現像ローラ及びこれを用いた現像装置
【課題】シャフトと被覆層との層間接着性が良好で、高品質のトナー画像が継続して得られる優れた現像ローラの提供。
【解決手段】少なくともアルミニウム合金からなるシャフトの外周に、樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成される現像ローラにおいて、該アルミニウム合金がアルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有していることを特徴とする現像ローラ。
【解決手段】少なくともアルミニウム合金からなるシャフトの外周に、樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成される現像ローラにおいて、該アルミニウム合金がアルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有していることを特徴とする現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ及びこれを用いた現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在広く用いられている電子写真方式の画像形成方法は、電荷付与されたトナーを静電潜像担持体（通常電子写真感光体）上に形成した静電潜像に接触、或いは狭い間隙を介して対向させ、静電潜像をトナーにより顕像化する現像過程を経て形成された静電潜像担持体上のトナー画像を、普通紙等に転写した後、定着して最終画像を形成するものである。
【０００３】
トナー画像を形成するための現像方法として、キャリアとトナーとから構成される２成分現像剤を用いてトナーを帯電させ現像する２成分現像方式や、トナーのみを用いて現像剤を搬送する現像ローラや現像剤規制部材などとの摩擦で帯電させ現像する１成分現像方式がある。この１成分現像方式ではキャリアを使用しないため、現像装置が簡略化できるため、近年ではかなり幅広く使用されている。特に、近年のカラー化の流れに伴い、磁性体を含有しないトナーを用いる非磁性１成分現像方式がカラー化も可能であるため、注目されている。
【０００４】
この方式は、２成分現像方式とは異なり、キャリアを使用せず、トナーのみを帯電部材と摩擦させ、或いは、現像ローラ面等に押圧することにより帯電させるものであり、現像器の機構が複雑でなく、且つコンパクトにできるという大きなメリットがある。その結果、通常、現像機構を４個以上必要とするカラー画像形成装置にも適用し易いと言う特徴も有する。特に近年、装置の軽量化、小型化が積極的に進められており、プリンタでは非磁性１成分現像剤を用いた現像方式が主流となっている。
【０００５】
この非磁性１成分現像方式における現像ローラとしては、従来、例えば導電性シャフトの外周にシリコーンゴムを用いた弾性層を形成したものが用いられてきた。トナーを帯電させるためには、金属板或いはローラ等の帯電部材を用いて現像ローラ上にトナーの薄層を形成すると共に、これと摩擦させることにより行うため、機構的には極めて単純な構成の現像器となる。
【０００６】
この現像ローラは、金属性の或いは導電性樹脂の軸体の外周面にシリコーンゴム等のゴム状弾性体を用いた弾性層が形成されているが、トナーへの帯電付与或いはトナーの搬送性を付与するために、弾性層上に表面層が形成されることがある。この表面層にはトナーの付着や融着を防止するために、フッ素ゴムを用いることが知られている。弾性層上にフッ素ゴムの層を形成するためには、接着性を向上させる必要があり、弾性層表面をシランカップリング剤の中間層を形成させ、さらにその上にフッ素ゴム等を主成分として用いた塗布層を形成することが知られている（例えば特許文献１参照。）。
【０００７】
近年の装置の小型化やプリントアウトタイムの短縮により、現像ローラの機能であるトナー搬送、帯電、現像、トナー入れ替えのサイクルが高速になり現像ローラの負荷が高まっている。
【０００８】
シャフトに直接被覆層を形成した構成の現像ローラは、外部から被覆層に力が加えられた場合、弾性層を介して設置される構成の現像ローラのような衝撃を吸収することがないため、シャフトと被覆層との層間での接着性が要求される。
【０００９】
シャフトと被覆層との接着性を向上するため、シャフトと被覆層との間に接着層を設ける検討がされている（例えば特許文献２参照。）。
【００１０】
また、シャフトとしてステンレスを用い、その上に被覆層を直接形成する検討がされている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平８−１９０２６３号公報
【特許文献２】特開平７−５６４３４号公報
【特許文献３】特開２００２−１４５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記に記載されたシャフトに直接被覆層を形成して作製した現像ローラでは、シャフトと被覆層との層間接着性が劣り、多数枚プリントすると被覆層が剥離し、高品質のトナー画像を継続して得ることができなかった。
【００１２】
本発明は、シャフトと被覆層との層間接着性が良好で、高品質のトナー画像が継続して得られる優れた現像ローラ及びこれを用いた現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の課題は、下記に記載のいずれかの構成により発現されるものである。
【００１４】
１．
少なくともアルミニウム合金からなるシャフトの外周に、樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成される現像ローラにおいて、
該アルミニウム合金がアルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有していることを特徴とする現像ローラ。
【００１５】
２．
前記アルミニウム合金が、アルミニウム合金総量に対してマグネシウム元素を０．４〜６．０質量％、クロム元素を０．０４〜０．３５質量％含有していることを特徴とする前記１に記載の現像ローラ。
【００１６】
３．
前記樹脂が、シロキサン変性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする前記１または２に記載の現像ローラ。
【００１７】
４．
前記樹脂が、アクリル樹脂であることを特徴とする前記１または２に記載の現像ローラ。
【００１８】
５．
前記樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする前記１または２に記載の現像ローラ。
【００１９】
６．
少なくともアルミニウム合金からなるシャフトの外周に、樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成される現像ローラを有する現像装置において、
該アルミニウム合金がアルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有していることを特徴とする現像装置。
【００２０】
７．
前記アルミニウム合金が、アルミニウム合金総量に対してマグネシウム元素を０．４〜６．０質量％、クロム元素を０．０４〜０．３５質量％含有していることを特徴とする前記６に記載の現像装置。
【００２１】
８．
前記樹脂が、シロキサン変性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする前記６または７に記載の現像装置。
【００２２】
９．
前記樹脂が、アクリル樹脂であることを特徴とする前記６または７に記載の現像装置。
【００２３】
１０．
前記樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする前記６または７に記載の現像装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の現像ローラは、シャフトと被覆層との層間接着性が良好で、高品質のトナー画像が継続して得られる優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明者らは、シャフトと被覆層の層間接着性を向上させ、且つ高品質のトナー画像が継続して得られる現像ローラについて鋭意検討を行った。
【００２６】
種々検討の結果、シャフトとしてアルミニウム合金に特定の元素を適量配合したものを用いると、シャフトと被覆層との層間接着性が向上し、且つ高品質のトナー画像が継続して得られることを見出した。
【００２７】
層間接着性を満足し、且つ高品質のトナー画像が継続して得られるようになった理由は、アルミニウム合金に添加した元素が、その含有量に応じて共晶として表面に晶出し、この部分が被覆層との接着点として機能し接着性が向上しているものと推察しているが、理論的な解明には至っていない。
【００２８】
本発明ではシャフトの材料として、一定量のケイ素元素とマンガン元素を含有するアルミニウム合金を用いることを特徴としている。さらに、前記元素に加え一定量のマグネシウム元素とクロム元素を含有するアルミニウム合金が好ましい。
【００２９】
元素の含有量は、各元素で適した範囲が有り、アルミニウム合金総量に対してケイ素（Ｓｉ）元素は０．２〜０．８質量％、マンガン（Ｍｎ）元素は０．０５〜１．５質量％である。
【００３０】
さらにマグネシウム（Ｍｇ）元素としては０．４〜６．０質量％が好ましく、クロム（Ｃｒ）元素は０．０４〜０．３５質量が好ましい。
【００３１】
アルミニウム合金に含有する元素の含有量を、上記範囲とすることで、層間接着性を向上させ、高品質のトナー画像を継続して得ることがでる。
【００３２】
アルミニウム合金中に含有する元素及びその量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法により測定することができる。
【００３３】
高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）とは、金属を酸やアルカリ等に溶解した溶液試料をＡｒプラズマ中に噴霧し、励起発光した光を、それぞれの波長に分光し、その光強度から元素の種類と含有量を定量する方法である。同法は、微量域から高濃度まで光強度と含有量が直線関係にあり、それぞれ元素を同時に分析することができる。
【００３４】
高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法の測定装置としては、「ＵＬＴＩＭＡ２０００（堀場製作所製）」を用いることができる。
【００３５】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００３６】
《現像ローラの構成》
本発明の現像ローラは、少なくともケイ素元素とマンガン元素を含有するアルミニウム合金製シャフトの外周に、少なくとも樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成されたものである。
【００３７】
図１は、本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。
【００３８】
図１において、２５は現像ローラ、１１はシャフト、１２は被覆層、１３は下層、１４は上層を示す。
【００３９】
本発明の現像ローラは、図１（ａ）に示すようにシャフト１１に直接被覆層１２を設けたもの、図１（ｂ）に示すようにシャフト１１に直接下層１３を設けその上に上層１４を設けた多層構成の被覆層１２ものでもよい。尚、下層及び上層は各々複数層で形成されていても良い。
【００４０】
〈層間接着力〉
本発明の現像ローラは、シャフトと被覆層の層間接着力が強いことを特徴としている。
【００４１】
シャフトと被覆層の層間接着力は、下記の方法で測定し評価した。
【００４２】
図２は、シャフトと被覆層の層間接着力の測定方法を説明するための模式図である。
【００４３】
現像ローラ２５を、図２（ａ）に示すように、ローラ中央部の被覆層１２に対し、その外周に沿って、破線Ｘで示される幅２．５ｃｍの切り込みを入れ、さらに、上記被覆層１２に対してシャフト１１方向に切り込み（破線Ｙ）を入れて、そこから被覆層１２を少し剥がし、図２（ｂ）に示すように、剥がされた被覆層１２の端部を引っ張り試験機５のグリップ５でつまみ、垂直に引き上げて（矢印Ｚ方向）、どの程度の力で引き上げたら被覆層が、シャフトから引きはがされ始めるか測定し層間接着力を評価した。尚、本発明では、上記引っ張り試験機に、精密万能試験機「オートグラフＡＧＳ（島津製作所社製）」を用いた。
【００４４】
具体的には、被覆層を１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き上げていって、負荷容量２０Ｎまで上げる過程で、負荷が増加しなくても被覆層を引き上げていける負荷値を求めた。
【００４５】
次に、本発明の現像ロールを形成するのに用いる材料について説明する。
【００４６】
《シャフト》
本発明で用いられるシャフトの材料は、アルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有し、さらにマグネシウム元素を０．４〜６．０質量％、クロム元素を０．０４〜０．３５質量含有するもの好ましい。
【００４７】
シャフトの外径は、５〜３０ｍｍが好ましく、１０〜２０ｍｍがより好ましい。シャフトは現像ローラ表面に蓄積される電荷をリークさせる部材も兼ねるため、比抵抗が１×１０4Ω・ｃｍ以下にすることが好ましい。具体的には、シャフトを軽量化するため中空のアルミニウム合金製スリーブ（肉厚は０．８〜２．０ｍｍ程度）の両端にフランジを装着したものが好ましい。尚、比抵抗は公知の方法により測定することができる。
【００４８】
《被覆層》
被覆層は、導電剤（電子導電剤やイオン導電剤）と樹脂、必要に応じ非導電性充填剤を適宜配合して調製した塗布液をシャフトの外周面に塗布しこれを乾燥し、所望の場合にはこれを加熱し硬化させて形成することができる。
【００４９】
〈被覆層の樹脂〉
被覆層の樹脂としては、特に限定されるものではないが、具体的には、シロキサン変性ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることができる。この内、自己膜補強性、トナー帯電性等の観点から、シロキサン変性ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐磨耗性が得られる点から、シロキサン変性ポリウレタン樹脂を用いることが特に好ましい。
【００５０】
ウレタン樹脂とは、ポリヒドロキシ化合物とイソシアネート化合物を含むウレタン原料を反応させて得られたもので、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得られたのや、ポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネー卜と反応させる方法で得られたものなどが挙げられる。
【００５１】
この場合、ウレタン樹脂を得る際に用いられるポリヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に用いられるポリオール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られるいわゆるポリマーポリオール等の一般的なポリオールを使用することができる。また、イソシアネート化合物としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩと表すことがある）、粗製ＴＤＩ、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩと表すことがある）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等を用いることができる。特に被覆層をユニバーサル硬さを低くする目的でポリイソシアネートの混合比率を低くしてもよい。
【００５２】
また、ウレタン樹脂は、ポリヒドロキシル化合物及びポリイソシアネートを含む、１液型や２液型のウレタン原料を用いて調製してもよいし、必要に応じてエポキシ樹脂やメラミン樹脂を架橋剤として用いても良い。
【００５３】
ポリアミド樹脂とは、ポリアミド６、６・６、６・１０、６・１２、１１、１２、１２・１２及びそれらのポリアミドの異種モノマー間の重縮合から得られるポリアミドなどで、作業性の面からアルコール可溶性のものが好んで用いられている。例えばポリアミドの３元共重合体や４元共重合体の分子量を調整したもの、またはポリアミド６やポリアミド１２をメトキシメチル化し、アルコールや水に可溶性としたものが挙げられる。
【００５４】
また、アクリル樹脂とは、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルエタクリレート、これらの側鎖末端をヒドロキシアルキル基等で置換したもの、及び、これらの共重合体などである。
【００５５】
アクリル樹脂を構成するモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
【００５６】
本発明で用いられる樹脂としては、シリコーン共重合ポリウレタン樹脂がより好ましい。シリコーン共重合ポリウレタン樹脂は、２官能以上の多価イソシアネート及び２官能以上の水酸基を持つシリコーン骨格を分子中に有する化合物から合成することができる。
【００５７】
このシリコーン共重合ポリウレタン樹脂は特に限定されるものではないが、特公平７−３３４２７号等に開示されるものを使用することができる。
【００５８】
シロキサン変性ポリウレタン樹脂としては、例えばポリオールとイソシアネートと鎖伸長剤から得られ、且つエポキシ基と反応性を持つ官能基を有するポリウレタン樹脂（１）と、１分子中に１つの水酸基を持つエポキシ化合物（Ａ）（以下、単にエポキシ化合物（Ａ）と略す。）とアルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）との脱アルコール反応によって得られるエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物（２）とを反応させてなるアルコキシ基含有シロキサン変性ポリウレタン樹脂を用いることができるがこれに限定されるものではない。
【００５９】
ポリウレタン樹脂（１）におけるエポキシ基と反応性を有する官能基は、ポリウレタン樹脂（１）の末端、主鎖のいずれに存在していてもよい。かかる官能基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などの酸性基、アミノ基、水酸基、メルカプト基などがあげることができる。エポキシ基との反応性や、官能基付与容易性の点から酸性基、アミノ基が好ましい。ポリウレタン樹脂（１）に酸性基を付与する方法は特に限定されないが、例えば前記の鎖伸長剤や重合停止剤として前述の官能基を有する化合物を使用することで、官能基を付与することができる。
【００６０】
本発明に用いるポリウレタン樹脂（１）を製造する方法としては、高分子ポリオールとジイソシアネート化合物ならびに必要に応じて鎖伸長剤及び／または重合停止剤を、適当な溶媒中で一度に反応させる一段法、高分子ポリオールとジイソシアネート化合物とを、イソシアネート基過剰の条件で反応させ、高分子ポリオールの末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを調製し、次いでこれを適当な溶媒中で鎖伸長剤及び必要に応じて、重合停止剤と反応させる二段法等が挙げられる。均一なポリマー溶液をうる目的には二段法が好ましい。これら製造法において、使用される溶剤としては通常、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、その他ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノンなどの溶剤を単独または混合して使用できる。
【００６１】
またポリウレタン樹脂（１）にアミノ基を付与する方法に限定はないが、例えばプレポリマーの末端イソシアネート基に対し、アミノ基が過剰になるようポリアミン類を反応させればよい。ポリウレタン樹脂（１）におけるエポキシ基反応性官能基の量は特に制限されないが、通常は０．１〜２０ＫＯＨｍｇ／ｇであることが好ましい。０．１ＫＯＨｍｇ／ｇ未満になると得られるポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体の柔軟性や耐熱性が低下し、また２０ＫＯＨｍｇ／ｇを超えるとポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体の耐水性が低下する傾向がある。尚、ポリウレタン樹脂中にはウレア結合を含むものが、層間接着性がより好ましい。
【００６２】
本発明のエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物（２）は、前記のように、エポキシ化合物（Ａ）とアルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）との脱アルコール反応によって得られるものである。
【００６３】
かかるエポキシ化合物（Ａ）としては、１分子中に水酸基を１つもつエポキシ化合物であれば、エポキシ基の数は特に限定されない。また、エポキシ化合物（Ａ）としては、分子量が小さいもの程、アルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）に対する相溶性がよく、耐熱性や密着性付与効果が高いことから、炭素数が１５以下のものが好適である。その具体例としては、エピクロロヒドリンと、水、２価アルコールまたはフェノール類とを反応させて得られる分子末端に１つの水酸基を有するモノグリシジルエーテル類；エピクロロヒドリンとグリセリンやペンタエリスリトールなどの３価以上の多価アルコールとを反応させて得られる分子末端に１つの水酸基を有するポリグリシジルエーテル類；エピクロロヒドリンとアミノモノアルコールとを反応させて得られる分子末端に１つの水酸基を有するエポキシ化合物；分子中に１つの水酸基を有する脂環式炭化水素モノエポキシド（例えば、エポキシ化テトラヒドロベンジルアルコール）などが例示できる。これらのエポキシ化合物の中でも、グリシドールが耐熱性付与効果の点で最も優れており、またアルコキシシラン部分縮合物（２）との反応性も高いため、最適である。
