(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基体の外周面上に樹脂層を有してなり、トナーを潜像担持体に搬送するトナー担持体であって、樹脂層が少なくとも非フッ素系樹脂粒子とパーフルオロアルキル基を含有したフッ素系樹脂粒子とが分散されてなるO/W型エマルジョンを使用して形成されたものであることを特徴とするトナー担持体。
【請求項２】
前記非フッ素系樹脂粒子がウレタン樹脂粒子であることを特徴とする請求項1に記載のトナー担持体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンターの画像形成装置に搭載される現像装置、特に、一成分現像装置おいて、潜像担持体に形成された潜像を現像するためにトナーを潜像担持体に搬送するトナー担持体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一成分現像装置では、トナーをトナー担持体の表面に保持させて潜像担持体と対向する現像領域に搬送する途中において、トナー担持体の表面に規制部材を圧接させてトナーを帯電させると共に、トナーの搬送量を規制する。その後、トナーを、現像領域においてトナー担持体から像担持体の潜像部分に供給して現像を行う。そのようなトナー担持体に求められる性能として、従来から、帯電性、搬送性、現像性などが知られていた。比較的大粒径のトナーを使用していた従来ではそのような性能を満足するトナー担持体はあったが、比較的小粒径トナーの使用が求められている近年では現像性に問題が生じてきた。
【０００３】
詳しくは、トナー担持体に求められる現像性とは、トナーがトナー担持体から潜像担持体に高い確率で供給でき、効率よく現像できる性能である。しかしながら、例えば、粒径5μm以下の小粒径トナーを使用すると、トナー担持体とトナーとの間の非静電的付着力の増加により、トナーが供給され難く、潜像が効率よく現像されず、画像濃度が低下した。ここでいう付着力は非静電的な付着力である。非静電的な付着力が大きければ、トナー担持体と潜像担持体の間の電場が大きくなっても、トナーは移動しににくくなる。このように、従来のトナー担持体では、トナーとトナー担持体のと間の非静電的付着力が大きく、特に5μm以下の小粒径トナーを使用すると、十分な現像性は確保できなかった。例えば、ソリッド部を有する画像を印字または複写しても、十分な濃度のソリッド部は得られなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、現像性、帯電性および搬送性に優れ、カブリ等のノイズを発生させることなく、十分な濃度の画像を得ることができるトナー担持体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導電性基体の外周面上に樹脂層を有してなり、トナーを潜像担持体に搬送するトナー担持体であって、該トナー担持体の表面と粒径5μmのポリメチルメタクリレート（以下、単に「PMMA」という）球形微粒子との間の非静電的付着力が温度25℃湿度50％環境にて5×10−７N以下であることを特徴とするトナー担持体、より具現的には、導電性基体の外周面上に樹脂層を有してなり、トナーを潜像担持体に搬送するトナー担持体であって、樹脂層が少なくとも非フッ素系樹脂粒子とパーフルオロアルキル基を含有したフッ素系樹脂粒子とが分散されてなるO/W型エマルジョンを使用して形成されたものであることを特徴とするトナー担持体に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のトナー担持体は表面と粒径5μmのPMMA微粒子との間の非静電的付着力が温度25℃湿度50％環境にて5×10−７N以下、好ましくは1×10−７N以下、より好ましくは5×10−８N以下である。静電的付着力が5×10-７Nを越えると、トナーがトナー担持体から潜像担持体へ移動しにくくなるため、好ましくない。
【０００７】
非静電的付着力とはファンデルワールス力に起因する付着力で、ここでは粒径5μmのPMMA微粒子１個とトナー担持体表面との間に働く付着力を示している。粒径5μmのPMMA微粒子は組成、粒径および形状ともに実際に使用される小粒径球形トナーに近く、挙動もよく近似しているため、トナーの代用品として使用されている。PMMA微粒子との非静電的付着力が小さいほど、トナーとの非静電的付着力も小さい。
【０００８】
トナーを使用して現像するに際して、トナーに関与する力としては、非静電的付着力、トナーとトナー担持体との間に働く静電的付着力およびトナーをトナー担持体から潜像担持体に移動させるのに必要な力が知られている。これらのうち、非静電的付着力はトナーの粒径に比例し、一方、静電的付着力やトナーをトナー担持体から潜像担持体に移動させるのに必要な力は粒径の2〜3乗に比例する。従って、トナーの粒径が小さくなるほど、非静電的付着力の寄与が大きくなる。このため、本発明においては非静電的付着力に着目している。
