現像ローラ
【課題】多数枚プリントしても好ましい範囲のトナー帯電量及びトナー搬送量を確保することができ、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像を得ることができる現像ローラを提供する。
【解決手段】導電性シャフト１１の外周に導電性を有する被覆層１２を形成してなり、該被覆層１２の表面に非磁性１成分現像剤を担持して非磁性１成分現像剤の薄層２０を形成し、この状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触せずに非磁性１成分現像剤の薄層から非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させ、該静電潜像を可視化する現像ローラ２５において、該被覆層１２の膜厚ｄｒと非磁性１成分現像剤の薄層２０の層厚ｄｔの関係が０．５≦ｄｒ／ｄｔ≦１．５であり、且つ被覆層の比誘電率εｒと非磁性１成分現像剤の比誘電率εｔの関係がεｔ−１≦εｒ≦εｔ＋４であることを特徴とする現像ローラ２５。
【解決手段】導電性シャフト１１の外周に導電性を有する被覆層１２を形成してなり、該被覆層１２の表面に非磁性１成分現像剤を担持して非磁性１成分現像剤の薄層２０を形成し、この状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触せずに非磁性１成分現像剤の薄層から非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させ、該静電潜像を可視化する現像ローラ２５において、該被覆層１２の膜厚ｄｒと非磁性１成分現像剤の薄層２０の層厚ｄｔの関係が０．５≦ｄｒ／ｄｔ≦１．５であり、且つ被覆層の比誘電率εｒと非磁性１成分現像剤の比誘電率εｔの関係がεｔ−１≦εｒ≦εｔ＋４であることを特徴とする現像ローラ２５。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在広く用いられている電子写真画像形成方法は、電荷付与されたトナーを潜像保持体（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潜像保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いう特徴も有する。
【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シャフト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、フッ素ゴム等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、更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。
【０００７】
１成分現像方式においては、現像ローラを潜像保持体と接触するように設け、この現像ローラによってトナーを潜像保持体と接触する現像位置に導いて現像を行うようにした接触現像方式と、現像ローラを潜像保持体と所要間隔を介して対向するように設け、この現像ローラによりトナーを潜像保持体と対向する現像位置に導いて現像を行なうようにした非接触現像方式の現像装置とが知られている。
【０００８】
ここで、接触現像方式の場合、トナーを潜像保持体と接触させて現像を行うため、潜像保持体に形成された静電潜像の再現性に優れるが、トナーが静電潜像の形成されていない非画像部分にも付着されて、形成される画像にカブリが発生するという問題が有った。
このため、従来においては、潜像保持体と現像ローラとの移動速度を変更させる等により、非画像部分への現像剤の付着を抑制するようにしていた。
【０００９】
しかし、このような接触現像方式の場合、現像ローラを潜像保持体の表面に一定の圧力で接触させており、上記のように現像ローラと潜像保持体との移動速度を異ならせると、現像ローラとの接触によって潜像保持体の表面が摩耗され、安定した画像形成が行なえなくなる等の問題が生じた。
【００１０】
一方、現像ローラを潜像保持体と所要間隔を介して対向するように設けた非接触現像方式の場合、上記の接触現像方式のように潜像保持体の表面が現像ローラによって摩耗されるということがないが、現像ローラと潜像保持体とが対向する現像位置における両者の間隔が変化することにより、形成される画像の濃度等が大きく変化し、例えば、潜像保持体や現像ローラの真直度や振れ等の寸法精度が十分でなくて、潜像保持体と現像ローラとの間隔がわずかに変動した場合においても、形成される画像の濃度が変化し、濃度ムラ等が発生するという問題がありった。
【００１１】
このため、従来においては、現像ローラと潜像保持体とが対向する現像位置において、現像ローラと潜像保持体との間隔を４００μｍ以上の広い間隔に設定しておき、この間隔を検知手段により検知し、この間隔が変化した場合に現像条件を変更させる等の方法が用いられていた。
【００１２】
しかし、上記のように現像ローラと潜像保持体との間隔を広く設定すると、潜像保持体における静電潜像のエッジ部分において電界が強くなり、いわゆるエッジ効果が生じて、形成された画像におけるエッジ部分の画像濃度だけが高くなったり、点や線の画像の忠実再現性が悪くなるという問題があった。
また、１成分現像方式の場合、現像ローラによって非磁性１成分現像剤を潜像保持体と対向する現像位置に導くにあたり、適切な量のトナーが潜像保持体と対向する現像位置に導かれるようにするため、トナーを保持した現像ローラの表面に規制部材を圧接させ、この規制部材により現像ローラの表面に保持されたトナーの量を規制するようにしていた。
【００１３】
また、近年プリンタは、小型化と高い生産性が要求されており、これに伴う電子写真プロセスの高速化のもとにおいては、高速で連続プリントしたときのトナーの帯電量の安定化が課題となっている。
【００１４】
小型で高速のプリンタでは、現像に用いられる現像ローラは小型化するためシャフトの外周に直接被覆層を設けた構造のものが用いられるようになってきている。また、小径の現像ローラを用いた高速プリンタでは規制部材でトナーを摩擦帯電する位置から静電潜像の現像位置までの時間が短くなり、連続プリントすると種々の画像欠陥が発生する。
【００１５】
一方、トナーも小粒径化が進み、帯電量の確保や転写効率の観点より誘電率の適正化を図る試みがなされている。
【００１６】
現像ローラの被覆層においても、トナーとの摩擦停電やバイアス電圧を有効にトナーに印加するために誘電率の調整が行われる。
【００１７】
従来、この現像ローラの被覆材料としては、半導電体或いは誘電体が用いられている。
【００１８】
半導電現像ローラを用いると、エッジ効果を小さく抑えられるため、画像パターン内での濃度ムラを防止できるが、抵抗値に大きく影響されるγ特性を精度良く任意に設定することが難しく全体としての階調性（ソリッド画像における階調性）が悪く、細線を再現し難いという欠点がある。
【００１９】
一方、誘電体現像ローラを使用した場合には、エッジ効果により細線を再現し易く、誘電体層によりγ特性を任意に設定し易く、全体として階調性のよい画像を形成できるが、エッジ効果のためパターン内での濃度ムラが生じ易い。
【００２０】
これに対して、誘電体現像ローラを使用した現像装置での画像の濃度ムラについて、誘電体現像ローラの導電性の弾性層を変更することで改善している発明が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００２１】
更に、誘電体現像ローラを用いた現像装置において、細線再現性がよく、且つ、階調性の高く、トナー飛散による汚れが生じにくい画像を形成するためには、誘電体層、潜像保持体（以下、感光体ドラムともいう）及びトナーの特性を適切に設定することが重要である。
【００２２】
これらの特性については、例えば、特許文献２〜７に開示されている。
【００２３】
即ち、特許文献２と３では、誘電体層における比誘電率と抵抗率との関係について述べられている。更に、特許文献４では誘電体層における比誘電率と膜厚について、特許文献５文献では誘電体層の抵抗値及び厚さについて、それぞれ論じられている。
【００２４】
また、特許文献６では、誘電体層の厚さと、トナーの体積平均粒径との組み合わせについて述べられている。更に、特許文献７では、誘電体層の厚さと、潜像保持体における感光体層の厚さとの好ましい関係について記載されている。
【特許文献１】特開平１０−３０７４６９号公報
【特許文献２】特公平７−３１４５２号公報
【特許文献３】特公平７−３１４５３号公報
【特許文献４】特公平７−９５５２号公報
【特許文献５】特公平７−３８０９３号公報
【特許文献６】特開平７−２６１４１２号公報
【特許文献７】特開平７−１４０７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、前記の文献では、現像ローラの膜厚、潜像保持体の膜厚、静電潜像担持体の比誘電率についての記載はあるが、現像ローラの膜厚と非磁性１成分現像剤（以下、トナーともいう）薄層の層厚の関係、現像ローラ塗膜層の比誘電率と非磁性１成分現像剤薄層の比誘電率については考慮されていなかった。従って、これらの文献により作製された現像ローラでは、非磁性１成分現像剤の飛散を抑え、高濃度でハーフトーン部にムラが無く、細線再現性が良好なトナー画像を得ることはできなかった。
【００２６】
本発明は、多数枚プリントしても好ましい範囲のトナー帯電量及びトナー搬送量を確保することができ、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像を得ることができ現像ローラ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】
【００２７】
本発明は、下記構成を採ることにより達成される。
【００２８】
１．
導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層の表面に非磁性１成分現像剤を担持して非磁性１成分現像剤の薄層を形成し、この状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触せずに非磁性１成分現像剤の薄層から非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させ、該静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、
該被覆層の膜厚ｄｒと非磁性１成分現像剤の薄層の層厚ｄｔの関係が０．５≦ｄｒ／ｄｔ≦１．５であり、且つ被覆層の比誘電率εｒと非磁性１成分現像剤の比誘電率εｔの関係がεｔ−１≦εｒ≦εｔ＋４であることを特徴とする現像ローラ。
【００２９】
２．
現像ローラ上の非磁性１成分現像剤を帯電する帯電位置から静電潜像を可視化する現像位置まで現像ローラが移動する時間が１ｍｓｅｃ以上１００ｍｓｅｃ以下であり、且つ導電性シャフトの外径が５〜３０ｍｍ、被覆層の膜厚ｄｒが５μｍ≦ｄｒ≦２５μｍであることを特徴とする前記１に記載の現像ローラ。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の現像ローラは、トナー飛散を抑え、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像を得ることができ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】
【００３１】
本発明者らは、トナー飛散を抑え、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像が得られる現像ローラについて種々検討を行った。
【００３２】
検討の結果、
１．現像ローラの被覆層膜厚ｄｒと非磁性１成分現像剤薄層の層厚ｄｔの関係と、
２．現像ローラ被覆層の比誘電率εｒと非磁性１成分現像剤薄層の比誘電率εｔの関係を特定範囲に調整することにより上記問題を解決できることを見出した。
【００３３】
上記問題を解決できた理由は、
現像ローラの被覆層膜厚ｄｒと非磁性１成分現像剤薄層の層厚ｄｔの関係と、現像ローラ被覆層の比誘電率εｒと非磁性１成分現像剤薄層の比誘電率εｔの関係を特定範囲に調整することで、連続して５０００枚の多数枚プリントを行ってもトナーの帯電量とトナーの搬送量を好ましい範囲に制御できるようになったことで、結果としてトナー飛散を抑えられ、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像が得られるようになったものと推察している。
【００３４】
最初に、本発明の現像ローラを用いた現像装置の好ましい実施形態を挙げて説明する。
【００３５】
本発明の現像ローラを用いた現像装置は、例えば、以下の構成で使用される。
【００３６】
潜像保持体に間隔をおいて対向しつつ回転する現像ローラと、この現像ローラに圧接され、この圧接部を通過する非磁性１成分現像剤を規制することにより前記現像ローラの表面に現像剤層を形成する規制部材と、第１交流電圧に第１オフセット直流電圧を重畳した現像バイアスを前記現像ローラに印加する第１電圧印加手段と、第２交流電圧に第２オフセット直流電圧を重畳した規制バイアスを前記規制部材に印加する第２電圧印加手段とを備え、前記現像バイアスの振幅と前記規制バイアスの振幅とを異ならせるとともに、前記現像バイアスの波形の山部と前記規制バイアスの波形の山部を同期させ、且つ前記現像バイアスの波形の谷部と前記規制バイアスの波形の谷部を同期させるように前記現像バイアスと前記規制バイアスとを同一周期にしたものである。ここで、前記第１オフセット直流電圧と前記第２オフセット直流電圧は、接地電位即ち０ボルトの場合も含むものとする。
【００３７】
本発明に係る現像装置では、前記第１オフセット直流電圧と前記第２オフセット直流電圧とを異なる電位にしてもよい。
【００３８】
次に、本発明の現像ローラについて説明する。
【００３９】
本発明の現像ローラは、以下の特性を満足することを特徴とする。
【００４０】
現像ローラの被覆層膜厚をｄｒ、非磁性１成分現像剤薄層の層厚をｄｔとしたとき、ｄｒ／ｄｔが０．５≦ｄｒ／ｄｔ≦１．５、好ましくは０．６≦ｄｒ／ｄｔ≦１．３である。
【００４１】
また、現像ローラ被覆層の比誘電率をεｒ、非磁性１成分現像剤薄層の比誘電率をεｔとしたとき、εｒとεｔの関係がεｔ−１≦εｒ≦εｔ＋４、好ましくはεｔ−０．５≦εｒ≦εｔ＋２である。
【００４２】
本発明者らは、種々の材料の物性（例えば、比誘電率）、また、それらの材料を被覆層に用いた現像ローラの特性について鋭意検討した結果、前記のｄｒ／ｄｔ及びεｒとεｔの関係を満足させることで、安定したトナーの帯電量、トナーの搬送量を確保することができ、多数枚プリントしてもトナー飛散を抑えられ、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像が得られる現像ローラを提供できることを見出して本発明に至った。
【００４３】
ｄｒ／ｄｔ及びεｒとεｔの関係を上記範囲とすることで、規制バイアス印加時に被覆層での電荷リークが発生せず、被覆層が破壊されることなく、均一な非磁性１成分現像剤薄層が形成され、非磁性１成分現像剤の帯電量を安定にすることができる。