【００６４】
またアルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）としては、下記一般式（ａ）で表される加水分解性アルコキシシランモノマーを酸またはアルカリ水の存在下で加水分解し、部分的に縮合させて得られるものが用いられる。
【００６５】
一般式（ａ）：Ｒ1pＳｉ（ＯＲ2）4-P
（式中、ｐは０または１を示す。Ｒ1は、炭素原子に直結した官能基を持っていてもよい低級アルキル基、アリール基または不飽和脂肪族残基を示す。Ｒ2はメチル基またはエチル基を示し、Ｒ2同士はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
このような加水分解性アルコキシシランモノマーの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、等のテトラアルコキシシラン類、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン類、があげられる。尚、これらアルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）としては、前記例示のものを特に制限なく使用できるが、これら例示物のうちの２種以上を混合使用する場合には、テトラメトキシシランを、アルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）を構成する全てのアルコキシシランモノマー中７０モル％以上用いて合成されたものが好ましい。尚、ポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体中に含まれるシラン骨格の割合が、１．０質量％以上３０．０質量％以下とすることにより、非常に安定した接着性が発現される。
【００６６】
アルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）は、例えば次の一般式（ｂ）または（ｃ）で示される。
【００６７】
【化１】
【００６８】
（一般式（ｂ）中、Ｒ1は、炭素原子に直結した官能基を持っていてもよい低級アルキル基、アリール基または不飽和脂肪族残基を示す。Ｒ2はメチル基またはエチル基を示し、Ｒ2同士はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。ｎは整数である。）
【００６９】
【化２】
【００７０】
（一般式（ｃ）中、Ｒ1、Ｒ2は一般式（ｂ）中のＲ1、Ｒ2と同じ。ｎは整数である。）
〈電子導電剤〉
電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫一酸化アンチモン固溶体、酸化錫一酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被膜された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。この内、カーボンブラックが、比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られるので好ましく用いられる。
【００７１】
カーボンブラックは、その種類には、特に制限はなく、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等の従来公知の種々のカーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックの配合量は、使用するカーボンブラックの種類によって異なるために特に限定されないが、通常、樹脂成分１００質量部に対して５〜５０質量部とするのが好ましく、１０〜４０質量部がより好ましい。この配合量は被覆層に要求される導電性及びユニバーサル硬さに応じて適宜設定される。
【００７２】
〈イオン導電剤〉
イオン導電剤としては、従来から無機イオン塩や有機イオン塩として公知のものが、何れも適宜に選択使用できる。具体的には、Ｌｉ、ＬｉＣｌ、ＮａＩ、ＮａＢｒ、ＫＩ等のアルカリ金属ハライド、ＬｉＣｌＯ4、ＫＣｌｌＯ4、ＣｕＣｌ2Ｍｇ（ＣｌＯ4）2等の過塩素酸塩、ＬｉＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＣｓＳＣＮ等のチオシアン酸塩等のごとき無機イオン塩や、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、４級アンモニウム塩、ベタイン等の有機イオン塩を挙げることができる。これらの中で特に好ましいものとして、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩を挙げることができる。このイオン導電剤は、１種類で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７３】
イオン導電剤の配合量は、特に制限はなく各種状況に応じて適宜選定されるが、被覆層を形成する樹脂成分１００質量部に対し０．００１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。
【００７４】
これにより、１×１０4〜１×１０10Ω・ｃｍの抵抗領域で、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、且つ電気抵抗の電圧依存性が少ない上、温湿度の環境変化に対する電気抵抗の変動が少ない導電性を有する被覆層が得られる。
【００７５】
次に、現像ローラの作製について説明する。
【００７６】
《シャフトの準備》
シャフトは、前記元素を含有するアルミニウム合金を用いて作製されたものを用いる。
【００７７】
シャフトは、画像形成装置を小型、軽量、低コストにするため小径（例えば、外径５〜３０ｍｍ）の薄肉厚（例えば、０．５〜２．０ｍｍ）の中空筒状の導電性シャフトに、フランジを取り付けたものが好ましい。
【００７８】
《被覆層の作製》
被覆層をシャフトの外周面に直接被覆層を形成するする手段としては、上記構成材料（樹脂と導電剤、必要に応じ非導電性充填剤）を有機溶剤に溶解、分散した塗布液をシャフト上に塗布する方法が好ましい。この塗布液の樹脂成分濃度は特に制限はなく、必要とする層厚に応じ、適宜調整すればよいが、塗布液中の固形物の分散性や安定性から、樹脂成分濃度は１０質量％以上であることが好ましい。
【００７９】
塗布液の樹脂成分濃度を調製するために用いる溶剤は、上記樹脂成分を溶解することができるものであれば特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコール、メチルエチルケトンなどのケトン類、シクロヘキサン、トルエン、キシレンなどが好ましく用いられる。
【００８０】
被覆層の形成方法としては、例えば被覆層を構成する樹脂成分の粘度などに応じて、ディッピング、スプレー、ロールコートまたは刷毛塗りなどが挙げられるが、これらの中では、被覆層を均一に形成しやすいディッピング、スプレー法が好ましい。
【００８１】
被覆層の厚みは、１〜３０μｍが好ましく、５〜２０μｍがより好ましい。被覆層の厚みは、現像ローラより被覆層を含む断面試料を採取し、断面試料の顕微鏡写真より測定される。
【００８２】
尚、シャフトとしては、前記のアルミニウム合金製を用い、外径が５〜３０ｍｍ、肉厚が０．８〜２．０ｍｍの中空筒状に加工したものを用いることが好ましい。
【００８３】
次に、本発明に係る現像ローラを用いて行う画像形成に使用可能な非磁性１成分現像剤（以下単に、トナーともいう）について説明する。本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能なトナーは、粉砕・分級工程を経て製造されるいわゆる粉砕トナー、また、樹脂粒子を作製する重合工程から直接作製されるいわゆる重合トナーのいずれを使用することが可能である。この中でも、特に、重合トナーは作製工程中でトナー粒径や形状を制御しながら作製することができるので、形状の揃った小粒径のトナーを作製する上で都合がよいものである。
【００８４】
形状の揃った小粒径のトナーを用いることにより、デジタルの画像形成で求められる様な高解像で高精細な画像形成が行い易く、例えば、高階調のピクトリアルフルカラー画像形成に特に好ましいものである。そして、本発明に係る現像ローラと組み合わせることにより、高精細なフルカラー画像形成を安定して作成することができるものと期待される。
【００８５】
一方、重合トナーには、その製造工程において粒子を凝集させてトナー粒子を形成する乳化会合型のトナーも含まれるが、作製されたトナー粒子表面に凝集工程で使用された凝集剤が微量ながら残存することも考えられる。この様な残存物が現像ローラ表面に付着することにより、現像ローラ表面における残留電荷への影響が懸念されていた。
【００８６】
しかしながら、本発明に係る現像ローラでは、重合トナーを用いて画像形成を繰り返し行っても、現像ローラ表面における残留電荷上昇は起こらず、良好な画像形成が行えることが後述する実施例の結果からも確認された。
【００８７】
以下、本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能な一例である重合トナーを構成する要素について説明する。
【００８８】
（単量体）
重合性単量体としては、ラジカル重合性単量体を必須の構成成分とし、必要に応じて架橋剤を使用することができる。また、以下の酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体を少なくとも１種類含有させることが好ましい。（１）ラジカル重合性単量体
ラジカル重合性単量体成分としては、特に限定されるものではなく従来公知のラジカル重合性単量体を用いることができる。また、要求される特性を満たすように、１種または２種以上のものを組み合わせて用いることができる。
【００８９】
具体的には、芳香族系ビニル単量体、（メタ）アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単量体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単量体等を用いることができる。
【００９０】
芳香族系ビニル単量体としては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−エチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、３，４−ジクロロスチレン等のスチレン系単量体及びその誘導体が挙げられる。
【００９１】
（メタ）アクリル酸エステル系単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
【００９２】
ビニルエステル系単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等が挙げられる。
【００９３】
ビニルエーテル系単量体としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル等が挙げられる。
【００９４】
モノオレフィン系単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン等が挙げられる。
【００９５】
ジオレフィン系単量体としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
【００９６】
ハロゲン化オレフィン系単量体としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等が挙げられる。
【００９７】
（２）架橋剤
架橋剤としては、トナーの特性を改良するためにラジカル重合性架橋剤を添加しても良い。ラジカル重合性架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリル等の不飽和結合を２個以上有するものが挙げられる。
【００９８】
（３）酸性基または塩基性基を有するラジカル重合性単量体
酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体としては、例えば、カルボキシル基含有単量体、スルホン酸基含有単量体、第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、第４級アンモニウム塩等のアミン系の化合物を用いることができる。
【００９９】
酸性基を有するラジカル重合性単量体としては、カルボン酸基含有単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエステル等が挙げられる。
【０１００】
スルホン酸基含有単量体としては、スチレンスルホン酸、アリルスルホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチル等が挙げられる。
【０１０１】
これらは、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩或いはカルシウムなどのアルカリ土類金属塩の構造であってもよい。
【０１０２】
塩基性基を有するラジカル重合性単量体としては、アミン系の化合物があげられ、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、及び上記４化合物の４級アンモニウム塩、３−ジメチルアミノフェニルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩、アクリルアミド、Ｎ−ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジブチルアクリルアミド、ピペリジルアクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ブチルメタクリルアミド、Ｎ−オクタデシルアクリルアミド；ビニルピリジン、ビニルピロリドン；ビニル−Ｎ−メチルピリジニウムクロリド、ビニル−Ｎ−エチルピリジニウムクロリド、Ｎ，Ｎ−ジアリルメチルアンモニウムクロリド、Ｎ，Ｎ−ジアリルエチルアンモニウムクロリド等を挙げることができる。
【０１０３】
ラジカル重合性単量体としては、酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体を単量体全体の０．１〜１５質量％使用することが好ましく、ラジカル重合性架橋剤はその特性にもよるが、全ラジカル重合性単量体に対して０．１〜１０質量％の範囲で使用することが好ましい。
【０１０４】
（連鎖移動剤）
分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることが可能である。
【０１０５】
連鎖移動剤としては、特に限定されるものではなく例えばオクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−オクチル−３−メルカプトプロピオン酸エステル、四臭化炭素及びスチレンダイマー等が使用される。
【０１０６】
（重合開始剤）
ラジカル重合開始剤は水溶性であれば適宜使用が可能である。例えば過硫酸塩（過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等）、アゾ系化合物（４，４′−アゾビス−４−シアノ吉草酸及びその塩、２，２′−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩等）、パーオキシド化合物等が挙げられる。
【０１０７】
さらに上記ラジカル性重合開始剤は、必要に応じて還元剤と組み合わせレドックス系開始剤とすることが可能である。レドックス系開始剤を用いることで、重合活性が上昇し重合温度の低下が図れ、さらに重合時間の短縮が期待できる。
【０１０８】
重合温度は、重合開始剤の最低ラジカル生成温度以上であればどの温度を選択しても良いが、例えば５０℃から９０℃の範囲が用いられる。但し、常温開始の重合開始剤、例えば過酸化水素−還元剤（アスコルビン酸等）の組み合わせを用いることで、室温またはそれよりやや高い温度で重合することも可能である。
【０１０９】
（界面活性剤）
前述のラジカル重合性単量体を使用して重合を行うためには、界面活性剤を使用して水系媒体中に油滴分散を行う必要がある。この際に使用することのできる界面活性剤としては特に限定されるものではないが、下記のイオン性界面活性剤を好適なものの例として挙げることができる。
【０１１０】
イオン性界面活性剤としては、スルホン酸塩（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、３，３−ジスルホンジフェニル尿素−４，４−ジアゾ−ビス−アミノ−８−ナフトール−６−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、２，２，５，５−テトラメチル−トリフェニルメタン−４，４−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−６−スルホン酸ナトリウム等）、硫酸エステル塩（ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム等）、脂肪酸塩（オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等）が挙げられる。
【０１１１】
また、ノニオン性界面活性剤も使用することができる。具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタンエステル等が挙げられる。これらは、主に乳化重合時の乳化剤として使用されるが、他の工程または使用目的で使用してもよい。
【０１１２】
（着色剤）
着色剤としては無機顔料、有機顔料、染料を挙げることができる。
【０１１３】
無機顔料としては、従来公知のものを用いることができる。具体的な無機顔料を以下に例示する。
【０１１４】
黒色の顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、さらにマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
【０１１５】
これらの無機顔料は所望に応じて単独または複数を選択併用することが可能である。また顔料の添加量は重合体に対して２〜２０質量％であり、好ましくは３〜１５質量％が選択される。
【０１１６】
有機顔料及び染料としても従来公知のものを用いることができる。具体的な有機顔料及び染料を以下に例示する。
【０１１７】
マゼンタまたはレッド用の顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等が挙げられる。
【０１１８】
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５６、等が挙げられる。
【０１１９】
グリーンまたはシアン用の顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等が挙げられる。
【０１２０】
また、染料としてはＣ．Ｉ．ソルベントレッド１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５８、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド６３、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１１１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー４４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー７７、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー７９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー８１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー８２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９８、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１０３、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１０４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１１２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー９３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー９５等を用いることができ、またこれらの混合物も用いることができる。
【０１２１】
これらの有機顔料及び染料は所望に応じて単独または複数を選択併用することが可能である。また顔料の添加量は重合体に対して２〜２０質量％であり、好ましくは３〜１５質量％が選択される。
【０１２２】
（ワックス）
重合トナーではトナー粒子中にワックスを含有させてもよい。ワックス自体の構造や組成としては特に限定はない。ポリプロピレン、ポリエチレンなどの低分子量ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、エステルワックス等を使用することができる。
【０１２３】
添加量は、トナー全体に対し１〜３０質量％、好ましくは２〜２０質量％、さらに好ましくは３〜１５質量％である。
【０１２４】
