JPH096128A

JPH096128A - 一成分現像剤担持体および一成分現像装置

Info

Publication number: JPH096128A
Application number: JP8088387A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakatogawa; 健司中戸川; Shigeo Ota; 茂雄太田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-04-17
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】現像ゴーストおよびバイアスリーク等の画質
欠陥の発生がなく、しかも高温高湿下においても優れた
画像濃度環境安定性を有する一成分現像剤担持体および
同現像装置を提供する。【構成】本発明の一成分現像剤担持体４は、表面層が
導電性微粒子であるカーボンブラックおよび灰分含有量
３．０重量％以下のグラファイトを含有する導電性樹脂
層４ｂからなる。また、本発明の一成分現像装置３は、
静電潜像保持体１に対向して配置された上記現像剤担持
体４と、負極性に帯電される一成分現像剤６の薄層を現
像剤担持体４上に形成する現像剤規制部材８とを備えて
いる。導電性樹脂層４ｂは、表面の算術平均粗さが０.
８〜２.５μｍおよび凹凸の平均山間隔が９５〜１５０
μｍの範囲にあり、体積固有抵抗率が２.０×１０^-2〜
０.９９Ωcmの範囲にあることがそれぞれ好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式を採用した
画像形成装置における現像装置に関する。詳しくは、表
面層が導電性樹脂層からなり、表面に付着した現像剤を
現像領域に搬送する一成分現像剤担持体、および帯電さ
れた現像剤で静電潜像保持体上に形成された静電潜像を
現像する一成分現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式を採用した画像形成装置に
おいて、静電潜像保持体（感光体）に形成された静電潜
像を現像する方法として、使用する現像剤の種類等に応
じて各種の方法が従来から知られている。それらのう
ち、現像剤担持体上に担持された現像剤を感光体に接触
させてまたは非接触的に感光体へ飛翔させて現像する方
法があり、現像剤を搬送する現像剤担持体の表面層につ
いても種々の導電性樹脂層が提案されている。例えば、
特開昭６３−３１１３６７号公報には、階調性および細
線・網点階調再現性を向上させるために、体積固有抵抗
（１×１０⁶ 〜１×１０¹³Ωcm）と厚さとが所定の関係
にある外層を表面に設けた現像剤担持体が開示されてい
る。また、特開平４−１６６８６４号公報には、現像装
置の立ち上がり時における現像剤のブロードな電荷量分
布による初期画像濃度の低下を防止するために、表面に
正帯電性樹脂粒子を含有する薄層を形成し、現像剤とし
て負極帯電性（一成分）磁性トナーを使用する現像剤担
持体が開示されている。そして、特開平４−２４６６７
６号公報には、同一画像パターンを繰り返しプリントし
た場合、用紙の送り方向に沿って用紙の一部の濃度が薄
くなる現象を防止するために、研磨処理により、表面に
形成された被膜層の凹凸の平均間隔Ｓｍおよび中心線平
均粗さＲａを限定した現像剤担持体が開示されている。