【００４４】
また、規制バイアスが被覆層で消費されることなく、非磁性１成分現像剤薄層への実効バイアスの低下もないため、トナー帯電量の低下が発生することがなくなる。
【００４５】
被覆層の比誘電率は、材料面では、樹脂の種類、架橋剤の種類、添加剤の種類（導電剤、絶縁材、及び荷電制御剤等）及びこれらの配合量等により決まる。製造面では、例えば、（１）塗料のコーティング被膜にて被覆層を形成する場合、添加剤の分散度、乾燥条件（塗膜の結晶化度及び架橋度等に影響し、それらの違いで比誘電率が変化する）等の管理、及び（２）チューブの被覆にて表面層を形成する場合、添加剤の配向性及び分散度等の管理が重要な制御要因である。
【００４６】
非磁性１成分現像剤の比誘電率も、材料面では、樹脂の種類、架橋剤の種類、添加剤の種類（導電剤、絶縁材、及び荷電制御剤等）及びこれらの配合量等により決まる。製造面では、例えば、重合トナーの場合、添加剤の分散度、粒子の作製条件等の管理、及び粉砕トナー場合、添加剤の分散度、混練条件等が重要な制御要因となる。
【００４７】
本発明の現像ローラは、非磁性１成分現像剤を帯電する位置から静電潜像を現像する位置までの時間が１００ｍｓｅｃ以下の高速プロセスにおいて、より効果が認められる。これは、プロセス速度の増加により規制バイアスが相対的に高めに設定されるためと考えられる。
【００４８】
また、導電性シャフトの外径は、５〜３０ｍｍが好ましく、１０〜２０ｍｍがより好ましい。
【００４９】
また、前記被覆層の膜厚ｄｒ（μｍ）は５≦ｄｒ≦２５が好ましく、１０≦ｄｒ≦２０がより好ましい。
【００５０】
次に、被覆層の膜厚と現像剤薄層の層厚、被覆層と現像剤の比誘電率の測定について説明する。
【００５１】
現像ローラの被覆層の膜厚は膜厚測定器を用いて測定することができる。膜厚測定器としては渦電流式膜厚計「ｆｉｓｃｈｅｒｓｃｏｐｅ」（ｆｉｓｃｈｅｒ社製）で測定したが、同様の測定精度を有する膜厚測定器であれば、測定器は問わない。
【００５２】
具体的には、上記測定器で、被覆層をランダムに１０点測定し、その平均値を被覆層の膜厚とする。
【００５３】
現像ローラ上に設ける非磁性１成分現像剤薄層の層厚は、顕微鏡観察により求めることができる。
【００５４】
具体的には、実際の画像形成装置に装填した現像装置を現像装置の断面方向より平行光を照射し、高速・高解像力カメラ（例えば、Ｐｈｏｔｏｒｏｎ社製：ＦＡＳＴＣＡＭ ＭＡＸにて撮影速度１００，０００（ＦＰＳ））により撮影し、現像部の挙動を可視化したものから計測で求める。
【００５５】
現像ローラ上に設ける非磁性１成分現像剤薄層の層厚ｄｔは、トナー粒子が数層程度に重なっている５〜２５μｍが好ましく、１０〜２０μｍがより好ましい。
【００５６】
被覆層の比誘電率は、「プレシジョンＬＣＲメーター（ＨＰ４２８４Ａ）」（ＨＰ１６４５１Ｂ 誘電体測定用電極使用）（ヒューレット・パッカード社製）を用い、印加電圧１Ｖ、周波数１ｋＨｚで測定した値である。
【００５７】
尚、測定試料は、アルミニウム基板上に被覆層溶液を乾燥膜厚２０μｍになるよう塗布・乾燥し被覆層を形成して作製した。
【００５８】
非磁性１成分現像剤の比誘電率は、トナー０．５〜０．７ｇを秤量し、３．４３Ｎ（３５０ｇ）の荷重を２分間かけて、直径２５ｍｍ、厚さ１ｍｍ以下（好ましくは、０．５〜０．９ｍｍ）の円盤状に成型し測定試料とし、この測定試料を直径２５ｍｍの誘電率測定治具（電極）を装着した「ＡＲＥＳ（レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製）」に装着し、固定する。その後、３．４３Ｎの荷重をかけた状態で、１Ｖの電圧を印加し、１×１０2〜１×１０6Ｈｚの周波数範囲で、３回測定しその平均値を算出した値である。
【００５９】
現像ローラの被覆層の膜厚は、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して求める。
【００６０】
被覆層の膜厚は、５〜２５μｍが好ましく、８〜２２μｍがより好ましい。この範囲とすることで非磁性１成分現像剤の帯電位置ａから静電潜像を可視化する現像位置ｂまでの時間が、１００ｍｓｅｃ以下と高速のプロセスに適用しても良好な結果が得られやすい。
【００６１】
現像ローラが移動する時間とは、以下に示す図３の非磁性１成分現像剤が規制ブレードにより帯電される帯電位置ａから感光体の静電潜像を可視化する現像位置ｂまで現像ローラが移動する時間のことである。本発明では、現像ローラが回転して帯電位置ａから現像位置ｂまで移動する時間が１ｍｓｅｃ以上１００ｍｓｅｃであることが好ましく、２０ｍｓｅｃ以上１００ｍｓｅｃであることがより好ましい。
【００６２】
非磁性１成分現像剤の帯電位置ａから静電潜像を可視化する現像位置ｂまで現像ローラが移動する時間は、現像ロール上の帯電位置ａと現像位置ｂを決め、帯電位置ａと現像位置ｂ間の距離と現像ローラ周速から求めることができる。
【００６３】
本発明の現像ローラは、導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成したものである。
【００６４】
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。
【００６５】
図１において、２５は現像ローラ、１１は導電性シャフト、１２は被覆層、１３は下層、１４上層を示す。
【００６６】
本発明の現像ローラは、図２（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２（ｂ）に示すようにシャフト１１に下層１３を設けその上に上層１４を設けた多層構成の被覆層１２のものでもよい。尚、下層層及び上層は各々複数層で形成されていても良い。
【００６７】
図２は、現像ローラの被覆層膜厚と非磁性１成分現像剤薄層の層厚の一例を示す断面概略図である。
【００６８】
図２において、１１は導電性シャフト、１２は被覆層、２０は非磁性１成分現像剤、２８は規制ブレード、ｄｒは被覆層の膜厚、ｄｔは非磁性１成分現像剤の薄層の層厚を示す。
【００６９】
次に、本発明の現像ローラを構成する材料について説明する。
【００７０】
《シャフト》
本発明で用いられるシャフトの外径は、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、体積固有抵抗が１×１０4Ω・ｃｍ以下の導電性材料で作製されたものが好ましい。代表的なものとして、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０３）、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の導電性金属を挙げることができる。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。なお、体積抵抗は公知の方法により測定することができる。
【００７１】
《被覆層》
本発明に係る導電性を有する被覆層は、樹脂成分と、電子導電剤、イオン導電剤、非導電性充填剤、架橋剤等の各種添加剤を適宜配合して得られる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。
【００７２】
尚、本発明でいう導電性を有する被覆層とは、体積抵抗が１×１０4〜１×１０10Ω・ｃｍのものである。被覆層の導電性は、被覆層中に配合する電子導電剤とイオン導電剤により付与される。なお、体積抵抗は公知の方法により測定することができる。
【００７３】
〈樹脂成分〉
被覆層の樹脂成分としては、比誘電率が２〜８のものが用いられ、具体的には、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、アクリル樹脂、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、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐摩耗性や弾性が得られる点から、ウレタン樹脂を用いることが特に好ましい。
【００７４】
ウレタン樹脂としては、例えば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たもの、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得たものや、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たものなどが挙げられる。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
ポリアミド樹脂としては、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あり、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、又はポリアミド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。
【００７８】
また、アクリル樹脂としては、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、これらの共重合体等が用いられる。
【００７９】
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。
【００８０】
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も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。
【００８１】
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。
【００８２】
〈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又は合金、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。
【００８３】
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、より好ましくは１０〜４０質量部の範囲において、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。
【００８４】
カーボンブラックの配合量を５０質量部以下とすると、現像ローラの導電性及びユニバーサル硬さが適切なものとなり、更に、被覆層内での分布の均一性が上がるため、導電性の均一性も向上する。一方、カーボンブラックの配合量を５質量部以上とすると、好ましいレベルの導電性を確保することができる。更に、添加したカーボンブラックを十分パーコレートすることが可能となり、導電性を安定させることができる。
【００８５】
〈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、ＫＣｌＯ4、ＣｕＣ12Ｍｇ（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、高級あるオ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。
【００８６】
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。
【００８７】
これにより、上記の抵抗領域で、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。
【００８８】
《現像ローラの作製》
被覆層をシャフトの外周面に形成する手段としては、上記構成材料を有機溶剤に溶解、分散等された塗布液をシャフト上に塗布する方法が有効に採用される。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、塗布液における各種添加剤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。塗布液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何れのものでもよく、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。
【００８９】
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、ロールコート又は刷毛塗りなどが挙げられるが、本発明はこの形成方法を特に限定するものではない。
【００９０】
なお、シヤフトとしては、前記のアルミニウム合金製を用い、外径が５〜３０ｍｍ、肉厚が０．８〜２．０の中空のスリーブに加工して用いることが好ましい。
【００９１】
被覆層の膜厚は、５〜２５μｍが好ましく、８〜２２μｍがより好ましい。被覆層の膜厚は、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。
【００９２】
次に、本発明で用いる非磁性１成分現像剤について説明する。
【００９３】
本発明でいう非磁性１成分現像剤とは、トナー中に磁性体を含まず、キャリアを用いずトナーのみで現像剤として用いることができる熱定着可能なトナーをいう。
【００９４】
トナーの比誘電率は、トナーを構成する樹脂、離型剤、着色剤等により変わるが、主成分として用いる樹脂の官能基をコントロールすることにより制御することが可能である。トナーを構成する樹脂としては、比誘電率が２〜４のものを用いることが好ましい。
【００９５】
トナーの製造方法は特に限定されず、公知の重合法や粉砕法により作製することができる。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３〜９μｍのものが好ましい。
【００９６】
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。
【００９７】
（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。
【００９８】
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等を用いることができる。
【００９９】
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−ジメチルスチレン等のスチレン系単量体およびその誘導体が挙げられる。
【０１００】
（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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
（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。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
これらは、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩ある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。
