JPH07301988A - 現像剤担持体及びそれを用いた現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繰り返し複写又耐久による担持体表面の被膜
の劣化やハガレキズの起きない高耐久であり、且つ異な
る環境条件下においても長期間に亘って安定した画質を
提供し得る現像剤担持体及びそれを用いた現像装置提供
すること。 【構成】 金属の円筒上に樹脂被膜層を形成してなり、
且つ該樹脂被膜層中に、官能基としてアミノ基、エポキ
シ基又はビニル基のいずれかを有するシランカップリン
グ剤（Ａ）と、シランカップリング剤（Ａ）が有する前
記官能基の少なくとも１つと反応し得る基であって、且
つ、水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネ
ート基、アミノ基及びビニル基から選ばれる基を有する
化合物（Ｂ）との反応生成物により処理された顔料が分
散含有されていることを特徴とする現像剤担持体及びそ
れを用いた現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真法において、電
子写真感光体あるいは静電記録誘電体等の潜像保持体上
に形成された潜像を現像して顕像化する為の現像装置、
及び現像装置に用いられる現像担持体（現像ローラー）
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては米国特許第２
２９７６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報
及び特公昭４３−２４７４８号公報に記載されている如
く、多数の方法が知られているが、一般には光導電性物
質からなる感光体を利用し、種々の手段により感光体上
に電気的潜像を形成し、次いで該潜像を現像剤（トナ
ー）を用いて現像し、トナー画像を必要に応じて紙等の
転写材に転写した後、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】現像法においては、一般に乾式現像法と湿
式現像法とに分類されるが、湿式現像法は溶剤蒸発が伴
うことから、現在では殆ど使われていない。乾式現像方
法においては、特にトナー及びキャリアを主体とする磁
気ブラシ現像法等の２成分現像方法が古くから用いられ
ている。２成分現像法の従来よりの欠点としては、トナ
ーとキャリアの混合比を一定に保つのが難しいこと、キ
ャリアの劣化が速く現像剤を頻繁に交換しなくてはなら
ないことである。

【０００４】この様な欠点を回避する為、トナーのみよ
りなる１成分現像剤を用いる方法が各種提案されてい
る。この様な１成分現像剤として、高抵抗な樹脂中に磁
性粒子を含有させ、磁気によりトナーを搬送させる１成
分磁性現像剤が用いられている。高抵抗の磁性トナーを
用いる現像方法として、トナー粒子相互の摩擦、トナー
粒子とスリーブ等との摩擦等によりトナー粒子を摩擦帯
電し、これを静電潜像保持部材に接触して現像する方法
が知られている。

【０００５】しかし、これらの方法はトナー粒子と摩擦
部材との接触回数が少なく摩擦帯電が不十分になり易
い、帯電したトナー粒子はスリーブとの間のクーロン力
が強まりスリーブ凝集し易い、等の欠点を有している。
特開昭５４−４３０３６号公報では上述の欠点を除去し
た現像方法を提案しているが、これはスリーブ上に磁性
トナーを極めて薄く塗布し、これを摩擦帯電し、次いで
これを磁界の作用の下で静電像に極めて接近せしめ、且
つ接触させることなく対向させ現像するものである。

【０００６】この方法によれば、磁性トナーを現像剤担
持部材としてのスリーブ上に極めて薄く塗布することに
より、スリーブとトナーの接触する機会を増し、十分な
摩擦帯電を可能にしたこと、磁力によってトナーを支持
し、且つ磁石とトナーを相対的に移動させることによ
り、トナー粒子相互の凝集を解くと共にスリーブと十分
に摩擦せしめていること、トナーを磁石によって支持
し、又、これを静電像に接触することなく対向させて現
像することにより、地カブリを防止していること等によ
って優れた画像が得られるものである。

【０００７】従来、一般に実用化されている現像ローラ
ー（現像スリーブ）としては、アルミニウム、ステンレ
ススチール、等の金属円筒管等と、その円筒管内部に磁
界発生手段としての磁石を配置させたものが用いられて
いる。磁石としては、マグネットロール状にして用いら
れることが多い。金属円筒管の表面には、サンドブラス
ト、ヤスリ、等の手段により適宜凹凸を形成し、トナー
の搬送力を良くした状態で用いることが多い。

【０００８】しかしながら、この様なスリーブにおいて
は、環境状態、トナー物性、スリーブ表面の状態等によ
っては、トナーコートむら、コート不良、ゴースト、濃
度低下等の、種々の不具合が生ずることがある。例え
ば、スリーブが繰り返し回転を行っていくうちに、スリ
ーブ上にコーティングされたトナーの帯電量（トリボ）
がスリーブとの接触により高くなり過ぎ、トナーがスリ
ーブ表面との鏡映力により引き合い、スリーブ表面上で
不動状態となり、スリーブから潜像保持体（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い。この様なチャージアップが発
生すると、上層のトナーはトリボを持ちにくくなり、ト
ナーの現像量が低下する為、ライン画像の細りやベタ黒
画像の画像濃度うす等の生じた画像となる。

