JP2000221774A - 現像ロ―ラ - Google Patents
現像ロ―ラInfo
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Abstract
にも安定した帯電量を付与することにより、地肌部かぶ
りや濃度低下のない現像ローラを提供する。 【解決手段】 表面層13上にトナーを担持して、回転
しながら静電潜像の形成された像担持体に接触もしくは
近接して像担持体表面にトナーを供給することによっ
て、静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、表面層
13に、基体粒子と基体粒子の外周を被覆するITO層
とから構成される粉体を含有した。
Description
プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置に用いる現像
ローラに関し、詳しくは乾式1成分トナーの現像ローラ
に関する。
クシミリ等の電子写真装置、特に小型機分野において
は、メンテナンスの簡素化が進んでおり、乾式1成分ト
ナーの現像方式が実用化されている。
るような、ゴム又はエラストマーの弾性材料で構成され
る現像ローラを用いた、感光体への接触現像方式、また
接触現像方式に用いられる現像ローラが種々提案されて
いる。この接触現像方式では、静電潜像の形成されたド
ラム感光体に、弾性を有する現像ローラを当接させて、
現像ローラ表面に薄層化されたトナーを現像電界に応じ
て移動させ、可視像化する。この接触現像方式によれ
ば、トナーに磁性材料を使うことなく、カラー化を容易
にすることができる。
を感光体に当接させるため、現像ローラは、金属シャフ
トと金属シャフトの周囲に形成されている導電性の合成
ゴム、ウレタンフォームなどからなる弾性層とから構成
されている。この弾性層からの可塑剤や低分子成分のブ
リードアウトによる感光体への汚染、或いはトナーの粘
着(タッキング)やフィルミングを防止する目的などか
ら、弾性層の周囲には、可塑剤などの表面へのブリード
をブロックし、トナー離型性の良い樹脂からなる表面層
を被覆する構成が一般的である。
と現像ローラ表面との接触による摩擦帯電によってトナ
ーの帯電の極性、帯電量を制御する必要がある。トナー
の感光体への移動は、トナーの帯電の極性、及び現像電
界に応じて、静電潜像の画像部、地肌部(非画像部)を
選択して行われる。
の帯電量が低く、逆極性のトナーが多い場合、地肌部へ
のトナー付着となり、転写紙上での出力画像では地肌部
のかぶりとなって現れる不具合があった。
がりが悪い場合には、紙の前後端で画像濃度の差を生じ
たり、ゴーストが現れるなど濃度安定性が悪くなる不具
合があった。更に、高温多湿環境においては、特にトナ
ーへの帯電量は低下し、地肌かぶりが発生しやすく、濃
度が不安定になりやすい傾向があった。
ない場合でも、長期にわたり連続使用していくうちに、
プリント枚数の増加に伴って、現像ローラの表層摩耗に
伴い、トナーの帯電量が低下し、地肌部のかぶりが多く
なるという問題があった。また、十分な画像濃度が得ら
れなくなるなどの不具合から、実使用上十分な耐久性が
得られないなどの問題点があった。このような問題点か
ら、現像ローラの表面層には環境、長期にわたる使用に
おいても、トナーに安定した帯電量を付与することが重
要となる。
像の間に形成される現像電界によって支配されるため、
その現像ローラの表面電位が安定でない場合、静電潜像
に忠実に現像できないという不具合がある。つまり、現
像ローラの抵抗を制御する必要がある。不具合として具
体的には低抵抗側ではリークによる濃度変化、或いはド
ット再現性の低下があり、高抵抗側では、残像や、濃度
安定性を欠くという不具合があった。
クや、酸化スズ等に代表される金属酸化物等の導電材粒
子を分散する、或いはイオン導電性のポリマー、電解質
を用いることが公知である。
摩耗が進むに連れトナーの帯電量が低下してしまうとい
う不具合や、トナーのフィルミングや固着が発生し易い
などの不具合があった。
点に鑑み、トナーに対して環境や長期にわたる連続使用
にも安定した帯電量を付与することにより、地肌部かぶ
りや濃度低下のない現像ローラを提供することを目的と
する。
解決すべく実験を重ねているうちに、現像ローラの表面
層として、基体粒子とその外周を被覆するITO(In
dium Tin Oxide)層とから構成される粉
体を含有したものを用いたところ、高温多湿環境におけ
る使用、長期に渡る使用においてもトナーに充分な帯電
量を付与し、地肌かぶりや、濃度安定性の画像品質を向
上させることができることを見出して本発明を完成する
に至った。
ーを担持して、回転しながら静電潜像の形成された像担
持体に接触もしくは近接して該像担持体表面にトナーを
供給することによって、前記静電潜像を可視化する現像
ローラにおいて、前記表面層に、基体粒子と該基体粒子
の外周を被覆するITO層とから構成される粉体を含有
したことを特徴とする現像ローラである。