【０１１０】
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、および上記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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
（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。
【０１１３】
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、四臭化炭素およびスチレンダイマー等が使用される。
【０１１４】
（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。
【０１１５】
更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、更に重合時間の短縮が期待できる。
【０１１６】
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。
【０１１７】
（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無いが、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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
（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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
【０１２３】
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事が可能である。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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
（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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
（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、つ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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
なお、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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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無いが、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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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、つ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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
（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。
【０１４６】
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、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。
【０１４７】
（外添剤）
本発明のトナーには、流動性、帯電性の改良およ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無く、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。なお、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又はトナー粒子ということが多い。しかし、いずれもトナー又はトナー粒子ということもある。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシエルミキサー、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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
バッファ室２６にはトナー規制部材である規制ブレード２８が現像ローラ２５に圧接させた状態で配置されている。規制ブレード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規制ブレード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を更に設けることも可能である。
【０１６０】
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。
【０１６１】
ホッパ２７には非磁性１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３１が設けられている。回転体３１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３１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２８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３１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。
【０１６２】
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２８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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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、規制ブレード２８、補助ブレード２９により帯電、薄層化された後、潜像保持体との対向領域に搬送され、潜像保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。
【０１６５】
尚、トナー規制部材により現像ローラ上にトナーの薄層を形成する非磁性１成分現像方式においては、十分な画像濃度を得るために、現像ローラ上の非磁性１成分現像剤の薄層の層厚を現像ローラと感光体ドラム１０との対向空隙長よりも小さくし、いわゆる非接触現像方式とし、この空隙に交番電場を印加することが好ましい。感光体ドラム１０の表面と現像ローラ面には好ましくは５０〜５００μｍ、より好ましくは１００〜３００μｍの間隙を設けると良好なトナー画像が得られやすい。
【０１６６】
図３において、ａはトナーが帯電される位置（帯電位置）、ｂは帯電されたトナーが現像される位置（現像位置）を示す。
【０１６７】
非磁性１成分現像剤の帯電位置から静電潜像を現像する現像位置まで現像ローラが移動する時間とは、ａからｂまで現像ロールが回転して移動するのに要する時間のことである。
【０１６８】
また、図３に示すバイアス電源７により、現像ローラ２５と感光体ドラム１０との間に交番電場又は交番電場に直流電場を重畳した現像バイアスを印加することにより、現像ローラ上から感光体ドラム上へのトナー移動を容易にし、良質の画像を得ることができる。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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や、この感光体ドラム１０上に残留したトナーを掻き落すクリーナ１１２が設けられている。
【０１７１】
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２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０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２０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。
【０１７２】
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３０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。
【０１７３】
また、このフルカラー現像装置３０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３０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。
【０１７４】
そして、上記のようにレーザ走査光学系２０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３０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を感光体ドラム１０に接触させて、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、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。
【０１７５】
また、このフルカラー現像装置３０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。
【０１７６】
更に、前記のフルカラー現像装置３０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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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１１によって所定の電位に帯電させる。
【０１８１】
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２０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から前記のように規制ブレード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。
【０１８２】
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３０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２０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、更に同様にして、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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【実施例】
【０１８５】
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。
【０１８６】
現像ローラの作製
《シャフトの準備》
現像ローラのシャフトとして、外径と肉厚が異なるアルミニウム製スリーブの両端にフランジを装着した中空筒状の「シャフト１〜５」を準備した。
【０１８７】
「シャフト１」外径４ｍｍ、肉厚１ｍｍ
「シャフト２」外径５．５ｍｍ、肉厚１ｍｍ
「シャフト３」外径１６ｍｍ、肉厚１ｍｍ
「シャフト１」外径２８ｍｍ、肉厚１ｍｍ
「シャフト１」外径３２ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ
《現像ローラの作製》
〈現像ローラ１の作製〉
（被覆層形成用塗布液１の調製）
メタノール５００質量部に、フェノール樹脂（ＳＵＭＩＬＩＴＥＲＥＳＩＮ Ｓ−１：住友ベークライト社製）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）２０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部及び体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液１」とする。
【０１８８】
（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。
【０１８９】
〈現像ローラ２の作製〉
（被覆層形成用塗布液２の調製）
メチルエチルケトン５００質量部に、ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９：日本ポリウレタン社製）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）３０質量部、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液２」とする。
【０１９０】
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液２」を「シャフト１」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２５μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ２」を作製した。
【０１９１】
〈現像ローラ３の作製〉
現像ローラ２の作製においてシャフト１を「シャフト２」に変更した以外は同様にして「現像ローラ３」を作製した。
【０１９２】
〈現像ローラ４の作製〉
現像ローラ２の作製においてシャフト１を「シャフト３」に変更した以外は同様にして「現像ローラ４」を作製した。
【０１９３】
〈現像ローラ５の作製〉
現像ローラ２の作製においてシャフト１を「シャフト４」に変更した以外は同様にして「現像ローラ５」を作製した。
【０１９４】
〈現像ローラ６の作製〉
現像ローラ２の作製においてシャフト１を「シャフト５」に変更した以外は同様にして「現像ローラ６」を作製した。
【０１９５】
