JP6679367B2 - プロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、初期使用前において、塗布剤が塗布された現像ローラとトナー規制部材とを用いるプロセスカートリッジに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリの受信装置等の電子写真装置においては、回転する像担持体を帯電部材により一様に帯電させ、像担持体にレーザー光を照射して静電潜像を形成する。そして、現像装置により静電潜像にトナーを供給し、トナー像として現像を行う。その後、トナー像を像担持体上から転写材（記録材）上へ転写し、加熱等により転写材上のトナー像を定着することにより、画像が形成された転写材を得る。一方、トナー像を転写した後の像担持体はその表面が除電され、残留するトナーのクリーニングが行われ、新たな画像形成の待機状態となる。

上記現像装置には、現像室と、トナーが収容されているトナー容器が設けられる。現像室には、現像ローラと、現像ローラの表面にトナーを塗布するトナー供給部材等が設けられる。さらに、トナー供給部材により塗布された現像ローラの表面のトナーを、より均一な薄層に整えるトナー規制部材が設けられ、現像ローラの回転に伴い、薄層のトナーが現像装置外に搬送される。薄層のトナーは、現像ローラの露出部に対向配置されて回転する像担持体の静電潜像に付着して、静電潜像を可視化して像担持体上にトナー像を形成する。

上記現像装置の初期使用前の状態は、トナーがトナー容器内に収容されたままであり、初期使用開始時に初めてトナーが現像室内に送られるようになっている。このため、現像装置の初期使用前は現像ローラとトナー規制部材及び現像ローラとトナー供給部材が直接当接した状態になっている。そして特許文献１は、初期使用前の現像装置において、現像ローラとトナー規制部材が直接接していることに起因するトナー供給ローラの破損等の課題を挙げている。このような課題を、現像ローラとトナー規制部材の当接部に特定の粒径、円形度、帯電量を持ったポリマー粒子を潤滑剤として存在させることで上記問題を解決することができることを開示している。

特許第３４８３４３９号公報

しかしながら、高温高湿の特定の厳しい環境に現像装置がさらされた際に、特許文献１に記載された潤滑剤を使用したとしても、現像ローラとトナー規制部材との当接に起因すると思われる画像弊害が発生する場合があった。なお、本発明においては、現像ローラとトナー規制部材との間に介在させる粒子を塗布剤と呼ぶ。塗布剤の表面が吸湿し、塗布剤同士が凝集することで、塗布剤の存在状態にムラが生じることで現像ローラとトナー規制部材が当接する部位が発生することが起因していると本発明者らは考える。

また、高温高湿の環境においては、現像ローラとトナー規制部材との間に塗布剤が介在していたとしても、トナー規制部材の押圧が塗布剤を介して現像ローラにかかることで、現像ローラの変質に繋り、画像弊害を生じる場合があった。
そこで、本発明の目的は、初期使用前に、プロセスカートリッジが高温高湿の環境にて保管された場合においても、高品位な電子写真画像を安定して出力することのできるプロセスカートリッジを提供することにある。
また、本発明の目的は、上記のようなプロセスカートリッジの実現に資する塗布剤を提供することにある。

本発明の一態様によれば、現像室及び、
トナーを収容するトナー容器、
を備えるプロセスカートリッジであって、
該現像室は、
該トナーを現像領域に搬送する現像ローラ、
該現像ローラの表面に当接配置されたトナー規制部材、及び、
該現像ローラと該トナー規制部材との間に挟まれて存在している塗布剤
を備えており、
該現像室と該トナー容器とを連通する開口部は、初期使用前には、該トナー容器の中の該トナーが該現像室に流入しないようにシール部材でシールされており、初期使用開始時に、該シール部材が該開口部から除去されるものであり、
該開口部が該シール部材でシールされた状態にあるときにおいて、該現像ローラと該トナー規制部材との当接部に、塗布剤が存在しており、
該塗布剤は、
（１）ウレタン樹脂微粒子及び該ウレタン樹脂微粒子の表面に存在する無機微粒子を有する粒子であり、
（２）メタノール／水混合溶媒に対する濡れ性試験において、波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％になる時のメタノール濃度が、３５体積％以上６５体積％以下であり、
該ウレタン樹脂微粒子は、
（１）重量平均粒径（Ｄ４）が１μｍ以上２０μｍ以下であり、
（２）ＩＳＯ１４５７７−１に基づく押し込み仕事の弾性部分が７０％以上であり、
該無機微粒子は、一次粒子の個数平均粒径が、該ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）の１／５０以下である、プロセスカートリッジが提供される。

また本発明の他の態様によれば、トナーを現像領域に搬送する現像ローラと該現像ローラの表面に当接配置されたトナー規制部材とを備えた現像室と、該トナーを収容するトナー容器とを備え、該現像室と該トナー容器とを連通する開口部が、該トナー容器の中の該トナーが該現像室に流入しないようにシール部材でシールされているプロセスカートリッジにおける、該現像ローラまたは該トナー規制部材の表面に塗布される塗布剤であって、
該塗布剤は、
（１）ウレタン樹脂微粒子と該ウレタン樹脂微粒子の表面に存在する無機微粒子とを有し、
（２）メタノール／水混合溶媒に対する濡れ性試験において、波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％になる時のメタノール濃度が、３５体積％以上６５体積％以下であり、
該ウレタン樹脂微粒子は、
（１）重量平均粒径（Ｄ４）が１μｍ以上２０μｍ以下であり、
（２）ＩＳＯ１４５７７−１に基づく押し込み仕事の弾性部分が７０％以上であり、
該無機微粒子は、一次粒子の個数平均粒径が、該ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）の１／５０以下である、塗布剤が提供される。