の現像ローラにおいて、前記表面層における粉体の含有
量は、50〜70重量%の範囲であることを特徴として
いる。
に記載の現像ローラにおいて、前記基体粒子はアルミナ
粉体であることを特徴としている。
の現像ローラにおいて、前記粉体の粒子径は、5μm以
下であることを特徴としている。
の現像ローラにおいて、前記表面層の表面は研磨加工さ
れていることを特徴としている。
の現像ローラにおいて、前記表面層の研磨加工されてい
る面積は、表面層の表面積の20%以上であることを特
徴としている。
の現像ローラにおいて、前記表面層は、カーボンブラッ
クが配合されていることを特徴としている。
現像ローラにおいて、前記カーボンブラックの配合量
は、前記粉体に対して5〜20重量%であることを特徴
としている。
の現像ローラにおいて、前記表面層の膜厚Aと下層の弾
性層の表面粗さBとの関係がB<A<10×Bを満足す
ることを特徴としている。
載の現像ローラにおいて、前記表面層の膜厚Aと前記粉
体の粒子径Cとの関係がA≧10×Cを満足することを
特徴としている。
を参照して説明する。 (第1実施形態)図1は本発明に係る現像ローラを用い
た現像装置の一実施形態を示す図である。
周囲にスポンジを形成してなる補給ローラ2と、トナー
搬送部材3と、ケース4とを有し、現像ローラ1,補給
ローラ2及びトナー搬送部材3は、ケース4の側板に軸
支されている。
補給ローラ2とを介して現像ローラ1の表面に供給され
る。現像ローラ1上に供給されたトナーは、更に、トナ
ー層形成部材5によって所定量に薄層化され、現像ロー
ラ1を回転させて感光体6に搬送される。
し、板バネ電極7を介してパワーパック8から感光体6
の帯電電位と光書き込み後(露光後)の残留電位のほぼ
中間のバイアス電圧が印加されている。現像ローラ1上
のトナーが感光体6との接触部に搬送され、感光体電位
と現像バイアスによる現像電界に応じて、帯電したトナ
ーが感光体6に付着し静電潜像が可視像化される。
実施形態を示す図である。現像ローラ1は、金属からな
る芯軸11と、芯軸11の周囲に形成されたゴム又はエ
ラストマーからなる弾性層12と、弾性層12の周囲に
被覆された表面層13とで構成される。
レンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、スチレンゴ
ム、イソプレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム又
はフォームなど公知のゴム、エラストマーが使用可能で
ある。
ばディップ法、スプレーコート、ロールコートなどの種
々のコーティング、或いはチューブ状に成形した成形物
を被覆することなどにより形成される。
のSUS芯軸の周囲に、弾性層として下記の組成からな
るエピクロルヒドリンゴムをクロス押出成形後、加熱加
硫を行った。その後、外径研削により、直径20mmに
調整することで6mm厚の弾性層を得た。 エピクロルヒドリンゴム 100重量部 炭酸カルシウム 30重量部 加硫促進剤 3重量部 イオウ 1重量部
コートによって形成し、150℃で1時間の焼成を行っ
た。 アクリルポリオール 70重量部 ベンゾグアナミン 30重量部 ITO被覆アルミナ粉体 150重量部
た後、下記の組成からなる表面層をスプレーコートによ
って形成し、150℃で1時間の焼成を行った。 アクリルポリオール 70重量部 ベンゾグアナミン 30重量部 カーボンブラック 20重量部
た後、下記の組成からなる表面層をスプレーコートによ
って形成し、150℃で1時間の焼成を行った。 アクリルポリオール 70重量部 ベンゾグアナミン 30重量部 酸化スズ 150重量部
ローラの表面層抵抗と、課題であるトナー帯電性と、そ
れに係る地肌かぶりと、濃度安定性とを23℃50%R
H(相対湿度)環境及び30℃80パーセントRH(相
対湿度)環境で評価し、長期の使用による安定性を10
000枚プリント後に評価した結果、表1に示す通りで
あった。
発明の導電材としてITO被覆アルミナ粉体を用いるこ
とで長期に渡る使用後のトナーの帯電性が向上している
ことがわかる。また、これにより、地肌かぶり、濃度安
定性の画像品質が向上していることがわかる。また、I
TO被覆アルミナ粉体の含有量に対する表面層の抵抗、
及び画像品質を評価した結果は、表2の通りであった。
の含有量としては、50〜70重量%の範囲が好適であ
ることが判明した。
なる。表面層上にトナーを担持して、回転しながら静電
潜像の形成された像担持体に接触もしくは近接して該像
担持体表面にトナーを供給することによって、前記静電
潜像を可視化する現像ローラにおいて、前記表面層は、
基体粒子と該基体粒子の外周を被覆するITO層とから
構成される粉体を含有したので、高温多湿環境における
使用、長期に渡る使用においてもトナーに十分な帯電量
を付与し、地肌かぶりや、濃度安定性の画像品質を向上
させることができる現像ローラを提供できる。
は、50〜70重量%の範囲であるので、高温多湿環境