本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能なトナーとして、単量体中にワックスを溶解させたものを水中に分散して重合させ、樹脂粒子中にワックスを内包させた粒子を形成し、これを着色剤粒子とともに塩析／融着させることでトナーとすることが好ましい。
【０１２５】
（トナーの製造方法）
本発明のトナーは、ワックスを溶解した単量体溶液を水系媒体中に分散し、次いで重合法により離型剤を内包した樹脂粒子を調製する工程、前記樹脂粒子分散液を用いて水系媒体中で樹脂粒子を融着させる工程、得られた粒子を水系媒体中より濾過し界面活性剤などを除去する洗浄工程、得られた粒子を乾燥させる工程、さらに乾燥させて得られた粒子に外添剤などを添加する外添剤添加工程などから構成される重合法で製造することが好ましい。ここで樹脂粒子としては着色された粒子であってもよい。また、非着色粒子を樹脂粒子として使用することもできる、この場合には、樹脂粒子の分散液に着色剤粒子分散液などを添加した後に水系媒体中で融着させる等により着色粒子とする。
【０１２６】
特に、融着の方法としては、重合工程によって生成された樹脂粒子を用いて塩析／融着する方法が好ましい。また、非着色の樹脂粒子を使用した場合には、樹脂粒子と着色剤粒子を水系媒体中で塩析／融着させることができる。
【０１２７】
また、着色剤や離型剤に限らず、トナーの構成要素である荷電制御剤等も本工程で粒子として添加することができる。
【０１２８】
尚、ここで水系媒体とは主成分として水からなるもので、水の含有量が５０質量％以上であるものを示す。水以外のものとしては、水に溶解する有機溶媒を挙げることができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等をあげることができる。
【０１２９】
本発明での好ましい重合法としては、単量体中に離型剤を溶解した単量体溶液を臨界ミセル濃度以下の界面活性剤を溶解させた水系媒体中に機械的エネルギーによって油滴分散させた分散液に、水溶性重合開始剤を加え、ラジカル重合させる方法をあげることができる。この場合、単量体中に油溶性の重合開始剤を加えて使用してもよい。
【０１３０】
この油滴分散を行うための分散機としては特に限定されるものではないが、例えばクレアミックス、超音波分散機、機械式ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等をあげることができる。
【０１３１】
前記した如く、着色剤自体は表面改質して使用してもよい。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散し、その中に表面改質剤を添加した後昇温し反応を行う。反応終了後、濾過し同一の溶媒で洗浄濾過を繰り返し乾燥させ表面改質剤で処理された顔料を得る。
【０１３２】
着色剤粒子は着色剤を水系媒体中に分散して調製される方法がある。この分散は、水中で界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）以上にした状態で行われる。
【０１３３】
顔料分散時の分散機は特に限定されないが、好ましくはクレアミックス、超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。
【０１３４】
ここで使用される界面活性剤は、前述の界面活性剤を使用することができる。
【０１３５】
塩析／融着を行う工程は、樹脂粒子及び着色剤粒子とが存在している水中にアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等からなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、次いで樹脂粒子のガラス転移点以上に加熱することで塩析を進行させると同時に融着を行う工程である。
【０１３６】
ここで、塩析剤であるアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、アルカリ金属として、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられ、好ましくはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが挙げられる。また塩を構成するものとしては、塩素塩、臭素塩、沃素塩、炭酸塩、硫酸塩等が挙げられる。
【０１３７】
（その他の添加剤）
トナーは、樹脂、着色剤、離型剤以外にトナー用材料として種々の機能を付与することのできる材料を加えてもよい。具体的には荷電制御剤等が挙げられる。これらの成分は前述の塩析／融着段階で樹脂粒子と着色剤粒子と同時に添加し、トナー中に包含する方法、樹脂粒子自体に添加する方法等種々の方法で添加することができる。
【０１３８】
荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、且つ水中に分散することができるものを使用することができる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第４級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩或いはその金属錯体等が挙げられる。
【０１３９】
（外添剤）
本発明のトナーには、流動性、帯電性の改良及びクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤を添加して使用することができる。これら外添剤としては特に限定されるものではなく、種々の無機微粒子、有機微粒子及び滑剤を使用することができる。尚、通常、これらの外添剤を加える前の粒子を着色粒子、添加後のものをトナーまたはトナー粒子ということが多い。しかし、いずれもトナーまたはトナー粒子ということもある。
【０１４０】
無機微粒子としては、従来公知のものを使用することができる。具体的には、数平均一次粒子径で５〜５００ｎｍのシリカ、チタン、アルミナ微粒子等が好ましく用いることができる。これら無機微粒子としては疎水性のものが好ましい。
【０１４１】
具体的には、シリカ微粒子として、例えば日本アエロジル社製の市販品Ｒ−８０５、Ｒ−９７６、Ｒ−９７４、Ｒ−９７２、Ｒ−８１２、Ｒ−８０９、ヘキスト社製のＨＶＫ−２１５０、Ｈ−２００、キャボット社製の市販品ＴＳ−７２０、ＴＳ−５３０、ＴＳ−６１０、Ｈ−５、ＭＳ−５等が挙げられる。
【０１４２】
チタン微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品Ｔ−８０５、Ｔ−６０４、テイカ社製の市販品ＭＴ−１００Ｓ、ＭＴ−１００Ｂ、ＭＴ−５００ＢＳ、ＭＴ−６００、ＭＴ−６００ＳＳ、ＪＡ−１、富士チタン社製の市販品ＴＡ−３００ＳＩ、ＴＡ−５００、ＴＡＦ−１３０、ＴＡＦ−５１０、ＴＡＦ−５１０Ｔ、出光興産社製の市販品ＩＴ−Ｓ、ＩＴ−ＯＡ、ＩＴ−ＯＢ、ＩＴ−ＯＣ等が挙げられる。
【０１４３】
アルミナ微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品ＲＦＹ−Ｃ、Ｃ−６０４、石原産業社製の市販品ＴＴＯ−５５等が挙げられる。
【０１４４】
また、有機微粒子としては数平均一次粒子径が１０〜２０００ｎｍ程度の球形の有機微粒子を使用することができる。このものとしては、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体を使用することができる。
【０１４５】
滑剤には、例えばステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。
【０１４６】
これら外添剤の添加量は、トナーに対して０．１〜５質量％が好ましい。
【０１４７】
外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、Ｖ型混合機などの種々の公知の混合装置を使用することができる。
【０１４８】
本発明おいては、高品質のトナー画像を得るという観点から重合法で作製した体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）径が３〜９μｍのものが好ましい。
【０１４９】
次に、本発明に係る現像装置、フルカラー画像形成装置について説明する。
【０１５０】
図３は、本発明に係る現像装置の一例を示す断面概略図である。
【０１５１】
図３に示す現像装置２０は、現像ローラ２５に隣接してバッファ室２６を、バッファ室２６に隣接してホッパ２７等を有する。
【０１５２】
バッファ室２６にはトナー規制部材であるブレード２８が現像ローラ２５に圧接させた状態で配置されている。ブレード２８は、現像ローラ２５上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ２５の回転方向に対してブレード２８の下流側に、現像ローラ２５上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード２９をさらに設けることも可能である。
【０１５３】
現像ローラ２５には供給ローラ３０が押圧されている。供給ローラ３０は、図示しないモータにより現像ローラ２５と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ３０は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。
【０１５４】
ホッパ２７には非磁性一成分現像剤であるトナーＴが収容されている。また、ホッパ２７にはトナーＴを撹拌する回転体３４が設けられている。回転体３４には、フィルム状の搬送羽根が取り付けられており、回転体３４の矢印方向への回転によりトナーＴを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーＴは、ホッパ２７とバッファ室２６を隔てる隔壁に設けられた通路３２を介してバッファ室２６に供給される。尚、搬送羽根の形状は、回転体３４の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーＴを搬送しながら撓むとともに、通路３２の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーＴを通路３２に供給している。
【０１５５】
また、通路３２には通路３２を閉鎖する弁３２１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路３２右側面上側に固定され、トナーＴがホッパ２７から通路３２に供給されると、トナーＴからの押圧力により右側に押されて通路３２を開けるようになっている。その結果、バッファ室２６内にトナーＴが供給される。
【０１５６】
また、弁３２１の他端には規制部材３２２が取り付けられている。規制部材３２２と供給ローラ３０は、弁３２１が通路３２を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材３２２は、バッファ室２６の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ２５から供給ローラ３０に回収されたトナーＴがバッファ室２６の底部に多量に落下しないように調整される。
【０１５７】
現像装置２０では、画像形成時に現像ローラ２５が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ３０の回転によりバッファ室２６のトナーが現像ローラ２５上に供給される。現像ローラ２５上に供給されたトナーＴは、ブレード２８、補助ブレード２９により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ２５の回転に伴ってバッファ室２６に戻り、供給ローラ３０により現像ローラ２５から掻き取られ回収される。
【０１５８】
図４は、フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【０１５９】
図４に示すフルカラー画像形成装置においては、回転駆動される感光体ドラム１０の周囲に、この感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ１１１等が設けられている。
【０１６０】
また、帯電ブラシ１１１によって帯電された感光体ドラム１０をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系３５が設けられており、このレーザ走査光学系３５はレーザダイオード，ポリゴンミラー，ｆθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系３５は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１０上を走査露光し、これにより感光体ドラム１０上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。
【０１６１】
また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム１０に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行うフルカラー現像装置３６は、支軸３３の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーを収容させた４つの色別の現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが設けられており、支軸３３を中心として回転し、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが感光体ドラム１０と対向する位置に導かれるようになっている。
【０１６２】
また、このフルカラー現像装置３６における各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおいては、上記図４に示すように、回転してトナーを搬送する現像剤担持体（現像ローラ）２５の外周面にトナー規制部材が圧接されており、このトナー規制部材により、現像ローラ２５によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。尚、このフルカラー現像装置３６においては、現像ローラによって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行うために、トナー規制部材を２つ設けるようにしてもよい。
【０１６３】
そして、上記のようにレーザ走査光学系３５によって感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像装置３６を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋを感光体ドラム１０と対向する位置に順々に導き、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおける現像ローラ２５を上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１０上に向かって、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行うようになっている。
【０１６４】
また、このフルカラー現像装置３６より感光体ドラム１０の回転方向下流側の位置には、中間転写体４０として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト４０が設けられており、この中間転写ベルト４０は感光体ドラム１０と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト４０は回転可能な１次転写ローラ４１により押圧されて感光体ドラム１０に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２の部分には、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、この２次転写ローラ４３によって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト４０に押圧されるようになっている。
【０１６５】
さらに、前記のフルカラー現像装置３６とこの中間転写ベルト４０との間のスペースには、中間転写ベルト４０上に残留したトナーを掻き取るクリーナ５０が中間転写ベルト４０に対して接離可能に設けられている。
【０１６６】
また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容させる給紙トレイ６１と、この給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２と、上記の中間転写ベルト４０上に形成された画像と同期して給紙された記録材Ｓを中間転写ベルト４０と上記の２次転写ローラ４３との間に送るタイミングローラ６３とで構成されており、このようにして中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送られた記録材Ｓを２次転写ローラ４３によって中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０からトナー像を記録材Ｓへ押圧転写させるようになっている。
【０１６７】
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれるようになっており、この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出されるようになっている。
【０１６８】
次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行う動作について具体的に説明する。
【０１６９】
まず、感光体ドラム１０と中間転写ベルト４０とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム１０を帯電ブラシ１１１によって所定の電位に帯電させる。
【０１７０】
そして、このように帯電された感光体ドラム１０に対して、上記のレーザ走査光学系３５によりイエロー画像の露光を行い、感光体ドラム１０上にイエロー画像の静電潜像を形成した後、この感光体ドラム１０にイエロートナーを収容させた現像器３１Ｙから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像し、このようにイエローのトナー像が形成された感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト４０を１次転写ローラ４１によって押圧させ、感光体ドラム１０に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に１次転写させる。
【０１７１】
このようにしてイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像装置３６を支軸３３を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍを感光体ドラム１０と対向する位置に導き、上記のイエロー画像の場合と同様に、レーザ走査光学系３５により帯電された感光体ドラム１０に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍによって現像し、現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム１０から中間転写ベルト４０に１次転写させ、さらに同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光，現像及び１次転写を順々に行って、中間転写ベルト４０上にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。
【０１７２】
そして、中間転写ベルト４０上に最終のブラックのトナー像が１次転写されると、記録材Ｓをタイミングローラ６３により２次転写ローラ４３と中間転写ベルト４０との間に送り、２次転写ローラ４３により記録材Ｓを中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０上に形成されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に２次転写させる。
【０１７３】
そして、このようにフルカラーのトナー像が記録材Ｓ上に２次転写されると、この記録材Ｓを上記の搬送手段６６により定着装置７０に導き、この定着装置７０によって転写されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に定着させ、その後、この記録材Ｓを垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出させるようになっている。尚、１１２はクリーニング装置を表す。
【実施例】
【０１７４】
以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０１７５】
現像ローラの作製
以下の手順で現像ローラを作製した。
【０１７６】
《シャフトの準備》
シャフトとして、表１に記載の金属元素を含有するアルミニウム合金を用い、表１及び表２に記載の外径と肉厚の中空筒状管を作製し、該中空筒状管の端部にフランジを取り付けたものを準備した。これを「シャフト１〜３１」とする。
【０１７７】
〈被覆層形成用塗布液の調製〉
（被覆層形成用塗布液１の調製）