【０００３】しかしながら、従来の現像剤担持体はいず
れも実用上充分に耐え得るとはいい難く、下記のような
問題点がある。すなわち、特開昭６３−３１１３６７号
公報に記載の現像剤担持体では、外層の抵抗が高い。そ
のため、現像の際に現像剤が感光体に移行した外層部分
に電荷が残留して、この部分での電荷量が他の部分より
多くなり、新たに担持された現像剤が外層に強く吸着さ
れて感光体へ移行し難くなる。その結果、新たに現像さ
れたトナー像のうち先に現像されたトナー像に相当する
部分の濃度が薄くなる、いわゆる現像ゴーストが生じて
画質が低下する。特開平４−１６６８６４号公報に記載
の現像剤担持体では、正帯電性樹脂粒子の分散が局部的
に不均一となって薄層の抵抗が不均一になる。そのた
め、抵抗の低い薄層部分では電荷が流れやすくなり、こ
の部分と感光体との間でバイアスリークが発生して感光
体表面が破壊される恐れがある。感光体表面にピンホー
ル等の欠陥が存在すると、形成された画像の粒子が粗く
なり画質が低下する。また、現像剤として負極性に強く
帯電するシリカ等を外添した負極性磁性トナーを使用し
た場合、現像剤担持体上にプリントパターンの履歴であ
る現像ゴーストが発生しやすい。特開平４−２４６６７
６号公報に記載の現像剤担持体では、表面被膜層の平均
間隔Ｓｍが小さいので、被膜層の凹部に現像剤粒子が嵌
り込んで感光体へ移行し難くなる。その場合、嵌り込ん
だ現像剤粒子の上にある現像剤粒子の帯電が不充分とな
り、画像濃度が低下する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、表面に導
電性樹脂層を被覆した従来の現像剤担持体では、摩擦帯
電により付与される現像剤の電荷量の過不足によって、
あるいは負極性に強く帯電される外添剤を添加した負極
性現像剤を使用する場合や、樹脂層の抵抗の不均一に基
づく樹脂層と感光体との表面間に生じる放電によって、
現像ゴーストやバイアスリークが発生するという問題点
があった。そこで、本発明は、上述の問題点を解決しよ
うとするものであって、現像ゴーストおよびバイアスリ
ークの発生がなく、同時に上述のような負極性一成分現
像剤を使用した場合でも、現像ゴースト等の画質欠陥の
ない良好な画像を形成することが可能な一成分現像剤担
持体および同現像装置を提供することにある。さらに、
本発明においては、高温高湿および低温低湿下において
も優れた画像濃度の環境安定性を有し、繰り返し使用を
行っても現像剤の固着等のフィルミングを発生しない耐
久性に優れた一成分現像剤担持体および同現像装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、一成分現
像装置として導電性樹脂層を表面層とする現像剤担持体
を備えた画像形成装置において、画質の向上を目指して
研究を重ねている過程で、画質欠陥の発生した画像が出
力されることを経験してきた。この画質欠陥の原因につ
いて、本発明者らは、鋭意究明に努めてきたところ、樹
脂層中の導電性微粒子が密接に関連していることを確認
し、最終的にはグラファイトの灰分含有量に起因するこ
とを解明したもので、該灰分含有量を極力減少させるこ
とによって上記目的が達成されることを見い出し、本発
明をなし得たものである。すなわち、本発明の一成分現
像剤担持体は、表面層が導電性微粒子であるカーボンブ
ラックおよびグラファイトを含有する導電性樹脂層から
なり、上記グラファイトの灰分含有量が３．０重量％以
下であることを特徴とする。また、本発明の一成分現像
装置は、静電潜像保持体に対向して配置された現像剤担
持体と、負極性に帯電される一成分現像剤の薄層を現像
剤担持体上に形成する現像剤規制部材とを備え、上記現
像剤担持体の表面層が導電性微粒子であるカーボンブラ
ックおよびグラファイトを含有する導電性樹脂層からな
り、上記グラファイトの灰分含有量が３．０重量％以下
であることを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明の要素には、本発明の理解を容易にするた
めに、後述の実施例の要素と対応する符号を括弧内に付
記するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
本発明の一成分現像剤担持体(４)表面における導電性樹
脂層(４ｂ)について述べる。上記現像剤担持体(４)の表
面層としての樹脂層(４ｂ)を形成するには、バインダー
樹脂、カーボンブラック、グラファイトおよび希釈剤
（溶剤）等を混合して塗布液をまず調製する。この際、
希釈剤の混合割合を調節して塗布液の粘度、造膜性を調
節することが重要である。次いで、円筒状の基材(４ａ)
を回転させながら、その表面に塗布液を噴霧するエアス
プレー法等によりコーティングし、１３０〜２５０℃で
バインダー樹脂を硬化させる。基材(４ａ)としては、例
えばアルミニウム，ステンレス鋼等の導電性部材が用い
られる。このようにして形成された樹脂層(４ｂ)には、
導電性のカーボンブラックおよびグラファイトの各微粒
子が分散した状態にあり、樹脂層(４ｂ)表面はかかる導
電性微粒子のうち主としてグラファイトの一部が露出し
た微細な凹凸状を呈している。この樹脂層(４ｂ)の表面
構造により、樹脂層(４ｂ)上に担持される一成分現像剤
(６)を安定に吸着，搬送，帯電させることができる。

【０００７】前記バインダー樹脂としては、フェノール
樹脂，メラミン樹脂，尿素樹脂，アルキド樹脂，エポキ
シ樹脂，ポリアミド，ポリイミド，ポリエステル，ポリ
ウレタン，ポリカーボネート，ポリフェニレンオキサイ
ド，ポリエーテルスルホン，スチレン系樹脂，フッ素系
樹脂，アクリル系樹脂，シリコーン樹脂等が用いられ
る。特に、フェノール樹脂，ポリアミド，ポリエステ
ル，ポリウレタン，スチレン系樹脂のような機械的強度
に優れている樹脂、あるいはフッ素系樹脂，シリコーン
樹脂のような離型性に優れている樹脂がより好ましい。
また、希釈剤としては、ヘキサン，ベンゼン，トルエ
ン，キシレン等の炭化水素類、アセトン，メチルエチル
ケトン，シクロヘキサノン等のケトン類、メタノール，
エタノール，ブタノール等のアルコール類、ジブチルエ
ーテル，テトラヒドロフラン，プロピレングリコールモ
ノメチルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル，酢酸ブ
チル，酪酸エチル等のエステル類などが挙げられる。こ
れらのバインダー樹脂および希釈剤は、単独でもあるい
は２種以上混合して用いてもよい。

【０００８】導電性カーボンブラックは、トナー（一成
分現像剤）の過剰帯電を防止するために樹脂層中に分散
させるもので、過剰の電荷を流出する作用がある。ま
た、導電性グラファイトは、カーボンブラックと同様の
作用がある他に、表面潤滑性による樹脂層表面へのトナ
ーの付着防止作用がある。更に、グラファイトは、樹脂
層を適切な表面粗さとして、トナーに充分な摩擦帯電量
を付与するために配合される。グラファイトには、珪素
をはじめ各種金属等の不純物が通常含まれており、未確
認ながら、ある種の金属が現像剤担持体に電磁気的な作
用を及ぼすものと推測される。焼成後に残るグラファイ
ト中の不純物の含有率、すなわち灰分含有量は３．０重
量％以下のものが用いられる。好ましい灰分含有量は
０．５重量％以下であり、特に０．２重量％以下が好ま
しい。グラファイトの灰分含有量を０．５重量％以下と
した場合は、低温低湿の環境下において画像濃度の低下
を防止する効果がある。また、灰分含有量を０．２重量
％以下とした場合は、更に高温高湿下においても画像濃
度の低下を防止する効果がある。本発明においては、グ
ラファイトの灰分含有量を３．０重量％以下としたこと
により、現像剤担持体に対する電磁気的な影響を極力排
除することができる。したがって、トナーの帯電量を常
に安定させることができる。