〈現像ローラ７の作製〉
（被覆層形成用塗布液３の調製）
メチルエチルケトン１０００質量部に、ｎ−ブチル化尿素樹脂ウレタン樹脂（ユーバン１０Ｓ−６０：三井東圧化学社製）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）３０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部及び体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液３」とする。
【０１９６】
「被覆層形成用塗布液３」を「シャフト３」の外周面にスプレー塗布した後、１３０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が８μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ７」を作製した。
【０１９７】
〈現像ローラ８の作製〉
（被覆層形成用塗布液４の調製）
トルエン１０００質量部に、ポリスチレン系樹脂（クインタック ３４２１：日本ゼオン社製）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、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部及び体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液４」とする。
【０１９８】
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液４」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５μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ８」を作製した。
【０１９９】
〈現像ローラ９の作製〉
（被覆層形成用塗布液５の調製）
メチルエチルケトン５００質量部に、ｎ−ブチル化尿素樹脂ウレタン樹脂（ユーバン１０Ｓ−６０：三井東圧化学社製）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）３０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部及び体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液５」とする。
【０２００】
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液３」を「シャフト３」の外周面にスプレー塗布した後、１３０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が３０μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ９」を作製した。
【０２０１】
〈現像ローラ１０の作製〉
（被覆層形成用塗布液６の調製）
トルエン２０００質量部に、フッ素樹脂「ザフロン ＦＣ−２２０：東亜合成社製）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、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部及び体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液６」とする。
【０２０２】
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液６」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４μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ１０」を作製した。
【０２０３】
表１に、現像ローラの作製に用いたシャフト、被覆層を形成する樹脂、得られた現像ローラの被覆層膜厚ｄｒを示す。
【０２０４】
【表１】
【０２０５】
《非磁性１成分現像剤の作製》
非磁性１成分現像剤として以下の特性を有する「トナー１〜５」を作製した。
【０２０６】
〈トナー１〉
（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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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Ｋ」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Ｋ」を調製した。「着色剤分散液Ｋ」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１Ｋ」の作製
温度センサ、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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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１Ｋ」を生成した。
（４）トナーの作製
上記「着色粒子１Ｋ」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。これおを「トナー１」とした。得られたトナーの比誘電率は４．０、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は６．０μｍであった。
【０２１１】
〈トナー２〉
トナー１の作製において用いた、スチレン１１５．１質量部を１００質量部、ｎ−ブチルアクリレート４２．０質量部を５２．０質量部に変更した以外は同様にして「トナー２」を作製した。得られたトナーの比誘電率は３．８、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は６．０μｍであった。
【０２１２】
〈トナー３〉
トナー１の作製において用いた、スチレン１１５．１質量部を８０質量部、ｎ−ブチルアクリレート４２．０質量部を６０．０質量部に変更した以外は同様にして「トナー３」を作製した。得られたトナーの比誘電率は３．６、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は６．０μｍであった。
【０２１３】
〈トナー４〉
スチレン−ｎブチルアクリレート共重合体樹脂１００ｋ質量部とカーボンブラック１０ｋ質量部とポリプロピレン４質量部とからなるトナー原材料をヘンシェルミキサーにより予備混合し、二軸押出機にて溶融混練し、ハンマーミルにて粗粉砕し、ジェット式粉砕機にて粉砕し、粉砕粒子を得た。得られた粒子を風力分級機にて分級を行い、「着色粒子４」を作製した。
【０２１４】
上記で作製した「着色粒子４」に、疎水性シリカ（数平均一次粒子径＝１２ｎｍ）を１質量％、疎水性チタニア（数平均一次粒子径＝２０ｎｍ）を０．３質量％添加し、「ヘンシェルミキサー（三井三池化工社製）」により混合し「トナー４」を作製した。得られたトナーの比誘電率は２．８、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は８．０μｍであった。
【０２１５】
〈トナー５〉
トナー４の作製において用いたスチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体樹脂を、ポリエステル樹脂に変更した以外は同様にして「トナー５」を作製した。得られたトナーの比誘電率は３．３、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は８．０μｍであった。
【０２１６】
表２に、トナーの作製方法、トナーを構成する樹脂、比誘電率、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）を示す。
【０２１７】
【表２】
【０２１８】
《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）」を用い、現像装置を表３に示す条件（現像ローラ、現像剤薄層の層厚、現像剤の帯電位置から現像位置までの時間）が得られるように改造して装着し、上記で作製した現像ローラと準備したトナーを順次装着、装填し、常温常湿（２０℃、５５％ＲＨ）環境で連続５０００枚プリントして行った。
【０２１９】
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を評価した。
【０２２０】
その後、画像率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。
【０２２１】
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を評価した。
【０２２２】
尚、現像剤の帯電位置から現像位置までの時間の変更は、潜像保持体と現像ローラの回転速度（プロセススピード）を変えることにより行った。
【０２２３】
表３に、現像剤薄層の層厚、現像剤の帯電位置から現像位置までの時間、評価に用いた現像ローラ、トナー等を示す。
【０２２４】
【表３】
【０２２５】
〈帯電量〉
帯電量は、下記に示す吸引式の帯電量測定装置により測定した。
【０２２６】
測定方法
１．濾紙（Ｔ１００Ａ０４７Ａ：アドバンテック社製）を装着したトナー捕集ユニットの質量：Ｗ１（ｇ）を分析用天秤（ｃｐ２２４Ｓ型：ザルトリウス社製）により測定する。
【０２２７】
２．トナー捕集ユニットを吸引ポンプに装着する。
【０２２８】
３．トナーカートリッジ中の現像ローラ表面の約７ｃｍ2の領域にあるトナーを吸引ポンプによって濾紙上に捕集し、トナー捕集ユニットに移行した捕集トナーの持つ電荷量：Ｑ（μＣ）をデジタルエレクトロメーター（Ｒ８２５２型：エーディーシー社製）の電荷量測定モードにより求める。
【０２２９】
４．トナー捕集ユニットを吸引ポンプから取り外し、トナー捕集後のトナー捕集ユニットの質量：Ｗ２（ｇ）を測定する。
【０２３０】
５．式１によってトナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を求める。
【０２３１】
式１ 帯電量＝Ｑ／Ｍ＝Ｑ／（Ｗ２−Ｗ１）
尚、帯電量は、初期及び５０００プリント後共に、２５〜３５μＣ／ｇを合格とした。
【０２３２】
〈画像濃度〉
画像濃度は、初期と５０００枚プリント後、べた黒画像をプリントし、黒画像部の画像濃度を測定し評価した。尚、画像濃度は反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」を用いて１２点測定しその平均値を画像濃度とした。
【０２３３】
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。
【０２３４】
〈ハーフトーン画像ムラ〉
ハーフトーン画像ムラの評価は、５０００枚プリント終了後、画像濃度０．３のハーフトーン画像をプリントし、ハーフトーン画像のムラを目視と反射濃度を測定して評価した。尚、反射濃度は反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」を用いて１２点測定しその平均値を反射濃度とした。
【０２３５】
評価基準
◎：ハーフトーン画像がクリアに再現されており、全く画像ムラが発生せず良好
○：ハーフトーン画像に反射濃度で０．０２〜０．０４の濃度差があるが、画像ムラの境界がはっきりせず、注視しないと画像ムラに気付かず実用上問題なし
×：ハーフトーン画像に明朗に画像ムラが発生し、実用上問題あり。
【０２３６】
〈細線再現性〉
細線再現性は、５０００枚プリント終了後、１ｍｍ幅に８本、５本の黒線が引かれた原稿をプリントし、何本まで解像できているかを目視で評価した。
【０２３７】
評価基準
◎：８本／ｍｍまで解像でき、細線の再現性が良好
○：５本／ｍｍまで解像でき、細線の再現性がまず良好で実用上問題なし
×：５本／ｍｍを解像できす、細線の再現性が悪く実用上問題あり。
【０２３８】
〈トナー飛散〉
トナー飛散の評価は、５０００枚プリント終了後に現像器周辺のトナーこぼれとトナー飛散による機内汚れ状態を目視で観察した結果と、トナー飛散によるプリント画像の欠陥を目視で評価した結果で行った。
【０２３９】
評価基準
◎：トナーこぼれ、トナー飛散による機内汚れ全くなく、トナー飛散によるプリント画像の欠陥もなし
○：軽微なトナーこぼれ、トナー飛散による機内汚れはあるが、トナー飛散によるプリント画像の欠陥が無く、実用上問題無いレベル
×：トナーこぼれ、トナー飛散による機内汚れがひどく、トナー飛散によるプリント画像の欠陥が認められ、実用上問題となるレベル。
【０２４０】
表４に、現像剤の帯電量と評価結果を示す。
【０２４１】
【表４】
【０２４２】
表４の結果から、本発明の実施例１〜１３で用いた「現像ローラ１〜８」は帯電量が好ましい範囲内にあり、且つ評価結果も良好であることが判る。しかし、本発明外の比較例１〜４で用いた「現像ローラ９、１０」は帯電量が好ましい範囲より低く、且つ少なくとも何れかの評価結果に問題があることが判る。
【０２４３】
更に、現像剤の帯電位置から現像位置までの時間を１５０ｍｓｅｃと低速プロセス、１００ｍｓｅｃ以下と高速プロセスにおいても、高濃度でハーフトーン画像のムラ、細線再現性が良好なトナー画像を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【０２４４】
【図１】本発明の現像ローラの層構成の一例を示す断面模式図である。
【図２】現像ローラの被覆層膜厚と非磁性１成分現像剤薄層の層厚の一例を示す断面概略図である。
【図３】本発明の現像ローラが装着して用いられる非磁性１成分現像剤用現像器の一例を説明する概要断面図である。
【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】
【０２４５】
１０ 感光体ドラム
２０ 現像装置
２５ 現像ローラ
２６ バッファ室
２７ ホッパ２７
２８ 規制ブレード
２９ 補助ブレード
３０ 供給ローラ
Ｔ トナー
３１ 回転体
３２ 通路
３２１ 弁
３２２ 規制部材
ａ 帯電位置
ｂ 現像位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在広く用いられている電子写真画像形成方法は、電荷付与されたトナーを潜像保持体（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潜像保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いう特徴も有する。
【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シャフト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、フッ素ゴム等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、更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。
