JP2003076133A - 現像剤担持体、これを用いた現像装置、該現像剤担持体の製造に用いる現像剤担持体の表面処理方法 - Google Patents

現像剤担持体、これを用いた現像装置、該現像剤担持体の製造に用いる現像剤担持体の表面処理方法

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JP2003076133A JP2001266471A JP2001266471A JP2003076133A JP 2003076133 A JP2003076133 A JP 2003076133A JP 2001266471 A JP2001266471 A JP 2001266471A JP 2001266471 A JP2001266471 A JP 2001266471A JP 2003076133 A JP2003076133 A JP 2003076133A
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直樹 岡本
Yasuhide Goseki
康秀 後関
Kazunori Saiki
一紀 齊木
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Masayoshi Shimamura
正良 嶋村
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健司 藤島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成に用いた場合に、トナーのチャージ
アップ現象及びブロッチの発生が抑制され、種々の環境
下でも長期に渡りトナーに適正な帯電量を与える現像剤
担持体、現像装置、及び現像剤担持体に対する表面処方
法の提供。 【解決手段】 基体及び導電性樹脂被覆層を有する現像
剤担持体において、該被覆層は、結着樹脂、固体潤滑剤
及び/又は導電性微粉末、被覆層表面に凹凸を形成する
ための凹凸形成粒子を有し、且つ該導電性樹脂被覆層表
面は、砥粒の平均粒径≦被覆層表面の凹凸の平均間隔S
m値、の関係を満たす砥粒を用いての表面処理がされ
て、表面処理後の被覆層表面に、被覆層表面及びその近
傍に存在する凹凸形成粒子により凹凸が形成されている
現像剤担持体、現像装置及び表面処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法におい
て、電子写真感光体或いは静電記録誘電体の如き静電潜
像保持体上に形成された静電潜像を現像して顕像化する
際に用いられる現像剤担持体、それを用いた現像装置、
及び該現像剤担持体の製造の際に使用する現像剤担持体
の表面処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
知られているが、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保持体(感光ドラム)上に電気
的潜像を形成し、次いで該静電潜像を現像剤(トナー)
で現像を行って可視像化し、必要に応じて紙等の転写材
にトナー像を転写した後、熱・圧力等により転写材上に
トナー画像を定着して複写物を得るものである。
【0003】上記電子写真法における現像方式は、主と
して一成分現像方式と二成分現像方式とに分けられる。
近年、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があるため、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い。一成分現像
方式は、二成分現像方式のようにガラスビーズや鉄粉等
のキャリア粒子が不要なため、現像装置自体を小型化・
軽量化できる。一方、二成分現像方式は、現像剤中のト
ナー濃度を一定に保つ必要があるため、トナー濃度を検
知して必要量のトナーを随時補給する装置が必要とな
り、現像装置が大きく重くなるが、一成分現像方式で
は、このような装置が必要とならないため、この点から
いっても装置を小さく軽くできるので好ましい。
【0004】一成分現像方式を用いた現像装置として
は、静電潜像保持体としての感光ドラム表面に静電潜像
を形成し、現像剤担持体(以下、現像スリーブを代表例
として説明する)とトナーとの摩擦、及び/或いは現像
スリーブ上のトナーコート量を規制するための現像剤層
厚規制部材との摩擦により、トナーに正或いは負の電荷
を与え、そのトナーを現像スリーブ上に薄く塗布して感
光ドラムと現像スリーブとが対向した現像領域に搬送
し、現像領域においてトナーを感光ドラム表面の静電潜
像に飛翔・付着させて現像し、静電潜像をトナー像とし
て顕像化するものが知られている。
【0005】しかし、このような一成分現像方式を用い
る場合にはトナー帯電の調整が難しく、トナーによる工
夫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。特に、現像スリーブが繰り返し回転を行ってい
るうちに、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過ぎ、
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
ら感光ドラム上の潜像に移動しなくなる、所謂、チャー
ジアップ現象が、特に低湿下で起こり易くなる。このよ
うなチャージアップ現象が発生すると、上層のトナーは
帯電しにくくなって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スリーブ上に流出し、斑
点状、波状のムラとなる、所謂、ブロッチ現象も発生す
る。更に、画像部(トナー消費部)と非画像部とのトナ
ー層の形成状態が変わり、帯電状態が異なってしまうた
め、例えば、一度画像濃度の高いベタ画像を現像した位
置が、現像スリーブの次の回転時に現像位置に来てハー
フトーン画像を現像すると、画像上にベタ画像の跡が現
れてしまう、所謂、スリーブゴースト現象も生じ易くな
る。
【0006】又、最近では、電子写真装置のデジタル
化、又、更なる高画質化を目的として、トナーの小粒径
化及び微粒子化が図られている。例えば、解像度や文字
シャープ性を向上させ潜像を忠実に再現するためには、
重量平均粒径が約5〜12μmのトナーを用いるのが一
般的である。又、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、下記のようなトナーの転写効率の向上が図られ
ている。例えば、平均粒子径が0.1〜3μmの転写効
率向上剤と、BET比表面積50〜300m2/gの疎
水性シリカ微粉末を含有させることでトナーの体積抵抗
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ることが行わ
れ、更には、トナー自身を機械的衝撃力等の手段によっ
て球形化処理し、これを用いることで転写効率を向上さ
せる方法等が知られている。又、ファーストコピー時間
の短縮化や省電力化を目的として、トナーの定着温度を
下げる傾向にある。このような状況下、特に、低温低湿
下におけるトナーは、単位重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易くなり、
一方、高温高湿下におけるトナーは、外部からの物理的
な力や流動化し易い材料を用いているため変質し易くな
り、トナーによるスリーブ汚染やスリーブ融着が起こり
易くなっている。
【0007】このような現象を解決する方法として、特
開平01−277256号公報、特開平03−0365
70号公報等では、現像装置を構成する現像スリーブと
して、金属基体上に、樹脂中に固体潤滑剤及びカーボン
の如き導電性微粉末を分散させた樹脂被覆層を設けた構
成のものを用いることが提案されている。このような構
成の現像スリーブを用いることにより、前記した現象は
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、上記した如き粉末を樹脂被覆層中に多量に
添加した場合には、チャージアップやスリーブゴースト
の抑制効果に対しては良好となるものの、被覆層が削れ
易くなり、耐久を進めていった場合に表面粗さが不均一
となり、トナーへの帯電付与が不均一となり易いとい
う、別の問題が生じる。一方、添加量が少量である場合
には、固体潤滑剤及びカーボンの如き導電性微粉末を添
加した効果が薄く、チャージアップやスリーブゴースト
の現象を抑制することに対しては不十分であるという問
題が残る。
【0008】又、特開平03−252679号公報にお
いては、樹脂中に固体潤滑剤及びカーボンの如き導電性
微粉末を分散させた導電性樹脂被覆層表面を、一定の粒
度分布をもつ砥粒でブラスト或いは研磨した現像スリー
ブを現像装置に用いる方法が提案されている。この方法
を用いれば、被覆層表面への固体潤滑剤及びカーボンの
如き導電性微粉末の露出の割合が大きくなり、チャージ
アップやスリーブゴーストの発生を抑制することに対し
ての効果は見られるものの、更なる長期にわたる耐久に
おいては、耐磨耗性及び表面粗さの均一性に関して不十
分であるという問題が残る。
【0009】特開平04−246673号公報、特開平
04−246674号公報、特開平04−246675
号公報、特開平04−246676号公報等において
は、樹脂中に少なくともグラファイトを分散させた導電
性被覆層表面を磨き加工した現像スリーブを現像装置に
用いる方法が提案されている。この方法においても、や
はり被覆層表面へのグラファイトの露出の割合が大きく
なるが、更なる長期にわたる耐久においては、耐磨耗性
及び表面粗さの均一性に関しては不十分であるという問
題が残る。
【0010】又、特開平03−200986号公報にお
いては、樹脂中に固体潤滑剤及びカーボンの如き導電性
微粉末、更に球状粒子を分散させた導電性被覆層を金属
基体上に設けた現像スリーブが提案されている。この現
像スリーブを用いれば、被覆層の耐磨耗性が向上すると
共に、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、スリーブ上のトナーコーティング
が安定化するためトナーの帯電が均一化し、スリーブゴ
ースト、画像濃度、ベタ画像等のスジ・ムラ等の画質が
より安定化する。しかしながら、この現像スリーブにお
いても耐摩耗性は完全ではなく、更なる長期における耐
久においては、被覆層に摩耗が生じ、その場合にはトナ
ーの帯電が不安定となり画像不良の原因となる。又、こ
の現像スリーブにおいても、被覆層表面への固体潤滑剤
及びカーボンの如き導電性微粉末の露出の割合は不十分
であり、上記のような表面処理方法は球状粒子の磨耗及
び脱落を促進してしまい、前記したような低温定着トナ
ーを用いた場合、球状粒子の摩耗及び脱落に起因して、
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、これまた画像不良の原因となり易い。
【0011】特開平08−240981号公報には、導
電性被覆層中に分散した粒子を導電性の球状粒子とし
た、更に被覆層の耐摩耗性を向上でき、被覆層表面の形
状を更に安定させることができると共に、トナー帯電を
更に向上させ、且つ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得る表
面層を有する現像スリーブが提案されている。しかしな
がら、この現像スリーブにおいても、被覆層表面への固
体潤滑剤及びカーボンの如き導電性微粉末の露出の割合
は不十分であり、上記のような表面処理方法を用いる
と、更なる長期耐久においては、導電性被覆層の磨耗量
と導電性球状粒子の磨耗量との違いにより、耐久初期と
耐久後期の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。又、前
記のような高転写性を有する小粒径トナーを用いる場合
には、被覆層の表面粗さの変化がトナーコート量に与え
る影響が、より顕著となり易く、これまた画像劣化の原
因となり易い。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、画像形成に用いた場合に、トナーのチャージアップ
現象及びブロッチの発生が抑制され、異なる環境下にお
いても長期に渡ってトナーに適正な帯電量を与えること
のできる現像剤担持体、それを用いた現像装置、及び該
現像剤担持体の製造に好適な現像剤担持体の表面処理方
法を提供することである。又、本発明の目的は、画像形
成に用いた場合に、異なる環境下においても長期間に渡
って、画像濃度低下、及びカブリの如き問題点が発生せ
ず、高品位の画像を安定的に得ることができ、又、現像
剤担持体表面にトナーによるスリーブ汚染及びスリーブ
融着を生ずることがなく、スジ・ムラ等の不良画像を発
生しない現像剤担持体、それを用いた現像装置、及び該
現像剤担持体の製造に好適な現像剤担持体の表面処理方
法を提供することである。又、本発明の目的は、画像形
成に用いた場合に、異なる環境下においても長期間に渡
って、現像剤担持体表面の表面粗さの変化を小さくする
ことができ、これにより、現像剤担持体上のトナーコー
ト量を一定量に制御することのできる現像剤担持体、そ
れを用いた現像装置、及び該現像剤担持体の製造に好適
な現像剤担持体の表面処理方法を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明によって達成される。即ち、本発明は、少なくとも基
体及び導電性樹脂被覆層を有する現像剤担持体におい
て、上記導電性樹脂被覆層は、少なくとも結着樹脂、固
体潤滑剤及び/又は導電性微粉末、及び被覆層表面に凹
凸を形成するための凹凸形成粒子が含有され、且つ、該
導電性樹脂被覆層の表面は、下記式(1)の関係を満た
す砥粒を用いての表面処理がなされており、 砥粒の平均粒径≦被覆層表面の凹凸の平均間隔Sm値 (1) 且つ、表面処理後の該被覆層表面は、被覆層の表面及び
その近傍に存在している上記凹凸形成粒子によって凹凸
が形成されていることを特徴とする現像剤担持体であ
る。
【0014】更に、上記本発明にかかる現像剤担持体の
好ましい形態としては、被覆層表面に凹凸を形成するた
めの粒子の個数平均粒径が、0.3乃至30μmである
ことが挙げられる。又、被覆層表面に凹凸を形成するた
めの粒子が球状であり、且つその真密度が3g/cm3
以下であること、或いは、被覆層表面に凹凸を形成する
ための粒子が樹脂粒子であること、或いは、被覆層表面
に凹凸を形成するための粒子が導電性の粒子であること
が挙げられる。更に、上記本発明にかかる現像剤担持体
の別の好ましい形態としては、被覆層表面の凹凸の平均
間隔Sm値が、20μm≦Sm≦180μmであるこ
と、或いは、被覆層表面の算術平均粗さRa値が、0.