特開２００２−２２０４３１号公報に記載されている方法で得た（Ｐ３６参照）、Ｓｉ含有量が、シリカ質量換算で６．０質量％のアルコキシ基含有シロキサン変性ポリウレタン樹脂（ウレタン樹脂という）１００質量部をメチルエチルケトン４００質量部、イソプロピルアルコール３００質量部の混合溶媒に溶解した。この溶液にカーボンブラック（体積固有抵抗１×１０-1Ωｃｍ、数平均一次粒径５０ｎｍ）３０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部、数平均メディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋ウレタン樹脂粒子２０質量部を混合分散させ、「被覆層形成用塗布液１」を調製した。
【０１７８】
下記の方法で得た、Ｓｉ含有量が、シリカ質量換算で６．０質量％のアルコキシ基含有シロキサン変性ポリウレタン樹脂（ウレタン樹脂という）１００質量部をメチルエチルケトン４００質量部、イソプロピルアルコール３００質量部の混合溶媒に溶解した。この溶液にカーボンブラック（体積固有抵抗１×１０-1Ωｃｍ、数平均一次粒径５０ｎｍ）３０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部、数平均メディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋ウレタン樹脂粒子２０質量部を混合分散させ、「被覆層形成用塗布液１」を調製した。
【０１７９】
（Ｓｉ含有量が、シリカ質量換算で６．０質量％のアルコキシ基含有シロキサン変性ポリウレタン樹脂の調製）
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えた反応装置に、ポリエステルポリオール（（株）クラレ製、「クラレポリオールＰ２０１０」、数平均分子量２０００）１０００質量部とイソホロンジイソシアネート２７８質量部を仕込み、窒素気流下に１００℃で６時間反応させ、遊離イソシアネート価３．４４％のプレポリマーとなし、これにメチルエチルケトン５４８質量部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン７１．８質量部、ジ−ｎ−ブチルアミン４．０質量部、メチルエチルケトン９０６質量部及びイソプロピルアルコール６０３質量部からなる混合物の存在下に上記ウレタンポリマー溶液１０００質量部を添加し、５０℃で３時間反応させて、ポリウレタン樹脂溶液（以下、ポリウレタン樹脂（１Ａ）という）を得た。ポリウレタン樹脂（１Ａ）は樹脂固形分が３０質量％、アミン価が１．２ＫＯＨｍｇ／ｇであった。更に、同様の反応装置に、上記のポリウレタン樹脂（１Ａ）５００質量部を５０℃に加温した後、下記製造例１で得たエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物（２Ａ）１７．５質量部を加え、窒素気流下、６０℃で４時間反応させ、アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂を得た。なおエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物（２Ａ）のエポキシ基の当量／ウレタン樹脂（１Ａ）のアミノ基の当量（当量比）＝２、アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂中の固形残分中のＳｉ含有量が、シリカ重量換算で６．０質量％であった。
【０１８０】
製造例１（エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物の製造）
攪拌機、分水器、温度計及び窒素ガス導入管を備えた反応装置に、グリシドール２５０．０質量部およびテトラメトキシシラン部分縮合物（多摩化学（株）製、商品名「メチルシリケート５６」、Ｓｉの平均個数が１０）２６７５．４質量部を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら、９０℃に昇温した後、触媒としてジブチル錫ジラウレート０．５質量部を加え、反応させた。反応中、分水器を使ってメタノールを留去し、その量が約１２５質量部に達した時点で冷却した。ついで、１３ｋＰａで約１０分間、系内に残留するメタノール約５質量部を減圧除去した。このようにして、エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物（２Ａ）を得た。なお、仕込み時のエポキシ化合物の水酸基の当量／アルコキシシラン縮合物のアルコキシル基の当量（当量比）＝０．０５、エポキシ基当量は８３０質量部／ｅｑである。
【０１８１】
（被覆層形成用塗布液２の調製）
メチルエチルケトン７００質量部に、アクリル樹脂（スミペックスＬＧ：住友化学社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック（体積固有抵抗１×１０-1Ωｃｍ、数平均一次粒径５０ｎｍ）４０質量部、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド５．０質量部と、数平均メディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子３０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、「被覆層形成用塗布液２」を調製した。
【０１８２】
（被覆層形成用塗布液３の調製）
メタノール４００質量部と１−ブタノール３００質量部の混合溶媒に、ポリアミド樹脂（トレジンＭＦ−３０：ナガノケムテックス社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック（体積固有抵抗１×１０-1Ωｃｍ、数平均一次粒径５０ｎｍ）４０質量部、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド３．０質量部と、数平均メディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子１０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、「被覆層形成用塗布液３」を調製した。
【０１８３】
《現像ローラ１の作製》
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液１」を「シャフト３」の外周面にスプレー塗布した後、１２０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が１５μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ１」を作製した。
【０１８４】
《現像ローラ２〜３１の作製》
現像ローラ１の作製において用いた「シャフト１」と「被覆層形成用塗布液１」を、表１及び２に示すようにシャフトと被覆層形成用塗布液を変更した以外は同様にして「現像ローラ２〜３１」を作製した。
【０１８５】
表１及び表２に、準備したシャフトの外径と肉厚、含有する元素とその量、及び被覆層形成用塗布液Ｎｏ．を記す。
【０１８６】
【表１】
【０１８７】
【表２】
【０１８８】
トナーの作製（非磁性一成分現像剤）
以下の手順でトナーを作製した。
（１）「樹脂粒子分散液１」の作製
撹拌装置を取り付けたフラスコに、ペンタエリスリトールテトラステアリン酸エステル７２．０質量部を、スチレン１１５．１質量部、ｎ−ブチルアクリレート４２．０質量部、及び、メタクリル酸１０．９質量部からなる単量体混合液に添加し、８０℃に加温して溶解させた。
【０１８９】
一方、撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けたセパラブルフラスコに、アニオン系界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム：ＳＤＳ）７．０８質量部をイオン交換水２７６０質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、窒素気流下で撹拌速度２３０ｒｐｍで撹拌しながら８０℃に昇温させた。次いで、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス（エム・テクニック（株）製）」により、前記界面活性剤溶液（８０℃）中に前記単量体溶液（８０℃）を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒子（油滴）が分散された乳化液を調製した。
【０１９０】
この分散液に、重合開始剤（過硫酸カリウム：ＫＰＳ）０．８４質量部をイオン交換水２００質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を８０℃にて３時間にわたり加熱・撹拌して重合反応を行った。得られた反応溶液に、重合開始剤（ＫＰＳ）７．７３質量部をイオン交換水２４０質量部に溶解させた溶液を添加し、１５分後に温度を８０℃とした後、スチレン３８３．６質量部、ｎ−ブチルアクリレート１４０．０質量部、メタクリル酸３６．４質量部、及び、ｎ−オクチルメルカプタン１２質量部からなる混合液を１００分間かけて滴下し、この系を８０℃で６０分間にわたり加熱・撹拌させた後、この系を４０℃まで冷却することにより、ワックスを含有する「樹脂粒子分散液１」（以下、「ラテックス（１）」という。）を作製した。
（２）「着色剤分散液Ｂｋ」の作製
一方、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム９．２質量部をイオン交換水１６０質量部に撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、着色剤としてカーボンブラック「モーガルＬ（キャボット社製）」２０質量部を徐々に添加し、次いで、機械式分散機「クレアミックス（エム・テクニック（株）製）」を用いて分散処理することにより、「着色剤分散液Ｂｋ」を調製した。「着色剤分散液Ｂｋ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００（大塚電子社製）」で測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（３）「着色粒子１Ｂｋ」の作製
温度センサー、冷却管、撹拌装置（撹拌翼を２枚有し、交差角が２０°）、形状モニタリング装置を取り付けた反応容器（四つ口フラスコ）に、「樹脂粒子分散液１」１２５０質量部（固形分換算）、イオン交換水２０００質量部、「着色剤分散液１」全量を投入し、内温を２５℃に調整後、この分散液混合溶液に５ｍｏｌ／リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨを１０．０に調整した。次いで、塩化マグネシウム・６水和物５２．６質量部をイオン交換水７２質量部に溶解した水溶液を、撹拌下２５℃にて１０分間かけて添加した。その後、直ちに昇温を開始し、この系を５分間かけて９５℃まで昇温（昇温速度１４℃／分）させた。
【０１９１】
この状態で「マルチサイザー３（ベックマン・コールター社製）」にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準メディアン径（Ｄ50）が６．５μｍになった時点で、塩化ナトリウム１１５質量部をイオン交換水７００質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。さらに、液温度９０℃にて８時間にわたり加熱撹拌（撹拌回転数１２０ｒｐｍ）して融着を継続させて熟成処理した後、この系を１０℃／分の条件で３０℃まで冷却し、塩酸を添加してｐＨを３．０に調整し、撹拌を停止した。
【０１９２】
生成した粒子を濾過し、イオン交換水で繰り返し洗浄して遠心分離装置によって液中分級処理し、その後、フラッシュジェットドライヤを用いて乾燥処理して含水率１．０質量％の「着色粒子１Ｂｋ」を生成した。
（４）「着色剤分散液Ｙ」の調製
「着色剤分散液Ｂｋ」の調製において、カーボンブラック２０質量部に代えて顔料「Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４」２０質量部を用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液Ｙ」を調製した。「着色剤分散液Ｙ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００（大塚電子社製）」を用いて測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（５）「着色剤分散液Ｍ」の調製
「着色剤分散液Ｂｋ」の調製において、カーボンブラック２０質量部に代えてキナクリドン系マゼンタ顔料「Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２」２０質量部を用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液Ｍ」を調製した。「着色剤分散液Ｍ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００（大塚電子社製）」を用いて測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（６）「着色剤分散液Ｃ」の調製
「着色剤分散液Ｂｋ」の調製において、カーボンブラック２０質量部に代えてフタロシアニン系シアン顔料「Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３」２０質量部を用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液Ｃ」を調製した。「着色剤分散液Ｃ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００（大塚電子社製）」を用いて測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（７）「着色粒子１Ｙ」の作製
「着色粒子１Ｂｋ」の作製において、「着色剤分散液Ｂｋ」全量に代えて「着色剤分散液Ｙ」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子１Ｙ」を作製した。
（８）「着色粒子１Ｍ」の作製
「着色粒子１Ｂｋ」の作製において、「着色剤分散液Ｂｋ」全量に代えて「着色剤分散液Ｍ」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子１Ｍ」を作製した。
（９）「着色粒子１Ｃ」の作製
「着色粒子１Ｂｋ」の作製において、「着色剤分散液Ｂｋ」全量に代えて「着色剤分散液Ｃ」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子１Ｃ」を作製した。
（１０）トナーの作製
上記着色粒子の各々に、数平均一次粒子径が１２ｎｍ、疎水化度が６５の疎水性シリカを０．８質量部、数平均一次粒子径が３０ｎｍ、疎水化度が５５の疎水性チタニアを０．５質量部添加し、ヘンシェルミキサーにて混合して、トナーを作製した。これらを「トナー１Ｂｋ、トナー１Ｙ、トナー１Ｍ、トナー１Ｃ」とする。
【０１９３】
〈層間接着力評価〉
上記で作製した現像ローラのシャフトと被覆層の層間接着力は、前記の測定方法で測定し、下記評価基準で評価した。
【０１９４】
評価基準
引きはがされ始める負荷が、１０．０Ｎ以上のものは十分満足できるレベル
引きはがされ始める負荷が、４．０Ｎ〜１０．０Ｎ未満のものは実用的に問題ないレベル
引きはがされ始める負荷が、４．０Ｎ未満のものは実用に適さないレベル。
【０１９５】
《評価》
現像ローラの評価は、カラーレーザプリンタ「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２４３０ＤＬ（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）」を、上記で作製した現像ローラが装着された現像装置を用いて画像形成できるよう改造し、該現像装置に上記で準備した４色（トナー１Ｂｋ、トナー１Ｙ、トナー１Ｍ、トナー１Ｃ）の非磁性１成分現像剤を順次装填し、高温高湿（３０℃、８０％ＲＨ）環境で３０００枚のプリントを行った。
【０１９６】
現像ローラ初期の性能評価は、画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿を１０枚プリントし、そのトナー画像品質と現像ローラの残留電位で評価した。
【０１９７】
その後、画像面積が２％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色０．５％のフルカラーモード）の原稿を用いて５０００枚プリントを行った。
【０１９８】
５０００枚プリント後の性能評価は、初期性能評価と同じ画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿を１０枚プリントし、そのトナー画像品質（画像濃度、ハーフトーン画像）と塗膜剥がれで評価した。尚、評価は◎、○を合格とする。
【０１９９】
〈被覆層剥がれ〉
被覆層剥がれは、５０００枚プリント修了後の現像ローラを取り出し、被覆層剥がれの状態を目視で評価した。
【０２００】
◎：被覆層剥がれが全く認められず
○：被覆層剥がれが被覆層端部に少し見られたが実用上問題なし
×：被覆層剥がれが被覆層端部に見られ実用上問題有り。
【０２０１】
〈画像濃度〉
画像濃度は、初期と５０００枚プリント後のべた黒画像部の濃度を反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」を用いて１２点測定して評価した。尚、画像濃度は、１．２５以上を合格とする。
【０２０２】
評価基準
べた黒画像部の濃度１．４０以上は優れているレベル
べた黒画像部の濃度１．２５以上、１．４０未満は良好なレベル
べた黒画像部の濃度１．２５未満は実用上問題となるレベル。
【０２０３】
〈ハーフトーン画像の濃度ムラ（黒ポチ、白ポチも含む）〉
ハーフトーン画像の濃度ムラは、５０００枚プリント修了時のプリントを目視観察し評価した。
【０２０４】
評価基準
◎：ハーフトーン部に、濃度ムラの無い均一な画像
○：ハーフトーン部に、スジ状の薄い濃度ムラ、黒ポチ、白ポチが存在するが実用上問題なし
×：ハーフトーン部に、スジ状の濃度ムラが数本、黒ポチ、白ポチが存在し実用上問題。
【０２０５】
表３及び表４に評価結果を示す。
【０２０６】
【表３】
【０２０７】
【表４】
【０２０８】
表３及び４に示すように、本発明に該当する実施例１〜１９の「現像ローラ１〜１９」は、層間接着力、被覆層剥がれ、画像濃度、及びハーフトーン画像の濃度ムラの何れも良好な結果となったのに対し、本発明外の比較例１〜１２の「現像ローラ２０〜３１」はこれらの評価項目の何れかに問題が見られ、本発明の効果が発現されないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０２０９】
【図１】図１は、本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。
【図２】図２は、シャフトと被覆層の層間接着力の測定方法を説明するための模式図である。
【図３】本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。
【図４】フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０２１０】
１０ 感光体ドラム
１１ シャフト
１２ 被覆層
１３ 下層
１４ 上層
２０ 現像装置
２５ 現像ローラ
２６ バッファ室
２７ ホッパ
２８ 規制ブレード
２９ 補助ブレード
３０ 供給ローラ
Ｔ トナー
３２ 通路
３２１ 弁
３２２ 規制部材
３４ 回転体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ及びこれを用いた現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在広く用いられている電子写真方式の画像形成方法は、電荷付与されたトナーを静電潜像担持体（通常電子写真感光体）上に形成した静電潜像に接触、或いは狭い間隙を介して対向させ、静電潜像をトナーにより顕像化する現像過程を経て形成された静電潜像担持体上のトナー画像を、普通紙等に転写した後、定着して最終画像を形成するものである。
【０００３】
トナー画像を形成するための現像方法として、キャリアとトナーとから構成される２成分現像剤を用いてトナーを帯電させ現像する２成分現像方式や、トナーのみを用いて現像剤を搬送する現像ローラや現像剤規制部材などとの摩擦で帯電させ現像する１成分現像方式がある。この１成分現像方式ではキャリアを使用しないため、現像装置が簡略化できるため、近年ではかなり幅広く使用されている。特に、近年のカラー化の流れに伴い、磁性体を含有しないトナーを用いる非磁性１成分現像方式がカラー化も可能であるため、注目されている。
【０００４】
この方式は、２成分現像方式とは異なり、キャリアを使用せず、トナーのみを帯電部材と摩擦させ、或いは、現像ローラ面等に押圧することにより帯電させるものであり、現像器の機構が複雑でなく、且つコンパクトにできるという大きなメリットがある。その結果、通常、現像機構を４個以上必要とするカラー画像形成装置にも適用し易いと言う特徴も有する。特に近年、装置の軽量化、小型化が積極的に進められており、プリンタでは非磁性１成分現像剤を用いた現像方式が主流となっている。
【０００５】
この非磁性１成分現像方式における現像ローラとしては、従来、例えば導電性シャフトの外周にシリコーンゴムを用いた弾性層を形成したものが用いられてきた。トナーを帯電させるためには、金属板或いはローラ等の帯電部材を用いて現像ローラ上にトナーの薄層を形成すると共に、これと摩擦させることにより行うため、機構的には極めて単純な構成の現像器となる。
【０００６】
