JP2000293031A - 電子写真装置用現像ロ−ラ - Google Patents

電子写真装置用現像ロ−ラ

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JP2000293031A
JP2000293031A JP10137899A JP10137899A JP2000293031A JP 2000293031 A JP2000293031 A JP 2000293031A JP 10137899 A JP10137899 A JP 10137899A JP 10137899 A JP10137899 A JP 10137899A JP 2000293031 A JP2000293031 A JP 2000293031A
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JP
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developing roller
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thermoplastic elastomer
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Hirohiko Yoshida
裕彦 吉田
Takayuki Nagase
貴行 永瀬
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Bando Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課 題】 ローラのトナー担持面に内層の凹凸が適
度に残り、ローラ表面でのトナーの滑り落ちがなく、か
つ感光体との圧接による内層の変形への迫従性及び膜強
度、耐摩耗性にすぐれた表面層を有する現像ロ−ラの供
給。 【解決手段】 表面層が酸化マグネシウム、酸化亜鉛な
どの無機化合物の粒子を含有する、ポリウレタン、ポリ
アミド、ポリエステル樹脂等の熱可塑性エラストマ単体
又は混合物よりなり、その膜厚が10μm以下である、
該表面層の外周に現像剤を担持させる電子写真装置用現
像ロ−ラ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
−などの電子写真装置に使用される現像ロ−ラに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真装置の現像部では、静電潜像保
持体(感光体)上に形成された静電潜像に薄層化された
現像剤を供給し、静電潜像を可視像化するため、静電潜
像保持体に軸を平行にして接触する現像ローラが配置さ
れている。このような現像ローラ、持に一成分現像剤を
用いる現像ローラについて、特開平1−252979に
硬度が20〜60度で、電気抵抗が1010Ω・cm以下の耐油
性ゴムを導電弾性層として回転軸の外周に設け、その外
周をポリウレタン樹脂からなる表面層によって被覆した
構成のものが記載されており、表面層にポリウレタンを
用いることにより、耐摩耗性と耐久性に優れたものにな
ること、及びこの現像ローラを静電潜像保持体より大き
い周速度で回転させることによって、高品位の画像が得
られることが開示されている。また、導電性と弾性を有
する内層及び内層を覆う表面層にともにポリウレタンを
用いた現像ローラも、使用されている。これら従来の現
像ローラにおいて表面層は、内層の隠蔽効果をあげ塗膜
強度を高め、表面平滑性を確保するため、複数回浸漬を
行い形成されているため、トナーが小径化(10μm以
下)されてくるにつれ、外周に担持されたトナーが滑り
落ち、それによって画像濃度が低下したり、画像のかぶ
りが生ずるという問題が生じてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解消し、表面層が滑り落ちのないトナー搬送性と感光
体との圧接こすれに耐える強度を有し、画像濃度の低下
やかぶりのない画像が得られる現像ローラを提供するも
のである。
【0004】
【発明が解決するための手段】本発明は、回転軸の外周