2μm≦Ra≦4.5μmであることが挙げられる。
又、被覆層表面に凹凸を形成するための粒子が、被覆層
を構成するマトリクス部分(樹脂製の基部)よりも、高
硬度であることが挙げられる。更に、上記本発明にかか
る現像剤担持体の好ましい形態としては、上記被覆層表
面の表面処理方法が、乾式ブラスト処理であること、或
いは、被覆層表面の表面処理方法が、湿式ホーニング処
理であることが挙げられる。
【0015】更に、本発明の別の好ましい形態として
は、現像容器と、該現像容器に収容された現像剤を担
持、搬送するための現像剤担持体と、該現像剤担持体に
近接、又は圧接して配置されている現像剤担持体上に現
像剤の薄層を形成するための現像剤層厚規制部材を有
し、上記現像剤担持体によって現像剤を静電潜像保持体
と対向する現像領域へと担持、搬送し、該静電潜像保持
体上に形成された静電潜像を現像剤により現像して可視
像化する現像装置において、該現像剤担持体が、前記の
いずれかに記載の現像剤担持体であることを特徴とする
現像装置である。
【0016】更に、本発明の別の好ましい形態として
は、少なくとも基体及び導電性樹脂被覆層を有する上記
現像剤担持体を製造する際に使用する現像剤担持体の表
面処理方法において、該導電性樹脂被覆層は、少なくと
も結着樹脂、固体潤滑剤及び/又は導電性微粉末、及び
被覆層表面に凹凸を形成するための粒子を含有し、該被
覆層表面は、下記式(1)の関係を満たす砥粒を用いて
表面処理され、 砥粒の平均粒径≦被覆層表面の凹凸の平均間隔Sm値 (1) 表面処理後の該被覆層表面は、被覆層の表面及びその近
傍に存在する該凹凸形成粒子によって該被覆層表面に凹
凸が形成されていることを特徴とする現像剤担持体の表
面処理方法である。
【0017】
【発明の実施の形態】次に、好ましい実施の形態を挙げ
て本発明を詳細に説明する。本発明者らは、上記した従
来技術の課題に対して鋭意検討した結果、現像スリーブ
表面に、少なくとも結着樹脂、固体潤滑剤及び/又は導
電性微粉末、及び被覆層表面に凹凸を形成するための粒
子を有する導電性樹脂被覆層を設け、更に、その表面
を、導電性樹脂被覆層表面の凹凸平均間隔Sm値以下の
平均粒径を有する砥粒を用いて表面処理し、表面処理後
の被覆層表面が被覆層表面及びその近傍に存在する凹凸
形成粒子によって被覆層表面に凹凸が形成されるように
することで、トナーに対する帯電付与性を安定化させ、
トナーコート量をも安定化させると共に、繰り返し複写
又は耐久によって現像スリーブ表面の導電性樹脂被覆層
の摩耗、及びトナーによるスリーブ汚染及び融着を生じ
難くさせることができ、長期使用における耐久性が向上
させることが可能となる結果、画像濃度低下、スリーブ
ゴーストの発生及びカブリの悪化、画像スジや画像ムラ
の生じ難い高品位な画像を長期にわたり提供することが
できる。
【0018】以下、本発明を詳しく説明する。先ず、本
発明に使用される導電性樹脂被覆層の材料構成について
説明する。本発明においては、導電性樹脂被覆層中に、
表面粗さを均一にし、且つ適切な表面粗さを維持させる
ようにするために、凹凸形成粒子を添加する。本発明に
使用される凹凸形成粒子としては、球状のものが好まし
い。球状粒子であることにより、不定形粒子に比べ、よ
り少ない添加量で所望の表面粗さが得られると共に、表
面形状の均一な凹凸面が得られる。
【0019】本発明に使用する球状粒子としては、個数
平均粒径が0.3〜30μmのものが好ましく、更に好
ましくは2〜20μmのものを用いる。このような球状
粒子を添加することによって、本発明の現像剤担持体に
おける導電性樹脂被覆層表面に均一な表面粗さを保持さ
せると共に、導電性樹脂被覆層表面が摩耗した場合で
も、導電性樹脂被覆層の表面粗さの変化が少なく、現像
剤担持体上のトナーの層厚の変化が起きにくくすること
ができ、この結果、トナーの帯電を均一化し、スリーブ
ゴーストが良好で、スジ・ムラが発生しにくく、又現像
剤担持体上でトナーによるスリーブ汚染及び融着の発生
をしにくくするという効果を、長期に渡り発揮させるこ
とができる。
【0020】即ち、球状粒子の個数平均粒径が0.3μ
m未満の場合には、導電性樹脂被覆層表面に均一な表面
粗さを付与する効果が少なく、導電性樹脂被覆層の摩耗
によるトナーのチャージアップ、トナーによるスリーブ
汚染及び融着が発生し易く、それにより、スリーブゴー
ストによる画像の悪化や画像濃度低下が生じ易くなるた
め、好ましくない。個数平均粒径が30μmを超えるも
のを使用した場合には、導電性樹脂被覆層の表面の粗さ
が大きくなり過ぎ、トナーの搬送量が多くなることで、
現像スリーブ表面のトナーコートが不均一となり、トナ
ーの帯電が均一に行われにくくなってしまう。又、粗い
粒子が突出することにより画像スジやバイアスリークに
よる白ポチ・黒ポチの原因ともなる。更に、導電性被樹
脂覆層の機械的強度が低下してしまうため、好ましくな
い。
【0021】本発明で好適に使用される球状粒子におけ
る球状とは、粒子の長径/短径の比が1.0〜1.5程
度のものを意味しており、本発明において好ましくは、
長径/短径の比が1.0〜1.2の粒子を、特に好まし
くは、真球状の粒子を使用することがよい。球状粒子の
長径/短径の比が1.5を超える場合には、導電性被覆
層中への球状粒子の分散性が低下したり、所望の表面粗
さを得るために多目の粒子添加が必要となるので、導電
性被樹脂覆層表面形状が不均一となり、トナーの均一な
帯電化及び導電性樹脂被覆層の強度の点で好ましくな
い。
【0022】本発明において使用される球状粒子として
は、その個数平均粒径が0.3〜30μmであれば従来
公知の球状粒子をいずれも使用することができる。例え
ば、球状の樹脂粒子、球状の金属酸化物粒子、球状の炭
素化物粒子等が挙げられる。これらの中でも、球状の樹
脂粒子は、導電性樹脂被覆層中に添加した場合に、より
少ない添加量で好適な表面粗さが得られ、且つ均一な表
面形状が得られ易いので好ましい。本発明で使用するこ
とができる球状の樹脂粒子は、例えば、懸濁重合、分散
重合法等によって容易に得られる。勿論、粉砕法により
得られた樹脂粒子を、熱的な或いは物理的な球形化処理
を行って球状化した粒子を用いてもよい。
【0023】本発明において好適に用いられる球状樹脂
粒子としては、具体的には、例えば、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、ベンゾグアナミン樹脂粒子
等の、一般に公知の樹脂によって作製した球状粒子が挙
げられる。
【0024】又、本発明で使用する球状粒子は、その表
面に、無機微粉体を付着させたり、或いは固着させたも
のであってもよい。例えば、球状の樹脂粒子表面を下記
に挙げるような無機微粉体で処理することによって、該
無機微粉体を表面に付着或いは固着させた樹脂粒子を用
いれば、導電性樹脂被覆層中への球状粒子の分散性の向
上、形成される被覆層の表面の均一性、被覆層の耐汚染
性、トナーへの帯電付与性、被覆層の耐摩耗性等を、更
に向上させることができる。
【0025】この際の無機微粉体としては、例えば、S
iO2、SrTiO3、CeO2、CrO、Al23、Z
nO、MgOの如き酸化物、Si34の如き窒化物、S
iCの如き炭化物、CaSO4、BaSO4、CaCO3
の如き硫酸塩や炭酸塩等を使用することができる。これ
らの無機微粉末は、カップリング剤によって処理された
ものであってもよい。特に、結着樹脂との密着性を向上
させる目的で、或いは粒子に疎水性を与える等を達成す
る目的で、カップリング剤により処理された無機微粉体
を用いることが好ましい。
【0026】この際に使用される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挙げられ
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2〜12個のシロキサン単位を有し、且つ末端に
位置する単位に夫々1個当ての硅素原子に結合した水酸
基が含有されたジメチルポリシロキサン等が挙げられ
る。
【0027】更に、本発明においては、球状粒子として
真密度3g/cm3以下の粒子を用いることが好まし
く、又、本発明においては、球状粒子として導電性のも
のを用いることが好ましい。即ち、好ましくは、真密度
が3g/cm3以下である導電性球状粒子を用いる。こ
のように、球状粒子に導電性を持たせることによって、
絶縁性粒子に比べ、その導電性ゆえに粒子表面にチャー
ジが蓄積しにくくできる。従って、導電性樹脂被覆層
に、このような導電性球状粒子を含有させることによっ
て、耐久を通じて表面粗さを均一化する効果を有すると
共に、トナーの粒子への付着が軽減されることで、トナ
ーのスリーブ汚染及び融着の発生源が更に抑制されると
共に、それによって、トナーへの帯電付与性をより向上
させ、より一層現像性を向上させる。
【0028】本発明で使用する球状粒子としては、その
真密度が、3g/cm3以下、好ましくは2.7g/c
3以下、より好ましくは0.9〜2.5g/cm3であ
ることが挙げられる。即ち、球状粒子の真密度が3g/
cm3を超える場合には、適切な表面粗さを付与するた
めに多量の粒子添加が必要となるため好ましくなく、更
に、結着樹脂との密度差が大き過ぎるため、導電性樹脂
被覆層中で球状粒子の分散性が不十分となり、被覆層表
面に均一な粗さを付与しにくくなり、この結果、トナー
に均一な帯電を与えにくくなるので好ましくない。
【0029】又、本発明において使用される導電性球状
粒子の導電性とは、体積抵抗値が106Ω・cm以下の
ものをいい、好ましくは、体積抵抗値が103〜10-6
Ω・cmの粒子を使用する。導電性球状粒子の体積抵抗
値が106Ω・cmを超える場合には、粒子を導電性と
する効果、即ち、摩耗によって導電性被覆層表面に露出
した球状粒子を核として、トナーによるスリーブ汚染及
び融着を抑制するという効果が損われる。
【0030】本発明で使用できる導電性球状粒子を得る
方法としては、以下に述べるような方法が好ましいが、
必ずしもこれらに限定されるものではない。本発明に使
用される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
ーズを焼成することにより炭素化及び/又は黒鉛化し
て、低濃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。又、メソカーボンマイクロビーズ
は、通常、中ピッチを加熱焼成していく過程で生成する
球状結晶を多量のタール、中油、キノリンの如き溶剤で
洗浄することによって製造することができる。
【0031】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
如き材料からなる球状粒子表面に、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下で熱処理した後に焼成して炭素化
及び/又は黒鉛化し、導電性の球状炭素粒子を得る方法
が挙げられる。
【0032】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ある程度は制
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。又、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3g/cm3を超えない程度の範囲で、
導電性の金属及び/又は金属酸化物のめっきを施してい
てもよい。
【0033】本発明で使用される導電性球状粒子を得る
他の方法としては、球状樹脂粒子からなる芯粒子に対し
て、芯粒子の粒径よりも小さい導電性微粒子を適当な配
合比で機械的に混合することによって、ファンデルワー
ルス力及び静電気力の作用により芯粒子の周囲に均一に
導電性微粒子を付着させた後、例えば、機械的衝撃力を
付与することによって生ずる局部的温度上昇により芯粒
子表面を軟化させ、芯粒子表面に導電性微粒子を成膜し
て導電化処理した球状樹脂粒子を得る方法が挙げられ
る。
【0034】上記の芯粒子には、有機化合物からなる真
密度の小さい球形の樹脂粒子を使用することが好まし
く、樹脂としては、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、ポリエステル樹脂が挙げられる。
芯粒子(母粒子)の表面に成膜する際に使用される導電
性微粒子(小粒子)としては、導電性微粒子被膜を均一
に設けるために、小粒子の粒径が母粒子の粒径の1/8
以下のものを使用するのが好ましい。
【0035】本発明に使用される導電性球状粒子を得る
更に他の方法としては、球状樹脂粒子中に導電性微粒子
を均一に分散させることにより、導電性微粒子が分散さ
れた導電性球状粒子を得る方法が挙げられる。球状樹脂
粒子中に導電性微粒子を均一に分散させる方法として
は、例えば、結着樹脂と導電性微粒子とを混練して導電
性微粒子を分散させた後、冷却固化し、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て導電性
球状粒子を得る方法;又は、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によって所定の粒子径になる
ように懸濁させて重合を行い、導電性微粒子が分散され
た球状粒子を得る方法が挙げられる。
【0036】これらの方法で得られた導電性微粒子が分
散された導電性球状粒子においても、前記した芯粒子よ
りも小さい粒径の導電性微粒子と適当な配合比で機械的
に混合して、ファンデルワールス力及び静電気力の作用
により導電性球状粒子の周囲に均一に導電性微粒子を付
着させた後、例えば、機械的衝撃力を付与することによ
り生ずる局部的温度上昇により導電性球状粒子の表面を
軟化させ、該表面に導電性微粒子を成膜して、更に導電
性を高めて使用してもよい。
【0037】以上述べたようにして得られる球状粒子を
導電性樹脂被覆層中に分散させることによって、現像ス
リーブ表面の表面粗さを最適化し、更に表面形状を均一
化することができる。この結果、スリーブ上のトナー層
の搬送力が均一になると共に、摩耗が生じた際の表面粗
さの減少を抑制することが可能となり、耐久による搬送
力の低下が抑制され、又、チャージアップ防止効果及び
スリーブゴースト防止効果、トナーによるスリーブ汚染
