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JP2004126238A - Developer carrier, developing device and process cartridge - Google Patents

Developer carrier, developing device and process cartridge Download PDF

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JP2004126238A
JP2004126238A JP2002290395A JP2002290395A JP2004126238A JP 2004126238 A JP2004126238 A JP 2004126238A JP 2002290395 A JP2002290395 A JP 2002290395A JP 2002290395 A JP2002290395 A JP 2002290395A JP 2004126238 A JP2004126238 A JP 2004126238A
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JP
Japan
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developer
resin
toner
mass
coating layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002290395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhide Goseki
後関 康秀
Masayoshi Shimamura
嶋村 正良
Kenji Fujishima
藤島 健司
Kazunori Saiki
齊木 一紀
Naoki Okamoto
岡本 直樹
Satoshi Otake
大竹 智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2002290395A priority Critical patent/JP2004126238A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developer carrier which secures developer carrying ability over a long term and yields a high-quality image. <P>SOLUTION: The developer carrier used for the developing device where a latent image formed on an electrostatic latent image carrier is developed to be a visible image with developer carried and fed by the developer carrier has at least base substance and a resin covering layer formed on the surface of the base substance. The resin covering layer incorporates at least resin and boric acid aluminum granular substance dispersed in the resin. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基体上の樹脂被覆層に改良が加えられた現像剤担持体と、これを用いる現像装置と及びプロセスカートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては多数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により静電潜像担持体(感光体)上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像を現像剤(トナー)で現像を行って可視像化し、必要に応じて紙などの転写材にトナー像を転写した後、熱・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して顕画像を得るものである。電子写真法における乾式現像方式は、主として一成分現像方式と二成分現像方式に分けられる。
【0003】
二成分現像方法は、トナーとキャリアを撹拌することにより、おのおのを摩擦帯電させ、この帯電したトナーを用いて静電潜像を可視像化する。この方法に属するものには、トナーを搬送するキャリアの種類により、鉄粉などの磁性を有する材料を用いる磁気ブラシ法、ビーズキャリアを用いるカースケート法、ファーを用いるファーブラシ法等と称されている。中でも一般的に用いられるのは磁気ブラシ法である。
【0004】
また、一成分現像方法に属するものには、トナー粒子を噴霧状態にして用いるパウダークラウド法、可撓性または弾性を有する現像剤担持体上のトナー粒子を直接的に静電潜像面に接触させて現像する接触現像法、トナー粒子を静電潜像面に直接接触させずトナー粒子を静電潜像と現像剤担持体問の電界の作用により潜像面に向けて飛翔させるジャンピング現像法、磁性の導電性トナーを静電潜像面に接触させて現像するマグネドライ法等があるが、接触現像法、ジャンピング現像法が一般的には用いられている。
【0005】
これらの現像方法に適用するトナーとしては、従来より、天然あるいは合成樹脂中に着色剤を分散させた微粉体が使用されている。例えば、スチレン−アクリル樹脂やポリエステル樹脂等の結着樹脂中に各種顔料、染料、カーボンブラック、酸化鉄等の着色粒子を分散させたものを、平均粒径が4〜15μm程度に微粒子化させたものがトナーとして用いられる。
【0006】
トナーは、現像される静電潜像の極性および現像プロセスに応じて、所定の正または負の電荷を有する必要がある。トナーに電荷を持たせる方法としては、トナーの結着樹脂の摩擦帯電性を利用する方法、トナーに添加する各種粒子に摩擦帯電性を持たせる方法が一般的であり、特に荷電制御剤と称される特定物質をトナー中に添加することが一般的である。これらのトナーは、通常、現像装置に用いられる各種部材と接触することにより摩擦電荷を生ずる。主な部材としては、二成分現像剤においてはキャリアであり、現像スリーブ等の影響も受け得る。また、一成分現像剤においては、主に現像スリーブや現像剤規制ブレードとの作用により摩擦電荷を生ずる。他にもそれぞれ、現像剤供給部材、撹拌部材、搬送部材、現像剤容器等も、摩擦帯電に関係し得る。
【0007】
一般的に現像プロセスにおいて、トナーに適正な電荷を持たせようとする場合、まず第一は、トナーが十分摩擦帯電可能な材料から構成されている、つまり、結着樹脂、添加剤、荷電制御剤として適切な材料が選択されているかどうかが挙げられる。しかしながら、トナー成分の大半を占める結着樹脂は、現像のみでなく定着工程において重要な役割を担わせられるため、摩擦帯電ばかりを重視した材料を選択しうるわけではない。近年、省エネルギーの観点から、より低温または低消費電力で定着させる技術が要求されている。トナーにおいては、定着性を重視した結着樹脂は、帯電性に劣る場合が多い。例えば、低エネルギーでトナーを定着させるための材料選択として、結着樹脂のTg(ガラス転移点)や結着樹脂の分子量分布において低分子量成分を増やすという方法があるが、このような結着樹脂は通常、帯電性に劣ることが多い。またトナーには定着工程における耐オフセット性の向上のため、また樹脂の可塑効果を高めて定着性を向上させる等の目的で所謂ワックス類を添加する場合が多いが、これらのワックス類に関しても現像性に関しては悪い方向の特性を与えやすい。また、荷電制御剤をトナー中に添加し、摩擦帯電性を向上させるわけであるが、荷電制御剤の多くは染料や顔料であるので、トナー中に多量に添加すると、トナー製造工程においてトナー粒子から遊離したり、トナー表面に存在したりする荷電制御剤により、感光ドラム、帯電部材、現像スリーブ、規制ブレード等の部材を汚染しやすい。
【0008】
トナーに摩擦帯電電荷を持たせる手段の第二として、摩擦帯電付与部材に適切な材料を選択し用いる。トナー材料と摩擦帯電付与部材材料の適切な組み合わせにより、トナーの摩擦帯電電荷のバランスをとる方法も数多く提案されている。
【0009】
二成分現像剤としての摩擦帯電付与部材である磁気ブラシ用のキャリアとしては、かつては鉄粉がそのまま用いられていたが、近年、トナーの摩擦帯電量を調整するために、磁性材料としての鉄粉やフェライト等を用いたキャリア用芯材に対し、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂等を主成分とするコート剤を表面に塗布して用いられることが多い。
【0010】
また、一成分現像剤においては、現像装置において、トナーが現像スリーブ−規制ブレード間を通過し、薄層化される際に現像スリーブおよび規制ブレードに接触することから、これらの部材がトナーの摩擦帯電に影響を与える。また一成分磁性トナーの場合、磁力の作用によりスリーブ上を移動しこの間、現像スリーブとの接触機会を持つことから現像スリーブ側にかかるウエイトが大きい。
【0011】
規制ブレードとしては、規制ブレードと現像スリーブ間に狭い間隙を有しトナーの搬送量を規制するタイプ、規制ブレードが現像スリーブに弾性的に接触して規制を行うタイプ等があり、一般的には、金属、ゴムなどの材料が用いられる。現像スリーブに弾性的に接触させる場合にはウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴムやリン青銅やステンレスの板材が用いられる。また、トナーとの摩擦帯電性を考慮して、例えばトナーに負帯電性を与える際には正帯電性のナイロン系のエラストマーをトナーと接触する表層に用いてトナーの電荷を持たせやすくするなどの方法がとられる。これらの摩擦帯電材料は、直接ブレード状に加工されたり、板材にチップとして貼り付けたり、樹脂コートするなりして用いられる。
【0012】
次に、現像スリーブ(現像剤担持体)について説明する。
【0013】
現像剤担持体を潜像担持体に直接接触させ現像を行う、いわゆる接触現象方法においては、一般的にはステンレス等の金属の主軸に、ウレタンゴム、EPDMゴム、シリコーンゴム等の弾性体を円筒状に成型したものや、アルミニウムやステンレスの円筒部材の表面にエラストマーの層を形成したものが用いられる。これらの場合、いわゆるゴムの中には、可塑剤、加硫剤、離型剤、低分子量成分等の不純物が含まれており、これが潜像担持体や現像剤層形成部材と接触した際に、ブリードしてこれらの部材および画像に悪影響を及ぼすことから、ゴム層の表面に、バリアー層、保護層などの層を設け上記悪影響を防止する。さらには、最表面に、離型性の良い材料やトナーに摩擦電荷を与えやすい樹脂で表面層を形成することも知られている。
【0014】
非接触型の現像に用いられる現像スリーブは、従来より、例えば金属、その合金またはその化合物を円柱又は円筒状に形成し、その表面を電解、メッキ、ブラスト、ヤスリがけ等で所定の表面粗さになるように処理したものが用いられる。一成分磁性現像剤を用いる場合には、円筒内に所定の磁力および磁極構成を有する磁石が配置される。二成分の磁気ブラシ現像装置においても同様の現像スリーブが用いられている。
【0015】
しかし、上記のような表面を有する現像スリーブを用いた場合、規制部材によって現像剤担持体表面に形成される現像剤層中の現像剤担持体表面近傍に存在する現像剤は非常に高い電荷を有することとなり、担持体表面に強烈に引きつけられてしまい、これにより後からくるトナーと担持体との摩擦機会が持てなくなるため、現像剤に好適な帯電が与えられなくなる、いわゆるチャージアップ現象を引き起こす。この様な状況では、十分な現像および転写は行われず、画像濃度が出ない、画像ムラのある、文字飛び散りの多い画像になってしまう。この様な過剰な電荷を有する現像剤の発生や、現像剤の強固な付着を防止するため、摩擦帯電可能な樹脂中にカーボンブラック、グラファイトの如き導電性物質や固体潤滑剤を分散させた皮膜を上記現像剤担持体基体上に形成する方法が、特許文献1等に開示されている。
【0016】
現像スリーブは、トナーに適正な電荷を付与する機能以外に、現像スリーブ上に層形成されたトナー又は現像剤を安定的に且つ均一に現像領域へと搬送する役割も果たす。現像スリーブ上のトナー搬送量は、もちろん現像剤層形成部における規制の強さ、トナーとスリーブ間の帯電によるクーロン力、マグネットの磁力構成などの影響を受けるが、現像スリーブの表固形状による影響がかなり大きいことが従来より知られている。従って、現像スリーブ表面の形状が繰り返しの使用により変化してしまうと、現像剤の搬送量が変化してしまい現像性その他に様々な支障をきたすようになる。上記の様に、カーボンブラックやグラファイトを添加した樹脂コートスリーブにおいては、それほど耐久性の要求されない低容量のカートリッジでは十分な性能を得られるが、高耐久枚数が要求される場合には削れによる表面粗さ変化が問題となる。
【0017】
特許文献2には、現像スリーブ表面の凹凸を形成する材料として球状の微粒子を添加する提案がなされている。球状の粒子を添加する方法は、均一な表面形状を形成する手段としては良好な手段である。しかしながら長期にわたる使用やスリーブ表面に強いストレスのかかる現像方法においては、上記技術において開示されているような樹脂粒子を用いた場合、耐久による削れにより表面粗さの低下、トナー付着などの不具合が発生しやすい。現像スリーブ上の樹脂層の強度を上げる方法としては、特許文献3や特許文献4等に、チタン酸カリウムウイスカー等の繊維状物質を高分子物質中に添加する技術が開示されている。これらの繊維状物質を添加する方法は樹脂層の強度を上げる方法としては良好な方法であるが、繊維状物質は、形状はかなり不定で粒子サイズをコントロールしにくく、かつ分散も難しいため、これにより表面を形成した場合、均一な表面形状が作り難いという欠点を有する。特許文献5には耐久性を向上させる、球状粒子を添加する技術として真密度が3以下の導電性球状粒子を添加した樹脂層を形成する技術が開示されている。前記方法によれば、表面樹脂層に耐久性はかなり向上するが、一成分磁性現像においても更に強いストレスのかかる高速複写機の現像装置や鉄、フエライトのような比重の大きいキャリアを用いた二成分現像の現像装置に適用した場合には、その要求される耐久性を満足できない場合がある。特許文献6には、球状粒子と繊維状物質を共用し、両者の良い部分を得ようという技術が開示されている。しかしながら前述のように繊維状物質は取り扱い上難しい部分がある。特許文献7には凹凸付与物質として高硬度のシリカ系材料が開示され、さらに特許文献8には、無機物質として2種類の粒径を有するシリカを添加する技術が開示されている。シリカ系の材料は樹脂との相容性があまり良くなく、樹脂層を形成した場合脆くなりやすく、また表面に露出しやすい。またトナーとの帯電性が高いので表面に露出した場合、チャージアップ現象を起こしやすい。特許文献9には、導電性の金属酸化物として酸化鉄を含有させる方法が開示されるが、一般的な金属酸化物は真密度が大きいものが多く、樹脂中で沈殿しやすく、樹脂層中での分散が悪くなりやすい。
【0018】
また、キャリアを用いた二成分現像装置用の現像スリーブは、安価なアルミニウム円筒管を用いた場合摩耗が大きいため、従来よりステンレス製の円筒管を用いる場合がほとんどであった。しかしながら、ステンレスを用いた場合でもその表面のブラストによる凹凸が、繰り返しの使用で摩耗し平滑化してきてしまい、現像剤の搬送性が低下してきてしまう。
【0019】
【特許文献1】
特開平01−277265号公報
【特許文献2】
特開平03−200986号公報
【特許文献3】
特開昭60−230175号公報
【特許文献4】
特開昭63−314576号公報
【特許文献5】
特開平08−240981号公報
【特許文献6】
特開平10−186839号公報
【特許文献7】
特開平04−078881号公報
【特許文献8】
特開平07−306586号公報
【特許文献9】
特開平01−142563号公報
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
このように、現像スリーブにおいては、現像剤に対する摩擦帯電付与性が良好である材料構成をとることは勿論のこと、繰り返しの使用においてもトナー等による汚染がおこりにくく、長期にわたっても表面形状が変化しにくく均一な表面粗さを有し、トナーに対して安定した摩擦帯電特性を有することが要求される。
【0021】
また同様に現像剤搬送性が長期にわたり確保されるような構成が要求される。
【0022】
更には、この耐久性を低コストで実現できる技術が要求される。例えばより具体的には、二成分現像装置においては、鉄やフェライトのキャリアによるスリーブに対して強い力のかかるキャリアを用いてもスリーブ表層の摩耗が小さく、表面粗さの変化も小さく、且つスリーブ表面の汚染も発生せず、現像剤の搬送性が安定することが要求され、これを達成することで現像剤搬送量の低下による濃度低下、カブリ等の画質低下を防ぐことが可能となる。また基体として安価なアルミニウム円筒管を用いることで、一般的に高価な二成分現像装置のコストを下げることが可能となる。
【0023】
一成分磁性現像剤を用いた高速機においては、現像スリーブが安定したトナーに対する摩擦帯電付与特性を有すると共に、スリーブ表層の摩耗が小さくて表面粗さの変化が小さく、且つスリーブ表面の汚染も発生せず、ゴースト、ムラ、ブロッチ、カブリ等の基本的な画質を損なわずに、何十万、何百万枚の高画質な画像の出力を現像装置、現像剤あるいは現像スリーブ等の交換なしに達成することが要求される。
【0024】
また現像剤規制ブレードや現像剤剥ぎ取り供給部材等が現像スリーブに強く圧接するような現像装置においては、圧接による現像スリーブ表面の摩耗を防止でき且つトナー汚染や融着を防止して現像スリーブ表面の形状や表面の材料構成を安定化させ、ゴースト、ムラ、ブロッチ、カブリ等のない、高精細な画像を提供し続けることのできる現像スリーブや現像装置が求められている。
【0025】
すなわち、本発明の目的は、上記要求を達成することにできる現像スリーブおよびそれを用いた現像装置、およびプロセスカートリッジを提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明とは、静電潜像担持体上に形成された潜像を現像剤担持体により担持搬送された現像剤により現像し、可視像化する現像装置に用いられる現像剤担持体において、該現像剤担持体は、少なくとも基体および該基体表面に形成された樹脂被覆層を有し、該樹脂被覆層は、少なくとも樹脂および該樹脂中に分散されたホウ酸アルミニウム粒状物を含有することを特徴とする現像剤担持体である。
【0027】
該樹脂被覆層は、導電性を有し、該導電性は、導電剤を該樹脂被覆層中に含有することによりにより付与される現像剤担持体であることが好ましく、実施形態によっては、該樹脂被覆層中に、さらに潤滑性微粉末を含有する現像剤担持体であることがより好ましい。樹脂被覆層外表面は、中心線平均粗さRaが0.3〜3.5μm程度の表面凹凸を有することが好ましい。
【0028】
樹脂被覆層の外表面に凹凸を有する好ましい様態としては、該凹凸が主として上記ホウ酸アルミニウム粒状物の添加により形成されるものが一つの様態であり、この場合上記ホウ酸アルミニウム粒状物が個数平均粒径で0.3〜30μmであることにより好ましい表面粗さを有し易い。また、ホウ酸アルミニウム粒状物は、有機処理されていることも好ましい形態である。
【0029】
さらには、表面凹凸が形成されうる別の固体粒子が樹脂中に添加され、該樹脂被覆層の外表面の凹凸が、主として更に添加された別の固体粒子により形成され、上記ホウ酸アルミニウム粒状物の凹凸付与への寄与は別の固体粒子よりも少ないもしくはほとんどないか、もしくは別の固体粒子か大き目の凹凸を形成し、ホウ酸アルミニウム粒状物は、より微小な凹凸を形成している様態が挙げられる。この場合、更に添加された固体粒子の個数平均粒径は0.3〜30μmであることにより好ましい表面粗さを有し易い。
【0030】
また、上記樹脂被覆層の外表面の凹凸は、主として上記ホウ酸アルミニウム粒状物および更に添加された別の固体粒子の双方により形成される形態も好ましい。
【0031】
また更に上記目的を達成するための本発明とは、少なくとも現像剤を収容する容器と該容器に貯蔵された現像剤を担持搬送する現像剤担持体を有し、現像剤層厚規制部材により該現像剤担持体上に現像剤層を形成しながら潜像担持体と対向する現像領域へと搬送し、該潜像担持体上の潜像を現像剤により現像し可視像化する現像装置において、上記の現像剤担持体が用いられることを特徴とする現像装置であり、
現像剤が非磁性一成分現像剤であり、層厚規制部材がトナーを介して現像剤担持体に接触または圧接している現像装置や、
現像剤担持体は基体内部に磁石が内蔵された現像装置であり、現像剤が磁性一成分現像剤であるもの、その場合の層厚規制部材としては非磁性部材であり、トナーを介して現像剤担持体に接触または圧接しているものや、層厚規制部材が非磁性または磁性の部材であり、現像剤担持体に微小間隙を持って配置されている構成の現像装置、更には現像剤担持体は基体内部に磁石が内蔵されており、現像剤がトナー及びキャリアを有する二成分現像剤である現像装置として提供される。
【0032】
更に上記目的を達成するための本発明とは、i)静電荷潜像を保持するための静電潜像保持体、及び(ii)該静電荷潜像を現像領域で現像剤によって現像画像とするための現像手段を少なくとも一体的に有する画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、現像装置が前記の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジであり、静電潜像保持体が、電子写真用感光体であることが好ましく、静電潜像保持体としての電子写真感光体及び現像手段に加えて、更にクリーニング手段又は一次帯電手段の少なくとも一方が一体的にカートリッジ化されていることも好ましい。
【0033】
【発明の実施の形態】
本発明は、現像剤担持体表面の樹脂被覆層が少なくとも結着樹脂および該結着樹脂中に分散された粒子状のホウ酸アルミニウムからなる。
【0034】
一般的にホウ酸アルミニウムはnAl・mBの式で表わされ、9Al・2B、2Al・B、Al・B等の存在が確認されている。本来ホウ酸塩は含まれる全ての酸素がホウ素と共有結合し、BO 3−(オルトホウ酸イオン)、(BO2−)連続鎖(メタホウ酸イオン)のようなイオン団またはイオンネットワークを構成し、これを中和する形でNa、Ca2+のようなカチオンがホウ酸イオンの酸素に配位するような構造をとるのが通常である。これに対し、9Al・2Bは、ホウ素がアルミニウムと酸素で形成されるネットワークの中に完全に組み込まれており、ホウ酸塩というより、アルミニウムとホウ素の複合酸化物という方が適切である。
【0035】
ホウ酸アルミニウムには、粒状のものとウィスカー状のものが上市されているが、本発明者らの検討の結果、どちらを用いても基体上に形成される樹脂被覆層の強度(耐削れ性)は向上することがわかったが、表面の凹凸に関して見たところ、粒状物の方がウィスカーに比べ均一な凹凸を形成でき、現像剤担持体による現像剤の搬送量も均一でありそれに伴い現像剤の摩擦帯電量も安定することが判った。すなわち、ウィスカーを用いても表面の凹凸は形成され、凹凸があるだけですむようなプロセスにおいては流用可能であるが、例えば現像剤担持体上の現像剤を薄層化して用いる現像方法のように、より高精細な画像を供給するためのより高精度なプロセスにおいては、現像剤担持体の被覆層表面および被覆層全体にわたり均一性を保てるという点で粒子状物の方が好ましい。
【0036】
ホウ酸アルミニウム粒子は、酸化アルミニウム成分と酸化ホウ素成分を混合し、800〜1300℃程度の温度に加熱し反応させることにより得ることができる。さらに、水、酸性水溶液あるいはアルカリ性水溶液を用いて精製される。また、再加熱処理を行う、シランカップリング剤等で処理する等の表面処理を行って用いても良い。
【0037】
ホウ酸アルミニウムの特徴としては、硬度が高く(モース硬度の旧表記で7=文献値)、比較的真密度が低い(2.9〜3.0g/cm=文献値)ことが挙げられる。現像剤担持体上の樹脂層中に添加される粒子の硬度と現像剤担持体として繰り返し使用した場合の樹脂被覆層の耐摩耗性は、必ずしも相関するものではないが、本発明者らが検討した結果、ホウ酸アルミニウム粒子を添加した場合、後述の具体的実施例に示す如く、ホウ酸アルミニウムを添加していないものや樹脂系の粒子を添加したものに比べ優れた耐摩耗性を示した。更に、それ自身の硬度が高いために、現像剤担持体上のキャリアとしての磁性粒子やトナーに含まれる磁性体や研磨剤等の外添剤、さらには当接される現像剤規制ブレードや現像剤供給部材などからの力を受けても削れが小さく、従って、粒子自身の形状が変化しがたく、樹脂分等が削れたとしても、またはその影響で粒子自身が脱落したとしても樹脂層中から粒子が再度突出あるいは露出してくることもあり、表面形状の変化を小さくおさえることができる。さらに真密度が、硬い金属酸化物としては比較的小さいことにより、樹脂層中での分散状態が比較的安定し、樹脂被覆層形成後の樹脂層中のホウ酸アルミニウム粒子の分散状態が均一化しやすい。すなわち、本発明者らは、先に出願した特許文献5も明細書において、樹脂層中に導電性の球状粒子を添加する際に、その粒子の真密度は、3g/cm以下が均一な分散状態を得るためには好ましい旨の提案をおこなっているが、本発明のホウ酸アルミニウム粒子もその上限近くにあり、この範囲に入る。本発明者らが検討した結果においては、上記好ましい真密度の上限に近いとはいえ規定の範囲であり、この程度であれば、多少の製造方法の工夫程度で対応可能な範囲であり、均一分散性および耐削れ性を両立させることが可能である。
【0038】
また更にホウ酸アルミニウム粒子は、例えば鉄粉キャリアと摩擦帯電させた場合には、弱い正帯電性を示すが摩擦帯電性はあまり大きくないため、トナーとの摩擦機会が生じてもトナーが電荷を持ちすぎる、いわゆるチャージアップは起こしにくく、その点からも好ましい。
【0039】
本発明では、有機処理されたホウ酸アルミニウム粒状物を用いることも特徴の一つとするが、このような有機処理方法としては、前記ホウ酸アルミニウム粒状物と反応あるいは物理吸着するシランカップリング剤、チタンカップリング剤等の有機金属化合物で処理する方法、シリコーンオイルの如き有機硅素化合物で処理する方法、もしくはカップリング剤で処理した後、あるいはカップリング剤で処理すると同時にシリコーンオイルの如き有機硅素化合物で処理する方法が挙げられる。
【0040】
本発明においてホウ酸アルミニウム粒子の処理剤として好適に用いられるカップリング剤は、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤アルミニウムカップリング剤等がある。
【0041】
シランカップリング剤としては公知のもの(例えば従来、シリカ、ガラスの表面改質に用いられていたもの)を特に制限なく用いることができ、
一般式
(1)  RmSiYm
R:アルコキシ基
m:1〜3の整数
Y:アルキル基
n:1〜3の整数
で表わされるものであり、例えば、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ステアリルトリメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等を用いることができる。
【0042】
本発明において、上述したようなシランカップリング剤は、(未処理)ホウ酸アルミニウム粒子100部に対して、好ましくは0.0001〜0.5部(より好ましくは0.001〜0.2質量部)用いられる。
【0043】
このカップリング剤の上記使用量が0.0001質量部未満では、このカップリング剤使用による効果が認められず、一方該使用量が0.5質量部を超えると、ホウ酸アルミニウム粒子との反応に関与しないカップリング剤が生じ易くなるため、好ましくない。
【0044】
次に、代表的チタン系カップリング剤の一般式を下記に示す。
【0045】
【化1】

Figure 2004126238
【0046】
上記一般式で表されるチタン系カップリング剤のうち更に具体的化合物としては下記のようなものがある。
【0047】
【化2】
Figure 2004126238
【0048】
【化3】
Figure 2004126238
【0049】
ホウ酸アルミニウム粒子に対するチタン系カップリング剤の処理量は、ホウ酸アルミニウム粒子の粒度,表面構造等によっても異なるが、ホウ酸アルミニウム粒子100質量部に対して0.0001〜0.5質量部用いることが好ましい。上記アルミニウムカップリング剤の処理量が0.0001質量部未満ではホウ酸アルミニウム粒子の分散性に対して効果がなく、また、0.5質量部を超えるとホウ酸アルミニウム粒子と結合しない遊離のカップリング剤が多く発生することになり好ましくない。
【0050】
アルミニウムカップリング剤としては、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。ホウ酸アルミニウム粒子に対する処理量は、ホウ酸アルミニウム粒子100質量部に対して0.0001〜0.5質量部用いることが好ましい。上記アルミニウムカップリング剤の処理量が0.0001質量部未満ではホウ酸アルミニウム粒子の分散性に対して効果がなく、また、0.5質量部を超えるとホウ酸アルミニウム粒子と結合しない遊離のカップリング剤が多く発生することになり好ましくない。
【0051】
上述の各カップリング剤は必要に応じて2種以上の組合せとして用いてもよい。
【0052】
上記カップリング剤によりホウ酸アルミニウム粒状物を処理する方法としては、例えば、有機溶媒法及び水溶液法等がある。一般に、有機溶媒法による処理とは、少量の水とともに加水分解用触媒を含む有機溶媒(アルコール、ベンゼン、ハロゲン化炭化水素等)にカップリング剤を溶解し、これにホウ酸アルミニウム粒状物を浸漬した後、濾過或いは圧搾により固液分離を行い、120〜130℃程度で乾燥させるものである。また、水溶液法とは、0.5%程度のカップリング剤を、一定pHの水、或いは水−有機溶媒の混合溶媒中で加水分解させ、ここにホウ酸アルミニウム粒状物を浸漬した後、同様に固液分離を行い、乾燥させるものである。
【0053】
他の有機処理であるシリコーンオイルとしては、一般に次式により示されるものである。
【0054】
【化4】
Figure 2004126238
【0055】
R : C〜Cのアルキル基
R’:アルキル,ハロゲン変性アルキル,フェニル,変性フェニル等のシリコーンオイル変性基
R”:C〜Cのアルキル基又はアルコキシ基
【0056】
好ましいシリコーンオイルとしては、25℃における粘度がおよそ0.5〜1,000mm/s、好ましくは1〜1,000mm/sのものが用いられる。分子量が低すぎるシリコーンオイルは加熱処理等により、希発分が発生することがあり、また、分子量が高すぎると粘度が高くなりすぎ処理操作がしにくくなる。シリコーンオイルの種類としては、例えば、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、クロルフェニルメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル、ポリオキシアルキレン変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルなどが好ましい。
【0057】
上記シリコーンオイルによる処理は、例えば、次のようにして行い得る。必要に応じて加熱しながらホウ酸アルミニウム粒状物を激しく撹乱させておき、これに、上記シリコーンオイル或いはその溶液をスプレー若しくは気化して吹き付けるか、又は、ホウ酸アルミニウム粒状物をスラリー状にしておき、これを撹拌しつつシリコーンオイル或いはその溶液を滴下することによって容易に処理できる。これらのシリコーンオイルは1種或いは2種以上の混合物或いは併用や多重処理して用いられる。また、カップリング剤による処理と併用しても構わない。
【0058】
図1〜4は、粒子状のホウ酸アルミニウム4が結着樹脂3中に分散され表面樹脂被覆層2を形成している様子を示す断面の模式図である。1は基体を示す。図1においては、ホウ酸アルミニウム粒子が結着樹脂中に分散され且つ樹脂被覆層表面の凹凸形成に寄与している。5は樹脂被覆層に導電性を与えるために添加された導電性微粉末であり、ここでは実質的な凹凸形成には寄与していない。しかしながら、導電性微粉末に限らず、添加される別の固体粒子により微小な凹凸が形成される様態も含まれる。図2において、6は樹脂被覆層表面に比較的大きな凹凸を与えるために添加された別の固体粒子を示し、ホウ酸アルミニウム粒子4は樹脂被覆層表面に微小な凹凸を形成している。このような構成は、現像剤規制部材が現像剤担持体に対して(トナーを介して)弾性的に圧接されるタイプの現像装置に用いる場合に有利である。すなわち、別の固体粒子により弾性規制部材の圧接力を規制し且つホウ酸アルミニウム粒子4は微小な凹凸を形成してトナーと樹脂間の接触帯電機会を調整する役割も果たす。図3は、ホウ酸アルミニウム粒子4と別の固体粒子7の双方が樹脂被覆層表面の凹凸形成に寄与している。このような形態は、例えば、別の固体粒子7に凹凸付与以外に導電性や摩擦帯電付与性等の別の機能を持たせようとした場合に実施される場合がある。図4は、スリーブヘのトナー付着防止等の目的でグラファイト等の固体潤滑剤8を併用した場合のモデル図である。
【0059】
次に本発明に用いられる現像剤担持体の構成について説明を加える。現像剤担持体は基体と、それを取り巻いて被覆する樹脂層とからなるが、基体としては、円筒状部材、円柱状部材、ベルト状部材等があるが、ドラムに非接触の現像方法においては金属のような剛体の円筒管もしくは中実棒が好ましく用いられる。このような基体はアルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等の非磁性の金属または合金を円筒状あるいは円柱状に成型し、研磨、研削等を施したものが好適に用いられる。これらの基体は画像の均一性を良くするために、高精度に成型あるいは加工されて用いられる。例えば長手方向の真直度は30μm以下もしくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下が好ましく、スリーブと感光ドラムとの間隙の振れ、例えば、垂直面に対し均一なスペーサーを介して突き当て、スリーブを回転させた場合の垂直面との間隙の振れも30μm以下もしくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下であることが好ましい。材料コストや加工のしやすさからアルミニウムが好ましく用いられる。このような形態のものは、磁性、非磁性の一成分非接触現像や、二成分現像の現像剤担持体基体として好ましく用いられる。
【0060】
また、弾性層を有する基体としては、芯材と、ウレタン、EPDM、シリコン等のゴムやエラストマーを含む層構成を有する円筒部材が、特にドラムに現像剤担持体を直接接触させる現像方法の場合好ましく用いられる。
【0061】
本発明の現像剤担持体を構成する導電性被覆層の結着樹脂材料としては、一般に公知の樹脂が使用可能である。例えば、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱あるいは光硬化性樹脂等を使用することができる。なかでもシリコーン樹脂、フッ素樹脂のような離型性のあるもの、或いはポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアミド、フェノール、ポリエステル、ポリウレタン、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂のような機械的性質に優れたものがより好ましい。
【0062】
本発明において、上記した形成材料によって現像剤担持体上に形成される被覆層は、チャージアップによる現像剤の現像剤担持体上への固着や、現像剤のチャージアップに伴って生じる現像剤担持体の表面から現像剤への帯電付与不良を防ぐためには、導電性であることが望ましい。また、被覆層の体積抵抗値としては、好ましくは10Ω・cm以下、より好ましくは10Ω・cm以下である。
【0063】
現像剤担持体表面の導電性被覆層の体積抵抗値が10Ω・cmを超えると現像剤への帯電付与不良が発生し易く、その結果、ブロッチ(斑点画像や波模様画像)が発生し易い。
【0064】
本発明において、被膜層の低抗値を、上記の値に調整するためには、下記に挙げる導電性物質を被覆層中に含有させることが好ましい。この際に使用される導電性物質としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、銀等の金属粉体の微粉末、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化モリブデン、チタン酸カリウム等の金属酸化物、各種カーボンファイバー、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック、グラファイト等の炭素物、更には金属繊維等が挙げられる。