本発明の一態様によれば、ウレタン樹脂微粒子の表面の疎水性が高まり、高温高湿環境にプロセスカートリッジが曝されることで発生する画像弊害を抑制することが可能となる。また、塗布剤同士の凝集性が低下することで、現像ローラや規制部材への均質塗布性が高まり、現像ローラとトナー規制部材の接触による画像弊害を抑制することが可能となる。

本発明に係る現像装置の一例を示す概略断面図。 本発明に係る電子写真装置の一例を示す概略断面図。 本発明の電子写真プロセスカートリッジの一例を示す概略断面図。

以下、好適な実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。
本発明に係る塗布剤は、開口部がシール部材でシールされた状態にあるときにおいて、現像ローラとトナー規制部材との当接部に存在する。
現像ローラとトナー規制部材との当接部に塗布剤を存在させる方法としては以下の方法が挙げられる。現像ローラ表面に塗布剤を塗布する方法、トナー規制部材の表面（特に現像ローラと接触する先端部分）に付着させる方法、または直接現像ローラとトナー規制部材の当接部に塗布剤を塗布する方法。

該塗布剤は、
（１）ウレタン樹脂微粒子と該ウレタン樹脂微粒子の表面に存在する無機微粒子とを有し、
（２）メタノール／水混合溶媒に対する濡れ性試験において、波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％になる時のメタノール濃度が、３５体積％以上６５体積％以下である。

該ウレタン樹脂微粒子は、
（１）重量平均粒径（Ｄ４）が１μｍ以上２０μｍ以下であり、
（２）ＩＳＯ１４５７７−１に基づく押し込み仕事の弾性部分が７０％以上である。
該無機微粒子は、一次粒子の個数平均粒径が、該ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）の１／５０以下である。

一般的にウレタン樹脂微粒子は、弾性を持ったものが多く、塗布剤として使用することで、特に高温高湿下において、トナー規制ブレードの押し圧を塗布剤を介して吸収することができる。結果として現像ローラの変質を抑止できるため好ましい。
本発明において、ウレタン樹脂微粒子の表面に無機微粒子を存在させる方法としては、熱処理により固着させる方法、化学的に結合させる方法、混合により表面に付着させる方法が挙げられ、何れの方法を用いても良い。

ウレタン樹脂微粒子の表面に無機微粒子を付着させる装置としては、ヘンシェルミキサ、メカノフュージョン、サイクロミックス、タービュライザ、フレキソミックス、ハイブリタイゼーション、メカノハイブリット、ノビルタが挙げられる。
無機微粒子のスペーサー効果によるウレタン樹脂微粒子同士の凝集抑制、スペーサー効果による現像ローラとトナー規制部材の当接抑制。２つの観点からヘンシェルミキサなどの混合装置を用いて、ウレタン樹脂微粒子の表面に無機微粒子を外添して付着させる方法を本発明は好ましく用いる。

本発明に用いる塗布剤は、メタノール／水混合溶媒に対する濡れ性試験において、波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％になる時のメタノール濃度が、３５体積％以上６５体積％以下である。
上記範囲内の場合、高温高湿の環境に現像装置が曝された際も、塗布剤の水分の吸湿を抑止することで、塗布剤同士の凝集を抑止し、トナー規制部材と現像ローラの当接する部位を減少させることができる。

前記メタノール濃度が、３５体積％より小さい場合、塗布剤の疎水性が不十分であり、高温高湿の環境下で表面吸湿による塗布剤同士の凝集が発生することで存在状態のムラが発生し、現像ローラとトナー規制部材の当接部が発生してしまうため好ましくない。また、前記メタノール濃度が、６５体積％より大きい場合、疎水性は高まる一方で、達成には無機微粒子を多量に付着させる必要があり、付着できなかった無機微粒子の現像装置内へのコンタミが発生してしまうため好ましくない。

塗布剤のメタノール／水混合溶媒に対する濡れ性試験において、波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％の時のメタノール濃度が、３５体積％以上５０体積％以下であることが好ましい。メタノール濃度が上記範囲内であると、塗布剤同士の凝集をより一層抑止し、トナー規制部材と現像ローラの当接する部位を減少させることができる。

本発明に用いるウレタン樹脂微粒子は、重量平均粒径（Ｄ４）が１μｍ以上２０μｍ以下である。
重量平均粒径（Ｄ４）が１μｍより小さい場合、塗布剤同士の凝集性が高まることで、現像ローラ上で塗布剤が偏在してしまい、現像ローラとトナー規制部材の当接を抑制できない部位が発生してしまう。一方、重量平均粒径（Ｄ４）が２０μｍより大きい場合、被表面積の低下により塗布剤が現像ローラまたはトナー規制部材を均質に覆えなくなる。

本発明に用いるウレタン樹脂微粒子は、重量平均粒径（Ｄ４）が５μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。重量平均粒径（Ｄ４）が上記範囲内であると、塗布剤同士の凝集性がより低くなり、塗布剤が現像ローラおよびトナー規制部材をより均質に覆えるようになる。

また、本発明に用いるウレタン樹脂微粒子は、ＩＳＯ１４５７７−１に基づく押し込み仕事の弾性部分が、７０％以上である。
ＩＳＯ１４５７７−１に基づく押し込み仕事の弾性部分が７０％より小さい場合、高温高湿の環境において、トナー規制部材の押圧が塗布剤を介して現像ローラにかかることに起因する現像ローラの変質を抑制することができない。

本発明に用いる無機微粒子は、一次粒子の個数平均粒径が、ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）の１／５０以下である。
無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径が、ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）の１/５０より大きい場合、ウレタン樹脂微粒子の表面への無機微粒子の付着が不十分となる場合がある。そして、その結果、疎水性の向上や塗布剤同士の凝集性低下の効果を発揮できず、逆に凝集性を悪化させてしまう場合もある。