この現像ローラは、金属性の或いは導電性樹脂の軸体の外周面にシリコーンゴム等のゴム状弾性体を用いた弾性層が形成されているが、トナーへの帯電付与或いはトナーの搬送性を付与するために、弾性層上に表面層が形成されることがある。この表面層にはトナーの付着や融着を防止するために、フッ素ゴムを用いることが知られている。弾性層上にフッ素ゴムの層を形成するためには、接着性を向上させる必要があり、弾性層表面をシランカップリング剤の中間層を形成させ、さらにその上にフッ素ゴム等を主成分として用いた塗布層を形成することが知られている（例えば特許文献１参照。）。
【０００７】
近年の装置の小型化やプリントアウトタイムの短縮により、現像ローラの機能であるトナー搬送、帯電、現像、トナー入れ替えのサイクルが高速になり現像ローラの負荷が高まっている。
【０００８】
シャフトに直接被覆層を形成した構成の現像ローラは、外部から被覆層に力が加えられた場合、弾性層を介して設置される構成の現像ローラのような衝撃を吸収することがないため、シャフトと被覆層との層間での接着性が要求される。
【０００９】
シャフトと被覆層との接着性を向上するため、シャフトと被覆層との間に接着層を設ける検討がされている（例えば特許文献２参照。）。
【００１０】
また、シャフトとしてステンレスを用い、その上に被覆層を直接形成する検討がされている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平８−１９０２６３号公報
【特許文献２】特開平７−５６４３４号公報
【特許文献３】特開２００２−１４５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記に記載されたシャフトに直接被覆層を形成して作製した現像ローラでは、シャフトと被覆層との層間接着性が劣り、多数枚プリントすると被覆層が剥離し、高品質のトナー画像を継続して得ることができなかった。
【００１２】
本発明は、シャフトと被覆層との層間接着性が良好で、高品質のトナー画像が継続して得られる優れた現像ローラ及びこれを用いた現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の課題は、下記に記載のいずれかの構成により発現されるものである。
【００１４】
１．
少なくともアルミニウム合金からなるシャフトの外周に、樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成される現像ローラにおいて、
該アルミニウム合金がアルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有していることを特徴とする現像ローラ。
【００１５】
２．
前記アルミニウム合金が、アルミニウム合金総量に対してマグネシウム元素を０．４〜６．０質量％、クロム元素を０．０４〜０．３５質量％含有していることを特徴とする前記１に記載の現像ローラ。
【００１６】
３．
前記樹脂が、シロキサン変性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする前記１または２に記載の現像ローラ。
【００１７】
４．
前記樹脂が、アクリル樹脂であることを特徴とする前記１または２に記載の現像ローラ。
【００１８】
５．
前記樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする前記１または２に記載の現像ローラ。
【００１９】
６．
少なくともアルミニウム合金からなるシャフトの外周に、樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成される現像ローラを有する現像装置において、
該アルミニウム合金がアルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有していることを特徴とする現像装置。
【００２０】
７．
前記アルミニウム合金が、アルミニウム合金総量に対してマグネシウム元素を０．４〜６．０質量％、クロム元素を０．０４〜０．３５質量％含有していることを特徴とする前記６に記載の現像装置。
【００２１】
８．
前記樹脂が、シロキサン変性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする前記６または７に記載の現像装置。
【００２２】
９．
前記樹脂が、アクリル樹脂であることを特徴とする前記６または７に記載の現像装置。
【００２３】
１０．
前記樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする前記６または７に記載の現像装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の現像ローラは、シャフトと被覆層との層間接着性が良好で、高品質のトナー画像が継続して得られる優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明者らは、シャフトと被覆層の層間接着性を向上させ、且つ高品質のトナー画像が継続して得られる現像ローラについて鋭意検討を行った。
【００２６】
種々検討の結果、シャフトとしてアルミニウム合金に特定の元素を適量配合したものを用いると、シャフトと被覆層との層間接着性が向上し、且つ高品質のトナー画像が継続して得られることを見出した。
【００２７】
層間接着性を満足し、且つ高品質のトナー画像が継続して得られるようになった理由は、アルミニウム合金に添加した元素が、その含有量に応じて共晶として表面に晶出し、この部分が被覆層との接着点として機能し接着性が向上しているものと推察しているが、理論的な解明には至っていない。
【００２８】
本発明ではシャフトの材料として、一定量のケイ素元素とマンガン元素を含有するアルミニウム合金を用いることを特徴としている。さらに、前記元素に加え一定量のマグネシウム元素とクロム元素を含有するアルミニウム合金が好ましい。
【００２９】
元素の含有量は、各元素で適した範囲が有り、アルミニウム合金総量に対してケイ素（Ｓｉ）元素は０．２〜０．８質量％、マンガン（Ｍｎ）元素は０．０５〜１．５質量％である。
【００３０】
さらにマグネシウム（Ｍｇ）元素としては０．４〜６．０質量％が好ましく、クロム（Ｃｒ）元素は０．０４〜０．３５質量が好ましい。
【００３１】
アルミニウム合金に含有する元素の含有量を、上記範囲とすることで、層間接着性を向上させ、高品質のトナー画像を継続して得ることがでる。
【００３２】
アルミニウム合金中に含有する元素及びその量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法により測定することができる。
【００３３】
高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）とは、金属を酸やアルカリ等に溶解した溶液試料をＡｒプラズマ中に噴霧し、励起発光した光を、それぞれの波長に分光し、その光強度から元素の種類と含有量を定量する方法である。同法は、微量域から高濃度まで光強度と含有量が直線関係にあり、それぞれ元素を同時に分析することができる。
【００３４】
高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法の測定装置としては、「ＵＬＴＩＭＡ２０００（堀場製作所製）」を用いることができる。
【００３５】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００３６】
《現像ローラの構成》
本発明の現像ローラは、少なくともケイ素元素とマンガン元素を含有するアルミニウム合金製シャフトの外周に、少なくとも樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成されたものである。
【００３７】
図１は、本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。
【００３８】
図１において、２５は現像ローラ、１１はシャフト、１２は被覆層、１３は下層、１４は上層を示す。
【００３９】
本発明の現像ローラは、図１（ａ）に示すようにシャフト１１に直接被覆層１２を設けたもの、図１（ｂ）に示すようにシャフト１１に直接下層１３を設けその上に上層１４を設けた多層構成の被覆層１２ものでもよい。尚、下層及び上層は各々複数層で形成されていても良い。
【００４０】
〈層間接着力〉
本発明の現像ローラは、シャフトと被覆層の層間接着力が強いことを特徴としている。
【００４１】
シャフトと被覆層の層間接着力は、下記の方法で測定し評価した。
【００４２】
図２は、シャフトと被覆層の層間接着力の測定方法を説明するための模式図である。
【００４３】
現像ローラ２５を、図２（ａ）に示すように、ローラ中央部の被覆層１２に対し、その外周に沿って、破線Ｘで示される幅２．５ｃｍの切り込みを入れ、さらに、上記被覆層１２に対してシャフト１１方向に切り込み（破線Ｙ）を入れて、そこから被覆層１２を少し剥がし、図２（ｂ）に示すように、剥がされた被覆層１２の端部を引っ張り試験機５のグリップ５でつまみ、垂直に引き上げて（矢印Ｚ方向）、どの程度の力で引き上げたら被覆層が、シャフトから引きはがされ始めるか測定し層間接着力を評価した。尚、本発明では、上記引っ張り試験機に、精密万能試験機「オートグラフＡＧＳ（島津製作所社製）」を用いた。
【００４４】
具体的には、被覆層を１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き上げていって、負荷容量２０Ｎまで上げる過程で、負荷が増加しなくても被覆層を引き上げていける負荷値を求めた。
【００４５】
次に、本発明の現像ロールを形成するのに用いる材料について説明する。
【００４６】
《シャフト》
本発明で用いられるシャフトの材料は、アルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有し、さらにマグネシウム元素を０．４〜６．０質量％、クロム元素を０．０４〜０．３５質量含有するもの好ましい。
【００４７】
シャフトの外径は、５〜３０ｍｍが好ましく、１０〜２０ｍｍがより好ましい。シャフトは現像ローラ表面に蓄積される電荷をリークさせる部材も兼ねるため、比抵抗が１×１０4Ω・ｃｍ以下にすることが好ましい。具体的には、シャフトを軽量化するため中空のアルミニウム合金製スリーブ（肉厚は０．８〜２．０ｍｍ程度）の両端にフランジを装着したものが好ましい。尚、比抵抗は公知の方法により測定することができる。
【００４８】
《被覆層》
被覆層は、導電剤（電子導電剤やイオン導電剤）と樹脂、必要に応じ非導電性充填剤を適宜配合して調製した塗布液をシャフトの外周面に塗布しこれを乾燥し、所望の場合にはこれを加熱し硬化させて形成することができる。
【００４９】
〈被覆層の樹脂〉
被覆層の樹脂としては、特に限定されるものではないが、具体的には、シロキサン変性ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることができる。この内、自己膜補強性、トナー帯電性等の観点から、シロキサン変性ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐磨耗性が得られる点から、シロキサン変性ポリウレタン樹脂を用いることが特に好ましい。
【００５０】
ウレタン樹脂とは、ポリヒドロキシ化合物とイソシアネート化合物を含むウレタン原料を反応させて得られたもので、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得られたのや、ポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネー卜と反応させる方法で得られたものなどが挙げられる。
【００５１】
この場合、ウレタン樹脂を得る際に用いられるポリヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に用いられるポリオール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得られるいわゆるポリマーポリオール等の一般的なポリオールを使用することができる。また、イソシアネート化合物としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマーの製造に使用されるポリイソシアネート、即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩと表すことがある）、粗製ＴＤＩ、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩと表すことがある）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等を用いることができる。特に被覆層をユニバーサル硬さを低くする目的でポリイソシアネートの混合比率を低くしてもよい。
【００５２】
また、ウレタン樹脂は、ポリヒドロキシル化合物及びポリイソシアネートを含む、１液型や２液型のウレタン原料を用いて調製してもよいし、必要に応じてエポキシ樹脂やメラミン樹脂を架橋剤として用いても良い。
【００５３】
ポリアミド樹脂とは、ポリアミド６、６・６、６・１０、６・１２、１１、１２、１２・１２及びそれらのポリアミドの異種モノマー間の重縮合から得られるポリアミドなどで、作業性の面からアルコール可溶性のものが好んで用いられている。例えばポリアミドの３元共重合体や４元共重合体の分子量を調整したもの、またはポリアミド６やポリアミド１２をメトキシメチル化し、アルコールや水に可溶性としたものが挙げられる。
【００５４】
また、アクリル樹脂とは、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルエタクリレート、これらの側鎖末端をヒドロキシアルキル基等で置換したもの、及び、これらの共重合体などである。
【００５５】
アクリル樹脂を構成するモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
【００５６】
本発明で用いられる樹脂としては、シリコーン共重合ポリウレタン樹脂がより好ましい。シリコーン共重合ポリウレタン樹脂は、２官能以上の多価イソシアネート及び２官能以上の水酸基を持つシリコーン骨格を分子中に有する化合物から合成することができる。
【００５７】
このシリコーン共重合ポリウレタン樹脂は特に限定されるものではないが、特公平７−３３４２７号等に開示されるものを使用することができる。
【００５８】
シロキサン変性ポリウレタン樹脂としては、例えばポリオールとイソシアネートと鎖伸長剤から得られ、且つエポキシ基と反応性を持つ官能基を有するポリウレタン樹脂（１）と、１分子中に１つの水酸基を持つエポキシ化合物（Ａ）（以下、単にエポキシ化合物（Ａ）と略す。）とアルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）との脱アルコール反応によって得られるエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物（２）とを反応させてなるアルコキシ基含有シロキサン変性ポリウレタン樹脂を用いることができるがこれに限定されるものではない。
【００５９】
ポリウレタン樹脂（１）におけるエポキシ基と反応性を有する官能基は、ポリウレタン樹脂（１）の末端、主鎖のいずれに存在していてもよい。かかる官能基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などの酸性基、アミノ基、水酸基、メルカプト基などがあげることができる。エポキシ基との反応性や、官能基付与容易性の点から酸性基、アミノ基が好ましい。ポリウレタン樹脂（１）に酸性基を付与する方法は特に限定されないが、例えば前記の鎖伸長剤や重合停止剤として前述の官能基を有する化合物を使用することで、官能基を付与することができる。
【００６０】
本発明に用いるポリウレタン樹脂（１）を製造する方法としては、高分子ポリオールとジイソシアネート化合物ならびに必要に応じて鎖伸長剤及び／または重合停止剤を、適当な溶媒中で一度に反応させる一段法、高分子ポリオールとジイソシアネート化合物とを、イソシアネート基過剰の条件で反応させ、高分子ポリオールの末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを調製し、次いでこれを適当な溶媒中で鎖伸長剤及び必要に応じて、重合停止剤と反応させる二段法等が挙げられる。均一なポリマー溶液をうる目的には二段法が好ましい。これら製造法において、使用される溶剤としては通常、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、その他ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノンなどの溶剤を単独または混合して使用できる。
【００６１】
またポリウレタン樹脂（１）にアミノ基を付与する方法に限定はないが、例えばプレポリマーの末端イソシアネート基に対し、アミノ基が過剰になるようポリアミン類を反応させればよい。ポリウレタン樹脂（１）におけるエポキシ基反応性官能基の量は特に制限されないが、通常は０．１〜２０ＫＯＨｍｇ／ｇであることが好ましい。０．１ＫＯＨｍｇ／ｇ未満になると得られるポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体の柔軟性や耐熱性が低下し、また２０ＫＯＨｍｇ／ｇを超えるとポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体の耐水性が低下する傾向がある。尚、ポリウレタン樹脂中にはウレア結合を含むものが、層間接着性がより好ましい。
【００６２】
本発明のエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物（２）は、前記のように、エポキシ化合物（Ａ）とアルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）との脱アルコール反応によって得られるものである。
【００６３】
かかるエポキシ化合物（Ａ）としては、１分子中に水酸基を１つもつエポキシ化合物であれば、エポキシ基の数は特に限定されない。また、エポキシ化合物（Ａ）としては、分子量が小さいもの程、アルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）に対する相溶性がよく、耐熱性や密着性付与効果が高いことから、炭素数が１５以下のものが好適である。その具体例としては、エピクロロヒドリンと、水、２価アルコールまたはフェノール類とを反応させて得られる分子末端に１つの水酸基を有するモノグリシジルエーテル類；エピクロロヒドリンとグリセリンやペンタエリスリトールなどの３価以上の多価アルコールとを反応させて得られる分子末端に１つの水酸基を有するポリグリシジルエーテル類；エピクロロヒドリンとアミノモノアルコールとを反応させて得られる分子末端に１つの水酸基を有するエポキシ化合物；分子中に１つの水酸基を有する脂環式炭化水素モノエポキシド（例えば、エポキシ化テトラヒドロベンジルアルコール）などが例示できる。これらのエポキシ化合物の中でも、グリシドールが耐熱性付与効果の点で最も優れており、またアルコキシシラン部分縮合物（２）との反応性も高いため、最適である。
【００６４】
またアルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）としては、下記一般式（ａ）で表される加水分解性アルコキシシランモノマーを酸またはアルカリ水の存在下で加水分解し、部分的に縮合させて得られるものが用いられる。
【００６５】
一般式（ａ）：Ｒ1pＳｉ（ＯＲ2）4-P
（式中、ｐは０または１を示す。Ｒ1は、炭素原子に直結した官能基を持っていてもよい低級アルキル基、アリール基または不飽和脂肪族残基を示す。Ｒ2はメチル基またはエチル基を示し、Ｒ2同士はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。）
このような加水分解性アルコキシシランモノマーの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、等のテトラアルコキシシラン類、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン類、があげられる。尚、これらアルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）としては、前記例示のものを特に制限なく使用できるが、これら例示物のうちの２種以上を混合使用する場合には、テトラメトキシシランを、アルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）を構成する全てのアルコキシシランモノマー中７０モル％以上用いて合成されたものが好ましい。尚、ポリウレタン樹脂−シリカハイブリッド体中に含まれるシラン骨格の割合が、１．０質量％以上３０．０質量％以下とすることにより、非常に安定した接着性が発現される。
【００６６】
アルコキシシラン部分縮合物（Ｂ）は、例えば次の一般式（ｂ）または（ｃ）で示される。
【００６７】
【化１】
【００６８】
（一般式（ｂ）中、Ｒ1は、炭素原子に直結した官能基を持っていてもよい低級アルキル基、アリール基または不飽和脂肪族残基を示す。Ｒ2はメチル基またはエチル基を示し、Ｒ2同士はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。ｎは整数である。）
【００６９】
【化２】
【００７０】
（一般式（ｃ）中、Ｒ1、Ｒ2は一般式（ｂ）中のＲ1、Ｒ2と同じ。ｎは整数である。）
〈電子導電剤〉
電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫一酸化アンチモン固溶体、酸化錫一酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被膜された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。この内、カーボンブラックが、比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られるので好ましく用いられる。