【０００９】
本明細書中、非静電的付着力は以下の測定原理に従いAFM（原子間力顕微鏡）を用いて温度25℃湿度50％の環境下で測定した値を用いているが、上記装置によって測定されなければならないというわけではない。非静電的付着力は、以下の測定原理に従って上述したような非静電的付着力を測定できる限り、いかなる装置によって測定されてもよい。
【００１０】
測定原理；
AFM（原子間力顕微鏡）は資料（トナー担持体）−プローブ間（PMMA粒子）に働く原子間力を検出して、サンプル表面の三次元形状を測定する顕微鏡である。これを応用すると、資料−プローブ間の付着力の測定が可能となる。カンチレバーと呼ばれるプローブをサンプルに近づけていくと、プローブとサンプル間にファンデルワールス力などの表面間力が働き、その力によってカンチレバーのたわみやそりが生じる。この変位とカンチレバーの既知のばね定数から付着力が求まる。本発明においては市販の粒径5μmのPMMA微粒子をカンチレバーの先に固定し、これをプローブとして用いる。
【００１１】
以上のような本発明のトナー担持体において、表面の上記非静電的付着力はいかなる手段によって達成されてよい。上記非静電的付着力を達成するための手段は特に制限されないが、トナー担持体が導電性基体の外周面上に樹脂層を有してなっている場合は特に、以下の手段（1）および/または（2）を採用することが有効である。
手段（1）；樹脂層を少なくとも非フッ素系樹脂粒子（A）とパーフルオロアルキル基を含有したフッ素系樹脂粒子（B）との混合粒子から構成させること。
手段（2）；樹脂層をパーフルオロアルキル基含有シラン化合物によって表面処理すること。
【００１２】
手段（1）について図1を用いて説明する。
手段（1）によって上記非静電的付着力を達成されたトナー担持体11は樹脂層11bが少なくとも非フッ素系樹脂粒子（A）とパーフルオロアルキル基を含有したフッ素系樹脂（以下、特記しない限り、単に「フッ素系樹脂」という）からなる粒子（B）との混合粒子から構成されている。上記非静電的付着力はかかる樹脂層11bの表面とPMMA微粒子との間で達成される。11aはトナー担持体の分野で従来から使用されている公知の導電性基体である。導電性基体は通常、アルミニウム等の金属ローラからなっており、外周表面が陽極酸化処理されていてもよい。
【００１３】
手段（1）において樹脂層11bは少なくとも非フッ素系樹脂粒子（A）とフッ素系樹脂粒子（B）とが分散されてなるO/W型エマルジョンを使用して形成される。例えば、非フッ素系樹脂粒子（A）が分散されてなるO/W型エマルジョンとフッ素系樹脂粒子（B）が分散されてなるO/W型エマルジョンとを混合し、混合エマルジョンを導電性基体11aの外周面に適用し、乾燥させればよい。このように非フッ素系樹脂およびフッ素系樹脂をO/W型エマルジョン粒子の形態で使用することによって、現像性、帯電性および搬送性のいずれにも優れたトナー担持体を得ることができ、結果としてカブリ等のノイズを発生させることなく、十分な濃度の画像を得ることが可能となる。いずれの樹脂もO/W型エマルジョン粒子の形態で使用すると、非フッ素系樹脂粒子（A）とフッ素系樹脂粒子（B）とが系中で均一に分散し易いため、得られるトナー担持体表面において性能ムラはほとんど生じなくなる。また、フッ素系樹脂粒子（B）はパーフルオロアルキル基を有するため、非フッ素系樹脂とフッ素系樹脂を溶剤に溶解させてなる溶剤型混合系を使用する場合と比べて少量の（B）フッ素系樹脂成分の添加で付着力低減の効果が得られるようになる。これらの理由より、帯電性などの他の特性への副作用がほとんど生じることなく、非静電的付着力を有効に低減できると考えられる。また樹脂層中、非フッ素系樹脂粒子（A）とフッ素系樹脂粒子（B）とは均一に分散しているため、当該層の磨耗による性能への影響はほとんどない。さらに製造時において有機溶剤等の危険物質の揮発は起こらないため、環境および人体に安全である。
【００１４】
手段（1）においてはこのように非フッ素系樹脂およびフッ素系樹脂をエマルジョン粒子の形態で使用するため、樹脂層は非フッ素系樹脂粒子（A）とフッ素系樹脂粒子（B）との混合粒子から構成される。
【００１５】
非フッ素系樹脂とフッ素系樹脂とを溶解してなる混合樹脂溶液を使用して樹脂層を形成すると、帯電性が悪化し、カブリが発生する。パーフルオロアルキル基を含有するフッ素系樹脂は一般的な有機溶剤に溶解し難い。パーフルオロアルキル基含有フッ素系樹脂が可溶化したとしても、これらの樹脂は溶液中において相溶性が悪いために均一に混合され難い。このため、得られる層表面においてムラが生じ、カブリが発生し易いところが局所的に存在すると考えられる。
