(57)【要約】【課題】様々な環境下長期間印刷しても現像剤担持体表面の削れを抑制し良好な画質性能が得られる現像剤担持体を提供する。【解決手段】静電潜像担持体上の静電潜像を現像剤担持体に担持搬送された現像剤により現像し可視像化する現像装置に用いられる現像剤担持体であって、基体及び基体上の表面層を有し、表面層は結着樹脂、導電性微粒子、新モース硬度１０以上で個数平均径２．０ｕｍ未満で平均円形度０．９０以下の粒子ａ及び個数平均径２．０μｍ以上でヤング率１００ＧＰａ以上で平均円形度０．９０以上の、表面層に凹凸を付与する粒子ｂを含み、表面層表面に粒子ｂに由来する凸部が複数存在し、表面層中、粒子ｂはその表面が結着樹脂で被覆され表面層表面に非露出の状態で表面層に含まれ、粒子ａは粒子ｂ表面を被覆する結着樹脂中に含まれ且つ表面層表面の複数の凸部の間の谷部に存在する結着樹脂中に含まれる。【選択図】図１
2017058615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤担持体に担持搬送された現像剤により現像し可視像化する現像装置に用いられる現像剤担持体であって、
基体および該基体上に設けられた表面層を有し、
該表面層は、
結着樹脂、
導電性微粒子、
新モース硬度が１０以上であり、個数平均径が２．０μｍ未満であり、かつ平均円形度が０．９０以下である粒子ａ、および
個数平均径が２．０μｍ以上、ヤング率が１００ＧＰａ以上であり、さらに平均円形度が０．９０以上である該表面層に凹凸を付与させるための粒子ｂ
を含み、
該表面層の表面には、該粒子ｂに由来する凸部が複数存在しており、
該表面層中において、該粒子ｂは、その表面が該結着樹脂で被覆され、該表面層の表面に非露出の状態で該表面層に含有されており、該粒子ａは、該粒子ｂの表面を被覆している結着樹脂中に含まれていると共に、該表面層の表面の複数の凸部の間の谷部に存在する結着樹脂中にも含まれている
ことを特徴とする現像剤担持体。
【請求項２】
粒子ｂの個数平均径が、粒子ａの個数平均径の５倍以上である、請求項１記載の現像剤担持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置などに備わる、静電潜像を現像剤により可視像化する現像装置に好適に用いることのできる、現像剤担持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真画像は様々な環境で長期に使用される場合においても、高画質化、高耐久化が求められている。そのためには、現像剤であるトナーに、長期に渡って高く均一な帯電性能を保持させることが重要である。また、グラファイトの如き導電性微粒子を含む塗料の塗膜を乾燥させて形成してなる樹脂層を表面層として備えた現像剤担持体が好ましく用いられている。
【０００３】
最近では、現像剤担持体上のトナーを薄層に制御することで、トナーに高く均一な帯電量を持たせ、高画質化を図る技術が知られている。これは、現像剤担持体上のトナーの量を減らすことで、現像剤担持体とトナーとの接触回数を増やし、トナーを効率良く摩擦帯電させる技術である。しかし、現像剤担持体上のトナーを薄層にするためには、現像剤担持体上に搬送されるトナーの量を従来以上に強く制御し規制する必要がある。その際、現像剤担持体と規制部の間でスペーサー粒子として働くトナーの量が減るため、現像剤担持体表面にかかる圧力が増加し、長期の使用で現像剤担持体の表面が削れるという現象が起きることがあった。このような現象は、トナーの流動性が低下し現像剤担持体上のトナーが薄層になりやすい高温高湿環境化にて長期間使用した場合に起こりやすい。加えて、図２に示すように、現像剤担持体表面に弾性のある規制ブレードを当接させることで、トナーの搬送量を規制するような現像方法では、低温環境でも長期の使用で現像剤担持体の表面が削れる可能性がある。これは、低温環境によって規制ブレードの弾性が低下し、現像剤担持体表面への負荷が増大することが原因である。
【０００４】
これらの問題を解決する為に、特許文献１では、モース硬度が６以上の粒子を含有した樹脂層を現像剤担持体表面に形成することで強度を向上させ、現像担持体表面の削れを抑制している。
【０００５】
また、特許文献２では、モース硬度が６以上の粒子を含有した樹脂層を現像剤担持体表面に形成することで強度を向上させ、かつ高硬度のグラファイトを含有させることで、現像担持体表面の削れを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２８０６０４号公報
【特許文献２】特許第４２９８４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されるように現像剤担持体表面の強度を強化させた場合、現像剤担持体表面上に存在する凸部に応力が集中する可能性がある。長期の印刷で凸部に繰り返し応力が集中した場合、凸部の樹脂層が剥がれてしまい、現像性の低下を引き起こす場合がある。このような結着樹脂の剥がれは、現像剤担持体表面で局所的に発生する為、特にドット画像の如き微細な画像の画質が悪化することがある。
【０００８】
特許文献２においても、長期の印刷で凸部に繰り返し応力が集中した場合の、凸部に密着した結着樹脂が剥がれる可能性については言及されていない。
【０００９】
今後、従来よりもさらに長期の印刷を可能にすることが求められている状況を鑑みると、様々な環境下でより一層長期の印刷を行っても、現像担持体表面の削れを抑制し、かつ安定した画像性能を得るための技術については、改善の余地があるのが現状である。
【００１０】