【０００９】樹脂層中にはカーボンブラックを３〜３０
重量％およびグラファイトを１０〜７０重量％含有させ
ることが好ましく、特にカーボンブラックを５〜２５重
量％およびグラファイトを２０〜６０重量％含有させる
ことがより好ましい。カーボンブラックとグラファイト
との配合割合は、重量比で１：０．５〜１５の範囲にあ
ることが好ましく、特に１：１〜５の範囲がより好まし
い。また、カーボンブラックおよびグラファイトの配合
量の和は、樹脂層中に１５〜８０重量％の範囲で含有さ
せることが好ましく、特に２０〜７０重量％の範囲がよ
り好ましい。このようなカーボンブラックおよびグラフ
ァイトの配合条件を満足させることで、より良好な現像
プロセスを実施することができる。

【００１０】樹脂層中の配合割合がカーボンブラックで
３重量％あるいはグラファイトで１０重量％より低くな
ると、トナーの過剰帯電電荷を逃すことができなくな
り、形成される画像に現像ゴーストが発生しやすくな
る。一方、配合割合がカーボンブラックで３０重量％あ
るいはグラファイトで７０重量％より高くなると、トナ
ーの帯電量が不足して画像濃度が低下しやすくなる。さ
らに、グラファイトの配合割合が１０重量％より低くな
ると、後述の平均粒径と関連して樹脂層表面が平滑性に
すぎ、かつ充分な潤滑性を確保することができない傾向
にある。そのため、トナーの搬送量が不足して画像濃度
が低下すると同時に、トナーフィルミングが生じやすく
なる。また、グラファイトの配合割合が７０重量％より
高くなると、樹脂層の表面粗さが大きくなりすぎてトナ
ーの搬送量が多くなり、充分な摩擦帯電が得られなくな
る傾向にある。カーボンブラックに対するグラファイト
の配合比が０．５未満であると、トナーの電荷流出が大
きく帯電量が低下する傾向にある。一方、配合比が１５
倍を越えると、グラファイトの配合割合が７０重量％よ
り高い場合と同様に、トナーの過剰搬送や帯電量の低下
に繋がる傾向にある。また、樹脂層中の導電性微粒子の
配合和が１５重量％未満であると、充分な導電性が得ら
れないだけでなく、樹脂層表面が平滑にすぎてトナーの
搬送量が不足する。一方、上記配合和が８０重量％を越
えると、導電性微粒子をバインダー樹脂と均一に混和す
ることが困難になり、所定の樹脂層を形成し難くなる。

【００１１】カーボンブラックおよびグラファイトの各
微粒子の平均粒径は、それぞれ０．０１〜０．２μｍお
よび１〜１０μｍの範囲にあるものが好適に用いられ
る。カーボンブラックの平均粒径が０．０１μｍ未満の
場合は、その微粉砕化にコストを要し、微粒子の粒子径
を小さくする割には導電性がさほど向上しない。一方、
平均粒径が０．２μｍより大きくなると、微粒子の導電
性が低くなるため、摩擦帯電時のトナーの過剰帯電が生
じやすくなる。また、グラファイトの平均粒径が１μｍ
より小さくなると、トナーの搬送量が不足して画像濃度
が低下する傾向にある。一方、平均粒径が１０μｍより
大きくなると、トナーの搬送量が多くなりすぎてトナー
と現像剤担持体表面との接触する機会が減少し、トナー
に充分な摩擦帯電量を付与することができないため、や
はり画像濃度が低下する傾向にある。導電性樹脂層の膜
厚は、１０〜４０μｍの範囲にあることが好ましく、特
に１５〜３０μｍの範囲がより好ましい。膜厚が１０μ
ｍより薄いと、前記導電性微粒子が樹脂層表面から露出
する度合が多くなり、現像剤担持体の表面が必要以上に
粗くなる。一方、４０μｍより厚いと、硬化の際に塗布
液が円筒状基材上から垂れて、均一な膜厚を形成するこ
とが困難となる。

【００１２】本発明において、導電性樹脂層は表面が微
細な凹凸状を呈しているため、現像剤担持体上のトナー
の搬送量および帯電量は樹脂層の表面粗さと密接な関係
がある。それ故に、適切な搬送量および帯電量を確保す
るには、樹脂層の表面粗さが重要な因子となる。樹脂層
の表面粗さについては、算術平均粗さＲａが０.８〜２.
５μｍの範囲、さらに１.０〜２.２μｍであることが好
適であり、凹凸の平均山間隔Ｓｍが９５〜１５０μｍの
範囲、さらに１００〜１４０μｍであることが好適であ
る。ここで、算術平均粗さＲａおよび凹凸の平均山間隔
Ｓｍとは、日本工業規格［ＪＩＳＢ０６０１］で定義
された表面粗さを意味する。算術平均粗さＲａが０．８
μｍ未満の場合は、樹脂層表面が平滑にすぎてトナーの
搬送量が少なく、画像濃度が低下する傾向にある。一
方、算術平均粗さＲａが２．５μｍを越える場合は、ト
ナーの搬送量が多くなりすぎてトナーの帯電量が低くな
り、結果的に画像濃度が低下する傾向にある。また、平
均山間隔Ｓｍが上記範囲を外れると、形成される画像に
現像ゴーストが発生して画質が低下する傾向にある。特
に、算術平均粗さＲａが１.０〜２.２μｍの範囲内にあ
る場合は、一層良好な画像が形成される。また、平均山
間隔Ｓｍが１００〜１４０μｍの範囲内にある場合は、
形成される画像に現像ゴーストが発生せず画質が一層優
れたものとなる。