またフッ素系樹脂の可溶化のために部分フッ素化樹脂を使用すると、十分な非静電的付着力の低減効果が得られない。
【００１６】
手段（1）において使用される非フッ素系樹脂はフッ素原子を含有せず、かつO/W型エマルジョンを形成可能であれば特に制限されず、トナー担持体の分野で従来から導電性基体上の樹脂層の形成に使用される公知の樹脂が使用可能である。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。これらの中で負極性トナーをより有効に帯電させる観点からは、ウレタン樹脂、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体樹脂、ポリアミド樹脂等の含窒素樹脂、特にウレタン樹脂が好ましい。
【００１７】
非フッ素系樹脂は、得られるトナー担持体の柔軟性の観点から、貯蔵弾性率が常温で1×109Pa以下、特に2×107〜1×109Paであることが好ましい。当該弾性率が1×109Paを超えると、トナーヘの負荷が上がり、長時間使用すると、トナーの割れ等が発生し好ましくない。一方、弾性率が低すぎるとタック性等の副作用が起きるため好ましくない。タック性とは粘着性のことで、タック性が増すとトナーとの粘着性が上がり好ましくない。
【００１８】
本明細書中、貯蔵弾性率は樹脂粒子が分散されてなるO/W型エマルジョンを用いて塗布し、水を蒸発させることによって形成された厚さ500μmの膜を、粘弾性測定機DMSG100（セイコーインストルメンツ社製）による測定に供することによって得られた値を用いている。
【００１９】
上記非フッ素系樹脂、特にウレタン樹脂の粒子が分散されてなるエマルジョンは、得られるトナー担持体における帯電安定性のさらなる向上の観点から、分散剤を使用しないソープフリー重合法によって得られたエマルジョンを使用することがより好ましい。
【００２０】
エマルジョン中における非フッ素系樹脂の分散粒子は固形粒子であっても、該樹脂を有機溶剤に溶解してなる溶液からなる液滴粒子であってもよいが、本発明においては環境および人体への安全の観点から固形粒子であることが好ましい。
エマルジョン中の非フッ素系樹脂粒子の平均粒径は本発明の上記目的を達成できる限り特に制限されず、通常、0.01〜0.5μmが好適である。
【００２１】
手段（1）において使用されるフッ素系樹脂はパーフルオロアルキル基を含有し、かつO/W型エマルジョンを形成可能であれば特に制限されない。そのようなフッ素系樹脂として、例えば、パーフルオロアルキル基含有ウレタン樹脂、パーフルオロ基含有アクリル樹脂、その他パーフルオロオレフィン含有樹脂などが挙げられる。入手容易性の観点からは、パーフルオロアルキル基含有ウレタン樹脂またはパーフルオロ基含有アクリル樹脂が好ましい。
【００２２】
パーフルオロアルキル基含有ウレタン樹脂は、ウレタン結合が繰り返されてなるポリウレタン骨格の側鎖もしくは末端にパーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルキル基置換アルキル基を有するものである。
【００２３】
パーフルオロアルキル基含有アクリル樹脂は、パーフルオロアルキル基またはパーフルオロアルキル基置換アルキル基を有するポリ（メタ）アクリレートである。中でも（メタ）アクリル酸のパーフルオロアルキルエステルまたはパーフルオロアルキル基置換アルキルエステルを重合させてなるポリ（メタ）アクリレート、特にパーフルオロアルキルまたはパーフルオロアルキル基置換アルキルが直鎖状のものが好ましい。もしくは、パーフルオロアルキル基をもった（メタ）アクリル酸エステルとパーフルオロアルキル基をもっていない（メタ）アクリル酸（エステル）の共重合体でもかまわない。
【００２４】
上記のようなフッ素系樹脂は、エマルジョン中、粒子として分散されている。分散粒子はフッ素系樹脂の固形粒子であっても、該樹脂を有機溶剤に溶解してなる溶液からなる液滴粒子であってもよいが、フッ素系樹脂は上述したようにパーフルオロアルキル基を有しており、有機溶剤への溶解が困難であるため、通常は固形粒子である。
フッ素系樹脂粒子の平均粒径は本発明の上記目的を達成できる限り特に制限されない。
【００２５】
そのようなパーフルオロアルキル基含有ウレタン樹脂のエマルジョンとして、市販のアサヒガードAG-3001（旭硝子社製）などが入手可能である。いずれの市販品も、分散粒子は固形粒子である。
そのようなパーフルオロアルキル基含有アクリル樹脂のエマルジョンとして、市販のアサヒガードAG7000（旭硝子社製）などが入手可能である。いずれの市販品も、分散粒子は固形粒子である。
【００２６】