上記状況を鑑みた本発明の目的は、様々な環境下において、長期に亘る印刷をした場合でも、現像剤担持体表面の削れを抑制し、かつ、終始良好な画質性能を得ることができる現像剤担持体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、
静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤担持体に担持搬送された現像剤により現像し可視像化する現像装置に用いられる現像剤担持体であって、
基体および該基体上に設けられた表面層を有し、
該表面層は、
結着樹脂、
導電性微粒子、
新モース硬度が１０以上であり、個数平均径が２．０μｍ未満であり、かつ平均円形度が０．９０以下である粒子ａ、および
個数平均径が２．０μｍ以上、ヤング率が１００ＧＰａ以上であり、さらに平均円形度が０．９０以上である該表面層に凹凸を付与させるための粒子ｂ
を含有し、
該表面層の表面には、該粒子ｂに由来する凸部が複数存在しており、
該表面層中において、該粒子ｂは、その表面が該結着樹脂で被覆され、該表面層の表面に非露出の状態で該表面層に含有されており、該粒子ａは、該粒子ｂの表面を被覆している結着樹脂中に含まれていると共に、該表面層の表面の複数の凸部の間の谷部に存在する結着樹脂中にも含まれている
ことを特徴とする現像剤担持体が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、様々な環境下において、長期に亘る印刷をした場合でも、現像剤担持体表面の削れを抑制し、かつ、終始良好な画質性能を得ることができる現像剤担持体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明における現像剤担持体の表面層を模式的に示す断面図である。
【図２】現像剤担持体を備える現像装置の一例を説明するための模式図である。
【図３】現像剤担持体を備える現像装置の別の例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、現像剤担持体に担持搬送された現像剤により現像し可視像化する現像装置に用いられる現像剤担持体に関する。
【００１５】
本発明に係る現像剤担持体は、基体と、基体上に形成された表面層とを有する。表面層は、結着樹脂と、導電性微粒子と、粒子ａと、粒子ｂとを含む。粒子ａは、新モース硬度が１０以上であり、個数平均径が２．０μｍ未満であり、かつ平均円形度が０．９０以下の粒子である。粒子ｂは、ヤング率が１００ＧＰａ以上、個数平均径が２．０μｍ以上であり、さらに平均円形度が０．９０以上の粒子である。粒子ｂは、表面層に凹凸を付与させるための粒子である。表面層の表面には、粒子ｂに由来する凸部が複数存在している。表面層中において、粒子ｂは、その表面が結着樹脂で被覆され、表面層の表面に非露出の状態で表面層に含有されている。また、粒子ａは、粒子ｂの表面を被覆している結着樹脂中に含まれていると共に、表面層の表面の複数の凸部の間の谷部に存在する結着樹脂中にも含まれている。
【００１６】
まず、粒子ａについて述べる。粒子ａは、現像剤担持体表面の削れに対する耐久性を向上させる目的で含有させている。そのため、材料の傷つきやすさ、すなわち削れやすさの指標である新モース硬度が１０以上、好ましくは１２以上であることを特徴としている。新モース硬度とは、滑石を１、ダイヤモンドを１５とし、標準となる鉱物と試料を相互に引き合わせ、傷つく方が軟らかく、硬度が小であるとする定性的な方法によって決められた値である。本発明で粒子ａには、新モース硬度が１０以上と大きい、すなわち削れにくい材料を選択している。そのため、粒子ａを結着樹脂に含有させることで現像剤担持体表面の耐摩耗性が向上し、長期に亘る印刷をした場合でも、現像剤担持体表面の削れを抑制できる。新モース硬度が１０未満の場合、現像剤担持体表面の耐摩耗性が十分ではないため、長期の印刷による現像剤担持体表面の削れが顕著となりやすい。
【００１７】
本発明で粒子ａとして用いることのできるものの例として、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの酸化物；窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化チタンなどの窒化物；炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素などの炭化物；ホウ化ケイ素、ホウ化ジルコニウムなどのホウ化物；ケイ化ジルコニウムなどのケイ化物、等が挙げられ、これらのうち１種、または必要に応じて２種以上を用いることができる。
【００１８】
本発明で使用される粒子ａは個数平均径が２．０μｍ未満であり、好ましくは１．５μｍ以下である。粒子ａの個数平均径が２．０μｍ未満であると、現像剤担持体の表面層における粒子ａの分散性が良好となるため、充分な耐摩耗性を得ることができる。その結果、長期に亘る印刷で、現像剤担持体表面の削れを抑制できる。
【００１９】
また、本発明の粒子ａは平均円形度が０．９０以下である。平均円形度が０．９０以下であると、粒子ａが現像担持体表面を効率よく覆うことができるため、耐摩耗性が向上し、現像剤担持体表面の削れを抑制できる。
【００２０】