【００１３】導電性樹脂層の体積固有抵抗率は、２.０
×１０^-2〜０.９９Ωcmの範囲にあることが好ましく、
特に３.０×１０^-2〜０.８０Ωcmの範囲がより好まし
い。樹脂層の体積固有抵抗率が２．０×１０^-2Ωcmより
低くなると、トナーの帯電量が低くなりすぎてしまい画
像濃度が低下する傾向にある。一方、体積固有抵抗率が
０．９９Ωcmより高くなると、トナーの帯電が現像ゴー
ストの発生しやすいレベルまで上がってしまい、現像ゴ
ーストが発生する傾向にある。

【００１４】また、本発明の一成分現像装置(３)は、前
述した現像剤担持体(４)と、その上に付着したトナーを
薄層化する現像剤規制部材(８，８′)とを少なくとも備
え、トナーとして負極性に帯電される一成分現像剤(６)
が使用される。上記トナーが磁性一成分現像剤である場
合は、少なくとも結着樹脂および磁性体を必須成分と
し、トナーが非磁性一成分現像剤である場合は、少なく
とも結着樹脂および色剤を必須成分とする。各一成分現
像剤には、必要に応じて、電荷制御剤，流動性促進剤，
クリーニング助剤等を内添または外添することができ
る。

【００１５】結着樹脂としては、スチレン，ビニルトル
エン，クロロスチレン等のスチレン類、ビニルナフタレ
ン、エチレン，プロピレン，ｎ−ブチレン，ｉ−ブチレ
ン等のモノオレフィン類、ブタジエン，イソプレン等の
ジエン類、フッ化ビニル，塩化ビニル，臭化ビニル，塩
化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル，プ
ロピオン酸ビニル，酪酸ビニル，ステアリン酸ビニル，
安息香酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸，ア
クリル酸メチル，アクリル酸エチル，アクリル酸ブチ
ル，アクリル酸オクチル，アクリル酸ドデシル，アクリ
ル酸β−クロロエチル，メタクリル酸，メタクリル酸メ
チル，メタクリル酸エチル，メタクリル酸ブチル，メタ
クリル酸ドデシル，アクリル酸アミド，アクリロニトリ
ル，メタクリロニトリル等のα−メチレン脂肪族モノカ
ルボン酸の各種誘導体、マレイン酸モノメチル，マレイ
ン酸ジメチル，マレイン酸ジエチル，マレイン酸ジブチ
ル等の不飽和多価カルボン酸エステル類、ビニルメチル
エーテル，ビニルエチルエーテル，ビニルブチルエーテ
ル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン，ビニル
ヘキシルケトン，ビニルプロペニルケトン等のビニルケ
トン類などのホモポリマーまたはこれらのコポリマーを
挙げることができる。さらに、ポリウレタン，ポリエス
テル，ポリアミド，フェノール樹脂，エポキシ樹脂，フ
ラン樹脂，シリコーン樹脂，パラフィンワックス，変性
ロジン等を用いることもできる。

【００１６】磁性体としては、例えば鉄，コバルト，ニ
ッケル等の金属、これらの金属同士または各種金属（例
えばＭｇ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，
Ｗ，Ｐｂ等）との合金、フェライト、マンガン−亜鉛含
有フェライト，ニッケル−亜鉛含有フェライト、マグネ
タイト、ヘマタイト、コバルト添加酸化鉄などを例示す
ることができる。これら磁性体微粒子の平均粒径は０．
０５〜１μｍの範囲が好ましい。磁性一成分現像剤中の
磁性体の含有量は、２０〜７０重量％の範囲が好まし
く、さらに３０〜６０重量％がより好ましい。磁性体の
含有量が２０重量％未満であると、帯電量の制御が困難
で、解像力、細線再現性および階調性が劣るようにな
る。一方、７０重量％を越えると、高温高湿環境下での
転写効率が低下し、また結着樹脂中に磁性体微粒子を均
一に分散させることが困難になる。色剤としては、例え
ばカーボンブラック，ランプブラック，ニグロシン染
料，アニリンブルー，カルコイルブルー，ウルトラマリ
ンブルー，メチレンブルークロリド，フタロシアニンブ
ルー，クロムイエロー，キノリンイエロー，デュポンオ
イルレッド，ローズベンガル，マラカイトグリーンオキ
サレート等を例示することができる。

【００１７】現像剤に摩擦帯電性を付与するために、正
または負の電荷制御剤を添加することが好ましい。現像
剤が負極性に帯電される場合に添加される負電荷制御剤
としては、公知の電子受容性物質であれば特に限定され
るものではないが、例えばサリチル酸，アルキルサリチ
ル酸等のサリチル酸誘導体とクロム等の遷移金属との錯
体、アゾ系含金属染料、フェノール類，カルボン酸類，
スルホン酸類等の有機酸、塩素化パラフィンなどが好適
である。また、側鎖にカルボキシ基，スルホン酸基を導
入した前記結着樹脂または他の重合体や、電子受容性の
置換基を有する結着樹脂自体や外添剤の摩擦帯電極性を
利用することもできる。また、耐オフセット性を改善す
るために、例えば低分子量ポリエチレン，低分子量ポリ
プロピレン，マイクロクリスタリンワックス，パラフィ
ンワックス等の離型剤を添加してもよい。さらに、現像
剤の耐久性，流動性，クリーニング性の向上を目的とし
て、シリカ等の無機微粉末、脂肪酸，その金属塩または
誘導体等の有機微粉末、スチレン系樹脂，フッ素系樹
脂，アクリル系樹脂等の樹脂微粉末などを外添すること
ができる。この他、ケーキング防止剤を外添してもよ
い。このような一成分現像剤の平均粒径は、５〜２０μ
ｍの範囲にあることが好ましい。