本発明においては、塗布剤の凝集度が、１０以上５５以下であることが好ましい。ウレタン樹脂微粒子の表面に無機微粒子を外添することで、塗布剤の凝集度をコントロールすることが可能である。上記範囲内であれば、塗布剤同士の凝集性を低減させ、トナー規制部材や現像ローラへ塗布剤を塗布する際に、均質に塗布することが可能となる。
凝集度が１０より小さい場合、塗布剤の流動性が良すぎることにより塗布性やハンドリング性が損なわれる場合があった。また、凝集度が５５より大きくなる場合は、規制部材や現像ローラに塗布剤を塗布する際に、塗布剤同士が凝集してしまい、均質に塗布できなくなってしまう。それにより、トナー規制部材と現像ローラとの当接部が部分的に生じてしまう場合があった。

本発明におけるウレタン樹脂微粒子の表面に付着させる無機微粒子のメタノール／水混合溶媒に対する濡れ性試験において、波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％の時のメタノール濃度が、４０体積％以上８０体積％以下であることがより好ましい。
上記範囲内であれば、塗布剤の表面の疎水性を高めることが十分に可能となる。

波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％の時のメタノール濃度が４０体積％より小さい場合、ウレタン樹脂微粒子の表面に無機微粒子を外添させたとしても疎水性を十分に高めることができない。そのため、高温高湿の環境下において、塗布剤の水分吸湿による塗布剤同士の凝集を十分に抑止することができない場合があった。
また、波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％の時のメタノール濃度が８０体積％より大きい場合、例えば、無機微粒子の表面をシリコーンオイルで過度に疎水化処理する必要がある。そのため、ウレタン樹脂微粒子の表面に外添した場合、塗布剤の凝集性を悪化させてしまう場合があった。

本発明に用いる無機微粒子としては、特に制限されず公知のものが使用できるが、一例を挙げれば、炭酸カルシウム、ハイドロキシアパタイト、マグネタイト、ヘマタイト、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素、ハイドロタルサイト等が挙げられる。さらに、上記無機微粒子に疎水化処理を行ったものでもよい。本発明においては、ウレタン樹脂微粒子への付着性や塗布剤の疎水化度の向上、流動性の向上の観点から、シリカ、チタニアを好ましく使用する。

本発明において、無機微粒子の表面の疎水性を高めるために、無機微粒子の表面にシラン化合物を施したり、シリコーンオイルにより表面改質したりする場合がある。
表面にシラン化合物処理を施す材料としては、例えば以下のものが挙げられる。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、トリオルガノシランメルカプタン、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。

無機微粒子の表面に使用するシリコーンオイルとしては、２５℃における粘度がおよそ３０〜１，０００ｍｍ^２／ｓ（ｃＳｔ）の物が用いられ、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が好ましい。

シリコーンオイル処理の方法は、無機微粒子とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサ等の混合機を用いて直接混合しても良いし、ベースとなる無機微粒子へシリコーンオイルを噴射する方法によっても良い。或いは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解或いは分散させた後、ベースの無機微粒子を混合し、溶剤を除去して作製しても良い。

＜ウレタン樹脂微粒子の押し込み仕事の弾性部分の測定方法＞
ウレタン樹脂微粒子の押し込み仕事の弾性部分は、以下のように測定した。すなわち、超微小押し込み硬さ試験機（商品名：ＥＮＴ−１１００ａ、エリオニクス社製）を用い、ＩＳＯ１４５７７−１に基づいて、下記の条件にて測定した。
温度は２３±５℃、相対湿度は５０％未満、荷重負荷および除荷時間は３０秒、最大荷重における保持時間は３０秒、押し込み速度は２μｍ／秒以下、最大荷重は、０．１ｍＮとした。

なお、ウレタン樹脂微粒子の押し込み仕事の弾性部分の値は、ウレタン樹脂微粒子１０個について上記の測定を行って、得られた押し込み仕事の弾性部分の値の算術平均値である。
なお、圧子としては、基部が三角形の角錐形を有し、稜間隔が１１５度のダイヤモンド圧子を用いた。

＜ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）の測定方法＞
ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）は、１００μｍのアパーチャチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３」（登録商標、ベックマン・コールター（株）製）と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３ Ｖｅｒｓｉｏｎ３．５１」（ベックマン・コールター（株）製）を用いて、実効測定チャンネル数２万５千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。

測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約１質量％となるようにしたもの、例えば、「ＩＳＯＴＯＮ ＩＩ」（ベックマン・コールター（株）製）が使用できる。なお、測定、解析を行う前に、以下のように該専用ソフトの設定を行う。該専用ソフトの「標準測定方法（ＳＯＭ）を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を５００００粒子に設定し、測定回数を１回、Ｋｄ値は「標準粒子１０．０μｍ」（ベックマン・コールター（株）製）を用いて得られた値を設定する。閾値／ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを１６００μＡに、ゲインを２に、電解液をＩＳＯＴＯＮ ＩＩに設定し、測定後のアパーチャチューブのフラッシュにチェックを入れる。専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを２５６粒径ビンに、粒径範囲を２μｍ以上６０μｍ以下に設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。

（１）Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ ３専用のガラス製２５０ｍＬ丸底ビーカーに該電解水溶液約２００ｍＬを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで２４回転／秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャのフラッシュ」機能により、アパーチャチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
（２）ガラス製の１００ｍＬ平底ビーカーに該電解水溶液約３０ｍＬを入れ、この中に分散剤として下記の「コンタミノンＮ」をイオン交換水で３質量倍に希釈した希釈液を約０．３ｍＬ加える。
・コンタミノンＮ：非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるｐＨ７の精密測定器洗浄用中性洗剤の１０質量％水溶液、和光純薬工業（株）製。