【０００９】更に、画像部（トナー消費部）と非画像部
とのトナー層形成状態が変わり、帯電状態が異なってし
まう為、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きて、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われ
てしまう現象、所謂、スリーブゴースト現象が生じ易
い。

【００１０】又、最近では電子写真の高画質化の為に、
トナーの小粒径及び微粒子化が図られている。解像力や
シャープネス等を上げ、潜像を忠実に再現する為に、ト
ナーの重量平均粒径で約６〜９μｍのものを用いるのが
一般的である。更には、ファーストコピー時間の短縮や
省電力化等の目的で、トナーの定着温度を下げる傾向が
ある。この様な状況下においては、トナーは更にスリー
ブに静電気的に付着し易くなると共に、外部からの物理
的な力がかかることにより、スリーブ表面の汚染やトナ
ー融着が起こり易くなっている。

【００１１】この様な現象を解決する方法として、従来
の金属円筒管のスリーブの代わりに、特開平２−１０５
１８１号公報、特開平３−３６５７０号公報等に記載の
如く、金属円筒管の表面に樹脂、導電性微粉末、固体潤
滑剤等からなる樹脂被膜を形成し、現像装置に用いる方
法の提案がなされている。

【００１２】この方法を用いることにより、前記現像が
大幅に低減されている。しかしながら前記の方法では、
導電性微粉末、固体潤滑剤等の顔料の樹脂中での分散性
が不充分な為、樹脂被膜中でこれらが偏在し易く、特
に、使用するトナーがチャージ・アップし易い場合に
は、多量の導電性微粉末、固体潤滑剤等を樹脂中に含有
させた樹脂被膜を金属円筒管の表面に形成しなければな
らず、その結果、スリーブ表面の樹脂被膜強度が低下し
てしまい、長期間使用するとスリーブ表面の樹脂被膜層
の削れやハガレ等が発生し易く問題となる場合がある。
又、多量の導電性微粉末、固体潤滑剤等を樹脂中に含有
させた樹脂被膜を金属円筒管の表面に形成した場合、高
温高湿環境下でのトナーへの帯電付与性が不十分とな
り、画像濃度低下等を発生する場合がある。

【００１３】この様な問題点を解消する為には、特開平
１−１０２４８５号公報に開示されている様に、シラン
系及びチタン系カップリング剤で顔料を処理する方法も
既に開示されている。しかしながら、これら従来の表面
処理顔料を使用しても、スリーブ表面の樹脂被膜層中へ
の分散性の向上は未だ不充分であった為、より顔料の分
散性が向上した。耐久性及び帯電付与性に優れた現像剤
担持体が切望されている。

【００１４】従って本発明の目的は、繰り返し複写又耐
久による担持体表面の被膜の劣化やハガレキズの起きな
い高耐久で画質の安定した現像剤担持体を提供すること
にある。又、本発明の別の目的は、異なる環境条件下に
おいても長期間に亘って濃度低下やスリーブゴースト等
の発生しない高品位の画像を得ることが出来る現像剤担
持体を提供することにある。

【００１５】又、本発明の別の目的は、粒径小のトナー
を用いた場合に現われる現像剤担持体表面でのトナー層
の不均一な帯電を減らし、トナーに適正な帯電量を与え
る現像剤担持体を提供することである。又、本発明の目
的は、本発明の現像剤担持体を用いることにより構成さ
れた現像装置を用いる電子写真装置によって安定した高
品位の画像を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決する為の手段】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、現像剤担持体によ
って担持搬送される現像剤で、潜像保持体上に形成され
ている潜像の現像を行う現像装置に用いられる現像剤担
持体において、金属円筒管上に樹脂被膜層を形成してな
り、且つ該樹脂被膜層中に、下記のシランカップリング
剤（Ａ）と下記化合物（Ｂ）との反応生成物により処理
された顔料が分散含有されていることを特徴とする現像
剤担持体及び該現像剤担持体を用いた現像装置である。 （Ａ）官能基としてアミノ基、エポキシ基又はビニル基
のいずれかを有するシランカップリング剤。 （Ｂ）シランカップリング剤（Ａ）が有する前記官能基
の少なくとも１つと反応し得る基であって、且つ、水酸
基、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基、
アミノ基及びビニル基から選ばれる基を有する化合物。

【００１７】

【作用】本発明者らは、前述の様な従来技術の問題点を
解決する為、鋭意検討を行った結果、担持体表面の樹脂
被膜中に含有される導電性微粉末、固体潤滑剤等の顔料
がこれらの問題点の主要な原因の一つであることを突き
止め、これらの問題点を解決しうる顔料について検討を
行った。この結果、担持体表面の樹脂被膜中に均一に分
散し易く、更に樹脂被膜の強度を低下させず、異なる環
境で長期に亘って使用してもトナーの帯電量を適正に調
節することが出来る優れた顔料を開発し、この顔料を用
いた現像担持体によって本発明の目的を達成したのであ
る。