及び融着を防止する効果を長期の耐久に渡って発揮させ
ることができる。中でも球状炭素粒子は、導電性樹脂被
覆層の導電性が損なわれず、粒子を核としたトナー付着
/融着を防止できるので、特に好ましく用いることがで
きる。
【0038】導電性樹脂被覆層中に分散されている導電
性球状粒子等の凹凸形成粒子の含有量としては、結着樹
脂100質量部に対して好ましくは2〜120質量部、
より好ましくは2〜80質量部の範囲で特に好ましい結
果を与える。即ち、導電性球状粒子の含有量が2質量部
未満の場合には導電性球状粒子の添加効果が小さく、1
20質量部を超える場合にはトナーの帯電性が低くなり
過ぎてしまう場合がある。
【0039】又、本発明においては、導電性樹脂被覆層
中に凹凸形成粒子と併用して、更にトナーの帯電性を安
定化させるために、必要に応じて一般的に公知の帯電付
与物質を添加して使用することも可能である。負帯電性
の制御剤としては、例えば、有機金属錯体、キレート化
合物が有効で、その例としては、モノアゾ金属錯体、ア
セチルアセトン金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸
又は芳香族ジカルボン酸の金属錯体又は金属塩が挙げら
れる。他には、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその
金属塩、無水物、エステル類やビスフェノール等のフェ
ノール誘導体が挙げられる。これらは、単独で或いは2
種類以上を組み合わせて用いることができる。
【0040】正帯電性の制御剤としては、ニグロシン及
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
等の四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホ
スホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;
トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レー
キ化剤としては、りんタングステン酸、りんモリブデン
酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウ
リン酸、没食子酸、フェリシアン酸、フェロシアン化合
物等);高級脂肪酸の金属塩;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
オキサイド等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ト、ジシクロヘキシ
ルスズボレート等のジオルガノスズボレートが挙げられ
る。これらを単独で或いは2種類以上組み合わせて用い
ることができる。
【0041】本発明において、上記に挙げたものをいず
れも使用可能であるが、負帯電性トナーへの帯電性向
上、及び正帯電性トナーの帯電性抑制を目的として使用
される帯電付与物質としては、下記に挙げるような含窒
素複素環化合物が好ましい。本発明に使用する含窒素複
素環化合物としては、例えば、イミダゾール、イミダリ
ン、イミダゾロン、ピラゾリン、ピラゾール、ピラゾロ
ン、オキサゾリン、オキサゾール、オキサゾロン、チア
ゾリン、チアゾール、チアゾロン、セレナゾリン、セレ
ナゾール、セレナゾロン、オキサジアゾール、チアジア
ゾール、テトラゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾト
リアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、
ベンゾセレナゾール、ピラジン、ピリミジン、ピリダジ
ン、トリアジン、オキサジン、チアジン、テトラジン、
ポリアザイン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、イ
ンドール、イソインドール、インダゾール、カルバゾー
ル、キノリン、ピリジン、イソキノリン、シンノリン、
キナゾリン、キナキサリン、フタラジン、プリン、ピロ
ール、トリアゾール、フェナジン、等の含窒素複素環基
を有する化合物が挙げられる。本発明においては、特に
イミダゾール化合物を用いることが、現像剤担持体とト
ナーとの相互作用による効果を促進することができるた
め、好ましい。
【0042】イミダゾール化合物の中でも、特に下記一
般式(イ)又は(ロ)で示されるイミダゾール化合物を
用いることが、トナーへの迅速且つ均一な帯電性の達
成、びこれらを含有させた場合における被覆層の強度
の点で、より好ましい。その理由は、下記の一般式
(イ)又は(ロ)で示す構造のイミダゾール化合物は、
置換基として炭素数3〜30の直鎖状アルキル基を有す
るので、被覆層に用いる結着樹脂に対する分散性が良好
であり、且つ、トナーとの摩擦帯電特性が良好であるた
めと考えられる。
【0043】 [式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、
アルキル基、アラルキル基又はアリール基を表し、R1
及びR2は同一であっても異なっていてもよい。R3及
びR4は、炭素数が3〜30の直鎖状アルキル基を表
し、R3及びR4は同一であってもよい。]
【0044】 [式中、R5及びR6は、それぞれ独立に、水素原子、
アルキル基、アラルキル基又はアリール基を表し、R5
及びR6は同一であってもよい。R7は炭素数が3〜3
0の直鎖状アルキル基を表す。] 又、上記一般式(イ)又は(ロ)で示される含窒素複素
環化合物を構成する含窒素複素環基は、単環であっても
他の基と縮環していてもよく、又、置換されていてもよ
い。
【0045】上記の含複素環基が置換されている場合に
おける置換基としては、例えば、アルキル基、アラルキ
ル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、ア
リール基、置換アミノ基、ウレイド基、ウレタン基、ア
リールオキシ基、スルファモイル基、カルバモイル基、
アルキル又はアリールチオ基、アルキル又はアリールス
ルホニル基、アルキル又はアリールスルフィニル基、ヒ
ドロキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、スルホ基、アリ
ールオキシカルボニル基、アシル基、アルコキシカルボ
ニル基、アシルオキシ基、カルボンアミド基、スルホン
アミド基、カルボシル基、リン酸アミド基、ジアシルア
ミノ基、イミド基等を用いることができる。上記の置換
基は、更に置換基を有していてもよい。その置換基の例
としては、含窒素複素環の置換基で挙げた置換基を用い
ることができる。
【0046】上記に挙げたような含窒素複素環化合物
は、個数平均粒径が好ましくは20μm以下、より好ま
しくは0.1〜15μmのものを使用する。含窒素複素
環化合物の個数平均粒径が20μmを超える場合には、
該樹脂被覆層中への含窒素複素環化合物の分散性不良に
よる帯電性能の向上効果が十分に得られ難く、好ましく
ない。
【0047】導電性被覆層中に分散されている含窒素複
素環化合物の含有量としては、結着樹脂100質量部に
対して、好ましくは0.5〜60質量部、より好ましく
は1〜50質量部の範囲である場合に、特に好ましい結
果を与える。含窒素複素環化合物の含有量が0.5質量
部未満の場合には含窒素複素環化合物の添加効果が小さ
く、60質量部を超える場合には、導電性被覆層の体積
抵抗を低く制御しづらくなり、チャージアップ現象が発
生し易くなると共に、球状粒子の添加効果が得られ難く
なる。
【0048】又、本発明おいて、負帯電性トナーの帯電
性抑制及び正帯電性トナーの帯電性向上を目的として使
用される帯電付与物質としては、ベンジル酸の金属化合
物を含有させることが好ましい。例えば、ベンジル酸の
アルミニウム化合物を含有させることにより、トナーの
帯電量を好ましい範囲に制御できるので好ましい。本発
明に用いることのできるベンジル酸のアルミニウム化合
物としては、下記一般式(ハ)で示される未置換の、又
は置換基を有するベンジル酸のアルミニウム化合物が挙
げられる。
【0049】
【0050】又、前記ベンジル酸のアルミニウム化合物
は、下記一般式(ニ)で示されるベンジル酸のアルミニ
ウム化合物であることが好ましいが、ベンジル酸2mo
lとアルミニウム原子1molからなる錯体及び/又は
錯塩であれば、下記一般式(ニ)に限定されるものでは
ない。
【0051】以上のように、導電性樹脂被覆層中にベン
ジル酸のアルミニウム化合物を分散させることにより、
正帯電性トナーの帯電性が向上し、帯電量の高い負帯電
性トナーに対しては帯電量を抑制するという効果が発揮
され、いずれのトナーに対しても適正な帯電量を均一に
付与することができる。これにより、画像濃度低下、ス
リーブゴーストやカブリ等を防止し、又、チャージアッ
プによるブロッチ等も防止すること効果がある。
【0052】上記に示したような樹脂層中における負荷
電制御剤の添加量は、結着樹脂100質量部に対して1
〜100質量部とすることが好ましい。より好ましくは
2〜50質量部である。1質量部未満では添加による帯
電付与性の向上が見られず、100質量部を超えると結
着樹脂中への分散過多となり、被膜強度の低下を招き易
い。
【0053】更に、正帯電性トナーの帯電性向上、及び
帯電量の高い負帯電性トナーの帯電性抑制を目的とし
て、本発明において使用される樹脂被覆層に添加する他
の帯電付与物質の1つとして、特開平10−32604
0号公報、特開平11−052711号公報、特開平1
1−249414号公報に記載されている、第4級アン
モニウム塩化合物を用いることが挙げられる。本発明者
らは、従来、トナーの正荷電制御剤として知られている
第4級アンモニウム塩化合物、即ち、それ自体が鉄粉に
対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物を用
い、結着樹脂として、特に、結着樹脂の一部又は全て
が、その分子構造中に、少なくとも−NH2基、=NH
基、−NH−結合のいずれかを有するものを用いて摩擦
帯電付与部材の被覆層を形成すると、第4級アンモニウ
ム塩化合物が結着樹脂中に取り込まれ、樹脂(樹脂層)
自身が強い負帯電性を示し、正帯電性トナーに対して良
好な帯電付与性を示すことを見いだしており、特開平1
0−326040号公報、特開平11−052711号
公報、特開平11−249414号公報において、上記
構成を摩擦帯電付与部材として現像装置に用いること
で、非常に良好な画像が得られる旨の提案を既に行って
いる。
【0054】この方法の、例えば、トナーに正帯電性を
付与するために、シリカ、フッ素樹脂粉末、負帯電制御
剤を添加させた系と比較して優れた点は、結着樹脂の溶
媒中に第4級アンモニウム塩化合物を溶け込んで、樹脂
中に均一に存在させることができるため、樹脂層を形成
した場合に、樹脂層全体が均一な負帯電性材料となる結
果、シリカ添加系のようにマトリクス的に分散している
ものに比較して良好な帯電付与性を示し、更には、粉末
添加系ではないので樹脂層表面の均一性を更に向上させ
ることができる点にある。
【0055】又、負帯電性を有し、且つ帯電性の高いト
ナーを用いる現像装置にも、従来よりトナーの正荷電制
御剤として知られている前記第4級アンモニウム塩化合
物、即ち、それ自体が鉄粉に対して正帯電性である第4
級アンモニウム塩化合物を用い、且つ結着樹脂として、
特に結着樹脂の一部又は全てが、その分子構造中に、−
NH2基、=NH基、−NH−結合のいずれかを有する
ものを用い、現像剤担持体の樹脂被覆層を形成すること
により、帯電性の高い負帯電性トナーのチャージアップ
現象や、ブロッチの発生や、現像剤担持体表面へのトナ
ーの強固な付着を有効に防止することができ、且つ、第
4級アンモニウム塩化合物の添加量を調整することで負
帯電性トナーの摩擦帯電量を好適なレベルに帯電させる
ことが可能である。
【0056】本発明に好適に用いられる、前記した機能
を有する第4級アンモニウム塩化合物としては、鉄粉に
対して正帯電性を有するものが用いられる。例えば、下
記一般式(ホ)で表される化合物が挙げられる。 (式(ホ)中のR1、R2、R3、R4は、各々、置換
基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいア
リール基、アルアルキル基を表すが、R1〜4は各々同
一でも或いは異なっていてもよい。又、X-は酸の陰イ
オンを表す。)
【0057】これに対し、例えば、下記式(へ)で表さ
れるような、それ自身が鉄粉に対して負帯電性を有する
含フッ素4級アンモニウム塩化合物についても検討を行
ったが、該化合物の添加によっては本発明の所期の目的
が達成されないことがわかった。即ち、下記式(ヘ)で
表される化合物は、電子吸引性の強いフッ素樹脂原子が
構造中にあるので、それ自身が鉄粉に対して負帯電性を
有するものであるが、本発明の場合と同様に、該化合物
を樹脂中に分散させた樹脂組成物を結着樹脂とし、これ
を加熱乾燥させてキャリア芯材に被覆層を形成したとし
ても、それ自身が鉄粉に対して正帯電性である第4級ア
ンモニウム塩化合物を樹脂被覆層に含有させた場合ほど
には、効果は得られなかった。
【0058】
【0059】本発明に好適に用いられる、それ自身が鉄
粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物
としては、具体的には、以下のようなものが挙げられ
る。勿論、本発明は、これらに限定されるものではな
い。
【0060】
【0061】本発明で、上記に示したような第4級アン
モニウム塩化合物を使用する場合における添加量は、結
着樹脂100質量部に対して1〜100質量部とするこ
とが好ましい。より好ましくは2〜50質量部である。
1質量部未満では添加による帯電付与性の向上が見られ
ず、100質量部を超えると結着樹脂中への分散不良が
生じ、被膜強度の低下を招き易い。又、樹脂分に対して
余剰となった正帯電性の四級アンモニウム塩が存在して
しまうため、本発明の有効な効果の低下が生じてしま
う。
【0062】本発明にかかる現像剤担持体を構成する被
覆層に用いられる結着樹脂としては特に限定はされない
が、結着樹脂の一部又は全部が、その分子構造中に少な
くとも−NH2基、=NH基、若しくは−NH−結合の