（３）発振周波数５０ｋＨｚの発振器２個を、位相を１８０度ずらした状態で内蔵し、電気的出力１２０Ｗの超音波分散器「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｔｏｒａ１５０」（日科機バイオス（株）製）の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に該コンタミノンＮを約２ｍＬ添加する。
（４）該（２）のビーカーを該超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。

（５）該（４）のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、ウレタン樹脂微粒子約１０ｍｇを少量ずつ該電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに６０秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が１０℃以上４０℃以下となる様に適宜調節する。
（６）サンプルスタンド内に設置した該（１）の丸底ビーカーに、ピペットを用いてウレタン樹脂微粒子を分散した該（５）の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約５％となるように調整する。そして、測定粒子数が５００００個になるまで測定を行う。
（７）測定データを装置付属の該専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径（Ｄ４）を算出する。なお、専用ソフトでグラフ／体積％と設定したときの、分析／体積統計値（算術平均）画面の「平均径」が重量平均粒径（Ｄ４）である。

＜無機微粒子の一次粒子の平均粒径の測定方法＞
無機微粒子の一次粒子の平均粒径は、個数平均粒径で示し、以下の手順で測定する。
塗布剤を、走査型電子顕微鏡Ｓ−４８００（（株）日立製作所製）を用いて、未蒸着の状態で、加速電圧２．０ｋＶにて反射電子像の観察を行う。反射電子像を５０，０００倍で観察する。反射電子の放出量は試料を構成する物質の原子番号に依存することから無機微粒子とウレタン樹脂微粒子など有機系物質とのコントラストができる。ウレタン樹脂微粒子よりハイライト（白いもの）成分の粒子をもって、無機微粒子と判断できる。そして、粒径が５ｎｍ以上の微粒子をランダムに５００個抽出する。抽出された粒子の長軸と短軸をデジタイザにより測定し、長軸と短軸の平均値を微粒子の粒径とする。抽出された５００個の粒子の粒径分布（カラム幅を５〜１５ｎｍ，１５〜２５ｎｍ，２５〜３５ｎｍ，・・・のように１０ｎｍ毎に区切ったカラムのヒストグラムを用いる）において、カラムの中心値の粒径をもって、ヒストグラムを描き、個数平均粒径を算出する。
なお、無機微粒子とウレタン樹脂微粒子の粒径の比率は、無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径と、ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）から算出する。

＜塗布剤の凝集度の測定方法＞
凝集度の測定装置としては、例えば、「パウダーテスター Ｍｏｄｅｌ ＰＴ−Ｓ」（ホソカワミクロン（株）製）を用いる。下から順に、目開き２０μｍ（６３５メッシュ）の篩、目開き３８μｍ（４００メッシュ）の篩、目開き７５μｍ（２００メッシュ）の篩を重ね、これを上記装置の振動台にセットする。測定は、温度２３．０℃，湿度６０％ＲＨ環境下で、以下の様にして行う。

（１）振幅が１ｍｍになるように調整する。
（２）塗布剤を温度２３．０℃，相対湿度６０％環境下で１日静置した後に、最上段の目開き７５μｍの篩の上に静かにのせ、そのトナーの質量を測定する。
（３）振動台を１５秒間振動させた後、各篩上に残った塗布剤の質量を測定し、下式にもとづいて凝集度Ａ（％）を算出する。
凝集度（％）＝｛（目開き７５μｍの篩上の試料質量（ｇ））／５（ｇ）｝×１００
＋｛（目開き３８μｍの篩上の試料質量（ｇ））／５（ｇ）｝×１００×０．６
＋｛（目開き２０μｍの篩上の試料質量（ｇ））／５（ｇ）｝×１００×０．２

＜メタノール／水混合溶媒に対する塗布剤の濡れ性測定方法＞
塗布剤の濡れ性、即ち疎水特性は、メタノール滴下透過率曲線を用いて測定する。具体的には、その測定装置として、例えば、（株）レスカ社製の粉体濡れ性試験機ＷＥＴ−１０１Ｐを用い、下記の条件及び手順で測定したメタノール滴下透過率曲線を利用する。まず、メタノール２０体積％からなる含水メタノール液６０ｍＬを容器中に入れ、この中に検体である塗布剤を０．１ｇ精秤して添加し、塗布剤の疎水特性を測定するためのサンプル液を調製する。次に、この測定用サンプル液中に、メタノールを１．２ｍＬ／分の滴下速度で連続的に添加しながら波長７８０nmの光で透過率を測定し、横軸メタノール濃度（体積％）、縦軸透過率（×１００％）のメタノール滴下透過率曲線を作成する。透過率５０％時のメタノール濃度（体積％）を本発明における疎水特性の指標とする。

＜メタノール／水混合溶媒に対する無機微粒子の濡れ性測定方法＞
無機微粒子の濡れ性、即ち疎水特性は、メタノール滴下透過率曲線を用いて測定する。具体的には、その測定装置として、例えば、（株）レスカ社製の粉体濡れ性試験機ＷＥＴ−１０１Ｐを用い、下記の条件及び手順で測定したメタノール滴下透過率曲線を利用する。まず、メタノール４０体積％からなる含水メタノール液６０ｍＬを容器中に入れ、この中に検体である塗布剤を０．２ｇ精秤（チタニアのみ０．５ｇ）して添加し、塗布剤の疎水特性を測定するためのサンプル液を調製する。次に、この測定用サンプル液中に、メタノールを１．２ｍＬ／分の滴下速度で連続的に添加しながら波長７８０ｎｍの光で透過率を測定し、横軸メタノール濃度（体積％）、縦軸透過率（×１００％）のメタノール滴下透過率曲線を作成する。透過率５０％時のメタノール濃度（体積％）を本発明における疎水特性の指標とする。