【００１８】（本発明の作用）本発明の一成分現像剤担
持体(４)によれば、その表面層としての導電性樹脂層
(４ｂ)中にカーボンブラックおよびグラファイトの各導
電性微粒子を含有している。樹脂層(４ｂ)表面は、導電
性微粒子の一部が露出して微細な凹凸状を呈しているた
め、担持体(４)上の現像剤(６)の搬送量および現像剤
(６)に付与される帯電量を適切な値に調整することがで
きる。ここで、樹脂層(４ｂ)の体積固有抵抗率を２.０
×１０^-2〜０.９９Ωcmの範囲に設定した場合や、樹脂
層(４ｂ)表面の算術平均粗さＲａを０.８〜２.５μｍの
範囲および凹凸の平均山間隔Ｓｍを９５〜１５０μｍの
範囲に調整した場合は、上記搬送量および帯電量をより
一層適正なものとすることができる。本発明では、上記
グラファイトの灰分含有量を３．０重量％以下として、
グラファイト中の不純物（例えば金属等）の含有量を従
来のものより減少させたものである。この結果、現像剤
担持体(４)自体、ひいては担持体(４)と静電潜像保持体
(１)との間の現像領域(Ａ)において、不純物が電磁気的
な影響を及ぼすことはほとんどない。しかも、不純物に
よる担持体(４)の環境依存性も小さくなることから、一
成分現像剤(６)の帯電量が常に安定するものと推測され
る。そのため、現像剤(６)に適正な帯電量を均一に付与
することができるだけでなく、現像ゴーストやバイアス
リークを効果的に防ぐことができる。また、画像濃度の
環境安定性に優れているので、低温低湿下や高温高湿下
においても画像濃度を高く保つことができる。特に、グ
ラファイトの灰分含有量を０．５重量％以下、さらには
０．２重量％以下とした場合は、上記環境安定性が一層
良好なものとなる。

【００１９】また、本発明の一成分現像装置(３)によれ
ば、静電潜像保持体(１)に対向して配置された現像剤担
持体(４)表面の樹脂層(４ｂ)上に付着した一成分現像剤
(６)が現像剤規制部材(８，８′)で薄層化される。この
際、現像剤(６)が負極性に摩擦帯電される。樹脂層(４
ｂ)中には、カーボンブラックおよび灰分含有量３．０
重量％以下のグラファイトを含有しているため、現像剤
(６)の搬送量および帯電量を適切な値に調整することが
できる。さらに、前述と同様の理由により、低温低湿お
よび高温高湿の環境下において画像濃度を高く保つこと
ができるだけでなく、現像ゴーストやバイアスリークを
効果的に防ぐこともできる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。図１，図２は、トナーとして負極性に帯電する磁性
一成分現像剤を収容した現像装置の説明図である。図１
において、静電潜像保持体１は、有機感光層を有する光
導電性ドラムであって、帯電手段（図示せず）により一
様に帯電された後、像光を照射することによって生じる
電位差により静電潜像２が形成される。静電潜像２が形
成された時の表面電位は、例えば画像部で−６００Ｖ、
画像形成時に白表示部となる背景部で−１２０Ｖであ
る。一成分現像装置３は、上記静電潜像保持体１に対向
して配置された現像剤担持体４を有している。現像装置
３のホッパー５は、担持体４上に担持される現像剤６を
貯留するものであり、担持体４を収容すると共に、保持
体１に対向して開口する部分で担持体４表面を一部露出
して、担持体４と保持体１とが近接するように配置され
ている。

【００２１】現像剤担持体４は、その回転により、表面
に付着した一成分現像剤６を搬送する。担持体４が静電
潜像保持体１に近接した現像領域Ａにおける保持体１と
担持体４の最小間隙は、２００μｍ程度となるように設
定されている。担持体４の内部には、複数の磁石が周面
に沿って配列され、回転しないように固定されたマグネ
ットロール７が設けられている。複数の磁石はＳ極とＮ
極とを周面に沿って配列した磁気パターンを形成してお
り、この磁気パターンに従って、現像剤６を担持体４の
表面に吸着することができるようになっている。現像剤
担持体４は、肉厚０．７ｍｍの円筒状アルミニウム製基
材４ａと、その周面上に形成された導電性樹脂層４ｂ
と、基材４ａの内部に固定された上記マグネットロール
７とから構成される。樹脂層４ｂ中には、導電性のカー
ボンブラック微粒子および導電性のグラファイト微粒子
が分散している。樹脂層４ｂは、バインダー樹脂および
希釈剤中にカーボンブラック微粒子およびグラファイト
微粒子を分散させた後記の塗布液を基材４ａ上に塗布す
ることによって形成された塗膜からなる。