【０００７】
１成分現像方式においては、現像ローラを潜像保持体と接触するように設け、この現像ローラによってトナーを潜像保持体と接触する現像位置に導いて現像を行うようにした接触現像方式と、現像ローラを潜像保持体と所要間隔を介して対向するように設け、この現像ローラによりトナーを潜像保持体と対向する現像位置に導いて現像を行なうようにした非接触現像方式の現像装置とが知られている。
【０００８】
ここで、接触現像方式の場合、トナーを潜像保持体と接触させて現像を行うため、潜像保持体に形成された静電潜像の再現性に優れるが、トナーが静電潜像の形成されていない非画像部分にも付着されて、形成される画像にカブリが発生するという問題が有った。
このため、従来においては、潜像保持体と現像ローラとの移動速度を変更させる等により、非画像部分への現像剤の付着を抑制するようにしていた。
【０００９】
しかし、このような接触現像方式の場合、現像ローラを潜像保持体の表面に一定の圧力で接触させており、上記のように現像ローラと潜像保持体との移動速度を異ならせると、現像ローラとの接触によって潜像保持体の表面が摩耗され、安定した画像形成が行なえなくなる等の問題が生じた。
【００１０】
一方、現像ローラを潜像保持体と所要間隔を介して対向するように設けた非接触現像方式の場合、上記の接触現像方式のように潜像保持体の表面が現像ローラによって摩耗されるということがないが、現像ローラと潜像保持体とが対向する現像位置における両者の間隔が変化することにより、形成される画像の濃度等が大きく変化し、例えば、潜像保持体や現像ローラの真直度や振れ等の寸法精度が十分でなくて、潜像保持体と現像ローラとの間隔がわずかに変動した場合においても、形成される画像の濃度が変化し、濃度ムラ等が発生するという問題がありった。
【００１１】
このため、従来においては、現像ローラと潜像保持体とが対向する現像位置において、現像ローラと潜像保持体との間隔を４００μｍ以上の広い間隔に設定しておき、この間隔を検知手段により検知し、この間隔が変化した場合に現像条件を変更させる等の方法が用いられていた。
【００１２】
しかし、上記のように現像ローラと潜像保持体との間隔を広く設定すると、潜像保持体における静電潜像のエッジ部分において電界が強くなり、いわゆるエッジ効果が生じて、形成された画像におけるエッジ部分の画像濃度だけが高くなったり、点や線の画像の忠実再現性が悪くなるという問題があった。
また、１成分現像方式の場合、現像ローラによって非磁性１成分現像剤を潜像保持体と対向する現像位置に導くにあたり、適切な量のトナーが潜像保持体と対向する現像位置に導かれるようにするため、トナーを保持した現像ローラの表面に規制部材を圧接させ、この規制部材により現像ローラの表面に保持されたトナーの量を規制するようにしていた。
【００１３】
また、近年プリンタは、小型化と高い生産性が要求されており、これに伴う電子写真プロセスの高速化のもとにおいては、高速で連続プリントしたときのトナーの帯電量の安定化が課題となっている。
【００１４】
小型で高速のプリンタでは、現像に用いられる現像ローラは小型化するためシャフトの外周に直接被覆層を設けた構造のものが用いられるようになってきている。また、小径の現像ローラを用いた高速プリンタでは規制部材でトナーを摩擦帯電する位置から静電潜像の現像位置までの時間が短くなり、連続プリントすると種々の画像欠陥が発生する。
【００１５】
一方、トナーも小粒径化が進み、帯電量の確保や転写効率の観点より誘電率の適正化を図る試みがなされている。
【００１６】
現像ローラの被覆層においても、トナーとの摩擦停電やバイアス電圧を有効にトナーに印加するために誘電率の調整が行われる。
【００１７】
従来、この現像ローラの被覆材料としては、半導電体或いは誘電体が用いられている。
【００１８】
半導電現像ローラを用いると、エッジ効果を小さく抑えられるため、画像パターン内での濃度ムラを防止できるが、抵抗値に大きく影響されるγ特性を精度良く任意に設定することが難しく全体としての階調性（ソリッド画像における階調性）が悪く、細線を再現し難いという欠点がある。
【００１９】
一方、誘電体現像ローラを使用した場合には、エッジ効果により細線を再現し易く、誘電体層によりγ特性を任意に設定し易く、全体として階調性のよい画像を形成できるが、エッジ効果のためパターン内での濃度ムラが生じ易い。
【００２０】
これに対して、誘電体現像ローラを使用した現像装置での画像の濃度ムラについて、誘電体現像ローラの導電性の弾性層を変更することで改善している発明が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００２１】
更に、誘電体現像ローラを用いた現像装置において、細線再現性がよく、且つ、階調性の高く、トナー飛散による汚れが生じにくい画像を形成するためには、誘電体層、潜像保持体（以下、感光体ドラムともいう）及びトナーの特性を適切に設定することが重要である。
【００２２】
これらの特性については、例えば、特許文献２〜７に開示されている。
【００２３】
即ち、特許文献２と３では、誘電体層における比誘電率と抵抗率との関係について述べられている。更に、特許文献４では誘電体層における比誘電率と膜厚について、特許文献５文献では誘電体層の抵抗値及び厚さについて、それぞれ論じられている。
【００２４】
また、特許文献６では、誘電体層の厚さと、トナーの体積平均粒径との組み合わせについて述べられている。更に、特許文献７では、誘電体層の厚さと、潜像保持体における感光体層の厚さとの好ましい関係について記載されている。
【特許文献１】特開平１０−３０７４６９号公報
【特許文献２】特公平７−３１４５２号公報
【特許文献３】特公平７−３１４５３号公報
【特許文献４】特公平７−９５５２号公報
【特許文献５】特公平７−３８０９３号公報
【特許文献６】特開平７−２６１４１２号公報
【特許文献７】特開平７−１４０７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、前記の文献では、現像ローラの膜厚、潜像保持体の膜厚、静電潜像担持体の比誘電率についての記載はあるが、現像ローラの膜厚と非磁性１成分現像剤（以下、トナーともいう）薄層の層厚の関係、現像ローラ塗膜層の比誘電率と非磁性１成分現像剤薄層の比誘電率については考慮されていなかった。従って、これらの文献により作製された現像ローラでは、非磁性１成分現像剤の飛散を抑え、高濃度でハーフトーン部にムラが無く、細線再現性が良好なトナー画像を得ることはできなかった。
【００２６】
本発明は、多数枚プリントしても好ましい範囲のトナー帯電量及びトナー搬送量を確保することができ、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像を得ることができ現像ローラ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】
【００２７】
本発明は、下記構成を採ることにより達成される。
【００２８】
１．
導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層の表面に非磁性１成分現像剤を担持して非磁性１成分現像剤の薄層を形成し、この状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触せずに非磁性１成分現像剤の薄層から非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させ、該静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、
該被覆層の膜厚ｄｒと非磁性１成分現像剤の薄層の層厚ｄｔの関係が０．５≦ｄｒ／ｄｔ≦１．５であり、且つ被覆層の比誘電率εｒと非磁性１成分現像剤の比誘電率εｔの関係がεｔ−１≦εｒ≦εｔ＋４であることを特徴とする現像ローラ。
【００２９】
２．
現像ローラ上の非磁性１成分現像剤を帯電する帯電位置から静電潜像を可視化する現像位置まで現像ローラが移動する時間が１ｍｓｅｃ以上１００ｍｓｅｃ以下であり、且つ導電性シャフトの外径が５〜３０ｍｍ、被覆層の膜厚ｄｒが５μｍ≦ｄｒ≦２５μｍであることを特徴とする前記１に記載の現像ローラ。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の現像ローラは、トナー飛散を抑え、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像を得ることができ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】
【００３１】
本発明者らは、トナー飛散を抑え、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像が得られる現像ローラについて種々検討を行った。
【００３２】
検討の結果、
１．現像ローラの被覆層膜厚ｄｒと非磁性１成分現像剤薄層の層厚ｄｔの関係と、
２．現像ローラ被覆層の比誘電率εｒと非磁性１成分現像剤薄層の比誘電率εｔの関係を特定範囲に調整することにより上記問題を解決できることを見出した。
【００３３】
上記問題を解決できた理由は、
現像ローラの被覆層膜厚ｄｒと非磁性１成分現像剤薄層の層厚ｄｔの関係と、現像ローラ被覆層の比誘電率εｒと非磁性１成分現像剤薄層の比誘電率εｔの関係を特定範囲に調整することで、連続して５０００枚の多数枚プリントを行ってもトナーの帯電量とトナーの搬送量を好ましい範囲に制御できるようになったことで、結果としてトナー飛散を抑えられ、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像が得られるようになったものと推察している。
【００３４】
最初に、本発明の現像ローラを用いた現像装置の好ましい実施形態を挙げて説明する。
【００３５】
本発明の現像ローラを用いた現像装置は、例えば、以下の構成で使用される。
【００３６】
潜像保持体に間隔をおいて対向しつつ回転する現像ローラと、この現像ローラに圧接され、この圧接部を通過する非磁性１成分現像剤を規制することにより前記現像ローラの表面に現像剤層を形成する規制部材と、第１交流電圧に第１オフセット直流電圧を重畳した現像バイアスを前記現像ローラに印加する第１電圧印加手段と、第２交流電圧に第２オフセット直流電圧を重畳した規制バイアスを前記規制部材に印加する第２電圧印加手段とを備え、前記現像バイアスの振幅と前記規制バイアスの振幅とを異ならせるとともに、前記現像バイアスの波形の山部と前記規制バイアスの波形の山部を同期させ、且つ前記現像バイアスの波形の谷部と前記規制バイアスの波形の谷部を同期させるように前記現像バイアスと前記規制バイアスとを同一周期にしたものである。ここで、前記第１オフセット直流電圧と前記第２オフセット直流電圧は、接地電位即ち０ボルトの場合も含むものとする。
【００３７】
本発明に係る現像装置では、前記第１オフセット直流電圧と前記第２オフセット直流電圧とを異なる電位にしてもよい。
【００３８】
次に、本発明の現像ローラについて説明する。
【００３９】
本発明の現像ローラは、以下の特性を満足することを特徴とする。
【００４０】
現像ローラの被覆層膜厚をｄｒ、非磁性１成分現像剤薄層の層厚をｄｔとしたとき、ｄｒ／ｄｔが０．５≦ｄｒ／ｄｔ≦１．５、好ましくは０．６≦ｄｒ／ｄｔ≦１．３である。
【００４１】
また、現像ローラ被覆層の比誘電率をεｒ、非磁性１成分現像剤薄層の比誘電率をεｔとしたとき、εｒとεｔの関係がεｔ−１≦εｒ≦εｔ＋４、好ましくはεｔ−０．５≦εｒ≦εｔ＋２である。
【００４２】
本発明者らは、種々の材料の物性（例えば、比誘電率）、また、それらの材料を被覆層に用いた現像ローラの特性について鋭意検討した結果、前記のｄｒ／ｄｔ及びεｒとεｔの関係を満足させることで、安定したトナーの帯電量、トナーの搬送量を確保することができ、多数枚プリントしてもトナー飛散を抑えられ、高濃度でハーフトーン濃度部にムラが無く、細線再現性に優れたトナー画像が得られる現像ローラを提供できることを見出して本発明に至った。
【００４３】
ｄｒ／ｄｔ及びεｒとεｔの関係を上記範囲とすることで、規制バイアス印加時に被覆層での電荷リークが発生せず、被覆層が破壊されることなく、均一な非磁性１成分現像剤薄層が形成され、非磁性１成分現像剤の帯電量を安定にすることができる。
【００４４】
また、規制バイアスが被覆層で消費されることなく、非磁性１成分現像剤薄層への実効バイアスの低下もないため、トナー帯電量の低下が発生することがなくなる。
【００４５】
被覆層の比誘電率は、材料面では、樹脂の種類、架橋剤の種類、添加剤の種類（導電剤、絶縁材、及び荷電制御剤等）及びこれらの配合量等により決まる。製造面では、例えば、（１）塗料のコーティング被膜にて被覆層を形成する場合、添加剤の分散度、乾燥条件（塗膜の結晶化度及び架橋度等に影響し、それらの違いで比誘電率が変化する）等の管理、及び（２）チューブの被覆にて表面層を形成する場合、添加剤の配向性及び分散度等の管理が重要な制御要因である。
【００４６】
非磁性１成分現像剤の比誘電率も、材料面では、樹脂の種類、架橋剤の種類、添加剤の種類（導電剤、絶縁材、及び荷電制御剤等）及びこれらの配合量等により決まる。製造面では、例えば、重合トナーの場合、添加剤の分散度、粒子の作製条件等の管理、及び粉砕トナー場合、添加剤の分散度、混練条件等が重要な制御要因となる。
【００４７】
本発明の現像ローラは、非磁性１成分現像剤を帯電する位置から静電潜像を現像する位置までの時間が１００ｍｓｅｃ以下の高速プロセスにおいて、より効果が認められる。これは、プロセス速度の増加により規制バイアスが相対的に高めに設定されるためと考えられる。
【００４８】
また、導電性シャフトの外径は、５〜３０ｍｍが好ましく、１０〜２０ｍｍがより好ましい。
【００４９】
また、前記被覆層の膜厚ｄｒ（μｍ）は５≦ｄｒ≦２５が好ましく、１０≦ｄｒ≦２０がより好ましい。
【００５０】
次に、被覆層の膜厚と現像剤薄層の層厚、被覆層と現像剤の比誘電率の測定について説明する。
【００５１】
現像ローラの被覆層の膜厚は膜厚測定器を用いて測定することができる。膜厚測定器としては渦電流式膜厚計「ｆｉｓｃｈｅｒｓｃｏｐｅ」（ｆｉｓｃｈｅｒ社製）で測定したが、同様の測定精度を有する膜厚測定器であれば、測定器は問わない。
【００５２】
具体的には、上記測定器で、被覆層をランダムに１０点測定し、その平均値を被覆層の膜厚とする。
【００５３】
現像ローラ上に設ける非磁性１成分現像剤薄層の層厚は、顕微鏡観察により求めることができる。
【００５４】
具体的には、実際の画像形成装置に装填した現像装置を現像装置の断面方向より平行光を照射し、高速・高解像力カメラ（例えば、Ｐｈｏｔｏｒｏｎ社製：ＦＡＳＴＣＡＭ ＭＡＸにて撮影速度１００，０００（ＦＰＳ））により撮影し、現像部の挙動を可視化したものから計測で求める。
【００５５】
現像ローラ上に設ける非磁性１成分現像剤薄層の層厚ｄｔは、トナー粒子が数層程度に重なっている５〜２５μｍが好ましく、１０〜２０μｍがより好ましい。
