な帯電を付与するとともに、チャージアップ現象の発生もなく安定した電荷を付与することで、耐久中の画像濃度低下や均一で濃度ムラやカブリのない高品位の画像を得ることのできる現像剤担持体及び現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
上記の目的は、以下の構成によって達成することができる。即ち、
（１）潜像担持体上に形成された潜像を、現像剤担持体表面に搬送担持された現像剤により現像し可視化するための現像装置に用いられる、基体表面に樹脂被覆層を少なくとも有する現像剤担持体において、該樹脂被覆層は、エポキシ変性フェノール樹脂及び導電剤を少なくとも含有していることを特徴とする現像剤担持体によって達成することができる。
（２）更に、該エポキシ変性フェノール樹脂が、脂肪族系エポキシ化合物で変性されていることを特徴とする現像剤担持体であることが好ましい。
（３）また上記目的は、現像剤を収容するための現像容器、該現像容器に収容されている該現像剤を担持し、現像領域に搬送するための現像剤担持体、及び該現像剤担持体上に担持される現像剤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有する現像装置であって、該現像剤担持体は、基体表面に樹脂被覆層を少なくとも有する現像剤担持体であって、該樹脂被覆層は、エポキシ変性フェノール樹脂及び導電剤を少なくとも含有していることを特徴とする現像装置によって達成される。
（４）更に、該現像剤担持体が、上記（２）に記載の現像剤担持体であることを特徴とする上記（３）に記載の現像装置であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、低温低湿度或いは高温高湿度環境下においても、休止後濃度低下、画像濃度ムラ、スリーブゴースト及びカブリの如き問題点が発生せず、均一で濃度ムラが無く、画像濃度が高い高精細な画像を安定して得ることのできる現像剤担持体及び現像装置を提供することが可能になる。
【００３７】
また本発明によって、粒径の小さいトナーや球形のトナーを用いた場合等に見られる、現像剤担持体表面へのトナー付着を軽減させることにとり、トナーの不均一な帯電を制御すると共にトナーに十分な帯電を与えることのできる現像剤担持体及び現像装置を提供することが可能になる。
【００３８】
また本発明によれば、長期にわたる耐久による現像剤担持体表面の樹脂被覆層の劣化が生じ難く、高耐久性を有し、終始安定した画質が得られる現像剤担持体及び現像装置を提供することが可能になる。
【００３９】
更に本発明によって、長期間にわたる連続複写においても現像剤担持体上の現像剤に高くて均一な帯電を付与するとともに、チャージアップ現象の発生もなく安定した電荷を常時付与することで、耐久中の画像濃度低下や均一で濃度ムラやカブリのない高品位の画像を得ることのできる現像剤担持体及び現像装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明者らは、前記の課題について鋭意検討を行った結果、現像剤担持体表面の樹脂被覆層を上記のように、特定の樹脂を含有し、更に導電剤を樹脂中に分散させた構成にすることにより、環境特性が良好で、且つトナーに対する帯電付与能及び機械的強度に優れるため、現像剤担持体の表面被覆層の粗さや均一な表面形状及び表面の材料組成が多数枚の画出しにおいても変化しずらくなる効果を見出し、その結果優れた現像性及び高耐久性が得られることがわかった。更に該樹脂成分を含有させた樹脂被覆層は、トナー汚染やトナーのチャージアップを発生させること無くトナーへ均一で高い帯電を付与する効果があることも見出した。
【００４１】
次に本発明の現像剤担持体、該現像剤担持体を用いた現像装置について、さらに詳細に説明する。
【００４２】
まず、本発明の現像剤担持体における樹脂被覆層の構成について説明する。図３〜図５は本発明に用いることのできる、樹脂被覆層１が金属製の円筒管からなる基体２上に形成されている様子を示す断面の模式図である。図３においては、エポキシ変性フェノール樹脂を有する結着樹脂ａ中に導電剤ｂが分散され、樹脂被覆層１の表面への導電性付与、トナーに対する離型性及びトナーへの帯電付与性等に寄与している。図４においては、エポキシ変性フェノール樹脂を有する結着樹脂ａ中に導電剤ｂに加えて固体潤滑剤ｃを添加することで樹脂被覆層１表面の潤滑性を高め、トナーに対する離型性を高めた構成であり、固体潤滑剤ｃに樹脂被覆層表面の凹凸性付与形成或いは導電性付与等の機能を持たせても良い。しかしながら、固体潤滑剤ｃに限らず、添加される別の固体粒子により微小な凹凸が形成される形態も含まれる。図５においては、樹脂被覆層１の表面に凹凸を形成し表面粗さを制御するため、エポキシ変性フェノール樹脂を有する結着樹脂ａ中に、更に球状粒子ｄが添加されたモデル図を示し、球状粒子の粒径及び添加量等で樹脂被覆層１の表面の凹凸を更に制御しやすいようにした構成である。このような構成は、現像剤層厚規制部材として弾性ブレードを使用した場合、即ち現像剤担持体に対して（トナーを介して）弾性的に圧接されるタイプの現像装置に用いる場合に効果的である。すなわち、球状粒子ｄの粒径が固体潤滑剤ｃ等の他の添加剤の粒径よりも大きい場合、この樹脂被覆層１の表面の球状粒子ｄにより弾性規制部材の圧接力を規制し、且つ他の添加剤は小さな凹凸を形成して、トナーと樹脂被覆層の結着樹脂及び導電剤ｂとの接触帯電機会やトナーとの離型性を調整する役割も果たす。また、導電剤ｂと固体潤滑剤ｃ等の他の添加剤の双方が樹脂被覆層１の表面の凹凸形成に寄与している場合は、球状粒子ｄに表面への凹凸付与以外に導電性や帯電付与性及び耐摩耗性等の別の機能をもたせることで、更にトナーへの摩擦帯電特性を向上させることが可能となる。
【００４３】
ここで、現像剤担持体の基体としては、円筒状部材、円柱状部材、ベルト状部材等があるが、潜像担持体に非接触の現像方法においては、金属のような剛体の円筒管もしくは中実棒が好ましく用いられる。このような基体はアルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等の非磁性の金属または合金を円筒状あるいは円柱状に成型し、研磨、研削等を施したものが好適に用いられる。これらの基体は画像の均一性を良くするために、高精度に成型あるいは加工されて用いられる。例えば長手方向の真直度は３０μｍ以下もしくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下が好ましく、現像剤担持体と潜像担持体との間隙の振れ、例えば、垂直面に対し均一なスペーサーを介して突き当て、現像剤担持体を回転させた場合の垂直面との間隙の振れも３０μｍ以下もしくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下であることが好ましい。材料コストや加工のしやすさからアルミニウムが好ましく用いられる。
【００４４】
また、弾性層を有する基体としては、芯材と、ウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴムやエラストマーを含む層構成を有する円筒部材が、特に潜像担持体に現像剤担持体を直接接触させる現像方法の場合好ましく用いられる。
【００４５】
次に、本発明の基体表面に樹脂被覆層を有する現像剤担持体において、樹脂被覆層に含有されているエポキシ変性フェノール樹脂について説明する。
【００４６】
本発明では、フェノール樹脂の環境特性及び耐摩耗性を向上させるべく鋭意検討を行なった結果、エポキシ化合物で変性したフェノール樹脂を使用することによって達成することができたので、以下に詳細に説明する。
【００４７】
本発明にて言うエポキシ変性フェノール樹脂とは、フェノール樹脂が有する水酸基をエポキシ化合物が有するエポキシ基と反応させて得られた樹脂のことであり、フェノール性水酸基をエポキシ基と反応させることにより、樹脂中の水酸基数を減らすことで、耐湿性の向上を図るばかりでなく、硬化剤としても働くエポキシ化合物を添加することによって、樹脂被覆層自体の強度を向上させることもできるため、耐摩耗性に優れた現像剤担持体を得ることができる。
【００４８】
本発明にて使用することのできるエポキシ化合物としては、エピクロルヒドリン、或いはグリシジル型エポキシ化合物としてはグリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレート等の脂肪族グリシジルエステル類、ジグリシジルエーテル等の脂肪族ジグリシジルエーテル類、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物やビスフェノールＦ型エポキシ化合物等の芳香族ジグルシジルエーテル類、リノレイン二量体酸のジグリシジルエステル等の脂肪族ジグリシジルエステル類、グリセリンのトリグリシジルエーテル等の脂肪族トリグリシジルエーテル類、トリヒドロキシフェニルプロパンのトリグリシジルエーテル等の芳香族トリグリシジルエーテル類、ｐ−アミノフェノールのグリシジルエーテル等の芳香族トリグリシジルエーテル類、４，４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ペンタノイック酸のジグリシジルエーテル等の芳香族トリグリシジルエーテル類、ポリアリルグリシジルエーテル等の脂肪族ポリグリシジルエーテル類、テトラフェニレンエタンのテトラグリシジルエーテル等の芳香族ポリグリシジルエーテル類、環状シランエポキシ等の環状脂肪族ポリグリシジルエーテル類、或いは非グリシジル型エポキシ化合物としてはエポキシ化ポリオレフィン等の非環状脂肪族エポキシ類、ジシクロペンタジエン−ダイオキサイド等の環状脂肪族エポキシ類等々が挙げられるが、中でも脂肪族系エポキシ化合物が好ましい。これは、有機溶剤に対して比較的溶解性が高く、且つ化合物中のエポキシ基とフェノールの水酸基との反応性にも優れており、反応後の樹脂は薄層化も容易にでき、基体との密着性や耐摩耗性にも優れているばかりでなく、樹脂中での導電剤やその他の添加剤の分散性も良好となるため、現像剤（トナー）に対して適度な帯電を付与することができたり、或いは他の樹脂やプレポリマー、或いは重合体等を適宜添加することによって、耐摩耗性の更なる向上を図ることができたり、耐溶剤性や柔軟性を改良することが可能になるためである。
【００４９】
またエポキシ化合物の変性量（添加量）は、エポキシ変性フェノール樹脂組成物に対して０．１ｍｏｌ％〜５０ｍｏｌ％、好ましくは０．５ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％である。エポキシ化合物の添加量が、樹脂被覆層を構成している樹脂全体の０．１ｍｏｌ％未満の場合、エポキシ変性による効果が小さく、高温高湿度環境下における放置後の画像濃度低下が発生する場合がある。また、エポキシ化合物の添加量が樹脂被覆層を構成している樹脂全体の５０ｍｏｌ％を超える場合は、樹脂溶液の粘度上昇が顕著になり、その結果基体表面に均一な樹脂被覆層を形成することが困難になったり、或いはフェノールと未反応のエポキシ化合物が多く残存し、このエポキシサイトに空気中の水分が吸着することによって、高温高湿度環境下における放置後の画像濃度低下が発生することがある。
【００５０】
次にフェノール樹脂について説明する。本発明にて使用することのできるフェノール類としては、フェノール或いはオルトクレゾール、メタクレゾール、パラクレゾール、キシレノール、パラターシャリーブチルフェノール等のアルキルフェノール類；カテコール、レゾルシン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等の多価フェノール類が挙げられる。フェノール或いはこれらフェノール化合物から選択して単独或いは２種類以上の併用が可能である。
【００５１】