【0065】
本発明においては、これらのうち、カーボンブラック、とりわけ導電性のアモルファスカーボンは、特に電気伝導性に優れ、高分子材料に充填して導電性を付与したり、その添加量をコントロールするだけで、ある程度任意の導電度を得ることができるため好適に用いられる。塗料にした場合の分散安定性も良好となりうる。また、本発明において好適なこれらの導電性物質の添加量は、結着樹脂100質量部に対して1〜100質量部の範囲とすることが好ましい。1質量部未満では被覆層の抵抗値を所望のレベルに下げることは、通常困難であり、また、現像剤担持体被覆層に用いられる結着樹脂に対するトナー付着が発生する可能性が高い。100質量部超であると、特にサブミクロンオーダーの粒度を有する微粉体を用いた場合、被覆層の強度(摩耗性)が低下しうる。
【0066】
更に、本発明においては、現像剤担持体表面への現像剤の付着をより軽減化するため、被覆層中に固体潤滑材を混合させることもできる。この際に使用し得る固体潤滑材としては、例えば、二硫化モリブデン、窒化硼素、グラファイト、フッ化グラファイト、銀−セレンニオブ、塩化カルシウム−グラファイト、滑石等が挙げられる。また、本発明で使用することのできるこれらの固体潤滑材の添加量は、結着樹脂100質量部に対して1〜100質量部の範囲とすることが好ましい。1質量部未満では被覆層の結着樹脂表面に対する現像剤の付着性の改善効果は少なく、100質量部超となると、特にサブミクロンオーダーの粒度を有する微粉体が多く含まれる材料を用いた場合、被覆層の強度(摩耗性)が低下しうる。これらの潤滑性粒子は、個数平均粒径が好ましくは0.2〜20μm程度、より好ましくは1〜15μmのものを使用するのが良い。潤滑性粒子の個数平均粒径が0.2μm未満の場合には、潤滑性が十分に得られ難く好ましくなく、個数平均粒径が20μmを超える場合には、導電性被覆層表面の形状への影響が大きく表面性が不均一となり、トナーの均一な帯電化、及び被覆層の強度の点で好ましくない。
【0067】
本発明の樹脂被覆層中には、被覆層表面に凹凸を形成するための別の固体粒子を含有させることができる。このような固体粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のビニル系重合体や共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂粒子、アルミナ、酸化亜鉛、シリコーン、酸化チタン、酸化錫等の酸化物粒子、炭素化粒子、導電処理を施した樹脂粒子等の導電性粒子、その他、例えばイミダゾール化合物のような有機化合物を粒子状にして用いることも可能である。この場合にイミダゾール化合物は、トナーに摩擦帯電電荷を付与する役割も果たす。図3はそのような形態を示している。
【0068】
特に図2のような形態で用いる場合、これらの粒子の中では特に導電性の粒子を用いることが好ましい。即ち、粒子に導電性を持たせることによって、その導電性のゆえに粒子表面にチャージが蓄積しにくく、トナー付着の軽減やトナーの帯電付与性を向上させることができるからである。本発明において、粒子の導電性としては、体積抵抗値が10Ω・cm以下、より好ましくは10−3〜10Ω・cmの粒子であることが好ましい。このような粒子の体積抵抗が10Ω・cmを超えると、摩耗によって被覆層表面に露出した球状粒子を核としてトナーの汚染や融着を発生しやすくなるとともに、迅速且つ均一な帯電が行われにくくなる。さらには粒子の真密度としては3000kg/m程度以下であることがより好ましい。導電性であっても、粒子の真密度が高すぎる場合、同じ粗さを形成するための添加量は増加してくることと、樹脂または樹脂組成物と真密度差が、大きくなるため、製造時の粒子の分散状態が非均一となりやすく、したがって形成された被覆層においても分散状態が不均一となり好ましくない。また粒子が球状であると、圧接される現像剤規制部材等との接触面積が低減されるので、摩擦力によるスリーブ回転トルクの増加や、トナーの付着などを軽減することができるのでより好ましい。特に下記に示すような導電性の球状粒子を用いた場合には、より良い効果が得られる。
【0069】
すなわち特に好ましい導電性球状粒子を得る方法としては、例えば、樹脂系球状粒子やメソカーボンマイクロビーズを焼成して炭素化及び/又は黒鉛化して得た低密度且つ良導電性の球状炭素粒子を得る方法が挙げられる。そして、樹脂系球状粒子に用いられる樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリルが挙げられる。また、メソカーボンマイクロビーズは、通常、中ピッチを加熱焼成していく過程で生成する球状結晶を多量のタール、中油、キノリンの如き溶剤で洗浄することによって製造することができる。
【0070】
より好ましい導電性球状粒子を得る方法としては、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリルの如き球状樹脂粒子表面に、メカノケミカル法によってバルクメソフェースピッチを被覆し、被覆された粒子を酸化性雰囲気化で熱処理した後に不活性雰囲気下または真空下で焼成して炭素化及び/又は黒鉛化し、導電性球状炭素粒子を得る方法が挙げられる。この方法で得る球状炭素粒子は、黒鉛化すると得られる球状炭素粒子の被覆部の結晶化が進んだものとなるので導電性が向上し、より好ましい。
【0071】
上記した方法で得られる導電性の球状炭素粒子は、いずれの方法でも、焼成条件を変化させることによって得られる球状炭素粒子の導電性を制御することが可能であり、本発明において好ましく使用される。また、上記の方法で得られる球状炭素粒子は、場合によっては、更に導電性を高めるために導電性球状粒子の真密度が大きくなりすぎない範囲で、導電性の金属及び/又は金属酸化物のメッキを施していても良い。
【0072】
本発明で好適に使用される上記のような構成を有する現像剤担持体表面の被覆層の表面粗さは、JIS中心線平均粗さ(Ra)で0.3〜3.5μmの範囲にあることが好ましい。更に好ましくは、0.4〜2.5μmである。即ち、Raが0.3μm未満では、現像剤担持体上におけるトナーの帯電量が高くなり過ぎ現像性が不充分となるし、また、現像領域への現像剤の搬送性に劣り、充分な画像濃度が得られにくくなる。一方、Raが3.5μmを超えると、現像剤担持体上に形成されるトナーコート層厚にムラが生じ、画像上での濃度ムラの原因となる。
【0073】
上記のような表面粗さを得るためにはホウ酸アルミニウム粒子の個数平均粒径は0.3〜30μmであることが好ましい。個数平均が0.3μm未満では、上記のような表面粗さの付与はなしがたく、多量に添加した場合には相対的に樹脂分が減少するために結着性が低下し樹脂層が脆くなる可能性があり、また樹脂によるトナーへの帯電付与がされ難くなる。30μmを超える場合には、表面粗さが大きくなりすぎ、また表面凹凸が不均一になるため、トナーの搬送性が不均一であったり、トナーの層厚規制力は弱まりトナーのコート状態が不均一になったり不安定になる。
【0074】
同様な理由から、更に添加される別の固体粒子においても、個数平均粒径は0.3〜30μmであることが好ましい。
【0075】
図5は、本発明の現像剤担持体を有する一実施形態の現像装置の模式図を示す。
【0076】
図5において、公知のプロセスにより形成された静電潜像を保持する静電潜像保持体潜像保持体、例えば、電子写真感光ドラム501は、矢印B方向に回転される。現像剤担持体としての現像スリーブ508は、現像剤容器としてのホッパー503によって供給された磁性トナーを有する一成分系現像剤4を担持して、矢印A方向に回転することによって、現像スリーブ508と感光ドラム501とが対向している現像領域Dに現像剤504を搬送する。図5に示すように、現像スリーブ508内には,現像剤504を現像スリーブ508上に磁気的に吸引且つ保持する為に、磁石が内接されているマグネットローラー505が配置されている。
【0077】
本発明の現像装置で用いられる現像スリーブ508は、基体としての金属円筒管506上に被覆された導電性被覆層507を有する。ホッパー503中には、現像剤504を撹拌するための撹拌翼510が設けられている。513は、現像スリーブ508とマゲネットローラー505とが非接触状態にあることを示す間隙である。
【0078】
現像剤504は、磁性トナー相互間及び現像スリーブ508上の導電性被覆層507との摩擦により、感光ドラム501上の静電潜像を現像することが可能な摩擦帯電電荷を得る。図5の例では、現像領域Dに搬送される現像剤504の層厚を規制するために、現像剤層厚規制部材としての強磁性金属製の磁性規制ブレード502が、現像スリーブ508の表面から約50〜500μmのギャップ幅を持って現像スリーブ508に臨む様に、ホッパー503から垂下されている。マグネットローラー505の磁極N1からの磁力線が磁性規制ブレード502に集中することにより、現像スリーブ508上に現像剤504の薄層が形成される。本発明においては、この磁性規制ブレード502にかえて非磁性ブレードを使用することもできる。
【0079】
この様にして、現像スリーブ508上に形成される現像剤504の薄層の厚みは,現像領域Dにおける現像スリーブ508と感光ドラム501との間の最小間隙よりも更に薄いものであることが好ましい。
【0080】
本発明の現像剤担持体は、以上の様な現像剤の薄層により静電潜像を現像する方式の現像装置、即ち、非接触型現像装置に組み込むのが特に有効であるが、現像領域Dにおいて、現像剤層の厚みが現像スリーブ508と感光ドラム501との間の最小間隙以上の厚みである現像装置、即ち接触型現像装置にも本発明の現像剤担持体を適用することができる。説明の煩雑を避けるため、以下の説明では、上記したような非接触型現像装置を例にとって行う。
【0081】
上記現像スリーブ508に担持された磁性トナーを有する一成分系現像剤504を飛翔させるため、上記現像スリーブ508にはバイアス手段としての現像バイアス電源509により現像バイアス電圧が印加される。この現像バイアス電圧として直流電圧を使用するときに、静電潜像の画像部(現像剤504が付着して可視化される領域)の電位と背景部の電位との間の値の電圧を現像スリーブ508に印加するのが好ましい。
【0082】
現像された画像の濃度を高め、或は階調性を向上するためには、現像スリーブ508に交番バイアス電圧を印加し、現像領域Dに向きが交互に反転する振動電界を形成してもよい。この場合には、上記した現像画像部の電位と背景部の電位の中間の値を有する直流電圧成分を重畳した交番バイアス電圧を現像スリーブ508に印加するのが好ましい。
【0083】
高電位部と低電位部を有する静電潜像の高電位部にトナーを付着させて可視化する、所謂、正規現像の場合には、静電潜像の極性と逆極性に帯電するトナーを使用する。
【0084】
高電位部と低電位部を有する静電潜像の低電位部にトナーを付着させて可視化する、所謂、反転現像の場合には、静電潜像の極性と同極性に帯電するトナーを使用する。
【0085】
高電位、低電位というのは、絶対値による表現である。これらいずれの場合にも、現像剤504は少なくとも現像スリーブ508との摩擦により帯電する。
【0086】
図6は、本発明の現像装置の他の実施形態を示す構成模式図、図7は、本発明の現像装置の更に他の実施形態を示す構成模式図である。図6及び図7に示した現像装置では、現像スリーブ508上の現像剤504の層厚を規制する現像剤層厚規制部材として、ウレタンゴム、シリコーンゴムの如きゴム弾性を有する材料、或いはリン青銅、ステンレス鋼の如き金属弾性を有する材料の弾性板からなる弾性規制ブレード511を使用し、この弾性規制ブレード511を図6の現像装置では現像スリーブ508の回転方向と逆方向の向きで圧接させており、図7の現像装置では、この弾性規制ブレード511を現像スリーブ508の回転方向と順方向の向きで圧接させているのが特徴である。これらの現像装置では、現像スリーブ508に対して、現像剤層を介して現像剤層厚規制部材を弾性的に圧接することによって、現像スリーブ上に現像剤の薄層を形成することから、現像スリーブ508上に、上記した図5の引用例の場合よりも更に薄い現像剤層を形成することができる。
【0087】
図6及び図7の現像装置の他の基本的構成は図11に示した現像装置と同じであり、同符号のものは、基本的には同一の部材であることを示す。
【0088】
図8及び図9は、磁性トナーを用いる現像装置において、弾性規制部材が備わった構成を示す模式図である。
【0089】
図5〜9はあくまでも本発明の現像装置を模式的に例示したものであり、現像剤容器(ホッパー503)の形状、撹拌翼510の有無、磁極の配置に様々な形態があることは言うまでもない。
【0090】
勿論、これらの装置では、トナーとキャリアを含む二成分系現像剤を用いる現像に使用することもできる。
【0091】
次に本発明の現像剤担持体が組み込まれる二成分現像装置について説明例示する。
【0092】
図10において、現像容器225の現像室245内に、矢印a方向に回転される静電潜像保持体224に対向して現像剤担持体としての非磁性現像スリーブ(現像剤担持体)221を備えており本発明においてはここには図示しきれない樹脂被覆層が設けられている。この現像スリーブ221内に磁界発生手段としての磁性ローラー222が不動に放置されており、磁性ローラー222は略頂部の位置から矢印bの回転方向に順にS1、N1、S2、N2、N3に着磁されている。現像室245内には、トナー240と磁性キャリア243とを混合した二成分現像剤241が収容されている。
【0093】
この現像剤241は、現像室245の一端で上端開放の隔壁248の図示しない一方の開口を通って現像容器225の撹拌室242内に送られると、トナー室247から撹拌室242内に供給されたトナー240が補給され、撹拌室242内の第1現像剤撹拌・搬送手段250によって混合しながら、撹拌室242の他端に搬送される。撹拌室242の他端に搬送された現像剤241は、隔壁248の図示しない他方の開口を通って現像室245内に戻され、そこで現像室245内の第2現像剤撹拌・搬送手段251と、現像室245内上部で搬送手段251による搬送方向と逆方向に現像剤を搬送する第3現像剤撹拌・搬送手段により、撹拌・搬送されながら現像スリーブ221に搬送される。現像スリーブ221に供給された現像剤241は、上記の磁石ローラ222の磁力の作用により磁気的に拘束され、現像スリーブ221上に担持され、現像スリーブ221の略頂部上に設けた現像剤規制部材ブレード223での規制によって現像スリーブ221上で現像剤241の薄層に形成されながら、現像スリーブ221の矢印b方向への回転に伴い潜像保持体224と対向した現像部Cへと搬送され、そこで潜像保持体224上の静電潜像の現像に供される。現像に消費されなかった残余の現像剤241は、現像スリーブ221の回転により現像容器225内に回収される。現像容器225内では同趣のN2、N3間での反発磁界により現像スリーブ221上に磁気的に拘束されている現像残りの残余の現像剤241を剥ぎ取るようになっている。上記の磁極N2により現像剤241が磁力線に沿って穂立ちしたときのトナー飛散を防止するために、現像容器2の下部には弾性シール部材231がその一端を現像剤241を接触するようにして固定、設置されている。図10はあくまでも模式的な例であり、容器の形状、撹拌部材の有無、磁極の配置等に様々な形態があることは言うまでもない。
【0094】
図6は、トナー504として非磁性一成分現像剤を用いる場合の現像装置を表わす模式図である。ここにおいて、トナーは非磁性であるため、現像スリーブ内の磁石は存在せず、スリーブとしては、中実の金属棒514が用いられている。非磁性トナーは層厚規制ブレード511、あるいはスリーブコート層517との摩擦により摩擦帯電され、現像スリーブ508の表面上に担持され搬送される。
【0095】
図7においては、剥ぎ取り部材512が設置されている。剥ぎ取り部材としては樹脂、ゴム、スポンジなどのローラー部材やさらに、ベルト部材、ブラシ部材などが用いられる、図においてローラー状部材512は現像スリーブ508とは反対方向に回転されている。感光体501に現像移行されなかった現像剤を剥ぎ取り部材により一旦スリーブ表面から剥ぎ取ることにより、スリーブ上の不動トナーの発生を防いだり、現像剤の帯電を均一化する働きを有する。また現像スリーブ506には、金属の円筒管が用いられている。
【0096】
上述の感光ドラムの如き静電潜像保持体や現像装置、クリーニング手段などの構成要素のうち、複数のものを装置ユニットとして一体に結合してプロセスカートリッジを構成し、このプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱可能に構成しても良い。例えば、帯電手段及び現像装置を感光ドラムとともに一体に支持してプロセスカートリッジを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニットとし、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在の構成にしても良い。このとき、上記のプロセスカートリッジのほうにクリーニング手段を伴って構成しても良い。
【0097】
図11と12は、本発明に関わるプロセスカートリッジの一実施例を示している。図11では、現像装置81、ドラム状の静電潜像保持体(感光ドラム)83、クリーナー94、一次帯電器91を一体としたプロセスカートリッジ99が例示される。
【0098】
プロセスカートリッジにおいては、現像装置81のトナー93がなくなった時に新たなカートリッジと交換される。
【0099】
図11において、一次帯電手段としては、接触帯電手段として帯電ローラー91を用いているが、帯電ブレード、帯電ブラシの如き接触帯電手段でもよく、更に、非接触のコロナ帯電手段でもよい。しかしながら、帯電によるオゾンの発生が少ない点で接触帯電手段の方が好ましい。転写手段としては、転写ローラー84を用いている。転写手段としては、転写ブレードの如き接触帯電手段でもよく、更に非接触のコロナ帯電手段でもよい。しかしながら、こちらも転写によるオゾンの発生が少ない点で接触帯電手段の方が好ましい。
【0100】
次に、本発明の現像装置で用いられるトナーについて説明する。トナーは主として樹脂、離型剤、荷電制御剤、着色剤等を溶融混練し、固化した後粉砕し、しかる後分級などをして粒度分布をそろえた微粉体である。
【0101】
トナーに用いられる結着樹脂としては、一般に公知の樹脂が使用可能である。例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−クロルスチレンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワックス、カルナバワックスなどが単独或は混合して使用できる。
【0102】
また、トナー中には顔料を含有することができる.例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、ランプ黒、スーダンブラックSM、ファースト・イエローG、ベンジジン・イエロー、ピグメント・イエロー、インドファースト・オレンジ、イルガジン・レッド、パラニトロアニリン・レッド、トルイジン・レッド、カーミンFB、パーマネント・ボルドーFRR、ピグメント・オレンジR、リソール・レッド2G、レーキ・レッドC、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、メチル・バイオレットBレーキ、フタロシアニン・ブルー、ピグメント・ブルー、ブリリアント・グリーンB、フタロシアニングリーン、オイルイエローGG、ザボン・ファーストイエローCGG、カヤセットY963、カヤセットYG、ザボン・ファーストオレンジRR、オイル・スカーレット、オラゾール・ブラウンB、ザボン・ファーストスカーレットCG、オイルピンクOP等が適用できる。
【0103】
トナーを磁性トナーとして用いるために、トナーの中に磁性粉を含有せしめてもよい。このような磁性粉としては、磁場の中におかれて磁化される物質が用いられ、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の粉末、又はマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の合金や化合物がある。この磁性粉の含有量はトナー質量に対して15〜70質量%が良い。
【0104】
トナーに、定着時の離型性向上、定着性向上の目的で、ワックス類を含有させることができる。そのようなワックス類としては、パラフィンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプッシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス及びその誘導体などで、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。その他、アルコール、脂肪酸、酸アミド、エステル、ケトン、硬化ヒマシ油およびその誘導体、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、ペトロラクタム等も利用できる。
【0105】
必要に応じて、トナーに荷電制御剤を含有させてもよい。荷電制御剤には、負荷電制御剤、正荷電制御剤がある。例えばトナーを負荷電性に制御するものとして下記物質がある。例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、ブセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキジカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸およびその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類などがある。また、トナーを正帯電させるための物質としては下記のようなものがある。ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など)、高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類;グアニジン化合物、イミダゾール化合物。
【0106】
トナーは必要に応じて、流動性改善等の目的で無機微粉末の如き粉末を外添して用いられる。このような微粉末としては、シリカ微粉末、アルミナ、チタニア、酸化ゲルマニウム、酸化ジルコニウム等の金属酸化物;炭化ケイ素、炭化チタン等の炭化物;及び窒化ケイ素、窒化ゲルマニウム等の窒化物等の無機微粉体が用いられる。これらの微粉体は、有機ケイ素化合物、チタンカップリング剤等で有機処理して用いることが可能である。例えば有機ケイ素化合物としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、および1分子当り2から12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛のSiに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキサン等がある。また、未処理の微粉体を窒素含有のシランカップリング剤で処理したものを用いてもよい。特にポジトナーの場合好ましい。そのような処理剤の例としては、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジプロピルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、モノブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジオクチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルジメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルモノメトキシシラン、ジメチルアミノフェニルトリメトキシシラン、トリメトキシシリル−γ−プロピルフェニルアミン、トリメトキシシリル−γ−プロピルベンジルアミン、トリメトキシシリル−γ−プロピルピペリジン、トリメトキシシリルγ−プロピルモルホリン、トリメトキシシリル−γ−プロピルイミダゾール等がある。
【0107】
上記シランカップリング剤により無機微粉体を処理する方法としては、例えば、1)スプレー法、2)有機溶媒法、3)水溶液法などがある。一般に、スプレー法による処理とは、ピグメントを撹拌しここにカップリング剤の水溶液あるいは溶媒液をスプレーし、この後水あるいは溶媒を120〜130℃程度で除去乾燥する方法である。また、有機溶媒法による処理とは、少量の水とともに加水分解用触媒を含む有機溶媒(アルコール、ベンゼン、ハロゲン化炭化水素等)にカップリング剤を溶解し、これにピグメントを浸積した後、濾過或は圧搾により固液分離を行い120〜130℃程度で乾燥させるものである。水溶液法とは0.5%程度のカップリング剤を、一定pHの水あるいは水一溶媒中で加水分解させ、ここにピグメントを浸積し後、同様に固液分離を行い乾燥するものである。
【0108】
他の有機処理としてシリコーンオイルで処理された微粉体を用いることも可能である。好ましいシリコーンオイルとしては、25℃における粘度がおよそ0.5〜10000mm/s、好ましくは1〜1000mm/sのものが用いられ、例えばメチルハイドロジェンシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオイル、クロルフェニルメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル、ポリオキシアルキレン変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルなどが挙げられる。また、側鎖に窒素原子を有するシリコーンオイルを用いても良い。特にポジトナーの場合は好ましい。
【0109】
シリコーンオイルによる処理は、例えば次のようにして行ない得る。必要に応じて加熱しながら顔料を激しく撹乱しており、これに上記シリコーンオイル或いはその溶液をスプレーもしくは気化して吹き付けるか、又は顔料をスラリー状にしておき、これを撹拌しつつシリコーンオイル或いはその溶液を滴下することによって容易に処理できる。これらのシリコーンオイルは1種あるいは2種以上の混合物あるいは併用や多重処理して用いられる。また、シランカップリング剤による処理と併用しても構わない。
【0110】
このようなトナーは、種々の方法で、球形化処理、表面平滑化処理を施して用いると、転写性が良好となり好ましい。そのような方法としては、撹拌羽根またはブレードなど、およびライナーまたはケーシングなどを有する装置で、例えば、トナーをブレードとライナーの間の微小間隙を通過させる際に、機械的な力により表面を平滑化したりトナーを球形化したりする方法、温水中にトナーを懸濁させ球形化する方法、熱気流中にトナーを曝し、球形化する方法等がある。また、球状のトナーを作る方法としては、水中にトナー結着樹脂となる単量体を主成分とする混合物を懸濁させ、重合してトナー化する方法がある。一般的な方法としては、重合性単量体、着色剤、重合開始剤、さらに必要に応じて架橋剤、荷電制御剤、離型剤、その他の添加剤を均一に溶解または分散せしめて単量体組成物とした後、この単量体組成物を分散安定剤を含有する連続層、例えば水相中に適当な撹拌機を用いて適度な粒径に分散し、さらに重合反応を行わせ、所望の粒径を有する現像剤を得る方法である。
【0111】
トナーはキャリアと混合して二成分現像剤として用いることもできる。
【0112】
キャリア材料としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルトといった磁性体金属、及びそれらの合金、或いは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト及びリチウム系フェライト等のソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライトといった鉄系酸化物、およびそれらの混合物、さらには、ガラス、炭化ケイ素などのセラミックス粒子、樹脂粉体、磁性体を含有する樹脂粉体などをあげることができ、通常は平均粒径が20〜300μm程度の粒状物として用いる。
【0113】
このようなキャリアは上記に挙げた粒状物を直接キャリア粒子として用いるても良いが、トナーの摩擦帯電電荷を調整したりキャリアヘのトナースペントを防止したりするために、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂等のコート剤により適宜粒子表面に樹脂コートを施して用いることもできる。
【0114】
【実施例】
次に具体的な実施例をもって本発明をさらに詳しく説明する。
【0115】
<実施例1>
以下のような樹脂組成物を調製した。
・フェノール樹脂中間体                   250質量部
・導電性カーボンブラック                   15質量部
・結晶性グラファイト(平均粒径4.3μm)          85質量部
・メタノール                        350質量部
【0116】
これらの材料を、ガラスビーズを用いた横形連続式サンドミルにより分散し、塗料原液Aを得た。この原液Aの粒度分布を測定したところ平均粒径は3.9μmであった。
【0117】
・塗料原液A                        700質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径3.5μm)      100質量部
・メタノール                        325質量部
塗料原液Aに、ホウ酸アルミニウム粒状物およびメタノールを上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物を分散した。この分散液をさらにメタノールにて希釈し、250メッシュおよび500メッシュの篩いを通過させた(塗料1)。この時の塗料1の粘度は、90mPa・sであった。アルミニウム円筒管を研削加工し、外径32mmφ、表面粗さRa=0.2μm、振れ5〜10μm程度とし、これに片側に現像スリーブ用フランジを取り付けたワークを用意した。回転台にワークを立て、スリーブ端部をマスキングしながら回転させ、上記塗料1をスプレーガンにて、一定速度で下降させながらワークにスプレー塗布し、塗布スリーブを得た。これを通風式乾燥機にて150℃、30分間、乾燥硬化させ樹脂表面層を形成させた。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.4μm、表面粗さは平均でRa=0.72μmであった。また被覆層の体積低抗値は、1.13Ω・cmであった。
【0118】
この現像スリーブにマグネットを装着してステンレス製フランジを嵌合し、キヤノン社製複写機NP−6085改造機の現像装置に装着可能とした。本実験に用いたNP−6085改造機は、85枚機を95枚機に改造したものであり、プロセススピードは、513mm/secのものを573mm/secにアップさせ、且つドラム周速に対し、スリーブ周速を1.8倍とした。磁性トナー(下記)を補給しながら、100万枚までの連続耐久を行い、評価を行った。評価としては、総合的な画像評価および被覆層の耐久性を判断基準とした。環境は、24℃/10%の常温低湿(N/L)環境と、30℃/80%の高温高湿(H/H)環境にて行った。結果を表1および2に示す。画像および耐久性共に良好な結果が得られた。トナーとしては、下記のものを用いた。
【0119】
・スチレン−ブチルアクリレート系樹脂            100質量部
・マグネタイト                        95質量部
・低分子量ポリプロピレンワックス                4質量部
・ジターシャリーブチルサリチル酸のAl錯体(負電荷制御剤)   3質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで分散混合後、130℃に加熱された二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、トナーの粒度分布が、質量平均粒径7.2μm、4μm以下の粒子の個数割合が17.5%、12.7μm以上の粒子の質量割合が0.9%の磁性トナーを得た。このトナー100質量部に、シランカップリング剤で疎水化処理したコロイダルシリカ0.9質量部、およびチタン酸ストロンチウム微粒子3質量部をヘンシェルミキサーにて外添して用いた。
【0120】
<物性及び画像の測定方法及び評価方法>
トナーおよび現像スリーブの物性測定、及び、得られた画像の評価については、下記に示す方法にて行った。
【0121】
[測定方法]
(1)中心線平均粗さ(Ra)の測定JISB0601の表面粗さに基づき、小坂研究所製サーフコーダーSE−3300にて、軸方向3点X周方向2点=6点について各々測定し、その平均値をとった。
【0122】
(2)被覆層の体積抵抗の測定
100μmの厚さのPETシート上に7〜20μmの厚さの被覆層を形成し、ASTM規格(D−991−82)及び、日本ゴム協会標準規格SRIS(2301−1969)に準拠した、導電性ゴム及びプラスチックの体積低抗測定用の4端子構造の電極を設けた電圧降下式デジタルオーム計(川口電機製作所製)を使用して測定した。尚、測定環境は20〜25℃、50〜60RH%とする。
【0123】
(3)グラファイト・炭素粒子の粒径測定
レーザー回折型粒度分布計のコールターLS−130型粒度分布計(コールター社製)を用いて測定する。測定方法としては、水系モジュールを用い、測定溶媒としては純水を使用する。純水にて粒度分布計の測定系内を約5分間洗浄し、消泡剤として測定系内に亜硫酸ナトリウムを10〜25mg加えて、バックグラウンドファンクションを実行する。
【0124】
次に純水10ml中に界面活性剤3〜4滴を加え、更に測定試料を5〜25mg加える。試料を懸濁した水溶液は超音波分散機で約1〜3分間分散処理を行ない試料液を得て、前記測定装置の測定系内に試料液を徐々に加えて、装置の画面上のPIDSが45〜55%になるように測定系内の試料濃度を調整して測定を行い、個数分布から算術した個数平均粒径および体積平均粒径を求める。有機溶媒中に分散された塗料を測定する際には、有機溶剤用の循環モジュールを用いて同様に測定を行う。
【0125】
(4)ホウ酸アルミニウム粒子の粒径測定
電子顕微鏡を用いて、ホウ酸アルミニウム粒子の粒径を測定する。撮影倍率は1千〜1万倍とする。写真上で1次粒子の粒径を測る。この際、長軸と短軸を測り、平均した値を粒径とする。これを、100サンプルについて測定し、50%値をもって平均粒径とする。
【0126】
(5)トナーおよび樹脂粒子粒径の測定
コールターカウンターのマルチサイザーII(コールター社製)を用いて測定し、体積分布から出した質量基準の質量平均径を求めた。
【0127】
(6)樹脂被覆層の膜厚(削れ量)の測定
KEYENCE社製レーザー寸法測定器を用いた。コントローラLS−5500およびセンサーヘッドLS−5040Tを用い、スリーブ固定治具およびスリーブ送り機構を取り付けた装置にセンサー部を別途固定し、スリーブの外径寸法の平均値から測定を行った。測定はスリーブ長手方向に対し30分割して30箇所測定し、さらにスリーブを周方向に90°回転させた後さらに30箇所、計60箇所の測定を行い、その平均値をとった。表面被覆層塗布前のスリーブの外径を予め測定しておき、表面被覆層形成後の外径、さらに耐久使用後の外径を測定し、その差分をコート膜厚および削れ量とした。
【0128】
[評価方法]
(1)画像濃度
複写機においては、画像比率5.5%のテストチャート上の5mmφ黒丸のコピー画像濃度を、反射濃度計RD918(マクベス製)により反射濃度測定を行い、5点の平均値をとって画像濃度とした。また、LBPにおいては、キャラクタージェネレーターを用いて信号を送りプリンターで出力した、5mm■のプリント画像濃度を同様に測定し画像濃度とした。
【0129】
(2)カブリ
現像適性条件におけるベタ白画像の反射率を測定し、更に未使用の転写紙の反射率を測定し、(ベタ白画像の反射率の最悪値−未使用転写紙の反射率の最高値)をカブリ濃度とした。反射率はTC−6DS(東京電色製)で測定した。ここで、測定値を目視で判断した場合、1.5以下は目視ではほとんど確認できないレベル、2.0〜3.0程度はよく見ると確認できるレベル、4.0を超えると一見してカブリが確認できるレベルである。
【0130】
(3)トナー帯電量(Q/M)及びトナー搬送量(M/S)
現像スリーブ上に担持されたトナーを、金属円筒管と円筒フィルターにより吸引捕集し、その際金属円筒管を通じてコンデンサーに蓄えられた電荷量Q、捕集されたトナー質量Mと、トナーを吸引した面積Sから、単位質量当たりの電荷量Q/M(mC/kg)と単位面積当たりのトナー質量M/S(dg/m)を計算し、それぞれトナー帯電量(Q/M)、トナー搬送量(M/S)とした。