における使用、長期に渡る使用においてもトナーに十分
な帯電量を付与し、地肌かぶりや、濃度安定性の画像品
質を向上させることができるとともに、電気抵抗を好適
な範囲に制御することができるため、残像が無く濃度安
定性がよい現像ローラを提供できる。
おいては、弾性層及び表面層を有する現像ローラであっ
て、その表面層中に、基体粒子である粉体基体にITO
を被覆した粉体粒子を含有させる第1実施形態と同様の
現像ローラにおいて、その粉体粒子径を5μm以下とす
ることにより、トナーに長期に渡って安定した帯電量を
付与し、地肌のかぶり、濃度低下を防止、好適なドット
再現性を確保することが可能であることを見出した。
層及び表面層を有し、表面層の表面粗さRzが異なる3
種類の現像ローラを作製した。本実施例では、表面層の
表面粗さRz(μm)が1.3,1.6,2.9の場合
について示す。 (比較例3)実施例1と同様の組成の弾性層及び表面層
を有し、表面層の表面粗さRzが異なる2種類の現像ロ
ーラを作製した。本比較例では、表面層の表面粗さRz
(μm)が4.2,7.0の場合について示す。
子径と表面層の表面粗さRzとの関係を示す図である。
図3に示すように、表面層の表面粗さRzは図3に示し
たとおり、ITO被覆アルミナ粉体の平均粒子径と相関
が有り、平均粒子径が大きくなると表面粗さRzが大き
くなることが判明した。また、表面粗さとドット画像の
濃度均一性の評価結果を表3に示す。
径が大きく、その表面粗さRzが増大した場合にドット
画像の濃度均一性が損なわれることがわかる。つまり、
好適な濃度均一性を得るためには表面粗さRzを3μm
以下とすること、それを達成するにはITO被覆アルミ
ナ粉体の粒子径を5μm以下とすることが必要である。
て、回転しながら静電潜像の形成された像担持体に接触
若しくは近接して像担持体表面にトナーを供給すること
によって、前記静電潜像を可視化する現像ローラにおい
て、その外周の表面層に、基体粒子と、その外周を被覆
するITO層から構成される粉体を含有し、前記粉体の
粒子径が5μm以下であるので、高温多湿環境における
使用、長期にわたる使用においてもトナーに十分な帯電
量を付与し、地肌かぶりや、濃度安定性の画像品質を向
上させ、且つ好適な濃度均一性を確保することが可能に
なる。
て安定した帯電量を付与することにより、地肌汚れが低
減され、濃度階調性の良い現像ローラを提供することを
目的とする。本発明者らは、複合粉体を現像ローラの表
面層に含有させ、この表面層を研削、又は研磨加工する
ことにより、トナーに高帯電量を付与し、地肌のかぶ
り、濃度低下を防止することが可能であることを見い出
した。
軸回転を可能に出来るように、金属製の芯金に105 〜
1010Ωの中抵抗特性をもつ、プラスチック、ゴム材料
を被覆している。また、トナーとのタッキングを防止す
るため、これらのプラスチック、ゴム材料上に105 〜
1010Ωの中抵抗特性を有するタッキング性の少なく、
トナー帯電性の良い樹脂成分を表面層に被覆する構造と
なっている。
質を持っているため、電気抵抗を調整するためにカーボ
ンブラックや、酸化スズ、またITO等に代表される金
属酸化物等の導電材粒子を分散する、或いはイオン導電
性のポリマー、電解質を用いる。
た粒子を現像ローラ表面層に含有させることによって、
長期にわたって安定した帯電量を付与し、地肌のかぶ
り、濃度低下を防止、また電気抵抗を好適な範囲に制御
することが可能である。
表面層を予め研磨粉や研磨粉を付着させた研磨テープ、
又は研磨粉を凝固、焼結させた研磨工具で表面層を研磨
する。現像ローラに作用する研磨力は、製品実施上作用
する摩擦力、つまりは現像ローラの回転によるトナー、
トナー量を規制するブレード、供給ローラとの摩擦力よ
り大きい。
覆アルミナ粉体が均一に分散されている状態になってい
る。現像ローラ表面の研磨加工により樹脂成分、ITO
成分とも摩耗するが、ITO成分は樹脂成分に比べ、脱
離の割合が多い。これは表面層の構造として、樹脂成分
が分子鎖で結合しているのに対し、ITOは粒子で樹脂
内に分散している。これにより、ITOが脱離し易くな
る。
ミナ粉体の比率が少なくなり、樹脂の比率が上がる。こ
の結果、トナーは導電粒子に接触する機会より、トナー
に導電性を付与する樹脂成分に接触する機会の方が多く
なり、摩擦帯電力が強く結果的に初期的にトナーの帯電
量が増加する。
さを持った面ですりあわせる加工であるため、ローラ全
面を均一に研磨しても、研磨されている箇所、研磨され
ていない箇所が生じることになる。特にローラ表面の粗
さが大きい場合は表面の山となる部分は研磨、摩耗さ
れ、谷になる部分が研磨されずに残る傾向が強くなる。
け圧が強い、研磨時間が長い、研磨粉の粒径を大きくす
る(研磨工具の番手を粗くする)などにより研磨される
箇所が多くなり、なおかつ研磨量も多くなる。
粗さRz、研磨条件を調整し、現像ローラ研磨面積とト
ナーの帯電量を比較したところ、研磨面積が20%以下
では、トナーの高帯電量効果が小さいことがわかった。