いずれかの構造を有していることが好ましい。このよう
な樹脂を用いて被覆層を形成することで、本発明の効果
が、より容易に発揮される。本発明において、現像剤担
持体の樹脂層として上記のような構成のものを用いる
と、自身が負帯電付与性へと変化することについての明
確な理由は定かではないが、本発明で用いる、それ自身
が鉄粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化
合物、及び、−NH2基、=NH基、若しくは−NH−
結合の少なくとも一つの構造を有している結着樹脂を用
いて樹脂被覆層を形成することにより、樹脂の構造中に
第4級アンモニウム塩が取り込まれる。その際、正極性
を有する第4級アンモニウム塩の元の構造が失われ、こ
れらを取り込んだ樹脂の帯電性が、均一且つ十分な負帯
電性を有するようになるためではないかと考えられる。
【0063】−NH2基を有する物質としては、R−N
2で表される第1アミン若しくはそれらを有するポリ
アミン、RCO−NH2で表される第1アミド若しくは
それらを有するポリアミド等、=NH基を有する物質と
しては、R=NHで表される第2アミン若しくはそれら
を有するポリアミン、(RCO)2=NHで表される第2
アミド若しくはそれらを有するポリアミド等、−NH−
結合を有する物質としては、前述したポリアミン、ポリ
アミド等の他に−NHCOO−結合を有するポリウレタ
ン等が挙げられる。以上の物質は、1種又は2種以上、
或いは共重合体として含有し、工業的に合成された樹脂
が好適に用いられる。
【0064】それらのうち汎用性等の面から、アンモニ
アを触媒としたフェノール樹脂、ポリアミド樹脂、及び
ウレタン樹脂等が好ましい。フェノール樹脂としては、
本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、その製造工程にお
いて含窒素化合物を触媒として使用したフェノール樹脂
を用いることで、加熱硬化時に該4級アンモニウム塩化
合物がフェノール樹脂の構造中に取り込まれ易いことが
わかった。そのため、このようなフェノール樹脂を現像
剤担持体上の樹脂被覆層を構成する材料の1つとして用
いることで、良好な現像装置が得られる。
【0065】フェノール樹脂の製造工程において触媒と
して用いることのできる含窒素化合物としては、酸性触
媒としては、例えば、硫酸アンモニウム、燐酸アンモニ
ウム、スルファミド酸アンモニウム、炭酸アンモニウ
ム、酢酸アンモニウム、マレイン酸アンモニウムといっ
た、酸のアンモニウム又はアミノ塩類が挙げられる。
又、塩基性触媒としては、例えば、アンモニア、或いは
ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミ
ン、ジイソブチルアミン、ジアミルアミン、トリメチル
アミン、トリエチルアミン、トリn−ブチルアミン、ト
リアミルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジエチルベ
ンジルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、
n,n−ジn−ブチルアニリン、n,n−ジアミルアニ
リン、n,n−ジt−アミルアニリン、n−メチルエタ
ノールアミン、n−エチルエタノールアミン、ジエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノー
ルアミン、ジエチルエタノールアミン、エチルジエタノ
ールアミン、n−ブチルジエタノールアミン、ジn−ブ
チルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、
エチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラアミン等のア
ミノ化合物、ピリジン、αピコリン、βピコリン、γピ
コリン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン等のピリ
ジン及びその誘導体、キノリン化合物、イミダゾール、
2−メチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾー
ル、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニ
ルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾー
ル、2−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール及
びその誘導体、等の含窒素複素環式化合物、等が挙げら
れる。
【0066】又、ポリアミド樹脂としては、例えば、ナ
イロン6、66、610、11、12、9、13、Q2
ナイロン等、或いはこれらを主成分とするナイロンの共
重合体等、或いはN−アルキル変性ナイロン、N−アル
コキシルアルキル変性ナイロン等、いずれも好適に用い
ることができる。更には、ポリアミド変性フェノール樹
脂等のようにポリアミドにて変性された各種樹脂、或い
は、硬化剤としてポリアミド樹脂を用いたエポキシ樹
脂、といったように、ポリアミド樹脂分を含有している
樹脂であれば、いずれも好適に用いることができる。
【0067】又、ウレタン樹脂としてはウレタン結合を
含んだ樹脂で有れば、いずれも好適に用いることができ
る。このウレタン結合は、ポリイソシアネートとポリオ
ールとの重合付加反応によって得られる。ポリウレタン
樹脂の主原料となるポリイソシアネートとしては、例え
ば、ジフェニレンメタン−4,4’−ジイソシアネート
(MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI
)、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、
トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、1,5−ナフタリンジイソシアネート、4,
4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、カル
ボジイミド変性ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシ
アネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネー
ト、オルトトルイジンジイソシアネート、ナフチレンジ
イソシアネート、キシレンジイソシアネート、パラフェ
ニレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチ
ルエステル、ジメチルジイソシアネート等が使用可能で
ある。
【0068】又、ポリウレタン樹脂の主原料となるポリ
オールとしては、例えば、ポリエチレンアジペートエス
テル、ポリブチレンアジペートエステル、ポリジエチレ
ングリコールアジペートエステル、ポリヘキセンアジペ
ートエステル、ポリカプロラクトンエステル等のポリエ
ステルポリオール、ポリテトラメチレングリコール、ポ
リプロピレングリコール等のポリエーテルポリオール等
が使用可能である。
【0069】以上述べたように、本発明の現像剤担持体
を構成する導電性樹脂被覆層を形成する際に、前記した
導電性球状粒子と併用して、前記に挙げた第4級アンモ
ニウム塩化合物、及び−NH2基、=NH基、若しくは
−NH−結合の少なくとも一つの構造を有している、又
はそれらの構造を有する群により変性されている結着樹
脂を用いることで、正帯電性トナーの帯電性を向上さ
せ、又帯電量の高い負帯電性トナーのチャージアップ現
象やブロッチの発生を防止し、いずれのトナーに対して
も好適な摩擦帯電レベルに制御でき、被覆層に磨耗が生
じた際もトナーによるスリーブ汚染及びスリーブ融着を
更に抑制できる、といった効果が相乗して発揮されて、
より一層の現像特性を向上させることが可能となる。
【0070】又、導電性樹脂被覆層を形成するための結
着樹脂材料としては、上記に挙げたものの他に、一般に
公知の樹脂を使用することが可能である。例えば、スチ
レン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド
樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、メラ
ミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂
等の熱可塑性樹脂、又は光硬化性樹脂等を使用すること
ができる。これらの中でも、シリコ−ン樹脂及びフッ素
樹脂のような離型性のあるもの、或いは、ポリエーテル
スルホン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリエステル、スチレン系樹脂及びアクリル樹脂の
ような機械的に優れたものがより好ましい。
【0071】但し、帯電付与物質として、先に挙げたよ
うな第4級アンモニウム塩化合物を用いる場合は、前述
のごとく、−NH2基、=NH基、若しくは−NH−結
合の少なくとも一つの構造を有している、又はそれらの
構造を有する群により変性されている結着樹脂を用いる
ことが好ましい。又、これらを、上記に挙げた一般的な
結着樹脂と混合して用いることも可能である。
【0072】又、本発明の現像剤担持体を構成する導電
性樹脂被覆層には、前記した導電性球状粒子に併用し
て、固体潤滑剤及び/又は導電性微粉末を分散させる。
このように構成することで、より本発明の効果を促進さ
せることができる。この際に使用する固体潤滑剤として
は、例えば、結晶性グラファイト、二硫化モリブデン、
窒化ホウ素、雲母、フッ化グラファイト、銀−セレン化
ニオブ、塩化カルシウム−グラファイト、滑石及びステ
アリン酸亜鉛の如き脂肪酸金属塩からなる物質等が挙げ
られる。中でも結晶性グラファイトは、導電性球状粒子
と併用した場合に導電性被覆層の導電性が損われないの
で、特に好ましく用いられる。
【0073】本発明で使用することのできる固体潤滑剤
は、その個数平均粒径が、好ましくは0.2〜20μm
程度、より好ましくは1〜15μmのものが挙げられ
る。固体潤滑剤の個数平均粒径が0.2μm未満の場合
には、潤滑性が十分に得られ難く、好ましくなく、個数
平均粒径が20μmを超える場合には、表面粗さに対す
る影響が大きくなり、且つ、耐久により削れることで表
面粗さが変化し易く、導電性樹脂被覆層表面が不安定と
なり、スリーブ上へのトナーコーティング、及びトナー
の帯電が不安定になるという点で好ましくない。
【0074】導電性樹脂被覆層中に固体潤滑剤を含有さ
せる場合の含有量としては、結着樹脂100質量部に対
して、好ましくは5〜120質量部、より好ましくは1
0〜100質量部の範囲で、特に好ましい結果を与え
る。固体潤滑剤の含有量が120質量部を超える場合に
は、被膜強度の低下、及びトナーの帯電量の低下が認め
られ、5質量部未満の場合には、7μm以下の小粒径ト
ナーを用いて長時間使用した場合に、導電性樹脂被覆層
表面にトナーの汚染が発生し易くなる傾向がある。
【0075】本発明においては、現像剤担持体の導電性
樹脂被覆層の体積抵抗を、好ましくは103Ω・cm以
下、より好ましくは103〜10-2Ω・cmとなるよう
に調整する。即ち、導電性樹脂被覆層の体積抵抗が10
3Ω・cmを超える場合には、トナーのチャージアップ
が発生し易くなり、スリーブゴーストの悪化や濃度低下
を引き起こし易い。
【0076】本発明においては、導電性樹脂被覆層の体
積抵抗を調整するため、導電性樹脂被覆層中に、先に述
べた導電性球状粒子と併用して他の導電性微粉末を分散
含有させてもよい。この際に使用する導電性微粉末とし
ては、個数平均粒径が、好ましくは1μm以下、より好
ましくは0.01〜0.8μmのものがよい。即ち、導
電性樹脂被覆層中に、導電性球状粒子と併用して分散含
有させる導電性微粉末の個数平均粒径が1μmを超える
場合には、導電性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現象が発生し易くな
る。
【0077】本発明で使用することのできる導電性微粉
末としては、例えば、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、チャン
ネルブラックの如きカーボンブラック;酸化チタン、酸
化スズ、酸化亜鉛、酸化モリブデン、チタン酸カリ、酸
化アンチモン及び酸化インジウムの如き金属酸化物等;
アルミニウム、銅、銀及びニッケルの如き金属;グラフ
ァイト、導電性金属繊維及び導電性炭素繊維の如き無機
系充填剤が挙げられる。
【0078】導電性被覆層中に導電性球状粒子と併用し
て導電性微粉末を分散含有させる場合の導電性微粉末の
含有量としては、結着樹脂100質量部に対し、好まし
くは40質量部以下、更には2〜35質量部の範囲で使
用すると、特に好ましい結果が得られる。即ち、導電性
微粉末の含有量が40質量部を超える場合には、被膜強
度の低下、及びトナーの帯電量の低下が認められること
が多い。
【0079】次に、本発明にかかる現像剤担持体を形成
する場合の、導電性被覆層の表面処理方法について説明
する。本発明における被覆層表面の処理方法としては、
表面処理後の被覆層表面に、被覆層表面及びその近傍に
存在する凹凸形成粒子によって良好な状態で凹凸が形成
されるものであれば、いずれの公知の表面処理方法を適
用することも可能であるが、本発明では、被覆層表面の
凹凸の平均間隔Sm値以下の平均粒径を有する砥粒を用
いての表面処理方法を適用する。具体的には、上記した
ような特定の砥粒を用いての乾式ブラスト処理方法、及
び湿式ホーニング処理方法が特に好ましく用いられる。
これらの方法について、下記に説明する。
【0080】先ず、本発明に用いることのできる乾式ブ
ラスト処理方法について説明する。図3は、現像スリー
ブ表面にブラスト処理を施している工程を示した図であ
る。図3において、1はブラストノズルであり、ブラス
トノズル1は、ノズルホルダー2によりホールドされて
いる。ノズルホルダー2の内部には、圧縮空気を噴射す
るための噴射ノズル3が設けられており、ここから高速
に加速された空気が流れる。又、該噴射ノズル3の噴射
口位置には、流入口4から流入させた砥粒6が供給され