【００２２】現像剤規制部材８は、現像剤担持体４表面
に押圧する弾性部材８ａとこの弾性部材８ａを接着した
板バネ８ｂとからなり、板バネ８ｂの他端は現像装置３
本体に固定支持されている。担持体４に対する弾性部材
８ａの押圧部は、前記現像領域Ａに関して担持体４の回
転方向上流側に位置する。また、板バネ８ｂの自由端は
担持体４の回転方向下流側に傾斜するように取り付けら
れている。弾性部材８ａは幅１５ｍｍ、厚さ１．００ｍ
ｍ、ゴム硬度５０゜のシリコーンゴムからなり、板バネ
８ｂは厚さ０．１ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４Ｃ
ＳＰ３／４、引張強さ９５ｋｇｆ／ｍｍ² ）からなる。
図２において、現像剤規制部材８′が、ホッパー５開口
部の上端に固定され、担持体４の真上に位置する。強磁
性ブレードからなる現像剤規制部材８′は現像剤担持体
４と非接触に設けられ、担持体４と規制部材８′の間隙
は担持体４と保持体１の前記最小間隙より狭くなるよう
に設定されている。この間隙には、磁性一成分現像剤６
の磁気ブラシが形成される。現像剤担持体４の基材４ａ
と静電潜像保持体１の導電性基材（図示せず）の間に
は、直列に接続した高圧交流電源９および直流電源１０
によってバイアス電圧である直流重畳交流電圧が印加さ
れ、現像領域Ａにおいて交番電界が発生するようになっ
ている。

【００２３】本実施例の一成分現像装置の作用は次のよ
うなものである。ホッパー５内の磁性一成分現像剤６
は、回転する現像剤担持体４の表面に付着し、図１に示
す現像装置３では、現像剤規制部材８の弾性部材８ａお
よび表面に微細な凹凸を有する導電性樹脂層４ｂにより
摺擦される。この場合、樹脂層４ｂ中に分散したカーボ
ンブラック微粒子およびグラファイト微粒子の一部が樹
脂層４ｂ表面に露出していて、担持体４を適切な表面粗
さに調整している。これにより、静電潜像保持体１に形
成された静電潜像２を現像する際に、充分な現像剤６の
層厚を担持体４上に形成することができる。と同時に、
下記の各実施例に示す灰分含有量３．０重量％のグラフ
ァイトが樹脂層４ｂ中に分散ないし一部露出しているた
め、現像剤６に均一かつ充分な負極性の摩擦帯電電荷を
付与することができる。薄層化された現像剤６は、担持
体４の回転に伴って現像領域Ａに搬送され、担持体４と
保持体１との間隙に発生する交番電界内で、負極性に帯
電された現像剤６粒子が飛翔して往復運動する。また、
この往復運動によって、現像剤６の粒子同士が衝突し現
像剤６全体がクラウド状となる。この現像剤６のクラウ
ドが、バイアス電圧の直流成分によって、保持体１の静
電潜像２部分に引き寄せられて現像が終了する。

【００２４】図２に示す現像装置３では、担持体４と現
像剤規制部材８′との間隙に形成された現像剤６の磁気
ブラシは、担持体４の回転によって層厚が規制され、現
像剤６は薄層化される。間隙から所定量に調節された現
像剤６は、担持体４の回転によって現像領域Ａに搬送さ
れ、図１に示す現像装置３と同様にして、静電潜像保持
体１に形成された静電潜像２を現像する。図１および図
２に示す各一成分現像装置３を作動してプリントテスト
を実施したところ、前者の現像装置が良好な結果をもた
らした。これは、図１に示す現像装置３の摩擦帯電方式
が、現像剤規制部材８により、微細な凹凸形状を有する
樹脂層４ｂ表面に現像剤６が押圧されるため、現像剤６
は樹脂層４ｂとより効率的に摩擦接触することが可能と
なるからである。したがって、下記の実施例では、図１
に示す現像装置３における導電性樹脂層４ｂの形成法お
よび同現像装置３によるプリントテストの具体例を挙げ
ることにする。

【００２５】実施例１導電性樹脂層(４ｂ)の形成法を下記に示す。バインダー樹脂フェノール樹脂（分子量１０００〜３０００）１００重量部導電性微粒子カーボンブラック（ＸＣ−７２Ｒ：キャボット社製）２０重量部グラファイト（日本黒鉛社製）５０重量部灰分含有量３．０ｗｔ％；酸・アルカリ処理希釈剤プロピレングリコールモノメチルエーテル −エタノール（２：１の混合液）１００重量部上記組成物中の導電性微粒子をビーズミルで分散し、得
られた塗布液をアルミニウム製基材(４ａ)上にスプレー
して塗布した後、熱風乾燥炉において１６０℃で３０分
間加熱硬化して導電性樹脂層(４ｂ)を形成した。この樹
脂層(４ｂ)は、表面の算術平均粗さＲａ値が１．５０μ
ｍ、凹凸の平均山間隔Ｓｍ値が１００μｍ、膜厚が２０
μｍであった。また、樹脂層(４ｂ)の体積固有抵抗率は
８．０×１０^-2Ωcmであった。上記基材(４ａ)の内部に
前記マグネットロール(７)を固定し、このようにして作
製された現像剤担持体(４)を図１に示す一成分現像装置
(３)に装着して、本実施例の現像装置(３)とした。

【００２６】以下実施例１と同様にして、実施例２〜１
１および比較例１，２の一成分現像装置(３)を作製し
た。各実施例および比較例には、グラファイトの灰分含
有量と導電性樹脂層(４ｂ)の形成法および上記物性値を
示す。実施例２グラファイトを灰分含有量２．０重量（ｗｔ）％のもの
に代えた以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を
形成した。この樹脂層表面の算術平均粗さＲａ値は１．
４０μｍ、凹凸の平均山間隔Ｓｍ値は１１０μｍ、膜厚
は２２μｍであり、樹脂層の体積固有抵抗率は８．０×
１０^-2Ωcmであった。