フェノール樹脂としては、周知のノボラック型フェノール樹脂及びレゾール型フェノール樹脂のいずれのタイプのものも使用することができる。ノボラック型フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類をシュウ酸や硫酸のような酸性触媒を用いてノボラック化したものであり、レゾール型フェノール樹脂は同様に、フェノール類とアルデヒド類をアルカリ触媒存在下で反応させてレゾール化したものである。本発明においては、樹脂被覆層の基体への密着性や樹脂被覆層の耐摩耗性等を考慮した場合、レゾール型フェノール樹脂が好ましい。
【００５２】
本発明において、エポキシ変性フェノール樹脂を製造する方法としては、例えばフェノール類とアルデヒド類をアルカリ触媒存在下で縮重合反応させ、その系中にエポキシ化合物を添加して付加反応させることによって得る方法が挙げられる。この時、必要に応じて中和剤を添加することで中和を行なっても良い。また、エポキシ樹脂の添加のタイミングは、反応の初期、後期或いは終了直前のいずれであってもかまわない。また、フェノール樹脂溶液とエポキシ樹脂溶液を別途作成しておき、両者を混合し、更にアルカリ触媒を添加し高温で反応させるようにしてもかまわない。
【００５３】
ここでフェノール樹脂製造時に用いることのできるアルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、アクロレイン等があり、単独或いは２種類以上の併用が可能である。またアルカリ触媒としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属水酸化物やマグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物及びこれらと同様の作用効果を発現させることのできる炭酸塩等の塩類及び酸化物が使用でき、アミン、アンモニア、更に他のアルカリ触媒を用いることも可能である。中和剤としては、シュウ酸、パラトルエンスルホン酸、フェノールスルホン酸等の有機酸や塩酸、硫酸等の無機酸等を使用することができる。
【００５４】
上記のエポキシ変性フェノール樹脂は、重量平均分子量Ｍｗとしては５００〜３，０００が好ましい。重量平均分子量Ｍｗが５００より少ないと、硬化後の樹脂被覆層の機械的強度が得られず、満足した耐摩耗性が得られない場合がある。また、重量平均分子量Ｍｗが３，０００を超えると、導電剤或いはその他の成分を分散させたとき、塗料粘度が増大し、現像スリーブ上に好適な樹脂被覆層を形成することができなくなることがある。
【００５５】
上記に挙げたようなエポキシ変性フェノール樹脂は、樹脂被覆層を構成するために必要に応じて他の樹脂と混合させて用いても良い。この樹脂としては、一般に公知の樹脂が使用可能であり、例えば、未変性又は各種変性フェノール樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。機械的強度を考慮すると硬化性の樹脂がより好ましいが、十分な機械的強度を有するものであれば、熱可塑性樹脂も適用可能である。
【００５６】
本発明において、上記した形成材料によって現像剤担持体上に形成される樹脂被覆層は、チャージアップによる現像剤の現像剤担持体上への固着や、現像剤のチャージアップに伴って生じる現像剤担持体の表面から現像剤への帯電付与不良を防ぐために、樹脂被覆層は１０4Ω・ｃｍ以下、好ましくは１０3Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有していることが良い。現像剤担持体表面の樹脂被覆層の体積抵抗値が１０4Ω・ｃｍを超えると、現像剤への帯電付与不良が発生し易く、その結果、現像剤担持体上で、所謂ブロッチの発生に伴う斑点画像や波模様画像が発生し易くなる。
【００５７】
次に、本発明の円筒状もしくは円柱状の基体表面に樹脂被覆層を有する現像剤担持体において、樹脂被覆層に含有されている導電剤について説明する。
【００５８】
本発明においては、樹脂被覆層の体積抵抗値を先述した値に調整する目的等で、樹脂被覆層中に導電剤を微粒子の形で分散含有させてある。
【００５９】
この導電性微粒子としては、体積平均粒径が５μｍ以下、好ましくは０．０１〜０．８μｍのものがよい。導電性微粒子の体積平均粒径が５μｍを超える場合には、樹脂被覆層の体積抵抗を低く制御しづらくなり、トナーのチャージアップによるトナー汚染が発生しやすくなる。
【００６０】
本発明において使用することのできる導電剤としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、銀等の金属粉体の微粉末、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、チタン酸カリウム等の金属酸化物、各種カーボンファイバー、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック、グラファイト等の炭化物、更には金属繊維等が挙げられる。
【００６１】
本発明においては、これらのうち、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たり、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適に用いられる。塗料にした場合の分散安定性も良好となりうる。本発明にて導電剤としてカーボンブラックを使用する場合、一次粒子径が１０ｎｍ〜１００ｎｍ、更には１０ｎｍ〜７０ｎｍのものを用いることが好ましい。一次粒子径が１０ｎｍ未満であるとカーボンブラック同士の凝集性が高まり、結着樹脂等と共に分散させて得られる塗料の粘度が高くなるので、カーボンブラックの塗料中での分散が均一になり難くなることがある。一次粒子径が１００ｎｍを超える場合は、樹脂被覆層中でカーボンブラックがまばらに存在し、カーボンブラックが存在しない箇所での導電性が劣るために樹脂被覆層表面で導電性に偏りが生じることがあり、そのため現像バイアスが印加された際に電荷のリークが発生することがある。
【００６２】
また、本発明において好適なこれらの導電性物質の添加量は、結着樹脂１００質量部に対して１質量部〜１００質量部の範囲とすることが好ましい。１質量部未満では樹脂被覆層の抵抗値を所望のレベルに下げることは、通常困難であり、また、現像剤担持体表面の樹脂被覆層に用いられる結着樹脂に対するトナー付着が発生する可能性がある。１００質量部を超える場合は、特にサブミクロンオーダーの粒度を有する微粉体を用いた場合、樹脂被覆層の強度（耐摩耗性）が低下することがある。
【００６３】
次に、本発明の円筒状もしくは円柱状の基体表面に樹脂被覆層を有する現像剤担持体において、樹脂被覆層に含有させることのできる球状粒子について説明する。
【００６４】
本発明に使用することのできる樹脂被覆層中には、被覆層表面に凹凸を形成するために球状粒子を含有させても良い。このような球状粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のビニル系重合体や共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂粒子、アルミナ、酸化亜鉛、シリコン、酸化チタン、酸化錫等の酸化物粒子、炭素化粒子、導電処理を施した樹脂粒子等の導電性粒子、その他、例えばイミダゾール化合物のような有機化合物を粒子状にして用いることも可能である。この場合にイミダゾール化合物は、トナーに摩擦帯電電荷を付与する役割も果たす。
【００６５】
このような樹脂被覆層表面に凹凸を形成するための球状粒子は、不定形粒子に比べてより少ない添加量で所望の表面粗さが得られるとともに、表面形状の均一な凹凸面が得られる。
【００６６】
球状の樹脂粒子としては、例えば、懸濁重合法、分散重合法等によって製造された球状の樹脂粒子などが用いられる。球状の樹脂粒子はより少ない添加量で好適な表面粗さが得られ、さらに均一な表面形状が得られやすい。このような球状の樹脂粒子としては、ポリアクリレート、ポリメタクリレート等のアクリル系樹脂粒子、ナイロン等のポリアミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、フェノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子等が挙げられる。粉砕法により得られた樹脂粒子を熱的にあるいは物理的な球形化処理を行ってから用いても良い。
【００６７】
その他、例えば球状の樹脂粒子の表面に無機微粉末を付着させる、あるいは固着させて用いてもよい。このような無機微粉末としては、ＳｉＯ2、ＳｒＴｉＯ3、ＣｅＯ2、ＣｒＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2の如き酸化物、Ｓｉ3Ｎ4の如き窒化物、ＳｉＣの如き炭化物、ＣａＳＯ4、ＢａＳＯ4、ＣａＣＯ3の如き硫酸塩・炭酸塩等が挙げられる。このような無機微粉末は、カップリング剤により処理して用いても良い。特に結着樹脂との密着性を向上させる目的、あるいは粒子に疎水性を与える等の目的では好ましく用いることが可能である。このようなカップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤等がある。より具体的には、例えばシランカップリング剤としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン及び１分子当たり２から１２個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ１個宛のケイ素原子に結合した水酸基を含有したジメチルポリシロキサン等が挙げられる。
【００６８】
このように球状樹脂粒子表面に対して無機微粉末で処理することにより、塗料中への分散性、塗工表面の均一性、トナーへの帯電付与性、樹脂被覆層の耐汚染性や耐摩耗性等を向上させることができる。
【００６９】
球状粒子に耐汚染性、耐摩耗性などを持たせるために導電性の球状粒子を用いることもできる。導電性の球状粒子としては、例えば、導電処理された球状粒子として、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化マンガン、酸化鉛等の金属酸化物や硫酸バリウム等の顔料の表面に、酸化スズ等の良導電性物質をコートしたもの；或いは酸化亜鉛、酸化銅、酸化イリジウム等の絶縁性金属酸化物中に、酸化数の異なる金属をドーピングして導電性をもたせたものがある。
【００７０】
添加される球状粒子の真密度は、３ｇ／ｃｍ3以下のものが好ましい。真密度が３ｇ／ｃｍ3を超えると、樹脂被覆層中で球状粒子の分散性が不十分になることがあるため、樹脂被覆層表面に均一な粗さを付与しにくくなり、トナーへの均一な帯電付与や樹脂被覆層の強度が不十分となり、さらにこれらの粒子の利点である耐汚染性や耐摩耗性が発揮できなくなる可能性がある。このような条件を満たす導電性球状粒子の種類としては、球状炭素粒子、導電性物質で表面処理された球状樹脂粒子、導電性微粒子が分散された球状樹脂粒子などが挙げられる。
【００７１】
これらの粒子の中では特に導電性の粒子を用いることが好ましい。このような粒子としては、例えば導電性球状粒子があり、この技術は本発明者らが提案した特開平０８−２４０９８１号公報にて記載されている。即ち、粒子に導電性を持たせることによって、その導電性のゆえに粒子表面にチャージが蓄積しにくく、トナー付着の軽減やトナーの帯電付与性を向上させることができるからである。本発明において、粒子の導電性としては、体積抵抗値が１０6Ω・ｃｍ以下、より好ましくは１０-3Ω・ｃｍ〜１０6Ω・ｃｍの粒子であることが好ましい。このような粒子の体積抵抗が１０6Ω・ｃｍを超えると、摩耗によって樹脂被覆層表面に露出した球状粒子を核としてトナーの汚染や融着を発生しやすくなるとともに、迅速且つ均一な帯電が行われにくくなることがある。さらには粒子の真密度としては３ｇ／ｃｍ3程度以下であることがより好ましい。導電性であっても、粒子の真密度が高すぎる場合、同じ粗さを形成するために添加量を増やさなければならず、また、樹脂または樹脂組成物と真密度差が大きくなるため、製造時の粒子の分散状態が不均一となりやすく、したがって形成された樹脂被覆層においても分散状態が不均一となりやすい。また粒子が球状であると、圧接される現像剤規制部材等との接触面積が低減されるので、摩擦力によるスリーブ回転トルクの増加や、トナーの付着などを軽減することができるのでより好ましい。特に下記に示すような導電性の球状粒子を用いた場合には、より良い効果が得られる。