るようになっており、上記加速された空気による砥粒6
の吸い込みが可能となっている。又、ブラストノズル1
は、ネジ5によって固定されており、このネジ5を緩め
ることによってブラストノズル1を自由に交換できる。
更に、ノズルホルダー2は固定台10に取り付けられて
おり、ボールネジ9により、上下に移動できる構造とな
っている。一方、スリーブ8は、回転モータ(図示せ
ず)により矢印方向に回転するように支持されており、
表面にはマスキング治具7が取り付けられている。
【0081】このようなブラスト装置においては、加速
された噴射エアーが噴射ノズル3内を通ることにより、
ノズルホルダー2内が負圧になる結果、砥粒流入口4か
ら砥粒6が吸引され、やがて噴射エアーと共にブラスト
ノズル1を通って加速されて砥粒6が空気中に噴射され
る。これにより、加速された砥粒6は回転しているスリ
ーブ8表面に衝突し、現像スリーブ表面の樹脂被覆層を
表面処理する。更に、ブラストノズルホルダー2が、固
定台10と共にボールネジ9によって上下に往復移動す
ることで、スリーブ8表面の全域に渡ってブラスト処理
が行われる。又、本発明は、このようなブラスト装置の
他に、図4に示したようにブラストノズルが回転軸を中
心に円弧運動を行って、被加工物である現像スリーブ表
面にブラスト加工が行われるような装置も適用可能であ
る。
【0082】又、図5は、先に説明した図3及び図4に
示されるようなブラスト装置部分を、実際に使用する際
の本体装置のフローを模式図を用いて表したものであ
る。ブラスト装置101の内部には、ここでは詳しく図
示されていないが、図3及び図4に示されるようなブラ
ストノズル部分102が組み込まれている。103から
は圧縮空気が送られ、ブラストノズル部分102に供給
される。ブラスト処理に供された砥粒及び剥離された樹
脂被覆層の粉末は、排出口104へと落下し、バグフィ
ルター110に付随したブロワー112の吸気作用によ
り配管105を通ってサイクロン106へと送られる。
ここで、比較的粒径の大きな砥粒粒子は排出口107へ
と落下回収され、圧縮空気103による吸引作用により
配管108を通ってノズル102へと戻って行く。又、
比較的粒径の小さい剥離された樹脂層の微粉末は、配管
109を通りバグフィルター110へ運ばれ、吸引エア
ーと分離され、回収部111へと回収される。113
は、磨耗、粉砕等されたために、配管109を通り回収
された砥粒の不足分を補給するための補給装置である。
【0083】本発明においては、上記したような装置に
よるブラスト処理によって現像スリーブ表面の樹脂被覆
層の表面処理を行う際のブラスト処理の条件が、特に重
要である。即ち、被覆層を表面処理する際に、被覆層表
面の表面粗さを変化させないこと、被覆層表面及びその
近傍に存在する凹凸形成粒子が磨耗及び脱落されること
なく被覆層表面に凹凸を形成していること、という要件
を満足するようにしてブラスト処理が行われる必要があ
る。
【0084】本発明において、砥粒として用いる固体粒
子の平均粒径は、被覆層表面の凹凸の平均間隔Sm値以
下であることが必要であり、例えば、20μm〜180
μmのものを用いることが好ましい。表面処理に使用す
る砥粒の平均粒径を、被覆層表面の凹凸の平均間隔Sm
値以下とすることで、被覆層表面の凹部まで砥粒による
均一な表面処理が可能となり、本発明の目的を達成する
ことができる。しかし、砥粒の平均粒径が20μmより
も小さいと、強いエアー圧で放出された場合においても
粒子が空気抵抗の影響を受けてしまい、十分な表面処理
効果が得られにくく、処理できた場合でも操作時間が長
くなってしまう。更には、ブラスト装置構成において、
平均粒径が小さ過ぎるためサイクロン部分で分級回収さ
れずに、削られた樹脂被覆層の粉末と共にバグフィルタ
ー方向へ移送され、除去されてしまう可能性(比率)が
高くなる。一方、砥粒の平均粒径が180μmを超える
ものを使用した場合には、被覆層表面の凹部における砥
粒による表面処理が不十分であり、本発明の目的を達成
することができない。又、ブラスト時に、下記に示すエ
アー圧力の影響と粒子の圧力の相互作用で現像スリーブ
を変形させ、振れを増大させてしまう。又、被覆層の表
面処理後の表面粗さが適正値に制御できにくくなり、耐
久初期と耐久後期において、被覆層の表面形状が異なっ
てしまい、画像不良の原因となり易い。
【0085】本発明において、砥粒を放出するノズルの
内径は、基体の外径の0.15倍〜1.0倍であること
が好ましい。ノズルの内径が基体外径の0.15倍より
も小さい場合には、砥粒の衝突位置が偏って削られるた
め、表面処理が均一となりにくく、処理後にも、現像ス
リーブの振れが悪化する。逆に1.0倍よりも大きくし
た時には、ノズルからの吐出を全面から均一に吐出させ
るためにはブラスト圧を高く設定する必要が生じ、砥粒
の吐出量の過剰とブラストエアー圧力との相互作用によ
り現像スリーブを曲げてしまい振れの悪化を招き、砥粒
の現像スリーブに対する衝突効率が悪い、粉塵濃度が上
がるのでサイクロンでの分離が不十分となる、基体の接
線方向に近い角度で衝突する粒子が多いため表面形状が
不均一になる、等の問題がある。
【0086】ブラスト用のノズルは、通常、断面は円形
であるが、楕円形等の変形したタイプも使用可能であ
る。このような場合には、ノズルが現像スリーブに相対
した時に、現像スリーブの直径方向の内径を1.0倍以
下の長さとし、且つ基体外径の0.15倍〜1.0倍相
当の円形状とした時の断面積以内の断面積のノズル開口
とすることが好ましい。又、本発明においては、ブラス
トの吐出圧を、1×10 5Pa〜5×105Paとするこ
とが好ましい。1×105Paよりも小さい圧力の場合
は、研磨力が低下するのは勿論のこと、吐出量が不安定
になり、表面処理が不均一になり易い。逆に、ブラスト
の吐出圧が5×105Paを超える場合には、現像スリ
ーブを曲げてしまい振れの悪化を招く。より好ましく
は、4×10 5Pa以下に抑えるとよい。以上のような
ブラスト条件を満たすことで、均一な表面処理が可能と
なり、且つ現像スリーブの振れの悪化を伴わずに表面処
理が可能である。
【0087】又、本発明において使用される砥粒の材質
については、天然研磨材であるサンド(天然硅素)、ガ
ーネット(ザクロ石)、人造研磨材であるアランダム、
金属研磨材であるスチールショット、カットワイヤショ
ット、トルーショット、他にはガラスビーズ、プラスチ
ックビーズ等の種々の砥粒を使用してもよい。
【0088】本発明においては、更に、ブラストの砥粒
として用いる固体粒子の真密度が、0.8g/cm3
5.0g/cm3の範囲内にあるものを用いることが好
ましい。より好ましい上限は、4.5g/cm3であ
る。真密度が0.8g/cm3より小さいと、強いエア
ー圧で放出された場合においても粒子が空気抵抗の影響
を受け易くなり、十分な表面処理効果が得られにくく、
処理できた場合でも操作時間が長くなってしまう。更に
は、ブラスト装置構成において、使用する砥粒の真密度
が小さ過ぎるためサイクロン部分で分級回収されずに、
削られた樹脂被覆層の粉末と共にバグフィルター方向へ
移送され、除去されてしまう可能性(比率)が高くな
る。一方、真密度が5.0g/cm3を超える場合に
は、ブラスト時に、下記に示すエアー圧力の影響と粒子
の圧力の相互作用で現像スリーブを変形させ、振れを増
大させてしまう。又、被覆層の表面処理後の表面粗さが
適正値に制御できにくくなり、耐久初期と耐久後期にお
いて、被覆層の表面形状が異なってしまい、画像不良の
原因となり易い。
【0089】本発明においては、現像スリーブに施す表
面処理は、現像スリーブの中心を軸として等速回転させ
てブラスト処理させることが好ましい。現像スリーブの
回転数はその外径により周速度が変化するため、所望す
る現像スリーブに基づき任意に設定してかまわないが、
均一な表面処理を行うためには、50rpm〜150r
pm程度とすることが好ましい。回転数が小さいと表面
処理が不均一となる可能性がある。上限はとくに制約さ
れるものではないが、エアーの圧力がかかるため、均一
な回転を保持するためには、あまり高速回転にすると装
置の精度、強度が必要となり、コストアップ要因とな
る。更に、本発明においては、ノズルの移動は、図3及
び図4に記載されている如く、現像スリーブの中心軸方
向に移動させて処理することが好ましい。軸方向からの
傾斜が大きい場合には、表面処理が不均一となる可能性
が生じ、画像上に斜めのスジとなって現れることがあ
る。
【0090】又、本発明で行う表面処理における砥粒の
吐出量は、砥粒の真比重により異なるが、10kg/h
r〜100kg/hr程度が好ましい。吐出量が過小の
場合には表面処理が不均一となり易く、過大な場合は、
エアー吐出圧過大、真密度大、平均粒径大等と共に、現
像スリーブの振れ悪化や、更に、循環量が増大すること
によりサイクロン部での砥粒の分離不良の原因となり易
い。
【0091】本発明において、被覆層の表面処理後、現
像スリーブ上の砥粒粒子や被覆層の削りカス等の付着物
を除去する工程を付加することが、より好ましい。固体
粒子のみであれば、現像スリーブに圧縮エアーを吹き付
け除去する方法も可能であるが、例えば、固体ではなく
オイル等の付着物があると、画像不良等の原因となるの
で、被覆層が不溶な溶剤等を用いて洗浄してもよい。よ
り好ましい形態としては、界面活性剤溶液で、熱、超音
波等を加えて洗浄した後、温水洗浄を行う、所謂、水洗
浄方式を用い、乾燥させてもよい。
【0092】次に、本発明で行う表面処理に用いること
のできる湿式ホーニング処理について説明する。図6に
示すホーニング方法は、砥粒を液体に懸濁させて被加工
物204に、細いノズル201の先からエアー圧で投射
させて表面を処理する方法で、懸濁媒体207としては
一般的に水を用いて、メディアとしては上記したような
砥粒が用いられる。
【0093】これらのメディアは、懸濁媒体(主に水)
に対して2%〜30%の割合で混合される。メディアの
割合が2%未満だと加工の効率が低下してしまい、30
%を超えると懸濁媒体の流動性が悪くなりノズルからの
吐出量が少なくなる、或いは出なくなってしまう。液体
ホーニングは、砥粒を懸濁させた液体をポンプ211で
循環し、ノズル201の噴射口形状が円形の場合、口径
5mm〜20mmのノズルの先から吐出させ、被加工物
204に投射するのであるが、毎分5リットルから50
リットル程度の循環量では、懸濁液が被加工物に当たっ
ても表面処理の程度は小さい。上記の方法においては、
投射時のエアーの圧力により、大きく表面処理の程度が
変化する。液体ホーニングにおけるエアー圧力は、一般
には、0.01MPaから0.6MPa程度である。こ
の範囲以下では、加工の効率が落ち、この範囲以上では
表面粗さが大きくなり過ぎる傾向にある。
【0094】ノズル201先端と被加工物204との距
離は、近いほど効率がよいが、一般的に、円筒状のもの
を回転させながらノズル1を移動させていく方法では、
ノズルを近付け過ぎると加工ムラがでてしまうため、1
0mmから400mmの距離で加工を行っている。ノズ
ルの移動速度は、毎分0.2mから2m程度であり、一
般に、被加工物を回転させながら、ノズルを移動させて
ホーニングする方法が用いられる。回転数は速い程ムラ
が出にくいが、(1/2)s-1から10s-1程度が好ま
しく、ノズルの移動速度に合わせて調節する。ノズルか
ら吐出された砥粒は、同時に吐出された水の影響で被加
工物にソフトに衝突する。そのため、懸濁媒体(水)を
用いない乾式サンドブラスト方法よりも、砥粒の衝撃が
少なく、従って、表面処理の程度は、乾式ブラスト処理
方法よりも同じ条件では小さく、砥粒の割れる割合も少
ないという利点がある。
【0095】上記したような乾式ブラスト処理方法や湿
式ホーニング処理方法では、一般に被加工物の表面を削
ると考えられているが、実際には殆ど表面は削れておら
ず、主に砥粒が衝突した衝撃で表面を適度に研磨処理す
ることができる。特に、球状の砥粒を用いた場合にはそ
の傾向が強い。それゆえに、乾式ブラスト処理方法や液
体ホーニング処理方法では、本発明にかかる現像スリー
ブの被覆層表面の凹凸平均間隔Sm値以下の平均粒径を
有する砥粒を用いて処理することにより、被覆層表面の
凹凸部が隈なく表面処理され、被覆層表面及びその近傍
に存在する凹凸形成粒子が、磨耗及び脱落されることな
く該被覆層表面に凹凸を形成することができる。この結
果、本発明の目的がより効果的に発揮される。又、ホー
ニングやブラストによる表面処理方法を行う場合、被加
工物面に対して吐出砥粒を垂直に当てるよりも角度を小
さくして斜めに当てると、砥粒噴射時の加工面積が広が
る等してムラ無く処理できる傾向にある。
【0096】液体ホーニングによる被加工物表面の工程
後は、通常、表面の洗浄を行い、付着した研磨材(砥
粒)、研磨液、ごみ、油系物質、人の指紋等の除去を行
う。しかし、この洗浄する工程までの間に被加工物表面
が乾燥し易い。被加工物表面が一旦乾燥してしまうと砥
粒が表面にこびりつき、その後、洗浄しても洗い落とせ
ずに表面に残留してしまうことがあり、そのような現像
スリーブを現像装置に使用すると、ベタ画像上に白抜
け、黒点、濃度ムラ等の画像欠陥が発生する原因とな
る。
【0097】本発明において、被覆層に凹凸を形成する
ための粒子は、被覆層を構成するマトリクス部分(樹脂
製の基部)よりも高硬度であることが好ましい。凹凸を
形成するための粒子の硬さが、被覆層を構成するマトリ
クス部分の硬さよりも大きいものを用いた場合には、長
期にわたる耐久で被覆層が磨耗した場合でも、被覆層表
面の表面粗さが耐久初期と耐久後期で殆ど変化しない。
凹凸を形成するための粒子の硬さが、被覆層を構成する
マトリクス部分の硬さよりも小さいものを用いた場合に
は、長期にわたる耐久で被覆層が磨耗した場合、被覆層
表面の表面粗さの変化が大きく、トナーコーティングが
不安定化するためトナーの帯電が不均一化し、スリーブ
ゴースト、画像濃度、ベタ画像等のスジ・ムラ等の画質
不良の原因となり易く、好ましくない。
【0098】本発明において、導電性被樹脂覆層表面の
表面粗さとしては、JIS B0601−1994の表
面粗さに基づき、凹凸の平均間隔(以下、「Sm」と称
す)及び算術平均粗さ(以下、「Ra」と称す)が、好
ましくは、Smが20μm〜180μm及びRaが0.