【００５６】
被覆層の比誘電率は、「プレシジョンＬＣＲメーター（ＨＰ４２８４Ａ）」（ＨＰ１６４５１Ｂ 誘電体測定用電極使用）（ヒューレット・パッカード社製）を用い、印加電圧１Ｖ、周波数１ｋＨｚで測定した値である。
【００５７】
尚、測定試料は、アルミニウム基板上に被覆層溶液を乾燥膜厚２０μｍになるよう塗布・乾燥し被覆層を形成して作製した。
【００５８】
非磁性１成分現像剤の比誘電率は、トナー０．５〜０．７ｇを秤量し、３．４３Ｎ（３５０ｇ）の荷重を２分間かけて、直径２５ｍｍ、厚さ１ｍｍ以下（好ましくは、０．５〜０．９ｍｍ）の円盤状に成型し測定試料とし、この測定試料を直径２５ｍｍの誘電率測定治具（電極）を装着した「ＡＲＥＳ（レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製）」に装着し、固定する。その後、３．４３Ｎの荷重をかけた状態で、１Ｖの電圧を印加し、１×１０2〜１×１０6Ｈｚの周波数範囲で、３回測定しその平均値を算出した値である。
【００５９】
現像ローラの被覆層の膜厚は、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して求める。
【００６０】
被覆層の膜厚は、５〜２５μｍが好ましく、８〜２２μｍがより好ましい。この範囲とすることで非磁性１成分現像剤の帯電位置ａから静電潜像を可視化する現像位置ｂまでの時間が、１００ｍｓｅｃ以下と高速のプロセスに適用しても良好な結果が得られやすい。
【００６１】
現像ローラが移動する時間とは、以下に示す図３の非磁性１成分現像剤が規制ブレードにより帯電される帯電位置ａから感光体の静電潜像を可視化する現像位置ｂまで現像ローラが移動する時間のことである。本発明では、現像ローラが回転して帯電位置ａから現像位置ｂまで移動する時間が１ｍｓｅｃ以上１００ｍｓｅｃであることが好ましく、２０ｍｓｅｃ以上１００ｍｓｅｃであることがより好ましい。
【００６２】
非磁性１成分現像剤の帯電位置ａから静電潜像を可視化する現像位置ｂまで現像ローラが移動する時間は、現像ロール上の帯電位置ａと現像位置ｂを決め、帯電位置ａと現像位置ｂ間の距離と現像ローラ周速から求めることができる。
【００６３】
本発明の現像ローラは、導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成したものである。
【００６４】
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。
【００６５】
図１において、２５は現像ローラ、１１は導電性シャフト、１２は被覆層、１３は下層、１４上層を示す。
【００６６】
本発明の現像ローラは、図２（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２（ｂ）に示すようにシャフト１１に下層１３を設けその上に上層１４を設けた多層構成の被覆層１２のものでもよい。尚、下層層及び上層は各々複数層で形成されていても良い。
【００６７】
図２は、現像ローラの被覆層膜厚と非磁性１成分現像剤薄層の層厚の一例を示す断面概略図である。
【００６８】
図２において、１１は導電性シャフト、１２は被覆層、２０は非磁性１成分現像剤、２８は規制ブレード、ｄｒは被覆層の膜厚、ｄｔは非磁性１成分現像剤の薄層の層厚を示す。
【００６９】
次に、本発明の現像ローラを構成する材料について説明する。
【００７０】
《シャフト》
本発明で用いられるシャフトの外径は、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、体積固有抵抗が１×１０4Ω・ｃｍ以下の導電性材料で作製されたものが好ましい。代表的なものとして、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０３）、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の導電性金属を挙げることができる。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。なお、体積抵抗は公知の方法により測定することができる。
【００７１】
《被覆層》
本発明に係る導電性を有する被覆層は、樹脂成分と、電子導電剤、イオン導電剤、非導電性充填剤、架橋剤等の各種添加剤を適宜配合して得られる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。
【００７２】
尚、本発明でいう導電性を有する被覆層とは、体積抵抗が１×１０4〜１×１０10Ω・ｃｍのものである。被覆層の導電性は、被覆層中に配合する電子導電剤とイオン導電剤により付与される。なお、体積抵抗は公知の方法により測定することができる。
【００７３】
〈樹脂成分〉
被覆層の樹脂成分としては、比誘電率が２〜８のものが用いられ、具体的には、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、アクリル樹脂、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、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐摩耗性や弾性が得られる点から、ウレタン樹脂を用いることが特に好ましい。
【００７４】
ウレタン樹脂としては、例えば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たもの、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得たものや、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たものなどが挙げられる。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
ポリアミド樹脂としては、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あり、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、又はポリアミド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。
【００７８】
また、アクリル樹脂としては、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、これらの共重合体等が用いられる。
【００７９】
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。
【００８０】
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も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。
【００８１】
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。
【００８２】
〈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又は合金、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。
【００８３】
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、より好ましくは１０〜４０質量部の範囲において、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。
【００８４】
カーボンブラックの配合量を５０質量部以下とすると、現像ローラの導電性及びユニバーサル硬さが適切なものとなり、更に、被覆層内での分布の均一性が上がるため、導電性の均一性も向上する。一方、カーボンブラックの配合量を５質量部以上とすると、好ましいレベルの導電性を確保することができる。更に、添加したカーボンブラックを十分パーコレートすることが可能となり、導電性を安定させることができる。
【００８５】
〈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、ＫＣｌＯ4、ＣｕＣ12Ｍｇ（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、高級あるオ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。
【００８６】
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。
【００８７】
これにより、上記の抵抗領域で、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。
【００８８】
《現像ローラの作製》
被覆層をシャフトの外周面に形成する手段としては、上記構成材料を有機溶剤に溶解、分散等された塗布液をシャフト上に塗布する方法が有効に採用される。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、塗布液における各種添加剤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。塗布液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何れのものでもよく、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。
【００８９】
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、ロールコート又は刷毛塗りなどが挙げられるが、本発明はこの形成方法を特に限定するものではない。
【００９０】
なお、シヤフトとしては、前記のアルミニウム合金製を用い、外径が５〜３０ｍｍ、肉厚が０．８〜２．０の中空のスリーブに加工して用いることが好ましい。
【００９１】
被覆層の膜厚は、５〜２５μｍが好ましく、８〜２２μｍがより好ましい。被覆層の膜厚は、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。
【００９２】
次に、本発明で用いる非磁性１成分現像剤について説明する。
【００９３】
本発明でいう非磁性１成分現像剤とは、トナー中に磁性体を含まず、キャリアを用いずトナーのみで現像剤として用いることができる熱定着可能なトナーをいう。
【００９４】
トナーの比誘電率は、トナーを構成する樹脂、離型剤、着色剤等により変わるが、主成分として用いる樹脂の官能基をコントロールすることにより制御することが可能である。トナーを構成する樹脂としては、比誘電率が２〜４のものを用いることが好ましい。
【００９５】
トナーの製造方法は特に限定されず、公知の重合法や粉砕法により作製することができる。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３〜９μｍのものが好ましい。
【００９６】
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。
【００９７】
（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。
【００９８】
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等を用いることができる。
【００９９】
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−ジメチルスチレン等のスチレン系単量体およびその誘導体が挙げられる。
【０１００】
（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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
（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。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
これらは、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩ある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。
【０１１０】
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、および上記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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
（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。
【０１１３】
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、四臭化炭素およびスチレンダイマー等が使用される。
【０１１４】
（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。
【０１１５】
更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、更に重合時間の短縮が期待できる。
【０１１６】
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。
【０１１７】
（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無いが、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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
（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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
【０１２３】
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事が可能である。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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
（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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