（現像装置）
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

本発明のプロセスカートリッジが備える現像装置の断面図の一例を図１に示す。
図１に示すように、この現像装置は像担持体１０１に対向する部分に開口部を有する現像室１０２を備えており、この現像室１０２の背面には、連通する形で内部にトナー１０３を収容するトナー容器１０４が配される。現像室１０２とトナー容器１０４とを連通する開口部は、トナー容器１０４のトナー１０３が現像室１０２に流入しないようにシール部材１０５で仕切られ、このシール部材１０５は該開口部から除去可能に構成されている。そして、このシール部材は、現像装置の初期使用開始時に該開口部から除去される。

このシール部材は、初期使用前の現像装置の搬送時等の振動によりトナー１０３が予期せず現像装置から流出し、ユーザーや現像装置、ひいては画像形成装置本体がトナーで汚れることを防止するものである。また現像室１０２には一部が露出するようにして現像ローラ１０６が回転可能に配されており、現像ローラ１０６は像担持体１０１に所定の侵入量となるように押圧、接触するように対向している。

さらに、現像室１０２にはトナー容器１０４から搬送部材１０７によって搬送されたトナーを現像ローラ１０６に供給するためのトナー供給部材１０８が収容されている。現像ローラ１０６の回転方向において、像担持体１０１と現像ローラ１０６との当接部の上流側には、現像ローラ１０６に担持されているトナー１０３の層厚を規制するトナー規制部材１０９が現像ローラ１０６の表面に当接配置されている。このトナー規制部材１０９は現像室１０２に取り付けられている。本発明では現像ローラとトナー規制部材との当接に起因すると思われる画像弊害を抑制するため、少なくともこの現像ローラ１０６とトナー規制部材１０９との当接部に所定の塗布剤１２０が塗布される。

また、現像ローラ１０６の回転方向において、像担持体１０１と現像ローラ１０６との接触部の下流側には、現像室１０２の下部から外部へのトナー吹き出しを防止するための吹き出し防止シート１１０が設けられている。
現像動作時、シール部材１０５を現像装置から取り除くことで、トナー容器１０４と現像室１０２とを一つの空間とし、この時初めてトナー容器１０４内のトナー１０３が現像室１０２に送られることが可能となる。搬送部材１０７は仕切り壁を越えて、トナー１０３をトナー供給部材１０８に向けて搬送し、トナー１０３はトナー供給部材１０８によって現像ローラ１０６に塗布される。現像ローラ１０６は図中矢印で示す方向に回転され、この現像ローラ１０６に担持されているトナー１０３はトナー規制部材１０９で所定の層厚に規制された後、像担持体１０１と対向する現像領域に送られる。

現像ローラ１０６とトナー規制部材１０９との当接部に塗布剤１２０を存在させる方法としては、例えば、下記１〜３に挙げたように塗布剤を塗布する方法が挙げられる。なお、現像ローラの表面及びトナー規制部材の表面に塗布剤を均一に塗布することができれば、塗布方法は特に限定されない。
１.現像ローラ１０６の表面の全域に塗布剤をあらかじめ塗布し、この現像ローラ１０６をトナー規制部材１０９が取りつけられている現像装置に装着する方法。
２.トナー規制部材１０９の現像ローラ１０６との当接部に塗布剤をあらかじめ塗布し、このトナー規制部材１０９と現像ローラ１０６とを現像装置に装着する方法。
３.トナー供給部材１０８の表面の全域に塗布剤を塗布し、このトナー供給部材１０８を現像装置に装着した後、現像ローラ１０６とトナー規制部材１０９とを組み込む。その後に現像装置を駆動回転させ、トナー供給部材１０８によって塗布剤を現像ローラ１０６とトナー規制部材１０９との当接部に塗布する方法。

（電子写真プロセスカートリッジおよび電子写真装置）
本発明に係る電子写真装置は、以下の構成を有する。
・静電潜像を担持するための像担持体
・該像担持体を一次帯電するための帯電装置
・一次帯電された像担持体に静電潜像を形成するための露光装置
・該静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成するための現像装置
・該トナー画像を転写材に転写するための転写装置
・該転写材に転写されたトナー像を定着するための定着装置

図２は、本発明に係る電子写真装置の概略を示す断面図である。
図３は、図２に示す電子写真装置に装着される電子写真プロセスカートリッジ（単に、プロセスカートリッジとも称する）の拡大断面図である。このプロセスカートリッジは、像担持体１０１と、帯電部材１１１を具備する帯電装置と、現像ローラ１０６を具備する現像装置と、クリーニング部材１１２を具備するクリーニング装置とを内蔵している。そして、プロセスカートリッジは、図２に示す電子写真装置の本体に着脱可能に構成されている。

像担持体１０１は、不図示のバイアス電源に接続された帯電部材１１１によって一様に帯電（一次帯電）される。このときの像担持体１０１の帯電電位は−８００Ｖ以上−４００Ｖ以下程度であることが好ましい。次に、像担持体１０１は、静電潜像を書き込むための露光光１１３により、その表面に静電潜像が形成される。露光光１１３としては、ＬＥＤ光、レーザー光のいずれも使用することができる。露光された部分の像担持体１０１の表面電位は−２００Ｖ以上−１００Ｖ以下程度であることが好ましい。