2〜4.5μmの範囲内であり、より好ましくはSmが
40μm〜100μm及びRaが0.4〜2.0μmの
範囲内であることがよい。導電性樹脂被覆層表面のSm
が180μmを超え、Raが0.2μm未満の場合に
は、トナーの搬送性が低下してしまい十分な画像濃度が
得られなくなる場合があり、導電性樹脂被覆層表面のS
mが20μm未満、Raが4.5μmを超える場合に
は、トナーの搬送量が多くなり過ぎてトナーが十分に帯
電できなくなり、いずれも好ましくない。上記したよう
な構成の導電性樹脂被覆層の層厚は、好ましくは25μ
m以下、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは
4〜20μmであると均一な層厚を得るために好まし
い。しかし、特にこの層厚に限定されるものではない。
【0099】本発明において、上記の構成で形成される
導電性樹脂被覆層を有する現像剤担持体の基体として
は、例えば、金属、その合金又はその化合物が好適に用
いられ、特に、ステンレススチール及びアルミニウムの
円筒状に成形したものが好適に用いられる。これら基体
の表面は、ブラスト、ホーニング、ヤスリ、切削等で所
定の表面粗さになるように処理されていてもよく、電解
・無電解メッキ等で処理されていてもよい。又、基体は
ステンレス等の金属の芯金状に成形したものでもよく、
これら基体の表面も上記のような表面処理が施されてい
てもよい。
【0100】次に、上記したような本発明の現像剤担持
体を有する現像装置について説明する。現像装置として
は、例えば、図1及び図2に示すような現像装置が知ら
れている。図1において、公知のプロセスにより形成さ
れた静電潜像を保持する静電潜像保持体、例えば、電子
写真感光ドラム301は、矢印A方向に回転される。現
像剤担持体としての現像スリーブ308は、現像剤容器
303に収容された一成分系磁性トナーとしての現像剤
304を担持して、矢印B方向に回転することによっ
て、現像スリーブ308と感光ドラム301とが対向し
ている現像領域Dに現像剤304を搬送する。図1に示
すように、現像スリーブ308は、基体としての金属円
筒管306上に形成された導電性樹脂被覆層307を有
し、又、現像スリーブ308内には現像剤304を現像
スリーブ308上に磁気的に吸引且つ保持するために、
マグネットローラー305が配置、固着されている。現
像スリーブ308とマゲネットローラー305とは非接
触状態にある。
【0101】又、現像剤容器303中には、矢印C方向
に回転することによって、現像剤304を攪拌する攪拌
翼309、310、現像剤容器303中に現像剤304
を供給するスクリュー311、現像剤容器303中の現
像剤量を調整する攪拌壁312が設けられている。現像
剤304は、磁性トナー相互間及び現像スリーブ308
上の導電性樹脂被覆層307との摩擦により、感光ドラ
ム301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1の例では、現像領域Dに搬送される現
像剤304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302が、
現像スリーブ308の表面から約50〜500μmのギ
ャップ幅を持って現像スリーブ308に臨むように、現
像剤容器303から垂下されており、マグネットローラ
ー305のN極からの磁力線が磁性規制ブレード302
に集中することにより、現像スリーブ308上に現像剤
304の薄層が形成される。本発明においては、図1に
示したような磁性規制ブレードに代えて、図2に示した
ような非磁性ブレード、弾性ブレードを使用することも
できる。このようにして現像スリーブ308上に形成さ
れる現像剤304の薄層の厚みは、現像領域Dにおける
現像スリーブ308と感光ドラム301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。
【0102】本発明の現像剤担持体は、以上のような現
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308と感光ドラム301との間の最小間隙以上の厚
みである現像装置、即ち、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。説明の煩雑を避
けるため、以下の説明では、上記したような非接触型現
像装置を例に採って行う。
【0103】上記現像スリーブ308に担持された磁性
トナーを有する一成分系現像剤304を飛翔させるた
め、上記現像スリーブ308には、バイアス手段として
の現像バイアス電源313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304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308に印加するのが好まし
い。
【0104】現像された画像の濃度を高め、或いは階調
性を向上するためには、現像スリーブ308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3
08に印加するのが好ましい。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する。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。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304は少なくとも現像スリーブ308と
の摩擦により帯電する。
【0105】図1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、現像剤容器303の形状、
攪拌翼309、310の有無、磁極の配置に様々な形態
があることは言うまでもない。勿論、これらの装置は、
トナーとキャリアを含む二成分系現像剤を用いる現像に
使用することもできる。
【0106】次に、本発明において、静電潜像から可視
画像を得るために用いられる現像剤(トナー)について
説明する。現像剤に含まれるトナーは大別して乾式トナ
ーと湿式トナーに分かれるが、湿式トナーは溶剤揮発の
問題が大きいため、現在では乾式トナーが主流となって
いる。トナーは、主として、結着樹脂、離型剤、荷電制
御剤及び着色剤の如き材料を溶融混練し、溶融物を冷却
固化した後粉砕し、しかる後に分級をして粒度分布をそ
ろえた微粉体である。
【0107】トナーに用いられる結着樹脂としては、例
えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−クロルスチ
レンの如きスチレン及びその置換体の単重合体;スチレ
ン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共
重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレ
ン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸
オクチル共重合体、スチレン−ジメチルアミノエチル共
重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチ
レン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタク
リル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチ
ルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエー
テル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合
体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプ
レン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレ
ン−マレイン酸エステル共重合体の如きスチレン系共重
合体;ポリメチルメタクリレート;ポリブチルメタクリ
レート;ポリ酢酸ビニル;ポリエチレン;ポリプロピレ
ン;ポリビニルブチラール;ポリアクリル酸樹脂;ロジ
ン;変性ロジン;テルペン樹脂;フェノール樹脂;脂肪
族又は脂環族炭化水素樹脂;芳香族系石油樹脂;パラフ
ィンワックス;カルナバワックスを単独或いは混合して
使用することができる。
【0108】トナーをカラートナー(非磁性トナー)と
して用いる場合には、トナー中には、着色剤として顔料
を含有させることができる。顔料としては、例えば、カ
ーボンブラック、ニグロシン染料、ランプ黒、スーダン
ブラックSM、ファースト・イエローG、ベンジジン・
イエロー、ピグメント・イエロー、インドファースト・
オレンジ、イルガジン・レッド、パラニトロアニリン・
レッド、トルイジン・レッド、カーミンFB、パーマネ
ント・ボルドーFRR、ピグメント・オレンジR、リソ
ール・レッド2G、レーキ・レッドC、ローダミンF
B、ローダミンBレーキ、メチル・バイオレットBレー
キ、フタロシアニン・ブルー、ピグメント・ブルー、ブ
リリアント・グリーンB、フタロシアニングリーン、オ
イルイエローGG、ザボン・ファーストイエローCG
G、カヤセットY963、カヤセットYG、ザボン・フ
ァーストオレンジRR、オイル・スカーレット、オラゾ
ール・ブラウンB、ザボン・ファーストスカーレットC
G、オイルピンクOPが挙げられ、これらの中から適宜
に選択して使用することが可能である。
【0109】トナーを磁性トナーとして用いる場合に
は、トナーの中に磁性粉を含有させるが、このような磁
性粉としては、磁場の中におかれて磁化される物質が用
いられる。磁性粉としては、例えば、鉄、コバルト、ニ
ッケルの如き強磁性金属の粉末;マグネタイト、ヘタマ
イト、フェライトの如き合金や化合物が挙げられる。こ
れらの磁性粉の含有量は、トナー質量に対して15〜7
0質量%程度とするのが好ましい。
【0110】トナー中に各種離型剤を添加して含有させ
る場合もあるが、そのような離型剤としては、ポリフッ
化エチレン、フッ素樹脂、フッ炭素油、シリコンオイ
ル、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン及
び各種ワックス類が挙げられる。更には、必要に応じ
て、正或いは負に帯電させ易くするために、各種の荷電
制御剤を添加する場合もある。
【0111】本発明において、上記非磁性トナーは、キ
ャリアと混合して二成分系現像剤として用いることも、
或いは、キャリアと混合せずに非磁性一成分系現像剤と
して用いることも可能である。更に、本発明において、
上記磁性トナーは、一成分系現像剤として用いることが
可能である。
【0112】以下に、本発明に関わる物性値の測定方法