【００７１】
カーボンブラックは、その種類には、特に制限はなく、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等の従来公知の種々のカーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックの配合量は、使用するカーボンブラックの種類によって異なるために特に限定されないが、通常、樹脂成分１００質量部に対して５〜５０質量部とするのが好ましく、１０〜４０質量部がより好ましい。この配合量は被覆層に要求される導電性及びユニバーサル硬さに応じて適宜設定される。
【００７２】
〈イオン導電剤〉
イオン導電剤としては、従来から無機イオン塩や有機イオン塩として公知のものが、何れも適宜に選択使用できる。具体的には、Ｌｉ、ＬｉＣｌ、ＮａＩ、ＮａＢｒ、ＫＩ等のアルカリ金属ハライド、ＬｉＣｌＯ4、ＫＣｌｌＯ4、ＣｕＣｌ2Ｍｇ（ＣｌＯ4）2等の過塩素酸塩、ＬｉＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＣｓＳＣＮ等のチオシアン酸塩等のごとき無機イオン塩や、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、４級アンモニウム塩、ベタイン等の有機イオン塩を挙げることができる。これらの中で特に好ましいものとして、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩を挙げることができる。このイオン導電剤は、１種類で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７３】
イオン導電剤の配合量は、特に制限はなく各種状況に応じて適宜選定されるが、被覆層を形成する樹脂成分１００質量部に対し０．００１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。
【００７４】
これにより、１×１０4〜１×１０10Ω・ｃｍの抵抗領域で、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、且つ電気抵抗の電圧依存性が少ない上、温湿度の環境変化に対する電気抵抗の変動が少ない導電性を有する被覆層が得られる。
【００７５】
次に、現像ローラの作製について説明する。
【００７６】
《シャフトの準備》
シャフトは、前記元素を含有するアルミニウム合金を用いて作製されたものを用いる。
【００７７】
シャフトは、画像形成装置を小型、軽量、低コストにするため小径（例えば、外径５〜３０ｍｍ）の薄肉厚（例えば、０．５〜２．０ｍｍ）の中空筒状の導電性シャフトに、フランジを取り付けたものが好ましい。
【００７８】
《被覆層の作製》
被覆層をシャフトの外周面に直接被覆層を形成するする手段としては、上記構成材料（樹脂と導電剤、必要に応じ非導電性充填剤）を有機溶剤に溶解、分散した塗布液をシャフト上に塗布する方法が好ましい。この塗布液の樹脂成分濃度は特に制限はなく、必要とする層厚に応じ、適宜調整すればよいが、塗布液中の固形物の分散性や安定性から、樹脂成分濃度は１０質量％以上であることが好ましい。
【００７９】
塗布液の樹脂成分濃度を調製するために用いる溶剤は、上記樹脂成分を溶解することができるものであれば特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコール、メチルエチルケトンなどのケトン類、シクロヘキサン、トルエン、キシレンなどが好ましく用いられる。
【００８０】
被覆層の形成方法としては、例えば被覆層を構成する樹脂成分の粘度などに応じて、ディッピング、スプレー、ロールコートまたは刷毛塗りなどが挙げられるが、これらの中では、被覆層を均一に形成しやすいディッピング、スプレー法が好ましい。
【００８１】
被覆層の厚みは、１〜３０μｍが好ましく、５〜２０μｍがより好ましい。被覆層の厚みは、現像ローラより被覆層を含む断面試料を採取し、断面試料の顕微鏡写真より測定される。
【００８２】
尚、シャフトとしては、前記のアルミニウム合金製を用い、外径が５〜３０ｍｍ、肉厚が０．８〜２．０ｍｍの中空筒状に加工したものを用いることが好ましい。
【００８３】
次に、本発明に係る現像ローラを用いて行う画像形成に使用可能な非磁性１成分現像剤（以下単に、トナーともいう）について説明する。本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能なトナーは、粉砕・分級工程を経て製造されるいわゆる粉砕トナー、また、樹脂粒子を作製する重合工程から直接作製されるいわゆる重合トナーのいずれを使用することが可能である。この中でも、特に、重合トナーは作製工程中でトナー粒径や形状を制御しながら作製することができるので、形状の揃った小粒径のトナーを作製する上で都合がよいものである。
【００８４】
形状の揃った小粒径のトナーを用いることにより、デジタルの画像形成で求められる様な高解像で高精細な画像形成が行い易く、例えば、高階調のピクトリアルフルカラー画像形成に特に好ましいものである。そして、本発明に係る現像ローラと組み合わせることにより、高精細なフルカラー画像形成を安定して作成することができるものと期待される。
【００８５】
一方、重合トナーには、その製造工程において粒子を凝集させてトナー粒子を形成する乳化会合型のトナーも含まれるが、作製されたトナー粒子表面に凝集工程で使用された凝集剤が微量ながら残存することも考えられる。この様な残存物が現像ローラ表面に付着することにより、現像ローラ表面における残留電荷への影響が懸念されていた。
【００８６】
しかしながら、本発明に係る現像ローラでは、重合トナーを用いて画像形成を繰り返し行っても、現像ローラ表面における残留電荷上昇は起こらず、良好な画像形成が行えることが後述する実施例の結果からも確認された。
【００８７】
以下、本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能な一例である重合トナーを構成する要素について説明する。
【００８８】
（単量体）
重合性単量体としては、ラジカル重合性単量体を必須の構成成分とし、必要に応じて架橋剤を使用することができる。また、以下の酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体を少なくとも１種類含有させることが好ましい。（１）ラジカル重合性単量体
ラジカル重合性単量体成分としては、特に限定されるものではなく従来公知のラジカル重合性単量体を用いることができる。また、要求される特性を満たすように、１種または２種以上のものを組み合わせて用いることができる。
【００８９】
具体的には、芳香族系ビニル単量体、（メタ）アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単量体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単量体等を用いることができる。
【００９０】
芳香族系ビニル単量体としては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−エチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、３，４−ジクロロスチレン等のスチレン系単量体及びその誘導体が挙げられる。
【００９１】
（メタ）アクリル酸エステル系単量体としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
【００９２】
ビニルエステル系単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等が挙げられる。
【００９３】
ビニルエーテル系単量体としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル等が挙げられる。
【００９４】
モノオレフィン系単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン等が挙げられる。
【００９５】
ジオレフィン系単量体としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
【００９６】
ハロゲン化オレフィン系単量体としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等が挙げられる。
【００９７】
（２）架橋剤
架橋剤としては、トナーの特性を改良するためにラジカル重合性架橋剤を添加しても良い。ラジカル重合性架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリル等の不飽和結合を２個以上有するものが挙げられる。
【００９８】
（３）酸性基または塩基性基を有するラジカル重合性単量体
酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体としては、例えば、カルボキシル基含有単量体、スルホン酸基含有単量体、第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、第４級アンモニウム塩等のアミン系の化合物を用いることができる。
【００９９】
酸性基を有するラジカル重合性単量体としては、カルボン酸基含有単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエステル等が挙げられる。
【０１００】
スルホン酸基含有単量体としては、スチレンスルホン酸、アリルスルホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチル等が挙げられる。
【０１０１】
これらは、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩或いはカルシウムなどのアルカリ土類金属塩の構造であってもよい。
【０１０２】
塩基性基を有するラジカル重合性単量体としては、アミン系の化合物があげられ、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、及び上記４化合物の４級アンモニウム塩、３−ジメチルアミノフェニルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩、アクリルアミド、Ｎ−ブチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジブチルアクリルアミド、ピペリジルアクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ブチルメタクリルアミド、Ｎ−オクタデシルアクリルアミド；ビニルピリジン、ビニルピロリドン；ビニル−Ｎ−メチルピリジニウムクロリド、ビニル−Ｎ−エチルピリジニウムクロリド、Ｎ，Ｎ−ジアリルメチルアンモニウムクロリド、Ｎ，Ｎ−ジアリルエチルアンモニウムクロリド等を挙げることができる。
【０１０３】
ラジカル重合性単量体としては、酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体を単量体全体の０．１〜１５質量％使用することが好ましく、ラジカル重合性架橋剤はその特性にもよるが、全ラジカル重合性単量体に対して０．１〜１０質量％の範囲で使用することが好ましい。
【０１０４】
（連鎖移動剤）
分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることが可能である。
【０１０５】
連鎖移動剤としては、特に限定されるものではなく例えばオクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−オクチル−３−メルカプトプロピオン酸エステル、四臭化炭素及びスチレンダイマー等が使用される。
【０１０６】
（重合開始剤）
ラジカル重合開始剤は水溶性であれば適宜使用が可能である。例えば過硫酸塩（過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等）、アゾ系化合物（４，４′−アゾビス−４−シアノ吉草酸及びその塩、２，２′−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩等）、パーオキシド化合物等が挙げられる。
【０１０７】
さらに上記ラジカル性重合開始剤は、必要に応じて還元剤と組み合わせレドックス系開始剤とすることが可能である。レドックス系開始剤を用いることで、重合活性が上昇し重合温度の低下が図れ、さらに重合時間の短縮が期待できる。
【０１０８】
重合温度は、重合開始剤の最低ラジカル生成温度以上であればどの温度を選択しても良いが、例えば５０℃から９０℃の範囲が用いられる。但し、常温開始の重合開始剤、例えば過酸化水素−還元剤（アスコルビン酸等）の組み合わせを用いることで、室温またはそれよりやや高い温度で重合することも可能である。
【０１０９】
（界面活性剤）
前述のラジカル重合性単量体を使用して重合を行うためには、界面活性剤を使用して水系媒体中に油滴分散を行う必要がある。この際に使用することのできる界面活性剤としては特に限定されるものではないが、下記のイオン性界面活性剤を好適なものの例として挙げることができる。
【０１１０】
イオン性界面活性剤としては、スルホン酸塩（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、３，３−ジスルホンジフェニル尿素−４，４−ジアゾ−ビス−アミノ−８−ナフトール−６−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、２，２，５，５−テトラメチル−トリフェニルメタン−４，４−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−６−スルホン酸ナトリウム等）、硫酸エステル塩（ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム等）、脂肪酸塩（オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等）が挙げられる。
【０１１１】
また、ノニオン性界面活性剤も使用することができる。具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタンエステル等が挙げられる。これらは、主に乳化重合時の乳化剤として使用されるが、他の工程または使用目的で使用してもよい。
【０１１２】
（着色剤）
着色剤としては無機顔料、有機顔料、染料を挙げることができる。
【０１１３】
無機顔料としては、従来公知のものを用いることができる。具体的な無機顔料を以下に例示する。
【０１１４】
黒色の顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、さらにマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
【０１１５】
これらの無機顔料は所望に応じて単独または複数を選択併用することが可能である。また顔料の添加量は重合体に対して２〜２０質量％であり、好ましくは３〜１５質量％が選択される。
【０１１６】
有機顔料及び染料としても従来公知のものを用いることができる。具体的な有機顔料及び染料を以下に例示する。
【０１１７】
マゼンタまたはレッド用の顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７８、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２２等が挙げられる。
【０１１８】
オレンジまたはイエロー用の顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５６、等が挙げられる。
【０１１９】
グリーンまたはシアン用の顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７等が挙げられる。
【０１２０】
また、染料としてはＣ．Ｉ．ソルベントレッド１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５８、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド６３、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１１１、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー４４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー７７、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー７９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー８１、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー８２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー９８、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１０３、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１０４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１１２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー２５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー３６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー９３、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー９５等を用いることができ、またこれらの混合物も用いることができる。
【０１２１】
これらの有機顔料及び染料は所望に応じて単独または複数を選択併用することが可能である。また顔料の添加量は重合体に対して２〜２０質量％であり、好ましくは３〜１５質量％が選択される。
【０１２２】
（ワックス）
重合トナーではトナー粒子中にワックスを含有させてもよい。ワックス自体の構造や組成としては特に限定はない。ポリプロピレン、ポリエチレンなどの低分子量ポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、エステルワックス等を使用することができる。
【０１２３】
添加量は、トナー全体に対し１〜３０質量％、好ましくは２〜２０質量％、さらに好ましくは３〜１５質量％である。
【０１２４】
本発明に係る現像ローラを用いた画像形成に使用可能なトナーとして、単量体中にワックスを溶解させたものを水中に分散して重合させ、樹脂粒子中にワックスを内包させた粒子を形成し、これを着色剤粒子とともに塩析／融着させることでトナーとすることが好ましい。
【０１２５】
（トナーの製造方法）
本発明のトナーは、ワックスを溶解した単量体溶液を水系媒体中に分散し、次いで重合法により離型剤を内包した樹脂粒子を調製する工程、前記樹脂粒子分散液を用いて水系媒体中で樹脂粒子を融着させる工程、得られた粒子を水系媒体中より濾過し界面活性剤などを除去する洗浄工程、得られた粒子を乾燥させる工程、さらに乾燥させて得られた粒子に外添剤などを添加する外添剤添加工程などから構成される重合法で製造することが好ましい。ここで樹脂粒子としては着色された粒子であってもよい。また、非着色粒子を樹脂粒子として使用することもできる、この場合には、樹脂粒子の分散液に着色剤粒子分散液などを添加した後に水系媒体中で融着させる等により着色粒子とする。
【０１２６】
特に、融着の方法としては、重合工程によって生成された樹脂粒子を用いて塩析／融着する方法が好ましい。また、非着色の樹脂粒子を使用した場合には、樹脂粒子と着色剤粒子を水系媒体中で塩析／融着させることができる。
【０１２７】
また、着色剤や離型剤に限らず、トナーの構成要素である荷電制御剤等も本工程で粒子として添加することができる。
【０１２８】
尚、ここで水系媒体とは主成分として水からなるもので、水の含有量が５０質量％以上であるものを示す。水以外のものとしては、水に溶解する有機溶媒を挙げることができ、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等をあげることができる。
【０１２９】
本発明での好ましい重合法としては、単量体中に離型剤を溶解した単量体溶液を臨界ミセル濃度以下の界面活性剤を溶解させた水系媒体中に機械的エネルギーによって油滴分散させた分散液に、水溶性重合開始剤を加え、ラジカル重合させる方法をあげることができる。この場合、単量体中に油溶性の重合開始剤を加えて使用してもよい。
【０１３０】
この油滴分散を行うための分散機としては特に限定されるものではないが、例えばクレアミックス、超音波分散機、機械式ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等をあげることができる。
【０１３１】
前記した如く、着色剤自体は表面改質して使用してもよい。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散し、その中に表面改質剤を添加した後昇温し反応を行う。反応終了後、濾過し同一の溶媒で洗浄濾過を繰り返し乾燥させ表面改質剤で処理された顔料を得る。
【０１３２】
着色剤粒子は着色剤を水系媒体中に分散して調製される方法がある。この分散は、水中で界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）以上にした状態で行われる。