【0131】
(4)ブロッチ(画像不良)
ベタ黒、ハーフトーン、ライン画像等の各種画像及び、その際、現像スリーブ上の波状ムラ、及びブロッチ(斑点状ムラ)等、スリーブ上でのトナーコート不良の目視による観察を参考にして、評価結果を下記の指標で示した。
◎ :画像にもスリーブ上にも全く確認できない。
○ :スリーブ上でわずかに確認できるが、画像ではほとんど確認できない。
○△:数枚〜数十枚に1枚程度画像を透かしてみると確認できる。
△○:ハーフトーン画像又はベタ黒画像の1枚目で、スリーブ周期の1周目に確認できる。
△ :ハーフトーン画像又はベタ黒画像で確認できる。実用レベル下限。
△×:ベタ黒画像全体で画像不良が確認できる。実用不可レベル。
× :ベタ白画像上にも確認できる。
【0132】
(5)ハーフトーン均一性(白スジ、白帯)
特にハーフトーンに発生する、画像進行方向に走る、線状、帯状のスジについて、下記指標にて評価した。
◎ :画像にもスリーブ上にも全く確認できない。
O :良く見るとわずかに確認できるが、一見ではほとんど確認できない。
○△:ハーフトーンではわずかに確認されるが、ベタ黒では問題ないレベル。
△○:ハーフトンでは、スジが確認できるが、ベタ黒ではほんのわずか確認できるレベル。
△ :ベタ黒画像でも濃淡差が確認できるが、実用レベル下限程度。
△×:ベタ黒画像全体で濃淡差が目立つ。実用不可レベル。
× :濃度が低く、スジの多い画像。
【0133】
(6)スリーブゴースト
画像耐久中にベタ白を流した後、画像チャートのスリーブ一周分の白上にベタ黒の太文字や象形画像を置き、残り部分をハーフトーンとした画像チャートを用い、ハーフトーン上に太文字や象形画像のゴーストがどの程度発生するかで評価した。
◎ :ゴーストなし。
○ :ごくわずかに濃淡差がみられるが良好
○△:やや濃淡差が確認できるが問題とならないレベル
△○:○△と△の中問レベル
△ :ややゴーストが目立つ。実用レベル内。
N1:実用には問題となるネガゴースト(ゴースト部が薄い)がスリーブ1周分出る
P1:実用には問題となるポジコースト(ゴースト部が濃い)がスリーブ1周分出る
N2:実用には問題となるネガゴーストがスリーブ2周分以上出る
P2:実用には問題となるポジコーストがスリーブ2周分以上出る
【0134】
<実施例2>
・塗料原液A                        700質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径5.2μm)       80質量部
・メタノール                        295質量部
とした以外は実施例1と同様に塗料を調製した(塗料2)。この塗料の粘度は85mPa・sであった。実施例1と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.2μm、表面粗さRa=0.94μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、1.10Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表1および2に示す。
【0135】
<比較例1>
原液Aをメタノールで希釈した後、篩い操作を行い塗料とした(塗料51)。この塗料の粘度は65mPa・sであった。実施例1と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.0μm、表面粗さRa=0.44μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、0.94Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例1と同様の評価を行った。耐久により樹脂表面被覆層が削れていたため表面粗さが低下し画像欠陥が発生した。結果を表1および2に示す。
【0136】
<比較例2>
原液A(比較例1の塗料51)において、結晶性グラファイトの平均粒径を4.3μmからl0.2μmに替え、原液Bを作製した。分散後のこの原液Bの粒度分布を測定したところ平均粒径は9.5μmであった。原液Bをメタノールで希釈した後、前い操作を行い塗料とした(塗料52)。この塗料の粘度は67.5mPa・sであった。実施例1と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは14.0μm、表面粗さRa=0.89μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、1.02Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例1と同様の評価を行った。グラファイトが樹脂表面被覆層の粗さ形成の主要粒子であったため、耐久による削れが大きく耐久により画像欠陥が発生した。結果を表1および2に示す。
【0137】
<比較例3>
・塗料原液A                        700質量部
・架橋タイプPMMA球状粒子(平均粒径4.8μm)      80質量部
・メタノール                        295質量部
とした以外は実施例1と同様に塗料を調整した(塗料53)。この塗料の粘度は82.5mPa・sであった。実施例1と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.5μm、表面粗さRa=1.00μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、1.25Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例1と同様の評価を行った。耐久により表面粗さが低下し画像欠陥が発生した。結果を表1および2に示す。
【0138】
<比較例4>
実施例1と同様のアルミニウム円筒管をサンドブラスト処理により表面粗さRa=1.50μmに粗した。このワークを用い、比較例1の塗料51を用いて実施例1と同様の方法にてブラスト表面に樹脂被覆層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは11.7μm、表面粗さRa=0.99μmであった。また被覆層の体積低抗値は比較例1と同等であった。この現像スリーブを用いて実施例1と同様の評価を行った。下地にブラストを施しても樹脂自体の削れは比較例1と変わらず、凸部から削れが進んでいくために耐久により平滑化し画像欠陥が発生した。また、ブラストによりアルミニウム円筒管が変形したことが原因で、スリーブピッチでの濃度ムラが発生した。結果を表1および2に示す。
【0139】
<実施例3>
以下のような樹脂組成物を調製した。
・ポリウレタン樹脂                     250質量部
・導電性カーボンブラック                   20質量部
・結晶性グラファイト(平均粒径4.3μm)          80質量部
・トルエン・MIBK・IPAの混合溶媒           525質量部
【0140】
これらの材料を、ガラスビーズを用いた横形連続式サンドミルにより分散し、塗料原液Cを得た。この原液Cの粒度分布を測定したところ平均粒径は4.0μmであった。
【0141】
・塗料原液C                        875質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径3.5μm)       50質量部
・下記式(1)のイミダゾール化合物(平均粒径4.1μm)   50質量部
・トルエン・MIBK・IPAの混合溶媒           310質量部
塗料原液Cに、ホウ酸アルミニウム粒状物、イミダゾール化合物、および上記混合溶媒を上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物およびイミダゾール化合物を分散した。この分散液をさらに混合溶媒にて希釈し、250メッシュおよび500メッシュの篩いを通過させた(塗料3)。この時の塗料3の粘度は、50mPa・sであった。この塗料を用いて実施例1と同様の方法で表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは12.9μm、表面粗さRa=0.81μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、1.16Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表1および2に示す。
【0142】
<実施例4>
・塗料原液A                        700質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径3.5μm)       90質量部
・下記式(1)のイミダゾール化合物(平均粒径4.1μm)   10質量部
・メタノール                        325質量部
塗料原液Aに、ホウ酸アルミニウム粒状物およびメタノールを上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物を分散した。この分散液をさらにメタノールにて希釈し、250メッシュおよび500メッシュの篩いを通過させた(塗料4)。この時の塗料4の粘度は、92.5mPa・sであった。この塗料を用いて実施例1と同様の方法で表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.8μm、表面粗さRa=0.79μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、1.03Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例1と同様の評価を行った。トナーは下記のものを用いた。
【0143】
・ポリエステル系樹脂                    100質量部
・マグネタイト                        95質量部
・アルコール系ワックス                     4質量部
・ジターシャリーブチルサリチル酸のAl錯体(負電荷制御剤)   4質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで分散混合後、130℃に加熱された二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、トナーの粒度分布が、質量平均粒径7.0μm、4μm以下の粒子の個数割合が18.5%、12.7μm以上の粒子の質量割合が0.8%の磁性トナーを得た。このトナー100質量部に、シランカップリング剤で疎水化処理したコロイダルシリカ1.0質量部、およびチタン酸ストロンチウム微粒子4質量部をヘンシェルミキサーにて外添して用いた。結果を表1および2に示す。
【0144】
<比較例5>
・塗料原液A                        700質量部
・架橋タイプPMMA粒子(平均粒径4.6μm)        70質量部
・下記式(1)のイミダゾール化合物(平均粒径4.1μm)   10質量部
・メタノール                        295質量部
【0145】
実施例4において、ホウ酸アルミニウム粒状物に替えてPMMA粒子を用いて実施例1と同様な方法で塗料を調製した(塗料55)。この時の塗料55の粘度は、87.5mPa・sであった。この塗料を用いて実施例1と同様の方法で表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは14.1μm、表面粗さRa=0.91μmであった。また被覆層の体積低抗値は、1.13Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例4と同様の評価を行った。結果を表1および2に示す。
【0146】
【化5】
Figure 2004126238
【0147】
<実施例5>
以下のような樹脂組成物を調製した。
・フェノール樹脂中間体                   100質量部
・導電性カーボンブラック                   20質量部
・メタノール                        120質量部
【0148】
これらの材料を、ガラスビーズを用いた横形連続式サンドミルにより分散し、塗料原液Dを得た。
・塗料原液D                        240質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径2.8μm)      100質量部
・メタノール                        210質量部
【0149】
塗料原液Dに、ホウ酸アルミニウム粒状物およびメタノールを上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物を分散した。この分散液をさらにメタノールにて希釈し、350メッシュの篩いを通過させた(塗料5)。この時の塗料5の粘度は、55mPa・sであった。アルミニウム円筒管を研削加工し、外径32mmφ、表面粗さRa=0.2μm、振れ5〜10μm程度とし、これに片側に現像スリーブ用フランジを取り付けたワークを用意した。回転台にワークを立て、スリーブ端部をマスキングしながら回転させ、上記塗料5をスプレーガンにて、一定速度で下降させながらワークにスプレー塗布し、塗布スリーブを得た。これを通風式乾燥機にて150℃、30分間、乾燥硬化させ樹脂表面層を形成させた。この時の表面樹脂被覆層の厚みは18.5μm、表面粗さは平均でRa=0.60μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、12.3Ω・cmであった。
【0150】
この現像スリーブにマグネットを装着してステンレス製フランジを嵌合し、キヤノン社製複写機CLC−1000の現像装置に装着可能とした。シアントナーを用い、5万枚までの画出し評価を行い、その後現像スリーブの耐久性を確認するため、20万枚相当までの空回転テストを行い被膜の削れおよび表面粗さを確認し、また新現像剤に交換した時の特性評価を行った。環境は24℃/60%の常温常湿(N/N)環境にて行った。現像剤としては次のようなものを用いた。
【0151】
・ポリエステル系樹脂                    100質量部
・フタロシアニン顔料(シアン)                 5質量部
・ジターシャリーブチルサリチル酸のAl錯体           6質量部
ポリエステル樹脂の5質量部とフタロシアニン顔料5質量部は、予め3本ロールを用いて十分に混練を行いマスターバッチを作製しておく。粉砕されたマスターバッチ、残りのポリエステル樹脂、ジターシャリーブチルサリチル酸のAl錯体をヘンシェルミキサーを用いて十分に混合した後、110℃に加熱された二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、トナーの粒度分布が、質量平均粒径8.1μm、4μm以下の粒子の個数割合が9.5%、12.7μm以上の粒子の質量割合が1.8%のシアントナーを得た。このトナー100質量部に、疎水性の酸化チタン微粒子1.8質量部をヘンシェルミキサーにて外添トナーとした。平均粒径が35〜50μmの間に分級されたフェライト粒子にシリコーン系樹脂を1.0%添加して混合し加熱硬化させた後解砕し、篩い処理を行い、現像用キャリアとした。上記トナーTとキャリアCをT/C比率が7%となるように混合しスタート剤とした。
【0152】
結果を表3に示す。
【0153】
<実施例6>
・塗料原液D                        240質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径2.8μm)       60質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径7.8μm)       30質量部
・メタノール                        190質量部
とした以外は実施例5と同様にして塗料を調製した。この塗料の粘度は52.5mPa・sであった。実施例5と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは19.5μm、表面粗さRa=0.91μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、11.0Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例5と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
【0154】
<比較例6>
原液Dをメタノールで希釈した後、篩い操作を行い塗料とした(塗料56)。この塗料の粘度は30mPa・sであった。実施例1と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは17.0μm、表面粗さRa=0.25μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、9.6Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例5と同様の評価を行った。十分な表面粗さが得られないため画像欠陥が発生した。また樹脂表面被覆層が削れていたため基体表面が露出しはじめていた。結果を表3に示す。
【0155】
<比較例7>
アルミニウム円筒管を#150のガラスビーズを用いてサンドブラスト処理を行い、表面粗さRa=0.85μmの粗し表面を得た。この現像スリーブを用いて実施例5と同様の評価を行った。結果を表3に示す。耐久による表面粗さの低下が著しかった。またトナーによるスリーブ汚染も発生していた。
【0156】
<比較例8>
アルミニウム円筒管に替えてステンレス製円筒管を用いた。ステンレス自体硬いためガラスビーズが割れて所定の粗さを得ることがきびしいためブラストはアランダム#150にて行った。表面粗さRa=0.86μmの粗し表面を得た。この現像スリーブを用いて実施例5と同様の評価を行った。アルミニウム円筒管のような表面粗さの低下は見られなかったが、トナーによるスリーブ汚染が発生していた。結果を表3に示す。
【0157】
<実施例7>
・ポリウレタン樹脂                     100質量部
・導電性カーボンブラック                   10質量部
・結晶性グラファイト(平均粒径4.3μm)          10質量部
・トルエン・MIBK・IPAの混合溶媒           120質量部
【0158】
これらの材料を、ガラスビーズを用いた横形連続式サンドミルにより分散し、塗料原液Eを得た。
【0159】
・塗料原液E                        240質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径2.8μm)       60質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径7.8μm)       30質量部
・トルエン・MIBK・IPAの混合溶媒           210質量部
塗料原液Eに、ホウ酸アルミニウム粒状物およびトルエン・MIBK・IPAの混合溶媒を上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物を分散した。この分散液をさらにトルエン・MIBK・IPAの混合溶媒にて希釈し、350メッシュの箭いを通過させた(塗料7)。この時の塗料7の粘度は、47.5mPa・sであった。実施例1と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは18.8μm、表面粗さRa:0.89μmであった。また被覆層の体積低抗値は、15.4Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例5と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
【0160】
スリーブ汚染評価は次のような基準で判定した。基本的にはスリーブの一部をエアーでトナーを吹き飛ばした後、ウエスでかるく拭き、さらにエタノールを浸したウエスでこすり、その汚れ具合で判定した。
◎ :汚染なし。
○ :溶剤を浸したウエスにわずかに青みがつく程度。
△ :溶剤なしでもウエスは青く汚れる
△×:簡単なエアー吹きでは汚染が飛んで行かないのがわかる。ウエスはかなり汚れる。
× :かなり強固な付着状態である。
【0161】
<実施例8>
・塗料原液A                        700質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径9.8μm)       40質量部
・メタノール                        235質量部
【0162】
塗料原液Aに、ホウ酸アルミニウム粒状物およびメタノールを上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物を分散した。この分散液をさらにメタノールにて希釈し、250メッシュおよび500メッシュの篩いを通過させた(塗料8)。この時の塗料8の粘度は、70mPa・sであった。片側にアルミニウムフランジのついたアルミニウム円筒管を一体に研削加工し、外径20mmφ、表面粗さRa=0.2μm、振れ5μm程度とした。回転台にワークを立て、スリーブ端部をマスキングしながら回転させ、上記塗料8をスプレーガンにて、一定速度で下降させながらワークにスプレー塗布し、塗布スリーブを得た。これを通風式乾燥機にて150℃、30分間、乾燥硬化させ樹脂表面層を形成させた。この時の表面樹脂被覆層の厚みは12.8μm、表面粗さは平均でRa=1.58μmであった。また被覆層の体積低抗値は、0.97Ω・cmであった。
【0163】
この現像スリーブにマグネットを装着して残りの片側にアルミニウム製フランジを嵌合し、キヤノン社製レーザービームプリンターLBP−930改造機のカートリッジの現像装置に装着可能とした。本実験に用いたLBP−930改造機は、LBP−930をべースにA4横送り24枚機を50枚相当に改造したものであり、プロセススピードを106mm/secから236mm/secにアップさせ、且つドラム周速に対し、スリーブ周速を1.3倍とした。さらにトナー容器のキャパシティーを上げている。さらに高速化による現像剤規制ブレードでの規制不均一を防ぐため規制部材に金属板で補強を施しブレード圧接力を強めている。また本体およびカートリッジにはそれぞれメカ的強度補強を加えている。外部のキャラクタージェネレーター(CG)から画像信号を送り、画像を出力させ画出しを行った。カートリッジのトナー残検が表示されるごとに磁性トナーを補給しながら6万枚までの連続耐久テストを行い、評価を行った。環境は24℃/10%RHの常温低湿(N/L)環境と、30℃/80%RHの高温高湿(H/H)環境にて行った。結果を表4および5に示す。
【0164】
トナーとしては、下記のものを用いた。
・スチレン−ブチルアクリレート系樹脂            100質量部
・マグネタイト                       100質量部
・低分子量ポリエチレンワックス                 3質量部
・長鎖アルコール系ワックス                   3質量部
・アゾ系Fe錯体化合物(負電荷制御剤)             3質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで分散混合後、130℃に加熱された二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、トナーの粒度分布が、質量平均粒径6.3μm、4μm以下の粒子の個数割合が19.5%、12.7μm以上の粒子の質量割合が0.4%の磁性トナーを得た。このトナー100質量部に、シランカップリング剤およびシリコーンオイルで処理したコロイダルシリカ1.2質量部、およびチタン酸ストロンチウム微粒子0.5質量部をヘンシェルミキサーにて外添して用いた。
【0165】
<実施例9>
・塗料原液A                        700質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径9.8μm)       30質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径2.8μm)       30質量部
・メタノール                        265質量部
とした以外は実施例8と同様に塗料を調製した(塗料9)。この塗料の粘度は55mPa・sであった。実施例8と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.2μm、表面粗さRa=1.50μmであった。また被覆層の体積低抗値は、1.05Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。結果を表4および5に示す。
【0166】
<実施例10>
・塗料原液A                        700質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径9.8μm)       30質量部
・式(1)のイミダゾール化合物(平均粒径4.1μm)     20質量部
・メタノール                        250質量部
とし、ホウ酸アルミニウム粒状物を分散した後更にイミダゾール化合物を加えた以外は実施例8と同様に塗料を調製した(塗料10)。この塗料の粘度は75mPa・sであった。実施例8と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.2μm、表面粗さRa=1.58μmであった。また被覆層の体積低抗値は、1.11Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。結果を表4および5に示す。
【0167】
<実施例11>
・塗料原液A                        700質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径2.8μm)       30質量部
・球状炭素粒子(平均粒径9.7μm)             30質量部
・メタノール                        265質量部
とし、ホウ酸アルミニウム粒状物を分散した後更に球状炭素粒子を加えた以外は実施例8と同様に塗料を調製した(塗料11)。この塗料の粘度は47.5mPa・sであった。実施例8と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.2μm、表面粗さRa=1.55μmであった。また被覆層の体積低抗値は、0.95Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。結果を表4および5に示す。
【0168】
<実施例12>
・塗料原液A                        700質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径9.8μm)       20質量部
・球状炭素粒子(平均粒径9.7μm)             20質量部
・メタノール                        235質量部
とし、ホウ酸アルミニウム粒状物を分散した後更に球状炭素粒子を加えた以外は実施例8と同様に塗料を調製した(塗料12)。この塗料の粘度は52.5mPa・sであった。実施例8と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは14.0μm、表面粗さRa=1.65μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、0.98Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。結果を表4および5に示す。
【0169】
<実施例13>
・塗料原液A                        700質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径16.0μm)      20質量部
・メタノール                        235質量部
とした以外は実施例8と同様に塗料を調製した(塗料13)。この塗料の粘度は55mPa・sであった。実施例8と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.5μm、表面粗さRa=1.62μmであった。また被覆層の体積低抗値は、0.99Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。結果を表4および5に示す。
【0170】
<実施例14>
・塗料原液A                        700質量部
・ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径27.5μm)      15質量部
・メタノール                        235質量部
とした以外は実施例8と同様に塗料を調製した(塗料14)。この塗料の粘度は55mPa・sであった。実施例8と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは14.6μm、表面粗さRa=1.82μmであった。また被覆層の体積低抗値は、0.98Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。結果を表4および5に示す。
【0171】
<比較例9>
原液Aをメタノールで希釈した後、篩い操作を行い塗料とした(塗料59)。この塗料の粘度は60mPa・sであった。実施例8と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.1μm、表面粗さRa=0.40μmであり、塗工条件を変えても表面粗さを大きくできなかった。また被覆層の体積低抗値は、0.94Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。耐久により樹脂表面被覆層が削れていたため表面粗さが低下し画像欠陥が発生した。結果を表4および5に示す。
【0172】
<比較例10>
原液Aにおいて、結晶性グラファイトの平均粒径を4.3μmから25.0μmに替え、原液Fを作製した。分散後のこの原液Bの粒度分布を測定したところ平均粒径は23.5μmであった。原液Fをメタノールで希釈した後、篩い操作を行い塗料とした(塗料60)。この塗料の粘度は57.5mPa・sであった。比較例9と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは14.8μm、表面粗さRa=1.48μmであった。また被覆層の体積低抗値は、1.54Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。グラファイトが樹脂表面被覆層の粗さ形成の主要粒子であったため耐久による削れが大きく耐久により画像欠陥が発生した。結果を表4および5に示す。
【0173】
<比較例11>
塗料原液A                        700質量部
架橋タイプPMMA球状粒子(平均粒径10.3μm)     20質量部
メタノール                        235質量部
とした以外は実施例8と同様に塗料を調製した(塗料61)。この塗料の粘度は52.5mPa・sであった。実施例8と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは14.5μm、表面粗さRa=1.52μmであった。また被覆層の体積低抗値は、1.08Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。表面粗さの低下が大きかった。結果を表4および5に示す。
【0174】
<比較例12>
・塗料原液A                        700質量部
・架橋タイプPMMA球状粒子(平均粒径26.3μm)     15質量部
・メタノール                        235質量部
とした以外は実施例8と同様に塗料を調製した(塗料62)。この塗料の粘度は50mPa・sであった。実施例8と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは14.6μm、表面粗さRa=1.90μmであった。また被覆層の体積低抗値は、1.05Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。表面粗さの低下が大きかった。結果を表4および5に示す。
【0175】
<比較例13>
・塗料原液A                        700質量部
・球状炭素粒子(平均粒径9.7μm)             30質量部
・メタノール                        220質量部
とした以外は実施例8と同様に塗料を調製した(塗料63)。この塗料の粘度は50mPa・sであった。実施例8と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは14.6μm、表面粗さRa=1.49μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、1.00Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。球状炭素粒子自身は削れに対しかなりの強度を有しPMMA粒子に比較すると表面粗さの変化は格段に小さいが、ホウ酸アルミニウム粒子に比較するとやや劣っていた。また、粒子自体の削れは小さく表面粗さを保持する効果は或程度持っているが、樹脂層の補強効果にはやや劣っていて膜厚の減少がやや大きかった。結果を表4および5に示す。
【0176】
<比較例14>
実施例1と同様のアルミニウム円筒管を#100のアランダム砥粒にてサンドブラスト処理を行い、表面粗さRa=2.15μmに粗した。このワークを用い、比較例9の塗料59を用いて実施例8と同様の方法にてブラスト表面に樹脂被覆層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは11.5μm、表面粗さRa=1.89μmであった。また被覆層の体積低抗値は比較例9と同等であった。この現像スリーブを用いて実施例8と同様の評価を行った。下地にブラストを施しても樹脂自体の削れは比較例9と変わらず、凸部から削れが進んでいくために表面が耐久により平滑化し画像欠陥が発生した。また、ブラストによりアルミニウム円筒管が変形したことが原因で、スリーブピッチでの濃度ムラが発生した。結果を表4および5に示す。
【0177】
【表1】
Figure 2004126238
【0178】
【表2】
Figure 2004126238
【0179】
【表3】
Figure 2004126238
【0180】
【表4】
Figure 2004126238
【0181】
【表5】
Figure 2004126238
【0182】
以下、有機処理されたホウ酸アルミニウム粒状物を用いた実施例を示す。
【0183】
<実施例15>
以下のような樹脂組成物を調製した。
・フェノール樹脂中間体                   250質量部
・導電性カーボンブラック                   15質量部
・結晶性グラファイト(平均粒径4.3μm)          85質量部
・メタノール                        350質量部
【0184】
これらの材料を、ガラスビーズを用いた横形連続式サンドミルにより分散し、塗料原液Aを得た。この原液Aの粒度分布を測定したところ平均粒径は3.9μmであった。
【0185】
次に、シランカップリング剤であるメタクリロキシシラン系カップリング剤0.05質量部をメチルエチルケトン20質量部に溶解した溶液に、ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径3.5μm)100質量部を加え、撹拌しながら70℃に保ち、溶媒を蒸発した後に、150℃のオーブンに入れ、キュアリングを行った。
【0186】
・塗料原液A                        700質量部
・メタクリロキシシラン系カップリング剤で処理したホウ酸アルミニウム粒状物
(平均粒径3.5μm)                   100質量部
・メタノール                        325質量部