【００１８】即ち、本発明で使用される顔料は、シラン
カップリング剤（Ａ）と化合物（Ｂ）との反応生成物に
て処理されているので、現像剤担持体表面の樹脂被膜中
への分散性が良好である為、樹脂被膜の強度を低下させ
ずに顔料の持つ導電性や潤滑剤等の特性を樹脂被膜に付
与することが可能となると考えられる。更に、シランカ
ップリング剤（Ａ）と化合物（Ｂ）との反応生成物は、
トナーに対して良好な帯電付与性を有しているので、本
発明にかかる現像剤担持体は高温高湿環境下等において
も、十分な電荷量をトナーに付与することが出来るもの
と考えられる。

【００１９】

【好ましい実施態様】本発明の好ましい実施態様を挙げ
て本発明を更に詳細に説明する。本発明にかかる現像担
持体は、金属円筒管上に樹脂被膜層を形成してなり、且
つ該樹脂被膜層中に、特定のシランカップリング剤
（Ａ）と特定の化合物（Ｂ）との反応生成物により処理
された顔料が分散含有されていることを特徴とする。

【００２０】本発明で使用される顔料としては、粒径が
０．０１μｍ〜５０μｍ、好ましくは０．０１μｍ〜２
５μｍであり、アルミニウム、銅、銀等の金属粉体、金
属短繊維、カーボンブラック、酸化チタン、酸化スズ、
酸化アンチモン及び酸化インジウム等の金属酸化物等か
ら選ばれる導電性微粉末、グラファイト、二硫化モリブ
デン、窒化ホウ素、ステアリン酸亜鉛等の固体潤滑剤、
マグネタイト、ヘマタイト、フェライト、鉄、コバル
ト、ニッケル等の合金や化合物、その他強磁性合金等の
磁性粉、ローダミンＦＢ、ローダミンＢレーキ、フタロ
シアニン・ブルー、ピグメント・ブルー、フタロシアニ
ン・グリーン等の着色剤、チタン酸ストロングチウム、
酸化セリウム等の研磨剤、その他シリカ、酸化アルミニ
ウム又はこれらの混合物等を使用することが出来る。

【００２１】本発明においては、上記した顔料の表面
が、官能基としてアミノ基、エポキシ基又はビニル基の
いずれかを有するシランカップリング剤（Ａ）と、この
シランカップリング剤（Ａ）が有する前記官能基の少な
くとも１つと反応し得る基であって、且つ、水酸基、カ
ルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基、アミノ
基及びビニル基から選ばれる基を有する化合物（Ｂ）と
の反応生成物で処理され、表面の少なくとも一部が上記
反応生成物で覆われている顔料（以下単に表面処理顔料
と称す）が用いられる。

【００２２】上記の様な本発明に用いられる表面処理顔
料は、以下の様な種々の方法により得ることが好ましい
が、下記の方法に限定されるものではない。 （第１法）顔料の水性スラリ中にシランカップリング剤
（Ａ）を加え、濾過により水を除いた後（又は乾燥機に
より脱水処理後）、６０℃〜１５０℃（特に好ましくは
８０℃〜１３０℃）で加熱処理することにより、顔料と
シランカップリング剤とを反応させる。この際、水性ス
ラリー中の顔料の分散に関しては、シランカップリング
剤を加える以前に（又は加えた後に）、パールミル、ア
トライター等の分散機にて顔料を分散させるのが好まし
い。

【００２３】一般に、顔料は水になじみ易く、水性スラ
リ中に容易に分散される為、この様に水性スラリ中で処
理することにより、シランカップリング剤による均一な
表面処理がなされ易い。尚、上記６０℃〜１５０℃の加
熱処理の後に、顔料に結合していないカップリング剤を
水洗により取り除くと、更に好ましい。次に、上記の様
にしてシランカップリング剤で処理された顔料を溶剤中
に混合、分散し、該カップリング剤（Ａ）のアミノ基等
の官能基と反応し得る特定の官能基を含む化合物（Ｂ）
の存在下にて加熱処理（好ましくは６０℃〜１５０℃）
を行うことにより、顔料表面のシランカップリング剤
（Ａ）と、上記化合物（Ｂ）とを反応させ、これらの反
応生成物により表面が覆われた顔料（以下、単に表面処
理顔料という）を得る。

【００２４】（第２法）適当な溶媒（例えば有機溶剤）
中でスラリー状とした顔料にシランカップリング剤
（Ａ）を添加して、好ましくは６０℃〜１２０℃で加熱
処理し、更に、上記スラリーに化合物（Ｂ）を添加し
て、シランカップリング剤（Ａ）処理後の顔料を前記し
た第１法と同様に化合物（Ｂ）で処理することにより、
本発明に用いる表面処理顔料を得る。

【００２５】（第３法）適当な溶媒（例えば有機溶剤）
中でスラリー状とした顔料にシランカップリング剤
（Ａ）と化合物（Ｂ）とを共に添加した後、６０℃〜１
５０℃で加熱処理して、本発明に用いる表面処理顔料を
得る。この第２法及び第３法においては、適宜溶媒を加
えることにより、反応系を混練、分散し易い粘度に調整
することが好ましい。

【００２６】（第４法）適当な溶媒（例えば、有機溶
剤）を用い、それに適当な被膜樹脂を溶解させる他は、
前記第２法ないし第３法と同様にして処理することによ
り、本発明に用いる表面処理顔料を得る。