（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、つ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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
なお、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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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無いが、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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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、つ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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
（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。
【０１４６】
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、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。
【０１４７】
（外添剤）
本発明のトナーには、流動性、帯電性の改良およ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無く、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。なお、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又はトナー粒子ということが多い。しかし、いずれもトナー又はトナー粒子ということもある。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシエルミキサー、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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
バッファ室２６にはトナー規制部材である規制ブレード２８が現像ローラ２５に圧接させた状態で配置されている。規制ブレード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規制ブレード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を更に設けることも可能である。
【０１６０】
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。
【０１６１】
ホッパ２７には非磁性１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３１が設けられている。回転体３１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３１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２８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３１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。
【０１６２】
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２８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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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、規制ブレード２８、補助ブレード２９により帯電、薄層化された後、潜像保持体との対向領域に搬送され、潜像保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。
【０１６５】
尚、トナー規制部材により現像ローラ上にトナーの薄層を形成する非磁性１成分現像方式においては、十分な画像濃度を得るために、現像ローラ上の非磁性１成分現像剤の薄層の層厚を現像ローラと感光体ドラム１０との対向空隙長よりも小さくし、いわゆる非接触現像方式とし、この空隙に交番電場を印加することが好ましい。感光体ドラム１０の表面と現像ローラ面には好ましくは５０〜５００μｍ、より好ましくは１００〜３００μｍの間隙を設けると良好なトナー画像が得られやすい。
【０１６６】
図３において、ａはトナーが帯電される位置（帯電位置）、ｂは帯電されたトナーが現像される位置（現像位置）を示す。
【０１６７】
非磁性１成分現像剤の帯電位置から静電潜像を現像する現像位置まで現像ローラが移動する時間とは、ａからｂまで現像ロールが回転して移動するのに要する時間のことである。
【０１６８】
また、図３に示すバイアス電源７により、現像ローラ２５と感光体ドラム１０との間に交番電場又は交番電場に直流電場を重畳した現像バイアスを印加することにより、現像ローラ上から感光体ドラム上へのトナー移動を容易にし、良質の画像を得ることができる。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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や、この感光体ドラム１０上に残留したトナーを掻き落すクリーナ１１２が設けられている。
【０１７１】
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２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０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２０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。
【０１７２】
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３０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。
【０１７３】
また、このフルカラー現像装置３０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３０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。
【０１７４】
そして、上記のようにレーザ走査光学系２０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３０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を感光体ドラム１０に接触させて、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、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。
【０１７５】
また、このフルカラー現像装置３０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。
【０１７６】
更に、前記のフルカラー現像装置３０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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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１１によって所定の電位に帯電させる。
【０１８１】
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２０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から前記のように規制ブレード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。
【０１８２】
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３０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２０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、更に同様にして、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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【実施例】
【０１８５】
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。
【０１８６】
現像ローラの作製
《シャフトの準備》
現像ローラのシャフトとして、外径と肉厚が異なるアルミニウム製スリーブの両端にフランジを装着した中空筒状の「シャフト１〜５」を準備した。
【０１８７】
「シャフト１」外径４ｍｍ、肉厚１ｍｍ
「シャフト２」外径５．５ｍｍ、肉厚１ｍｍ
「シャフト３」外径１６ｍｍ、肉厚１ｍｍ
「シャフト１」外径２８ｍｍ、肉厚１ｍｍ
「シャフト１」外径３２ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ
《現像ローラの作製》
〈現像ローラ１の作製〉
（被覆層形成用塗布液１の調製）
メタノール５００質量部に、フェノール樹脂（ＳＵＭＩＬＩＴＥＲＥＳＩＮ Ｓ−１：住友ベークライト社製）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）２０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部及び体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液１」とする。
【０１８８】
（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。
【０１８９】
〈現像ローラ２の作製〉
（被覆層形成用塗布液２の調製）
メチルエチルケトン５００質量部に、ウレタン樹脂（ニッポラン５１９９：日本ポリウレタン社製）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）３０質量部、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液２」とする。
【０１９０】
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液２」を「シャフト１」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２５μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ２」を作製した。
【０１９１】
〈現像ローラ３の作製〉
現像ローラ２の作製においてシャフト１を「シャフト２」に変更した以外は同様にして「現像ローラ３」を作製した。
【０１９２】
〈現像ローラ４の作製〉
現像ローラ２の作製においてシャフト１を「シャフト３」に変更した以外は同様にして「現像ローラ４」を作製した。
【０１９３】
〈現像ローラ５の作製〉
現像ローラ２の作製においてシャフト１を「シャフト４」に変更した以外は同様にして「現像ローラ５」を作製した。
【０１９４】
〈現像ローラ６の作製〉
現像ローラ２の作製においてシャフト１を「シャフト５」に変更した以外は同様にして「現像ローラ６」を作製した。
【０１９５】
〈現像ローラ７の作製〉
（被覆層形成用塗布液３の調製）
メチルエチルケトン１０００質量部に、ｎ−ブチル化尿素樹脂ウレタン樹脂（ユーバン１０Ｓ−６０：三井東圧化学社製）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）３０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部及び体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液３」とする。
【０１９６】
「被覆層形成用塗布液３」を「シャフト３」の外周面にスプレー塗布した後、１３０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が８μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ７」を作製した。
【０１９７】
〈現像ローラ８の作製〉
（被覆層形成用塗布液４の調製）
トルエン１０００質量部に、ポリスチレン系樹脂（クインタック ３４２１：日本ゼオン社製）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、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部及び体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液４」とする。
【０１９８】
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液４」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５μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ８」を作製した。
【０１９９】
〈現像ローラ９の作製〉
（被覆層形成用塗布液５の調製）
メチルエチルケトン５００質量部に、ｎ−ブチル化尿素樹脂ウレタン樹脂（ユーバン１０Ｓ−６０：三井東圧化学社製）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）３０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部及び体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液５」とする。
【０２００】
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液３」を「シャフト３」の外周面にスプレー塗布した後、１３０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が３０μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ９」を作製した。