塗料原液Aに、メタクリロキシシラン系カップリング剤で処理したホウ酸アルミニウム粒状物およびメタノールを上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物を分散した。この分散液をさらにメタノールにて希釈し、250メッシュおよび500メッシュの篩いを通過させた(塗料1’)。この時の塗料1’の粘度は、95mPa・sであった。アルミニウム円筒管を研削加工し、外径32mmφ、表面粗さRa=0.2μm、振れ5〜10μm程度とし、これに片側に現像スリーブ用フランジを取り付けたワークを用意した。回転台にワークを立て、スリーブ端部をマスキングしながら回転させ、上記塗料1’をスプレーガンにて、一定速度で下降させながらワークにスプレー塗布し、塗布スリーブを得た。これを通風式乾燥機にて150℃、30分間、乾燥硬化させ樹脂表面層を形成させた。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.4μm、表面粗さは平均でRa=0.72μmであった。また被覆層の体積低抗値は、1.13Ω・cmであった。
【0187】
この現像スリーブにマグネットを装着してステンレス製フランジを嵌合し、キヤノン社製複写機NP−6085改造機の現像装置に装着可能とした。本実験に用いたNP−6085改造機は、85枚機を95枚機に改造したものであり、プロセススピードは、513mm/secのものを573mm/secにアップさせ、且つドラム周速に対し、スリーブ周速を1.8倍とした。磁性トナー(下記)を補給しながら、100万枚までの連続耐久を行い、評価を行った。評価としては、総合的な画像評価および被覆層の耐久性を判断基準とした。環境は、24℃/10%の常温低湿(N/L)環境と、30℃/80%の高温高湿(H/H)環境にて行った。結果を表6および7に示す。画像および耐久性共に良好な結果が得られた。トナーとしては、下記のものを用いた。
【0188】
・スチレン−ブチルアクリレート系樹脂            100質量部
・マグネタイト                        95質量部
・低分子量ポリプロピレンワックス                4質量部
・ジターシャリーブチルサリチル酸のAl錯体(負電荷制御剤)   3質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで分散混合後、130℃に加熱された二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、トナーの粒度分布が、質量平均粒径7.2μm、4μm以下の粒子の個数割合が17.5%、12.7μm以上の粒子の質量割合が0.9%の磁性トナーを得た。このトナー100質量部に、シランカップリング剤で疎水化処理したコロイダルシリカ0.9質量部、およびチタン酸ストロンチウム微粒子3質量部をヘンシェルミキサーにて外添して用いた。
【0189】
<実施例16>
ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径5.2μm)をアミノシラン系カップリング剤にて、実施例15と同様にして処理を行った。
【0190】
・塗料原液A                        700質量部
・アミノシラン系カップリング剤で処理したホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒
径5.2μm)                        80質量部
・メタノール                        295質量部
とした以外は実施例15と同様に塗料を調製した(塗料2’)。この塗料の粘度は90mPa・sであった。実施例15と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.2μm、表面粗さRa=0.94μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、1.10Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例1と同様の評価を行った。結果を表6および7に示す。
【0191】
<実施例17>
以下のような樹脂組成物を調製した。
・ポリウレタン樹脂                     250質量部
・導電性カーボンブラック                   20質量部
・結晶性グラファイト(平均粒径4.3μm)          80質量部
・トルエン・MIBK・IPAの混合溶媒           525質量部
【0192】
これらの材料を、ガラスビーズを用いた横形連続式サンドミルにより分散し、塗料原液Cを得た。この原液Cの粒度分布を測定したところ平均粒径は4.0μmであった。
【0193】
次にホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径3.5μm)をヘキサメチルジシラザン(HMDS)を用いて実施例15と同様の操作でカップリング処理を行った後、ジメチルシリコーンオイル0.15質量部を溶剤で希釈したものに混合した後、溶剤を減圧下で揮発除去させた後、190℃で加熱処理を行ない、オイル処理ホウ酸アルミニウム粒状物を得た。
【0194】
Figure 2004126238
塗料原液Cに、ホウ酸アルミニウム粒状物、イミダゾール化合物、および上記混合溶媒を上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物およびイミダゾール化合物を分散した。この分散液をさらに混合溶媒にて希釈し、250メッシュおよび500メッシュの篩いを通過させた(塗料3’)。この時の塗料3’の粘度は、55mPa・sであった。この塗料を用いて実施例15と同様の方法で表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは12.9μm、表面粗さRa=0.81μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、1.16Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例15と同様の評価を行った。結果を表6および7に示す。
【0195】
<実施例18>
Figure 2004126238
塗料原液Aに、ホウ酸アルミニウム粒状物およびメタノールを上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物を分散した。この分散液をさらにメタノールにて希釈し、250メッシュおよび500メッシュの篩いを通過させた(塗料4’)。この時の塗料4’の粘度は、97.5mPa・sであった。この塗料を用いて実施例15と同様の方法で表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.8μm、表面粗さRa=0.79μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、1.03Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例15と同様の評価を行った。トナーは下記のものを用いた。
【0196】
・ポリエステル系樹脂                    100質量部
・マグネタイト                        95質量部
・アルコール系ワックス                     4質量部
・ジターシャリーブチルサリチル酸のAl錯体(負電荷制御剤)   4質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで分散混合後、130℃に加熱された二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、トナーの粒度分布が、質量平均粒径7.0μm、4μm以下の粒子の個数割合が18.5%、12.7μm以上の粒子の質量割合が0.8%の磁性トナーを得た。このトナー100質量部に、シランカップリング剤で疎水化処理したコロイダルシリカ1.0質量部、およびチタン酸ストロンチウム微粒子4質量部をヘンシェルミキサーにて外添して用いた。結果を表6および7に示す。
【0197】
<実施例19>
以下のような樹脂組成物を調製した。
・フェノール樹脂中間体                   100質量部
・導電性カーボンブラック                   20質量部
・メタノール                        120質量部
【0198】
これらの材料を、ガラスビーズを用いた横形連続式サンドミルにより分散し、塗料原液Dを得た。
【0199】
次にホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径2.8μm)を実施例15と同様の操作でメタクリロキシシラン系カップリング剤で処理を行った。
【0200】
・塗料原液D                        240質量部
・メタクリロキシシラン系カップリング剤で処理したホウ酸アルミニウム粒状物
(平均粒径2.8μm)                  100質量部
・メタノール                        210質量部
【0201】
塗料原液Dに、ホウ酸アルミニウム粒状物およびメタノールを上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物を分散した。この分散液をさらにメタノールにて希釈し、350メッシュの篩いを通過させた(塗料5’)。この時の塗料5’の粘度は、60mPa・sであった。アルミニウム円筒管を研削加工し、外径32mmφ、表面粗さRa=0.2μm、振れ5〜10μm程度とし、これに片側に現像スリーブ用フランジを取り付けたワークを用意した。回転台にワークを立て、スリーブ端部をマスキングしながら回転させ、上記塗料5’をスプレーガンにて、一定速度で下降させながらワークにスプレー塗布し、塗布スリーブを得た。これを通風式乾燥機にて150℃、30分間、乾燥硬化させ樹脂表面層を形成させた。この時の表面樹脂被覆層の厚みは18.5’μm、表面粗さは平均でRa=0.60μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、12.3Ω・cmであった。
【0202】
この現像スリーブにマグネットを装着してステンレス製フランジを嵌合し、キヤノン社製複写機CLC−1000の現像装置に装着可能とした。シアントナーを用い、5万枚までの画出し評価を行い、その後現像スリーブの耐久性を確認するため、20万枚相当までの空回転テストを行い被膜の削れおよび表面粗さを確認し、また新現像剤に交換した時の特性評価を行った。環境は24℃/60%の常温常湿(N/N)環境にて行った。現像剤としては次のようなものを用いた。
・ポリエステル系樹脂                    100質量部
・フタロシアニン顔料(シアン)                 5質量部
・ジターシャリーブチルサリチル酸のAl錯体           6質量部
【0203】
ポリエステル樹脂の5質量部とフタロシアニン顔料5質量部は、予め3本ロールを用いて十分に混練を行いマスターバッチを作成しておく。粉砕されたマスターバッチ、残りのポリエステル樹脂、ジターシャリーブチルサリチル酸のAl錯体をヘンシェルミキサーを用いて十分に混合した後、110℃に加熱された二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、トナーの粒度分布が、質量平均粒径8.1μm、4μm以下の粒子の個数割合が9.5%、12.7μm以上の粒子の質量割合が1.8%のシアントナーを得た。このトナー100質量部に、疎水性の酸化チタン微粒子1.8質量部をヘンシェルミキサーにて外添トナーとした。平均粒径が35〜50μmの間に分級されたフェライト粒子にシリコーン系樹脂を1.0%添加して混合し加熱硬化させた後解砕し、篩い処理を行い、現像用キャリアとした。上記トナーTとキャリアCをT/C比率が7%となるように混合しスタート剤とした。
【0204】
結果を表8に示す。
【0205】
<実施例20>
ホウ酸アルミニウム粒状物の平均粒径2.8μm及び平均粒径7.8μmをアミノシラン系カップリング剤にて、実施例15と同様にして処理を行った。
【0206】
Figure 2004126238
とした以外は実施例19と同様にして塗料を調製した。この塗料の粘度は57.5mPa・sであった。実施例19と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは19.5μm、表面粗さRa=0.91μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、11.0Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例19と同様の評価を行った。結果を表8に示す。
【0207】
<実施例21>
・ポリウレタン樹脂                     100質量部
・導電性カーボンブラック                   10質量部
・結晶性グラファイト(平均粒径4.3μm)          10質量部
・トルエン・MIBK・IPAの混合溶媒           120質量部
【0208】
これらの材料を、ガラスビーズを用いた横形連続式サンドミルにより分散し、塗料原液Eを得た。
【0209】
次にホウ酸アルミニウム粒状物の平均粒径2.8μm及び平均粒径7.8μmを実施例17と同様の操作にてジメチルシリコーンオイル処理を行った。
【0210】
Figure 2004126238
塗料原液Eに、ホウ酸アルミニウム粒状物およびトルエン・MIBK・IPAの混合溶媒を上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物を分散した。この分散液をさらにトルエン・MIBK・IPAの混合溶媒にて希釈し、350メッシュの箭いを通過させた(塗料7’)。この時の塗料7’の粘度は、52.5mPa・sであった。実施例15と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは18.8μm、表面粗さRa:0.89μmであった。また被覆層の体積低抗値は、15.4Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例15と同様の評価を行った。結果を表8に示す。
【0211】
<実施例22>
ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径9.8μm)を実施例15と同様の操作にてメタクリロキシシラン系カップリング剤で処理を行った。
【0212】
Figure 2004126238
【0213】
塗料原液Aに、ホウ酸アルミニウム粒状物およびメタノールを上記組成にてさらに加え、サンドミルにてホウ酸アルミニウム粒状物を分散した。この分散液をさらにメタノールにて希釈し、250メッシュおよび500メッシュの篩いを通過させた(塗料8’)。この時の塗料8’の粘度は、75mPa・sであった。片側にアルミニウムフランジのついたアルミニウム円筒管を一体に研削加工し、外径20mmφ、表面粗さRa=0.2μm、振れ5μm程度とした。回転台にワークを立て、スリーブ端部をマスキングしながら回転させ、上記塗料8をスプレーガンにて、一定速度で下降させながらワークにスプレー塗布し、塗布スリーブを得た。これを通風式乾燥機にて150℃、30分間、乾燥硬化させ樹脂表面層を形成させた。この時の表面樹脂被覆層の厚みは12.8μm、表面粗さは平均でRa=1.58μmであった。また被覆層の体積低抗値は、0.97Ω・cmであった。
【0214】
この現像スリーブにマグネットを装着して残りの片側にアルミニウム製フランジを嵌合し、キヤノン社製レーザービームプリンターLBP−930改造機のカートリッジの現像装置に装着可能とした。本実験に用いたLBP−930改造機は、LBP−930をべースにA4横送り24枚機を50枚相当に改造したものであり、プロセススピードを106mm/secから236mm/secにアップさせ、且つドラム周速に対し、スリーブ周速を1.3倍とした。さらにトナー容器のキャパシティーを上げている。さらに高速化による現像剤規制ブレードでの規制不均一を防ぐため規制部材に金属板で補強を施しブレード圧接力を強めている。また本体およびカートリッジにはそれぞれメカ的強度補強を加えている。外部のキャラクタージェネレーター(CG)から画像信号を送り、画像を出力させ画出しを行った。カートリッジのトナー残検が表示されるごとに磁性トナーを補給しながら6万枚までの連続耐久テストを行い、評価を行った。環境は24℃/10%RHの常温低湿(N/L)環境と、30℃/80%RHの高温高湿(H/H)環境にて行った。結果を表9および10に示す。
【0215】
トナーとしては、下記のものを用いた。
・スチレン−ブチルアクリレート系樹脂            100質量部
・マグネタイト                       100質量部
・低分子量ポリエチレンワックス                 3質量部
・長鎖アルコール系ワックス                   3質量部
・アゾ系Fe錯体化合物(負電荷制御剤)             3質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで分散混合後、130℃に加熱された二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混合物をハンマーミルで粗粉砕した。粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級機で分級し、トナーの粒度分布が、質量平均粒径6.3μm、4μm以下の粒子の個数割合が19.5%、12.7μm以上の粒子の質量割合が0.4%の磁性トナーを得た。このトナー100質量部に、シランカップリング剤およびシリコーンオイルで処理したコロイダルシリカ1.2質量部、およびチタン酸ストロンチウム微粒子0.5質量部をヘンシェルミキサーにて外添して用いた。
【0216】
<実施例23>
ホウ酸アルミニウム粒状物の平均粒径2.8μm及び平均粒径9.8μmをアミノシラン系カップリング剤にて、実施例15と同様の操作にて処理を行った。
【0217】
Figure 2004126238
とした以外は実施例22と同様に塗料を調製した(塗料9’)。この塗料の粘度は60mPa・sであった。実施例22と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.2μm、表面粗さRa=1.50μmであった。また被覆層の体積低抗値は、1.05Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例22と同様の評価を行った。結果を表9および10に示す。
【0218】
<実施例24>
Figure 2004126238
とし、ホウ酸アルミニウム粒状物を分散した後更にイミダゾール化合物を加えた以外は実施例22と同様に塗料を調製した(塗料10’)。この塗料の粘度は80mPa・sであった。実施例22と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.2μm、表面粗さRa=1.58μmであった。また被覆層の体積低抗値は、1.11Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例22と同様の評価を行った。結果を表9および10に示す。
【0219】
<実施例25>
Figure 2004126238
とし、ホウ酸アルミニウム粒状物を分散した後更に球状炭素粒子を加えた以外は実施例22と同様に塗料を調製した(塗料11’)。この塗料の粘度は52.5mPa・sであった。実施例22と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.2μm、表面粗さRa=1.55μmであった。また被覆層の体積低抗値は、0.95Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例22と同様の評価を行った。結果を表9および10に示す。
【0220】
<実施例26>
ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径9.8μm)を実施例17と同様の操作にてジメチルシリコーンオイル処理を行った。
【0221】
Figure 2004126238
とし、ホウ酸アルミニウム粒状物を分散した後更に球状炭素粒子を加えた以外は実施例22と同様に塗料を調製した(塗料12’)。この塗料の粘度は57.5mPa・sであった。実施例22と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは14.0μm、表面粗さRa=1.65μmであった。また被覆層の体積抵抗値は、0.98Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例22と同様の評価を行った。結果を表9および10に示す。
【0222】
<実施例27>
ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径16.0μm)を実施例17と同様の操作にてジメチルシリコーンオイル処理を行った。
【0223】
Figure 2004126238
とした以外は実施例22と同様に塗料を調製した(塗料13’)。この塗料の粘度は60mPa・sであった。実施例22と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは13.5μm、表面粗さRa=1.62μmであった。また被覆層の体積低抗値は、0.99Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例22と同様の評価を行った。結果を表9および10に示す。
【0224】
<実施例28>
ホウ酸アルミニウム粒状物(平均粒径27.5μm)を実施例17と同様の操作にてジメチルシリコーンオイル処理を行った。
【0225】
Figure 2004126238
とした以外は実施例22と同様に塗料を調製した(塗料14’)。この塗料の粘度は60mPa・sであった。実施例22と同様に表面樹脂層を形成した。この時の表面樹脂被覆層の厚みは14.6μm、表面粗さRa=1.82μmであった。また被覆層の体積低抗値は、0.98Ω・cmであった。この現像スリーブを用いて実施例22と同様の評価を行った。結果を表9および10に示す。
【0226】
【表6】
Figure 2004126238
【0227】
【表7】
Figure 2004126238
【0228】
【表8】
Figure 2004126238
【0229】
【表9】
Figure 2004126238
【0230】
【表10】
Figure 2004126238
【0231】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像剤担持体、現像装置、及びプロセスカートリッジにおいては、現像剤担持体の表面樹脂被覆層にホウ酸アルミニウム粒状物が含有されるため、均一な表面凹凸形状を有するため均一なトナー搬送性が得られ、またトナーに対する帯電付与性が良好であるため、現像性が良好であり、高精細、高画質の電子写真画像を提供できる。更に、耐摩耗性、耐汚染性に優れているため、一成分現像、二成分現像にかかわらず、長期の繰り返し使用に対しても、良好な画像を提供しつづけることのできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の現像剤担持体の表面層の構成の一例を示す模式図である。
【図2】本発明の現像剤担持体の表面層の構成の他の一例を示す模式図である。
【図3】本発明の現像剤担持体の表面層の構成のまた他の一例を示す模式図である。
【図4】本発明の現像剤担持体の表面層の構成のまた他の一例を示す模式図である。
【図5】本発明の一成分現像機構成の一例を示す模式図である。
【図6】本発明の一成分現像機構成の他の一例を示す模式図である。
【図7】本発明の一成分現像機構成のまた他の一例を示す模式図である。
【図8】本発明の一成分現像機構成のまた他の一例を示す模式図である。
【図9】本発明の一成分現像機構成のまた他の一例を示す模式図である。
【図10】本発明の二成分現像機構成の一例を示す模式図である。
【図11】本発明のプロセスカートリッジ構成の一例を示す模式図である。
【図12】本発明のプロセスカートリッジ構成の他の一例を示す模式図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a developer carrier having an improved resin coating layer on a substrate, a developing device using the same, and a process cartridge.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a number of methods are known as electrophotography. In general, a photoconductive substance is used to form an electric latent image on an electrostatic latent image carrier (photoreceptor) by various means. Then, the latent image is developed with a developer (toner) to form a visible image, and if necessary, the toner image is transferred to a transfer material such as paper, and then the toner image is formed on the transfer material by heat, pressure, or the like. This is to fix and obtain a visible image. The dry developing system in the electrophotographic method is mainly classified into a one-component developing system and a two-component developing system.
[0003]
In the two-component developing method, each toner is frictionally charged by stirring the toner and the carrier, and the electrostatic latent image is visualized using the charged toner. Depending on the type of carrier that transports the toner, those belonging to this method are referred to as a magnetic brush method using a magnetic material such as iron powder, a car skate method using a bead carrier, a fur brush method using fur, and the like. I have. Among them, a magnetic brush method is generally used.
[0004]
In addition, those belonging to the one-component developing method include a powder cloud method in which toner particles are used in a spray state, and contact of toner particles on a flexible or elastic developer carrier directly with an electrostatic latent image surface. Contact development method, in which the toner particles fly directly toward the latent image surface by the action of an electric field between the electrostatic latent image and the developer carrier without directly contacting the toner particles with the electrostatic latent image surface There is a magnedry method in which a magnetic conductive toner is brought into contact with an electrostatic latent image surface for development, and a contact development method and a jumping development method are generally used.
[0005]
As a toner applied to these developing methods, a fine powder obtained by dispersing a colorant in a natural or synthetic resin has been conventionally used. For example, a dispersion of colored particles such as various pigments, dyes, carbon black, and iron oxide in a binder resin such as a styrene-acrylic resin or a polyester resin is made into fine particles having an average particle size of about 4 to 15 μm. Is used as a toner.
[0006]
The toner must have a certain positive or negative charge, depending on the polarity of the electrostatic latent image to be developed and the development process. As a method for imparting electric charge to the toner, a method utilizing the triboelectricity of the binder resin of the toner and a method of imparting triboelectricity to various particles added to the toner are generally used. In general, a specific substance to be added is added to the toner. These toners generally generate triboelectric charges when they come into contact with various members used in a developing device. The main member is a carrier in a two-component developer, and may be affected by a developing sleeve or the like. Further, in the one-component developer, triboelectric charges are generated mainly by the action of the developing sleeve and the developer regulating blade. In addition, a developer supply member, a stirring member, a transport member, a developer container, and the like can also be involved in triboelectric charging.
[0007]
In general, in the development process, when an appropriate charge is to be imparted to a toner, first of all, the toner is made of a material capable of being triboelectrically charged, that is, a binder resin, an additive, and a charge control. Whether the appropriate material has been selected for the agent. However, since the binder resin, which accounts for the majority of the toner components, plays an important role not only in the development but also in the fixing step, it is not possible to select a material that emphasizes only triboelectric charging. In recent years, from the viewpoint of energy saving, a technology for fixing at lower temperature or lower power consumption has been required. In a toner, a binder resin that attaches importance to fixability is often inferior in chargeability. For example, as a material selection for fixing the toner with low energy, there is a method of increasing the low molecular weight component in the Tg (glass transition point) of the binder resin and the molecular weight distribution of the binder resin. Is often inferior in chargeability. In addition, so-called waxes are often added to the toner for the purpose of improving the anti-offset property in the fixing step, and for improving the plasticity of the resin to improve the fixing property. As for the property, it is easy to give a property in a bad direction. Also, a charge control agent is added to the toner to improve the triboelectric charging property. However, since most of the charge control agent is a dye or a pigment, if a large amount is added to the toner, the toner particles may be reduced in the toner manufacturing process. Due to the charge control agent released from the toner or present on the toner surface, members such as the photosensitive drum, the charging member, the developing sleeve, and the regulating blade are easily contaminated.