上述した粒子ａを含有させることで、耐摩耗性に優れた現像剤担持体表面を得ることができるが、それだけでは長期の印刷でも現像剤担持体表面の削れを抑制し、かつ、良好な画質性能を持つ現像剤担持体を得ることはできない。単純に粒子ａを含有させただけでは、現像剤担持体表面の削れに対する強度は向上するが、現像剤担持体表面の凸部に応力が集中するため、長期の印刷によって、凸部に密着していた結着樹脂が剥がれる可能性がある。結着樹脂が剥がれると、凸部を形成する粒子が現像剤担持体表面に露出するため、現像剤担持体表面の組成が一様ではなくなる。その結果、現像剤担持体が持つトナーへの帯電付与性能に局所的な違いが生じるため、トナーの帯電が均一でなくなり、特にドット画像などの微細な画像の画質が悪化する問題が起きやすくなる。
【００２１】
長期の印刷でも現像剤担持体表面の削れを抑制し、かつ、良好な画質性能を持つ現像剤担持体を得るためには、現像剤担持体表面の凸部に繰り返し応力が集中しても凸部を被覆している結着樹脂が剥がれないことが重要である。結着樹脂の剥がれを抑制するためには、現像剤担持体表面の凹凸を付与させる粒子を適正に選択することが必要である。
【００２２】
本発明者らが鋭意検討した結果、長期の印刷によって凸部を被覆している結着樹脂の剥がれる理由は、凸部に繰り返し応力が集中することで、凸部内部の粒子が何度も弾性変形し、結着樹脂と粒子の密着性が低下するためであることを見極めた。そこで、本発明者らは、物質の弾性変形しやすさを示すヤング率に着目し、弾性変形しにくい、すなわちヤング率の大きい粒子を凸部を形成する粒子として選択することで、樹脂の剥がれを抑制できることを見出した。
【００２３】
本発明で使用する粒子ｂは、現像剤担持体表面に凹凸を付与させるための凸部の粒子として使用するものであり、ヤング率が１００ＧＰａ以上、好ましくは２００ＧＰａ以上である。ヤング率が１００ＧＰａ以上であると、印刷時にかかる応力によって生じる粒子ｂの弾性変形が抑制され、粒子ｂと結着樹脂との密着性を維持することができるため、凸部の結着樹脂が剥がれにくくなる。その結果、長期に亘る印刷でも現像剤担持体が持つトナーへの帯電付与性能が均一に保たれ、ドット画像などの微細な画質性能が終始良好となる。
【００２４】
粒子ｂとして使用できるものの例として、酸化アルミニウム、酸化チタンなどの酸化物；鉄、銅、タングステン、チタン、モリブデンなどの金属；窒化ケイ素、窒化ホウ素などの窒化物；炭化ケイ素、炭化ホウ素等の炭化物等が挙げられ、これらのうち１種、または必要に応じて２種以上を用いることができる。
【００２５】
粒子ｂは個数平均径が２．０μｍ以上である。２．０μｍ以上であると、現像剤担持体表面の凹凸の大きさを制御しやすく、現像剤担持体に適正なトナー搬送能力を持たせることができる。その結果、高温高湿環境のようなトナーの流動性が低下する環境下で印刷した場合でも、現像担持体上のトナー搬送量が適正量を維持できるため、高い画像濃度を得ることができる。
【００２６】
さらに、粒子ｂは平均円形度が０．９０以上である。平均円形度が０．９０以上の球形粒子であれば、粒子ｂの長辺、短辺の差が小さいため、現像剤担持体表面に均一な凹凸を付与でき、安定したトナー搬送性能を持つ現像剤担持体を得ることができる。その結果、高温高湿環境のようなトナーの流動性が低下する環境下で印刷した場合に、現像担持体上のトナー搬送量が適正量となり、高い画像濃度を得ることができる。
【００２７】
また、図１に示すように、現像剤担持体表面層中において、粒子ｂ（２）は、その表面が結着樹脂（４）で被覆され、表面層の表面に非露出の状態で表面層に含有されている。また、粒子ａ（１）は、粒子ｂの表面を被覆している結着樹脂中に含まれていると共に、表面層の表面の複数の凸部の間の谷部に存在する結着樹脂中にも含まれていることが重要である。現像担持体表面に粒子ｂが露出していると、現像剤担持体表面の組成が一様ではなくなるため、現像剤担持体が持つトナーへの帯電付与性能に局所的な違いが生じる。その結果、現像担持体が持つトナーへの帯電付与性能が均一でなくなり、特にドット画像などの微細な画像の画質が悪化する問題が起きやすくなる。
【００２８】
粒子ｂの表面が結着樹脂で被覆され、現像剤担持体表面に露出させないためには、粒子ｂの個数平均径が粒子ａの個数平均径の５倍以上であることが好ましい。粒子ａに対する粒子ｂの粒径の比（粒子ｂの径／粒子ａの径）が５以上であると、粒子ａを含む結着樹脂層が粒子ｂを内包しやすくなるため、粒子ｂが現像剤担持体表面に露出するのを防ぐことができる。
【００２９】
また、粒子ａは現像剤担持体表面の凹部および凸部に関わらず、全体に均一に分散していることが望ましい。粒子ａが均一に存在することで、現像剤担持体表面の耐摩耗性が均一になるため部分的な削れを抑制できる。その結果、ドット画像などの微細な画像の画質が悪化する現象が起きにくくなる。
【００３０】
次に、本発明に用いられる結着樹脂としては、一般に公知の樹脂、特には現像剤担持体の分野で公知の樹脂、が使用可能である。
【００３１】
例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、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、メラミン系樹脂、尿素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。機械的強度を考慮すると熱あるいは光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。
【００３２】
現像剤担持体の表面層の表面粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１に規定の算術平均粗さ（Ｒａ）で０．３０μｍ以上、２．５０μｍ以下の範囲にあることが好ましい。０．３０μｍ以上であれば、現像剤を十分に搬送させることが容易となり、トナー不足による画像濃度薄やトナーコート不均一化に伴う画像不良の発生を抑制することが容易である。また、２．５０μｍ以下であれば、トナーの摩擦帯電付与を均一にすることが容易なため摩擦帯電不足による画像濃度薄の発生を容易に抑制できる。