非フッ素系樹脂粒子（A）とフッ素系樹脂粒子（B）とが分散されてなる混合エマルジョンは、当該混合エマルジョン中のフッ素系樹脂粒子（B）の固形分が非フッ素系樹脂粒子（A）とフッ素系樹脂粒子（B）との合計固形分に対して0.1〜20重量％、好ましくは0.2〜10重量％となるように調製されることが望ましい。フッ素系樹脂粒子（B）の割合が少ないと、付着力低減効果が少なくなるため好ましくない。当該割合が多すぎると、混合エマルジョンの均一性を損ねたり帯電性に悪影響を及ぼすため好ましくない。
【００２７】
また混合エマルジョンの総固形分割合（非フッ素系樹脂粒子（A）およびフッ素系樹脂粒子（B）を含む全ての固形分の割合）は、当該エマルジョンの均一性および塗膜形成能の観点から、10〜60重量％が好ましい。
【００２８】
混合エマルジョンに必要に応じて抵抗調整剤、粗さ調整剤、架橋剤等の添加剤を添加して樹脂層中に上記添加剤を含有させても良い。各添加剤の含有割合は混合エマルジョンの総固形分割合が上記範囲内である限り特に制限されない。
【００２９】
抵抗調整剤として、導電性微粒子、静電防止剤等の混入が考えられるが、耐湿性を考慮するとカーボンブラック、ホウ酸アルミニウム、硫酸バリウム等の導電性微粒子の添加が好ましい。
【００３０】
粗さ調整剤として、アクリル樹脂等の有機微粒子、シリカ、アルミナ等の無機微粒子の添加が望ましい。粗さ調整剤を添加してトナー担持体表面の粗さを調整することによって、トナー担持体上のトナー搬送量を調整でき、さらには非静電的付着力を低減できる。表面粗さが大きいほどトナー搬送量は増加する。表面粗さを小さくするためには微粒子の粒径を小さくすることが最も効果的である。非静電的付着力を減らすためには、トナーとの接触面積を減らすような表面形状にすれば良く、そのためには小粒径の微粒子を多めに添加して表面粗さを小さくすることが効果的である。非静電的付着力低減の観点から、トナー担持体の表面は5μm以下、特に1〜5μmの表面粗さを有することが好ましい。
【００３１】
トナー搬送量の調整と非静電的付着力の低減の観点からは、平均粒径1μm以上20μm以下の微粒子を添加することが好ましく、より好ましくは上記範囲内で平均粒径の異なる2種類以上の微粒子を添加する。最も好ましくは平均粒径が1μm以上8μm未満、特に1μm以上3μm以下の小粒径微粒子と平均粒径が8μm以上20μm以下、特に8μm以上12μm以下の大粒径微粒子を添加する。大粒径微粒子はトナー搬送量の制御に大きく寄与し、小粒径微粒子は非静電的付着力の制御に大きく寄与する。
【００３２】
シリカ等の無機微粒子を添加する場合、耐湿性の観点から疎水化されたものを使用することが望ましい。そのためには、無機微粒子をシランカップリング剤等によって表面処理すれば良い。
【００３３】
また、粘弾性の調整やタック性の低減のために、必要に応じて架橋剤を添加する。架橋剤として例えば、グリシジル基を持ったエポキシ系架橋剤、メチロール基を持ったメラミン系架橋剤などが挙げられる。
【００３４】
上記混合エマルジョンを導電性基体上に適用した後は、乾燥させる。適用は公知の塗布法・浸漬法等を採用して行えばよく、例えば、ディッピング法、スプレー法等を採用可能である。
【００３５】
乾燥は自然乾燥を行ってもよいが、トナー担持体の製造効率の観点から、加熱乾燥することが好ましい。加熱温度および加熱時間は樹脂層の乾燥が行われる限り特に制限されず、例えば、それぞれ50〜200℃および5〜120分間が好適である。
【００３６】
本発明は乾燥時に上記した非フッ素系樹脂とフッ素系樹脂との間において反応が起こることを妨げるものではない。特に、架橋剤が添加されている場合においては、架橋剤を介した非フッ素系樹脂とフッ素系樹脂との反応が起こる。
例えば、非フッ素系樹脂としてウレタン樹脂、フッ素系樹脂としてパーフルオロアルキル基含有ウレタン樹脂を使用する場合、パーフルオロアルキル基含有ウレタン樹脂が有する親水基や非フッ素系樹脂としてのウレタン樹脂が有する親水基などが架橋剤と反応する。
【００３７】
乾燥後における樹脂層の膜厚は本発明の目的を達成できる限り特に制限されず、通常、5〜100μm、特に10〜50μmが好適である。
【００３８】
図1において樹脂層11bは導電性基体11a上に直接的に形成されているが、導電性基体11aと樹脂層11bとの間に接着層、弾性層等の機能層を必要に応じて設けてもかまわない。
【００３９】
手段（2)(樹脂層をパーフルオロアルキル基含有シラン化合物によって表面処理すること）について図2を用いて説明する。
手段（2）によって上記非静電的付着力を達成されたトナー担持体101は樹脂層101cがパーフルオロアルキル基含有シラン化合物によって表面処理され、樹脂層101c上にパーフルオロアルキル基含有シラン化合物層101bを有している。前記非静電的付着力はかかるパーフルオロアルキル基含有シラン化合物層101bの表面とPMMA微粒子との間で達成される。101aは手段（1）における導電性基体11aと同様である。