[0008]
As a second means for imparting triboelectric charge to the toner, an appropriate material is selected and used for the triboelectric imparting member. Many methods have been proposed for balancing the triboelectric charge of the toner by an appropriate combination of the toner material and the triboelectric charging member material.
[0009]
Iron powder was once used as a carrier for a magnetic brush, which is a frictional charging member as a two-component developer, but in recent years, in order to adjust the frictional charge amount of toner, iron powder as a magnetic material has been used. In many cases, a coating agent mainly composed of an acrylic resin, a silicone resin, a fluororesin, a phenol resin, or the like is applied to the surface of a carrier core material using powder, ferrite, or the like.
[0010]
In the case of a one-component developer, in the developing device, the toner passes between the developing sleeve and the regulating blade and comes into contact with the developing sleeve and the regulating blade when the toner is thinned. Affects charging. In the case of the one-component magnetic toner, the toner moves on the sleeve by the action of the magnetic force and has a chance to come into contact with the developing sleeve during this time.
[0011]
As the regulating blade, there are a type in which a narrow gap is provided between the regulating blade and the developing sleeve to regulate the amount of toner transport, a type in which the regulating blade elastically contacts the developing sleeve to regulate, and the like. Materials such as metal, rubber, and the like are used. When elastically contacting the developing sleeve, a rubber such as urethane rubber or silicone rubber, or a plate made of phosphor bronze or stainless steel is used. In consideration of the triboelectric chargeability with the toner, for example, when giving the toner a negative chargeability, a positively chargeable nylon-based elastomer is used for the surface layer that comes in contact with the toner so that the toner is easily charged. Is taken. These triboelectric charging materials are used by being directly processed into a blade shape, pasted to a plate material as a chip, or coated with a resin.
[0012]
Next, the developing sleeve (developer carrier) will be described.
[0013]
In a so-called contact phenomenon method in which a developer carrier is brought into direct contact with a latent image carrier to perform development, generally, an elastic body such as urethane rubber, EPDM rubber, or silicone rubber is cylindrically mounted on a metal main shaft such as stainless steel. It may be formed into a shape, or may be formed by forming an elastomer layer on the surface of a cylindrical member made of aluminum or stainless steel. In these cases, the so-called rubber contains impurities such as a plasticizer, a vulcanizing agent, a release agent, and a low molecular weight component, and when this comes into contact with the latent image carrier or the developer layer forming member, Since the bleeding adversely affects these members and images, a layer such as a barrier layer or a protective layer is provided on the surface of the rubber layer to prevent the above-mentioned adverse effects. Further, it is also known that a surface layer is formed on the outermost surface with a material having good releasability or a resin which easily gives a triboelectric charge to the toner.
[0014]
Conventionally, a developing sleeve used for non-contact type development has, for example, been formed of a metal, an alloy thereof, or a compound thereof in a cylindrical or cylindrical shape, and the surface thereof is subjected to electrolytic, plating, blasting, sanding, etc. to a predetermined surface roughness. What was processed so that it might be used is used. When a one-component magnetic developer is used, a magnet having a predetermined magnetic force and a magnetic pole configuration is arranged in a cylinder. A similar developing sleeve is used in a two-component magnetic brush developing device.
[0015]
However, when the developing sleeve having the surface as described above is used, the developer existing near the surface of the developer carrier in the developer layer formed on the surface of the developer carrier by the regulating member has a very high charge. As a result, the toner is intensely attracted to the surface of the carrier, which makes it impossible to have a chance of friction between the toner and the carrier that comes later, so that a suitable charge is not given to the developer, which causes a so-called charge-up phenomenon. . In such a situation, sufficient development and transfer are not performed, resulting in an image with no image density, image unevenness, and many character scattering. In order to prevent the generation of such an excessively charged developer and the strong adhesion of the developer, a film in which a conductive substance such as carbon black and graphite or a solid lubricant is dispersed in a triboelectrically chargeable resin. Is formed on the developer-carrying member substrate as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163,036.
[0016]
In addition to the function of imparting an appropriate charge to the toner, the developing sleeve also plays a role of stably and uniformly transporting the toner or developer layer-formed on the developing sleeve to the developing area. The amount of toner transported on the developing sleeve is, of course, affected by the strength of the regulation in the developer layer forming area, the Coulomb force due to charging between the toner and the sleeve, the magnetic composition of the magnet, etc. Is known to be quite large. Therefore, if the shape of the surface of the developing sleeve changes due to repeated use, the transport amount of the developer changes, which causes various problems in developing property and the like. As described above, a resin-coated sleeve to which carbon black or graphite has been added can provide sufficient performance with a low-capacity cartridge that does not require much durability, but when a high-durability number is required, the surface due to scraping can be obtained. The change in roughness is problematic.
[0017]
Patent Document 2 proposes adding spherical fine particles as a material for forming irregularities on the surface of a developing sleeve. The method of adding spherical particles is a good means for forming a uniform surface shape. However, in the case of long-term use or a developing method in which a strong stress is applied to the sleeve surface, when resin particles as disclosed in the above technology are used, defects such as reduction in surface roughness and toner adhesion due to wear due to durability occur. It's easy to do. As a method of increasing the strength of the resin layer on the developing sleeve, Patent Literature 3 and Patent Literature 4 disclose a technique of adding a fibrous substance such as potassium titanate whisker to a polymer substance. Although the method of adding these fibrous substances is a good method for increasing the strength of the resin layer, the fibrous substances have a considerably indeterminate shape, are difficult to control the particle size, and are difficult to disperse. When the surface is formed by the method, there is a disadvantage that it is difficult to form a uniform surface shape. Patent Literature 5 discloses a technology for forming a resin layer to which conductive spherical particles having a true density of 3 or less are added as a technology for adding spherical particles to improve durability. According to the above-mentioned method, the durability of the surface resin layer is considerably improved. However, even in the case of one-component magnetic development, a high-speed copier developing device or a carrier using a large specific gravity carrier such as iron or ferrite is used. When applied to a developing device for component development, the required durability may not be satisfied. Patent Literature 6 discloses a technique in which a spherical particle and a fibrous substance are shared, and a good portion of both is obtained. However, as described above, the fibrous substance has some difficulties in handling. Patent Document 7 discloses a high-hardness silica-based material as an unevenness imparting substance, and Patent Document 8 discloses a technique of adding silica having two kinds of particle sizes as an inorganic substance. Silica-based materials have poor compatibility with resins, and when formed with a resin layer, are apt to become brittle and are easily exposed to the surface. In addition, since the toner has a high chargeability with the toner, a charge-up phenomenon easily occurs when the toner is exposed on the surface. Patent Document 9 discloses a method in which iron oxide is contained as a conductive metal oxide. However, many of the general metal oxides have a high true density, are likely to precipitate in a resin, and have a tendency to precipitate in a resin layer. Dispersion tends to be worse.
[0018]
Further, a developing sleeve for a two-component developing device using a carrier has a large abrasion when an inexpensive aluminum cylindrical tube is used. Therefore, a stainless steel cylindrical tube has been used in most cases conventionally. However, even when stainless steel is used, unevenness due to blasting of the surface is worn and smoothed by repeated use, and the transportability of the developer is reduced.
[0019]
[Patent Document 1]
JP-A-01-277265
[Patent Document 2]
JP-A-03-200986
[Patent Document 3]
JP-A-60-230175
[Patent Document 4]
JP-A-63-314576
[Patent Document 5]
JP-A-08-240981
[Patent Document 6]
JP-A-10-186839
[Patent Document 7]
JP 04-078881 A
[Patent Document 8]
JP 07-306586 A
[Patent Document 9]
JP-A-01-142563
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the developing sleeve not only has a material configuration that has good triboelectric charging property with respect to the developer, but also is less likely to be contaminated by toner and the like even when used repeatedly, and the surface shape changes over a long period of time. The toner is required to have a uniform surface roughness and to have stable triboelectric charging characteristics for the toner.
[0021]
Similarly, a configuration is required in which developer transportability is ensured for a long period of time.
[0022]
Furthermore, a technology that can realize this durability at low cost is required. For example, more specifically, in a two-component developing apparatus, even if a carrier that exerts a strong force on a sleeve made of iron or ferrite carrier is used, the wear of the sleeve surface layer is small, the change in surface roughness is small, and the sleeve It is required that the surface of the developer is not contaminated and that the transportability of the developer is stable. By achieving this, it is possible to prevent a decrease in the density due to a decrease in the transport amount of the developer and a decrease in image quality such as fog. In addition, by using an inexpensive aluminum cylindrical tube as the base, it is possible to reduce the cost of a generally expensive two-component developing device.
[0023]
In a high-speed machine using a one-component magnetic developer, the developing sleeve has a stable triboelectric charging property to the toner, and the surface of the sleeve has a small wear, the surface roughness changes little, and the sleeve surface is contaminated. Output hundreds of thousands or millions of high-quality images without changing the developing device, developer, or developing sleeve without impairing the basic image quality such as ghost, unevenness, blotch, fog, etc. It is required to achieve.
[0024]
Also, in a developing device in which the developer regulating blade and the developer stripping / supplying member are strongly pressed against the developing sleeve, wear of the developing sleeve surface due to the pressure contact can be prevented, and toner contamination and fusion can be prevented to prevent the developing sleeve surface. There is a demand for a developing sleeve and a developing device that can stabilize the shape and material composition of the surface and can continue to provide high-definition images without ghosts, unevenness, blotches, fog, and the like.
[0025]
That is, an object of the present invention is to provide a developing sleeve, a developing device using the same, and a process cartridge that can achieve the above-mentioned requirements.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
The present invention for achieving the above object is used in a developing device that develops a latent image formed on an electrostatic latent image carrier with a developer carried and conveyed by a developer carrier and visualizes the latent image. In the developer carrier obtained, the developer carrier has at least a substrate and a resin coating layer formed on the surface of the substrate, and the resin coating layer comprises at least a resin and aluminum borate dispersed in the resin. A developer-carrying member characterized by containing particulate matter.
[0027]
The resin coating layer has conductivity, and the conductivity is preferably a developer carrier provided by including a conductive agent in the resin coating layer. It is more preferable that the developer carrier further contains a lubricating fine powder in the resin coating layer. The outer surface of the resin coating layer preferably has surface irregularities with a center line average roughness Ra of about 0.3 to 3.5 μm.
[0028]
As a preferred embodiment having irregularities on the outer surface of the resin coating layer, one embodiment in which the irregularities are formed mainly by the addition of the aluminum borate granules is mentioned, and in this case, the aluminum borate granules are number averaged. When the particle size is 0.3 to 30 μm, the surface tends to have a preferable surface roughness. It is also a preferable embodiment that the aluminum borate particulates are organically treated.
[0029]
Further, another solid particle on which surface irregularities can be formed is added to the resin, and the irregularities on the outer surface of the resin coating layer are mainly formed by the further added solid particles, and the aluminum borate granular material is formed. Contribution to the unevenness is less or harder than other solid particles, or another solid particle or large irregularities are formed, and aluminum borate granular material has a mode of forming finer irregularities. No. In this case, the number average particle diameter of the solid particles further added is preferably 0.3 to 30 μm, so that the solid particles can easily have preferable surface roughness.
[0030]
It is also preferable that the irregularities on the outer surface of the resin coating layer are formed mainly by both the aluminum borate granules and further added solid particles.
[0031]
Further, the present invention for achieving the above-mentioned object further comprises a container accommodating at least a developer and a developer carrier for carrying and transporting the developer stored in the container. A developing device that forms a developer layer on a developer carrier, conveys the developer to a development area opposed to the latent image carrier, and develops the latent image on the latent image carrier with a developer to form a visible image. , A developing device characterized by using the developer carrier described above,
A developing device in which the developer is a non-magnetic one-component developer, and the layer thickness regulating member is in contact with or in pressure contact with the developer carrier via the toner,
The developer carrier is a developing device in which a magnet is built in the base. The developer is a magnetic one-component developer. In this case, the layer thickness regulating member is a non-magnetic member. A developing device in contact with or in pressure contact with the developer carrier, a layer thickness regulating member that is a non-magnetic or magnetic member, and a configuration in which the developer carrier is disposed with a small gap, The carrier is provided as a developing device in which a magnet is built in the base and the developer is a two-component developer having a toner and a carrier.
[0032]
The present invention for achieving the above object further includes: i) an electrostatic latent image holding member for holding an electrostatic latent image, and (ii) the electrostatic latent image is developed by a developer in a development area with a developer. A process cartridge detachable from an image forming apparatus main body having at least an integrated developing means, wherein the developing device is the developing device described above, and the electrostatic latent image holding member is Preferably, the photosensitive member is an electrophotographic photosensitive member. In addition to the electrophotographic photosensitive member as the electrostatic latent image holding member and the developing unit, at least one of the cleaning unit and the primary charging unit is integrally formed as a cartridge. Is also preferred.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, the resin coating layer on the surface of the developer carrier comprises at least a binder resin and particulate aluminum borate dispersed in the binder resin.
[0034]
Generally aluminum borate is nAl2O3・ MB2O39Al2O3・ 2B2O3, 2Al2O3・ B2O3, Al2O3・ B2O3Etc. have been confirmed. Originally, borate has a structure in which all the oxygen contained is covalently bonded to boron,3 3-(Orthoborate ion), (BO2-) Constituting ionic groups or ionic networks, such as continuous chains (metaborate ions), and neutralizing Na+, Ca2+Ordinarily takes a structure in which a cation such as is coordinated to the oxygen of borate ion. On the other hand, 9Al2O3・ 2B2O3Is completely incorporated in the network formed by aluminum and oxygen, and a composite oxide of aluminum and boron is more appropriate than a borate.
[0035]
Aluminum borate is available in granular and whisker-like forms. As a result of studies by the present inventors, the strength of the resin coating layer formed on the substrate (e.g., ) Was found to improve, but when examining the unevenness of the surface, the granular material could form more uniform unevenness than the whisker, and the amount of developer transported by the developer carrier was uniform, and the It was also found that the triboelectric charge of the agent was stable. That is, even if whiskers are used, surface irregularities are formed and can be used in a process in which only irregularities are required, but for example, as in a developing method using a thinner layer of a developer on a developer carrier, In a more precise process for supplying a higher-definition image, the particulate material is preferable in that uniformity can be maintained over the surface of the coating layer of the developer carrier and the entire coating layer.
[0036]
The aluminum borate particles can be obtained by mixing an aluminum oxide component and a boron oxide component, and heating and reacting at a temperature of about 800 to 1300 ° C. Further, purification is performed using water, an acidic aqueous solution or an alkaline aqueous solution. Further, a surface treatment such as a reheating treatment, a treatment with a silane coupling agent or the like may be performed.
[0037]
Aluminum borate is characterized by high hardness (7 in the former notation of Mohs hardness = literature value) and relatively low true density (2.9-3.0 g / cm).3= Literature value). The hardness of the particles added to the resin layer on the developer carrier and the abrasion resistance of the resin coating layer when repeatedly used as the developer carrier are not necessarily correlated. As a result, when aluminum borate particles were added, as shown in the specific examples described later, they exhibited excellent wear resistance as compared with those without addition of aluminum borate and those containing resin-based particles. . Furthermore, because of its high hardness, magnetic particles as a carrier on the developer carrier, magnetic substances contained in the toner, external additives such as abrasives, and a developer regulating blade and a developing Even if it receives the force from the agent supply member etc., the shaving is small, so the shape of the particle itself is unlikely to change, and even if the resin component is shaved, or even if the particle itself falls off due to the effect, the resin layer will remain in the resin layer. In some cases, the particles may re-extrude or become exposed, and the change in the surface shape can be kept small. Further, since the true density is relatively small as a hard metal oxide, the dispersion state in the resin layer is relatively stable, and the dispersion state of the aluminum borate particles in the resin layer after the formation of the resin coating layer is made uniform. Cheap. That is, the inventors of the present application also disclose in the specification of Patent Document 5 filed earlier that when the conductive spherical particles are added to the resin layer, the true density of the particles is 3 g / cm.3The following is proposed to be preferable in order to obtain a uniform dispersion state, but the aluminum borate particles of the present invention are near the upper limit and fall within this range. In the results of the study by the present inventors, although it is close to the upper limit of the preferable true density, it is within a specified range, and if it is within this range, it is a range that can be dealt with with some improvement of the manufacturing method, and is uniform. It is possible to achieve both dispersibility and abrasion resistance.
[0038]
Furthermore, when aluminum borate particles are triboelectrically charged, for example, with an iron powder carrier, they exhibit a weak positive chargeability, but the triboelectric chargeability is not so large. It is difficult to cause so-called charge-up, which is preferable from that point.
[0039]
In the present invention, one of the features is to use organically treated aluminum borate granules, but such an organic treatment method includes a silane coupling agent that reacts or physically adsorbs with the aluminum borate granules, A method of treating with an organometallic compound such as a titanium coupling agent, a method of treating with an organosilicon compound such as silicone oil, or a method of treating with a coupling agent or an organosilicon compound such as silicone oil at the same time as treating with a coupling agent Method.
[0040]
Coupling agents suitably used as a treating agent for aluminum borate particles in the present invention include, for example, a silane coupling agent, a titanate coupling agent and an aluminum coupling agent.
[0041]
As the silane coupling agent, known ones (for example, those conventionally used for surface modification of silica and glass) can be used without particular limitation.
General formula
(1) RmSiYm
R: alkoxy group
m: an integer from 1 to 3
Y: alkyl group
n: an integer from 1 to 3
And, for example, γ- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane , Γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, stearyltrimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane and the like can be used.
[0042]
In the present invention, the silane coupling agent as described above is preferably used in an amount of 0.0001 to 0.5 part (more preferably 0.001 to 0.2 mass) per 100 parts of (untreated) aluminum borate particles. Part) used.
[0043]
When the amount of the coupling agent is less than 0.0001 part by mass, the effect of using the coupling agent is not recognized. On the other hand, when the amount of the coupling agent exceeds 0.5 part by mass, the reaction with the aluminum borate particles occurs. It is not preferable because a coupling agent not involved in the reaction is likely to be generated.
[0044]
Next, the general formula of a typical titanium-based coupling agent is shown below.
[0045]
Embedded image
Figure 2004126238
[0046]
More specific compounds among the titanium-based coupling agents represented by the above general formula include the following.
[0047]
Embedded image
Figure 2004126238
[0048]
Embedded image
Figure 2004126238
[0049]
The treatment amount of the titanium-based coupling agent with respect to the aluminum borate particles depends on the particle size, surface structure, etc. of the aluminum borate particles, but is used in an amount of 0.0001 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the aluminum borate particles. Is preferred. If the processing amount of the aluminum coupling agent is less than 0.0001 part by mass, there is no effect on the dispersibility of the aluminum borate particles. A large amount of ring agent is generated, which is not preferable.
[0050]
Examples of the aluminum coupling agent include acetoalkoxy aluminum diisopropylate and the like. The treatment amount for the aluminum borate particles is preferably 0.0001 to 0.5 parts by mass based on 100 parts by mass of the aluminum borate particles. If the processing amount of the aluminum coupling agent is less than 0.0001 part by mass, there is no effect on the dispersibility of the aluminum borate particles. A large amount of ring agent is generated, which is not preferable.
[0051]
Each of the above-mentioned coupling agents may be used as a combination of two or more as necessary.
[0052]
Examples of a method of treating the aluminum borate particulates with the coupling agent include an organic solvent method and an aqueous solution method. In general, the treatment by the organic solvent method means that a coupling agent is dissolved in an organic solvent (alcohol, benzene, halogenated hydrocarbon, etc.) containing a hydrolysis catalyst together with a small amount of water, and aluminum borate granules are immersed in the solution. After that, solid-liquid separation is performed by filtration or pressing, and drying is performed at about 120 to 130 ° C. Further, the aqueous solution method is to hydrolyze a coupling agent of about 0.5% in water of a constant pH or a mixed solvent of water and an organic solvent, and then immerse the aluminum borate particulates in the same manner. Is subjected to solid-liquid separation and dried.
[0053]
Silicone oil which is another organic treatment is generally represented by the following formula.
[0054]
Embedded image
Figure 2004126238
[0055]
R: C1~ C3Alkyl group
R ': silicone oil-modified groups such as alkyl, halogen-modified alkyl, phenyl, and modified phenyl
R ": C1~ C3Alkyl or alkoxy group of
[0056]
Preferred silicone oils have a viscosity of about 0.5 to 1,000 mm at 25 ° C.2/ S, preferably 1 to 1,000 mm2/ S. A silicone oil having a molecular weight that is too low may generate a rare substance due to heat treatment or the like. If the molecular weight is too high, the viscosity becomes too high, and the processing operation becomes difficult. Examples of the type of silicone oil include methyl hydrogen silicone oil, dimethyl silicone oil, phenyl methyl silicone oil, chlorophenyl methyl silicone oil, alkyl-modified silicone oil, fatty acid-modified silicone oil, polyoxyalkylene-modified silicone oil, and fluorine-modified silicone. Oil and the like are preferred.
[0057]
The treatment with the silicone oil can be performed, for example, as follows. The aluminum borate granules are vigorously agitated while heating, if necessary, and sprayed or vaporized with the silicone oil or a solution thereof, or the aluminum borate granules are slurried. It can be easily treated by dropping silicone oil or its solution while stirring. These silicone oils may be used alone or in combination of two or more, or in combination or in multiple treatments. Moreover, you may use together with the process by a coupling agent.
[0058]
1 to 4 are schematic cross-sectional views showing a state in which particulate aluminum borate 4 is dispersed in binder resin 3 to form surface resin coating layer 2. 1 indicates a substrate. In FIG. 1, the aluminum borate particles are dispersed in the binder resin and contribute to the formation of irregularities on the surface of the resin coating layer. Reference numeral 5 denotes a conductive fine powder added to impart conductivity to the resin coating layer, and does not substantially contribute to the formation of irregularities. However, the present invention is not limited to the conductive fine powder, but also includes a mode in which minute irregularities are formed by another solid particle to be added. In FIG. 2, reference numeral 6 denotes another solid particle added to give relatively large irregularities to the surface of the resin coating layer, and the aluminum borate particles 4 form minute irregularities on the surface of the resin coating layer. Such a configuration is advantageous when used in a developing device in which the developer regulating member is elastically pressed (via toner) against the developer carrier. That is, the pressure contact force of the elasticity regulating member is regulated by another solid particle, and the aluminum borate particles 4 also form minute irregularities to play a role of adjusting a contact charging opportunity between the toner and the resin. FIG. 3 shows that both the aluminum borate particles 4 and the other solid particles 7 contribute to the formation of irregularities on the surface of the resin coating layer. Such a form may be implemented, for example, when another solid particle 7 is to be given another function such as conductivity or triboelectricity in addition to the provision of unevenness. FIG. 4 is a model diagram when a solid lubricant 8 such as graphite is used in combination for the purpose of preventing toner adhesion to the sleeve.
[0059]
Next, the configuration of the developer carrying member used in the present invention will be described. The developer carrier comprises a substrate and a resin layer surrounding and covering the substrate. Examples of the substrate include a cylindrical member, a columnar member, and a belt-like member. A rigid cylindrical tube or solid rod such as metal is preferably used. As such a substrate, a nonmagnetic metal or alloy such as aluminum, stainless steel, or brass, which is formed into a cylindrical or columnar shape, and polished, ground, or the like is suitably used. These substrates are molded or processed with high precision in order to improve the uniformity of the image. For example, the straightness in the longitudinal direction is preferably 30 μm or less, or 20 μm or less, and more preferably 10 μm or less. Deflection of the gap between the sleeve and the photosensitive drum, for example, abutting against a vertical surface via a uniform spacer, and rotating the sleeve In this case, the deviation of the gap from the vertical plane is preferably 30 μm or less, or 20 μm or less, and more preferably 10 μm or less. Aluminum is preferably used from the viewpoint of material cost and ease of processing. Such a form is preferably used as a developer carrying base for magnetic or non-magnetic one-component non-contact development or two-component development.
[0060]
Further, as the substrate having an elastic layer, a core member and a cylindrical member having a layer configuration containing rubber or an elastomer such as urethane, EPDM, or silicon are preferable, particularly in the case of a developing method in which a developer carrier is brought into direct contact with a drum. Used.
[0061]
As the binder resin material of the conductive coating layer constituting the developer carrier of the present invention, generally known resins can be used. For example, thermoplastic resins such as styrene resin, vinyl resin, polyether sulfone resin, polycarbonate resin, polyphenylene oxide resin, polyamide resin, fluorine resin, cellulose resin, acrylic resin, epoxy resin, polyester resin, and alkyd resin For example, a heat or light curable resin such as a phenol resin, a melamine resin, a polyurethane resin, a urea resin, a silicone resin, and a polyimide resin can be used. Among them, those with releasability such as silicone resin and fluorine resin, or excellent in mechanical properties such as polyether sulfone, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyamide, phenol, polyester, polyurethane, styrene resin and acrylic resin Are more preferred.
[0062]
In the present invention, the coating layer formed on the developer carrying member by the above-mentioned forming material is used to fix the developer onto the developer carrying member due to charge-up and to carry the developer carrying-out caused by the charge-up of the developer. In order to prevent poor charging of the developer from the surface of the body, it is desirable that the developer be conductive. The volume resistance of the coating layer is preferably 104Ω · cm or less, more preferably 103Ω · cm or less.
[0063]
The conductive coating layer on the surface of the developer carrier has a volume resistance of 104If it exceeds Ω · cm, charging failure to the developer is likely to occur, and as a result, blotches (spot images and wave pattern images) tend to occur.
[0064]
In the present invention, in order to adjust the low resistance value of the coating layer to the above value, it is preferable to include the following conductive substance in the coating layer. Examples of the conductive substance used at this time include fine powders of metal powders such as aluminum, copper, nickel, and silver, antimony oxide, indium oxide, tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, molybdenum oxide, and titanic acid. Examples thereof include metal oxides such as potassium, various carbon fibers, furnace black, lamp black, thermal black, acetylene black, carbon black such as channel black, graphite such as graphite, and metal fibers.
[0065]
In the present invention, among these, carbon black, particularly conductive amorphous carbon, is particularly excellent in electrical conductivity, and is filled with a polymer material to impart conductivity, or only by controlling the addition amount, It is suitably used because any degree of conductivity can be obtained. Dispersion stability when made into a paint can also be good. In the present invention, the amount of the conductive material is preferably in the range of 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. If the amount is less than 1 part by mass, it is usually difficult to reduce the resistance value of the coating layer to a desired level, and there is a high possibility that toner adheres to the binder resin used for the developer carrier coating layer. If it exceeds 100 parts by mass, the strength (abrasion) of the coating layer may be reduced, especially when a fine powder having a submicron order particle size is used.
[0066]
Further, in the present invention, a solid lubricant can be mixed in the coating layer in order to further reduce the adhesion of the developer to the surface of the developer carrier. Examples of the solid lubricant that can be used at this time include molybdenum disulfide, boron nitride, graphite, graphite fluoride, silver-selenium niobium, calcium chloride-graphite, talc, and the like. The amount of the solid lubricant that can be used in the present invention is preferably in the range of 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. When the amount is less than 1 part by mass, the effect of improving the adhesion of the developer to the binder resin surface of the coating layer is small, and when the amount exceeds 100 parts by mass, particularly when a material containing a large amount of fine powder having a submicron order particle size is used. In addition, the strength (wearability) of the coating layer may decrease. These lubricating particles preferably have a number average particle size of about 0.2 to 20 μm, more preferably 1 to 15 μm. When the number average particle diameter of the lubricating particles is less than 0.2 μm, it is not preferable because lubricity is not sufficiently obtained, and when the number average particle diameter exceeds 20 μm, the shape of the surface of the conductive coating layer is reduced. The effect is large and the surface properties become uneven, which is not preferable in terms of uniform charging of the toner and strength of the coating layer.