これは、ITOの脱離が少なく、樹脂とトナーの接触す
る割合が大きくならないためである。
材料処方、加工条件、厚みで決定される。基本的に表面
層の電気抵抗値の方が下地層の電気抵抗値より高けれ
ば、厚みが小さくなることで現像ローラ全体の電気抵抗
値は減少する。また、逆に表面層の電気抵抗値の方が下
地より低ければ、厚みが小さくなることで現像ローラ全
体の電気抵抗値は増加する。また、研磨される厚みが摩
耗前の表面層全体の厚みの10%以上になるとローラ電
気抵抗値の変動が大きくなることがわかった。
加工としては、研磨紙によるテープ研磨、バフ研磨、磁
石を使ったグラインダーなどがあるが、ローラがゴム、
エラストマー系であり低硬度であることより、研磨抵抗
の比較的少ないテープ研磨を採用する。
を軸回転できるようにチャックし、現像ローラを回転さ
せながら、幅約1インチ、厚さ約0.1ミリメートルの
シリコンカーバイト砥粒を研磨面に塗布、接着させた研
磨テープをローラの片端からローラに対して一定のテン
ション、一定の軸方向送り速度を保ち、ローラを研磨し
ていく加工である。研磨テープもテープリールに巻き付
け、研磨された箇所に研磨カスがたまり、目詰まりを起
こさないように、順次一定速度でテープを移動させる。
ミナ粉体を含有した表面層を持った現像ローラに対し
て、研磨加工した場合としない場合とを比較、即ち研磨
有無について、トナー帯電量、画像特性の差を比較し
た。
表面層を得た後、次の加工条件で表面をテープ研磨し
た。 ローラ回転数:1200rpm 研磨テープ:HGC#1000(シリコンカーバイト砥
粒、粒径約10μm) テープテンション:約1.5kg 軸方向送り速度:10sec/100mm テープ送り速度:70mm/min
表面層を得た。テープ研磨なし。
ミナ粉体をカーボンブラックに置き換えたときの研磨有
無について、トナー帯電量、画像特性の差を比較した。
た後、下記組成からなる表面層をスプレーコートによっ
て形成し、150℃×1時間の焼成を行った。 アクリルポリオール 70重量部 ベンゾグアナミン 30重量部 カーボンブラック 20重量部 この表面層の表面を実施例3と同様の加工条件で研磨加
工した。
得、テープ研磨加工はなし。
ついてローラ表面層の抵抗、課題であるトナー帯電性と
それに関わる画像地肌汚れ、濃度階調性を23℃50%
RH環境及び30℃80パーセントRH環境で評価し
た。
覆アルミナ粉体を配合した表面層を持つ現像ローラにつ
いて、トナーの帯電量、画像において濃度階調性、地肌
汚れを評価した。その結果を表4に示す。
ラ上のトナーの帯電量を測定し、単位重量当たりの電荷
を求めた。絶対値が大きい方が帯電性良好である。地肌
汚れについては、感光体上非画像部に付着したトナーを
透明テープでサンプリングし、濃度計で測定した。ID
(濃度)が小さい方が地肌汚れが小さい。画像階調性に
ついては、15階調の濃度差のあるマスターサンプルを
コピーし、その出力における階調数をカウントした。階
調数が多い方が濃度再現性が高い。
増加し、地肌汚れ、濃度階調性にも効果が見られている
ことがわかる。これは、表面を摩耗することにより、導
電性のITO成分が樹脂成分より多く、摩耗(脱離)
し、結果的に表面はトナーに導電性を付与する樹脂成分
の割合が多くなり、その結果トナー帯電性が向上したも
のである。
ブラックに置き換えた比較例4,5(研磨有り/なし)
においては、両例に差は見られず、表面摩耗による効果
は見られなかった。カーボンブラックは樹脂中に分散配
合した場合、ストラクチャーと呼ばれる、カーボン粒子
の連鎖が生じるため研磨加工によるカーボンブラックの
脱離がITO被覆アルミナ粉体より少なく、効果が見ら
れなかった。
び弾性層を形成し、実施例3の加工条件のうち、テープ
テンションを1.0kgに変えてローラ表面を研磨し
た。
び弾性層を形成し、実施例3の加工条件のうち、テープ
テンションを2.0kgに変えてローラ表面を研磨し
た。
び弾性層を形成し、実施例3の加工条件のうち、テープ
テンションを0.5kgに変えてローラ表面を研磨し
た。
を表面積の10〜90パーセントの範囲になるように研
磨テープのテンションを調整した。摩耗面積の割合は現
像ローラの表面を顕微鏡で拡大し、摩耗後(研磨後、研
磨された箇所はスジ模様が見られる)のある箇所と無い
箇所を画像処理で分類し、面積率を算出した。その結果
を表5に示す。
では未研磨と差は見られないが、約20パーセントの摩
耗率では、トナー帯電量、地肌汚れ、濃度階調性が優れ
てくることがわかる。
び弾性層を形成し、研磨回数を2回に変えてローラ表面
を研磨した。
び弾性層を形成し、研磨回数を4回に変えてローラ表面
を研磨した。
び弾性層を形成し、研磨回数を6回に変えてローラ表面
を研磨した。
び弾性層を形成し、研磨回数を8回に変えてローラ表面
を研磨した。
び弾性層を形成し、研磨回数を10回に変えてローラ表
面を研磨した。
抵抗との関係を表6に示す。摩耗量はテープ研磨の研磨
回数を2〜10回行い、加工前後での外径差をレーザー