【００４０】
手段（2）において使用されるパーフルオロアルキル基含有シラン化合物は、当該化合物がパーフルオロアルキル基を含有し、かつ当該化合物によって表面処理されたトナー担持体が本発明の上記目的を達成できる限り特に制限されないが、中でも、一般式（I）；
A-(CH２)m-Si(R１)(R２)(R３)                  （I）
で表されるものを使用することが好ましい。
【００４１】
式（I）中、Aは炭素原子数2〜20の直鎖状または枝分かれ状パーフルオロアルキル基、好ましくは式；
A＝CF３-(CF２)n-
（nは1〜19、好ましくは5〜10の整数である）で表される直鎖状パーフルオロアルキル基である；
R１〜R３はそれぞれ独立して塩素原子、メトキシ基またはエトキシ基である。
mは0〜10の整数である。
【００４２】
そのようなパーフルオロアルキル基含有シラン化合物を使用することにより、トナー担持体の帯電性を変えずに非静電的付着力を有効に下げることが出来る。このため現像性、帯電性および搬送性のいずれにも優れたトナー担持体を得ることができ、結果としてカブリ等のノイズを発生させることなく、十分な濃度の画像を得ることが可能となる。パーフルオロアルキル基でない、部分フッ素化アルキル基を有するシラン化合物を使用しても、非静電的付着力の低減効果は非常に低く、本発明の上記目的を達成できない。
【００４３】
上記一般式で表されるパーフルオロアルキル基含有シラン化合物の好ましい具体例として、例えば、n−パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、n−パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、n−パーフルオロオクチルエチルトリクロロシラン、n−パーフルオロオクチルメチルトリエトキシシラン、n−パーフルオロオクチルメチルトリメトキシシラン、n−パーフルオロオクチルメチルトリクロロシラン等が例示できる。
【００４４】
手段（2）においては上記パーフルオロアルキル基含有シラン化合物の一部としてパーフルオロアルキル基を含有しないシラン化合物（パーフルオロアルキル基フリーシラン化合物）を使用してもよい。パーフルオロアルキル基フリーシラン化合物の使用量は本発明の上記目的を達成できる限り特に制限されるものではなく、通常、パーフルオロアルキル基含有シラン化合物とパーフルオロアルキル基フリーシラン化合物との合計に対して50重量％以下、特に30重量％以下である。
【００４５】
本発明において上記パーフルオロアルキル基含有シラン化合物からなる層101bは公知の適用法および加熱によって形成される。例えば、当該シラン化合物を希釈してなる希釈液を調製した後、希釈液をコーター等で樹脂層101c上に塗布し、加熱する。また例えば、希釈液に、樹脂層101cが形成された導電性基体101aを浸漬し、取り出して加熱してもよい。上記いずれの場合も希釈液の希釈度は、通常、10〜1000倍が適当である。希釈のために使用される溶剤は上記パーフルオロアルキル基含有シラン化合物を溶解可能であって、かつ樹脂層101cを構成する樹脂を溶解させないものであり、通常、イソプロピルアルコール（IPA）等が使用される。
希釈液を適用した後は、80〜200℃で30〜240分、加熱乾燥する。
【００４６】
図2において樹脂層101cは単層として示されているが、複数層からなっていてもよい。樹脂層101cが単層型または複層型のいずれであっても、それらの各層を構成する樹脂は本発明において特に制限されず、トナー担持体の分野で樹脂層の形成のために従来から使用されている公知の樹脂が使用可能である。従って、本発明の別の態様として上記手段（2）を、市販の一成分現像方式型画像形成装置に搭載されているいかなる有機系のトナー担持体（現像ローラ）に適用してもよい。その場合、本発明のトナー担持体は公知のトナー担持体の外周表面に、上記のパーフルオロアルキル基含有シラン化合物層101bが形成されてなる構成を有している。
【００４７】
複層型樹脂層における最表面の層および単層型樹脂層は、帯電性のさらなる向上の観点から、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂等の含窒素樹脂、特にウレタン樹脂からなっていることが好ましい。
【００４８】
上記のような手段（2）は、手段（1）を採用することによって得られたトナー担持体に適用してもよい。そのような場合、得られるトナー担持体は、図2において「101a」が図1の「11a」に相当し、「101c」が図1の「11b」に相当する構造を有している。
【００４９】