【００２７】上述した様な顔料表面の処理方法におい
て、顔料に対するシランカップリング剤（Ａ）の添加量
は、顔料の粒度、表面構造等によっても異なるが、通
常、顔料１００部に対して、シランカップリング剤
（Ａ）を０．５〜１０部、より好ましくは０．５〜５部
の量で用いることが好ましい。

【００２８】一方、シランカップリング剤（Ａ）のアミ
ノ基等の官能基と反応し得る官能基を含有する化合物
（Ｂ）は、顔料１００部に対して１〜５０部、より好ま
しくは１〜２５部の量で用いることが好ましい。この化
合物（Ｂ）の使用量が１部未満では、かかる表面処理に
よる顔料の分散性向上の効果が少なく、一方、この使用
量が５０部を超えると、顔料の被膜樹脂中への分散時に
おける粘度が高くなり過ぎる為、好ましくない。又、上
記シランカップリング剤（Ａ）と化合物（Ｂ）との比
（仕込み量の比）は、（シランカップリング剤（Ａ）／
化合物（Ｂ））の値が、０．０１〜１０、更に好ましく
は０．０２〜５であることが好ましい。

【００２９】本発明において用いるシランカップリング
剤（Ａ）としては、前述したアミノ基、エポキシ基又は
ビニル基のうちの少なくとも１つからなる反応性官能基
と、顔料表面の活性水素、例えば、酸素原子、イオウ原
子、窒素原子等のヘテロ原子と結合している水素原子と
反応し得る加水分解性官能基とを共に有するシラン化合
物が好ましく用いられる。更に、下記一般式（Ｉ）で示
されるシラン化合物が好ましく用いられる。

【００３０】

【化１】 上記一般式（Ｉ）において、Ｒ¹ は上記反応性官能基
（アミノ基、エポキシ基及び／又はビニル基）を少なく
ともその一部に有する基、Ｒ² はメチル基、エチル基等
の低級アルキル基、Ｘは活性水素と反応し得る加水分解
性官能基を示す。ｍは１〜３（好ましくは１〜２）の整
数、ｎは０〜２の整数であって、１≦ｍ＋ｎ≦３の関係
を有するものである。

【００３１】式中のＸとしては、活性水素と比較的容易
に反応する官能基であれば特に制限なく用いることがで
きるが、アルコキシ基又はアシロキシ基であることが好
ましい。この様なＸが、ケイ素原子に結合している数
は、１≦ｍ＋ｎ≦３の関係において（４−ｍ−ｎ）、即
ち１〜３の整数であるが、２又は３であることが好まし
い。

【００３２】一方、上記Ｒ¹ としては、以下に示す様な
種々の基が好ましく用いられる。尚、これらのシラン化
合物（Ｉ）は一般に知られている合成法で合成してもよ
く、又市販されているシランカップリング剤をそのまま
用いてもよい。

【００３３】 Ｒ¹ がアミノ基を有する基である場合 アミノ基が炭素鎖（鎖を構成する炭素原子の一部が、ヘ
テロ原子に置換されている炭素鎖をも包含する趣旨で用
いる。）を介して、Ｓｉ原子に結合する形のシラン化合
物（Ｉ）が好ましく用いられる。このアミノ基は、一級
アミノ基であることが反応性の点から特に好ましい。

【００３４】市販されている上記した様なシランカップ
リング剤としては、例えば、 ・γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキ
シシラン（トーレシリコーンＳＨ６０２０）、 ・γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキ
シシラン（トーレシリコーンＳＺ６０２３）、 ・特殊アミノシラン配合物（トーレシリコーンＳＨ６０
２６、トーレシリコーンＳＺ６０５０）、等が好ましく
用いられる。

【００３５】 Ｒ¹ がビニル基を有する基である場合 ビニル基はＳｉ原子に直接に結合していてもよく、又、
炭素鎖を介してＳｉ原子に結合していてもよい。市販さ
れている上記の様なシランカップリング剤としては、例
えば、 ・γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ト
ーレシリコーンＳＨ６０３０）、 ・Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩（トーレシリ
コーンＳＺ６０３２）、 ・ビニルトリアセトキシシラン（トーレシリコーンＳＨ
６０７５）、 ・ビニルトリアセトキシシラン（トーレシリコーンＳＺ
６３００）、等が好ましく用いられる。

【００３６】 Ｒ¹ がエポキシ基を有する基である場
合、 エポキシ基が炭素鎖を介してＳｉ原子に結合している形
のシラン化合物（Ｉ）が好ましく用いられる。市販され
ている上記の様なシランカップリング剤として、例え
ば、 ・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（トー
レシリコーンＳＨ６０４０）等が好ましく用いられる。

【００３７】上述したシランカップリング剤（Ａ）は、
その分子中に、アミノ基、エポキシ基又はビニル基のい
ずれか１つを有していれば足りるが、これらの官能基を
複数（或いは２種以上）有していてもよい。更には、必
要に応じて２種以上のシランカップリング剤（同種ある
いは異なる種類の官能基を有するもの）を組合せて用い
てもよい。