【００７２】
すなわち特に好ましい導電性球状粒子を得る方法としては、例えば、樹脂系球状粒子やメソカーボンマイクロビーズを焼成して炭素化及び／又は黒鉛化して得た低密度且つ良導電性の球状炭素粒子を得る方法が挙げられる。そして、樹脂系球状粒子に用いられる樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン―ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリルが挙げられる。
【００７３】
より好ましい導電性球状粒子を得る方法としては、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン―ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリルの如き球状樹脂粒子表面に、メカノケミカル法によってバルクメソフェーズピッチを被覆し、被覆された粒子を酸化性雰囲気化で熱処理した後に不活性雰囲気下又は真空下で焼成して炭素化及び／又は黒鉛化し、導電性球状炭素粒子を得る方法が挙げられる。この方法で得る球状炭素粒子は、黒鉛化すると得られる球状炭素粒子の被覆部の結晶化が進んだものとなるので導電性が向上し、より好ましい。
【００７４】
上記した方法で得られる導電性の球状炭素粒子は、いずれの方法でも、焼成条件を変化させることによって得られる球状炭素粒子の導電性を制御することが可能であり、本発明において好ましく使用される。また、上記の方法で得られる球状炭素粒子は、場合によっては、更に導電性を高めるために導電性球状粒子の真密度が大きくなりすぎない範囲で、導電性の金属及び／または金属酸化物のメッキを施していても良い。
【００７５】
球状樹脂粒子を導電性物質で表面処理する方法としては、例えば、球状樹脂粒子からなる芯粒子表面に芯粒子の粒径より小さい導電性微粒子を適当な配合比で機械的に混合し、ファンデルワールス力及び静電気力の作用により、樹脂粒子の周囲に均一に導電性微粒子を付着した後、例えば機械的衝撃力などにより生ずる局部的温度上昇により樹脂粒子表面を軟化させ、導電性微粒子を成膜した導電性処理球状樹脂粒子等が挙げられる。前記の母粒子の構成材料としては、芯密度の小さい球形の有機化合物である樹脂を使用することが好ましく、例えばＰＭＭＡ、アクリル樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、又はこれらの共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ナイロン、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂粒子を用いることができる。また、小粒子である導電性微粒子としては、導電性微粒子の被膜を均一に行なう為、小粒子の粒径が母粒子の粒径より１／８以下であることが好ましい。
【００７６】
球状樹脂粒子中に導電性微粒子が均一に分散されたものの製造方法としては、例えば、結着樹脂中に導電性微粒子を分散、混練した後、所定の粒径に粉砕し、機械的処理及び熱的処理により球形化した導電性球状粒子や、重合性単量体中に重合開始剤・導電性微粒子及びその他の添加剤を加え、分散機等によって均一に分散せしめた単量体組成物を分散安定剤を含有する水相中に撹拌機等により所定の粒子径になるように懸濁し、重合を行なうことによって得られた導電性微粒子分散の球状粒子等が挙げられる。これらの方法で得られた導電性微粒子分散球状粒子は、前記した芯粒子より小さい粒径の導電性微粒子と適当な配合比で機械的に混合し、ファンデルワールス力及び静電気力の作用により、導電性微粒子分散球状粒子の周囲に均一に導電性微粒子を付着した後、例えば機械的衝撃力などにより生ずる局部的温度上昇により導電性微粒子分散樹脂粒子表面を軟化させ、導電性微粒子を成膜し、更に導電性を高めて使用してもよい。
【００７７】
このような球状粒子の粒径は、体積平均粒径で０．５μｍ〜４０μｍであることが好ましい。０．５μｍ未満では均一な表面凹凸の形成は難しく、表面粗さを大きくしようとした場合添加量が過大になり、樹脂被膜層が脆くなり耐摩耗性が低下することがある。逆に４０μｍより大きくなると、粒子が現像剤担持体表面から突出しすぎるため、現像剤層の厚みが大きくなり過ぎて現像剤（トナー）の帯電が低下したり、不均一になりやすく、またスリーブゴーストレベルが悪化することがある。そのうえ、バイアスをかけた際に静電潜像担持体（感光ドラム）へリークするポイントになる場合もある。
【００７８】
本発明においては、樹脂被覆層中に、上述したような導電剤或いは球状粒子に加え、更に他の固体粒子を添加することも可能である。例えば、樹脂被膜層の抵抗値を調整する目的で、導電剤に加え、下記に挙げる物質を樹脂被覆層中に含有させても良い。例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、銀等の金属粉体の微粉末、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、チタン酸カリウム等の金属酸化物、各種カーボンファイバー、グラファイトや黒鉛化粒子等の炭化物、更には金属繊維等が挙げられる。
【００７９】
中でも、グラファイト、又はメソカーボンマイクロビーズ粒子又はバルクメソフェーズピッチ粒子を焼成して得られた黒鉛化粒子が好ましい。
【００８０】
本発明に使用することのできるグラファイトは、大別すると天然黒鉛と人造黒鉛とに分けられる。人造黒鉛は、ピッチコークスをタールピッチ等により固めて１２００℃位で一度焼成してから黒鉛化炉に入れ、２３００℃位の高温で処理することにより、炭素の結晶が成長して黒鉛に変化する。天然黒鉛は、長い間の天然の地熱と地下の高圧によって完全に黒鉛化したものが地中により産出するものである。これらの黒鉛は、種々の優れた性質を有していることから工業的に広い用途を持っている。黒鉛は、暗灰色ないし黒色の光沢のある非常に柔らかい滑性のある結晶鉱物で、鉛筆等に利用されその他耐熱性、化学的安定性、潤滑性、耐火性に優れるため、電気材料等に粉末や固体や塗料の形で利用されている。結晶構造は六方晶とその他菱面晶系に属するものがあり、完全な層状構造を有している。電気的特性に関しては、炭素と炭素の結合の間に自由電子が存在し、電気の良導体となっている。更にグラファイトは、構造的な性質の一つである「劈開性」に見られるように結晶構造に異方性があり、これによって樹脂被覆層表面に出現させた場合、表面に潤滑性を付与させることも可能であることからも、好ましい材料である。尚、本発明で使用することができる黒鉛は天然、人造のどちらでもよい。
【００８１】
本発明に使用することのできるメソカーボンマイクロビーズ粒子又はバルクメソフェーズピッチ粒子を焼成して得られた黒鉛化粒子は、前記グラファイトとは、原材料及び製造工程が異なる。そのため、該黒鉛化粒子は結晶性グラファイトより黒鉛化度は若干低いものの、結晶性グラファイトと同様に高い導電性や潤滑性を有しており、更に粒子の形状が結晶性グラファイトの燐片状あるいは針状とは異なりほぼ球状であり、しかも粒子自身の硬度が比較的高いのが特徴である。従って、上記のような特性を有する該黒鉛化粒子は樹脂被覆層中で均一に分散しやすくなるため、均一な表面粗度と耐摩耗性を樹脂被覆層表面に与え、且つ粒子自身の形状が変化しがたいために樹脂被覆層の削れ、或いはその影響による粒子自身の脱落が生じたとしても、樹脂被覆層中から粒子が再度突出あるいは露出してくることもあり、表面形状の変化を小さくおさえることができるうえに、現像剤担持体表面の樹脂被覆層中に該黒鉛化粒子を用いると、トナーのチャージアップを発生させることなく、結晶性グラファイトを用いた場合よりもトナーへの摩擦帯電付与能を向上することが可能となる。
【００８２】
通常、沸点が５００℃以上の有機化合物は、常圧下、不活性気相中で加熱すれば固相又は液相を経由して炭素化されるが、２００℃付近までの温度で分解を始め、残留物中では環化がおこり、ついで４００℃までの間に芳香族化する。この温度を越すと、芳香族同士の重縮合がすすむ。中でも縮合多環芳香族やそれらの混合物であるピッチ類等のように、この温度で液状を示すものは、４００℃以上で縮合多環芳香族の平面分子からなる液晶状態をつくる。この液晶のことをメソフェーズと呼ぶ。メソフェーズは５００℃までの間で更に高分子化が進んで層状構造を作ったまま固化する。該層状構造は、選択的な配向性の高いものであり、高温処理で黒鉛化になりやすい性質を有している。
【００８３】
よって、原材料としてメソカーボンマイクロビーズ粒子やバルクメソフェーズピッチ粒子のような光学的に異方性で、しかも単一の相からなる粒子を用いて黒鉛化することによって、該黒鉛化粒子の黒鉛化度を高め且つ球状の形状を保持させることができる。上記の原材料の光学的異方性は、芳香族分子の積層から生じるものであり、その秩序性が黒鉛化処理でさらに発達し、高度の黒鉛化度を有する黒鉛化粒子が得られる。
【００８４】
本発明に用いられる黒鉛化粒子を得る原材料としてメソカーボンマイクロビーズ粒子を用いる場合、該メソカーボンマイクロビーズ粒子得る方法として代表的なものは、例えば、石炭系重質油または石油系重質油を３００℃〜５００℃の温度で熱処理し、重縮合させて粗メソカーボンマイクロビーズ粒子を生成し、反応生成物を濾過、静置沈降、遠心分離などの処理に供することによりメソカーボンマイクロビーズ粒子を分離した後、ベンゼン、トルエン、キシレン等の溶剤で洗浄し、更に乾燥することによって得る方法が挙げられる。
【００８５】
前記のメソカーボンマイクロビーズ粒子を用いて黒鉛化する方法としては、まず乾燥を終えたメソカーボンマイクロビーズ粒子を、破壊させない程度の温和な力で機械的に一次分散させておくことが黒鉛化後の粒子の合一防止や均一な粒度を得るために好ましい。この一次分散を終えたメソカーボンマイクロビーズ粒子は、不活性雰囲気下において２００℃〜１５００℃の温度で一次加熱処理され、炭化される。一次加熱処理を終えた炭化物は、やはり炭化物を破壊させない程度の温和な力で炭化物を機械的に分散させることが黒鉛化後の粒子の合一防止や均一な粒度を得るために好ましい。
【００８６】
二次分散処理を終えた炭化物は、不活性雰囲気下において約２０００℃〜３５００℃で二次加熱処理することにより所望の黒鉛化粒子が得られる。
【００８７】
次に、本発明に用いられる黒鉛化粒子を得る原材料として、バルクメソフェーズピッチ粒子を用いる場合について説明する。
【００８８】
バルクメソフェーズピッチ粒子を得る方法として代表的なものは、例えば、コールタールピッチ等から溶剤分別によりβ−レジンを抽出し、これを水素添加、重質化処理を行うことによって得られるメソフェーズピッチ粒子がある。更に、前記重質化処理後、微粉砕し、次いでベンゼンまたはトルエン等により溶剤可溶分を除去することで得られるメソフェーズピッチ粒子である。このバルクメソフェーズピッチ粒子はキノリン可溶分が９５質量％以上であることが好ましい。９５質量％未満のものを用いると、粒子内部が液相炭化しにくく、固相炭化するため粒子が破砕状のままとなり、球状のものが得られないことがある。
【００８９】