【０１３３】
顔料分散時の分散機は特に限定されないが、好ましくはクレアミックス、超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。
【０１３４】
ここで使用される界面活性剤は、前述の界面活性剤を使用することができる。
【０１３５】
塩析／融着を行う工程は、樹脂粒子及び着色剤粒子とが存在している水中にアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等からなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、次いで樹脂粒子のガラス転移点以上に加熱することで塩析を進行させると同時に融着を行う工程である。
【０１３６】
ここで、塩析剤であるアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、アルカリ金属として、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられ、好ましくはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが挙げられる。また塩を構成するものとしては、塩素塩、臭素塩、沃素塩、炭酸塩、硫酸塩等が挙げられる。
【０１３７】
（その他の添加剤）
トナーは、樹脂、着色剤、離型剤以外にトナー用材料として種々の機能を付与することのできる材料を加えてもよい。具体的には荷電制御剤等が挙げられる。これらの成分は前述の塩析／融着段階で樹脂粒子と着色剤粒子と同時に添加し、トナー中に包含する方法、樹脂粒子自体に添加する方法等種々の方法で添加することができる。
【０１３８】
荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、且つ水中に分散することができるものを使用することができる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第４級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩或いはその金属錯体等が挙げられる。
【０１３９】
（外添剤）
本発明のトナーには、流動性、帯電性の改良及びクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤を添加して使用することができる。これら外添剤としては特に限定されるものではなく、種々の無機微粒子、有機微粒子及び滑剤を使用することができる。尚、通常、これらの外添剤を加える前の粒子を着色粒子、添加後のものをトナーまたはトナー粒子ということが多い。しかし、いずれもトナーまたはトナー粒子ということもある。
【０１４０】
無機微粒子としては、従来公知のものを使用することができる。具体的には、数平均一次粒子径で５〜５００ｎｍのシリカ、チタン、アルミナ微粒子等が好ましく用いることができる。これら無機微粒子としては疎水性のものが好ましい。
【０１４１】
具体的には、シリカ微粒子として、例えば日本アエロジル社製の市販品Ｒ−８０５、Ｒ−９７６、Ｒ−９７４、Ｒ−９７２、Ｒ−８１２、Ｒ−８０９、ヘキスト社製のＨＶＫ−２１５０、Ｈ−２００、キャボット社製の市販品ＴＳ−７２０、ＴＳ−５３０、ＴＳ−６１０、Ｈ−５、ＭＳ−５等が挙げられる。
【０１４２】
チタン微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品Ｔ−８０５、Ｔ−６０４、テイカ社製の市販品ＭＴ−１００Ｓ、ＭＴ−１００Ｂ、ＭＴ−５００ＢＳ、ＭＴ−６００、ＭＴ−６００ＳＳ、ＪＡ−１、富士チタン社製の市販品ＴＡ−３００ＳＩ、ＴＡ−５００、ＴＡＦ−１３０、ＴＡＦ−５１０、ＴＡＦ−５１０Ｔ、出光興産社製の市販品ＩＴ−Ｓ、ＩＴ−ＯＡ、ＩＴ−ＯＢ、ＩＴ−ＯＣ等が挙げられる。
【０１４３】
アルミナ微粒子としては、例えば、日本アエロジル社製の市販品ＲＦＹ−Ｃ、Ｃ−６０４、石原産業社製の市販品ＴＴＯ−５５等が挙げられる。
【０１４４】
また、有機微粒子としては数平均一次粒子径が１０〜２０００ｎｍ程度の球形の有機微粒子を使用することができる。このものとしては、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体を使用することができる。
【０１４５】
滑剤には、例えばステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。
【０１４６】
これら外添剤の添加量は、トナーに対して０．１〜５質量％が好ましい。
【０１４７】
外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、Ｖ型混合機などの種々の公知の混合装置を使用することができる。
【０１４８】
本発明おいては、高品質のトナー画像を得るという観点から重合法で作製した体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）径が３〜９μｍのものが好ましい。
【０１４９】
次に、本発明に係る現像装置、フルカラー画像形成装置について説明する。
【０１５０】
図３は、本発明に係る現像装置の一例を示す断面概略図である。
【０１５１】
図３に示す現像装置２０は、現像ローラ２５に隣接してバッファ室２６を、バッファ室２６に隣接してホッパ２７等を有する。
【０１５２】
バッファ室２６にはトナー規制部材であるブレード２８が現像ローラ２５に圧接させた状態で配置されている。ブレード２８は、現像ローラ２５上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ２５の回転方向に対してブレード２８の下流側に、現像ローラ２５上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード２９をさらに設けることも可能である。
【０１５３】
現像ローラ２５には供給ローラ３０が押圧されている。供給ローラ３０は、図示しないモータにより現像ローラ２５と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ３０は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。
【０１５４】
ホッパ２７には非磁性一成分現像剤であるトナーＴが収容されている。また、ホッパ２７にはトナーＴを撹拌する回転体３４が設けられている。回転体３４には、フィルム状の搬送羽根が取り付けられており、回転体３４の矢印方向への回転によりトナーＴを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーＴは、ホッパ２７とバッファ室２６を隔てる隔壁に設けられた通路３２を介してバッファ室２６に供給される。尚、搬送羽根の形状は、回転体３４の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーＴを搬送しながら撓むとともに、通路３２の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーＴを通路３２に供給している。
【０１５５】
また、通路３２には通路３２を閉鎖する弁３２１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路３２右側面上側に固定され、トナーＴがホッパ２７から通路３２に供給されると、トナーＴからの押圧力により右側に押されて通路３２を開けるようになっている。その結果、バッファ室２６内にトナーＴが供給される。
【０１５６】
また、弁３２１の他端には規制部材３２２が取り付けられている。規制部材３２２と供給ローラ３０は、弁３２１が通路３２を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材３２２は、バッファ室２６の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ２５から供給ローラ３０に回収されたトナーＴがバッファ室２６の底部に多量に落下しないように調整される。
【０１５７】
現像装置２０では、画像形成時に現像ローラ２５が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ３０の回転によりバッファ室２６のトナーが現像ローラ２５上に供給される。現像ローラ２５上に供給されたトナーＴは、ブレード２８、補助ブレード２９により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ２５の回転に伴ってバッファ室２６に戻り、供給ローラ３０により現像ローラ２５から掻き取られ回収される。
【０１５８】
図４は、フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【０１５９】
図４に示すフルカラー画像形成装置においては、回転駆動される感光体ドラム１０の周囲に、この感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ１１１等が設けられている。
【０１６０】
また、帯電ブラシ１１１によって帯電された感光体ドラム１０をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系３５が設けられており、このレーザ走査光学系３５はレーザダイオード，ポリゴンミラー，ｆθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系３５は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１０上を走査露光し、これにより感光体ドラム１０上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。
【０１６１】
また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム１０に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行うフルカラー現像装置３６は、支軸３３の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーを収容させた４つの色別の現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが設けられており、支軸３３を中心として回転し、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが感光体ドラム１０と対向する位置に導かれるようになっている。
【０１６２】
また、このフルカラー現像装置３６における各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおいては、上記図４に示すように、回転してトナーを搬送する現像剤担持体（現像ローラ）２５の外周面にトナー規制部材が圧接されており、このトナー規制部材により、現像ローラ２５によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。尚、このフルカラー現像装置３６においては、現像ローラによって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行うために、トナー規制部材を２つ設けるようにしてもよい。
【０１６３】
そして、上記のようにレーザ走査光学系３５によって感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像装置３６を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋを感光体ドラム１０と対向する位置に順々に導き、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおける現像ローラ２５を上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１０上に向かって、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行うようになっている。
【０１６４】
また、このフルカラー現像装置３６より感光体ドラム１０の回転方向下流側の位置には、中間転写体４０として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト４０が設けられており、この中間転写ベルト４０は感光体ドラム１０と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト４０は回転可能な１次転写ローラ４１により押圧されて感光体ドラム１０に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２の部分には、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、この２次転写ローラ４３によって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト４０に押圧されるようになっている。
【０１６５】
さらに、前記のフルカラー現像装置３６とこの中間転写ベルト４０との間のスペースには、中間転写ベルト４０上に残留したトナーを掻き取るクリーナ５０が中間転写ベルト４０に対して接離可能に設けられている。
【０１６６】
また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容させる給紙トレイ６１と、この給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２と、上記の中間転写ベルト４０上に形成された画像と同期して給紙された記録材Ｓを中間転写ベルト４０と上記の２次転写ローラ４３との間に送るタイミングローラ６３とで構成されており、このようにして中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送られた記録材Ｓを２次転写ローラ４３によって中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０からトナー像を記録材Ｓへ押圧転写させるようになっている。
【０１６７】
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれるようになっており、この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出されるようになっている。
【０１６８】
次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行う動作について具体的に説明する。
【０１６９】
まず、感光体ドラム１０と中間転写ベルト４０とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム１０を帯電ブラシ１１１によって所定の電位に帯電させる。
【０１７０】
そして、このように帯電された感光体ドラム１０に対して、上記のレーザ走査光学系３５によりイエロー画像の露光を行い、感光体ドラム１０上にイエロー画像の静電潜像を形成した後、この感光体ドラム１０にイエロートナーを収容させた現像器３１Ｙから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像し、このようにイエローのトナー像が形成された感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト４０を１次転写ローラ４１によって押圧させ、感光体ドラム１０に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に１次転写させる。
【０１７１】
このようにしてイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像装置３６を支軸３３を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍを感光体ドラム１０と対向する位置に導き、上記のイエロー画像の場合と同様に、レーザ走査光学系３５により帯電された感光体ドラム１０に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍによって現像し、現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム１０から中間転写ベルト４０に１次転写させ、さらに同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光，現像及び１次転写を順々に行って、中間転写ベルト４０上にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。
【０１７２】
そして、中間転写ベルト４０上に最終のブラックのトナー像が１次転写されると、記録材Ｓをタイミングローラ６３により２次転写ローラ４３と中間転写ベルト４０との間に送り、２次転写ローラ４３により記録材Ｓを中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０上に形成されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に２次転写させる。
【０１７３】
そして、このようにフルカラーのトナー像が記録材Ｓ上に２次転写されると、この記録材Ｓを上記の搬送手段６６により定着装置７０に導き、この定着装置７０によって転写されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に定着させ、その後、この記録材Ｓを垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出させるようになっている。尚、１１２はクリーニング装置を表す。
【実施例】
【０１７４】
以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０１７５】
現像ローラの作製
以下の手順で現像ローラを作製した。
【０１７６】
《シャフトの準備》
シャフトとして、表１に記載の金属元素を含有するアルミニウム合金を用い、表１及び表２に記載の外径と肉厚の中空筒状管を作製し、該中空筒状管の端部にフランジを取り付けたものを準備した。これを「シャフト１〜３１」とする。
【０１７７】
〈被覆層形成用塗布液の調製〉
（被覆層形成用塗布液１の調製）
特開２００２−２２０４３１号公報に記載されている方法で得た（Ｐ３６参照）、Ｓｉ含有量が、シリカ質量換算で６．０質量％のアルコキシ基含有シロキサン変性ポリウレタン樹脂（ウレタン樹脂という）１００質量部をメチルエチルケトン４００質量部、イソプロピルアルコール３００質量部の混合溶媒に溶解した。この溶液にカーボンブラック（体積固有抵抗１×１０-1Ωｃｍ、数平均一次粒径５０ｎｍ）３０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部、数平均メディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋ウレタン樹脂粒子２０質量部を混合分散させ、「被覆層形成用塗布液１」を調製した。
【０１７８】
下記の方法で得た、Ｓｉ含有量が、シリカ質量換算で６．０質量％のアルコキシ基含有シロキサン変性ポリウレタン樹脂（ウレタン樹脂という）１００質量部をメチルエチルケトン４００質量部、イソプロピルアルコール３００質量部の混合溶媒に溶解した。この溶液にカーボンブラック（体積固有抵抗１×１０-1Ωｃｍ、数平均一次粒径５０ｎｍ）３０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部、数平均メディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋ウレタン樹脂粒子２０質量部を混合分散させ、「被覆層形成用塗布液１」を調製した。
【０１７９】
（Ｓｉ含有量が、シリカ質量換算で６．０質量％のアルコキシ基含有シロキサン変性ポリウレタン樹脂の調製）
攪拌機、温度計及び窒素ガス導入管を備えた反応装置に、ポリエステルポリオール（（株）クラレ製、「クラレポリオールＰ２０１０」、数平均分子量２０００）１０００質量部とイソホロンジイソシアネート２７８質量部を仕込み、窒素気流下に１００℃で６時間反応させ、遊離イソシアネート価３．４４％のプレポリマーとなし、これにメチルエチルケトン５４８質量部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、イソホロンジアミン７１．８質量部、ジ−ｎ−ブチルアミン４．０質量部、メチルエチルケトン９０６質量部及びイソプロピルアルコール６０３質量部からなる混合物の存在下に上記ウレタンポリマー溶液１０００質量部を添加し、５０℃で３時間反応させて、ポリウレタン樹脂溶液（以下、ポリウレタン樹脂（１Ａ）という）を得た。ポリウレタン樹脂（１Ａ）は樹脂固形分が３０質量％、アミン価が１．２ＫＯＨｍｇ／ｇであった。更に、同様の反応装置に、上記のポリウレタン樹脂（１Ａ）５００質量部を５０℃に加温した後、下記製造例１で得たエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物（２Ａ）１７．５質量部を加え、窒素気流下、６０℃で４時間反応させ、アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂を得た。なおエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物（２Ａ）のエポキシ基の当量／ウレタン樹脂（１Ａ）のアミノ基の当量（当量比）＝２、アルコキシ基含有シラン変性ポリウレタン樹脂中の固形残分中のＳｉ含有量が、シリカ重量換算で６．０質量％であった。