次に、電子写真装置本体に対し着脱可能に構成されているプロセスカートリッジに内蔵された現像ローラ１０６によって負極性に帯電したトナーが静電潜像に付与（現像）され、像担持体１０１上にトナー像が形成され、静電潜像が可視像に変換される。このとき、現像ローラ１０６には不図示のバイアス電源によって−５００Ｖ以上−３００Ｖ以下程度の電圧が印加されることが好ましい。なお、現像ローラ１０６は、像担持体１０１と０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下程度のニップ幅をもって接触していることが好ましい。

像担持体１０１上で現像されたトナー像は、中間転写ベルト１１４に１次転写される。中間転写ベルト１１４の裏面には１次転写部材１１５が当接しており、１次転写部材１１５に＋１００Ｖ以上＋１５００Ｖ以下程度の電圧を印加することが好ましい。このような電圧を印加することで、負極性のトナー像を像担持体１０１から中間転写ベルト１１４に１次転写する。１次転写部材１１５はローラ形状であってもブレード形状であっても良い。

電子写真装置がフルカラー画像形成装置である場合、上記の帯電、露光、現像、１次転写の各工程を、イエロー色、シアン色、マゼンタ色、ブラック色の各色に対して行う。そのために、図２に示す電子写真装置では、前記各色のトナーを内蔵したプロセスカートリッジが各１個、合計４個、電子写真装置本体に対し着脱可能な状態で装着されている。そして、上記の帯電、露光、現像、１次転写の各工程は、所定の時間差をもって順次実行され、中間転写ベルト１１４上に、フルカラー画像を表現するための４色のトナー像が重ね合わせた状態が作り出される。

中間転写ベルト１１４上のトナー像は、中間転写ベルト１１４の回転に伴って、２次転写部材１１６と対向する位置に搬送される。このとき、中間転写ベルト１１４と２次転写部材１１６との間には、所定のタイミングで記録用紙の搬送ルート１１７に沿って転写材である記録用紙が搬送されてきている。そして、２次転写部材１１６に２次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト１１４上のトナー像を記録用紙に転写する。

このとき、２次転写部材１１６に印加されるバイアス電圧は、＋１０００Ｖ以上＋４０００Ｖ以下程度であることが好ましい。２次転写部材１１６によってトナー像が転写された記録用紙は、定着装置１１８に搬送され、記録用紙上のトナー像を溶融させて記録用紙上に定着させた後、記録用紙を電子写真装置の外に排出することで、プリント動作が終了する。
なお、像担持体１０１から中間転写ベルト１１４に転写されることなく像担持体１０１上に残存したトナー像は像担持体１０１の表面をクリーニングするためのクリーニング部材１１２により掻き取られ、像担持体１０１の表面はクリーニングされる。

以下に、具体的な実施例、比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。

＜塗布剤＞
実施例、比較例に用いた塗布剤を表１に記載する。塗布剤１〜９を実施例１〜９に使用し、塗布剤１０〜１２を比較例１〜３に使用した。

＊アートパールは、根上工業（株）製
＊ダイミックビーズは、大日精化工業（株）製

＜塗布剤の作製方法＞
ウレタン樹脂微粒子の表面へ無機微粒子を存在させるために、ウレタン樹脂微粒子１００質量部に対し、表１に示す無機微粒子の添加部数を添加し、三井ヘンシェルミキサ（三井三池化工機（株））ＦＭ１０Ｃで１０分間混合することにより塗布剤を得た。
表１に記載の無機微粒子添加量（部）は、ウレタン樹脂微粒子１００質量部に対する添加質量部数である。

＜各種物性値の測定方法＞
ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）および押し込み仕事の弾性部分、
無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径（μｍ）および透過率５０％時のメタノール濃度（％）、ならびに
塗布剤の透過率５０％時のメタノール濃度（％）および凝集度
のそれぞれについて前記方法にて測定を行った。各種物性を表１に示す。

＜使用無機微粒子＞
（酸化チタン微粒子１の作製方法）
アナターゼ型の一次粒子の個数平均粒径３０ｎｍの酸化チタン微粒子１００質量部に対し、１０質量部のイソブチルトリメトキシシランを内部に噴霧し、チタンの流動化状態でシラン化合物処理を行なった。この反応を６０分間継続した後、反応を終了した。その後、酸化チタンの凝集体が無くなるまでジェットミルで繰り返し解砕処理を行い、酸化チタン微粒子１を得た。

（酸化チタン微粒子２）
表１に記載の酸化チタン微粒子２は、ルチル型の酸化チタン微粒子であるＪＲ（テイカ（株）製）を使用した。なお、一次粒子の個数平均粒径は２７０ｎｍであった。

（シリカ微粒子１の製造方法）
第一処理工程として、フュームドシリカ（商品名ＡＥＲＯＳＩＬ３８０Ｓ、ＢＥＴ法による比表面積３８０ｍ^２／ｇ、一次粒子の個数平均粒径７ｎｍ、日本アエロジル（株）製）１００質量部に対し、３０．０質量部のヘキサメチルジシラザンを噴霧し、シリカの流動化状態でシラン化合物処理を行なった。この反応を６０分間継続した後、反応を終了し、シリカ微粒子１を得た。

（シリカ微粒子２の製造方法）
第一処理工程として、フュームドシリカ（商品名ＡＥＲＯＳＩＬ９０、ＢＥＴ法による比表面積９０ｍ^２／ｇ、一次粒子の個数平均粒径２０ｎｍ、日本アエロジル（株）製）８５質量部に対し、５．０質量部のヘキサメチルジシラザンを内部に噴霧し、シリカの流動化状態でシラン化合物処理を行なった。この反応を６０分間継続した後、反応を終了した。