前記のメソフェーズピッチ粒子を用いて黒鉛化する方法としては、先ず、前記のバルクメソフェーズピッチ粒子を２μｍ〜２５μｍに微粉砕して、これを空気中で約２００℃〜３５０℃で熱処理することにより、軽度に酸化処理する。この酸化処理によって、バルクメソフェーズピッチ粒子は表面のみ不融化され、次工程の黒鉛化熱処理時の溶融、融着が防止される。この酸化処理されたバルクメソフェーズピッチ粒子は酸素含有量が５質量％〜１５質量％であることが好ましい。５質量％未満であると熱処理時の粒子同士の融着が促進されることがあり、また１５質量％を超えると粒子内部まで酸化されてしまい、形状が破砕状のまま黒鉛化してしまい、球状のものが得られにくい場合がある。
【００９０】
次に上記の酸化処理したバルクメソフェーズピッチ粒子を窒素、アルゴン等の不活性雰囲気下にて、約２０００℃〜３５００℃で熱処理することにより所望の黒鉛化粒子が得られる。
【００９１】
上記いずれの原材料を用いた黒鉛化粒子の生成方法においても、黒鉛化粒子の焼成温度は２０００℃〜３５００℃が好ましく、２３００℃〜３２００℃がより好ましい。
【００９２】
焼成温度が２０００℃以下の場合は、黒鉛化粒子の黒鉛化度が不十分であり、導電性や潤滑性が低下してトナーのチャージアップを発生する場合があり、スリーブゴースト、カブリ、画像濃度等の画質が悪化しやすくなり、更に弾性ブレードを使用した場合にブレード傷が発生する場合があり、画像にスジ・濃度ムラ等が発生しやすくなる。焼成温度が３５００℃以上の場合は黒鉛化粒子の黒鉛化度が高すぎてしまう場合があり、そのため黒鉛化粒子の硬度が下がり、黒鉛化粒子の耐摩耗性の悪化により樹脂被覆層表面の耐摩耗性、樹脂被覆層の機械的強度及びトナーへの帯電付与性が低下することがある。
【００９３】
更に、該黒鉛化粒子は、黒鉛化度ｐ（００２）が、０．２０≦ｐ（００２）≦０．９５であることが好ましい。
【００９４】
上記の黒鉛化度ｐ（００２）とは、Ｆｒａｎｋｌｉｎのｐ値といわれるもので、黒鉛のＸ線回折図から得られる格子間隔ｄ（００２）を測定することで、ｄ（００２）＝３．４４０−０．０８６（１−ｐ2）で求められる。このｐ値は、炭素の六方網目平面積み重なりのうち、無秩序な部分の割合を示すもので、ｐ値が小さいほど黒鉛化度は大きい。
【００９５】
ｐ（００２）が０．９５を超える場合は、耐摩耗性には優れているが、導電性や潤滑性が低下してトナーのチャージアップを発生する場合があり、スリーブゴースト、カブリ、画像濃度等の画質が悪化しやすくなり、更に弾性ブレードを使用した場合にはブレード傷が発生したり、画像にスジ・濃度ムラ等が発生しやすくなる。ｐ（００２）が０．２０未満の場合は、黒鉛化粒子の耐摩耗性が劣るため、樹脂被覆層表面の耐摩耗性、樹脂被覆層の機械的強度が低下してしまう場合がある。
【００９６】
また、前記のいずれの原材料から得られた黒鉛化粒子は、いずれの製法にかかわらず、分級により粒度分布をある程度均一にしておくことが、樹脂被覆層の表面形状を均一にするために好ましい。
【００９７】
本発明に使用されるグラファイトや黒鉛化粒子としては、体積平均粒径が０．５μｍ〜３０μｍであることが好ましく、１μｍ〜２５μｍであることがより好ましい。
【００９８】
体積平均粒径が０．５μｍ未満では表面に均一な粗さを付与する効果と帯電性能を高める効果が少なく、現像剤への迅速且つ均一な帯電が不十分となると共に、樹脂被覆層の摩耗によるトナーのチャージアップ、トナー汚染及びトナー融着が発生し、ゴーストの悪化、画像濃度低下を生じやすくなる。体積平均粒径が３０μｍを越える場合には、樹脂被覆層表面の粗さが大きくなり過ぎ、トナーの帯電が十分に行なわれにくくなってしまうと共に、樹脂被覆層の機械的強度が低下してしまうことがある。
【００９９】
さらに本発明の樹脂被覆層中には、必要に応じて固体粒子として荷電制御剤を含有させることができる。荷電制御剤としては、後述のトナー粒子形成に用いるものと同様なものが使用可能である。
【０１００】
その他の固体粒子として、現像剤担持体表面への現像剤の付着をより軽減化するため、樹脂被覆層中に固体潤滑剤を混合させることもできる。この際に使用し得る固体潤滑剤としては、例えば、二硫化モリブデン、窒化硼素、フッ化グラファイト、銀−セレンニオブ、塩化カルシウム−グラファイト、滑石等が挙げられる。また、本発明で使用することのできるこれらの固体潤滑剤の添加量は、結着樹脂１００質量部に対して１質量部〜１００質量部の範囲とすることが好ましい。１質量部未満では樹脂被覆層の結着樹脂表面に対する現像剤の付着性の改善効果は少なく、１００質量部を超えると、特にサブミクロンオーダーの粒度を有する微粉体が多く含まれる材料を用いた場合、樹脂被覆層の強度（耐摩耗性）が低下しうる。これらの潤滑性粒子は、体積平均粒径が好ましくは０．５μｍ〜２５μｍ程度、より好ましくは１μｍ〜２０μｍのものを使用するのが良い。潤滑性粒子の体積平均粒径が０．５μｍ未満の場合には、潤滑性が十分に得られ難くなり、体積平均粒径が２５μｍを越える場合には、樹脂被覆層表面の形状への影響が大きく表面性が不均一となりやすく、トナーの均一な帯電化、及び樹脂被覆層の強度の点で不十分になることがある。
【０１０１】
本発明の樹脂被覆層を得る方法としては、例えば、各成分を溶剤中に分散混合して塗料化し、前記基体上に塗工することにより得ることが可能である。各成分の分散混合には、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した公知の分散装置が好適に利用可能である。また塗工方法としては、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等公知の方法が適用可能である。
【０１０２】
本発明で好適に使用される上記のような構成を有する現像剤担持体表面の樹脂被覆層の表面粗さは、一般的には、ＪＩＳ算術平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ〜３．５μｍの範囲にあることが好ましい。ただし、その現像方式によって好ましい表面粗さは異なる。例えば、図６に示されるような、磁性トナーを用い、現像剤層厚規制部材として現像剤担持体と間隙をもって配置された磁性ブレードを有するような現像装置では、Ｒａが０．３μｍ〜２．５μｍ程度にあることが好ましい。０．３μｍ未満の場合には、現像剤の十分な搬送性が得られず、トナー不足による画像濃度薄や、トナーの過剰な帯電による飛び散りやブロッチなどが発生しやすい。また、２．５μｍより大きい場合には、トナーの摩擦帯電が不均一となり、スジむらや、反転カブリ、帯電不足による画像濃度薄などが発生しやすい。また例えば、図７に示されるような、弾性部材が現像剤担持体に圧接して用いられる現像装置の場合には、Ｒａが、０．５μｍ〜３．５μｍ程度にあることが好ましい。０．５μｍより小さい場合には、現像剤の十分な搬送性が得られず、トナー不足による画像濃度薄や、トナーの過剰な帯電による飛び散りやブロッチなどが発生することがあり、また、現像剤担持体へのトナー融着も発生しやすい。また、３．５μｍより大きい場合には、トナーの摩擦帯電が不均一となり、スジむらや、反転カブリ、帯電不足による画像濃度薄などを発生しやすい。
【０１０３】
次に本発明について、現像装置を詳細に説明する。
【０１０４】
図６は、本発明の現像剤担持体を有する一実施形態の現像装置の模式図を示す。
【０１０５】
図６において、公知のプロセスにより形成された静電潜像を担持する静電潜像担持体、例えば、感光ドラム６０１は、矢印Ｂ方向に回転する。現像剤担持体としての現像スリーブ６０８は、現像容器６０３に供給された磁性トナーを有する一成分系現像剤を担持して、矢印Ａ方向に回転することによって、現像剤担持体たる現像スリーブ６０８と感光ドラム６０１とが対向している現像領域Ｄに現像剤を搬送する。図６に示すように、現像ローラー６１０においては、現像スリーブ６０８内に、現像剤を現像スリーブ６０８上に磁気的に吸引且つ保持する為に，磁石（マグネットローラー）６０９が配置されている。
【０１０６】
本発明の現像装置で用いられる現像スリーブ６０８は、基体としての金属円筒管６０６上に被覆された樹脂被覆層６０７を有する。現像容器６０３中には、ここには図示されていない現像剤補給容器から現像剤供給部材（スクリューなど）６１２を経由して現像剤が送り込まれてくる。現像容器は、第一室６１４、第二室６１５に分割されており、第一室６１４に送り込まれた現像剤は撹拌搬送部材６０５により現像容器６０３および仕切り部材６０４により形成される隙間を通過して第二室６１５に送られる。現像剤はマグネットローラー６０９による磁力の作用により現像スリーブ６０８上に担持される。第二室６１５中には現像剤が滞留するのを防止するための撹拌部材６１１が設けられている。
【０１０７】
現像剤は、磁性トナー相互間及び現像スリーブ６０８上の樹脂被覆層６０７との摩擦により、感光ドラム６０１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。図６の例では、現像領域Ｄに搬送される現像剤の層厚を規制するために、現像剤層厚規制部材としての強磁性金属製の磁性規制ブレード（ドクターブレード）６０２が、現像スリーブ６０８の表面から約５０μｍ〜５００μｍの間隙を有して現像スリーブ６０８に対向するように現像容器６０３に装着されている。マグネットローラー６０９の磁極Ｎ１からの磁力線が磁性規制ブレード６０２に集中することにより，現像スリーブ６０８上に現像剤の薄層が形成される。本発明においては、この磁性規制ブレード６０２にかえて非磁性の規制ブレードを使用することもできる。
【０１０８】
この様にして、現像スリーブ６０８上に形成される現像剤の薄層の厚みは，現像領域Ｄにおける現像スリーブ６０８と感光ドラム６０１との間の最小間隙よりも更に薄いものであることが好ましい。
【０１０９】
本発明の現像剤担持体は、以上の様な現像剤の薄層により静電潜像を現像する方式の現像装置、即ち非接触型現像装置に組み込むのが特に有効であるが、現像領域  Ｄにおいて、現像剤層の厚みが現像スリーブ６０８と感光ドラム６０１との間の最小間隙以上の厚みである現像装置、所謂接触型現像装置にも本発明の現像剤担持体を適用することができるが、説明の煩雑を避けるため、以下の説明では先に説明した非接触型現像装置を例にとって行なう。
【０１１０】
上記現像スリーブ６０８に担持された磁性トナーを有する一成分系現像剤を飛翔させる為、上記現像スリーブ６０８にはバイアス手段としての現像バイアス電源６１３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に、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スリーブ６０８に印加するのが好ましい。
【０１１１】
現像された画像の濃度を高め、且つ階調性を向上させるためには、現像スリーブ６０８に交番バイアス電圧を印加し、現像領域Ｄ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スリーブ６０８に印加するのが好ましい。
【０１１２】
この時、高電位部と低電位部を有する静電潜像の高電位部にトナーを付着させて可視化する、所謂正規現像の場合には、静電潜像の極性と逆極性に帯電するトナーを使用し、高電位部と低電位部を有する静電潜像の低電位部にトナーを付着させて可視化する、所謂反転現像の場合には、静電潜像の極性と同極性に帯電するトナーを使用する。この場合、高電位、低電位というのは、絶対値による表現である。これらいずれの場合にも、現像剤（トナー）は少なくとも現像スリーブ６０８表面（樹脂被覆層６０７）との摩擦により帯電する。
【０１１３】