【００３３】
表面層の膜厚は、現像方式および粒子ｂの個数平均径によって好適な膜厚は異なるものの、５．０μｍ以上、３０．０μｍ以下の範囲にあることが好ましい。膜厚が５．０μｍ以上であれば、表面層が基体表面全体を隙間なく覆うことが容易なため、部分的に基体が露出することがなく、現像剤に均一に摩擦帯電を付与することが容易となる。また、膜厚が３０．０μｍ以下であれば、表面粗さの制御を安定して行いやすい。また、粒子ｂの個数平均径の値よりも膜厚が厚いことが、粒子ｂを内包しやすいという観点から好ましい。
【００３４】
本発明に係る現像剤担持体の表面層を得る方法としては、表面層を形成する成分を溶媒中に分散混合して塗料化し、現像剤担持体の基体上に塗布することが好ましい。各成分の分散混合には、ボールミル、サンドミル、アトライター、ビーズミル、の如き公知のメディア分散装置や、衝突型微粒化法や薄膜旋回法を利用した公知のメディアレス分散装置が好適に利用可能である。また分散した塗料の塗工方法としては、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法、静電塗布法の如き公知の方法が適用可能である。
【００３５】
本発明に係る現像剤担持体は、導電性微粒子を表面層中に含有している。この際に使用される導電性微粒子としては、現像剤担持体の分野で公知の材料を適宜選ぶことができ、例えば以下のものが挙げられる。アルミニウム、銅、ニッケル、銀の如き金属の微粉末；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、チタン酸カリウムの如き導電性金属酸化物；結晶性グラファイト；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、チャネルブラックの如き導電性カーボンブラック；金属繊維。また、これらを同時に使用してもよい。
【００３６】
導電性微粒子については、表面層の体積抵抗値を所望の値にするために適宜選ぶことが出来るが、これらのうち、分散性及び電気伝導性に優れることから、特にカーボンブラック、グラファイトが好ましい。
【００３７】
このうち、導電性カーボンブラック、とりわけ導電性のアモルファスカーボンは、特に電気伝導性に優れ、高分子材料に充填して導電性を付与し、その添加量をコントロールするだけで、ある程度任意の導電度を得ることができるため好適に用いることができる。また塗料にした場合のチキソ性効果により分散安定性・塗工安定性も良好となる。
【００３８】
また、結晶性グラファイトは、導電性に優れることに加え、表面層に添加することにより表面潤滑性が増し、表面層の耐トナー汚染性が向上する。
【００３９】
導電性微粒子の添加量は、その粒径によっても異なるが、結着樹脂１００質量部に対して１質量部以上、１００質量部以下の範囲とすることが好ましい。１質量部以上であれば樹脂層の低抵抗化と高潤滑性を向上することが可能となり、１００質量部以下であると、表面層の強度（耐摩耗性）を大きく低下させることなく、抵抗値を好適に下げることが可能となる。
【００４０】
また、導電性粒子の体積平均粒径は、分散安定性の観点から１０ｎｍ以上、樹脂組成物の抵抗均一性の観点から２０μｍ以下が好ましい。
【００４１】
本発明の現像剤担持体に形成される表面層の体積抵抗値としては、１×１０−１Ω・ｃｍ以上、１×１０５Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、１×１０−１Ω・ｃｍ以上、１×１０３Ω・ｃｍ以下であることがより好ましい。体積抵抗値が１×１０−１Ω・ｃｍ以上、１×１０５Ω・ｃｍ以下であれば、現像剤への帯電付与を適正に行うことが容易である。
【００４２】
次に、本発明の現像剤担持体を用いた現像方法を実現する現像装置の一例を図に沿って具体的に説明する。図２に、本発明の現像剤担持体を用いた現像方法を実現するための現像装置の一例の模式図を示す。ただし、本発明では、基体、表面層の基体上の配置、および現像剤担持体の形状については、現像剤担持体として公知の形態を適宜採用可能である。
【００４３】
本発明の現像剤担持体を用いて現像を行う場合、図２に示される如く、弾性規制ブレードを使用し、この弾性規制ブレード６１６を現像スリーブに対して、現像剤を介して接触あるいは圧接させて用いる系を用いることが好ましい。図２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。現像スリーブ６０８は、現像容器６０３に供給された磁性トナー粒子を有する一成分系磁性現像剤を担持して、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２に示すように、回転自在に保持された現像剤担持体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）６０９が配置されている。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層（表面層）６０７を有する。現像スリーブには、電源６１３により、現像バイアス電圧が印加される。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に存在する磁性現像剤は、撹拌搬送部材６０５により現像容器６０３及び仕切り部材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。