【０１８０】
製造例１（エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物の製造）
攪拌機、分水器、温度計及び窒素ガス導入管を備えた反応装置に、グリシドール２５０．０質量部およびテトラメトキシシラン部分縮合物（多摩化学（株）製、商品名「メチルシリケート５６」、Ｓｉの平均個数が１０）２６７５．４質量部を仕込み、窒素気流下、撹拌しながら、９０℃に昇温した後、触媒としてジブチル錫ジラウレート０．５質量部を加え、反応させた。反応中、分水器を使ってメタノールを留去し、その量が約１２５質量部に達した時点で冷却した。ついで、１３ｋＰａで約１０分間、系内に残留するメタノール約５質量部を減圧除去した。このようにして、エポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物（２Ａ）を得た。なお、仕込み時のエポキシ化合物の水酸基の当量／アルコキシシラン縮合物のアルコキシル基の当量（当量比）＝０．０５、エポキシ基当量は８３０質量部／ｅｑである。
【０１８１】
（被覆層形成用塗布液２の調製）
メチルエチルケトン７００質量部に、アクリル樹脂（スミペックスＬＧ：住友化学社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック（体積固有抵抗１×１０-1Ωｃｍ、数平均一次粒径５０ｎｍ）４０質量部、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド５．０質量部と、数平均メディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子３０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、「被覆層形成用塗布液２」を調製した。
【０１８２】
（被覆層形成用塗布液３の調製）
メタノール４００質量部と１−ブタノール３００質量部の混合溶媒に、ポリアミド樹脂（トレジンＭＦ−３０：ナガノケムテックス社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック（体積固有抵抗１×１０-1Ωｃｍ、数平均一次粒径５０ｎｍ）４０質量部、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド３．０質量部と、数平均メディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子１０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、「被覆層形成用塗布液３」を調製した。
【０１８３】
《現像ローラ１の作製》
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液１」を「シャフト３」の外周面にスプレー塗布した後、１２０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が１５μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ１」を作製した。
【０１８４】
《現像ローラ２〜３１の作製》
現像ローラ１の作製において用いた「シャフト１」と「被覆層形成用塗布液１」を、表１及び２に示すようにシャフトと被覆層形成用塗布液を変更した以外は同様にして「現像ローラ２〜３１」を作製した。
【０１８５】
表１及び表２に、準備したシャフトの外径と肉厚、含有する元素とその量、及び被覆層形成用塗布液Ｎｏ．を記す。
【０１８６】
【表１】
【０１８７】
【表２】
【０１８８】
トナーの作製（非磁性一成分現像剤）
以下の手順でトナーを作製した。
（１）「樹脂粒子分散液１」の作製
撹拌装置を取り付けたフラスコに、ペンタエリスリトールテトラステアリン酸エステル７２．０質量部を、スチレン１１５．１質量部、ｎ−ブチルアクリレート４２．０質量部、及び、メタクリル酸１０．９質量部からなる単量体混合液に添加し、８０℃に加温して溶解させた。
【０１８９】
一方、撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けたセパラブルフラスコに、アニオン系界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム：ＳＤＳ）７．０８質量部をイオン交換水２７６０質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、窒素気流下で撹拌速度２３０ｒｐｍで撹拌しながら８０℃に昇温させた。次いで、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス（エム・テクニック（株）製）」により、前記界面活性剤溶液（８０℃）中に前記単量体溶液（８０℃）を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒子（油滴）が分散された乳化液を調製した。
【０１９０】
この分散液に、重合開始剤（過硫酸カリウム：ＫＰＳ）０．８４質量部をイオン交換水２００質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を８０℃にて３時間にわたり加熱・撹拌して重合反応を行った。得られた反応溶液に、重合開始剤（ＫＰＳ）７．７３質量部をイオン交換水２４０質量部に溶解させた溶液を添加し、１５分後に温度を８０℃とした後、スチレン３８３．６質量部、ｎ−ブチルアクリレート１４０．０質量部、メタクリル酸３６．４質量部、及び、ｎ−オクチルメルカプタン１２質量部からなる混合液を１００分間かけて滴下し、この系を８０℃で６０分間にわたり加熱・撹拌させた後、この系を４０℃まで冷却することにより、ワックスを含有する「樹脂粒子分散液１」（以下、「ラテックス（１）」という。）を作製した。
（２）「着色剤分散液Ｂｋ」の作製
一方、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム９．２質量部をイオン交換水１６０質量部に撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、着色剤としてカーボンブラック「モーガルＬ（キャボット社製）」２０質量部を徐々に添加し、次いで、機械式分散機「クレアミックス（エム・テクニック（株）製）」を用いて分散処理することにより、「着色剤分散液Ｂｋ」を調製した。「着色剤分散液Ｂｋ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００（大塚電子社製）」で測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（３）「着色粒子１Ｂｋ」の作製
温度センサー、冷却管、撹拌装置（撹拌翼を２枚有し、交差角が２０°）、形状モニタリング装置を取り付けた反応容器（四つ口フラスコ）に、「樹脂粒子分散液１」１２５０質量部（固形分換算）、イオン交換水２０００質量部、「着色剤分散液１」全量を投入し、内温を２５℃に調整後、この分散液混合溶液に５ｍｏｌ／リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨを１０．０に調整した。次いで、塩化マグネシウム・６水和物５２．６質量部をイオン交換水７２質量部に溶解した水溶液を、撹拌下２５℃にて１０分間かけて添加した。その後、直ちに昇温を開始し、この系を５分間かけて９５℃まで昇温（昇温速度１４℃／分）させた。
【０１９１】
この状態で「マルチサイザー３（ベックマン・コールター社製）」にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準メディアン径（Ｄ50）が６．５μｍになった時点で、塩化ナトリウム１１５質量部をイオン交換水７００質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。さらに、液温度９０℃にて８時間にわたり加熱撹拌（撹拌回転数１２０ｒｐｍ）して融着を継続させて熟成処理した後、この系を１０℃／分の条件で３０℃まで冷却し、塩酸を添加してｐＨを３．０に調整し、撹拌を停止した。
【０１９２】
生成した粒子を濾過し、イオン交換水で繰り返し洗浄して遠心分離装置によって液中分級処理し、その後、フラッシュジェットドライヤを用いて乾燥処理して含水率１．０質量％の「着色粒子１Ｂｋ」を生成した。
（４）「着色剤分散液Ｙ」の調製
「着色剤分散液Ｂｋ」の調製において、カーボンブラック２０質量部に代えて顔料「Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４」２０質量部を用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液Ｙ」を調製した。「着色剤分散液Ｙ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００（大塚電子社製）」を用いて測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（５）「着色剤分散液Ｍ」の調製
「着色剤分散液Ｂｋ」の調製において、カーボンブラック２０質量部に代えてキナクリドン系マゼンタ顔料「Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２」２０質量部を用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液Ｍ」を調製した。「着色剤分散液Ｍ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００（大塚電子社製）」を用いて測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（６）「着色剤分散液Ｃ」の調製
「着色剤分散液Ｂｋ」の調製において、カーボンブラック２０質量部に代えてフタロシアニン系シアン顔料「Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３」２０質量部を用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液Ｃ」を調製した。「着色剤分散液Ｃ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００（大塚電子社製）」を用いて測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（７）「着色粒子１Ｙ」の作製
「着色粒子１Ｂｋ」の作製において、「着色剤分散液Ｂｋ」全量に代えて「着色剤分散液Ｙ」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子１Ｙ」を作製した。
（８）「着色粒子１Ｍ」の作製
「着色粒子１Ｂｋ」の作製において、「着色剤分散液Ｂｋ」全量に代えて「着色剤分散液Ｍ」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子１Ｍ」を作製した。
（９）「着色粒子１Ｃ」の作製
「着色粒子１Ｂｋ」の作製において、「着色剤分散液Ｂｋ」全量に代えて「着色剤分散液Ｃ」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子１Ｃ」を作製した。
（１０）トナーの作製
上記着色粒子の各々に、数平均一次粒子径が１２ｎｍ、疎水化度が６５の疎水性シリカを０．８質量部、数平均一次粒子径が３０ｎｍ、疎水化度が５５の疎水性チタニアを０．５質量部添加し、ヘンシェルミキサーにて混合して、トナーを作製した。これらを「トナー１Ｂｋ、トナー１Ｙ、トナー１Ｍ、トナー１Ｃ」とする。
【０１９３】
〈層間接着力評価〉
上記で作製した現像ローラのシャフトと被覆層の層間接着力は、前記の測定方法で測定し、下記評価基準で評価した。
【０１９４】
評価基準
引きはがされ始める負荷が、１０．０Ｎ以上のものは十分満足できるレベル
引きはがされ始める負荷が、４．０Ｎ〜１０．０Ｎ未満のものは実用的に問題ないレベル
引きはがされ始める負荷が、４．０Ｎ未満のものは実用に適さないレベル。
【０１９５】
《評価》
現像ローラの評価は、カラーレーザプリンタ「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２４３０ＤＬ（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）」を、上記で作製した現像ローラが装着された現像装置を用いて画像形成できるよう改造し、該現像装置に上記で準備した４色（トナー１Ｂｋ、トナー１Ｙ、トナー１Ｍ、トナー１Ｃ）の非磁性１成分現像剤を順次装填し、高温高湿（３０℃、８０％ＲＨ）環境で３０００枚のプリントを行った。
【０１９６】
現像ローラ初期の性能評価は、画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿を１０枚プリントし、そのトナー画像品質と現像ローラの残留電位で評価した。
【０１９７】
その後、画像面積が２％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色０．５％のフルカラーモード）の原稿を用いて５０００枚プリントを行った。
【０１９８】
５０００枚プリント後の性能評価は、初期性能評価と同じ画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿を１０枚プリントし、そのトナー画像品質（画像濃度、ハーフトーン画像）と塗膜剥がれで評価した。尚、評価は◎、○を合格とする。
【０１９９】
〈被覆層剥がれ〉
被覆層剥がれは、５０００枚プリント修了後の現像ローラを取り出し、被覆層剥がれの状態を目視で評価した。
【０２００】
◎：被覆層剥がれが全く認められず
○：被覆層剥がれが被覆層端部に少し見られたが実用上問題なし
×：被覆層剥がれが被覆層端部に見られ実用上問題有り。
【０２０１】
〈画像濃度〉
画像濃度は、初期と５０００枚プリント後のべた黒画像部の濃度を反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」を用いて１２点測定して評価した。尚、画像濃度は、１．２５以上を合格とする。
【０２０２】
評価基準
べた黒画像部の濃度１．４０以上は優れているレベル
べた黒画像部の濃度１．２５以上、１．４０未満は良好なレベル
べた黒画像部の濃度１．２５未満は実用上問題となるレベル。
【０２０３】
〈ハーフトーン画像の濃度ムラ（黒ポチ、白ポチも含む）〉
ハーフトーン画像の濃度ムラは、５０００枚プリント修了時のプリントを目視観察し評価した。
【０２０４】
評価基準
◎：ハーフトーン部に、濃度ムラの無い均一な画像
○：ハーフトーン部に、スジ状の薄い濃度ムラ、黒ポチ、白ポチが存在するが実用上問題なし
×：ハーフトーン部に、スジ状の濃度ムラが数本、黒ポチ、白ポチが存在し実用上問題。
【０２０５】
表３及び表４に評価結果を示す。
【０２０６】
【表３】
【０２０７】
【表４】
【０２０８】
表３及び４に示すように、本発明に該当する実施例１〜１９の「現像ローラ１〜１９」は、層間接着力、被覆層剥がれ、画像濃度、及びハーフトーン画像の濃度ムラの何れも良好な結果となったのに対し、本発明外の比較例１〜１２の「現像ローラ２０〜３１」はこれらの評価項目の何れかに問題が見られ、本発明の効果が発現されないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０２０９】
【図１】図１は、本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。
【図２】図２は、シャフトと被覆層の層間接着力の測定方法を説明するための模式図である。
【図３】本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。
【図４】フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０２１０】
１０ 感光体ドラム
１１ シャフト
１２ 被覆層
１３ 下層
１４ 上層
２０ 現像装置
２５ 現像ローラ
２６ バッファ室
２７ ホッパ
２８ 規制ブレード
２９ 補助ブレード
３０ 供給ローラ
Ｔ トナー
３２ 通路
３２１ 弁
３２２ 規制部材
３４ 回転体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアルミニウム合金からなるシャフトの外周に、樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成される現像ローラにおいて、
該アルミニウム合金がアルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有していることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記アルミニウム合金が、アルミニウム合金総量に対してマグネシウム元素を０．４〜６．０質量％、クロム元素を０．０４〜０．３５質量％含有していることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記樹脂が、シロキサン変性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記樹脂が、アクリル樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項６】
少なくともアルミニウム合金からなるシャフトの外周に、樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成される現像ローラを有する現像装置において、
該アルミニウム合金がアルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有していることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
前記アルミニウム合金が、アルミニウム合金総量に対してマグネシウム元素を０．４〜６．０質量％、クロム元素を０．０４〜０．３５質量％含有していることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記樹脂が、シロキサン変性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項６または７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記樹脂が、アクリル樹脂であることを特徴とする請求項６または７に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項６または７に記載の現像装置。
【請求項１】
少なくともアルミニウム合金からなるシャフトの外周に、樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成される現像ローラにおいて、
該アルミニウム合金がアルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有していることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記アルミニウム合金が、アルミニウム合金総量に対してマグネシウム元素を０．４〜６．０質量％、クロム元素を０．０４〜０．３５質量％含有していることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記樹脂が、シロキサン変性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記樹脂が、アクリル樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラ。
【請求項６】
少なくともアルミニウム合金からなるシャフトの外周に、樹脂と導電剤とを有する被覆層を直接形成して構成される現像ローラを有する現像装置において、
該アルミニウム合金がアルミニウム合金総量に対してケイ素元素を０．２〜０．８質量％、マンガン元素を０．０５〜１．５質量％含有していることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
前記アルミニウム合金が、アルミニウム合金総量に対してマグネシウム元素を０．４〜６．０質量％、クロム元素を０．０４〜０．３５質量％含有していることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記樹脂が、シロキサン変性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項６または７に記載の現像装置。
【請求項９】
前記樹脂が、アクリル樹脂であることを特徴とする請求項６または７に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記樹脂が、ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項６または７に記載の現像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−１０２５０２（Ｐ２００８−１０２５０２Ａ）
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２３６３５７（Ｐ２００７−２３６３５７）
【出願日】平成１９年９月１２日（２００７．９．１２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月１２日（２００７．９．１２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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