【００３８】以上、本発明に用いるシランカップリング
剤（Ａ）について説明したが、次に、このシランカップ
リング剤（Ａ）の官能基と反応し得る官能基を有する化
合（Ｂ）について説明する。即ち、本発明で使用される
化合物（Ｂ）としては、上記した様なシランカップリン
グ剤（Ａ）のアミノ基、エポキシ基又はビニル基の少な
くとも１つと反応し得る官能基であって、且つ水酸基、
カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基、アミ
ノ基又はビニル基から選ばれる官能基の少なくとも１つ
を有する化合物が用いられる。この様な化合物（Ｂ）と
しては、低分子化合物、又は高分子化合物（数平均分子
量が好ましくは１０００以上、より好ましくは２０００
以上）のいずれも用いることが可能である。

【００３９】以下、夫々の官能基を有する化合物（Ｂ）
の具体例について説明する。 水酸基を有する化合物 例えば、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、
ステアリルアルコール等の（好ましくはＣ₅ 〜Ｃ₅₀の）
高級アルコール；リン酸エステル（好ましくはＣ₅ 〜Ｃ
₅₀の炭化水素基を１つ以上有するもの）；ヒドロキシエ
チルメタクリレート−スチレン共重合体等のヒドロキシ
ル基を有する重合体；等が好ましく用いられる。

【００４０】上記リン酸エステルとしては、より具体的
には、例えば、モノドデシルホスフェート、ジドデシル
ホスフェート、セスキドデシルホスフェート、セスキプ
ロピルホスフェート、セスキオクチルホスフェート、セ
スキオレイルホスフェート、モノヘキシルホスフェー
ト、ジヘキシルホスフェート、モノオレイルホスフェー
ト、セスキドデシルポリオキシエチレン（３）ホスフェ
ート、セスキドデシルポリオキシエチレン（３）ホスフ
ェート、モノドデシルポリオキシエチレン（５）ホスフ
ェート、モノオクタデシルポリオキシエチレン（５）ホ
スフェート、セスキドデシルポリオキシプリピレン
（９）ホスフェート、モノオクタデセニルオキシプロピ
レン（８）ホスフェート、等が好ましく用いられる。

【００４１】 カルボキシル基を有する化合物 例えば、ステアリン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸
（好ましくはＣ₅〜Ｃ₅₀）；ポリエステル、スチレン−
メタクリル酸共重合体；等のカルボキシル基を有する化
合物が好ましく用いられる。

【００４２】 酸無水物基を有する化合物 例えば、スチレン−無水マレイン酸共重合体、無水マレ
イン酸とα−オレフィンとの共重合体等の不飽和二塩基
酸無水物−ビニルモノマー共重合体；ドデセニルこはく
酸無水物等の高級脂肪酸（好ましくはＣ₅ 〜Ｃ₅₀）の酸
無水物等が好ましく用いられる。

【００４３】 イソシアネート基を有する化合物 例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン
ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート化合物；
ヘキサメチレンジイソシアネート等の炭化水素鎖（好ま
しくはＣ₅ 〜Ｃ₅₀）を有する脂肪族ジイソシアネート化
合物等が好ましく用いられる。

【００４４】 アミノ基を有する化合物 一般式Ｒ³ −ＮＨ₂ 、Ｒ³ −ＮＨ−Ｒ⁴ 、又は

【化２】 （Ｒ、Ｒ⁴ 及びＲ⁵ は、夫々、好ましくはＣ₁ 〜Ｃ₅₀の
アルキル基を示す）で表わされる一級アミン、二級アミ
ン、又は三級アミン（例えば、ステアリルアミン、ジヘ
キサデシルアミン、トリデシルアミン）；スチレン−ジ
メチルアミノエチルメタクリレート共重合体等のジアル
キルアミノ基又はモノアルキルアミノ基を有する重合
体；等が好ましく用いられる。

【００４５】 ビニル基を有する化合物 例えば、スチレン、メチルメタクリレート、２−エチル
ヘキシルメタクリレート等の従来公知の重合性単量体；
１，２−ポリブタジエン、末端ビニル基変性ポリブタジ
エン等のポリマーが好ましく用いられる。

【００４６】上述した化合物（Ｂ）は、前記した水酸
基、カルボキシル基、酸化酸無水物基、イソシアネート
基、アミノ基、又はビニル基のいずれか１つを有してい
れば足りるが、これらの官能基を複数（或いは２種上）
有していてもよい。更には、必要に応じて、２種以上の
上記化合物（Ｂ）（同種あるいは異なる種類の官能基を
有するもの）を組合せて用いてもよい。

【００４７】上述した様なシランカップリング剤
（Ａ）、及びこれと反応する化合物（Ｂ）は、以下のよ
うに組合せて用いることが、カーボンブラックの分散性
向上の点から好ましい。本発明において、アミノ基を有
するシランカップリング剤（Ａ）に対しては、これと反
応する化合物（Ｂ）として、前述したヒドロキシル基を
有する化合物、カルボキシル基を有する化合物、酸無水
物基を有する化合物、又はイソシアネート基を有する化
合物を用いることが好ましい。