測長機で測定した。摩耗厚みは以下の式で算出した。 ・摩耗厚み=(加工前の外径−加工後の外径)/2(外
径はローラの直径となるため、半径値を研磨厚みとす
る) また、摩耗前の表面層の厚みを測定したところ、12±
1μmであった。
10%以上になったところでローラ電気抵抗値が急激に
上昇していることがわかる。この領域では摩耗厚みを精
密に管理しなければ、ローラの電気抵抗値が大きく変化
することを意味する。よって、摩耗される厚みは摩耗前
の表面層厚みの10%以内が適切であることがわかる。
しながら静電潜像の形成された像担持体に接触若しくは
近接して像担持体表面にトナーを供給することによっ
て、前記静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、そ
の表面層に、基体粒子とその外周を被覆するITO層と
から構成されるITO被覆アルミナ粉体を含有し、その
表面を研磨加工し、均一に摩耗させた表面を有するの
で、トナーに充分な帯電量を付与し、地肌汚れ、濃度階
調性の良い画像品質を向上させることが出来る現像ロー
ラを提供することができる。
しながら静電潜像の形成された像担持体に接触若しくは
近接して像担持体表面にトナーを供給することによっ
て、前記静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、こ
のような表面層の抵抗は、105 〜1010Ωの中抵抗域
にする必要がある。低いと電流リークが生じ、これより
高いと現像ローラ上に残留電位が発生し電位が安定しな
くなる。
粒子としてもカーボンブラックを表面層に分散させる方
法が一般的であったが、カーボンブラックは凝集力が強
く、凝集箇所は抵抗が低くなり、リークしやすくなる。
よって、カーボンブラックの分散には分散の条件が難し
い点があった。
質として表面層膜の可撓性が良く、基材ローラの変形に
対して充分追従できることが挙げられる。現像ローラは
トナーやそのトナー量を規制するためのブレード上の部
材と絶えず接触し、外力を受けている。また、搬送中の
振動や落下などの衝撃に対しても基材ローラの変形に膜
の変形が追従しなければならない。この特性が劣ると表
面層膜の割れ、傷が生じやすくなり、その欠陥が画像に
そのまま現れることになる。
子として、ITO被覆アルミナ粉体とカーボンブラック
とを配合して現像ローラを構成したので、表面層に安定
した均一な電気抵抗を容易に実現でき、なおかつ表面層
の可撓性を充分得られる。
ることにより、電気的に安定した性質を得られる。これ
は、カーボンブラックのような粒子の凝集力が小さく、
分散性が良いためである。また、カーボンブラックは凝
集力が強くストラクチャーと呼ばれる粒子が連結した状
態になり易いため、分散調整が難しく抵抗ムラが生じや
すいがこのストラクチャーが生じることにより、膜強度
が強くなり、可撓性も良くなる。
ーボンブラックの配合量をITO被覆アルミナ粉体の配
合量の5〜20重量部にすることにより、膜の可撓性と
安定した電気抵抗特性を得ることが出来る。
に、ITO被覆アルミナ粉体とカーボンブラックとの配
合比が重要である。基本的にはITO被覆アルミナ粉体
の配合量により電気特性を調整し、カーボンブラックの
配合量により膜の可撓性を調整する。ITO被覆アルミ
ナ粉体の配合量に関しては、表面層において、50〜7
0重量%が妥当であることが報告されている。カーボン
ブラックに関しては、表面層の電気抵抗に影響のない範
囲で配合することが要求される。その結果、ITO被覆
アルミナ粉体の配合量の5〜20重量%が膜の可撓性と
安定した電気抵抗特性に有効であることを見出した。
ルポリオールとベンゾグアナミン、導電粒子としてIT
O被覆アルミナ粉体とアセチレンブラックを使用した。
定を示す図である。この測定では、現像ローラの芯軸1
1と電極14との間に、電流計15を介して直流電源1
6から電圧を印加する。評価方法としては電気抵抗は現
像ローラ1を周方向に8分割させ、図4に示すように軸
方向電気特性を平板法で測定した。その8カ所の測定値
の差を抵抗偏差とし抵抗ムラとした。
めの図である。また、膜の可撓性については、図5に示
すように、表面層13に半径2mmの金属製の球17を
2kg,30secで加重し、そのときの膜の損傷面積
を測定し、その面積が小さい方が表面層膜が基材ローラ
の変形に追従しており、表面層膜と基材ローラとの密着
性がよい状態と評価した。つまり膜の可撓性が優れてい
ると評価した。
た後、下記組成からなる表面層をスプレーコートによっ
て形成、150℃×1時間の焼成を行った。 アクリルポリオール 70重量部 ベンゾグアナミン 30重量部 ITO被覆アルミナ粉体 50重量部 アセチレンブラック 5重量部(ITO被覆アル
ミナ粉体の10重量%)
た後、下記組成からなる表面層をスプレーコートによっ
て形成、150℃×1時間の焼成を行った。 アクリルポリオール 70重量部 ベンゾグアナミン 30重量部 ITO被覆アルミナ粉体 50重量部 結果を表7に示す。