[0067]
The resin coating layer of the present invention may contain other solid particles for forming irregularities on the surface of the coating layer. Examples of such solid particles include, for example, vinyl polymers and copolymers such as polymethyl methacrylate, polyethyl acrylate, polybutadiene, polyethylene, polypropylene, and polystyrene, benzoguanamine resins, phenol resins, polyamides, fluorine resins, and silicone resins. , Resin particles such as epoxy resin, polyester resin, etc., oxide particles such as alumina, zinc oxide, silicone, titanium oxide, tin oxide, carbonized particles, conductive particles such as resin particles subjected to conductive treatment, etc., for example, imidazole It is also possible to use an organic compound such as a compound in the form of particles. In this case, the imidazole compound also serves to impart triboelectric charge to the toner. FIG. 3 shows such a configuration.
[0068]
In particular, when used in the form as shown in FIG. 2, it is preferable to use conductive particles among these particles. That is, by imparting conductivity to the particles, charge is less likely to accumulate on the surface of the particles due to the conductivity, so that it is possible to reduce the adhesion of the toner and to improve the charging property of the toner. In the present invention, as the conductivity of the particles, a volume resistance value of 106Ω · cm or less, more preferably 10-3-106The particles are preferably Ω · cm. The volume resistance of such particles is 106If it exceeds Ω · cm, the toner tends to be contaminated or fused by spherical particles exposed on the surface of the coating layer due to abrasion, and it is difficult to perform quick and uniform charging. Furthermore, the true density of the particles is 3000 kg / m3It is more preferable that it is not more than the degree. Even if it is conductive, if the true density of the particles is too high, the amount added to form the same roughness will increase, and the true density difference between the resin or the resin composition and the resin will increase. In this case, the dispersion state of the particles tends to be non-uniform, and therefore the dispersion state of the formed coating layer is not uniform, which is not preferable. Further, when the particles are spherical, the contact area with the developer regulating member or the like to be pressed is reduced, so that an increase in sleeve rotation torque due to frictional force and the adhesion of toner can be reduced, which is more preferable. In particular, when the conductive spherical particles shown below are used, a better effect can be obtained.
[0069]
That is, a particularly preferable method for obtaining conductive spherical particles is, for example, obtaining resin-based spherical particles or mesocarbon microbeads to obtain low-density and good-conductive spherical carbon particles obtained by carbonization and / or graphitization. Method. Examples of the resin used for the resin-based spherical particles include a phenol resin, a naphthalene resin, a furan resin, a xylene resin, a divinylbenzene polymer, a styrene-divinylbenzene copolymer, and polyacrylonitrile. In addition, mesocarbon microbeads can be usually produced by washing spherical crystals generated in the process of heating and firing a medium pitch with a large amount of a solvent such as tar, medium oil, and quinoline.
[0070]
As a more preferable method for obtaining conductive spherical particles, a phenol resin, a naphthalene resin, a furan resin, a xylene resin, a divinylbenzene polymer, a styrene-divinylbenzene copolymer, a surface of a spherical resin particle such as polyacrylonitrile, a mechanochemical method. A method for obtaining conductive spherical carbon particles by coating a bulk mesoface pitch with an oxidizing atmosphere and then heat-treating the coated particles in an oxidizing atmosphere followed by firing in an inert atmosphere or under vacuum to carbonize and / or graphitize the particles. No. Spherical carbon particles obtained by this method are more preferable because, when they are graphitized, the coating of the obtained spherical carbon particles has advanced crystallization, so that the conductivity is improved.
[0071]
The conductive spherical carbon particles obtained by the above-described method can control the conductivity of the spherical carbon particles obtained by changing the firing conditions in any method, and are preferably used in the present invention. . Further, in some cases, the spherical carbon particles obtained by the above method may contain a conductive metal and / or metal oxide as long as the true density of the conductive spherical particles does not become too large in order to further increase the conductivity. It may be plated.
[0072]
The surface roughness of the coating layer on the surface of the developer carrying member preferably used in the present invention having the above-described configuration is in the range of 0.3 to 3.5 μm in JIS center line average roughness (Ra). Is preferred. More preferably, it is 0.4 to 2.5 μm. That is, when Ra is less than 0.3 μm, the charge amount of the toner on the developer carrying member becomes too high and the developing property becomes insufficient, and the transportability of the developer to the developing area is inferior. It is difficult to obtain a concentration. On the other hand, when Ra exceeds 3.5 μm, unevenness occurs in the thickness of the toner coat layer formed on the developer carrying member, which causes density unevenness on an image.
[0073]
In order to obtain the above surface roughness, the number average particle diameter of the aluminum borate particles is preferably 0.3 to 30 μm. When the number average is less than 0.3 μm, it is difficult to impart the above-mentioned surface roughness, and when added in a large amount, the resin content is relatively reduced, so that the binding property is reduced and the resin layer becomes brittle. There is a possibility that the toner is not easily charged by the resin. If the thickness exceeds 30 μm, the surface roughness becomes too large and the surface unevenness becomes uneven, so that the toner transportability is uneven, the toner layer thickness regulating force is weakened, and the toner coating state is poor. Become uniform or unstable.
[0074]
For the same reason, it is preferable that the number average particle diameter of the further added solid particles is 0.3 to 30 μm.
[0075]
FIG. 5 is a schematic view of a developing device according to an embodiment having the developer carrier of the present invention.
[0076]
In FIG. 5, a latent image holding member for holding an electrostatic latent image formed by a known process, for example, an electrophotographic photosensitive drum 501 is rotated in the direction of arrow B. The developing sleeve 508 as a developer carrying member carries the one-component developer 4 having the magnetic toner supplied by the hopper 503 as the developer container, and rotates in the direction of arrow A to form the developing sleeve 508 with the developing sleeve. The developer 504 is transported to the developing area D where the photosensitive drum 501 faces. As shown in FIG. 5, in the developing sleeve 508, a magnet roller 505 in which a magnet is inscribed is arranged in order to magnetically attract and hold the developer 504 on the developing sleeve 508.
[0077]
The developing sleeve 508 used in the developing device of the present invention has a conductive coating layer 507 coated on a metal cylindrical tube 506 as a base. A stirring blade 510 for stirring the developer 504 is provided in the hopper 503. A gap 513 indicates that the developing sleeve 508 and the magenet roller 505 are in a non-contact state.
[0078]
The developer 504 obtains a triboelectric charge capable of developing an electrostatic latent image on the photosensitive drum 501 by friction between the magnetic toner and the conductive coating layer 507 on the developing sleeve 508. In the example of FIG. 5, in order to regulate the layer thickness of the developer 504 conveyed to the development area D, a magnetic regulation blade 502 made of a ferromagnetic metal as a developer layer thickness regulation member is moved from the surface of the development sleeve 508 to the bottom. It is suspended from the hopper 503 so as to face the developing sleeve 508 with a gap width of about 50 to 500 μm. When the lines of magnetic force from the magnetic pole N1 of the magnet roller 505 concentrate on the magnetic regulating blade 502, a thin layer of the developer 504 is formed on the developing sleeve 508. In the present invention, a non-magnetic blade can be used instead of the magnetic regulating blade 502.
[0079]
In this manner, the thickness of the thin layer of the developer 504 formed on the developing sleeve 508 is preferably smaller than the minimum gap between the developing sleeve 508 and the photosensitive drum 501 in the developing area D. .
[0080]
The developer carrying member of the present invention is particularly effective to be incorporated in a developing device of a system for developing an electrostatic latent image with a thin layer of the developer as described above, that is, a non-contact type developing device. In D, the developer carrier of the present invention can also be applied to a developing device in which the thickness of the developer layer is equal to or greater than the minimum gap between the developing sleeve 508 and the photosensitive drum 501, that is, a contact-type developing device. . In order to avoid the complexity of the description, the following description will be made by taking the above-described non-contact type developing device as an example.
[0081]
A developing bias voltage is applied to the developing sleeve 508 by a developing bias power source 509 as a bias unit in order to fly the one-component developer 504 having the magnetic toner carried on the developing sleeve 508. When a DC voltage is used as the developing bias voltage, a voltage having a value between the potential of the image portion of the electrostatic latent image (the area where the developer 504 is adhered and visualized) and the potential of the background portion is used as the developing sleeve. 508 is preferably applied.
[0082]
In order to increase the density of the developed image or improve the gradation, an alternating bias voltage may be applied to the developing sleeve 508 to form an oscillating electric field in which the direction is alternately reversed in the developing region D. . In this case, it is preferable to apply, to the developing sleeve 508, an alternating bias voltage in which a DC voltage component having a value intermediate between the potential of the developed image portion and the potential of the background portion is superimposed.
[0083]
In the case of so-called regular development, toner is attached to the high potential portion of an electrostatic latent image having a high potential portion and a low potential portion to visualize the toner. I do.
[0084]
In the case of so-called reversal development, a toner charged to the same polarity as the polarity of the electrostatic latent image is used for visualizing the toner by attaching toner to the low potential portion of the electrostatic latent image having a high potential portion and a low potential portion. I do.
[0085]
High potential and low potential are expressed by absolute values. In any of these cases, the developer 504 is charged by at least friction with the developing sleeve 508.
[0086]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating another embodiment of the developing device of the present invention, and FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating still another embodiment of the developing device of the present invention. In the developing device shown in FIGS. 6 and 7, as a developer layer thickness regulating member for regulating the layer thickness of the developer 504 on the developing sleeve 508, a material having rubber elasticity such as urethane rubber or silicone rubber, or phosphor bronze is used. An elastic regulating blade 511 made of an elastic plate made of a material having a metal elasticity such as stainless steel is used, and the elastic regulating blade 511 is pressed against the rotating direction of the developing sleeve 508 in the developing device of FIG. 7 is characterized in that the elastic regulating blade 511 is pressed against the rotating direction of the developing sleeve 508 in the forward direction. In these developing devices, a thin layer of the developer is formed on the developing sleeve by elastically pressing the developer layer thickness regulating member against the developing sleeve 508 via the developer layer. On the sleeve 508, a thinner developer layer can be formed than in the case of the above-mentioned reference example of FIG.
[0087]
Other basic configurations of the developing devices in FIGS. 6 and 7 are the same as those of the developing device shown in FIG. 11, and those having the same reference numerals indicate basically the same members.
[0088]
FIG. 8 and FIG. 9 are schematic views showing a configuration in which the elasticity regulating member is provided in the developing device using the magnetic toner.
[0089]
5 to 9 schematically illustrate the developing device of the present invention, and it goes without saying that there are various forms in the shape of the developer container (hopper 503), the presence or absence of the stirring blade 510, and the arrangement of the magnetic poles. .
[0090]
Of course, these devices can also be used for development using a two-component developer containing a toner and a carrier.
[0091]
Next, a two-component developing apparatus in which the developer carrier of the present invention is incorporated will be described and exemplified.
[0092]
In FIG. 10, a non-magnetic developing sleeve (developer carrier) 221 as a developer carrier is opposed to an electrostatic latent image carrier 224 rotated in the direction of arrow a in a developing chamber 245 of a developing container 225. In the present invention, a resin coating layer, which cannot be shown, is provided. A magnetic roller 222 as a magnetic field generating means is immovably left in the developing sleeve 221. The magnetic roller 222 is magnetized in the order of S1, N1, S2, N2, and N3 in the rotation direction of the arrow b from a position substantially at the top. Have been. In the developing chamber 245, a two-component developer 241 in which the toner 240 and the magnetic carrier 243 are mixed is accommodated.
[0093]
When the developer 241 is sent into the stirring chamber 242 of the developing container 225 at one end of the developing chamber 245 through one opening (not shown) of the partition 248 that is open at the upper end, the developer 241 is supplied from the toner chamber 247 into the stirring chamber 242. The toner 240 is supplied and conveyed to the other end of the stirring chamber 242 while being mixed by the first developer stirring and conveying means 250 in the stirring chamber 242. The developer 241 conveyed to the other end of the stirring chamber 242 returns to the inside of the developing chamber 245 through the other opening (not shown) of the partition 248, where the second developer agitating / conveying means 251 in the developing chamber 245 The developer is transported to the developing sleeve 221 while being agitated and transported by a third developer agitating / transporting unit that transports the developer in a direction opposite to the transport direction of the transport unit 251 in the upper part of the developing chamber 245. The developer 241 supplied to the developing sleeve 221 is magnetically constrained by the action of the magnetic force of the magnet roller 222, carried on the developing sleeve 221, and provided on a substantially top portion of the developing sleeve 221. While being formed in a thin layer of the developer 241 on the developing sleeve 221 by the regulation by the blade 223, the developer is conveyed to the developing section C facing the latent image holding member 224 with the rotation of the developing sleeve 221 in the direction of the arrow b, Then, the electrostatic latent image on the latent image holding member 224 is developed. The remaining developer 241 not consumed in the development is collected in the developing container 225 by the rotation of the developing sleeve 221. In the developing container 225, the remaining developer 241 which is magnetically constrained on the developing sleeve 221 by the repulsive magnetic field between N2 and N3 of the same nature is peeled off. In order to prevent toner scattering when the developer 241 spikes along the line of magnetic force due to the magnetic pole N2, an elastic seal member 231 is provided at the lower part of the developing container 2 so that one end thereof contacts the developer 241. Fixed and installed. FIG. 10 is only a schematic example, and it goes without saying that there are various forms in the shape of the container, the presence or absence of the stirring member, the arrangement of the magnetic poles, and the like.
[0094]
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a developing device when a non-magnetic one-component developer is used as the toner 504. Here, since the toner is non-magnetic, there is no magnet in the developing sleeve, and a solid metal rod 514 is used as the sleeve. The non-magnetic toner is frictionally charged by friction with the layer thickness regulating blade 511 or the sleeve coat layer 517, and is carried and conveyed on the surface of the developing sleeve 508.
[0095]
In FIG. 7, a stripping member 512 is provided. As the peeling member, a roller member such as resin, rubber, sponge, or a belt member, a brush member, or the like is used. In the drawing, the roller member 512 is rotated in a direction opposite to the developing sleeve 508. The developer that has not been transferred to the photoconductor 501 for development is once peeled off from the sleeve surface by a peeling member, thereby preventing the generation of immobile toner on the sleeve and making the charge of the developer uniform. Further, a metal cylindrical tube is used for the developing sleeve 506.
[0096]
Of the components such as the electrostatic latent image holding member such as the photosensitive drum, the developing device, and the cleaning unit, a plurality of components are integrally combined as a device unit to constitute a process cartridge, and this process cartridge is attached to the device body. Alternatively, it may be configured to be detachable. For example, a process cartridge is formed by integrally supporting the charging unit and the developing device together with the photosensitive drum, and is formed as a single unit detachable from the apparatus main body, and is configured to be detachable using guide means such as rails of the apparatus main body. Is also good. At this time, the above-described process cartridge may be provided with a cleaning unit.
[0097]
11 and 12 show an embodiment of the process cartridge according to the present invention. FIG. 11 illustrates a process cartridge 99 in which a developing device 81, a drum-shaped electrostatic latent image holder (photosensitive drum) 83, a cleaner 94, and a primary charger 91 are integrated.
[0098]
In the process cartridge, when the toner 93 of the developing device 81 runs out, the cartridge is replaced with a new cartridge.
[0099]
In FIG. 11, as the primary charging means, the charging roller 91 is used as the contact charging means, but it may be a contact charging means such as a charging blade or a charging brush, or a non-contact corona charging means. However, the contact charging means is preferable in that the generation of ozone due to charging is small. A transfer roller 84 is used as a transfer unit. The transfer means may be a contact charging means such as a transfer blade or a non-contact corona charging means. However, the contact charging means is also preferable in that the generation of ozone due to transfer is small.
[0100]
Next, the toner used in the developing device of the present invention will be described. The toner is a fine powder in which a resin, a release agent, a charge control agent, a coloring agent, and the like are melt-kneaded, solidified, pulverized, and then classified to have a uniform particle size distribution.
[0101]
As the binder resin used for the toner, generally known resins can be used. For example, homopolymers of styrene such as styrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene and the like, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene -Butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-dimethylaminoethyl copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer Polymer, styrene-dimethylaminoethyl methacrylate copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-maleic acid Copolymer, styrene-maleic acid Styrene-based copolymers such as tercopolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyvinyl butyral, polyacrylic resin, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, aliphatic or Alicyclic hydrocarbon resins, aromatic petroleum resins, paraffin wax, carnauba wax and the like can be used alone or in combination.
[0102]
Further, a pigment can be contained in the toner. For example, carbon black, nigrosine dye, lamp black, Sudan Black SM, First Yellow G, Benzidine Yellow, Pigment Yellow, India First Orange, Irgazine Red, Paranitroaniline Red, Toluidine Red, Carmine FB, Permanent Bordeaux FRR, Pigment Orange R, Risor Red 2G, Lake Red C, Rhodamine FB, Rhodamine B Lake, Methyl Violet B Lake, Phthalocyanine Blue, Pigment Blue, Brilliant Green B, Phthalocyanine Green, Oil Yellow GG, Pomelo First Yellow CGG, Kaya Set Y963, Kaya Set YG, Pomelo First Orange RR, Oil Scarlet, Orazol Bra Down B, pomelo First Scarlet CG, Oil Pink OP, etc. can be applied.
[0103]
In order to use the toner as a magnetic toner, a magnetic powder may be included in the toner. As such magnetic powder, a substance which is magnetized in a magnetic field is used, and examples thereof include powder of a ferromagnetic metal such as iron, cobalt, and nickel, and alloys and compounds such as magnetite, hematite, and ferrite. The content of the magnetic powder is preferably from 15 to 70% by mass based on the mass of the toner.
[0104]
A wax can be contained in the toner for the purpose of improving the releasability at the time of fixing and improving the fixing property. Such waxes include paraffin wax and its derivatives, microcrystalline wax and its derivatives, Fischer-Tropsch wax and its derivatives, polyolefin wax and its derivatives, carnauba wax and its derivatives, and the like. Including block copolymers with vinyl monomers and graft-modified products. In addition, alcohols, fatty acids, acid amides, esters, ketones, hydrogenated castor oil and derivatives thereof, vegetable waxes, animal waxes, mineral waxes, petrolactam and the like can also be used.
[0105]
If necessary, the toner may contain a charge control agent. The charge control agent includes a negative charge control agent and a positive charge control agent. For example, the following substances control the toner to be negatively charged. For example, an organic metal complex and a chelate compound are effective, and examples thereof include a monoazo metal complex, a busethylacetone metal complex, an aromatic hydroxydicarboxylic acid, and an aromatic dicarboxylic acid-based metal complex. Other examples include aromatic hydroxycarboxylic acids, aromatic mono- and polycarboxylic acids and their metal salts, anhydrides, esters, and phenol derivatives such as bisphenol. The following substances are used for positively charging the toner. Modified products such as nigrosine and fatty acid metal salts, quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and oniums such as phosphonium salts which are analogs thereof Salts and their lake pigments (as the lacking agent, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide, etc.), metal salts of higher fatty acids Diorganotin oxides such as dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide; diorganotin borates such as dibutyltin borate, dioctyltin borate, dicyclohexyltin borate; Emissions compounds, imidazole compounds.
[0106]
The toner is used by externally adding a powder such as an inorganic fine powder, if necessary, for the purpose of improving fluidity. Examples of such fine powders include silica fine powder, metal oxides such as alumina, titania, germanium oxide, and zirconium oxide; carbides such as silicon carbide and titanium carbide; and inorganic fine powders such as nitrides such as silicon nitride and germanium nitride. The body is used. These fine powders can be used after being organically treated with an organosilicon compound, a titanium coupling agent or the like. For example, organosilicon compounds include hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyl Dimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilyl acrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, Diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltetramethyldisiloxane, Examples include 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and dimethylpolysiloxane having from 2 to 12 siloxane units per molecule and containing hydroxyl groups bonded to Si, each of which is located at one of the terminal units. Further, an untreated fine powder treated with a nitrogen-containing silane coupling agent may be used. Particularly, a positive toner is preferable. Examples of such treating agents include aminopropyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, dimethylaminopropyltrimethoxysilane, diethylaminopropyltrimethoxysilane, dipropylaminopropyltrimethoxysilane, dibutylaminopropyltrimethoxysilane, Monobutylaminopropyltrimethoxysilane, dioctylaminopropyltrimethoxysilane, dibutylaminopropyldimethoxysilane, dibutylaminopropylmonomethoxysilane, dimethylaminophenyltrimethoxysilane, trimethoxysilyl-γ-propylphenylamine, trimethoxysilyl-γ -Propylbenzylamine, trimethoxysilyl-γ-propylpiperidine, trimethoxysilylγ-propylmorpholine, trime There are Kishishiriru -γ- propyl imidazole.
[0107]
Examples of the method of treating the inorganic fine powder with the silane coupling agent include 1) a spray method, 2) an organic solvent method, and 3) an aqueous solution method. In general, the treatment by the spray method is a method in which a pigment is stirred, an aqueous solution or a solvent solution of a coupling agent is sprayed thereon, and then the water or the solvent is removed at about 120 to 130 ° C. and dried. Further, the treatment by the organic solvent method means that a coupling agent is dissolved in an organic solvent (alcohol, benzene, halogenated hydrocarbon, etc.) containing a hydrolysis catalyst together with a small amount of water, and a pigment is immersed in the solution. The solid-liquid separation is carried out by filtration or pressing, followed by drying at about 120 to 130 ° C. In the aqueous solution method, about 0.5% of a coupling agent is hydrolyzed in water of a constant pH or water-one solvent, and after the pigment is immersed therein, solid-liquid separation and drying are similarly performed. .
[0108]
As another organic treatment, fine powder treated with silicone oil can be used. Preferred silicone oils have a viscosity of about 0.5 to 10000 mm at 25 ° C.2/ S, preferably 1 to 1000 mm2/ S, such as methyl hydrogen silicone oil, dimethyl silicone oil, phenyl methyl silicone oil, chlorophenyl methyl silicone oil, alkyl-modified silicone oil, fatty acid-modified silicone oil, polyoxyalkylene-modified silicone oil, and fluorine-modified silicone Oil and the like. Further, a silicone oil having a nitrogen atom in a side chain may be used. Particularly, a positive toner is preferable.
[0109]
The treatment with silicone oil can be performed, for example, as follows. The pigment is violently stirred while heating as necessary, and the silicone oil or a solution thereof is sprayed or vaporized and sprayed on the pigment, or the pigment is slurried, and the silicone oil or the slurry is stirred while stirring. It can be easily treated by dropping the solution. These silicone oils are used singly or as a mixture of two or more, or used in combination or in multiple treatments. Moreover, you may use together with the process by a silane coupling agent.
[0110]
It is preferable that such a toner is subjected to a sphering treatment and a surface smoothing treatment by various methods, because the transferability becomes good. Such a method includes, for example, a device having a stirring blade or a blade, and a liner or a casing, for example, when the toner is passed through a minute gap between the blade and the liner, the surface is smoothed by mechanical force. And a method of suspending the toner in warm water to form a sphere, and a method of exposing the toner to a hot air flow to form a sphere. As a method for producing a spherical toner, there is a method in which a mixture containing a monomer as a main component as a toner binder resin is suspended in water and polymerized to form a toner. As a general method, a polymerizable monomer, a colorant, a polymerization initiator, and, if necessary, a crosslinking agent, a charge control agent, a release agent, and other additives are uniformly dissolved or dispersed to form a single monomer. After the body composition, the monomer composition is dispersed in a continuous layer containing a dispersion stabilizer to an appropriate particle size using a suitable stirrer in an aqueous phase, for example, and further subjected to a polymerization reaction. This is a method for obtaining a developer having a desired particle size.
[0111]
The toner can be mixed with a carrier and used as a two-component developer.
[0112]
Examples of the carrier material include magnetic metals such as iron, nickel, and cobalt, and alloys thereof, or alloys containing rare earth elements, hematite, magnetite, manganese-zinc ferrite, nickel-zinc ferrite, and manganese-magnesium ferrite. Soft ferrites such as ferrites and lithium-based ferrites, iron-based oxides such as copper-zinc-based ferrites, and mixtures thereof, as well as ceramic particles such as glass and silicon carbide, resin powders, and resin powders containing magnetic substances And the like, and are usually used as granules having an average particle size of about 20 to 300 μm.
[0113]
As such a carrier, the above-mentioned particulate matter may be directly used as carrier particles.However, in order to adjust the triboelectric charge of the toner or prevent toner spent on the carrier, a silicone resin, a fluororesin, an acrylic resin, or the like is used. The surface of the particles can be appropriately coated with a resin using a coating agent such as a resin or a phenol resin.
[0114]
【Example】
Next, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
[0115]
<Example 1>
The following resin composition was prepared.
・ Phenol resin intermediate 250 parts by mass
・ Conductive carbon black 15 parts by mass
・ Crystalline graphite (average particle size 4.3 μm) 85 parts by mass
・ Methanol: 350 parts by mass
[0116]
These materials were dispersed by a horizontal continuous sand mill using glass beads to obtain a coating solution A. When the particle size distribution of this stock solution A was measured, the average particle size was 3.9 μm.
[0117]
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 3.5 μm) 100 parts by mass
・ Methanol 325 parts by mass
Aluminum borate granules and methanol were further added to the stock coating solution A with the above composition, and the aluminum borate granules were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with methanol and passed through a 250-mesh and a 500-mesh sieve (Paint 1). At this time, the viscosity of the coating material 1 was 90 mPa · s. A work was prepared by grinding an aluminum cylindrical tube to have an outer diameter of 32 mmφ, a surface roughness Ra of 0.2 μm, a runout of about 5 to 10 μm, and a flange for a developing sleeve attached to one side thereof. The work was placed on a turntable and rotated while masking the end of the sleeve. The coating material 1 was spray-coated on the work while being lowered at a constant speed by a spray gun to obtain a coated sleeve. This was dried and cured at 150 ° C. for 30 minutes using a ventilation dryer to form a resin surface layer. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.4 μm, and the surface roughness was Ra = 0.72 μm on average. The volume resistivity of the coating layer was 1.13 Ω · cm.
[0118]
A magnet was attached to the developing sleeve, and a stainless steel flange was fitted to the developing sleeve so that the developing sleeve could be mounted on a developing device of a modified copier NP-6085 manufactured by Canon Inc. The NP-6085 remodeling machine used in this experiment was a 85 machine remodeled into a 95 machine, and the process speed was increased from 513 mm / sec to 573 mm / sec. The sleeve peripheral speed was set to 1.8 times. While replenishing the magnetic toner (described below), continuous durability up to one million sheets was performed and evaluated. For evaluation, comprehensive image evaluation and durability of the coating layer were used as criteria. The environment was a normal temperature and low humidity (N / L) environment of 24 ° C./10% and a high temperature and high humidity (H / H) environment of 30 ° C./80%. The results are shown in Tables 1 and 2. Good images and durability were obtained. The following toner was used.
[0119]
・ Styrene-butyl acrylate resin 100 parts by mass
Magnetite 95 parts by mass
・ Low molecular weight polypropylene wax: 4 parts by mass
・ Al complex of di-tert-butylsalicylic acid (negative charge control agent) 3 parts by mass
The above materials were dispersed and mixed by a Henschel mixer, melt-kneaded by a biaxial extruder heated to 130 ° C., and the cooled mixture was roughly pulverized by a hammer mill. The coarsely pulverized material is finely pulverized by a jet mill, and the obtained finely pulverized material is classified by an air classifier. The particle size distribution of the toner is 7.2 μm, the number ratio of particles having a mass average particle diameter of 4 μm or less is 17.5. %, A magnetic toner having a mass ratio of particles of 12.7 μm or more of 0.9% was obtained. To 100 parts by mass of this toner, 0.9 parts by mass of colloidal silica hydrophobized with a silane coupling agent and 3 parts by mass of strontium titanate fine particles were externally added using a Henschel mixer.
[0120]
<Methods for measuring and evaluating physical properties and images>
The measurement of the physical properties of the toner and the developing sleeve and the evaluation of the obtained image were performed by the following methods.