【０２０１】
〈現像ローラ１０の作製〉
（被覆層形成用塗布液６の調製）
トルエン２０００質量部に、フッ素樹脂「ザフロン ＦＣ−２２０：東亜合成社製）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、テトラメチルアンモニウムクロライド１．０質量部及び体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）２０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０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を調製した。これを「被覆層形成用塗布液６」とする。
【０２０２】
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液６」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４μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ１０」を作製した。
【０２０３】
表１に、現像ローラの作製に用いたシャフト、被覆層を形成する樹脂、得られた現像ローラの被覆層膜厚ｄｒを示す。
【０２０４】
【表１】
【０２０５】
《非磁性１成分現像剤の作製》
非磁性１成分現像剤として以下の特性を有する「トナー１〜５」を作製した。
【０２０６】
〈トナー１〉
（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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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Ｋ」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Ｋ」を調製した。「着色剤分散液Ｋ」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１Ｋ」の作製
温度センサ、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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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１Ｋ」を生成した。
（４）トナーの作製
上記「着色粒子１Ｋ」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。これおを「トナー１」とした。得られたトナーの比誘電率は４．０、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は６．０μｍであった。
【０２１１】
〈トナー２〉
トナー１の作製において用いた、スチレン１１５．１質量部を１００質量部、ｎ−ブチルアクリレート４２．０質量部を５２．０質量部に変更した以外は同様にして「トナー２」を作製した。得られたトナーの比誘電率は３．８、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は６．０μｍであった。
【０２１２】
〈トナー３〉
トナー１の作製において用いた、スチレン１１５．１質量部を８０質量部、ｎ−ブチルアクリレート４２．０質量部を６０．０質量部に変更した以外は同様にして「トナー３」を作製した。得られたトナーの比誘電率は３．６、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は６．０μｍであった。
【０２１３】
〈トナー４〉
スチレン−ｎブチルアクリレート共重合体樹脂１００ｋ質量部とカーボンブラック１０ｋ質量部とポリプロピレン４質量部とからなるトナー原材料をヘンシェルミキサーにより予備混合し、二軸押出機にて溶融混練し、ハンマーミルにて粗粉砕し、ジェット式粉砕機にて粉砕し、粉砕粒子を得た。得られた粒子を風力分級機にて分級を行い、「着色粒子４」を作製した。
【０２１４】
上記で作製した「着色粒子４」に、疎水性シリカ（数平均一次粒子径＝１２ｎｍ）を１質量％、疎水性チタニア（数平均一次粒子径＝２０ｎｍ）を０．３質量％添加し、「ヘンシェルミキサー（三井三池化工社製）」により混合し「トナー４」を作製した。得られたトナーの比誘電率は２．８、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は８．０μｍであった。
【０２１５】
〈トナー５〉
トナー４の作製において用いたスチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体樹脂を、ポリエステル樹脂に変更した以外は同様にして「トナー５」を作製した。得られたトナーの比誘電率は３．３、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）は８．０μｍであった。
【０２１６】
表２に、トナーの作製方法、トナーを構成する樹脂、比誘電率、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）を示す。
【０２１７】
【表２】
【０２１８】
《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）」を用い、現像装置を表３に示す条件（現像ローラ、現像剤薄層の層厚、現像剤の帯電位置から現像位置までの時間）が得られるように改造して装着し、上記で作製した現像ローラと準備したトナーを順次装着、装填し、常温常湿（２０℃、５５％ＲＨ）環境で連続５０００枚プリントして行った。
【０２１９】
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を評価した。
【０２２０】
その後、画像率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。
【０２２１】
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を評価した。
【０２２２】
尚、現像剤の帯電位置から現像位置までの時間の変更は、潜像保持体と現像ローラの回転速度（プロセススピード）を変えることにより行った。
【０２２３】
表３に、現像剤薄層の層厚、現像剤の帯電位置から現像位置までの時間、評価に用いた現像ローラ、トナー等を示す。
【０２２４】
【表３】
【０２２５】
〈帯電量〉
帯電量は、下記に示す吸引式の帯電量測定装置により測定した。
【０２２６】
測定方法
１．濾紙（Ｔ１００Ａ０４７Ａ：アドバンテック社製）を装着したトナー捕集ユニットの質量：Ｗ１（ｇ）を分析用天秤（ｃｐ２２４Ｓ型：ザルトリウス社製）により測定する。
【０２２７】
２．トナー捕集ユニットを吸引ポンプに装着する。
【０２２８】
３．トナーカートリッジ中の現像ローラ表面の約７ｃｍ2の領域にあるトナーを吸引ポンプによって濾紙上に捕集し、トナー捕集ユニットに移行した捕集トナーの持つ電荷量：Ｑ（μＣ）をデジタルエレクトロメーター（Ｒ８２５２型：エーディーシー社製）の電荷量測定モードにより求める。
【０２２９】
４．トナー捕集ユニットを吸引ポンプから取り外し、トナー捕集後のトナー捕集ユニットの質量：Ｗ２（ｇ）を測定する。
【０２３０】
５．式１によってトナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を求める。
【０２３１】
式１ 帯電量＝Ｑ／Ｍ＝Ｑ／（Ｗ２−Ｗ１）
尚、帯電量は、初期及び５０００プリント後共に、２５〜３５μＣ／ｇを合格とした。
【０２３２】
〈画像濃度〉
画像濃度は、初期と５０００枚プリント後、べた黒画像をプリントし、黒画像部の画像濃度を測定し評価した。尚、画像濃度は反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」を用いて１２点測定しその平均値を画像濃度とした。
【０２３３】
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。
【０２３４】
〈ハーフトーン画像ムラ〉
ハーフトーン画像ムラの評価は、５０００枚プリント終了後、画像濃度０．３のハーフトーン画像をプリントし、ハーフトーン画像のムラを目視と反射濃度を測定して評価した。尚、反射濃度は反射濃度計「ＲＤ−９１８（マクベス社製）」を用いて１２点測定しその平均値を反射濃度とした。
【０２３５】
評価基準
◎：ハーフトーン画像がクリアに再現されており、全く画像ムラが発生せず良好
○：ハーフトーン画像に反射濃度で０．０２〜０．０４の濃度差があるが、画像ムラの境界がはっきりせず、注視しないと画像ムラに気付かず実用上問題なし
×：ハーフトーン画像に明朗に画像ムラが発生し、実用上問題あり。
【０２３６】
〈細線再現性〉
細線再現性は、５０００枚プリント終了後、１ｍｍ幅に８本、５本の黒線が引かれた原稿をプリントし、何本まで解像できているかを目視で評価した。
【０２３７】
評価基準
◎：８本／ｍｍまで解像でき、細線の再現性が良好
○：５本／ｍｍまで解像でき、細線の再現性がまず良好で実用上問題なし
×：５本／ｍｍを解像できす、細線の再現性が悪く実用上問題あり。
【０２３８】
〈トナー飛散〉
トナー飛散の評価は、５０００枚プリント終了後に現像器周辺のトナーこぼれとトナー飛散による機内汚れ状態を目視で観察した結果と、トナー飛散によるプリント画像の欠陥を目視で評価した結果で行った。
【０２３９】
評価基準
◎：トナーこぼれ、トナー飛散による機内汚れ全くなく、トナー飛散によるプリント画像の欠陥もなし
○：軽微なトナーこぼれ、トナー飛散による機内汚れはあるが、トナー飛散によるプリント画像の欠陥が無く、実用上問題無いレベル
×：トナーこぼれ、トナー飛散による機内汚れがひどく、トナー飛散によるプリント画像の欠陥が認められ、実用上問題となるレベル。
【０２４０】
表４に、現像剤の帯電量と評価結果を示す。
【０２４１】
【表４】
【０２４２】
表４の結果から、本発明の実施例１〜１３で用いた「現像ローラ１〜８」は帯電量が好ましい範囲内にあり、且つ評価結果も良好であることが判る。しかし、本発明外の比較例１〜４で用いた「現像ローラ９、１０」は帯電量が好ましい範囲より低く、且つ少なくとも何れかの評価結果に問題があることが判る。
【０２４３】
更に、現像剤の帯電位置から現像位置までの時間を１５０ｍｓｅｃと低速プロセス、１００ｍｓｅｃ以下と高速プロセスにおいても、高濃度でハーフトーン画像のムラ、細線再現性が良好なトナー画像を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【０２４４】
【図１】本発明の現像ローラの層構成の一例を示す断面模式図である。
【図２】現像ローラの被覆層膜厚と非磁性１成分現像剤薄層の層厚の一例を示す断面概略図である。
【図３】本発明の現像ローラが装着して用いられる非磁性１成分現像剤用現像器の一例を説明する概要断面図である。
【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】
【０２４５】
１０ 感光体ドラム
２０ 現像装置
２５ 現像ローラ
２６ バッファ室
２７ ホッパ２７
２８ 規制ブレード
２９ 補助ブレード
３０ 供給ローラ
Ｔ トナー
３１ 回転体
３２ 通路
３２１ 弁
３２２ 規制部材
ａ 帯電位置
ｂ 現像位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層の表面に非磁性１成分現像剤を担持して非磁性１成分現像剤の薄層を形成し、この状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触せずに非磁性１成分現像剤の薄層から非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させ、該静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、
該被覆層の膜厚ｄｒと非磁性１成分現像剤の薄層の層厚ｄｔの関係が０．５≦ｄｒ／ｄｔ≦１．５であり、且つ被覆層の比誘電率εｒと非磁性１成分現像剤の比誘電率εｔの関係がεｔ−１≦εｒ≦εｔ＋４であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
現像ローラ上の非磁性１成分現像剤を帯電する帯電位置から静電潜像を可視化する現像位置まで現像ローラが移動する時間が１ｍｓｅｃ以上１００ｍｓｅｃ以下であり、且つ導電性シャフトの外径が５〜３０ｍｍ、被覆層の膜厚ｄｒが５μｍ≦ｄｒ≦２５μｍであ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１】
導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層の表面に非磁性１成分現像剤を担持して非磁性１成分現像剤の薄層を形成し、この状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触せずに非磁性１成分現像剤の薄層から非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させ、該静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、
該被覆層の膜厚ｄｒと非磁性１成分現像剤の薄層の層厚ｄｔの関係が０．５≦ｄｒ／ｄｔ≦１．５であり、且つ被覆層の比誘電率εｒと非磁性１成分現像剤の比誘電率εｔの関係がεｔ−１≦εｒ≦εｔ＋４であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
現像ローラ上の非磁性１成分現像剤を帯電する帯電位置から静電潜像を可視化する現像位置まで現像ローラが移動する時間が１ｍｓｅｃ以上１００ｍｓｅｃ以下であり、且つ導電性シャフトの外径が５〜３０ｍｍ、被覆層の膜厚ｄｒが５μｍ≦ｄｒ≦２５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−７６４６２（Ｐ２００８−７６４６２Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５２４０３（Ｐ２００６−２５２４０３）
【出願日】平成１８年９月１９日（２００６．９．１９）
【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４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１９日（２００６．９．１９）
【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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