に導電性とゴム弾性を有する内層及び表面層を同心に積
層して設け、表面層の外周に現像剤を担持させる現像ロ
−ラであって、表面層が熱可塑性エラストマ−よりな
り、その膜厚が10μm以下であることを特徴とする。本
発明において、表面層を熱可塑性エラストマに限定する
のは、膜形成性及び内層の変形への追従性にすぐれるた
めである。また、表面層の厚さを10μm以下好ましくは
3〜10μmに限定するのは、薄ければ薄いほど画像形成
上は好ましいが、膜の強度、耐久性との兼ね合いより、
3μmを下限とし、トナー担持性より10μm以下を上限と
するものである。 表面層の厚さを10μm以下にするこ
とにより、良好な画像が得られる理由については、必ず
しも明らかではないが、表面層の厚さを小さくすること
により回転軸と表面のトナー担持部との電荷変化を大き
くでき、トナー帯電を容易にすること、及び内層表面の
凹凸を平面化する度合いが少なく、小径化したトナー粒
子が引っかかる程度の凹凸を残していることが考えられ
る。適度の凹凸が表面に残ることにより、規制ブレード
により均一な厚さのトナー層が形成されやすく、トナー
の滑り落ちも生じにくくなるものと考えられる。また、
本発明の第2のものは、表面層の熱可塑性エラストマ−
が、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂及びポリエステ
ル樹脂もしくはそれらの混合物であることを特徴とする
電子写真装置用現像ロ−ラである。熱可塑性エラストマ
として、ポリウレタン、ポリアミド及びポリエステルの
うちの一種以上とするのは、これらのエラストマは、表
面層の厚さを10μm以下にしても、強度面、耐摩耗性を
満足し、静電潜像保持体への圧接による内層の変形への
追従性に優れるためである。
【0005】さらに、本発明の第3のものは、表面層に
無機化合物の粒子が含有されていることを特徴とする電
子写真装置用現像ロ−ラである。表面層に無機化合物の
粒子を含有させるのは、表面層の厚さを10μm以下にし
た場合、内層の凹凸の残りに粒子による凹凸が加わり、
トナー担持面に適度の凹凸を付与できるからである。無
機化合物の場合、表面層を形成する熱可塑性エラストマ
の化学的特性に影響を与えないので、好ましく用いられ
る。無機化合物の中でも、請求項4に記載のように酸化
マグネシウム(MgO)、酸化亜鉛(ZnO)、炭酸マ
グネシウム(MgCO3)、炭酸カルシウム(CaC
3)、酸化カルシウム(CaO)が、必要とする0.5 〜
5μmの粒子径のものが得られやすく、熱可塑性エラス
トマへの分散が良好であるので好ましく用いられる。こ
れらの無機化合物粒子の熱可塑性エラストマヘの含有量
はトナー担持面の凹凸度合いや表面層の物性、内層との
密着性を考慮し、通常5〜50重量%とされる。
【0006】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明に係る現
像ローラの形態を示す全体斜視図であり、図中、1は現
像ローラ、2は回転軸、3は内層、4は表面層を表す。
図2は、本発明の現像ローラを用いる現像装置の形態を
示す要部断面図であり、図中、1は現像ローラ、5は静
電潜像保持体である感光体ドラム、6は現像剤層を形成
する手段としての薄層化ブレード、7は現像剤供給ロー
ラ、8は現像剤を表す。図1において、本発明の現像ロ
ーラ1は、回転軸2の外周に内層3及び表面層4を順に
設けたもので、図2に示すように感光体ドラム5と反対
まわりに回転する。図2を参照して、本発明の現像装置
の動作、構成をより詳しく説明すると、現像ローラ1が
感光体ドラム5に対向して圧接され、この現像ローラ1
の感光体ドラム5との圧接位置の反対側には、回転軸1
0を中心に回転する現像剤供給口ーラ7が圧接され、ま
た前記現像ローラ1と感光体ドラム5との圧接位置の回
転上流側には、現像ローラ1の外周面に現像剤の薄層を
形成する部材である薄層化ブレード6が配置され、さら
に枠体に軸受を介して両端を支持された回転軸2の一端
には、現像ローラ1を感光体ドラム5より速い周速度で
回転させる駆動部材(図示せず)が取付けられている。
感光体ドラム5は、回転軸9により現像ロ−ラ1と反対
方向に回転している。
【0007】現像ローラ1の回転軸2としては、剛性が