磁性現像剤はマグネットローラ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。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２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６１６として弾性部材からなる弾性規制ブレードを用いている。弾性部材からなる弾性規制ブレードの例としては、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、又はリン青銅、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ものが挙げられる。この弾性規制ブレード６１６を現像スリーブ６０８に対して、トナーを介して接触又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、摩擦帯電付与能の面で格段の効果を得ることができる。
【００４４】
これは、以下の理由による。弾性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、トナーコート層は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６１６の当接圧力は、線圧５ｇ／ｃｍ以上、５０ｇ／ｃｍ以下（４．９Ｎ／ｍ以上、４９Ｎ／ｍ以下）であることが好ましい。当接圧力が上記範囲内であると、現像剤の規制を安定化させ、現像剤担持体上に担持される現像剤量及び摩擦帯電量の適正化を図ることが容易である。また、現像剤の規制が弱くなり、カブリや現像剤もれの如き現象が発生することも容易に防止できる。また、トナーへのダメージを抑制し、現像剤劣化やスリーブ及び弾性規制ブレードへの融着の如き現象が起きることを容易に防止できる。
【００４５】
図２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、弾性規制ブレードを使用する例を示した。弾性規制ブレードは、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、あるいはリン青銅、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ことができる。しかし、弾性規制ブレードに替えて、図３に示される如く、現像スリーブから離間されて配置された磁性ブレード６０２を使用してもよい。なお、図３には現像剤供給部材（スクリューなど）６１２を示したが、これは現像剤補給容器（不図示）から現像容器６０３内に現像剤（トナー）を補給する部材である。
【００４６】
図２及び図３はあくまでも本発明の現像剤担持体を使用可能な現像装置を模式的に例示したものである。前記した層厚規制部材以外にも、例えば現像容器６０３（ホッパー）の形状、攪拌翼６０５、６１１の有無、磁極の配置、供給部材６１２の形状、補給容器の有無に様々な形態があることは言うまでもない。
【００４７】
次に、以下に本発明に関わる物性の測定方法について述べる。実施例において以下の測定方法を採用した。
【００４８】
（１）粒子ａおよび粒子ｂの個数平均径の測定
粒子ａおよび粒子ｂの個数平均径は、「走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００」（商品名、（株）日立ハイテクノロジーズ製）により観察・測定した。それぞれの粒子の個数平均径は、電子顕微鏡写真から３００個の粒子の縦横２辺の長さを測定し、２辺の長さの平均（合計６００個の長さの算術平均）を個数平均径として算出した。
【００４９】
なお、現像剤担持体表面層内に存在する粒子の個数平均粒径を求める場合は、現像剤担持体表面層の断面を切り出し、断面に存在する３００個の粒子の縦横２辺の長さを測定し、２辺の長さの平均から得ることができる。
【００５０】
（２）現像剤担持体表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の測定
現像剤担持体表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の測定には、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（２００１）の表面粗さに基づき、表面粗さ測定装置「ＳＵＲＦＣＯＭ  １５００ＤＸ」（商品名、株式会社東京精密製）を用いた。測定条件は、カットオフ０．８ｍｍ、評価長さ８ｍｍ、送り速度０．６ｍｍ／ｓとした。測定位置は、現像剤担持体の中央位置と塗工両端部との中間の位置の計３箇所、更に９０°現像剤担持体を回転した後同様に３箇所、更に９０°現像剤担持体を回転した後同様に３箇所、計９点について各々測定し、その平均値をとった。
【００５１】
（３）粒子ａおよび粒子ｂの平均円形度の測定
粒子ａおよび粒子ｂの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−３０００」（シスメックス社製）によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定した。
【００５２】