図６においては、現像スリーブ６０８上の現像剤の層厚を規制する現像剤層厚規制部材として、現像スリーブから離間されて配置された磁性ブレードの例を示したが、図７に示される如く、ウレタンゴム、シリコーンゴムの如きゴム弾性を有する材料、或いはリン青銅、ステンレス鋼の如き金属弾性を有する材料の弾性板からなる弾性規制ブレードを使用し、この弾性規制ブレード６０５（２）を現像スリーブに対して、トナーを介して接触あるいは圧接させて用いても良く、本発明においては特にこの形態を有する系において、従来技術と比較して、耐摩耗性及び帯電付与能の面で格段の効果を得ることができる。これは、規制ブレードを接触又は圧接させるタイプの現像装置では、トナー層はさらに強い規制を受けながら現像スリーブ６０８上に現像剤の薄層を形成することから、現像スリーブ６０８上に、上記した図６の引用例の場合よりも更に薄い現像剤層を形成することができるため、現像スリーブ６０８表面の樹脂被覆層への負荷が大きくなり、樹脂被覆層が摩耗し易くなる。本発明では、このような系においても樹脂被覆層の摩耗を軽減することができるため、高耐久化を達成することができる。なお、現像スリーブ６０８に対する弾性規制ブレード６０５（２）の当接圧力は、線圧５ｇ／ｃｍ（４．９Ｎ／ｍ）〜５０ｇ／ｃｍ（４９Ｎ／ｍ）であることが、トナーの規制を安定化させ、トナー層厚を好適にさせることができる点で好ましい。弾性規制ブレード６０５（２）の当接圧力が線圧５ｇ／ｃｍ未満の場合には、トナーの規制が弱くなり、カブリやトナーもれの原因となり、線圧５０ｇ／ｃｍを超える場合には、トナーへのダメージが大きくなり、トナー劣化やスリーブ及びブレードへの融着の原因となり易い。
【０１１４】
図８は、非磁性一成分現像剤を用いた場合に用いられる現像装置の構成の一例を模式的に示したものである。
【０１１５】
図８において、公知のプロセスにより形成された静電潜像を担持する潜像担持体、例えば感光ドラム８０１は、矢印Ｂ方向に回転される。現像剤担持体としての現像スリーブ８０８は、金属製円筒管（基体）８０６とその表面に形成される樹脂被覆層８０７から構成されている。非磁性一成分現像剤を用いるために金属製円筒管８０６の内部には磁石は内設されていない。金属製円筒管の替わりに円柱状部材を用いることもできる。
【０１１６】
現像器であるホッパー８０３中には非磁性一成分現像剤８０４を撹拌するための撹拌翼８１０が設けられている。
【０１１７】
現像スリーブ８０８に現像剤８０４を供給し、かつ現像後の現像スリーブ８０８の表面に存在する現像剤８０４を剥ぎ取るための現像剤供給・剥ぎ取り部材８１３が現像スリーブ８０８に当接している。現像剤供給・剥ぎ取り部材である供給・剥ぎ取りローラ８１３が現像スリーブ８０８と同じ方向に回転することにより、供給・剥ぎ取りローラ８１３の表面は、現像スリーブ８０８の表面とカウンター方向に移動することになり、ホッパー８０３から供給された非磁性トナーを有する一成分非磁性現像剤は、現像剤スリーブ８０８に供給され、現像スリーブ８０８が一成分現像剤８０４を担持して、矢印Ａ方向に回転することにより、現像スリーブ８０８と感光ドラム８０１とが対向した現像部Ｄに非磁性一成分現像剤８０４を搬送する。現像スリーブ８０８に担持されている一成分現像剤は、現像スリーブ８０８の表面に対して現像剤層を介して圧接する現像剤層厚規制部材８１１により現像剤層厚が規定される。非磁性一成分現像剤８０４は現像スリーブ８０８との摩擦により、感光ドラム８０１上の静電潜像を現像可能な摩擦帯電電荷を得る。
【０１１８】
現像スリーブ８０８上に形成される非磁性一成分現像剤８０４の薄層の厚みは、現像部における現像スリーブ８０８と感光ドラム８０１との間の最小間隙Ｄよりも更に薄いものであることが好ましい。このような現像剤層により静電潜像を現像する非接触型現像装置に、本発明は特に有効である。しかし、現像部において現像剤層の厚みが現像スリーブ８０８と感光ドラム８０１との間の最小間隙Ｄ以上の厚みである接触型現像装置にも、本発明は適用することができる。
【０１１９】
説明の煩雑を避けるため、以下の説明では、非接触型現像装置を例にとって行なう。
【０１２０】
上記現像スリーブ８０８には、これに担持された非磁性トナーを有する一成分非磁性現像剤８０４を飛翔させるために、電源８０９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（非磁性現像剤８０４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が、現像スリーブ８０８に印加されることが好ましい。現像画像の濃度を高め或は階調性を向上するために、現像スリーブ８０８に交番バイアス電圧を印加して、現像部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、上記画像部の電位と背景部の電位の間の値を有する直流電圧成分が重畳された交番バイアス電圧を現像スリーブ８０８に印加することが好ましい。
【０１２１】
現像剤供給・剥ぎ取り部材としては、樹脂、ゴム、スポンジの如き弾性ローラ部材が好ましい。剥ぎ取り部材としては、弾性ローラに代えてベルト部材又はブラシ部材を用いることもできる。現像剤供給・剥ぎ取り部材として弾性ローラからなる供給・剥ぎ取りローラ８１３を用いる場合には、供給・剥ぎ取りローラ８１３の周速は、表面がカウンター方向に回転する場合、現像スリーブ８０８の周速１００％に対して、好ましくは２０％〜１２０％、より好ましくは３０％〜１００％であることが良い。
【０１２２】
供給・剥ぎ取りローラ８１３の周速が２０％未満の場合には、現像剤の供給が不足し、ベタ画像の追従性が低下し、ゴースト画像の原因となることがあり、１２０％を超える場合には、現像剤の供給量が多くなり現像剤層厚の規性不良や帯電量不足によるカブリの原因となり、さらにトナーにダメージを与えやすいため、トナー劣化によるカブリやトナー融着の原因となることがある。
【０１２３】
供給・剥ぎ取りローラの回転方向が現像スリーブの表面と同（順）方向の場合には、供給ローラの周速は、スリーブ周速に対して、好ましくは１００％〜３００％、より好ましくは１０１％〜２００％であることが上記のトナー供給量の点で良い。供給・剥ぎ取りローラの回転方向は、現像スリーブの表面とカウンター方向に回転することが、剥ぎ取り性及び供給性の点でより好ましい。
【０１２４】
現像スリーブ８０８に対する現像剤供給・剥ぎ取り部材８１３の侵入量は、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであることが、現像剤の供給及び剥ぎ取り性の点で好ましい。
【０１２５】
現像剤供給・剥ぎ取り部材８１３の侵入量が０．５ｍｍ未満の場合には、剥ぎ取り不足により、ゴーストが発生し易くなり、侵入量が２．５ｍｍを超える場合には、トナーのダメージが大きくなり、トナー劣化により融着やカブリの原因となり易い。
【０１２６】
図８の現像装置では、現像スリーブ８０８上の非磁性一成分現像剤８０４の層厚を規制する部材として、ウレタンゴム、シリコーンゴムの如きゴム弾性を有する材料、或はリン青銅、ステンレス銅の如き金属弾性を有する材料の弾性規制ブレード８１１を使用し、この弾性規制ブレード８１１を図８の現像装置では現像スリーブ８０８に回転方向と逆の姿勢で圧接させ、現像スリーブ８０８上に更に薄い現像剤層を形成することができる。
【０１２７】
この弾性規制ブレード８１１としては、特に安定した規制力とトナーへの安定した（負）帯電付与性のためには、安定した加圧力の得られるリン青銅板表面にポリアミドエラストマー（ＰＡＥ）を貼り付けた構造のものを用いることが好ましい。ポリアミドエラストマー（ＰＡＥ）としては、例えばポリアミドとポリエーテルの共重合体が挙げられる。現像スリーブ８に対する現像剤層厚規制部材１１の当接圧は、線圧５ｇ／ｃｍ（４．９Ｎ／ｍ）〜５０ｇ／ｃｍ（４９Ｎ／ｍ）であることが、現像剤の規制を安定化させ、現像剤層厚を好適にさせることができる点で好ましい。現像剤層厚規制部材８１１の当接圧力が線圧５ｇ／ｃｍ未満の場合には、現像剤の規制が弱くなり、カブリやトナーもれの原因となり、線圧５０ｇ／ｃｍを超える場合には、トナーへのダメージが大きくなり、トナー劣化やスリーブ及びブレードへの融着の原因となり易い。
【０１２８】
図６、図７及び図８はあくまでも本発明の現像装置を模式的に例示したものであり、前記した層厚規制部材以外にも、現像容器６０３（ホッパー）の形状、撹拌翼６０５、６１１の有無、磁極の配置、供給部材６１２の形状、補給容器の有無、などに様々な形態があることは言うまでもない。
【０１２９】
次に本発明の現像剤担持体が組み込まれる二成分現像装置について説明例示する．図９は、二成分現像剤を用いるのに好適な現像装置の模式図を表す。図９において、現像容器９０３の現像室９１４内に、矢印Ｅ方向に回転される静電潜像担持体９０１に対向して現像剤担持体としての非磁性現像スリーブ９０９を備えており、本発明においては基体としての円筒状の非磁性金属９０７の表面に樹脂被覆層９０８が設けられている。この現像スリーブ９０９内に磁界発生手段としての磁性ローラー９０６が不動に放置されており、現像ローラー９１０を形成している。磁性ローラー９０６はＳ１〜Ｓ３、Ｎ１、Ｎ２の５極構成に着磁されている。現像室９１４内には、トナーと磁性キヤリアとを混合した二成分現像剤が収容されている。この現像剤は、現像室９１４上端開放の隔壁９０４の開口を通って現像容器９０３の撹拌室９１５内に送られると、トナー室９０５から撹拌室９１５内に供給されたトナーがトナー送り規制部材９１３を介して補給され、撹拌室９１５内の第１現像剤撹拌・搬送手段９１２によって混合される。撹拌室９１５で撹拌された現像剤は、隔壁９０４の図示しない他の開口を通って現像室９１４内に戻され、そこで現像室９１５内の第２現像剤撹拌・搬送手段９１１により、撹拌・搬送されながら現像スリーブ９０９に搬送される。現像スリーブ９０９に供給された現像剤は、上記の磁石ローラ９０６の磁力の作用により磁気的に拘束され、現像スリーブ９０９上に担持され、現像スリーブ９０９の下部設けられた現像剤規制部材ブレード９０２での規制によって現像スリーブ９０９上で現像剤の薄層に形成されながら、現像スリーブ９０９の矢印Ｆ方向への回転に伴い潜像担持体９０１と対向した現像部Ｇへと搬送され、そこで潜像担持体９０１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現像剤は、現像スリーブ９０９の回転により現像容器９１４内に回収される。現像容器９１４内では同極のＳ２、Ｓ３間での反発磁界により現像スリーブ９０９上に磁気的に拘束されている現像残りの残余の現像剤を剥ぎ取るようになっている。現像スリーブ上方にはトナー飛散を防止するために飛散防止部材９１６が固定、設置されている。図９は、あくまでも模式的な例であり、容器の形状、撹拌部材の有無、磁極の配置、回転方向等に様々な形態があることは言うまでもない。
【０１３０】
次に、本発明の現像装置で用いられる現像剤（トナー）について説明する。
【０１３１】
本発明にて使用できる現像剤（トナー）は、重量平均粒径が４μｍ〜１１μｍであることが好ましい。このようなものを使用すれば、トナーの帯電量或いは画質及び画像濃度等がバランスのとれたものとなる。
【０１３２】
次いで結着樹脂について説明する。本発明に用いることのできる現像剤（トナー）の結着樹脂としては、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、フェノール樹脂等が挙げられるが、この中でも特にビニル系樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。
【０１３３】
本発明の現像装置に用いられる現像剤（トナー）には帯電特性を向上させる目的で、荷電制御剤をトナー粒子に配合（内添）、またはトナー粒子と混合（外添）して用いることができる。これは、荷電制御剤によって、現像システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となるためである。
【０１３４】