【００４８】又、エポキシ基を有するシランカップリン
グ剤（Ａ）に対しては、化合物（Ｂ）として、ヒドロキ
シル基を有する化合物、カルボキシル基を有する化合物
又はアミノ基を有する化合物を用いることが好ましい。
更に、ビニル基を有するシランカップリング剤（Ａ）に
対しては、化合物（Ｂ）として、ビニル基を有する化合
物を用いることが好ましい。

【００４９】本発明で使用される上記した様な表面処理
顔料を分散含有させるバインダー樹脂材料としては、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、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系
樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、シリ
コン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂或は光硬化
性樹脂等を使用することが出来る。中でもシリコン樹
脂、フッ素樹脂の様な離型性のあるもの、或は、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、ポリアミド樹脂、フェノール樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレン系
樹脂の様な機械的性質に優れたものがより好ましい。

【００５０】次に本発明にかかる現像剤担持体の構成に
ついて説明を加える。現像剤担持体は金属円筒管と、そ
れを取り巻く樹脂被膜層とからなる。金属円筒管として
は、主としてステンレススチール、アルミニウム等が好
適に用いられる。樹脂被膜層は、前記樹脂及び上記した
シランカップリング剤（Ａ）と化合物（Ｂ）との反応生
成物により表面処理された顔料との混合物からなる。

【００５１】本発明におけるバインダー樹脂（Ｂ）と顔
料（Ｐ）の比率（ＰＢ比）は、Ｐ／Ｂ＝１／２０〜５／
１の範囲で特に好ましい結果を与える。１／２０を越え
るバンダー量では、顔料の添加効果が殆ど見られず、５
／１を越える顔料の量になると樹脂層が非常に脆くなり
樹脂層の削れやハガレがひどくなってしまう。樹脂層の
膜厚は通常２０μｍ以下にすることが均一な膜厚を得る
為には好ましいが、特にこの膜厚に限定されるものでは
ない。

【００５２】次に本発明の現像剤担持体が組み込まれる
現像装置について説明例示する。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像担持
体、例えば、電子写真感光ドラム１は、矢印方向Ｂ方向
に回転される。現像ローラー１１におけるスリーブ８
は、ホッパー３によって供給された１成分磁性現像剤と
しての磁性トナー４を担持して、矢印方向Ａ方向に回転
することにより、現像スリーブ８と感光ドラム１とが対
向した現像部Ｄにトナー４を搬送する。現像スリーブ８
内には、磁性トナー４を現像スリーブ８上に磁気的に吸
引且つ保持する為に、磁石５が配置されている。現像ス
リーブ８は金属円筒管６上に被覆された樹脂層７を有す
る。９は現像スリーブと磁石が非接触状態にあることを
示す間隙である。

【００５３】トナー４は現像スリーブ８上の樹脂層７と
の摩擦により、感光ドラム１上の静電潜像を現像可能な
摩擦帯電電荷を得る。現像部Ｄに搬送される磁性トナー
４の層厚を規制する為に、強磁性金属からなる規制ブレ
ード２が、現像スリーブの表面から約１００〜３００μ
ｍのギャップ幅をもって現像スリーブ８に臨む様に、ホ
ッパー３から垂下されている。磁石５の磁極Ｎ１からの
磁力線がブレード２に集中することにより、現像スリー
ブ８上に磁性トナー４の薄層が形成される。ブレード２
としては非磁性ブレードを使用することも出来る。現像
スリーブ８上に形成される磁性トナー４の薄層の厚みは
現像部Ｄにおける現像スリーブ８と感光ドラム１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。

【００５４】この様なトナー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本発明は
特に有効である。しかし、現像部においてトナー層の厚
みが現像スリーブ８と感光ドラム１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
発明を適用することが出来る。現像スリーブ８には、こ
れに担持された１成分磁性現像剤である磁性トナー４を
飛翔させる為に、電源１０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（トナー４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８に印加されることが好ましい。一
方、現像画像の濃度を高める或は階調性を向上させる為
に、現像スリーブ８に交番バイアス電圧を印加して、現
像部Ｄに向きが交互に反転する振動電界を形成してもよ
い。

【００５５】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８に印加することが好ましい。
又、高電位部と低電位部と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では、静
電潜像の極性と逆極性に帯電するトナーを使用し、一
方、静電潜像の低電位部にトナーを付着させて可視化す
る所謂反転現像では、トナー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。尚、高電位、低電位とい
うのは絶対値による表現である。いずれにしても、トナ
ー４は現像スリーブ８との摩擦により帯電する。

【００５６】図３は、本発明の現像装置の他の実施例を
示す構成模式図、図４は、本発明の現像装置の更に他の
実施例を示す構成模式図である。図３及び図４の現像装
置では、現像スリーブ８上の磁性トナー４の層厚を規制
する部材として、ウレタンゴム、シリコンゴム等のゴム
弾性を有する材料、或はリン青銅、ステンレススチール
等の金属弾性を有する材料等の弾性板２０、２１を使用
し、図３においてはこの弾性板２０を現像スリーブ８の
回転方向と順方向の向きで圧接させており、図４におい
てはこの弾性板２１を現像スリーブ８の回転方向と逆の
向きで圧接させているのが特徴である。