抵抗としては大きな変化は見られないが、表面層膜の損
傷面積が小さくなり、つまりは表面層膜の可撓性が増加
していることがわかる。
15は、比較例9に示す表面層の配合量でのITO被覆
アルミナ粉体の配合量に対するカーボンブラックの配合
量を種々変更したものである。
合量でのITO被覆アルミナ粉体の配合量に対して、カ
ーボンブラックを5重量%(ITO被覆アルミナ粉体の
配合量50重量部に対して2.5重量部)配合した。
合量でのITO被覆アルミナ粉体の配合量に対して、カ
ーボンブラックを15重量%(ITO被覆アルミナ粉体
の配合量50重量部に対して7.5重量部)配合した。
合量でのITO被覆アルミナ粉体の配合量に対して、カ
ーボンブラックを20重量%(ITO被覆アルミナ粉体
の配合量50重量部に対して10重量部)配合した。
合量でのITO被覆アルミナ粉体の配合量に対して、カ
ーボンブラックを25重量%(ITO被覆アルミナ粉体
の配合量50重量部に対して12.5重量部)配合し
た。
合量でのITO被覆アルミナ粉体の配合量に対して、カ
ーボンブラックを30重量%(ITO被覆アルミナ粉体
の配合量50重量部に対して15重量部)配合した。
合量でのITO被覆アルミナ粉体の配合量に対して、カ
ーボンブラックを35重量%(ITO被覆アルミナ粉体
の配合量50重量部に対して17.5重量部)配合し
た。
合量でのITO被覆アルミナ粉体の配合量に対して、カ
ーボンブラックを40重量%(ITO被覆アルミナ粉体
の配合量50重量部に対して20重量部)配合した。
合量でのITO被覆アルミナ粉体の配合量に対して、カ
ーボンブラックを45重量%(ITO被覆アルミナ粉体
の配合量50重量部に対して22.5重量部)配合し
た。
合量でのITO被覆アルミナ粉体の配合量に対して、カ
ーボンブラックを50重量%(ITO被覆アルミナ粉体
の配合量50重量部に対して25重量部)配合した。
体に対するカーボンブラック配合量と電気抵抗平均との
関係を示す図であり、図7は、表面層中のITO被覆ア
ルミナ粉体に対するカーボンブラック配合量と損傷面積
との関係を示す図である。
〜15における電気抵抗平均値及び電気抵抗偏差を示
し、図7では、実施例10〜12及び比較例9〜15に
おける可撓性を示した。
はカーボンブラック20重量%を超えると急激に減少
し、偏差も大きくなることがわかった。これは、20重
量%を越えることにより、カーボンのストラクチャーが
形成され、抵抗に寄与してくるためであると考えられ
る。
ク配合による膜の可撓性効果は5重量%からでも効果が
あることが見られることがわかった。これにより、カー
ボンブラック5重量%からでもストラクチャーを形成し
膜の可撓性が上がるが電気特性的にはITO被覆アルミ
ナ粉体の分散の影響が強く、現れてこない。そして20
重量%を越えるとカーボンブラックの処方量が影響して
くることがわかった。この結果により、カーボンブラッ
クを5重量%以上20重量%以下にすることが必要であ
ることがわかった。
ら静電潜像の形成された像担持体に接触若しくは近接し
て像担持体表面にトナーを供給することによって、前記
静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、その外周の
表面層に導電粒子としてのITO被覆アルミナ粉体とカ
ーボンブラックとを配合したので、表面層でトナーのタ
ッキング、電気抵抗の調整を行っている現像ローラにお
いて、表面層の膜の追従性、つまりは表面層膜の可撓性
と安定した電気特性を得ることが出来る。
抵抗の調整を行っている現像ローラにおいて、表面層中
の基体粒子とその外周を被覆するITO層とから構成さ
れる粉体の配合量に対して、カーボンブラックを5〜2
0重量%にすることで表面層の膜の可撓性と安定した電
気特性を得ることが出来る。
しながら静電潜像の形成された像担持体に接触若しくは
近接して像担持体表面にトナーを供給することによっ
て、前記静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、そ
の表面層は、感光体或いはトナーシール部材に押圧され
ながら回転するため、長期にわたる使用によってひび割
れなどの問題が発生する場合がある。ひび割れは画像欠
陥となって出力画像に現れる不具合となるので、外層押
圧された弾性層の変形に充分追従する可撓性が必要にな
る。
た粒子を現像ローラ表面層に含有させ、且つ表面層の膜
厚Aが下層の弾性層の表面粗さBとの関係でB<A<1
0Bを満足することにより、トナーに長期にわたって安
定した帯電量を付与し、地肌のかぶり、濃度低下を防
止、好適なドット再現性を確保することが可能であるこ
とを見出した。
得た後、この弾性層の表面粗さBを4μmになるように
加工した。次に、実施例1と同様にして表面層を得た
後、表面層を8μmの膜厚に加工した。
を得た後、この弾性層の表面粗さBを4μmになるよう
に加工した。次に、実施例1と同様にして表面層を得た
後、表面層を16μmの膜厚に加工した。