【００２７】実施例３グラファイトを灰分含有量１．０ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。この樹脂層表面の算術平均粗さＲａ値は１．３５μ
ｍ、凹凸の平均山間隔Ｓｍ値は１２０μｍ、膜厚は２４
μｍであり、樹脂層の体積固有抵抗率は０．１２Ωcmで
あった。実施例４グラファイトを灰分含有量１．０ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。ただし、実施例１とは、スプレー装置の回転数、吐
出量、ガンと基材との距離を変化させた。形成された樹
脂層表面の算術平均粗さＲａ値は１．２０μｍ、凹凸の
平均山間隔Ｓｍ値は１１５μｍ、膜厚は２４μｍであ
り、樹脂層の体積固有抵抗率は０．１１Ωcmであった。実施例５グラファイトを灰分含有量１．０ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。ただし、実施例１，４とは、スプレー装置の回転
数、吐出量、ガンと基材との距離を変化させた。形成さ
れた樹脂層表面の算術平均粗さＲａ値は０．８０μｍ、
凹凸の平均山間隔Ｓｍ値は１０５μｍ、膜厚は２３μｍ
であり、樹脂層の体積固有抵抗率は９．０×１０^-2Ωcm
であった。

【００２８】実施例６グラファイトを灰分含有量０．５ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。この樹脂層表面の算術平均粗さＲａ値は１．３０μ
ｍ、凹凸の平均山間隔Ｓｍ値は１０５μｍ、膜厚は２１
μｍであり、樹脂層の体積固有抵抗率は０．１０Ωcmで
あった。実施例７グラファイトを灰分含有量０．５ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。ただし、実施例１とは、スプレー装置の回転数、吐
出量、ガンと基材との距離を変化させた。形成された樹
脂層表面の算術平均粗さＲａ値は１．７０μｍ、凹凸の
平均山間隔Ｓｍ値は１３５μｍ、膜厚は２２μｍであ
り、樹脂層の体積固有抵抗率は９．０×１０^-2Ωcmであ
った。実施例８グラファイトを灰分含有量０．５ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。ただし、実施例１，７とは、スプレー装置の回転
数、吐出量、ガンと基材との距離を変化させた。形成さ
れた樹脂層表面の算術平均粗さＲａ値は０．８０μｍ、
凹凸の平均山間隔Ｓｍ値は１０３μｍ、膜厚は２０μｍ
であり、樹脂層の体積固有抵抗率は０．１１Ωcmであっ
た。

【００２９】実施例９グラファイトを灰分含有量０．２ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。この樹脂層表面の算術平均粗さＲａ値は１．６０μ
ｍ、凹凸の平均山間隔Ｓｍ値は１２５μｍ、膜厚は２１
μｍであり、樹脂層の体積固有抵抗率は０．１４Ωcmで
あった。実施例１０グラファイトを灰分含有量０．２ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。ただし、実施例１とは、スプレー装置の回転数、吐
出量、ガンと基材との距離を変化させた。形成された樹
脂層表面の算術平均粗さＲａ値は１．１５μｍ、凹凸の
平均山間隔Ｓｍ値は１２３μｍ、膜厚は１９μｍであ
り、樹脂層の体積固有抵抗率は０．１０Ωcmであった。実施例１１グラファイトを灰分含有量０．２ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。ただし、実施例１，１０とは、スプレー装置の回転
数、吐出量、ガンと基材との距離を変化させた。形成さ
れた樹脂層表面の算術平均粗さＲａ値は０．７８μｍ、
凹凸の平均山間隔Ｓｍ値は１００μｍ、膜厚は２０μｍ
であり、樹脂層の体積固有抵抗率は０．１５Ωcmであっ
た。

【００３０】比較例１グラファイトを灰分含有量４．０ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。この樹脂層表面の算術平均粗さＲａ値は１．４０μ
ｍ、凹凸の平均山間隔Ｓｍ値は１２５μｍ、膜厚は１８
μｍであり、樹脂層の体積固有抵抗率は１．９×１０^-2
Ωcmであった。比較例２グラファイトを灰分含有量４．０ｗｔ％のものに代えた
以外は、実施例１と同様にして導電性樹脂層を形成し
た。ただし、実施例１とは、スプレー装置の回転数、吐
出量、ガンと基材との距離を変化させた。形成された樹
脂層表面の算術平均粗さＲａ値は０．８０μｍ、凹凸の
平均山間隔Ｓｍ値は１００μｍ、膜厚は２１μｍであ
り、樹脂層の体積固有抵抗率は１．８×１０^-2Ωcmであ
った。

【００３１】（プリントテスト）実施例１〜１１および
比較例１，２で作製した一成分現像装置(３)をレーザプ
リンター（ＦＸ４１０９：富士ゼロックス社製）に組み
込み、現像装置(３)内に下記の一成分現像剤(６)を充填
して、常温常湿（２３℃，ＲＨ６０％）、低温低湿（１
０℃，ＲＨ３０％）および高温高湿（２８℃，ＲＨ８５
％）の３条件下でプリントテストを行った。使用した現
像剤(６)の平均粒径は７〜９μｍであり、次の組成から
なる。結着樹脂１００重量部スチレン−アクリル酸n-ブチル共重合体（８０：２０）磁性粉：マグネタイト１００重量部電荷制御剤：ＴＲＨ１重量部ワックス：低分子ポリプロピレン３重量部外添剤：疎水性シリカ１重量部