本発明のトナー担持体は現像装置に装備され、当該トナー担持体が潜像担持体と対向する現像領域に、現像装置中のトナーを搬送するためのものである。本発明において現像装置は、トナー担持体の表面に規制部材を圧接させて、それらの間を通過させることによってトナーを帯電させる一成分方式、あるいはトナーをキャリアと混合して使用し、それらを混合することによってトナーを帯電させる二成分方式のいずれの方式を採用していてよいが、一成分方式を採用していることが好ましい。一成分現像装置ではトナー担持体およびトナーの使用される環境がより苛酷で、本発明の目的を有効に達成できるためである。
【００５０】
そのような一成分現像装置の一例として、図3に示す現像装置が挙げられる。図3は一成分現像装置を使用して潜像担持体上の潜像を現像する方法を説明するための概略説明図を示している。図3中、11は前記手段（1）によるトナー担持体を示し、11aは導電性基体、11bは樹脂層を示している。
【００５１】
詳しくは、トナー担持体11を潜像担持体1と対向するように設け、このトナー担持体を回転させると共に、装置本体10内に収容されたトナーｔを、回転するアジテータ12によってこのトナー担持体11の表面に供給する。そしてトナー担持体11の表面に供給されたトナーｔを、回転するトナー担持体11によって搬送する。トナーｔをトナー担持体が潜像担持体と対向する現像領域に搬送させる途中において、規制部材13をトナー担持体11の表面に圧接させ、この規制部材13によりトナー担持体11上のトナーｔを規制すると共に、帯電させるようにしている。次いで、このように摩擦帯電されたトナーｔを上記トナー担持体11によって現像領域に搬送すると共に、上記のトナー担持体11に現像バイアス電源14から現像バイアス電圧を印加させて、トナー担持体11の表面に保持されたトナーｔを潜像担持体1に供給して静電潜像の現像を行うようになっている。
図3においてトナー担持体11は潜像担持体1と接触しているが、それらの間に間隙を設け、トナー担持体11から潜像担持体1にトナーを飛翔させて現像するようにしてもよい。
【００５２】
現像装置において本発明のトナー担持体と共に使用されるトナーｔは特に限定されず、従来より一般に使用されている公知のトナーを使用することができる。一般的にトナーはバインダー樹脂中に着色剤や荷電制御剤や離型剤等を含有させたものが用いられ、必要に応じて流動化剤等を外添させてもよい。本発明のトナー担持体の優れた帯電性、現像性および搬送性をより有効に発揮する観点からは、負極性に帯電されるトナーを使用することが好ましい。
トナーの製造方法は特に制限されず、従来より一般に使用されている公知の方法、例えば、粉砕法、湿式造粒法、乳化重合法、懸濁重合法等であってよい。
【００５３】
トナーに使用されるバインダー樹脂としては、ゲルパーミッションクロマトグラフ（GPC）によって測定された数平均分子量（Mn）が1000〜15000の範囲のものを使用することが好ましく、さらには軟化温度が80〜160℃の範囲であって、ガラス転移点が50〜75℃の範囲のものを用いることがより好ましい。
着色剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等を用いることができる。一般に上記のバインダー樹脂100重量部に対して2〜20重量部の割合で用いることが好ましい。
【００５４】
荷電制御剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸系の金属錯体、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体等の有機金属錯体やキレート化合物等を用いることができる。荷電制御剤は一般に上記のバインダー樹脂100重量部に対して1〜10重量部の割合で用いることが好ましい。
【００５５】
離型剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス等を単独或いは2種類以上組み合わせて使用することができる。一般に上記のバインダー樹脂100重量部に対して1〜8重量部の割合で用いることが好ましい。
【００５６】
流動化剤としては、従来より一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコン樹脂、フツ素樹脂等の樹脂微粒子を使用することができ、特にシランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。このような流動化剤はトナー100重量部に対して0.1〜3重量部の割合で添加させて用いるようにする。
【００５７】
【実施例】
ウレタンエマルジョンＩの製造