[0121]
[Measuring method]
(1) Measurement of Center Line Average Roughness (Ra) Based on the surface roughness of JIS B0601, a surf coder SE-3300 manufactured by Kosaka Laboratories was used to measure three points in the axial direction and two points in the circumferential direction = 6 points, respectively. The average was taken.
[0122]
(2) Measurement of volume resistance of coating layer
A coating layer having a thickness of 7 to 20 μm is formed on a PET sheet having a thickness of 100 μm, and the conductive layer conforms to the ASTM standard (D-991-82) and the Japanese Rubber Association standard SRIS (2301-1969). The measurement was performed using a voltage drop type digital ohmmeter (manufactured by Kawaguchi Electric Works) provided with a four-terminal electrode for measuring the volume resistance of rubber and plastic. The measurement environment is 20 to 25 ° C and 50 to 60 RH%.
[0123]
(3) Measurement of particle size of graphite / carbon particles
It is measured using a Coulter LS-130 type particle size distribution analyzer (manufactured by Coulter Inc.) of a laser diffraction type particle size distribution meter. As a measurement method, an aqueous module is used, and pure water is used as a measurement solvent. The inside of the measuring system of the particle size distribution meter is washed with pure water for about 5 minutes, 10 to 25 mg of sodium sulfite is added to the measuring system as an antifoaming agent, and the background function is executed.
[0124]
Next, 3 to 4 drops of a surfactant are added to 10 ml of pure water, and 5 to 25 mg of a measurement sample is further added. The aqueous solution in which the sample is suspended is subjected to dispersion treatment for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser to obtain a sample liquid, and the sample liquid is gradually added to the measurement system of the measurement apparatus. The measurement is performed by adjusting the sample concentration in the measurement system so as to be 45 to 55%, and the number average particle diameter and the volume average particle diameter calculated from the number distribution are obtained. When measuring the paint dispersed in the organic solvent, the measurement is performed in the same manner using a circulation module for the organic solvent.
[0125]
(4) Particle size measurement of aluminum borate particles
The particle size of the aluminum borate particles is measured using an electron microscope. The photographing magnification is 1,000 to 10,000 times. Measure the particle size of the primary particles on the photograph. At this time, the major axis and the minor axis are measured, and the average value is defined as the particle diameter. This is measured for 100 samples, and the 50% value is defined as the average particle size.
[0126]
(5) Measurement of toner and resin particle size
The measurement was performed using a Coulter Counter Multisizer II (manufactured by Coulter Corp.), and the mass-average diameter based on mass derived from the volume distribution was determined.
[0127]
(6) Measurement of film thickness (abrasion amount) of resin coating layer
A laser size measuring device manufactured by KEYENCE was used. Using the controller LS-5500 and the sensor head LS-5040T, the sensor section was separately fixed to a device to which a sleeve fixing jig and a sleeve feeding mechanism were attached, and measurement was performed from the average value of the outer diameter of the sleeve. The measurement was carried out at 30 points in 30 divisions in the longitudinal direction of the sleeve, and after the sleeve was rotated 90 ° in the circumferential direction, 30 points were further measured at a total of 60 points, and the average value was obtained. The outer diameter of the sleeve before the application of the surface coating layer was measured in advance, the outer diameter after the formation of the surface coating layer, and the outer diameter after the durable use were measured, and the difference was defined as the coating film thickness and the shaved amount.
[0128]
[Evaluation method]
(1) Image density
In a copying machine, the copy image density of a 5 mmφ black circle on a test chart with an image ratio of 5.5% is measured for reflection density by a reflection densitometer RD918 (manufactured by Macbeth), and the average value of the five points is taken as the image density. did. In the case of LBP, the image density was measured by similarly measuring the print image density of 5 mm ■, which was sent using a character generator and output by a printer.
[0129]
(2) Fog
The reflectance of a solid white image under the development suitability condition is measured, and the reflectance of an unused transfer paper is further measured, and (the worst value of the reflectance of a solid white image−the maximum value of the reflectance of an unused transfer paper) is calculated. The fog density was used. The reflectance was measured with TC-6DS (manufactured by Tokyo Denshoku). Here, when the measured value is visually judged, 1.5 or less is a level that can hardly be confirmed visually, 2.0 to 3.0 is a level that can be confirmed by observing well, and if it exceeds 4.0, fog appears at first glance. Is a level that can be confirmed.
[0130]
(3) Toner charge amount (Q / M) and toner transport amount (M / S)
The toner carried on the developing sleeve was collected by suction using a metal cylindrical tube and a cylindrical filter. At that time, the charge amount Q stored in the condenser, the collected toner mass M, and the toner were suctioned through the metal cylindrical tube. From the area S, the charge amount per unit mass Q / M (mC / kg) and the toner mass per unit area M / S (dg / m2) Was calculated, and the toner charge amount (Q / M) and the toner transport amount (M / S) were obtained.
[0131]
(4) Blotch (image defect)
Evaluation by referring to various images such as solid black, halftone and line images, and visual observation of toner coat defects on the sleeve such as wavy unevenness and blotch (spotted unevenness) on the developing sleeve. The results were shown by the following indices.
: No image or sleeve can be confirmed at all.
: Slight confirmation on the sleeve, but almost no confirmation on the image.
△: This can be confirmed by seeing through about one image out of several to several tens of images.
Δ ○: The first halftone image or solid black image, which can be confirmed in the first cycle of the sleeve cycle.
Δ: It can be confirmed as a halftone image or a solid black image. Practical level lower limit.
Δ ×: Image defects can be confirmed on the entire solid black image. Impossible level.
×: Can also be confirmed on a solid white image.
[0132]
(5) Uniformity of halftone (white stripe, white band)
In particular, linear or band-shaped streaks that occur in halftone and run in the image traveling direction were evaluated using the following indices.
: No image or sleeve can be confirmed at all.
O: Although it can be confirmed slightly when viewed closely, it can hardly be confirmed at first glance.
○ △: Level slightly confirmed by halftone, but no problem with solid black.
Δ ○: A level at which streaks can be confirmed at halfton, but can be slightly confirmed at solid black.
Δ: Although the difference in shading can be confirmed even with a solid black image, it is about the lower limit of the practical level.
Δ ×: The density difference is conspicuous throughout the solid black image. Impossible level.
×: Image with low density and many streaks.
[0133]
(6) Sleeve ghost
After flushing solid white during image durability, place a solid black bold character or hieroglyphic image on the white of one round of the sleeve of the image chart, and use the image chart with the remaining part in halftone, and bold on halftone The degree of occurrence of ghosts in the image and the hieroglyphic image was evaluated.
: No ghost.
○: Very slight difference in shading, but good
○ △: A level at which slight differences in shading can be confirmed but do not cause any problems
△ ○: Intermediate level between ○ △ and △
Δ: Ghosts are somewhat conspicuous. Within practical level.
N1: Negative ghost (thin ghost part), which is a problem in practical use, appears for one round of the sleeve
P1: Positive coast (dark ghost), which is a problem in practical use, appears for one turn of the sleeve
N2: Negative ghost, which poses a problem in practical use, appears for two or more turns of the sleeve
P2: Positive coast, which is a problem in practical use, appears for 2 or more turns of the sleeve
[0134]
<Example 2>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 5.2 μm) 80 parts by mass
・ Methanol 295 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the above conditions were used (paint 2). The viscosity of this paint was 85 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 1. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.2 μm, and the surface roughness Ra was 0.94 μm. The volume resistance value of the coating layer was 1.10 Ω · cm. The same evaluation as in Example 1 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0135]
<Comparative Example 1>
After the stock solution A was diluted with methanol, a sieving operation was performed to obtain a paint (paint 51). The viscosity of this paint was 65 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 1. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.0 μm, and the surface roughness Ra was 0.44 μm. The volume resistance of the coating layer was 0.94 Ω · cm. The same evaluation as in Example 1 was performed using this developing sleeve. Since the resin surface coating layer was shaved due to durability, the surface roughness was reduced and image defects occurred. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0136]
<Comparative Example 2>
In stock solution A (paint 51 of Comparative Example 1), stock solution B was prepared by changing the average particle size of crystalline graphite from 4.3 μm to 10.2 μm. When the particle size distribution of the stock solution B after dispersion was measured, the average particle size was 9.5 μm. After diluting stock solution B with methanol, the previous operation was performed to obtain a paint (paint 52). The viscosity of this paint was 67.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 1. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 14.0 μm, and the surface roughness Ra was 0.89 μm. The volume resistance of the coating layer was 1.02 Ω · cm. The same evaluation as in Example 1 was performed using this developing sleeve. Since graphite was the main particle for forming the roughness of the resin surface coating layer, it was greatly scraped by the durability and image defects occurred due to the durability. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0137]
<Comparative Example 3>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Cross-linked PMMA spherical particles (average particle size: 4.8 μm) 80 parts by mass
・ Methanol 295 parts by mass
A paint was prepared in the same manner as in Example 1 except that the paint was used (paint 53). The viscosity of this paint was 82.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 1. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.5 μm, and the surface roughness Ra was 1.00 μm. The volume resistance of the coating layer was 1.25 Ω · cm. The same evaluation as in Example 1 was performed using this developing sleeve. The surface roughness decreased due to the durability, and image defects occurred. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0138]
<Comparative Example 4>
The same aluminum cylindrical tube as in Example 1 was roughened to a surface roughness Ra = 1.50 μm by sandblasting. Using this work, a resin coating layer was formed on the blast surface in the same manner as in Example 1 using the paint 51 of Comparative Example 1. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 11.7 μm, and the surface roughness Ra was 0.99 μm. The volume resistivity of the coating layer was equivalent to that of Comparative Example 1. The same evaluation as in Example 1 was performed using this developing sleeve. Even when blasting was applied to the base, the abrasion of the resin itself was the same as in Comparative Example 1, and as the abrasion proceeded from the convex portions, the resin was smoothened by durability and image defects occurred. In addition, density irregularity at the sleeve pitch occurred due to deformation of the aluminum cylindrical tube due to blasting. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0139]
<Example 3>
The following resin composition was prepared.
Polyurethane resin 250 parts by mass
・ Conductive carbon black 20 parts by mass
・ Crystalline graphite (average particle size: 4.3 μm) 80 parts by mass
・ Toluene / MIBK / IPA mixed solventA525 parts by mass
[0140]
These materials were dispersed by a horizontal continuous sand mill using glass beads to obtain a coating solution C. When the particle size distribution of this stock solution C was measured, the average particle size was 4.0 μm.
[0141]
・ Coating solution C 875 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 3.5 μm) 50 parts
・ Imidazole compound of the following formula (1) (average particle size 4.1 μm) 50 parts by mass
・ Toluene / MIBK / IPA mixed solventA310 parts by mass
The aluminum borate granules, the imidazole compound, and the above-mentioned mixed solvent were further added to the coating solution C with the above composition, and the aluminum borate granules and the imidazole compound were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with a mixed solvent, and passed through sieves of 250 mesh and 500 mesh (paint 3). The viscosity of the paint 3 at this time was 50 mPa · s. Using this paint, a surface resin layer was formed in the same manner as in Example 1. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 12.9 μm, and the surface roughness Ra was 0.81 μm. The volume resistance of the coating layer was 1.16 Ω · cm. The same evaluation as in Example 1 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0142]
<Example 4>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 3.5 μm) 90 parts
・ Imidazole compound of the following formula (1) (average particle size 4.1 μm) 10 parts by mass
・ Methanol 325 parts by mass
Aluminum borate granules and methanol were further added to the stock coating solution A with the above composition, and the aluminum borate granules were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with methanol and passed through a 250-mesh and a 500-mesh sieve (paint 4). At this time, the viscosity of the coating material 4 was 92.5 mPa · s. Using this paint, a surface resin layer was formed in the same manner as in Example 1. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.8 μm, and the surface roughness Ra was 0.79 μm. The volume resistance value of the coating layer was 1.03 Ω · cm. The same evaluation as in Example 1 was performed using this developing sleeve. The following toner was used.
[0143]
・ 100% by mass of polyester resin
Magnetite 95 parts by mass
Alcohol wax 4 parts by mass
・ Al complex of di-tert-butylsalicylic acid (negative charge control agent) 4 parts by mass
The above materials were dispersed and mixed by a Henschel mixer, melt-kneaded by a biaxial extruder heated to 130 ° C., and the cooled mixture was roughly pulverized by a hammer mill. The coarsely pulverized product is finely pulverized by a jet mill, and the obtained finely pulverized product is classified by an air classifier. The particle size distribution of the toner is such that the mass average particle diameter is 7.0 μm, and the number ratio of particles having a weight average particle diameter of 4 μm or less is 18.5. %, A magnetic toner having a mass ratio of particles of 12.7 μm or more of 0.8% was obtained. To 100 parts by mass of the toner, 1.0 part by mass of colloidal silica hydrophobized with a silane coupling agent and 4 parts by mass of strontium titanate fine particles were externally added using a Henschel mixer. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0144]
<Comparative Example 5>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Cross-linked PMMA particles (average particle size 4.6 μm) 70 parts by mass
・ Imidazole compound of the following formula (1) (average particle size 4.1 μm) 10 parts by mass
・ Methanol 295 parts by mass
[0145]
In Example 4, a coating material was prepared in the same manner as in Example 1 except that PMMA particles were used instead of the aluminum borate particles (paint 55). At this time, the viscosity of the paint 55 was 87.5 mPa · s. Using this paint, a surface resin layer was formed in the same manner as in Example 1. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 14.1 μm, and the surface roughness Ra was 0.91 μm. The volume resistivity of the coating layer was 1.13 Ω · cm. The same evaluation as in Example 4 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0146]
Embedded image
Figure 2004126238
[0147]
<Example 5>
The following resin composition was prepared.
・ Phenol resin intermediate 100 parts by mass
・ Conductive carbon black 20 parts by mass
・ Methanol 120 parts by mass
[0148]
These materials were dispersed by a horizontal continuous sand mill using glass beads to obtain a stock coating solution D.
・ Paint stock solution D 原 240 mass parts
・ Aluminum borate granules (average particle size 2.8 μm) 100 parts by mass
・ Methanol 210 parts by mass
[0149]
Aluminum borate granules and methanol were further added to the stock coating solution D with the above composition, and the aluminum borate granules were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with methanol and passed through a 350 mesh sieve (paint 5). At this time, the viscosity of the coating material 5 was 55 mPa · s. A work was prepared by grinding an aluminum cylindrical tube to have an outer diameter of 32 mmφ, a surface roughness Ra of 0.2 μm, a runout of about 5 to 10 μm, and a flange for a developing sleeve attached to one side thereof. The work was placed on a turntable and rotated while masking the end of the sleeve, and the paint 5 was spray-coated on the work while being lowered at a constant speed by a spray gun to obtain a coated sleeve. This was dried and cured at 150 ° C. for 30 minutes using a ventilation dryer to form a resin surface layer. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 18.5 μm, and the surface roughness was Ra = 0.60 μm on average. The volume resistance of the coating layer was 12.3 Ω · cm.
[0150]
A magnet was attached to the developing sleeve, and a stainless steel flange was fitted. Using cyan toner, evaluate image output up to 50,000 sheets, and then, to confirm the durability of the developing sleeve, perform an idle rotation test up to 200,000 sheets equivalent to confirm the abrasion and surface roughness of the coating, Further, the characteristics were evaluated when the developer was replaced with a new developer. The environment was set in a normal temperature and normal humidity (N / N) environment of 24 ° C./60%. The following were used as the developer.
[0151]
・ 100% by mass of polyester resin
・ Phthalocyanine pigment (cyan) 5 parts by mass
・ Al complex of di-tert-butylsalicylic acid 酸 6 parts by mass
5 parts by mass of the polyester resin and 5 parts by mass of the phthalocyanine pigment are sufficiently kneaded in advance using three rolls to prepare a master batch. After the pulverized master batch, the remaining polyester resin, and the Al complex of ditertiary butyl salicylic acid were sufficiently mixed using a Henschel mixer, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw extruder heated to 110 ° C., and the cooled mixture was hammered. Coarsely pulverized with a mill. The coarsely pulverized product is finely pulverized by a jet mill, and the obtained finely pulverized product is classified by an air classifier. %, And a cyan toner having a mass ratio of particles of 12.7 μm or more of 1.8% was obtained. 1.8 parts by mass of hydrophobic titanium oxide fine particles were used as an externally added toner with a Henschel mixer to 100 parts by mass of this toner. 1.0% of a silicone resin was added to ferrite particles classified with an average particle size of 35 to 50 μm, mixed, heated and cured, then crushed, sieved, and used as a carrier for development. The toner T and the carrier C were mixed so that the T / C ratio became 7%, and used as a start agent.
[0152]
Table 3 shows the results.
[0153]
<Example 6>
・ Paint stock solution D 原 240 mass parts
・ Aluminum borate granules (average particle size 2.8 μm) 60 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size: 7.8 μm) 30 parts by mass
・ Methanol 190 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 5, except that The viscosity of this paint was 52.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 5. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 19.5 μm, and the surface roughness Ra was 0.91 μm. The volume resistance of the coating layer was 11.0 Ω · cm. The same evaluation as in Example 5 was performed using this developing sleeve. Table 3 shows the results.
[0154]
<Comparative Example 6>
After the stock solution D was diluted with methanol, a sieving operation was performed to obtain a paint (paint 56). The viscosity of this paint was 30 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 1. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 17.0 μm, and the surface roughness Ra was 0.25 μm. The volume resistance of the coating layer was 9.6 Ω · cm. The same evaluation as in Example 5 was performed using this developing sleeve. Since sufficient surface roughness was not obtained, image defects occurred. In addition, since the resin surface coating layer was shaved, the surface of the base was beginning to be exposed. Table 3 shows the results.
[0155]
<Comparative Example 7>
The aluminum cylindrical tube was subjected to sandblasting using # 150 glass beads to obtain a roughened surface having a surface roughness Ra of 0.85 μm. The same evaluation as in Example 5 was performed using this developing sleeve. Table 3 shows the results. The surface roughness was significantly reduced due to durability. In addition, sleeve contamination by toner occurred.
[0156]
<Comparative Example 8>
A stainless steel cylindrical tube was used in place of the aluminum cylindrical tube. Since the stainless steel itself is hard, it is difficult to break the glass beads to obtain a predetermined roughness, so that the blast was performed by Alundum # 150. A rough surface having a surface roughness Ra = 0.86 μm was obtained. The same evaluation as in Example 5 was performed using this developing sleeve. Although the surface roughness was not reduced as in the case of the aluminum cylindrical tube, sleeve contamination by toner occurred. Table 3 shows the results.
[0157]
<Example 7>
・ Polyurethane resin 100 parts by mass
Conductive carbon black 10 parts by mass
・ Crystalline graphite (average particle size: 4.3 μm) 10 parts by mass
・ Toluene / MIBK / IPA mixed solventA120 parts by mass
[0158]
These materials were dispersed by a horizontal continuous sand mill using glass beads to obtain a coating solution E.
[0159]
・ Paint stock solution E 液 240 mass parts
・ Aluminum borate granules (average particle size 2.8 μm) 60 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size: 7.8 μm) 30 parts by mass
・ Toluene / MIBK / IPA mixed solventA210 parts by mass
Aluminum borate granules and a mixed solvent of toluene, MIBK, and IPA were further added to the stock coating solution E with the above composition, and the aluminum borate granules were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with a mixed solvent of toluene, MIBK, and IPA, and passed through a 350 mesh jaw (Paint 7). At this time, the viscosity of the paint 7 was 47.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 1. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 18.8 μm, and the surface roughness Ra was 0.89 μm. The volume resistivity of the coating layer was 15.4 Ω · cm. The same evaluation as in Example 5 was performed using this developing sleeve. Table 3 shows the results.
[0160]
The sleeve contamination evaluation was determined based on the following criteria. Basically, a portion of the sleeve was blown off with toner with air, wiped lightly with a rag, rubbed with a rag soaked with ethanol, and evaluated for the degree of dirt.
: No contamination.
○: Slightly bluish in the waste soaked in the solvent.
△: The waste stains blue without solvent
Δ ×: It can be seen that contamination does not fly by simple air blowing. The waste is quite dirty.
×: fairly strong adhesion state.
[0161]
<Example 8>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 9.8 μm) 40 parts by mass
・ Methanol 235 parts by mass
[0162]
Aluminum borate granules and methanol were further added to the stock coating solution A with the above composition, and the aluminum borate granules were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with methanol, and passed through sieves of 250 mesh and 500 mesh (paint 8). At this time, the viscosity of the coating material 8 was 70 mPa · s. An aluminum cylindrical tube having an aluminum flange on one side was integrally ground to have an outer diameter of 20 mm, a surface roughness Ra of 0.2 μm, and a runout of about 5 μm. The work was placed on a turntable and rotated while masking the end of the sleeve, and the paint 8 was spray-coated on the work while being lowered at a constant speed by a spray gun to obtain a coated sleeve. This was dried and cured at 150 ° C. for 30 minutes using a ventilation dryer to form a resin surface layer. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 12.8 μm, and the average surface roughness was Ra = 1.58 μm. The volume resistivity of the coating layer was 0.97 Ω · cm.
[0163]
A magnet was attached to this developing sleeve, and an aluminum flange was fitted on the other side, so that it could be attached to a cartridge developing device of a modified laser beam printer LBP-930 manufactured by Canon Inc. The LBP-930 remodeling machine used in this experiment was a LBP-930 base modified from a 24-sheet A4 sheet feeding machine equivalent to 50 sheets, and the process speed was increased from 106 mm / sec to 236 mm / sec. In addition, the peripheral speed of the sleeve was set to 1.3 times the peripheral speed of the drum. Furthermore, the capacity of the toner container has been increased. Further, in order to prevent non-uniform regulation by the developer regulating blade due to high speed, the regulating member is reinforced with a metal plate to increase the blade pressing force. The main body and the cartridge are each provided with mechanical strength reinforcement. An image signal was sent from an external character generator (CG), and an image was output to produce an image. Each time the residual toner check of the cartridge was displayed, a continuous durability test was performed on up to 60,000 sheets while replenishing the magnetic toner, and evaluation was performed. The environment was a normal temperature and low humidity (N / L) environment of 24 ° C./10% RH and a high temperature and high humidity (H / H) environment of 30 ° C./80% RH. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0164]
The following toner was used.
・ Styrene-butyl acrylate resin 100 parts by mass
・ Magnetite 100 parts by mass
・ Low molecular weight polyethylene wax: 3 parts by mass
・ Long chain alcohol wax 3 parts by mass
・ Azo-based Fe complex compound (negative charge control agent) 3 parts by mass
The above materials were dispersed and mixed by a Henschel mixer, melt-kneaded by a biaxial extruder heated to 130 ° C., and the cooled mixture was roughly pulverized by a hammer mill. The coarsely pulverized product is finely pulverized by a jet mill, and the obtained finely pulverized product is classified by an air classifier. The particle size distribution of the toner is as follows. %, A magnetic toner having a mass ratio of particles of 12.7 μm or more of 0.4% was obtained. To 100 parts by mass of this toner, 1.2 parts by mass of colloidal silica treated with a silane coupling agent and silicone oil and 0.5 part by mass of strontium titanate fine particles were externally added using a Henschel mixer.
[0165]
<Example 9>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 9.8 μm) 30 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 2.8 μm) 30 parts by mass
・ Methanol 265 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 8 except that the above conditions were used (Paint 9). The viscosity of this paint was 55 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 8. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.2 μm, and the surface roughness Ra was 1.50 μm. The volume resistivity of the coating layer was 1.05 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0166]
<Example 10>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 9.8 μm) 30 parts by mass
・ Imidazole compound of formula (1) (average particle size 4.1 μm) 20 parts by mass
Methanol 250 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 8 except that the imidazole compound was further added after dispersing the aluminum borate particles (paint 10). The viscosity of this paint was 75 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 8. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.2 μm, and the surface roughness Ra was 1.58 μm. The volume resistivity of the coating layer was 1.11 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0167]
<Example 11>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 2.8 μm) 30 parts by mass
・ Spherical carbon particles (average particle size: 9.7 μm) 30 parts by mass
・ Methanol 265 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 8 except that spherical carbon particles were further added after dispersing the aluminum borate particles (paint 11). The viscosity of this paint was 47.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 8. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.2 μm, and the surface roughness Ra was 1.55 μm. The volume resistivity of the coating layer was 0.95 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0168]
<Example 12>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size: 9.8 μm) 20 parts by mass
・ Spherical carbon particles (average particle size: 9.7 μm) 20 parts by mass
・ Methanol 235 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 8 except that the aluminum borate particles were dispersed and spherical carbon particles were further added (paint 12). The viscosity of this paint was 52.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 8. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 14.0 μm, and the surface roughness Ra was 1.65 μm. The volume resistance of the coating layer was 0.98 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0169]
<Example 13>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 16.0 μm) 20 parts by mass
・ Methanol 235 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 8 except that the above conditions were used (Paint 13). The viscosity of this paint was 55 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 8. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.5 μm, and the surface roughness Ra was 1.62 μm. The volume resistivity of the coating layer was 0.99 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0170]
<Example 14>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules (average particle size 27.5 μm) 15 parts by mass
・ Methanol 235 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 8 except that the above conditions were used (Paint 14). The viscosity of this paint was 55 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 8. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 14.6 μm, and the surface roughness Ra was 1.82 μm. The volume resistivity of the coating layer was 0.98 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0171]
<Comparative Example 9>
After the stock solution A was diluted with methanol, a sieving operation was performed to obtain a paint (paint 59). The viscosity of this paint was 60 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 8. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.1 μm, and the surface roughness Ra was 0.40 μm, and the surface roughness could not be increased even if the coating conditions were changed. The volume resistivity of the coating layer was 0.94 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. Since the resin surface coating layer was shaved due to durability, the surface roughness was reduced and image defects occurred. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0172]
<Comparative Example 10>
In Stock Solution A, Stock Solution F was prepared by changing the average particle size of crystalline graphite from 4.3 μm to 25.0 μm. When the particle size distribution of the stock solution B after dispersion was measured, the average particle size was 23.5 μm. After the stock solution F was diluted with methanol, a sieving operation was performed to obtain a paint (paint 60). The viscosity of this paint was 57.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Comparative Example 9. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 14.8 μm, and the surface roughness Ra was 1.48 μm. The volume resistivity of the coating layer was 1.54 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. Since graphite was the main particle for forming the roughness of the resin surface coating layer, it was largely scraped by durability and image defects occurred due to durability. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0173]
<Comparative Example 11>
Stock solution of paint A 700 parts by mass
Crosslinked PMMA spherical particles (average particle diameter 10.3 μm) 20 parts by mass
Methanol @ 235 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 8 except that the above conditions were used (Paint 61). The viscosity of this paint was 52.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 8. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 14.5 μm, and the surface roughness Ra was 1.52 μm. The volume resistivity of the coating layer was 1.08 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. The surface roughness was greatly reduced. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0174]
<Comparative Example 12>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Crosslinked PMMA spherical particles (average particle size 26.3 μm) 15 parts by mass
・ Methanol 235 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 8 except that the above conditions were used (Paint 62). The viscosity of this paint was 50 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 8. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 14.6 μm, and the surface roughness Ra was 1.90 μm. The volume resistivity of the coating layer was 1.05 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. The surface roughness was greatly reduced. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0175]
<Comparative Example 13>
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Spherical carbon particles (average particle size: 9.7 μm) 30 parts by mass
・ Methanol 220 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 8 except that the above conditions were used (paint 63). The viscosity of this paint was 50 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 8. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 14.6 μm, and the surface roughness Ra was 1.49 μm. The volume resistance value of the coating layer was 1.00 Ω · cm. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. The spherical carbon particles themselves have considerable strength against abrasion, and the change in surface roughness is much smaller than that of PMMA particles, but slightly inferior to that of aluminum borate particles. In addition, although the particles themselves were small and had an effect of maintaining the surface roughness to some extent, the effect of reinforcing the resin layer was slightly inferior and the decrease in the film thickness was somewhat large. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0176]
<Comparative Example 14>
The same aluminum cylindrical tube as in Example 1 was subjected to sandblasting using # 100 alundum abrasive grains to roughen to a surface roughness Ra of 2.15 μm. Using this work, a resin coating layer was formed on the blast surface in the same manner as in Example 8 using the paint 59 of Comparative Example 9. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 11.5 μm, and the surface roughness Ra was 1.89 μm. The volume resistivity of the coating layer was equivalent to that of Comparative Example 9. The same evaluation as in Example 8 was performed using this developing sleeve. Even when blasting was applied to the base, the abrasion of the resin itself was the same as in Comparative Example 9, and as the abrasion progressed from the convex portions, the surface became smoother due to durability and image defects occurred. In addition, density irregularity at the sleeve pitch occurred due to deformation of the aluminum cylindrical tube due to blasting. The results are shown in Tables 4 and 5.