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約２０ｍｌを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンＮ」（商品名。和光純薬工業社製）をイオン交換水で約３質量倍に希釈した希釈液を約０．２ｍｌ加える。なお、コンタミノンＮは、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるｐＨ７の精密測定器洗浄用中性洗剤の１０質量％水溶液である。更に測定試料を約０．０２ｇ加え、超音波分散器を用いて２分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が１０℃乃至４０℃となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数５０ｋＨｚ、電気的出力１５０Ｗの卓上型の超音波洗浄器分散器（例えば商品名：「ＶＳ−１５０」（ヴェルヴォクリーア社製））を用いる。超音波洗浄器分散器の水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンＮを約２ｍｌ添加する。
【００５３】
測定には、対物レンズとして「ＬＵＣＰＬＦＬＮ」（商品名。オリンパス製。倍率２０倍、開口数０．４０）を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「ＰＳＥ−９００Ａ」（商品名。シスメックス社製）を使用した。前記手順に従い調製した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、ＨＰＦ測定モードで、トータルカウントモードにて２０００個のトナーを計測する。そして、粒子解析時の２値化閾値を８５％とし、解析粒子径を円相当径１．９７７μｍ以上、３９．５４μｍ未満に限定し、測定試料の平均円形度を求めた。
【００５４】
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から２時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。標準ラテックス粒子として例えばＤｕｋｅ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製の商品名「ＲＥＳＥＡＲＣＨ  ＡＮＤ  ＴＥＳＴ  ＰＡＲＴＩＣＬＥＳ  Ｌａｔｅｘ  Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ  Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ  ５１００Ａ」をイオン交換水で希釈して用いる。
【００５５】
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径１．９７７μｍ以上３９．５４μｍ未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
【００５６】
なお、現像剤担持体表面層に存在する粒子は、約２００℃に昇温させたＮ−メチルピロリドンによって表面層を溶解させ、抽出した。
【００５７】
（４）粒子ｂのヤング率測定
粒子ｂのヤング率は、弾性率測定に関するＪＩＳ規格に基づいて行った。金属材料についてはＪＩＳ  Ｚ  ２２８０（金属材料のヤング率）、酸化物に関してはＪＩＳ  Ｒ  １６０２（セラミックの室温の弾性定数）に基づいて測定した。
【００５８】
（５）現像剤担持体の表面層（樹脂層）の体積抵抗測定
１００μｍの厚さのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート上に、現像剤担持体上の表面層を形成する塗工液と同じ塗工液を用い、２０μｍの樹脂層を形成し、抵抗率計ロレスタＡＰ（商品名。三菱化学社製）にて４端子プローブを用いて体積抵抗値を測定した。測定環境は、温度２０℃以上、２５℃以下、湿度５０％ＲＨ（相対湿度）以上、６０％ＲＨ以下で実施した。
【００５９】
（６）現像剤担持体表面層の膜厚および削れ量測定
レーザー測長器（ＫＥＹＥＮＣＥ社製。商品名：コントローラＬＳ−５５００、センサーヘッドＬＳ５０４０Ｔ）で表面層形成前後の現像剤担持体の外径を測定した。その前後の測定値より、３０点の平均値をとって現像剤担持体表面層の膜厚（μｍ）を算出した。現像剤担持体表面層の削れ量は、同様の装置を用いて、耐久前後の現像剤担持体の外径を測定し、その前後の測定値より、３０点の平均値をとって現像剤担持体表面層の削れ量（μｍ）を算出した。
【００６０】
（７）トナーの重量平均粒径（Ｄ４）の測定
電解質溶液１００ｍｌ以上、１５０ｍｌ以下に界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１〜５ｍｌ添加し、これに測定試料を２〜２０ｍｇ添加する。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で１から３分間分散処理して、コールターカウンターマルチサイザーにより１００μｍアパチャーを用いて体積を基準として０．３から４０μｍの粒度分布を測定した。この条件で測定した測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径（Ｄ４）を算出した。
【００６１】
（８）粒子ｂの被覆状態の観察
粒子ｂの被覆状態は、「走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００」（商品名、（株）日立ハイテクノロジーズ製）により観察できる。現像剤担持体表面の凸部を１００点観察し、粒子ｂが表面層（結着樹脂）に被覆されているか確認し、８０点以上が被覆されている場合を、被覆されていると定義した。