例えば、正の荷電制御剤としては、ニグロシン、トリアミノトリフェニルメタン系染料、イミダゾール化合物等の含窒素複素環化合物及び脂肪酸金属塩等による変性物；トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートなどの四級アンモニウム塩；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレード、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジオルガノスズボレートを単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。
【０１３５】
また負の荷電制御剤としては、例えば有機金属化合物、キレート化合物が有効である。その例としてはアルミニウムアセチルアセトナート、鉄（ＩＩ）アセチルアセトナート、３，５−ジタ−シャリ−ブチルサリチル酸クロム等があり、特にアセチルアセトン金属錯体、モノアゾ金属錯体、ナフトエ酸あるいはサリチル酸系の金属錯体または塩が好ましい。
【０１３６】
また、本発明に用いることのできる現像剤（トナー）が、磁性現像剤（トナー）である場合、用いることのできる磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄；Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのような金属、あるいは、これらの金属とＡｌ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｂｅ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｓｅ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖのような金属との合金、およびこれらの混合物等が挙げられる。
【０１３７】
なお上記磁性材料に、着色剤としての役目を兼用させて使用してもかまわない。
【０１３８】
本発明に用いることのできる現像剤（トナー）に使用し得る着色剤としては、任意の適当な顔料または染料が挙げられる。
【０１３９】
本発明に用いることのできる現像剤（トナー）には離型剤を使用することが好ましく、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス、カルナバワックス、フィッシャートロプシュワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス類等が挙げられる。
【０１４０】
本発明に使用できる現像剤（トナー）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、シリカ微粉体、酸化チタン、アルミナ等の無機微粉体を外添すること、即ち現像剤表面近傍に存在していることが好ましい。特にこの中でも、シリカ微粉体が好ましい。更に、上記無機微粉体以外の外添剤を更に加えて用いても良い。例えば、ポリフッ化エチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデンの如き滑剤、中でもポリフッ化ビニリデン、或いは酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、ケイ酸ストロンチウム等の研磨剤がある。
【０１４１】
トナーはキヤリアと混合して二成分現像剤として用いることもできる。キヤリア材料としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルトといった金属、及びそれらの合金、或いは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト及びリチウム系フェライト等のソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライトといった鉄系酸化物、およびそれらの混合物、さらには、ガラス、炭化ケイ素などのセラミックス粒子、樹脂粉体、磁性材料を含有する樹脂粉体などをあげることができ、通常は平均粒径が２０μｍ〜３００μｍ程度の粒状物として用いる。
【０１４２】
このようなキヤリアは上記に挙げた粒状物を直接キヤリア粒子として用いても良いが、トナーの摩擦帯電電荷を調整したりキヤリアへのトナースペントを防止したりするために、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂等のコート剤により適宜粒子表面に樹脂コートを施して用いることもできる。
【０１４３】
現像剤（トナー）を作製するには、結着樹脂、着色剤としての顔料又は染料、磁性体、離型剤、必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤をヘンシェルミキサー、ボールミキサー等の混合機により充分に混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのごとき熱混練機を用いて溶融して樹脂類を互いに相溶せしめた中に離型剤、顔料、染料、磁性体を分散又は溶解せしめ、冷却固化後、粉砕及び分級を行なってトナー粒子を得ることができる。さらに、必要に応じて所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により充分に混合し、現像剤（トナー）を得ることができる。
【０１４４】
このようなトナーは、種々の方法で、球形化処理、表面平滑化処理を施して用いると、転写性が良好となり好ましい。そのような方法としては、撹拌羽根またはブレードなど、およびライナーまたはケーシングなどを有する装置で、例えば、トナーをブレードとライナーの間の微小間隙を通過させる際に、機械的な力により表面を平滑化したりトナーを球形化したりする方法、温水中にトナーを懸濁させ球形化する方法、熱気流中にトナーを曝し、球形化する方法等がある。また、球状のトナーを直接作る方法としては、水中にトナー結着樹脂となる単量体を主成分とする混合物を懸濁させ、重合してトナー化する方法がある。一般的な方法としては、重合性単量体、着色剤、重合開始剤、さらに必要に応じて架橋剤、荷電制御剤、離型剤、その他の添加剤を均一に溶解または分散せしめて単量体組成物とした後、この単量体組成物を分散安定剤を含有する連続層、例えば水相中に適当な撹拌機を用いて適度な粒径に分散し、さらに重合反応を行ない、所望の粒径を有する現像剤を得る方法である。
【０１４５】
以下に本発明に関わる物性の測定方法について述べる。
【０１４６】
（１）樹脂被覆層の形成に使用される結着樹脂の重量平均分子量
測定は、ＴＨＦを展開溶媒としたＧＰＣにて以下の条件で測定した。
測定装置          ＨＬＣ８１２０ＧＰＣ
測定条件          測定温度４０℃、流量０．６ｍｌ／分、サンプル注入量２０μｌ、
サンプル濃度０．５％
検出器            屈折率計
カラム条件        ＴＳＫｇｅｌ  Ｓｕｐｅｒ２０００
ＴＳＫｇｅｌ  Ｓｕｐｅｒ３０００
ＴＳＫｇｅｌ  Ｓｕｐｅｒ４０００
ＴＳＫｇｅｌ  Ｓｕｐｅｒ５０００
ＴＳＫｇｅｌ  Ｓｕｐｅｒ６０００
ＴＳＫ  Ｇｕａｒｄ  Ｃｏｌｕｍ  Ｈ−Ｈを連結した。
【０１４７】
（２）黒鉛化粒子の黒鉛化度ｐ（００２）
黒鉛化度ｐ（００２）は、マックサイエンス社製の強力型全自動Ｘ線回折装置“ＭＸＰ１８”システムにより、黒鉛のＸ線回折スペクトルから得られる格子間隔ｄ（００２）を測定することで、ｄ（００２）＝３．４４０−０．０８６（１−ｐ2）で求めた。
【０１４８】
尚、格子間隔ｄ（００２）は、ＣｕＫαをＸ線源とし、ＣｕＫβ線はニッケルフィルターにより除去している。標準物質に高純度シリコンを使用し、Ｃ（００２）及びＳｉ（１１１）回折パターンのピーク位置から算出した。主な測定条件は以下のとおりである。
Ｘ線発生装置：１８ｋＷ
ゴニオメータ：横型ゴニオメータ
モノクロメータ：使用
管電圧：３０．０ｋＶ
管電流：１０．０ｍＡ
測定法：連続法
スキャン軸：２θ／θ
サンプリング間隔：０．０２０ｄｅｇ
スキャン速度：６．０００ｄｅｇ／ｍｉｎ
発散スリット：０．５０ｄｅｇ
散乱スリット：０．５０ｄｅｇ
受光スリット：０．３０ｍｍ
【０１４９】
（３）１μｍ以上の粒子の粒径測定（トナー粒子は除く）
レーザー回折型粒度分布計のコールターＬＳ−１３０型或いはＬＳ−２３０型粒度分布計（ベックマン・コールター社製）を用いて測定した。測定方法としては、水系モジュールを用い、測定溶媒としては純水を使用する。純水にて粒度分布計の測定系内を約５分間洗浄し、消泡剤として測定系内に亜硫酸ナトリウムを１０ｍｇ〜２５ｍｇ加えて、バックグラウンドファンクションを実行した。
【０１５０】
次に純水１０ｍｌ中に界面活性剤３滴〜４滴を加え、更に測定試料を５ｍｇ〜２５ｍｇ加えた。試料を懸濁した水溶液は超音波分散器で１分間〜３分間分散処理を行なって試料液とし、前記測定装置の測定系内に試料液を徐々に加えて、装置の画面上のＰＩＤＳが４５％〜５５％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。
【０１５１】
（４）１μｍ未満の微粒子の粒径測定
電子顕微鏡を用いて粒径を測定した。撮影倍率は６万倍にしたが、難しい場合は低倍率で撮影した後に６万倍となるように写真を拡大プリントした。写真上で１次粒子の粒径を測る。この際、長軸と短軸を測り、平均した値を粒径とする。これを、１００サンプルについて測定し、５０％値をもって平均粒径とした。
【０１５２】
（５）現像剤担持体表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の測定
ＪＩＳ  Ｂ０６０１（２００１）の表面粗さに基づき、小坂研究所製表面粗度計ＳＥ−３５００にて、軸方向３点×周方向３点＝９点について各々測定し、その平均値をとった。測定条件としては、カットオフ０．８ｍｍ、測定距離８．０ｍｍ、送り速度０．５ｍｍ／ｓｅｃにて行なった。
【０１５３】
（６）樹脂被覆層の体積抵抗の測定
１００μｍの厚さのＰＥＴシート上に７μｍ〜２０μｍの厚さの樹脂被覆層を形成し、ＡＳＴＭ規格（Ｄ−９９１−８２）及び日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ（２３０１−１９６９）に準拠した、導電性ゴム及びプラスチックの体積抵抗測定用の４端子構造の電極を設けた電圧降下式デジタルオーム計（川口電機製作所製）を使用して測定した。尚、測定環境は２０℃〜２５℃、５０％ＲＨ〜６０％ＲＨとした。
【０１５４】
（７）粒子の体積抵抗の測定
粒状試料を４０ｍｍφのアルミリングに入れ、２５００Ｎで加圧成型し、抵抗率計ロレスタＡＰ、又はハイレスタＩＰ（共に、三菱油化製）にて４端子プローブを用いて体積抵抗値を測定した。尚、測定環境は、２０℃〜２５℃、５０％ＲＨ〜６０％ＲＨとした。
【０１５５】
（８）球状粒子の真密度の測定
本発明で使用する球状粒子の真密度は、乾式密度計アキュピック１３３０（島津製作所製）を用いて測定した。
【０１５６】
（９）樹脂被覆層の膜厚（削れ量）の測定
樹脂被覆層の削れ量（膜削れ）の測定としてはＫＥＹＥＮＣＥ社製レーザー寸法測定器を用いた。コントローラＬＳ−５５００及びセンサーヘッドＬＳ−５０４０Ｔを用い、スリーブ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、スリーブの外径寸法の平均値から測定を行った。測定はスリーブ長手方向に対し３０分割して３０箇所測定し、更にスリーブを周方向に９０°回転させた後更に３０箇所、計６０箇所の測定を行い、その平均値をとった。表面被覆層形成前のスリーブの外径を予め測定しておき、表面被覆層形成後の外径、更に耐久使用後の外径を測定し、その差分をコート膜厚及び削れ量とした。
【０１５７】
（１０）トナー粒子の粒径測定