【００５７】図３及び図４の現像装置と、その他の基本
的構成は図２に示した現像装置と同じで、同符号のもの
は、基本的には同一の部材であることを示す。図２〜図
４はあくまでの模式的な例であり、容器の形状、撹拌部
材の有無、磁極の配置等に様々な形態があることは言う
までもない。勿論、キャリア粒子を用いる様な２成分現
像装置として用いることも出来る。

【００５８】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
るが、本実施例は本発明を何ら限定するものではない。 実施例１ （ａ１）先ず、水３００ｇに平均粒径０．０３μｍのカ
ーボンブラック１００ｇを採り、アトライターを用いて
常温にて混合分散した。次に、アミノ基を有するシラン
カップリング剤（Ａ）たるγ−（２−アミノエチルノア
ミノプロピルトリメトキシシラン）５ｇを加え、更に常
温にて混合した後、乾燥機にて１２０℃に加熱し、脱水
及び加熱処理を行った。次に、化合物（Ｂ）たるステア
リン酸１５ｇを分散させたトルエン３００ｇ中に、上記
のシランカップリング剤処理後のカーボンブラックを加
え、アトライターを用いて混合分散し、密閉撹拌下に８
０℃で２時間処理をした。その後、トルエンを減圧下に
て除去して、シランカップリング剤（Ａ）と化合物
（Ｂ）との反応生成物により覆われたカーボンブラック
を得た。

【００５９】（ｂ１） ・（ａ１）で得たカーボンブラック １００重量部 ・フェノール樹脂 ９０重量部 ・メタノール １００重量部 ・イソプロピルアルコール ２５０重量部

【００６０】上記被膜用材料に、直径１ｍｍのジルコニ
ア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、原液を得
た。更に、この原液をイソプロピルアルコールで固形分
２５重量％に希釈して塗工液とし、スプレー法により直
径２０ｍｍのステンレス担持体基体上に１０μｍの被膜
を形成させ、続いて熱風乾燥炉により１５０℃で３０分
間加熱し、硬化させ、本実施例の現像剤担持体を作成し
た。

【００６１】次いて（ｂ１）で得た現像剤担持体を、Ｇ
Ｐ５５（キヤノン社製複写機）に組み込み画出し試験を
行なった。 ・スチレンアクリル系樹脂 １００重量部 ・マグネタイト ８０重量部 ・負荷電制御剤（３，５−ジ・ターシャリーブチルサリチル酸クロム錯体） ２重量部 ・低分子量ポリプロピレン ３重量部 前記材料を一般的な乾式トナー製法に従って、混練、粉
砕、分級等を行い、体積平均粒径が７．５μｍ、粒径が
４μｍ以下の粒子の個数％が１６％、１２．７μｍ以上
の粒子が重量％で、０．７％の割合で含まれている微粒
子とし、コロイダルシリカ１．０％をヘンシェルミキサ
ーにより外添してトナーとした。尚、粒径分布の測定
は、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型によった。

【００６２】画出しテストの結果、２３．５℃、６０％
ＲＨの常温常湿環境下での画像濃度は１．４３と高く、
且つゴースト及び濃度ムラの発生のない良好な画像が得
られた。更に、１５℃、１０％ＲＨの低温低湿環境下に
おいても、画像濃度は１．４５と高く、ゴーストのレベ
ルも良好であり、又、３２．５℃、８５％ＲＨの高温高
湿環境においても画像濃度は１．３７と高くて、濃度ム
ラ及びゴーストの発生もなかった。以上の様に、異なる
環境条件においても画像濃度及び画質の変動は小さかっ
た。更に、異なる環境条件下において、１０万枚の繰り
返しコピーを続けても画像濃度は安定しており、濃度ム
ラ及びゴーストも問題とならなかった。

【００６３】実施例２ （ａ２）トルエン３００ｇ、及び化合物（Ｂ）たるスチ
レン１５ｇの混合物中に、平均粒径０．０３μのカーボ
ンブラック１００ｇを加え、アトライターを用いて常温
にて混合分散した。次に、ビニル基を有するシランカッ
プリング剤（Ａ）たるビニルトリメトキシシラン（γ−
レシリコーンＳＺ６３００）２ｇ、及び２，２−アゾビ
ス（２，４，４−トリメチルペンタン）０．７５を加
え、１２０℃で密閉撹拌下にて２時間処理を行った後、
減圧下で液体成分を除去して、シランカップリング剤
（Ａ）と化合物（Ｂ）との反応生成物により覆われたカ
ーボンブラックを得た。

【００６４】（ｂ２）実施例１の（ａ１）で得たカーボ
ンブラック１００重量部を（ａ２）で得たカーボンブラ
ック１００重量部に代えること以外は、実施例１の（ｂ
１）と同様な方法で現像剤担持体を作成し、同様の複写
を行なったところ、実施例１と同様に良好な結果が得ら
れた。