を得た後、この弾性層の表面粗さBを4μmになるよう
に加工した。次に、実施例1と同様にして表面層を得た
後、表面層を32μmの膜厚に加工した。
を得た後、この弾性層の表面粗さBを4μmになるよう
に加工した。次に、実施例1と同様にして表面層を得た
後、表面層を4μmの膜厚に加工した。
を得た後、この弾性層の表面粗さBを4μmになるよう
に加工した。次に、実施例1と同様にして表面層を得た
後、表面層を40μmの膜厚に加工した。
を得た後、下記組成からなる表面層をスプレーコートに
よって形成、150℃×1時間の焼成を行った。なお、
表面層は16μmの膜厚に加工した。
比較から、本発明の導電材としてのITO被覆アルミナ
粉体を用いること且つ表面層の膜厚Aが下層の弾性層の
表面粗さBとの関係でB<A<10×Bを満足すること
により、長期にわたる使用後のトナーの帯電性が向上し
ていることがわかる。また、これにより、地肌かぶり、
濃度安定性の画像品質が向上していることがわかる。膜
厚が弾性層の表面粗さBと同じ場合には初期から表面層
の一部から弾性層の一部が露出している場合がある。ま
た、経時で表面層が摩耗した際にその傾向がより顕著に
なることより、表面層のトナー固着性が優れていても、
弾性層が露出した部分にトナー固着が発生してしまうた
め、帯電量の低下、地肌汚れが悪くなる。
性に優れるため、表面層の膜厚上限は膜強度から規定さ
れるため、実施例で示すようにA<10×Bが要求され
る。また、より高画質を要求されるのであれば、表面層
の膜厚は30μm以下が望ましい。
ら静電潜像の形成された像担持体に接触若しくは近接し
て像担持体表面にトナーを供給することによって、前記
静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、その外周の
表面層に、基体粒子と、その外周を被覆するITO層か
ら構成される粉体を含有し、且つ前記表面層の膜厚Aと
下層の弾性層の表面粗さBとの関係がB<A<10×B
であるので、高温多湿環境における使用、長期にわたる
使用においてもトナーに充分な帯電量を付与し、地肌か
ぶりや、濃度安定性の画像品質を向上させ、且つ好適な
濃度均一性を確保することが可能になる。
しながら静電潜像の形成された像担持体に接触若しくは
近接して像担持体表面にトナーを供給することによっ
て、前記静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、表
面層は、感光体或いはトナーシール部材に押圧されなが
ら回転するため、長期にわたる使用によってひび割れな
どの問題が発生する場合がある。ひび割れは画像欠陥と
なって出力画像に現れる不具合となるので、外層押圧さ
れた弾性層の変形に充分追従する可撓性が必要になる。
た粒子を現像ローラ表面層に含有させ、且つ表面層の膜
厚AとITOを被覆した粉体基体の粉体粒子径Cとの関
係がA≧10×Cを満足することにより、トナーに長期
にわたって安定した帯電量を付与し、地肌のかぶり、濃
度低下を防止、好適なドット再現性を確保することが可
能であることを見出した。
得た後、この弾性層の表面粗さRzを4μmになるよう
に加工した。次に、下記組成からなる表面層をスプレー
コートによって形成、150℃×1時間の焼成を行っ
た。なお、ITO被覆アルミナ粉体の粒子径Cは0.5
μmのものを使用し、表面層の膜厚は5μmに加工し
た。
を得た後、この弾性層の表面粗さRzを4μmになるよ
うに加工した。次に、下記組成からなる表面層をスプレ
ーコートによって形成、150℃×1時間の焼成を行っ
た。なお、ITO被覆アルミナ粉体の粒子径Cは0.5
μmのものを使用し、表面層の膜厚は16μmに加工し
た。
を得た後、この弾性層の表面粗さRzを4μmになるよ
うに加工した。次に、下記組成からなる表面層をスプレ
ーコートによって形成、150℃×1時間の焼成を行っ
た。なお、ITO被覆アルミナ粉体の粒子径Cは0.5
μmのものを使用し、表面層の膜厚は32μmに加工し
た。
工法で弾性層、表面層を形成する。なお、表面層の膜厚
は4μmで加工した。
を得た後、下記組成からなる表面層をスプレーコートに
よって形成、150℃×1時間の焼成を行った。なお、
表面層の膜厚は16μmで加工した。 アクリルポリオール 70重量部 ベンゾグアナミン 30重量部 カーボンブラック 20重量部
ついてローラ表面層の抵抗、課題であるトナー帯電性と
それに関わる地肌かぶり、また濃度安定性を23℃50
%RH環境及び30℃80%RH環境で評価し、長期の
使用による安定性を10000プリント後に評価した結
果を表9に示す。
比較から、本発明の導電材としてのITO被覆アルミナ
粉体を用いること且つ表面層の膜厚AがITO被覆アル
ミナ粉体の粒子径Cとの関係でA≧10×Cを満足する
ことにより、長期にわたる使用後のトナーの帯電性が向
上していることがわかる。また、これにより、地肌かぶ
り、濃度安定性の画像品質が向上していることがわか
る。