測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型、或いはコールターマルチサイザーＩＩ又はコールターマルチサイザーＩＩＩ（いずれもべックマン・コールター社製）を用いる。電解液は、１級塩化ナトリウムを用いて、約１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。例えば、ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（べックマン・コールター社製）が使用できる。測定方法としては、前記電解水溶液１００ｍｌ〜１５０ｍｌ中に分散剤として、界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を、０．１ｍｌ〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２ｍｇ〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１分〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャー或いは３０μｍアパーチャーを用いて、測定試料の体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出した。この結果より、体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径（Ｄ４）（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。
【実施例】
【０１５８】
次に、具体的実施例をもって、本発明を更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。なお、以下の配合における部数は、特にことわらない限りすべて質量部である。
【０１５９】
（樹脂の製造例１）
フェノール１ｍｏｌを３７％ホルムアルデヒド水溶液０．５ｍｏｌに溶解させた後、５０％水酸化ナトリウム水溶液０．４ｍｏｌを加え、９０℃まで昇温後１時間保持させて反応を行なった後、グリシジルメタクリレート０．１ｍｏｌと３７％ホルムアルデヒド水溶液０．５ｍｏｌを加え、更に９５℃で１時間還流状態を保持させた。その後減圧状態で脱水を行ない、室温まで冷却してからメタノールで希釈し、固形分が５０％になるように調整し、エポキシ変性フェノール樹脂Ａ−１を含有する樹脂溶液を得た。該樹脂Ａ−１の重量平均分子量（Ｍｗ）は９００であった。
【０１６０】
（樹脂の製造例２）
フェノール１ｍｏｌ、３７％ホルムアルデヒド水溶液１ｍｏｌ、ジグリシジルエーテル０．１ｍｏｌ及び５０％水酸化ナトリウム水溶液０．５ｍｏｌを加え、９５℃で２時間還流状態を保持させた。その後減圧状態で脱水を行ない、室温まで冷却してからメタノールで希釈し、固形分が５０％になるように調整し、エポキシ変性フェノール樹脂Ａ−２を含有する樹脂溶液を得た。該樹脂Ａ−２の重量平均分子量（Ｍｗ）は１１００であった。
【０１６１】
（樹脂の製造例３）
樹脂の製造例１において、グリシジルメタクリレートの添加量を０．００１ｍｏｌにする以外は樹脂の製造例１と同様にして、エポキシ変性フェノール樹脂Ａ−３を含有する樹脂溶液を得た。該樹脂Ａ−３の重量平均分子量（Ｍｗ）は７７０であった。
【０１６２】
（樹脂の製造例４）
樹脂の製造例１において、グリシジルメタクリレートの添加量を２ｍｏｌにする以外は樹脂の製造例１と同様にして、エポキシ変性フェノール樹脂Ａ−４を含有する樹脂溶液を得た。該樹脂Ａ−４の重量平均分子量（Ｍｗ）は１５００であった。
【０１６３】
（樹脂の製造例５）
樹脂の製造例１において、グリシジルメタクリレートに替えてビスフェノールＡのグリシジルエーテルを用いた以外は樹脂の製造例１と同様にして、エポキシ変性フェノール樹脂Ａ−５を含有する樹脂溶液を得た。該樹脂Ａ−５の重量平均分子量（Ｍｗ）は１０００であった。
【０１６４】
（樹脂の比較製造例１）
樹脂の製造例１において、グリシジルメタクリレートに替えてポリビニルブチラール樹脂を用いた以外は樹脂の製造例１と同様にして、Ａ−６を含有する樹脂溶液を得た。該樹脂Ａ−６の重量平均分子量（Ｍｗ）は１３００であった。
【０１６５】
（樹脂の比較製造例２）
樹脂の製造例１において、グリシジルメタクリレートに替えてベンゾグアナミンを用いた以外は樹脂の製造例１と同様にして、Ａ−７を含有する樹脂溶液を得た。該樹脂Ａ−７の重量平均分子量（Ｍｗ）は１２００であった。
【０１６６】
（樹脂の比較製造例３）
樹脂の製造例１において、グリシジルメタクリレートに替えてｍ−キシレン樹脂を用いた以外は樹脂の製造例１と同様にして、Ａ−８を含有する樹脂溶液を得た。該樹脂Ａ−８の重量平均分子量（Ｍｗ）は１３５０であった。
【０１６７】
（現像剤担持体（現像スリーブ）の製造例１）
樹脂Ａ−１（メタノール５０％含有溶液）                                  １６０部
黒鉛化粒子Ｂ−１                                                          ３６部
導電性カーボンブラック（一次粒径２５ｎｍ）                                  ４部
凹凸形成粒子Ｃ−１                                                        １２部
メタノール                                                              １２０部
ここで、上記黒鉛化粒子Ｂ−１は、メソカーボンマイクロビーズ粒子を酸化性雰囲気下で熱安定化処理した後に２８００℃で焼成することにより黒鉛化して得たもので体積平均粒径が４．５μｍである。黒鉛化粒子Ｂ−１の物性は表１に示した。更に、表２には樹脂被覆層に凹凸を付与するための粒子の物性を記載した。
【０１６８】
上記材料に直径１ｍｍのガラスビーズをメディア粒子として加え、サンドミルにて２時間分散し、フルイを用いてビーズを分離し、メタノールで固形分を３４％に調整し塗工液を得た。この塗工液を用い、外径２０ｍｍφ、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上を垂直に立て、一定速度で回転させるとともに、上下端部にマスキングを施し、スプレーガンを一定速度で下降させながら塗布することによって樹脂被覆層を形成させた。続いて熱風乾燥炉により１５０℃、３０分間加熱して樹脂被覆層を硬化させ現像剤担持体（現像スリーブ）Ｓ−１を作製した。表３に該現像剤担持体（現像スリーブ）Ｓ−１の樹脂被覆層の処方と物性を挙げた。
【０１６９】
（現像剤担持体（現像スリーブ）の製造例２〜１０及び比較製造例１〜４）
表３に記載した処方により、現像剤担持体（現像スリーブ）の製造例１と同様にしてメタノールにて固形分を３４％に調整した塗工液を作製した後、表面に樹脂被覆層を有する現像剤担持体（現像スリーブ）Ｓ−２〜Ｓ−１４を製造した。ここで樹脂Ａ−０は、フェノール１ｍｏｌを３７％ホルムアルデヒド水溶液１ｍｏｌに溶解させた後、２５％アンモニア水溶液０．７ｍｏｌを加え、９０℃まで昇温後２時間保持させて反応を行なった後、その後減圧状態で脱水を行ない、室温まで冷却してからメタノールで希釈し、固形分が５０％になるように調整することによって得られた未変性フェノール樹脂である。
【０１７０】
（現像剤の製造例１）
スチレン                                                                ７０部
アクリル酸ｎ−ブチル                                                    ２０部
マレイン酸モノブチル                                                      ８部
ジビニルベンゼン                                                          １部
ベンゾイルパーオキサイド                                                  １部
ジ−ｔ−ブチルパーオキシー２−エチルヘキサノエート                    ０．５部
上記混合物にポリビニルアルコール部分ケン化物１部を溶解した水２００部を加え、激しく撹拌させて懸濁分散液とした。更に、水５０部を加え、窒素置換した反応器に上記懸濁分散液を添加し、反応温度８５℃にて９時間懸濁重合反応させた。反応終了後、水洗し、脱水、乾燥工程を経て、ビニル系樹脂（１）を得た。
【０１７１】
上記ビニル系樹脂（１）                                                １００部
マグネタイト                                                            ９０部
アゾ系鉄錯体化合物（負帯電性荷電制御剤）                                  ２部
フィッシャートロプシュワックス                                            ４部
上記混合物を１３０℃に加熱した２軸混練押し出し機にて混練した。得られた混練物を冷却した後、ハンマーミルで粗粉砕し、該粗粉砕物をジェット気流を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕粉をコアンダ効果を利用した多分割分級装置で、超微粉及び粗粉を同時に分級除去して、重量平均粒径（Ｄ４）が７．５μｍのトナー粒子を得た。
【０１７２】
このトナー粒子１００部に対し、ヘキサメチルジシラザン及びジメチルシリコーンオイル処理を施した負帯電性疎水性シリカ微粉末（ＢＥＴ３００ｍ2／ｇ）を１．３部加え、ヘンシェルミキサーにて混合し、本発明に使用する一成分系負帯電性磁性現像剤（トナー１）を得た。
【０１７３】
＜実施例１＞
先ず、前述の現像スリーブＳ−１にマグネットローラを挿入し、両端にフランジを取り付けた。
【０１７４】
このようにして得られた現像剤担持体を、静電潜像担持体としてＯＰＣドラムを使用したキヤノン製デジタル複写機ＩＲ２０００（２３０Ｖ機仕様）の現像器に組み込み、上記トナー１を用いて１枚／１０秒の間欠モードで１５万枚画出しを行なった後、その状態で一週間放置した後（朝一）に再度画出しを行なった。画像評価は、常温常湿度環境（２３℃、５０％ＲＨ；Ｎ／Ｎ）、低温低湿度環境（１５℃、１０％ＲＨ；Ｌ／Ｌ）及び高温高湿度環境（３３℃、９０％ＲＨ；Ｈ／Ｈ）において実施した。なお現像装置の概略は、図７に挙げたようなものであり、現像剤層厚規制部材としては、ウレタンゴムからなる弾性ブレードを使用した。画像評価の結果は表４に挙げたように、いずれの環境下においても終始良好な現像性を得ることができた。
【０１７５】
評価方法及び評価基準は以下の通りである。
【０１７６】
（１）画像濃度
画像比率５．５％であるテストチャート上の５ｍｍφ丸部のコピー画像濃度を、反射濃度計ＲＤ９１８（マクベス製）により反射濃度測定を行い、１０点の平均値をとって画像濃度とした。
【０１７７】
（２）カブリ
適正画像におけるベタ白画像の反射率を測定し、更に未使用の転写紙の反射率を測定し、（ベタ白画像の反射率の最悪値―未使用転写紙の反射率の平均値）をカブリ濃度とし、評価結果を下記の指標にて示した。（但し、反射率の測定はランダムに１０点の測定を行なった。）反射率はＴＣ−６ＤＳ（東京電色製）によって測定を行なった。
Ａ：１．０％以下（目視ではカブリは認められない）
Ｂ：１．０％〜２．０％（注視しなければカブリは認められない）
Ｃ：２．０％〜３．０％（カブリはあるものの実用上問題なし）
Ｄ：３．０％以上（カブリが目立ちＮＧレベル）
【０１７８】
（３）画質
Ａ：倍率が１０倍のルーペで見ても飛び散りのない鮮明な画像である
Ｂ：目視で見る限り鮮明な画像である
Ｃ：若干飛び散りが見られるものの実用上問題ない
Ｄ：飛び散り以外に文字のカスレが目立つ
【０１７９】
（４）スリーブゴースト