[0177]
[Table 1]
Figure 2004126238
[0178]
[Table 2]
Figure 2004126238
[0179]
[Table 3]
Figure 2004126238
[0180]
[Table 4]
Figure 2004126238
[0181]
[Table 5]
Figure 2004126238
[0182]
Hereinafter, examples using organically treated aluminum borate granules will be described.
[0183]
<Example 15>
The following resin composition was prepared.
・ Phenol resin intermediate 250 parts by mass
・ Conductive carbon black 15 parts by mass
・ Crystalline graphite (average particle size 4.3 μm) 85 parts by mass
・ Methanol: 350 parts by mass
[0184]
These materials were dispersed by a horizontal continuous sand mill using glass beads to obtain a coating solution A. When the particle size distribution of this stock solution A was measured, the average particle size was 3.9 μm.
[0185]
Next, 100 parts by mass of aluminum borate granules (average particle size: 3.5 μm) were added to a solution of 0.05 parts by mass of a methacryloxysilane-based coupling agent as a silane coupling agent dissolved in 20 parts by mass of methyl ethyl ketone. After maintaining the temperature at 70 ° C. while stirring and evaporating the solvent, the solution was placed in an oven at 150 ° C. and cured.
[0186]
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
・ Aluminum borate granules treated with methacryloxysilane coupling agent
(Average particle size 3.5 μm) 100 parts by mass
・ Methanol 325 parts by mass
Aluminum borate granules treated with a methacryloxysilane-based coupling agent and methanol were further added to the stock coating solution A with the above composition, and the aluminum borate granules were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with methanol and passed through a 250-mesh and a 500-mesh sieve (paint 1 '). At this time, the viscosity of the coating material 1 'was 95 mPa · s. A work was prepared by grinding an aluminum cylindrical tube to have an outer diameter of 32 mmφ, a surface roughness Ra of 0.2 μm, a runout of about 5 to 10 μm, and a flange for a developing sleeve attached to one side thereof. A work was placed on a turntable and rotated while masking the end of the sleeve. The paint 1 'was spray-coated on the work while being lowered at a constant speed by a spray gun to obtain a coated sleeve. This was dried and cured at 150 ° C. for 30 minutes using a ventilation dryer to form a resin surface layer. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.4 μm, and the surface roughness was Ra = 0.72 μm on average. The volume resistivity of the coating layer was 1.13 Ω · cm.
[0187]
A magnet was attached to the developing sleeve, and a stainless steel flange was fitted to the developing sleeve so that the developing sleeve could be mounted on a developing device of a modified copier NP-6085 manufactured by Canon Inc. The NP-6085 remodeling machine used in this experiment was a 85 machine remodeled into a 95 machine, and the process speed was increased from 513 mm / sec to 573 mm / sec. The sleeve peripheral speed was set to 1.8 times. While replenishing the magnetic toner (described below), continuous durability up to one million sheets was performed and evaluated. For evaluation, comprehensive image evaluation and durability of the coating layer were used as criteria. The environment was a normal temperature and low humidity (N / L) environment of 24 ° C./10% and a high temperature and high humidity (H / H) environment of 30 ° C./80%. The results are shown in Tables 6 and 7. Good images and durability were obtained. The following toner was used.
[0188]
・ Styrene-butyl acrylate resin 100 parts by mass
Magnetite 95 parts by mass
・ Low molecular weight polypropylene wax: 4 parts by mass
・ Al complex of di-tert-butylsalicylic acid (negative charge control agent) 3 parts by mass
The above materials were dispersed and mixed by a Henschel mixer, melt-kneaded by a biaxial extruder heated to 130 ° C., and the cooled mixture was roughly pulverized by a hammer mill. The coarsely pulverized material is finely pulverized by a jet mill, and the obtained finely pulverized material is classified by an air classifier. The particle size distribution of the toner is 7.2 μm, the number ratio of particles having a mass average particle diameter of 4 μm or less is 17.5. %, A magnetic toner having a mass ratio of particles of 12.7 μm or more of 0.9% was obtained. To 100 parts by mass of this toner, 0.9 parts by mass of colloidal silica hydrophobized with a silane coupling agent and 3 parts by mass of strontium titanate fine particles were externally added using a Henschel mixer.
[0189]
<Example 16>
Aluminum borate granules (average particle size 5.2 μm) were treated with an aminosilane coupling agent in the same manner as in Example 15.
[0190]
・ Coating stock solution A 700 parts by mass
-Aluminum borate granules treated with aminosilane-based coupling agents (average granules
Diameter 5.2μm) 80 mass parts
・ Methanol 295 parts by mass
A coating material was prepared in the same manner as in Example 15 except that the above conditions were used (Paint 2 '). The viscosity of this paint was 90 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 15. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.2 μm, and the surface roughness Ra was 0.94 μm. The volume resistance value of the coating layer was 1.10 Ω · cm. The same evaluation as in Example 1 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 6 and 7.
[0191]
<Example 17>
The following resin composition was prepared.
Polyurethane resin 250 parts by mass
・ Conductive carbon black 20 parts by mass
・ Crystalline graphite (average particle size: 4.3 μm) 80 parts by mass
・ Toluene / MIBK / IPA mixed solventA525 parts by mass
[0192]
These materials were dispersed by a horizontal continuous sand mill using glass beads to obtain a coating solution C. When the particle size distribution of this stock solution C was measured, the average particle size was 4.0 μm.
[0193]
Next, aluminum borate granules (average particle size: 3.5 μm) were subjected to coupling treatment using hexamethyldisilazane (HMDS) in the same manner as in Example 15, and then 0.15 parts by mass of dimethyl silicone oil was obtained. Was mixed with a solution diluted with a solvent, the solvent was evaporated and removed under reduced pressure, and then heat treatment was performed at 190 ° C. to obtain oil-treated aluminum borate granules.
[0194]
Figure 2004126238
The aluminum borate granules, the imidazole compound, and the above-mentioned mixed solvent were further added to the coating solution C with the above composition, and the aluminum borate granules and the imidazole compound were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with a mixed solvent and passed through a 250-mesh and a 500-mesh sieve (paint 3 '). At this time, the viscosity of the coating material 3 ′ was 55 mPa · s. Using this paint, a surface resin layer was formed in the same manner as in Example 15. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 12.9 μm, and the surface roughness Ra was 0.81 μm. The volume resistance of the coating layer was 1.16 Ω · cm. The same evaluation as in Example 15 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 6 and 7.
[0195]
<Example 18>
Figure 2004126238
Aluminum borate granules and methanol were further added to the stock coating solution A with the above composition, and the aluminum borate granules were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with methanol and passed through a 250-mesh and a 500-mesh sieve (paint 4 '). At this time, the viscosity of the paint 4 'was 97.5 mPa · s. Using this paint, a surface resin layer was formed in the same manner as in Example 15. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.8 μm, and the surface roughness Ra was 0.79 μm. The volume resistance value of the coating layer was 1.03 Ω · cm. The same evaluation as in Example 15 was performed using this developing sleeve. The following toner was used.
[0196]
・ 100% by mass of polyester resin
Magnetite 95 parts by mass
Alcohol wax 4 parts by mass
・ Al complex of di-tert-butylsalicylic acid (negative charge control agent) 4 parts by mass
The above materials were dispersed and mixed by a Henschel mixer, melt-kneaded by a biaxial extruder heated to 130 ° C., and the cooled mixture was roughly pulverized by a hammer mill. The coarsely pulverized product is finely pulverized by a jet mill, and the obtained finely pulverized product is classified by an air classifier. The particle size distribution of the toner is such that the mass average particle diameter is 7.0 μm, and the number ratio of particles having a weight average particle diameter of 4 μm or less is 18.5. %, A magnetic toner having a mass ratio of particles of 12.7 μm or more of 0.8% was obtained. To 100 parts by mass of the toner, 1.0 part by mass of colloidal silica hydrophobized with a silane coupling agent and 4 parts by mass of strontium titanate fine particles were externally added using a Henschel mixer. The results are shown in Tables 6 and 7.
[0197]
<Example 19>
The following resin composition was prepared.
・ Phenol resin intermediate 100 parts by mass
・ Conductive carbon black 20 parts by mass
・ Methanol 120 parts by mass
[0198]
These materials were dispersed by a horizontal continuous sand mill using glass beads to obtain a stock coating solution D.
[0199]
Next, aluminum borate granules (average particle size: 2.8 μm) were treated with a methacryloxysilane coupling agent in the same manner as in Example 15.
[0200]
・ Paint stock solution D 原 240 mass parts
・ Aluminum borate granules treated with methacryloxysilane coupling agent
(Average particle size 2.8 μm) 100 parts by mass
・ Methanol 210 parts by mass
[0201]
Aluminum borate granules and methanol were further added to the stock coating solution D with the above composition, and the aluminum borate granules were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with methanol and passed through a 350 mesh sieve (paint 5 '). At this time, the viscosity of the paint 5 'was 60 mPa · s. A work was prepared by grinding an aluminum cylindrical tube to have an outer diameter of 32 mmφ, a surface roughness Ra of 0.2 μm, a runout of about 5 to 10 μm, and a flange for a developing sleeve attached to one side thereof. The work was placed on a turntable and rotated while masking the end of the sleeve, and the paint 5 'was spray-coated on the work while being lowered at a constant speed by a spray gun to obtain a coated sleeve. This was dried and cured at 150 ° C. for 30 minutes using a ventilation dryer to form a resin surface layer. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 18.5 ′ μm, and the surface roughness was Ra = 0.60 μm on average. The volume resistance of the coating layer was 12.3 Ω · cm.
[0202]
A magnet was attached to the developing sleeve, and a stainless steel flange was fitted. Using cyan toner, evaluate image output up to 50,000 sheets, and then, to confirm the durability of the developing sleeve, perform an idle rotation test up to 200,000 sheets equivalent to confirm the abrasion and surface roughness of the coating, Further, the characteristics were evaluated when the developer was replaced with a new developer. The environment was set in a normal temperature and normal humidity (N / N) environment of 24 ° C./60%. The following were used as the developer.
・ 100% by mass of polyester resin
・ Phthalocyanine pigment (cyan) 5 parts by mass
・ Al complex of di-tert-butylsalicylic acid 酸 6 parts by mass
[0203]
5 parts by mass of the polyester resin and 5 parts by mass of the phthalocyanine pigment are sufficiently kneaded using three rolls in advance to prepare a master batch. After the pulverized master batch, the remaining polyester resin, and the Al complex of ditertiary butyl salicylic acid were sufficiently mixed using a Henschel mixer, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw extruder heated to 110 ° C., and the cooled mixture was hammered. Coarsely pulverized with a mill. The coarsely pulverized product is finely pulverized by a jet mill, and the obtained finely pulverized product is classified by an air classifier. %, And a cyan toner having a mass ratio of particles of 12.7 μm or more of 1.8% was obtained. 1.8 parts by mass of hydrophobic titanium oxide fine particles were used as an externally added toner with a Henschel mixer to 100 parts by mass of this toner. 1.0% of a silicone resin was added to ferrite particles classified with an average particle size of 35 to 50 μm, mixed, heated and cured, then crushed, sieved, and used as a carrier for development. The toner T and the carrier C were mixed so that the T / C ratio became 7%, and used as a start agent.
[0204]
Table 8 shows the results.
[0205]
<Example 20>
The average particle size of 2.8 μm and the average particle size of 7.8 μm of the aluminum borate particles were treated with an aminosilane-based coupling agent in the same manner as in Example 15.
[0206]
Figure 2004126238
A coating material was prepared in the same manner as in Example 19, except that The viscosity of this paint was 57.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 19. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 19.5 μm, and the surface roughness Ra was 0.91 μm. The volume resistance of the coating layer was 11.0 Ω · cm. The same evaluation as in Example 19 was performed using this developing sleeve. Table 8 shows the results.
[0207]
<Example 21>
・ Polyurethane resin 100 parts by mass
Conductive carbon black 10 parts by mass
・ Crystalline graphite (average particle size: 4.3 μm) 10 parts by mass
・ Toluene / MIBK / IPA mixed solventA120 parts by mass
[0208]
These materials were dispersed by a horizontal continuous sand mill using glass beads to obtain a coating solution E.
[0209]
Next, the average particle size of 2.8 μm and 7.8 μm of the aluminum borate particles was treated with dimethyl silicone oil in the same manner as in Example 17.
[0210]
Figure 2004126238
Aluminum borate granules and a mixed solvent of toluene, MIBK, and IPA were further added to the stock coating solution E with the above composition, and the aluminum borate granules were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with a mixed solvent of toluene, MIBK, and IPA, and passed through a 350 mesh jaw (Paint 7 '). At this time, the viscosity of the paint 7 'was 52.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 15. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 18.8 μm, and the surface roughness Ra was 0.89 μm. The volume resistivity of the coating layer was 15.4 Ω · cm. The same evaluation as in Example 15 was performed using this developing sleeve. Table 8 shows the results.
[0211]
<Example 22>
Aluminum borate granules (average particle size: 9.8 μm) were treated with a methacryloxysilane coupling agent in the same manner as in Example 15.
[0212]
Figure 2004126238
[0213]
Aluminum borate granules and methanol were further added to the stock coating solution A with the above composition, and the aluminum borate granules were dispersed by a sand mill. This dispersion was further diluted with methanol and passed through a 250-mesh and a 500-mesh sieve (paint 8 '). At this time, the viscosity of the coating material 8 'was 75 mPa · s. An aluminum cylindrical tube having an aluminum flange on one side was integrally ground to have an outer diameter of 20 mm, a surface roughness Ra of 0.2 μm, and a runout of about 5 μm. The work was placed on a turntable and rotated while masking the end of the sleeve, and the paint 8 was spray-coated on the work while being lowered at a constant speed by a spray gun to obtain a coated sleeve. This was dried and cured at 150 ° C. for 30 minutes using a ventilation dryer to form a resin surface layer. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 12.8 μm, and the average surface roughness was Ra = 1.58 μm. The volume resistivity of the coating layer was 0.97 Ω · cm.
[0214]
A magnet was attached to this developing sleeve, and an aluminum flange was fitted on the other side, so that it could be attached to a cartridge developing device of a modified laser beam printer LBP-930 manufactured by Canon Inc. The LBP-930 remodeling machine used in this experiment was a LBP-930 base modified from a 24-sheet A4 sheet feeding machine equivalent to 50 sheets, and the process speed was increased from 106 mm / sec to 236 mm / sec. In addition, the peripheral speed of the sleeve was set to 1.3 times the peripheral speed of the drum. Furthermore, the capacity of the toner container has been increased. Further, in order to prevent non-uniform regulation by the developer regulating blade due to high speed, the regulating member is reinforced with a metal plate to increase the blade pressing force. The main body and the cartridge are each provided with mechanical strength reinforcement. An image signal was sent from an external character generator (CG), and an image was output to produce an image. Each time the residual toner check of the cartridge was displayed, a continuous durability test was performed on up to 60,000 sheets while replenishing the magnetic toner, and evaluation was performed. The environment was a normal temperature and low humidity (N / L) environment of 24 ° C./10% RH and a high temperature and high humidity (H / H) environment of 30 ° C./80% RH. The results are shown in Tables 9 and 10.
[0215]
The following toner was used.
・ Styrene-butyl acrylate resin 100 parts by mass
・ Magnetite 100 parts by mass
・ Low molecular weight polyethylene wax: 3 parts by mass
・ Long chain alcohol wax 3 parts by mass
・ Azo-based Fe complex compound (negative charge control agent) 3 parts by mass
The above materials were dispersed and mixed by a Henschel mixer, melt-kneaded by a biaxial extruder heated to 130 ° C., and the cooled mixture was roughly pulverized by a hammer mill. The coarsely pulverized product is finely pulverized by a jet mill, and the obtained finely pulverized product is classified by an air classifier. The particle size distribution of the toner is as follows. %, A magnetic toner having a mass ratio of particles of 12.7 μm or more of 0.4% was obtained. To 100 parts by mass of this toner, 1.2 parts by mass of colloidal silica treated with a silane coupling agent and silicone oil and 0.5 part by mass of strontium titanate fine particles were externally added using a Henschel mixer.
[0216]
<Example 23>
The average particle size of 2.8 μm and the average particle size of 9.8 μm of the aluminum borate particles were treated with an aminosilane coupling agent in the same manner as in Example 15.
[0219]
Figure 2004126238
A coating material was prepared in the same manner as in Example 22 except that the above conditions were used (paint 9 '). The viscosity of this paint was 60 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 22. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.2 μm, and the surface roughness Ra was 1.50 μm. The volume resistivity of the coating layer was 1.05 Ω · cm. The same evaluation as in Example 22 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 9 and 10.
[0218]
<Example 24>
Figure 2004126238
A coating material was prepared in the same manner as in Example 22 except that the imidazole compound was further added after dispersing the aluminum borate granules (paint 10 '). The viscosity of this paint was 80 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 22. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.2 μm, and the surface roughness Ra was 1.58 μm. The volume resistivity of the coating layer was 1.11 Ω · cm. The same evaluation as in Example 22 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 9 and 10.
[0219]
<Example 25>
Figure 2004126238
A coating material was prepared in the same manner as in Example 22 except that the aluminum borate particles were dispersed and spherical carbon particles were further added (paint 11 '). The viscosity of this paint was 52.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 22. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.2 μm, and the surface roughness Ra was 1.55 μm. The volume resistivity of the coating layer was 0.95 Ω · cm. The same evaluation as in Example 22 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 9 and 10.
[0220]
<Example 26>
The aluminum borate granules (average particle size: 9.8 μm) were treated with dimethyl silicone oil in the same manner as in Example 17.
[0221]
Figure 2004126238
A coating material was prepared in the same manner as in Example 22 except that the aluminum borate particles were dispersed and spherical carbon particles were further added (paint 12 '). The viscosity of this paint was 57.5 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 22. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 14.0 μm, and the surface roughness Ra was 1.65 μm. The volume resistance of the coating layer was 0.98 Ω · cm. The same evaluation as in Example 22 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 9 and 10.
[0222]
<Example 27>
The aluminum borate granules (average particle size: 16.0 μm) were treated with dimethyl silicone oil in the same manner as in Example 17.
[0223]
Figure 2004126238
A coating material was prepared in the same manner as in Example 22 except that the above conditions were used (Paint 13 '). The viscosity of this paint was 60 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 22. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 13.5 μm, and the surface roughness Ra was 1.62 μm. The volume resistivity of the coating layer was 0.99 Ω · cm. The same evaluation as in Example 22 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 9 and 10.
[0224]
<Example 28>
The aluminum borate granules (average particle size: 27.5 μm) were treated with dimethyl silicone oil in the same manner as in Example 17.
[0225]
Figure 2004126238
A coating material was prepared in the same manner as in Example 22 except that the above-mentioned was used (paint 14 '). The viscosity of this paint was 60 mPa · s. A surface resin layer was formed in the same manner as in Example 22. At this time, the thickness of the surface resin coating layer was 14.6 μm, and the surface roughness Ra was 1.82 μm. The volume resistivity of the coating layer was 0.98 Ω · cm. The same evaluation as in Example 22 was performed using this developing sleeve. The results are shown in Tables 9 and 10.
[0226]
[Table 6]
Figure 2004126238
[0227]
[Table 7]
Figure 2004126238
[0228]
[Table 8]
Figure 2004126238
[0229]
[Table 9]
Figure 2004126238
[0230]
[Table 10]
Figure 2004126238
[0231]
【The invention's effect】
As described above, in the developer carrying member, the developing device, and the process cartridge of the present invention, since the surface resin coating layer of the developer carrying member contains aluminum borate particulates, a uniform surface unevenness is obtained. As a result, uniform toner transportability can be obtained, and chargeability to toner is good, so that developability is good and high definition and high quality electrophotographic images can be provided. Further, since it is excellent in abrasion resistance and stain resistance, it can continue to provide a good image even for long-term repeated use regardless of one-component development or two-component development.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a surface layer of a developer carrying member of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing another example of the configuration of the surface layer of the developer carrying member of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the surface layer of the developer carrying member of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing another example of the configuration of the surface layer of the developer carrying member of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing an example of the configuration of a one-component developing machine of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing another example of the configuration of the one-component developing machine of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the one-component developing machine of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view showing another example of the configuration of the one-component developing machine of the present invention.
FIG. 9 is a schematic view showing another example of the configuration of the one-component developing machine of the present invention.
FIG. 10 is a schematic view showing an example of the configuration of a two-component developing machine of the present invention.
FIG. 11 is a schematic view illustrating an example of a process cartridge according to the present invention.
FIG. 12 is a schematic view showing another example of the configuration of the process cartridge of the present invention.

Claims (20)

静電潜像担持体上に形成された潜像を現像剤担持体により担持搬送された現像剤により現像し、可視像化する現像装置に用いられる現像剤担持体において、該現像剤担持体は、少なくとも基体および該基体表面に形成された樹脂被覆層を有し、該樹脂被覆層は、少なくとも樹脂および該樹脂中に分散されたホウ酸アルミニウム粒状物を含有することを特徴とする現像剤担持体。A developer carrier used in a developing device that develops a latent image formed on the electrostatic latent image carrier with a developer carried and transported by the developer carrier and visualizes the image, wherein the developer carrier Has at least a substrate and a resin coating layer formed on the surface of the substrate, and the resin coating layer contains at least a resin and aluminum borate particulates dispersed in the resin. Carrier. 該樹脂被覆層は、導電性を有し、該導電性は、導電剤を該樹脂被覆層中に含有することにより付与されることを特徴とする請求項1に記載の現像剤担持体。The developer carrier according to claim 1, wherein the resin coating layer has conductivity, and the conductivity is provided by including a conductive agent in the resin coating layer. 該樹脂被覆層中に、さらに潤滑性微粉末を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の現像剤担持体。3. The developer carrier according to claim 1, wherein the resin coating layer further contains a lubricating fine powder. 上記樹脂被覆層は外表面に凹凸を有し、該凹凸は、主として上記ホウ酸アルミニウム粒状物の添加により形成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の現像剤担持体。The developer carrier according to claim 1, wherein the resin coating layer has irregularities on an outer surface, and the irregularities are mainly formed by adding the aluminum borate granules. . 上記ホウ酸アルミニウム粒状物が個数平均粒径で0.3〜30μmであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の現像剤担持体。The developer carrier according to any one of claims 1 to 4, wherein the aluminum borate particles have a number average particle size of 0.3 to 30 m. 上記樹脂被覆層は外表面に凹凸を有し、該凹凸は、主として更に添加された別の固体粒子により形成されることを特徴とする請求項1、2、3、5又は6に記載の現像剤担持体。7. The developing method according to claim 1, wherein the resin coating layer has irregularities on an outer surface, and the irregularities are mainly formed by another solid particle further added. Agent carrier. 上記固体粒子の個数平均粒径が0.3〜30μmであることを特徴とする請求項6に記載の現像剤担持体。The developer carrier according to claim 6, wherein the number average particle diameter of the solid particles is 0.3 to 30 m. 上記樹脂被覆層は外表面に凹凸を有し、該凹凸は、主として上記ホウ酸アルミニウム粒状物および更に添加された別の固体粒子の双方により形成されることを特徴とする請求項1、2、3、5又は7に記載の現像剤担持体。The resin coating layer has irregularities on its outer surface, and the irregularities are mainly formed by both the aluminum borate granules and further added solid particles. 8. The developer carrying member according to 3, 5, or 7. 該樹脂被覆層外表面の中心線平均粗さRaが0.3〜3.5μmであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の現像剤担持体。4. The developer carrier according to claim 1, wherein the outer surface of the resin coating layer has a center line average roughness Ra of 0.3 to 3.5 [mu] m. 上記ホウ酸アルミニウム粒状物が有機処理されたものであることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の現像剤担持体。The developer carrier according to any one of claims 1 to 9, wherein the aluminum borate particles are organically treated. 少なくとも現像剤を収容する容器と該容器に貯蔵された現像剤を担持搬送する現像剤担持体を有し、現像剤層厚規制部材により該現像剤担持体上に現像剤層を形成しながら潜像担持体と対向する現像領域へと搬送し、該潜像担持体上の潜像を現像剤により現像し可視像化する現像装置において、請求項1乃至10のいずれかに記載の現像剤担持体が用いられることを特徴とする現像装置。A developer container that contains at least a developer and a developer carrier that carries and transports the developer stored in the container; The developer according to any one of claims 1 to 10, wherein the developer is transported to a development area facing the image carrier, and the latent image on the latent image carrier is developed by the developer to visualize the latent image. A developing device comprising a carrier. 現像剤が非磁性一成分現像剤であり、層厚規制部材がトナーを介して現像剤担持体に接触または圧接していることを特徴とする請求項11に記載の現像装置。The developing device according to claim 11, wherein the developer is a non-magnetic one-component developer, and the layer thickness regulating member is in contact with or in pressure contact with the developer carrier via the toner. 現像剤担持体は基体内部に磁石が内蔵されることを特徴とする請求項11に記載の現像装置。The developing device according to claim 11, wherein the developer carrier has a magnet built in the base. 現像剤が磁性一成分現像剤であることを特徴とする請求項11又は13に記載の現像装置。14. The developing device according to claim 11, wherein the developer is a magnetic one-component developer. 層厚規制部材が非磁性部材であり、トナーを介して現像剤担持体に接触または圧接していることを特徴とする請求項12に記載の現像装置。13. The developing device according to claim 12, wherein the layer thickness regulating member is a non-magnetic member, and is in contact with or in pressure contact with the developer carrying member via the toner. 層厚規制部材が非磁性または磁性の部材であり、現像剤担持体に微小間隙を持って配置されていることを特徴とする請求項14に記載の現像装置。The developing device according to claim 14, wherein the layer thickness regulating member is a non-magnetic or magnetic member, and is arranged with a minute gap in the developer carrier. 現像剤がトナー及びキャリアを有する二成分現像剤であることを特徴とする請求項11又は13に記載の現像装置。14. The developing device according to claim 11, wherein the developer is a two-component developer having a toner and a carrier. (i)静電荷潜像を保持するための静電潜像保持体及び(ii)該静電荷潜像を現像領域で現像剤によって現像画像とするための現像手段を少なくとも一体的に有する画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、現像装置が請求項11乃至17のいずれかに記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。(I) Image formation having at least integrally an electrostatic latent image holding member for holding an electrostatic latent image and (ii) developing means for converting the electrostatic latent image into a developed image with a developer in a development area 18. A process cartridge detachable from the apparatus main body, wherein the developing device is the developing device according to claim 11. 静電潜像保持体が、電子写真用感光体であることを特徴とする請求項18に記載のプロセスカートリッジ。19. The process cartridge according to claim 18, wherein the electrostatic latent image holding member is a photoconductor for electrophotography. 静電潜像保持体としての電子写真感光体及び現像手段に加えて、更にクリーニング手段または一次帯電手段の少なくとも一方が一体的にカートリッジ化されていることを特徴とする請求項18又は19に記載のプロセスカートリッジ。20. The cartridge according to claim 18, wherein at least one of the cleaning unit and the primary charging unit is integrally formed as a cartridge in addition to the electrophotographic photosensitive member as the electrostatic latent image holding member and the developing unit. Process cartridge.
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