【００６２】
（９）粒子ａの存在状態の観察
粒子ａの存在状態は、現像剤担持体を切断し、切断面を「走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００」（商品名、（株）日立ハイテクノロジーズ製）によって観察することで確認した。
【実施例】
【００６３】
以上本発明の基本的な構成と特徴について述べたが、以下実施例にもとづいて具体的に本発明について説明する。しかしながら、本発明は何らこれに限定されるものではない。なお、以下の配合における部、％は、特にことわらない限り、それぞれ質量部、質量％を示す。
【００６４】
＜粒子ａ＞
本実施例、比較例で用いた粒子ａを表１に示す。各粒子は、必要であれば篩や分級機を用いて所望の個数平均径を得た。
【００６５】
＜粒子ｂ＞
本実施例、比較例で用いた粒子ｂを表２に示す。各粒子は、必要であれば篩や分級機を用いて所望の個数平均径を得た。
【００６６】
＜導電性微粒子１＞
導電性微粒子１として、トーカブラック＃５５００（商品名、東海カーボン社製）を用いた。
【００６７】
＜導電性微粒子２＞
コークスとタールピッチの混合物を用い、この混合物をタールピッチの軟化点以上の温度で練り込み、押し出し成型し、窒素雰囲気下において１０００℃で一次焼成を行って炭化させた。続いて、コールタールピッチを含浸させた後、窒素雰囲気下において２８００℃で二次焼成を行い、更に粉砕および分級することで、個数平均径２．９μｍの導電性微粒子２を得た。
【００６８】
次に、本実施例および比較例に使用した現像剤担持体について説明する。
【００６９】
＜現像剤担持体１の作製＞
以下の材料にメタノールを加え固形分を４０％に調整し、これをサンドミル（直径１ｍｍのガラスビーズをメディア粒子として使用）で２時間分散した。
・結着樹脂：Ｊ３２５ＣＡ（商品名、ＤＩＣ社製）：１００部
・導電性微粒子１                              ：  ６０部
・導電性微粒子２                              ：    ６部
・粒子ａ：ａ−１                              ：  ２０部
・粒子ｂ：ｂ−１                              ：  １０部。
【００７０】
篩を用いてガラスビーズを分離したあと、固形分濃度が３０％になるようにメタノールを添加して、現像剤担持体１用の塗料を得た。
【００７１】
得られた塗料を、基体にスプレー塗布することで現像剤担持体１を得た。詳細は、基体として、上下端部にマスキングを施した外径２０．０ｍｍφ（直径）、算術平均粗さＲａ０．２μｍの研削加工したアルミニウム製円筒管を準備した。この基体を垂直に立てて、一定速度で回転させ、前記塗料１を、スプレーガンを一定速度で下降させながら塗布した。続いて、熱風乾燥炉中で１９０℃、３０分間加熱して塗布層を乾燥し硬化して基体上に樹脂層を形成し現像剤担持体１を作製した。現像剤担持体１の体積抵抗、算術平均粗さＲａおよび表面層の膜厚を測定したところ、それぞれ０．５８８８Ω・ｃｍ、１．３５μｍおよび１５．７μｍであった。
【００７２】
また、粒子ｂは、その表面が結着樹脂で被覆され、表面層の表面に非露出の状態で該表面層に含有されていることを確認した。さらに、粒子ａは、粒子ｂの表面を被覆している結着樹脂中に含まれていると共に、表面層の表面の複数の凸部の間の谷部に存在する結着樹脂中にも含まれていること、を確認した。
【００７３】
＜現像剤担持体２〜１１および１６〜２３の作製＞
前記現像剤担持体１から粒子ａ、ｂの種類及び添加量と結着樹脂、導電性微粒子の添加量を変更した以外は、前記現像剤担持体１と同様の方法で、現像剤担持体２〜１１および１６〜２３の作製を行った。各現像剤担持体の処方および物性を表３に示す。
【００７４】
＜現像剤担持体１２〜１５および２５〜２７の作製＞
基体を外径２４．５ｍｍφのアルミニウム製円筒管に変更し、粒子ａ、ｂの種類及び添加量と結着樹脂、導電性微粒子の添加量を変更した以外は、前記現像剤担持体１と同様の方法で、現像剤担持体１２〜１５および２５〜２７の作製を行った。各現像剤担持体の処方および物性を表３に示す。
【００７５】
粒子ａおよび粒子ｂの存在状態を確認したところ、現像剤担持体２４は粒子ｂが露出している状態であった。これは、表面層の膜厚よりも粒子ｂの粒径が大きいことに起因する。それ以外の現像剤担持体は、粒子ｂが結着樹脂で被覆され、表面層の表面に非露出の状態で該表面層に含有されていることを確認した。また、粒子ａを添加した現像剤担持体については、粒子ａの存在状態について観察し、粒子ｂの表面を被覆している結着樹脂中に含まれていると共に、表面層の表面の複数の凸部の間の谷部に存在する結着樹脂中にも含まれていることを確認した。
【００７６】
現像剤であるトナーは、以下のようにして製造した。
【００７７】
＜トナーの製造例＞
スチレン−アクリル系樹脂          ：１００質量部
マグネタイト                      ：  ９０質量部
炭化水素系ワックス（融点１０５℃）：    ２質量部
電荷制御剤（アゾ系鉄錯体）        ：    ２質量部。
【００７８】
上記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、二軸混練押し出し機によって、溶融混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、ジェットミルで粉砕し、得られた微粉砕粉末をコアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、重量平均粒径（Ｄ４）６．８μｍの負摩擦帯電性のトナー粒子を得た。流動性付与剤として、疎水性シリカ微粉末を１．０質量部とチタン酸ストロンチウムを３．０質量部を外添混合し、目開き１５０μｍのメッシュで篩い、トナーを得た。