【００６５】実施例３ （ａ３）０．０３μｍカーボンブラック１００ｇの代わ
りに、７．５μｍグラファイト１００ｇを用い、他は実
施例１の（ａ１）と同様にして、シランカップリング剤
（Ａ）と化合物（Ｂ）との反応生成物により覆われたグ
ラファイトを得た。 （ｂ３）実施例１（ｂ１）の（ａ１）で得たカーボンブ
ラック１００重量部を（ａ３）で得たグラファイト１０
０重量部に変えること以外は、実施例１と同様な方法で
現像剤担持体を作成し、実施例１と同様の複写を行なっ
たところ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。

【００６６】比較例１ 実施例１で使用したカーボンブラック顔料を処理せずに
そのまま用いること以外は、実施例１と同様な方法で現
像剤担持体を作成し、同様の複写を行なった。この結
果、３２．５℃、８５％ＲＨの高温高湿環境条件下での
画像濃度が、１．１５と低かった。又、１０万枚の繰り
返しコピーを続けると、現像担持体表面の樹脂被膜のハ
ガレ傷及び削れが発生し、濃度ムラ及びゴーストが悪化
すると共に、特に、低温低湿環境下での画像濃度低下が
顕著となり、初期濃度１．４３が１０万枚後には１．１
９にまで低下してしまった。

【００６７】比較例２ 実施例３で使用したグラファイト顔料を処理せずにその
まま用いること以外は実施例３と同様な方法で現像剤担
持体を作成し、同様の複写を行なった。この結果、比較
例１と同様に良好な結果が得られなかった。

【００６８】

【評価結果】実施例１〜実施例３及び比較例１及び比較
例２で得られた複写物を観察し、画像濃度、濃度ムラ及
びゴーストについて評価し、評価結果を表１〜表３に示
した。評価基準を下記に示した。 ○ ： 非常に良好、 ○△： 良好、 △ ： やや悪い、 × ： 非常に悪い

【００６９】

【表１】表１−１ 評価結果

【００７０】

【表２】表１−２ 評価結果

【００７１】

【表３】表１−３ 評価結果

【００７２】

【発明の効果】上記した様に、本発明によれば、特定の
表面処理顔料が分散含有されている樹脂被膜層を有する
現像剤担持体を使用することによって、繰り返し複写又
は耐久による該樹脂被膜層の劣化やハガレキズが生じな
い為、長期間に亘って画像濃度の高く、濃度ムラ及びゴ
ーストのない高品位の画像を提供することが可能とな
る。更に、本発明によれば、異なる環境条件下において
も、画像濃度の変化が小さく、特に低温低湿環境条件下
においても適正なトナーの電荷を保持させることが出来
る結果、チャージ・アップによる濃度低下や濃度ムラ、
ゴースト等が発生することがない為、高品位な画像を維
持することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来よりある樹脂被膜が形成されていない現像
ローラーを使用した現像装置の模式図。

【図２】本発明に関わる樹脂被膜の形成された現像剤担
持体を使用した現像装置の模式図。

【図３】本発明に関わる樹脂被膜の形成された現像剤担
持体を有し、現像剤層の規制部材を異なったタイプとし
た現像装置を示す図。

【図４】本発明に関わる樹脂被膜の形成された現像剤担
持体を有し、現像剤層の規制部材を異なったタイプとし
た現像装置を示す図。

【符号の説明】

１ ：感光ドラム（静電潜像担持体） ２ ：磁性規制ブレード ３ ：容器 ４ ：現像剤（トナー） ５ ：マグネットロール ６ ：金属円筒管 ７ ：樹脂被覆層 ８ ：現像スリーブ ９ ：空隙 １０：現像バイアス電源 １１：現像ローラー １２：現像ローラー １３：現像スリーブ ２０：弾性規制ブレード ２１：弾性規制ブレード Ｎ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２：磁極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤担持体によって担持搬送される現
   像剤で、潜像保持体上に形成されている潜像の現像を行
   う現像装置に用いられる現像剤担持体において、金属円
   筒管上に樹脂被膜層を形成してなり、且つ該樹脂被膜層
   中に、下記のシランカップリング剤（Ａ）と下記化合物
   （Ｂ）との反応生成物により処理された顔料が分散含有
   されていることを特徴とする現像剤担持体。 （Ａ）官能基としてアミノ基、エポキシ基又はビニル基
   のいずれかを有するシランカップリング剤。 （Ｂ）シランカップリング剤（Ａ）が有する前記官能基
   の少なくとも１つと反応し得る基であって、且つ、水酸
   基、カルボキシル基、酸無水物基、イソシアネート基、
   アミノ基及びビニル基から選ばれる基を有する化合物。
2. 【請求項２】 現像容器内に収容した一成分現像剤を現
   像剤担持体上に担持し、現像剤担持体上に現像剤層規制
   部材により現像剤の薄膜を形成しながら、現像剤担持体
   により現像剤を潜像担持体と対向した現像部へと搬送
   し、潜像保持体上に形成された潜像を現像する現像装置
   において、現像剤担持体が請求項１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。