図１０（Ａ）に示した幅ａで長さｌのベタ黒の帯状画像Ｘをコピーした後、図１０（Ｂ）に示した幅ｂ（＞ａ）で長さｌのハーフトーン画像Ｙをコピーした際、該ハーフトーン画像上に現れる濃淡差（図１０（Ｃ）のＡ，Ｂ，Ｃの部分）を評価した。
Ａ：濃度差が全く見られない。（濃度差が０．０２未満）
Ｂ：ＢとＣで軽微な濃度差が見られる。（濃度差が０．０２以上０．０４未満）
Ｃ：Ａ，Ｂ，Ｃの各々で若干の濃度差が見られる。(濃度差が０．０４以上０．０７未満)
Ｄ：顕著な濃度差が見られる。（濃度差が０．０７以上）
【０１８０】
（５）フェーディング
ベタ黒画像をコピーして、図２に示したような画像上で帯状に発生した濃度薄の部分の濃度と正常画像部の濃度との差で評価した。
Ａ：濃度薄発生部分が全く見られない。（濃度差が０．０２未満）
Ｂ：軽微な濃度薄発生部分が見られる。（濃度差が０．０２以上０．０８未満）
Ｃ：濃度薄発生部分が見られるものの、実用画像では問題にならないレベル。
（濃度差が０．０８以上０．２０未満）
Ｄ：顕著な濃度差が見られ、実用画像でも問題とされるレベル。
（濃度差が０．２０以上）
【０１８１】
（６）現像剤担持体の表面粗さ（Ｒａ）変化
評価前と評価終了後の現像剤担持体の表面粗さ（Ｒａ）の差（ΔＲａ）を比較することで、現像剤担持体表面の耐摩耗性を判断した。
Ａ：耐摩耗性が極めて良好。（ΔＲａが０．１０μｍ未満）
Ｂ：耐摩耗性は比較的良好。（ΔＲａが０．１０μｍ以上０．２０μｍ未満）
Ｃ：耐摩耗性はやや弱いものの実用上問題ない。
（ΔＲａが０．２０μｍ以上０．３５μｍ未満）
Ｄ：耐摩耗性は弱く、実用上でも問題になる。（ΔＲａが０．３５μｍ以上）
【０１８２】
（７）樹脂被覆層の耐摩耗性
耐久前後の現像剤担持体表面の算術平均粗さ（Ｒａ）と樹脂被覆層の膜厚の削れ量を測定した。
【０１８３】
＜実施例２〜１０及び比較例１〜４＞
夫々現像スリーブＳ−１〜Ｓ−１４を用い、実施例１と同様の評価方法にて、画像評価を行なった。結果は表４及び５に挙げた。
【０１８４】
（現像剤担持体（現像スリーブ）の製造例１１〜１５及び比較製造例５〜７）
表６に記載した処方により、現像剤担持体（現像スリーブ）の製造例１と同様にしてメタノールにて固形分を３４％に調整した塗工液を作製した後、表面に樹脂被覆層を有する現像剤担持体（現像スリーブ）Ｓ−１５〜Ｓ−２２を製造した。但し、スリーブ素管としては、外径２４．５ｍｍφ、中心線平均粗さＲａ＝０．３μｍの研削加工したアルミニウム製円筒管を用いた。
【０１８５】
（現像剤の製造例２）
テレフタル酸                                                      １５ｍｏｌ％
ｎ−ドデセニル無水コハク酸                                        １２ｍｏｌ％
無水トリメリット酸                                                ２５ｍｏｌ％
エチレンオキサイド付加ビスフェノールＡ                            ２８ｍｏｌ％
プロピレンオキサイド付加ビスフェノールＡ                          ２０ｍｏｌ％
上記原料を５リットル４口フラスコに仕込み、還流冷却器、水分離装置、Ｎ2ガス導入管、温度計及び撹拌装置を付し、フラスコ内にＮ2ガスを導入しながら１８０℃で縮合重合反応を行い、反応終了後、水洗し、脱水、乾燥工程を経て、ポリエステル樹脂（２）を得た。
【０１８６】
上記ポリエステル系樹脂（２）                                          １００部
マグネタイト                                                            ８５部
アゾ系鉄錯体化合物（負帯電性荷電制御剤）                                  ２部
低分子量エチレン−プロピレン共重合体                                      ３部
上記材料を用い、現像剤の製造例１と同様の方法にて重量平均粒径（Ｄ４）が６．７μｍのトナー粒子を得た。
【０１８７】
このトナー粒子１００部に対し、ヘキサメチルジシラザンで処理を施した負帯電性疎水性シリカ微粉末（ＢＥＴ３００ｍ2／ｇ）を１．２部、チタン酸ストロンチウム４．０部を加え、ヘンシェルミキサーにて混合し、本発明に使用する一成分系負帯電性磁性現像剤（トナー２）を得た。
【０１８８】
＜実施例１１〜１５及び比較例５〜７＞
先ず、前述の現像スリーブＳ−１５〜Ｓ−２２にマグネットローラを挿入し、両端にフランジを取り付けた。
【０１８９】
このようにして得られた現像剤担持体を、静電潜像担持体としてアモルファスシリコンドラムを使用したキヤノン製デジタル複写機ＩＲ６０００の現像器に組み込み、上記トナー２を用いて連続モードで５０万枚画出しを行なった後、その状態で一週間放置した後（朝一）に再度画出しを行なった。画像評価は、常温常湿度環境（２３℃、５０％ＲＨ；Ｎ／Ｎ）、低温低湿度環境（１５℃、１０％ＲＨ；Ｌ／Ｌ）及び高温高湿度環境（３３℃、９０％ＲＨ；Ｈ／Ｈ）において実施した。なお現像装置の概略は、図５に挙げたようなものであり、現像剤層厚規制部材としては、磁性ブレードを使用した。画像評価の結果は表７に挙げた。
【０１９０】
（現像剤担持体（現像スリーブ）の製造例１６〜２０及び比較製造例８〜１０）
表６に記載した処方により、現像剤担持体（現像スリーブ）の製造例１と同様にしてメタノールにて固形分を３４％に調整した塗工液を作製した後、表面に樹脂被覆層を有する現像剤担持体（現像スリーブ）Ｓ−２３〜Ｓ−３０を製造した。但し、スリーブ素管としては、外径２０ｍｍφ、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用いた。
【０１９１】
（現像剤の製造例３）
高速撹拌装置ＴＫ−ホモミキサーを備えた２リットル用四つ口フラスコ中に、イオン交換水８８０部と０．１モル／リットル−Ｎａ3ＰＯ4水溶液４５０部を添加し、回転数を１２０００ｒｐｍに調整し、５８℃に加温せしめた。ここに１．０モル／リットル−ＣａＣｌ2水溶液６８部を徐々に添加し、微小な難水溶性分散剤Ｃａ3（ＰＯ4）2を含む分散媒系を調製した。
【０１９２】
一方、分散質系は、
スチレンモノマー                                                      １７０部
ｎ−ブチルアクリレートモノマー                                          ３０部
ローダミン顔料                                                          １４部
ポリエステル樹脂                                                          ８部
（テレフタル酸とプロピレンオキサイド付加ビスフェノールＡをモル比で５０：５０
で混合し、縮重合して得られたもの）
サリチル酸クロム化合物（負帯電性荷電制御剤）                              ２部
エステル系ワックス                                                      ２０部
上記混合物をアトライターを用い３時間分散させた後、重合開始剤である２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１０部を添加し分散物を得た。これを上記分散媒中に投入し回転数を維持しつつ１２分間造粒した。その後高速撹拌器からプロペラ撹拌羽根に撹拌器を変え、内温を８０℃に昇温させ５０ｒｐｍで重合を１０時間継続させた。重合終了後スラリーを冷却し、希塩酸を添加し分散剤を除去せしめた。更に洗浄及び乾燥してマゼンタトナー粒子を得た。該マゼンタトナーの重量平均粒径（Ｄ４）は８．３μｍであった。
【０１９３】
このトナー粒子１００部に対し、ジメチルジクロルシラン処理を施した負帯電性疎水性シリカ微粉末（ＢＥＴ３００ｍ2／ｇ）を０．４部、アルミナ微粉末（ＢＥＴ１００ｍ2／ｇ）を０．４部、チタン酸ストロンチウム０．５部を加え、ヘンシェルミキサーにて混合した。
【０１９４】
このマゼンタトナー６部と、スチレン−メタクリル酸メチル−アクリル酸−２−エチルヘキシル共重合体（共重合比＝４５：３５：２０）で表面を被覆したＣｕ（１５）−Ｚｎ（１５）−Ｆｅ（７０）系フェライト粒子（括弧内は質量比）の９４部とを混合して二成分系負帯電性非磁性現像剤（現像剤３）を得た。
【０１９５】
＜実施例１６〜２０及び比較例８〜１０＞
現像スリーブＳ−２３〜Ｓ−３０を、静電潜像担持体としてＯＰＣドラムを使用したキヤノン製フルカラーデジタル複写機ＣＰ２１００改造機のマゼンタトナー用現像器に組み込み、上記現像剤３を用いて連続モードで５万枚画出しを行なった後、その状態で一週間放置した後（朝一）に再度画出しを行なった。画像評価は、常温常湿度環境（２３℃、５０％ＲＨ；Ｎ／Ｎ）、低温低湿度環境（１５℃、１０％ＲＨ；Ｌ／Ｌ）及び高温高湿度環境（３３℃、９０％ＲＨ；Ｈ／Ｈ）において実施した。なお現像装置の概略は、図８に挙げたようなものを非磁性現像剤用に改造したものであり、現像剤層厚規制部材としては、リン青銅薄板上にショアーＤ硬度４０度のポリアミドポリエーテルエラストマーを射出成形にて設けて改造した弾性規制部材を用いた。画像評価の結果は表７に挙げた。
【０１９６】
【表１】
2005351927.tif 000003
【０１９７】
【表２】
2005351927.tif 000004
【０１９８】
【表３】
2005351927.tif 000005
【０１９９】
【表４】
2005351927.tif 000006
【０２００】
【表５】
2005351927.tif 000007
【０２０１】
【表６】
2005351927.tif 000008
【０２０２】
【表７】
2005351927.tif 000009
【０２０３】
【表８】
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【図面の簡単な説明】
【０２０４】
【図１】スリーブゴーストを説明するために用いたプリント画像の模式図である。
【図２】フェーディングを説明するために用いたプリント画像の模式図である。
【図３】本発明に用いられる現像剤担持体表面上の樹脂被覆層の断面を示す模式図である。
【図４】本発明に用いられる現像剤担持体表面上の樹脂被覆層の断面を示す模式図である。
【図５】本発明に用いられる現像剤担持体表面上の樹脂被覆層の断面を示す模式図である。
【図６】本発明の現像剤担持体を用いた現像装置に使用することのできる、磁性ブレードを用いた一成分系現像装置を示した概略的説明図である。
【図７】本発明の現像剤担持体を用いた現像装置に使用することのできる、弾性ブレードを用いた一成分系現像装置を示した概略的説明図である。
【図８】本発明の現像剤担持体を用いた現像装置に使用することのできる、非磁性一成分系現像装置を示した概略的説明図である。
【図９】本発明の現像剤担持体を用いた現像装置に使用することのできる、二成分系現像装置を示した概略的説明図である。
【図１０】本発明の実施例及び比較例における、スリーブゴーストの評価方法を説明するためのプリント画像の模式図である。
【符号の説明】
【０２０５】
１  樹脂被覆層
２  基体
ａ  結着樹脂
ｂ  導電剤
ｃ  固体潤滑剤
６１０  現像剤担持体
８０８  現像剤担持体
９１０  現像剤担持体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005351927.tif 000016
【図７】
2005351927.tif 000017
【図８】
2005351927.tif 000018
【図９】
2005351927.tif 000019
【図１０】
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