【００３２】なお、プリントサンプルにおいて、画像濃
度は濃度計（Ｍｏｄｅｌ４０４Ａ：Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）
で測定し、現像ゴーストおよびバイアスリークは目視に
よる下記の基準によって評価した。その結果を表１に示
す。画像濃度と現像ゴーストおよびバイアスリークとの評価
基準 ◎ 濃度１．５０以上画質欠陥が見られない ○ 濃度１．４０以上１．５０未満ほとんど画質欠陥が見られない △ 濃度１．３０以上１．４０未満若干画質欠陥が見られるが、実用上問題はない × 濃度１．３０未満はっきりと画質欠陥が見られる

【００３３】

【表１】

【００３４】表１から明らかなように、グラファイトの
灰分含有量が３．０ｗｔ％の実施例１では、実用上の問
題ない結果が得られた。上記灰分含有量が２．０ｗｔ％
の実施例２では、現像ゴーストおよびバイアスリーク共
良好な結果が得られた。同灰分含有量が１．０ｗｔ％の
実施例３〜５では、各環境において、画像濃度、現像ゴ
ーストおよびバイアスリーク共良好な結果が得られた。
同灰分含有量が０．５ｗｔ％の実施例６〜８では、常温
常湿下だけでなく特に低温低湿下においても画像濃度の
低下が防止された。さらに、同灰分含有量が０．２ｗｔ
％の実施例９〜１１では、ストレス条件である高温高湿
下における画像濃度についても非常に優れた結果が得ら
れた。一方、グラファイトの灰分含有量が４．０ｗｔ％
の比較例１，２では、高温高湿下における画像濃度が著
しく低かった。このように、前記導電性樹脂層中のグラ
ファイトの灰分含有量が少なくなるほど、画像濃度が高
くなり、高温高湿下でも画像濃度が著しく改善される。
また、現像ゴーストおよびバイアスリークもほとんど発
生しなくなる。さらに、１万枚の耐久テストを行ったと
ころ、各実施例では現像剤の固着によるフィルミングは
発生しなかった。

【００３５】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載された範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、微粒子の配合量の総和が前記上限値の範囲内
で、カーボンブラックおよびグラファイト以外の導電性
微粉末を樹脂層中に分散させてもよい。また、現像剤の
種類や極性に応じて、例えば正極性磁性一成分現像剤お
よび非磁性一成分現像剤についても、各種の現像方式を
採用することにより、本発明の現像剤担持体を適用する
ことが可能である。一例として現像剤が非磁性一成分現
像剤の場合には、図１，２に図示した現像剤規制部材に
代えて、薄層化された現像剤層を静電潜像保持体に対し
て加圧して現像するドクターブレード方式を採用するこ
とができる。さらに、弾性を有する磁性ブレードに現像
剤規制部材を変更すると共に、現像剤供給ロールを現像
剤担持体に接触回転させる現像方式（ＮＳＰ）を採用し
てもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明の一成分現像剤担持体および一成
分現像装置は、現像剤担持体表面の導電性樹脂層にカー
ボンブラックと共に含まれるグラファイトの灰分含有量
を３．０重量％以下としたことにより、一成分現像剤に
適正な電荷量を均一に付与することができる。その結
果、現像ゴーストおよびバイアスリークを効果的に防止
することができ、しかも高温高湿下における画像濃度を
高く保つことができるという優れた画像濃度環境安定性
を有している。したがって、本発明の一成分現像剤担持
体および一成分現像装置によれば、画像濃度の環境安定
性に優れ、かつ現像ゴーストおよびバイアスリークとい
った画質欠陥の発生しない良好な画像を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例として示す一成分現像装置
の説明図である。

【図２】本発明の他の実施例として示す一成分現像装
置の説明図である。

【符号の説明】

１…静電潜像保持体、３…一成分現像装置、４…現像剤
担持体、４ｂ…導電性樹脂層、６…一成分現像剤、８，
８′…現像剤規制部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面層が導電性微粒子であるカーボンブ
ラックおよびグラファイトを含有する導電性樹脂層から
なり、上記グラファイトの灰分含有量が３．０重量％以
下であることを特徴とする一成分現像剤担持体。
【請求項２】前記グラファイトの灰分含有量が０．５
重量％以下である請求項１記載の一成分現像剤担持体。
【請求項３】前記グラファイトの灰分含有量が０．２
重量％以下である請求項２記載の一成分現像剤担持体。
【請求項４】前記導電性樹脂層表面の算術平均粗さが
０.８〜２.５μｍの範囲にあり、かつ凹凸の平均山間隔
が９５〜１５０μｍの範囲にある請求項１記載の一成分
現像剤担持体。
【請求項５】前記導電性樹脂層の体積固有抵抗率が
２.０×１０^-2〜０.９９Ωcmの範囲にある請求項１記載
の一成分現像剤担持体。
【請求項６】静電潜像保持体に対向して配置された現
像剤担持体と、負極性に帯電される一成分現像剤の薄層
を現像剤担持体上に形成する現像剤規制部材とを備え、
上記現像剤担持体の表面層が導電性微粒子であるカーボ
ンブラックおよびグラファイトを含有する導電性樹脂層
からなり、上記グラファイトの灰分含有量が３．０重量
％以下であることを特徴とする一成分現像装置。