撹拌装置を備えたガラス製の3つ口フラスコ内に、イソホロンジイソシアネート（IPDI）を80g、分子量2000のポリオキシテトラメチレングリコール（PTMG）を252g、ジメチロールプロピオン酸（DMPA）を14.4gの割合で加えるとともに、溶剤として酢酸エチルを100g、触媒としてジブチル錫ラウレート0.02gの割合で加え、オイルバスを使用して80℃に加熱して6時間反応させ、イソシアネート基の残存したポリウレタンのプレポリマー溶液を得た。
【００５８】
次いで、トリエチルアミン9gを含む水500gの中に、このポリウレタンのプレポリマー溶液を分散させて乳化させた後、これに水180gにピペラジン6水和物を11.9g、ビス（アミノプロピル）アミン2.4gを溶解させた水溶液を加え、30℃で3時間反応させて高分子化させた後、この分散液より酢酸エチルを減圧回収し、水系ポリウレタンエマルジョン液Ｉを得た。
このウレタンエマルジョン液の水を蒸発させて、厚さ500μmの膜を形成後、膜の貯蔵弾性率を測定したところ、1×108Paであった。
【００５９】
微粒子IIの製造
フルオロアルキルシラン化合物（信越化学社製、KBM-7803）10g、IPA 85g、水5gを混合し、その中に10μmの粒径のシリカ微粒子（富士シリシア社製、サイロスフェアC-1510）を10g添加し、30分撹拌した。これを、濾過後、120℃、3時間加熱し、微粒子IIを得た。
【００６０】
製造例1
ウレタンエマルジョンＩ液75重量部に対して、導電剤であるカーボンブラック（三菱化学社製、＃3030）25重量部と粒径10μmのシリカ微粒子（富士シリシア社製、サイロスフェアC-1510）3重量部とパーフルオロアルキル基含有ウレタン重合体を含有したエマルジョン液（旭硝子社製、アサヒガードAG-3001）5重量部添加し、これを市販のミキサーにて混合・脱泡させて、表層塗布液を得た。該表層塗布液中におけるパーフルオロアルキル基含有ウレタン重合体の固形分比率は樹脂全体に対して約3重量％であった。また表層塗布液中の総固形分割合は36重量％であった。
これを金属ローラからなる導電性基体11aの外周面に塗布し、90℃、60分加熱乾燥させた。この表層の厚みは約30μmで、これをローラAとする。
【００６１】
製造例2
ウレタンエマルジョンＩ液75重量部に対して、導電剤であるカーボンブラック（三菱化学社製、＃3030）25重量部と粒径10μmのPMMA微粒子（日本触媒社製、MA-1010）7重量部とパーフルオロアルキル基含有ウレタン重合体を含有したエマルジョン液（旭硝子社製、アサヒガードAG-3001）15重量部添加し、これを市販のミキサーにて混合・脱泡させて、表層塗布液を得た。該表層塗布液中におけるパーフルオロアルキル基含有ウレタン重合体の固形分比率は樹脂全体に対して9重量％であった。また表層塗布液中の総固形分割合は37重量％であった。
これを金属ローラからなる導電性基体11aの外周面に塗布し、90℃、60分加熱乾燥させた。この表層の厚みは約20μmで、これをローラBとする。
【００６２】
製造例3
製造例1のエマルジョン液（旭硝子社製、アサヒガードAG-3001）を0.3重量部添加したこと以外は製造例1と同様にして、表層厚さ40μmのローラCを得た。表層塗布液中におけるパーフルオロアルキル基含有ウレタン重合体の固形分比率は樹脂全体に対して0.2重量％であった。また表層塗布液中の総固形分割合は37重量％であった。
製造例4
製造例1液のウレタンエマルジョンI液を市販の自己乳化型のウレタンエマルジョン（旭電化社製、HUX-232）に変えた以外は製造例1と同様にして、表層厚さ10μmのローラDを得た。表層塗布液中におけるパーフルオロアルキル基含有ウレタン重合体の固形分比率は樹脂全体に対して3重量％であった。また表層塗布液中の総固形分割合は31重量％であった。
【００６３】
製造例5
製造例1液のウレタンエマルジョンI液を市販の自己乳化型のNBRエマルジョン（日本ゼオン社製、Nipol SX1503）に変えた以外は製造例1と同様にして、表層厚さ30μmのローラEを得た。表層塗布液中におけるパーフルオロアルキル基含有ウレタン重合体の固形分比率は樹脂全体に対して3重量％であった。また表層塗布液中の総固形分割合は35重量％であった。
製造例6
製造例1のAG-3001の変わりに、パーフルオロアルキル基含有アクリル重合体を含有したエマルジョン液（旭硝子社製、AG-7000）を用いた以外は製造例1と同様にしてローラFを得た。表層塗布液中におけるパーフルオロアルキル基含有ウレタン重合体の固形分比率は樹脂全体に対して3重量％であった。また表層塗布液中の総固形分割合は36重量％であった。
【００６４】
製造例7
製造例1の表層塗布液にさらにメラミン系架橋剤（住友化学社製、スミレーズレジン613）5重量部を添加した以外は製造例1と同様にしてローラGを得た。
製造例8
製造例1の微粒子を粒径4μmのシリカ微粒子（富士シリシア社製、サイロスフェアC-1504）に変えた以外は製造例1と同様にしてローラHを得た。