第二処理工程として、第一処理工程によって生成したシリカ微粒子に対し、１０．０質量部のジメチルシリコーンオイルを噴霧し、３０分間撹拌を続けた。その後、撹拌しながら温度を３００℃まで昇温させてさらに２時間撹拌することによって、ジメチルシリコーンオイルをフュームドシリカの表面に焼き付け、反応を終了し、シリカ微粒子２を得た。

（シリカ微粒子３の製造方法）
第一処理工程として、フュームドシリカ（商品名ＡＥＲＯＳＩＬ３８０Ｓ、ＢＥＴ法による比表面積３８０ｍ^２／ｇ、一次粒子の個数平均粒径７ｎｍ、日本アエロジル（株）製）１００質量部に対し、３０．０質量部のヘキサメチルジシラザンを内部に噴霧し、シリカの流動化状態でシラン化合物処理を行なった。この反応を６０分間継続した後、反応を終了した。

第二処理工程として、第一処理工程によって生成したシリカ微粒子に対し、１０．０質量部のジメチルシリコーンオイルを噴霧し、３０分間撹拌を続けた。その後、撹拌しながら温度を３００℃まで昇温させてさらに２時間撹拌することによって、ジメチルシリコーンオイルをフュームドシリカの表面に焼き付け、反応を終了し、シリカ微粒子３を得た。

（ハイドロタルサイト化合物）
表１に記載のハイドロタルサイト化合物は、ＤＨＴ-４Ａ（協和化学工業（株）製）を使用した。なお、一次粒子の個数平均粒径は４００ｎｍである。
＜塗布剤の評価＞
塗布剤の各種評価方法を下記に示す。また、実施例、比較例に挙げる塗布剤の評価結果を表２に記載する。

＜プロセスカートリッジ苛酷環境保管後の横スジの評価＞
カラーレーザプリンタＬＢＰ７２００Ｃ（キヤノン（株）製）から未使用のマゼンタ用プロセスカートリッジＡの現像装置Ａ（シール部材１０５は除去されていない。）の現像ローラとトナー規制部材を取り外した。そして、塗布剤が塗布された後述する現像ローラ１と後述するトナー規制部材１に交換し、評価を行った。なお、比較例４は、塗布剤を塗布せずに評価を行った。

現像ローラ１への塗布剤の塗布方法を下記に示す。
現像ローラ１とトナー規制部材１に交換された現像装置Ｂ（現像装置Ａと同様の構成）の現像室１０２内に塗布剤を５ｇ充填し、現像ローラ１を１００ｒｐｍで１２０秒間回転させ塗布剤を現像ローラに塗布させた。塗布後の現像ローラ１とエアーブローで塗布剤を除去したトナー規制部材１を現像装置Ａ（シール部材１０５は除去されていない。）に設置し、プロセスカートリッジを用意した。
現像装置Ａに使用する現像ローラ１とトナー規制部材１の製造方法を下記に説明する。

（現像ローラ１の製造方法）
［弾性層の形成］
軸芯体として、ＳＵＳ製の直径８ｍｍの芯金にニッケルメッキを施し、さらにプライマ−ＤＹ３５−０５１（商品名、東レダウコーニング（株）製）を塗布、焼付けしたものを用いた。ついで、軸芯体を内径１６ｍｍの円筒状の金型に同心となるように配置し、下記の材料を混合した付加型シリコーンゴム組成物を金型内に形成されたキャビティに注入した。
・液状シリコーンゴム材料ＳＥ６７２４Ａ／Ｂ（商品名、東レ・ダウコーニング（株）製） １００質量部
・カーボンブラックトーカブラック＃７３６０ＳＢ（商品名、東海カーボン（株）製） ３５質量部
・耐熱性付与剤としてシリカ粉体 ０．２質量部
・白金触媒 ０．１質量部
続いて、金型を加熱してシリコーンゴムを温度１５０℃にて、１５分間、加硫硬化し、脱型した後、さらに温度２００℃にて、２時間加熱し硬化反応を完結させ、厚み４ｍｍの弾性層を軸芯体の外周に設けた。

［ポリオールの合成］
表面層の結着樹脂成分として、下記の材料をＭＥＫ（メチルエチルケトン）溶媒中で段階的に混合し、窒素雰囲気下、温度８０℃にて７時間反応させて、水酸基価が２０のポリエーテルポリオールを作製した。
・ポリテトラメチレングリコールＰＴＧ１０００ＳＮ（商品名、保土谷化学工業（株）製） １００質量部
・イソシアネート化合物ミリオネートＭＴ（商品名、東ソー（株）製） ２０質量部

［イソシアネートの合成］
窒素雰囲気下、数平均分子量５００のポリプロピレングリコール１００質量部に対し、粗製ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）５７質量部を温度９０℃で２時間加熱反応させた。その後、ブチルセロソルブを固形分７０％になるように加え、固形分当たりのイソシアネート基含有量（ＮＣＯ％）が５．０％のイソシアネート化合物を得た。その後、反応物温度５０℃の条件下で、ＭＥＫオキシム２２質量部を滴下し、ブロックポリイソシアネートＡを得た。

［表面層用塗料の作製］
上記のようにして作製したポリオールに対し、ブロックポリイソシアネートＡをＮＣＯ／ＯＨ基比が１．４になるように混合し、下記の材料を混合し、総固形分比が３５質量％になるようにＭＥＫに溶解、混合した。
・結着樹脂固形分 １００質量部
・カーボンブラック（商品名：ＭＡ１００、三菱化学（株）製、ｐＨ＝３．５） ２０質量部
その後、直径０．８ｍｍの粒径のガラスビーズ２３５質量部を容積４５０ｍＬのガラス瓶に入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて１０時間分散した。