について説明する。 [測定方法] (1) 凹凸の平均間隔Sm及び算術平均粗さRaの測
定 JIS B0601−1994の表面粗さに基づき、サ
ーフコーダーSE−3500(小坂研究所製)にて、軸
方向3点×周方向2点=6点についてそれぞれ測定し、
その平均値をとった。
【0113】(2) 被覆層の膜厚測定 レーザー測長器(KEYENCE社製:コントローラL
S−5500、センサーヘッドLS5040T)で被覆
層形成前後の外径を測定した。その前後の測定値より、
30点の平均値をとって膜厚(μm)とした。
【0114】(3) 被覆層の体積抵抗測定 100μmの厚さのPETシート上に、7〜20μmで
導電性樹脂被覆層を形成し、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、2
0〜25℃、50〜60%RHとした。
【0115】(4)凹凸形成粒子(球状粒子)の体積抵
抗測定 粒状試料を40mmφのアルミリングに入れ、2500
Nで加圧成形し、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
℃、50〜60%RHとした。
【0116】(5)凹凸形成粒子(球状粒子)の真密度
測定 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。
【0117】(6)凹凸形成粒子(球状粒子)の粒径測
定 レーザー回折型粒度分布計のコールターLS230型粒
度分布計(コールター社製)を用いて測定し、個数分布
から算出した個数平均粒径を求めた。
【0118】(7)凹凸形成粒子(球状粒子)の長径/
短径比 電子顕微鏡を用いて、6000倍程度で撮影し、写真上
で粒子の長径及び短径を測定した。これを無作為の10
0サンプルについて測定し、その平均値を長径/短径比
とした。
【0119】(8)被覆層のマトリクス部分及び凹凸形
成粒子(球状粒子等)の硬さ測定 Akasi製微小硬度計MZT−4で、軸芯に対する面
角が68度の、三角錐圧子を用いて測定したユニバーサ
ル硬さ値HUであり、下記式で表される。 HU=K×F/(h2)2 [但し、K:係数 F:試験荷重(mN) h2:圧子
の最大押し込み深さ(μm)]
【0120】又、測定用に用意される試料は、被覆層に
関しては、アルミニウム基体上に圧子の最大押し込み深
さの10倍以上の膜厚となるよう被覆層を形成し、表面
を研磨処理を施したもので、凹凸形成粒子に関しては、
被覆層に用いる結着樹脂中に凹凸形成粒子を隙間なく分
散し、アルミニウム基体上に圧子の最大押し込み深さの
10倍以上の膜厚となるよう被覆層を形成し、表面を研
磨処理を施したものを用いた。又、試験荷重及び圧子の
最大押し込み深さは、被覆層表面の表面粗さの影響を受
けず、且つ、下地の基体の影響を受けない程度の範囲が
好ましく、本発明においては、圧子の最大押し込み深さ
が1〜10μm程度の範囲で測定を行った。
【0121】(9)トナーの粒径測定 コールターカウンターのマルチサイザーII(コールター
社製)を用いて測定し、体積分布から算出した重量基準
の重量平均径を求めた。
【0122】
【実施例】以下、実施例をもって本発明を更に詳しく説
明する。尚、実施例及び比較例中の「%」及び「部」と
あるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。 <現像剤スリーブ製造例1>先ず、下記のようにして現
像スリーブの基体表面に導電性被覆層を形成する際に用
いる塗工液を作製した。その際、導電性球状粒子とし
て、下記のようにして調製した導電性の球状炭素粒子を
用いた。先ず、個数平均粒径5.5μmの球状フェノー
ル樹脂100質量部の表面に、ライカイ機(自動乳鉢、
石川工場製)を用いて、個数平均粒径1.5μm以下の
石炭系バルクメソフェーズピッチ粉末14質量部を均一
に被覆した。次に、この粒子を、酸化性雰囲気下で熱安
定化処理した後に、2,200℃で焼成することによっ
て黒鉛化して導電性の球状炭素粒子を得た。得られた導
電性の球状炭素粒子は、個数平均粒径5.0μm、真密
度1.50g/cm3、体積抵抗7.5×102Ω・c
m、長径/短径比が1.15であった。又、そのユニバ
ーサル硬さ値は、該導電性球状粒子を含んで形成した後
述する樹脂被覆層のマトリクス部分の硬さ値よりも大き
かった。
【0123】 ・フェノール樹脂中間体(固形分50%)200部 ・カーボンブラック 4部 ・結晶性グラファイト 36部 ・上記で調製した導電性の球状炭素粒子(個数平均 粒径5.0μm 10部 ・イソプロパノール 179部 上記材料を、サンドミルを用いて分散した。フェノール
樹脂中間体のメタノール溶液の一部にカーボンブラック
と結晶性グラファイトを添加し、ガラスビーズをメディ
アとしたサンドミル分散を行った。ここに、残りのフェ
ノール樹脂中間体のメタノール溶液、及び個数平均粒径
5μmの球状炭素粒子を添加し、更にサンドミル分散を
進め、固形分35%の塗工液とした。この塗工液をスプ
レー法にて、外径24.5mmφ及び32.5mmφの
アルミ製円筒基体表面に塗布し、15μm程度の導電性
樹脂被覆層を形成させ、これを熱風乾燥機にて150℃
で30分間乾燥硬化させた後、所定のフランジ及びマグ
ネットローラを装着し、現像スリーブIとした。表1
に、得られた現像スリーブIの表面層である導電性樹脂
被覆層の、構成及び表面物性を示した。
【0124】<現像スリーブ製造例2>現像スリーブ製
造例1において、更に、下記式(イ−1)に示したイミ
ダゾール化合物を10部添加した塗工液を用いた以外
は、現像スリーブの製造例1と同様にして現像スリーブ
を作製し、現像スリーブIIとした。表1に、得られた現
像スリーブIIの表面層である導電性樹脂被覆層の、構成
及び表面物性を示した。
【0125】<現像スリーブ製造例3>現像スリーブ製
造例1において、更に、ベンジル酸2molとアルミニ
ウム原子1molから成るベンジル酸のアルミニウム化
合物を10部添加した塗工液を用いた以外は現像スリー
ブ製造例1と同様にして、現像スリーブを作製し、現像
スリーブIIIとした。表1に、得られた現像スリーブIII
の表面層である導電性樹脂被覆層の、構成及び表面物性
を示した。
【0126】<現像スリーブ製造例4>現像スリーブ製
造例1において、結晶性グラファイトの添加量を36部
から18部に変え、更に、二硫化モリブデンを18部添
加した塗工液を用いた以外は現像スリーブ製造例1と同
様にして、現像スリーブを作製し、現像スリーブIVとし
た。表1に、得られた現像スリーブIVの表面層である導
電性樹脂被覆層の、構成及び表面物性を示した。
【0127】<現像スリーブ製造例5>現像スリーブ製
造例4において、更に、下記式(イ−1)に示したイミ
ダゾール化合物を10部添加し塗工液を用いた以外は現
像スリーブ製造例1と同様にして、現像スリーブを作製
し、現像スリーブVとした。表1に、得られた現像スリ
ーブVの表面層である導電性樹脂被覆層の、構成及び表
面物性を示した。
【0128】<現像スリーブ製造例6>現像スリーブ製
造例4において、更に、ベンジル酸2molとアルミニ
ウム原子1molから成るベンジル酸のアルミニウム化
合物を10部添加し塗工液を用いた以外は現像スリーブ
製造例1と同様にして、現像スリーブを作製し、現像ス
リーブVIとした。表1に、得られた現像スリーブVIの表
面層である導電性樹脂被覆層の、構成及び表面物性を示
した。
【0129】<現像スリーブ製造例7>現像スリーブ製
造例1において、個数平均粒径5.0μmの球状炭素粒
子を用いずに塗工液を用いた以外は現像スリーブ製造例
1と同様にして、現像スリーブを作製し、現像スリーブ
VIIとした。表1に、得られた現像スリーブVIIの表面層
である導電性樹脂被覆層の、構成及び表面物性を示し
た。
【0130】
【0131】上記で得られた各現像スリーブに対して、
更に、下記に挙げる各表面処理方法で表面処理を行っ
た。各表面処理方法について、用いた砥粒の種類及び、
その平均粒径を表2にまとめて示した。
【0132】<表面処理方法1>図5に示したブラスト
装置を用いて下記のブラスト条件で表面処理を行った。 ・ブラストノズル内径:10mmφ ・ブラスト吐出圧:1.0×105Pa ・砥粒の種類:真密度2.5g/cm3の球形ガラスビ
ーズ ・砥粒の平均粒径:30μm ・ブラスト処理時間:15sec ・スリーブの回転数:100rpm 以上の条件による表面処理方法を、表面処理方法aとし
た。
【0133】<表面処理方法2>表面処理方法aにおい
て、砥粒として平均粒径が200μmの球形ガラスビー
ズを用いた以外は、表面処理方法aと同様の条件で表面
処理した。この方法を、表面処理方法bとした。
【0134】<表面処理方法3>図6に示したホーニン
グ装置を用いて下記のホーニング条件で表面処理を行っ
た。 ・ホーニングノズル内径:10mmφ ・ホーニング吐出圧:3.0×105Pa ・砥粒の種類:真密度2.7g/cm3の球形アルミナ
ビーズ ・砥粒の平均粒径:30μm ・懸濁液:(水:砥粒)=(100:15) ・ホーニング処理時間:30sec ・スリーブの回転数:100rpm 以上の条件による表面処理方法を、表面処理方法cとし
た。
【0135】<表面処理方法4>表面処理方法cにおい
て、砥粒として平均粒径が200μmの球形アルミナビ
ーズを用いた以外は、表面処理方法cと同様の条件で表
面処理した。この方法を、表面処理方法dとした。
【0136】
【0137】<トナー製造例1>下記の方法で、一成分
現像剤としての磁性ネガトナーを作製した。 ・スチレン−アクリル系樹脂 100部 ・マグネタイト 90部 ・負帯電制御剤(サリチル酸のクロム錯体) 2部 ・炭化水素系ワックス 3部 上記材料をヘンシェルミキサーにより混合し、二軸式の
エクストルーダーにより溶融混練分散を行った。混練物
を冷却後、ジェット気流を用いた粉砕機により微粉砕
し、更に気流式分級機を用いて分級を行って、重量平均
粒径7.4μm、4μm以下の粒子の個数割合が12.
0%、10.1μm以上の粒子の質量割合が5.0%の
粒度分布を有する分級品を得た。次に、得られた分級品
である着色樹脂微粉末に、疎水性コロイダルシリカを上
記分級品100質量部に対して、1.0質量部の割合で
ヘンシェルミキサーを用いて外添混合し、一成分現像剤
としての磁性トナーAを得た。
【0138】<トナー製造例2>下記の方法で、一成分
現像剤としての磁性ポジトナーを作製した。 ・スチレン−アクリル系樹脂 100部 ・マグネタイト 85部 ・正帯電制御剤(トリフェニルメタン化合物)2部 ・炭化水素系ワックス 3部 上記材料をヘンシェルミキサーにより混合し、二軸式の
エクストルーダーにより溶融混練分散を行った。混練物
を冷却後、ジェット気流を用いた粉砕機により微粉砕
し、更に気流式分級機を用いて分級を行って、重量平均
粒径7.3μm、4μm以下の粒子の個数割合が18.