【００６５】
製造例9
製造例1の微粒子を粒径1μmのPMMA微粒子5重量部（日本触媒社製、MA-1001）と粒径10μmのPMMA微粒子5重量部との混合物に変えた以外は製造例1と同様にしてローラIを得た。
製造例10
製造例1の微粒子を微粒子IIに変えた以外は製造例1と同様にしてローラJを得た。
【００６６】
製造例11
AG-3001を使用しなかった以外は製造例1と同様にしてローラKを得た。
製造例12
ローラKを、フルオロアルキルシラン化合物（東芝シリコーン社製、XC98-A5382）IPA 10倍希釈液に10分浸漬後、取り出して120℃2時間加熱してローラLを得た。
【００６７】
製造例13
エプソン社製LP-3000Cの現像ローラ（表層；NBRゴム）を、フルオロアルキルシラン化合物（東芝シリコーン社製、XC98-A5382）IPA 10倍希釈液に10分浸漬後、取り出して120℃2時間加熱してローラMを得た。
製造例14
製造例1のAG-3001の量を30重量部にした以外は製造例1と同様にしてローラNを得た。表層塗布液中におけるパーフルオロアルキル基含有ウレタン重合体の固形分比率は樹脂全体に対して14重量％であった。また表層塗布液中の総固形分割合は33重量％であった。
【００６８】
製造例15
溶剤型ウレタン塗料（三洋化成社製、サンプレンIB-465）80重量部とフルオロエチレンービニルエーテル共重合体（旭化成社製、ルミフロン）20重量部とイソシアネート架橋剤（日本ポリウレタン社製、コロネートHL）5重量部とキシレン50重量部を混合し、樹脂溶液を調製した。この樹脂溶液に対して、導電剤であるカーボンブラック（三菱化学社製、＃3030）25重量部と粒径10μmのシリカ微粒子（富士シリシア社製、サイロスフェアC-1510）7重量部添加し、これを市販のミキサーにて混合・脱泡させて、表層塗布液を得た。
これを金属ローラからなる導電性基体11aの外局面に塗布し、90℃、60分加熱乾燥させた。この表層の厚みは約30μmで、これをローラOとする。
製造例16
製造例15のウレタン塗料とフッ素樹脂の割合を20：80にした以外は製造例15と同様にしてローラNを得た。
【００６９】
評価
▲１▼非静電的付着力
ローラ（トナー担持体）と粒径5μmのPMMA微粒子との間の非静電的付着力を上述した方法に従って測定し、測定値に基づいて評価した。
◎；50nN以下、
○；50 nNを越え100nN以下、
△；100 nNを越え500nN以下、
×；500nNを越えた。
◎は現像条件にかかわらず、3μmトナーが移動できるレベル。
○は現像条件を良くすれば、3μmトナーが移動できるレベル。
△は現像条件を良くすれば、5μmトナーが移動できるレベル。
×はどのような現像条件でも、5μmトナーが移動できないレベル。
【００７０】
▲２▼搬送性および現像性
エプソン社製のプリンターLP-3000Cの黒色現像ユニットに試作した現像ローラを取り付けて、ソリッドを印字した。反射濃度（ID）を測定（測定機；X-Rite 310TR濃度計)した。このときトナーとしては平均粒径4μmの黒色トナーを用いた。
○；1.4＜ID（ソリッド部のカスレが全くない）、
△；1.2≦ID≦1.4（ソリッド部が若干かすれる）、
×；ID＜1.2（ソリッド部がかなりかすれる）。
IDはローラ搬送量と、トナー担持体から潜像担持体への現像効率による。
【００７１】
▲３▼帯電性
非印宇部濃度（カブリ濃度）を反射濃度から測定した。測定機は上記▲２▼で使用したものと同様であった。帯電不良があると非印宇部にトナーがつきやすい。
○；ID≦0.1（カブリがない）、
△；0.1＜ID≦0.2（若干かぶりあり）、
×：ID＞0.2（かなりかぶりあり）。
【００７２】
【表１】
0004221949.tif 000002
【００７３】
【発明の効果】
本発明により、現像性、帯電性および搬送性に優れたトナー担持体を提供でき、カブリ等のノイズを発生させることなく、十分な濃度の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のトナー担持体の一例の概略構成図を示す。
【図２】  本発明のトナー担持体の他の一例の概略構成図を示す。
【図３】  本発明のトナー担持体を適用可能な現像装置の一例の概略構成図を示す。
【符号の説明】
1；静電潜像担持体、10；現像装置、11；トナー担持体、11a；導電性基体、11b；樹脂層、12；アジテータ、13；規制部材、14；バイアス電源、101；トナー担持体、101a；導電性基体、101b；パーフルオロアルキル基含有シラン化合物層、101c；樹脂層。
【図１】
0004221949.tif 000003
【図２】
0004221949.tif 000004
【図３】
0004221949.tif 000005