ながら静電潜像の形成された像担持体に接触若しくは近
接して像担持体表面にトナーを供給することによって、
前記静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、その外
周の表面層に、基体粒子と、その外周を被覆するITO
層から構成される粉体を含有し、勝表面層の膜厚Aが前
記粉体の粒子径Cとの関係が、A≧10×Cであるの
で、高温多湿環境における使用、長期に渡る使用におい
てもトナーに充分な帯電量を付与し、地肌かぶりや、濃
度安定性の画像品質を向上させ、且つ好適な濃度均一性
を確保することが可能になる。
のではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。
ば、高温多湿環境における使用、長期に渡る使用におい
てもトナーに十分な帯電量を付与し、地肌かぶりや、濃
度安定性の画像品質を向上させることができる現像ロー
ラを提供できる。
実施形態を示す図である。
示す図である。
の表面粗さRzとの関係を示す図である。
ある。
る。
ーボンブラック配合量と電気抵抗平均との関係を示す図
である。
ーボンブラック配合量と損傷面積との関係を示す図であ
る。
Claims (10)
- 【請求項1】 表面層上にトナーを担持して、回転しな
がら静電潜像の形成された像担持体に接触もしくは近接
して該像担持体表面にトナーを供給することによって、
前記静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、 前記表面層に、基体粒子と該基体粒子の外周を被覆する
ITO層とから構成される粉体を含有したことを特徴と
する現像ローラ。 - 【請求項2】 前記表面層における前記粉体の含有量
は、50〜70重量%の範囲であることを特徴とする請
求項1に記載の現像ローラ。 - 【請求項3】 前記基体粒子はアルミナ粉体であること
を特徴とする請求項1又は2に記載の現像ローラ。 - 【請求項4】 前記粉体の粒子径は、5μm以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の現像ローラ。 - 【請求項5】 前記表面層の表面は研磨加工されている
ことを特徴とする請求項1に記載の現像ローラ。 - 【請求項6】 前記表面層の研磨加工されている面積
は、表面層の表面積の20%以上であることを特徴とす
る請求項5に記載の現像ローラ。 - 【請求項7】 前記表面層は、カーボンブラックが配合
されていることを特徴とする請求項1に記載の現像ロー
ラ。 - 【請求項8】 前記カーボンブラックの配合量は、前記
粉体に対して5〜20重量%であることを特徴とする請
求項7記載の現像ローラ。 - 【請求項9】 前記表面層の膜厚Aと下層の弾性層の表
面粗さBとの関係がB<A<10×Bを満足することを
特徴とする請求項1に記載の現像ローラ。 - 【請求項10】 前記表面層の膜厚Aと前記粉体の粒子
径Cとの関係がA≧10×Cを満足することを特徴とす
る請求項1に記載の現像ローラ。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008203616A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Shin Etsu Polymer Co Ltd | ローラの製造方法 |
EP2175322A1 (en) * | 2007-08-03 | 2010-04-14 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Member for image forming device |
JP2015143836A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-08-06 | キヤノン株式会社 | 現像装置、現像方法、画像形成装置、および画像形成方法 |
US9823600B2 (en) | 2014-02-17 | 2017-11-21 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Semiconductive roller |
-
1999
- 1999-06-09 JP JP16275599A patent/JP4002698B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP2175322A4 (en) * | 2007-08-03 | 2012-03-07 | Sumitomo Rubber Ind | ITEM FOR IMAGE FORMING DEVICE |
JP2015143836A (ja) * | 2013-12-26 | 2015-08-06 | キヤノン株式会社 | 現像装置、現像方法、画像形成装置、および画像形成方法 |
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