0%、10.1μm以上の粒子の質量割合が7.0%の
分布を有する分級品を得た。次に、得られた分級品であ
る着色樹脂微粉末に、疎水性コロイダルシリカを、上記
分級品100質量部に対して1.0質量部の割合でヘン
シェルミキサーを用いて外添混合し、一成分現像剤とし
ての磁性トナーBを得た。
【0139】<実施例1>前記した現像スリーブIを表
面処理方法aで表面処理した現像スリーブと、上記で調
製したトナーAとを用い、これらを図1に示すような現
像装置に組み込んで画像形成を行って画出し、評価をし
た。画出しには、キヤノン製複写機NP6350の改造
機を用いて、所定の現像バイアスを印加して、画出し評
価を行った。画出しは、23℃、5%RHの常温低湿
(N/L)、及び30℃、80%RHの高温高湿(H/
H)の各環境下にて、25万枚(250k)までの耐久
で行った。以下の評価方法による評価結果を表3−2〜
表3−4に示した。又、画出しに使用した現像スリーブ
及びトナー等の評価条件を表3−1にまとめて示した。
【0140】[評価] (1)画像濃度 ベタ黒画像の濃度を、反射濃度計RD918(マクベス
社製)により反射濃度測定を行い、5点の平均値をとっ
て画像濃度とした。
【0141】(2)カブリ及び反転カブリ 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
転写紙の反射率の最高値)をカブリ濃度とした。反射率
はTC−6DS(東京電色製)で測定した。但し、測定
値を目視で判断した場合、1.5以下は目視ではほとん
ど確認できないレベル、2.0〜3.0程度はよく見る
と確認できるレベル、4.0を超えると一見してカブリ
が確認できるレベルである。
【0142】(3)スリーブ上トナー帯電量(Q/M)
及びトナー搬送量(M/S) 現像スリーブ上に担持されたトナーを、金属円筒管と円
筒フィルターにより吸引捕集し、その際金属円筒管を通
じてコンデンサーに蓄えられた電荷量Q、捕集されたト
ナー質量Mと、トナーを吸引した面積Sから、単位質量
当たりの電荷量Q/M(mC/kg)と単位面積当たり
のトナー質量M/S(mg/cm2)を計算し、それぞ
れトナー帯電量(Q/M)、トナー搬送量(M/S)と
した。
【0143】(4)ゴースト ベタ白とベタ黒部が隣り合う画像を画像先端部(スリー
ブ回転1周目)で現像し、2周目以下のハーフトーン画
像上に現れるベタ白跡とベタ黒跡の濃淡差を目視により
観察し、評価結果を下記の指標で示した。 ○ :濃淡差が全く見られない。 ○△:目視で軽微な濃淡差が確認できる。 △ :濃淡差がややはっきりしているが、実用レベル下
限。 △×:濃淡差がはっきり確認でき、実用不可レベル。 × :顕著な濃淡差が確認できる。
【0144】(5)スジ・ムラ ベタ黒画像及びハーフトーン(HT)画像を現像し、そ
れぞれの画像においてスジ・ムラを目視により観察し、
評価結果を下記の指標で示した。 ○ :スジ・ムラが全くみられない。 ○△:HT画像に軽微なスジ・ムラがみられる。 △ :HT画像にスジ・ムラがややみられるが、実用レ
ベル下限。 △×:ベタ黒画像にもスジ・ムラがみられ、実用不可レ
ベル。 × :ベタ黒画像にも顕著なスジ・ムラがみられる。
【0145】(6)導電性被覆層の削れ量(削れ量) 各環境下で画出し評価した後、現像スリーブを取り外
し、レーザー測長器(KEYENCE社製:コントロー
ラLS−5500、センサーヘッドLS5040T)で
外径を測定した。この測定値と、画出し前の現像スリー
ブの外径測定値から導電性被覆層の削れ量を計算し、3
0点の平均値をとって膜削れ量(μm)とした。
【0146】(7)トナーによるスリーブ汚染及び融着
(耐汚染及び耐融着) 各環境下で画出し評価した後、現像スリーブを取り外
し、電界放射型−走査型顕微鏡(FE−SEM)により
スリーブ上を観察し、評価結果を下記の指標で示した。 ○ :汚染及び融着が全くみられない。 ○△:軽微な汚染及び融着がみられる。 △ :汚染及び融着がややみられるが、実用レベル下
限。 △×:汚染及び融着がみられ、実用不可レベル。 × :顕著な汚染及び融着がみられる。
【0147】<実施例2>実施例1において、現像スリ
ーブの表面処理方法aを表面処理方法cに代えた以外
は、実施例1と同様の方法及び条件下で画出しを行い、
評価した。評価条件及び評価結果を表3−1〜表3−4
に示した。
【0148】<実施例3>実施例1において、現像スリ
ーブIを現像スリーブIIに代えた以外は、実施例1と同
様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価条
件及び評価結果を表3−1〜表3−4に示した。
【0149】<実施例4>実施例3において、表面処理
方法aを表面処理方法cに代えた以外は、実施例1と同
様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価条
件及び評価結果を表3−1〜表3−4に示した。
【0150】<実施例5>実施例1において、現像スリ
ーブIを現像スリーブIVに代えた以外は、実施例1と同
様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価条
件及び評価結果を表3−1〜表3−4に示した。
【0151】<実施例6>実施例5において、表面処理
方法aを表面処理方法cに代えた以外は、実施例1と同
様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価条
件及び評価結果を表3−1〜表3−4に示した。
【0152】<実施例7>実施例1において、現像スリ
ーブIを現像スリーブVに代えた以外は、実施例1と同
様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価条
件及び評価結果を表3−1〜表3−4に示した。
【0153】<実施例8>実施例7において、表面処理
方法aを表面処理方法cに代えた以外は、実施例1と同
様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価条
件及び評価結果を表3−1〜表3−4に示した。
【0154】<比較例1>実施例1において、表面処理
方法aを表面処理方法bに代えた以外は、実施例1と同
様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価条
件及び評価結果を表3−1〜表3−4に示した。
【0155】<比較例2>実施例1において、表面処理
方法aを表面処理方法dに代えた以外は、実施例1と同
様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価条
件及び評価結果を表3−1〜表3−4に示した。
【0156】<比較例3>実施例1において、表面処理
方法aを用いなかった以外は、実施例1と同様の方法及
び条件下で画出しを行い、評価した。評価条件及び評価
結果を表3−1〜表3−4に示した。
【0157】<比較例4>実施例1において、現像スリ
ーブIを現像スリーブVIIに代えた以外は、実施例1と
同様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価
条件及び評価結果を表3−1〜表3−4に示した。
【0158】
【0159】
【0160】
【0161】
【0162】<実施例9>前記した現像スリーブIを表
面処理方法aで表面処理した現像スリーブと、上記で調
製したトナーBとを用い、これらを図1に示すような現
像装置に組み込んで画像形成を行って画出し、評価をし
た。画出しには、キヤノン製複写機GP605の改造機
を用いて、所定の現像バイアスを印加して、画出し評価
を行った。画出しは、23℃、5%RHの常温低湿(N
/L)、及び30℃、80%RHの高温高湿(H/H)
の各環境下にて、25万枚(250k)までの耐久で行
った。そして、実施例1と同様の評価方法及び評価基準
による評価を行い、その結果を、表4−2〜表4−4に
示した。又、画出しに使用した現像スリーブ及びトナー
等の評価条件を表4−1にまとめて示した。
【0163】<実施例10>実施例9において、表面処
理方法aを表面処理方法cに代えた以外は、実施例1と
同様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価
条件及び評価結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0164】<実施例11>実施例9において、現像ス
リーブIを現像スリーブIIIに代えた以外は、実施例1
と同様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評
価条件及び評価結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0165】<実施例12>実施例11において、表面
処理方法aを表面処理方法cに代えた以外は、実施例1
と同様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評
価条件及び評価結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0166】<実施例13>実施例9において、現像ス
リーブIを現像スリーブIVに代えた以外は、実施例1と
同様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価
条件及び評価結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0167】<実施例14>実施例13において、表面
処理方法aを表面処理方法cに代えた以外は、実施例1
と同様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評
価条件及び評価結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0168】<実施例15>実施例1において、現像ス
リーブIを現像スリーブVIに代えた以外は、実施例1と
同様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価
条件及び評価結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0169】<実施例16>実施例15において、表面
処理方法aを表面処理方法cに代えた以外は、実施例1
と同様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評
価条件及び評価結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0170】<比較例5>実施例9において、表面処理
方法aを表面処理方法bに代えた以外は、実施例1と同
様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価条
件及び評価結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0171】<比較例6>実施例9において、表面処理
方法aを表面処理方法dに代えた以外は、実施例1と同
様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価条
件及び評価結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0172】<比較例7>実施例9において、表面処理
方法aを用いなかった以外は、実施例1と同様の方法及
び条件下で画出しを行い、評価した。評価条件及び評価
結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0173】<比較例8>実施例9において、現像スリ
ーブIを現像スリーブVIIに代えた以外は、実施例1と
同様の方法及び条件下で画出しを行い、評価した。評価
条件及び評価結果を表4−1〜表4−4に示した。
【0174】
【0175】
【0176】
【0177】
【0178】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、画像形成に用いた場合に、トナーのチャージアップ
現象及びブロッチを防止し、異なる環境下においても長
期に渡って、トナーに適正な帯電量を与えることのでき
る現像剤担持体、それを用いた現像装置が提供される。
又、本発明によれば、画像形成に用いた場合に、異なる
環境下においても長期間に渡って、画像濃度低下、及び
カブリの如き問題点が発生せず、高品位の画像を安定的
に得ることができ、しかも、現像剤担持体表面にトナー
によるスリーブ汚染及びスリーブ融着を生じず、スジ・
ムラ等の不良画像を発生しない現像剤担持体、それを用
いた現像装置が提供される。又、本発明によれば、画像
形成に用いた場合に、異なる環境下においても長期間に
渡って、現像剤担持体表面の表面粗さの変化を小さくす
ることができ、現像剤担持体上のトナーコート量を一定
量に制御することのできる現像剤担持体、それを用いた
現像装置が提供される。本発明によれば、上記した優れ
た特性を有する現像剤担持体を容易に得らることができ
る現像剤担持体表面処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の導電性樹脂被覆層を有する現像剤担
持体を用いた、現像装置の模式図である。
【図2】 本発明の導電性樹脂被覆層を有する現像剤担
持体を用いた、現像装置の模式図である。
【図3】 本発明の被覆層の表面処理方法に用いる、乾
式ブラスト装置部分の模式図である。
【図4】 本発明の被覆層の表面処理方法に用いる、乾
式ブラスト装置部分の模式図である。
【図5】 本発明の被覆層の表面処理方法の一例であ
る、乾式ブラスト処理方法の模式図である。
【図6】 本発明の被覆層の表面処理方法の一例であ
る、湿式ホーニング処理方法の模式図である。
【符号の説明】
<図1及び図2> 301:静電潜像保持体(感光ドラム) 302:現像剤層厚規制部材(磁性ブレード及び弾性ブ
レード) 303:現像剤容器 304:現像剤(トナー) 305:磁石(マグネットローラー) 306:円筒部材 307:導電性樹脂被覆層 308:現像剤担持体(現像スリーブ) 309〜310、314:現像剤攪拌翼 311:現像剤搬送スクリュー 312:攪拌壁 313:バイアス電源 A:感光ドラム回転方向 B:現像スリーブ回転方向 C:攪拌翼回転方向 D:現像領域 <図3及び図4> 1 :ブラストノズル 2 :ノズルホルダー(支持体) 3 :噴射ノズル(噴射手段) 4 :砥粒流入口(研磨材の流入手段) 5 :ネジ 6 :砥粒(研磨材) 7 :マスキング冶具 8 :現像剤担持体(現像スリーブ) 9 :ボールネジ 10:固定台 <図5> 101:ブラスト装置部 102:ブラストノズル部 103:圧縮空気投入部 104、107:砥粒捕集部 105、108:砥粒循環管 106:サイクロン 109:砥粒排出管 110:バグフィルター 111:砥粒回収部 112:ブロワー 113:砥粒補給装置 <図6> 201:ホーニングのノズル 202:エア供給管 203:ホーニング液循環管 204:ワーク(円筒基体) 205:ワーク置き台 206:ワーク回転モータ 207:ホーニング液 208:撹拌モータ 209:撹拌用プロペラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齊木 一紀 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大竹 智 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 嶋村 正良 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 藤島 健司 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H077 AB03 AB14 AB15 AB18 AC02 AD06 AD13 AD18 AD36 AE04 AE05 EA13 EA16 FA01 FA03 FA13 FA16 FA26 FA27 GA02 GA03

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも基体及び導電性樹脂被覆層を
    有する現像剤担持体において、上記導電性樹脂被覆層
    は、少なくとも結着樹脂、固体潤滑剤及び/又は導電性
    微粉末、及び被覆層表面に凹凸を形成するための凹凸形
    成粒子が含有され、且つ、該導電性樹脂被覆層の表面
    は、下記式(1)の関係を満たす砥粒を用いての表面処
    理がなされており、 砥粒の平均粒径≦被覆層表面の凹凸の平均間隔Sm値 (1) 且つ、表面処理後の該被覆層表面は、被覆層の表面及び
    その近傍に存在している上記凹凸形成粒子によって凹凸
    が形成されていることを特徴とする現像剤担持体。
  2. 【請求項2】 前記凹凸形成粒子の個数平均粒径が、
    0.3乃至30μmである請求項1に記載の現像剤担持
    体。
  3. 【請求項3】 前記凹凸形成粒子が、球状であり、且つ
    その真密度が3g/cm3以下である請求項1又は2に
    記載の現像剤担持体。
  4. 【請求項4】 前記凹凸形成粒子が、樹脂粒子である請
    求項1乃至3のいずれか1項に記載の現像剤担持体。
  5. 【請求項5】 前記凹凸形成粒子が、導電性の粒子であ
    る請求項1乃至4のいずれか1項に記載の現像剤担持
    体。
  6. 【請求項6】 前記被覆層表面の凹凸の平均間隔Sm値
    が、20μm≦Sm≦180μmである請求項1乃至5
    のいずれか1項に記載の現像剤担持体。
  7. 【請求項7】 被覆層表面の算術平均粗さRa値が、
    0.2μm≦Ra≦4.5μmである請求項1乃至6の
    いずれか1項に記載の現像剤担持体。
  8. 【請求項8】 前記凹凸形成粒子が、被覆層を構成する
    マトリクス部分よりも、高硬度である請求項1乃至7の
    いずれか1項に記載の現像剤担持体。
  9. 【請求項9】 被覆層表面の表面処理方法が、乾式ブラ
    スト処理である請求項1乃至8のいずれか1項に記載の
    現像剤担持体。
  10. 【請求項10】 被覆層表面の表面処理方法が、湿式ホ
    ーニング処理である請求項1乃至8のいずれか1項に記
    載の現像剤担持体。
  11. 【請求項11】 現像容器と、該現像容器に収容された
    現像剤を担持、搬送するための現像剤担持体と、該現像
    剤担持体に近接、又は圧接して配置されている現像剤担
    持体上に現像剤の薄層を形成するための現像剤層厚規制
    部材とを有し、上記現像剤担持体によって現像剤を静電
    潜像保持体と対向する現像領域へと担持、搬送し、該静
    電潜像保持体上に形成された静電潜像を現像剤により現
    像して可視像化する現像装置において、 上記現像剤担持体が、請求項1乃至10のいずれか1項
    に記載の現像剤担持体であることを特徴とする現像装
    置。
  12. 【請求項12】 少なくとも基体及び導電性樹脂被覆層
    を有する請求項1乃至10のいずれか1項に記載の現像
    剤担持体を製造する際に使用する現像剤担持体の表面処
    理方法において、 少なくとも結着樹脂、固体潤滑剤及び/又は導電性微粉
    末、及び被覆層表面に凹凸を形成するための粒子を含有
    する上記導電性樹脂被覆層の表面を、下記式(1)の関
    係を満たす砥粒を用い、 砥粒の平均粒径≦被覆層表面の凹凸の平均間隔Sm値 (1) 表面処理後の該被覆層表面が、被覆層の表面及びその近
    傍に存在する該凹凸形成粒子によって被覆層表面に凹凸
    を形成するように表面処理することを特徴とする現像剤
    担持体の表面処理方法。
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