【００７９】
（実施例１）
現像剤担持体１を用いて、図１に示した構成を有したキヤノン製複写機（商品名：ｉｍａｇｅ  ＲＵＮＮＥＲ  ＡＤＶＡＮＣＥ  ２３２０）に組み込み、プロセススピードが２３０ｍｍ／ｓｅｃとなるように改造し、評価を行った。複写環境は、評価によって異なり、高温高湿（Ｈ／Ｈ）環境（３０℃、８５％ＲＨ）および低温低湿（Ｌ／Ｌ）環境（１５℃、１０％ＲＨ）の環境で行った。
【００８０】
上記各環境下で、印字比率１％のテキストチャートを用いて２枚間欠モードにて、初期及び２０万枚印刷（耐久）後の画像評価を行った。各評価試験の手法は後に詳述するが、要約すると次のとおりである。
評価１：Ｈ／Ｈ環境の耐久（１％テキストチャート、２０万枚、２枚間欠）前後に、Ｈ／Ｈ環境でコピー（５．５％テストチャート）してベタ丸の画像濃度を評価。
評価２：Ｌ／Ｌ環境の耐久後に現像剤担持体表面の削れ量を評価。
評価３：Ｈ／Ｈ環境の耐久前後に、Ｈ／Ｈ環境で５％ＦＦＨ画像を１０枚プリントした後にＨ／Ｈ環境でドットＦＦＨ画像をプリントしてガサツキ指数を評価。
つまり、評価１および３では耐久を含めて全ての印刷をＨ／Ｈ環境で行い、評価２では耐久を含めて全ての印刷をＬ／Ｌ環境で行った。
【００８１】
＜１＞画像濃度
画像比率５．５％のテストチャートを画像出力して得られたコピー上のφ５ｍｍベタ丸部のコピー画像濃度を、反射濃度計「ＲＤ９１８」（商品名、マクベス社製）により反射濃度測定を行い、その１０点の平均値を画像濃度とし、以下の基準で評価した。
【００８２】
複写環境は、評価によって異なり、高温高湿環境Ｈ／Ｈ（３０℃、８５％ＲＨ）の環境で行った。
ランクＡ（とても良い）：画像濃度１．４０以上
ランクＢ（良い）：画像濃度１．３５以上１．４０未満
ランクＣ（普通）：画像濃度１．２５以上１．３５未満
ランクＤ（実用下限）：画像濃度１．２０以上１．２５未満
ランクＥ（実用不可）：画像濃度１．２０未満。
【００８３】
＜２＞現像剤担持体表面の削れ量
現像剤担持体表面の削れ量は、低温低湿環境Ｌ／Ｌ（１５℃、１０％ＲＨ）の印刷環境で評価した。初期および耐久後の削れ量を以下の基準で評価した。
ランクＡ（とても良い）：削れ量２．０μｍ未満
ランクＢ（良い）：削れ量２．０μｍ以上４．０μｍ未満
ランクＣ（普通）：削れ量４．０μｍ以上６．０μｍ未満
ランクＤ（実用下限）：削れ量６．０μｍ以上８．０μｍ未満
ランクＥ（実用不可）：削れ量８．０μｍ以上。
【００８４】
＜３＞ドット画像の画質評価  ＧＮ１
高温高湿環境Ｈ／Ｈ（３０℃、８５％ＲＨ）の環境で、画像比率５％のＦＦＨ画像を１０枚プリントした。その後、１画素を１ドットで形成するドット画像（ＦＦＨ画像）を作成した。紙上の１ドットあたりの面積が、２００００μｍ２以上２５０００μｍ２以下となるように、レーザービームのスポット径を調整した。デジタルマイクロスコープＶＨＸ−５００（商品名：レンズワイドレンジズームレンズＶＨ−Ｚ１００・キーエンス社製）を用い、ドット１０００個の面積を測定した。ドット面積の個数平均（Ｓ）とドット面積の標準偏差（σ）を算出し、ガサツキ指数を下記式により算出し、以下の評価基準で評価した。
【００８５】
ガサツキ指数（Ｉ）＝σ／Ｓ×１００
（評価基準）
Ａ（非常に良い）：Ｉが１．０未満
Ｂ（良い）      ：Ｉが１．０以上２．０未満
Ｃ（普通）      ：Ｉが２．０以上３．０未満
Ｄ（実用下限）  ：Ｉが３．０以上４．０未満
Ｅ（実用不可）  ：Ｉが４．０以上。
【００８６】
なお、ＦＦＨ画像とは、２５６階調を１６進数で表示した値であり、００Ｈを１階調目（白地部）、ＦＦＨを２５６階調目（ベタ部）とした。
実施例１の試験結果を表４に示す。なお表４において、上記評価１（画像濃度）の結果は「耐久Ｈ／Ｈ」と示した欄、評価２（現像剤担持体表面の削れ量）は「削れＬ／Ｌ」と示した欄、評価３（ドット画像の画質評価  ＧＮ１）の結果は「ＧＮ１」と示した欄に記載した。
【００８７】
（実施例２から１１及び比較例１から９）
評価に用いる現像剤担持体を表４に示すように変えて、実施例１と同様に、実施例２から１１及び比較例１から９の評価を行った。試験結果を表４に示す。
【００８８】
（実施例１２から１５および比較例１０から１２）
評価に使用する装置を、図３に示した構成を有したキヤノン製複写機（商品名：ｉｍａｇｅ  ＲＵＮＮＥＲ  ＡＤＶＡＮＣＥ６２７５）に変えて、プロセススピードが４００ｍｍ／ｓｅｃとなるように改造し、画像評価（耐久）の枚数を２００万枚に変更した。また評価に用いる現像剤担持体を表４に示すように変更した。それ以外は、実施例１で行った評価と同様に、実施例１２から１５および比較例１０から１２の評価を行った。評価結果を表４に示す。
【符号の説明】
【００８９】
１  粒子ａ
２  粒子ｂ
３  導電性微粒子
４  結着樹脂
【００９０】
【表１】
2017058615.tif 000003
【００９１】
【表２】
2017058615.tif 000004
【００９２】
【表３】
2017058615.tif 000005
【００９３】
【表４】
2017058615.tif 000006
【図１】
2017058615.tif 000007
【図２】
2017058615.tif 000008
【図３】
2017058615.tif 000009