その後、分散液中の結着樹脂成分固形分と同量のＭＥＫ中に球状ウレタン樹脂粒子（体積平均粒径１５．３μｍ）を３０質量部添加し、超音波分散することにより球状ウレタン樹脂粒子分散液を得た。得られた球状ウレタン樹脂粒子分散液を分散液１に追加して、サンドミルを用いてさらに３０分間分散して表面層用塗料を得た。

［弾性層上への表面層の形成］
上記のようにして得られた表面層用塗料を、オーバーフロー方式の浸漬塗工装置を用いて前記弾性層の上に浸漬塗工した後に乾燥させ、１５０℃にて２時間加熱処理することで弾性層の表面に厚さ１０μｍの表面層（樹脂層）を設け、現像ローラ１を得た。

（トナー規制部材１の製造方法）
［トナー規制部材の作製］
支持部材として、厚さ０．１ｍｍのリン青銅シート（（株）原田伸銅所製）を、押出成形機（（株）プラ技研製）に挿入した。ブレード部材の原料として、主材にポリエステルエラストマーを用い、ポリエステルエラストマー１００質量部にホウ素錯体リチウムのスルホン酸塩１．０質量部を添加した。その後、温度２００〜２７０℃で溶融し、溶融物を押出成形機内の支持部材を走行させつつ成形キャビティに順次注入した。ポリエステルエラストマーを固化し、支持部材とトナー規制部材とを一体化し、トナー規制部材用シートを得た。樹脂の押出し量とリン青銅シートの送り速度、金型の大きさを変えることにより、支持部材上の部材の大きさの調整を行った。得られたトナー規制部材用シートを長さ２００ｍｍ、幅２３ｍｍの寸法にプレス切断し、トナー規制部材のサンプルとした。このサンプルのトナー規制部材の体積抵抗値は、ＪＩＳ Ｋ６９１１に準じて測定したところ、２．３×１０^７Ωであった。

［評価１］
現像ローラ１およびトナー規制部材１を備えるプロセスカートリッジを高温高湿環境下（温度５０℃、相対湿度９５％）に３日間静置した後に、温度２３℃相対湿度５５％の環境下で２日間静置した。そして、このプロセスカートリッジを上記カラーレーザプリンタにセットし、温度２３℃相対湿度５５％の環境下で画像評価を行った。
印字比率が１％となる画像を用い、単色モードにて１０００枚を連続印字した。
その後、ハーフトン、ベタ画像を出力し、現像ローラとトナー規制部材との当接に起因する横スジの確認を行った。

［評価２]
プロセスカートリッジを高温高湿環境の温度を４５℃に変更したこと以外は、評価１と同様の方法で評価２を行った。
[評価レベル（評価１、２共通）]
Ａ：ハーフトン、ベタ画像上に横スジが全く見られない。
Ｂ：ベタ画像上に横スジが全く見られない。ハーフトン画像上に現像ローラピッチで細い横スジが僅かに見える。
Ｃ：ベタ画像上に横スジが全く見られない。ハーフトン画像上に現像ローラピッチで細い横スジが見える。
Ｄ：ベタ画像、ハーフトン画像上に共に現像ローラピッチではっきりとした横スジが見られる。

１０１：像担持体
１０２：現像室
１０３：トナー
１０４：トナー容器
１０５：シール部材
１０６：現像ローラ
１０７：搬送部材
１０８：トナー供給部材
１０９：トナー規制部材
１１０：吹き出し防止シート
１１１：帯電部材
１１２：クリーニング部材
１１３：露光光
１１４：中間転写ベルト
１１５：１次転写部材
１１６：２次転写部材
１１７：記録用紙の搬送ルート
１１８：定着装置
１２０：塗布剤
１２１：吸引機
１２２：測定容器
１２３：スクリーン
１２４：フタ
１２５：真空計
１２６：風量調整弁
１２７：吸引口

Claims (5)

1. 現像室、及び、
   トナーを収容するトナー容器、
   を備えるプロセスカートリッジであって、
   該現像室は、
   該トナーを現像領域に搬送する現像ローラ、
   該現像ローラの表面に当接配置されたトナー規制部材、及び、
   該現像ローラと該トナー規制部材との間に挟まれて存在している塗布剤
   を備えており、
   該現像室と該トナー容器とを連通する開口部は、初期使用前には、該トナー容器の中の該トナーが該現像室に流入しないようにシール部材でシールされており、初期使用開始時に、該シール部材が該開口部から除去されるものであり、
   該開口部が該シール部材でシールされた状態にあるときにおいて、該現像ローラと該トナー規制部材との当接部に、塗布剤が存在しており、
   該塗布剤は、
   （１）ウレタン樹脂微粒子及び該ウレタン樹脂微粒子の表面に存在する無機微粒子を有する粒子であり、
   （２）メタノール／水混合溶媒に対する濡れ性試験において、波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％になる時のメタノール濃度が、３５体積％以上６５体積％以下であり、
   該ウレタン樹脂微粒子は、
   （１）重量平均粒径（Ｄ４）が１μｍ以上２０μｍ以下であり、
   （２）ＩＳＯ１４５７７−１に基づく押し込み仕事の弾性部分が７０％以上であり、
   該無機微粒子は、一次粒子の個数平均粒径が、該ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）の１／５０以下である、
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 該塗布剤の凝集度が１０以上５５以下である請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 該塗布剤のメタノール／水混合溶媒に対する濡れ性試験において、波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％の時のメタノール濃度が、３５体積％以上５０体積％以下である請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 該無機微粒子のメタノール／水混合溶媒に対する濡れ性試験において、波長７８０ｎｍの光の透過率が５０％の時のメタノール濃度が、４０体積％以上８０体積％以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。
5. 該ウレタン樹脂微粒子の重量平均粒径（Ｄ４）が５μｍ以上１５μｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。

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