大きく細くて曲がりにくいものなら特に限定されない
が、ステンレス鋼や表面処理鋼が好ましく、両端部を軸
支したりギヤ等の駆動部材を嵌め込むためJIS ハメアイ
寸法に準じて高精度に加工して用いられる。回転軸2は
脱脂洗浄し、必要に応じて接着剤を塗布し、下層3をそ
の上に形成する金型に固定される。回転軸2の外周に形
成される内層3には、電気抵抗が103 〜1010Ω・cm
(好ましくは104 〜109 Ω・cm)、JIS-A 硬度20〜60度
の変形しやすく変形回復性に優れた、たとえばポリウレ
タン、NBR(アクリロニトリルブタジェンゴム)、C
R(クロロプレンゴム)、シリコンゴム等から成る弾性
体または発泡体が用いられる。内層3の電気抵抗を前記
の範囲に調整するには、ポリウレタン等の弾性体または
発泡体に導電性付与剤(例えばカーボンブラック)を適
当量含有させる。なお、内層3の厚みは、5〜10mm程度
である。内層3を回転軸2上に形成するには、前記のよ
うに回転軸2を固定し、所定温度に予熱された金形に対
し、反応混含液注入し、硬化させる注型法が、また未加
硫ゴムの場合は、加熱プレスやトランスファによって金
型にゴムを注入し、加硫する方法が用いられる。通常、
得られるローラ成形体の外径の凹凸、偏心を除去し、そ
の外周に均一厚さの表面層4を形成し得るように、内層
3の外周を研磨する。研磨済ローラ形成体に対し、前記
のように表面層を設けて、本発明の現像ローラは得られ
る。
【0008】導電弾性層(内層)の形成;ポリプロピレ
ングリコール(平均官能基数3.0 、平均分子量4000)10
0 重量部と、導電性付与剤としてカーボンブラック(三
菱化成社製3030B )5重量部と、硬化触媒(ジブチルチ
ンジラウレート)0.001 重量部とを十分混合し、これに
トリレンジイソシアネート(日本ポリウレタン杜製T-8
0)を添加し、さらに撹拌、混合してポリウレタン形成
用液を調整した。これを予め回転軸をセットし、100℃
に予熱した金型内に注入し、15分間100 ℃に保持して硬
化・架橋反応させ、脱型し、1〜2時間100 〜110 ℃で
熟成し、冷却後表面を研磨加工して回転軸の外周に厚さ
10mmの導電弾性層を形成した。
【0009】表面層の形成;
【0010】
【実施例1】表面層を形成する材料として、ポリエステ
ル系ポリオールである1.4-ブタンジオールアシペート
と、ジフェニルメタン-4.4- ジイソシアネート(MD
I)とから合成された熱可塑性ポリウレタン100 重量部
をテトラハイドロフラン(THF)1250重量部に溶解
し、固形分8%の浸漬液を調製した。この液に前記回転
軸上に形成した内層を浸漬し乾燥することによって、厚
さ8μmの表面層の現像ローラを得た。この現像ローラ
を用いて、次の条件で評価を行った。 機種 テック社製ファクシミリ MFA-60 PUBLIC 層厚規制ブレード :0.1mm 厚ステンレス製 感光ドラムとの接触幅 :2mm 供給ローラ :ステンレス軸+軟質発泡ウレタン、接 触深さ0.5mm 現像ローラ周速 :35mm/秒 現像ローラ/感光ドラム:速比=1/0.8 評価 トナー搬送性:画像形成部3筒所の画像濃度をマクベス濃度計で 測定し平均した。平均値1.3 以上を○とし、1.3 未満を×と評価した。 かぶり :非画像部と無印刷用紙の濃度差を薄色色差計で測 定した。測定値0.005 以下をとし、0.005 より 大を×と評価した。 表面層耐久性:1000枚画像出し後に表面層の破れ有無を目視でチ ェックした。破れのないものを○とし、認められ るものを×と評価した。
【0011】
【実施例2】熱可塑性ウレタン90重量部と、平均粒子径
1.0 μmの酸化マグネシウム10重量部を溶剤THF2400
重量部に溶解し、固形分5%の浸漬液を調製した。それ
以外は実施例1と同様にして、表面層の厚さ5μmの現
像ローラを得、実機に取付け評価した。
【0012】
【実施例3】実施例2の浸漬液に5重量部のシリコン樹
脂粉末を添加して浸漬液を調製した。それ以外は実施例
1と同様にして、表面層の厚さ5μmの現像ローラを
得、実機に取付け評価した。
【0013】
【実施例4】実施例2の熱可塑性ウレタンをメトキシ化
変性6ナイロンに、溶剤THFをメタノールに変更して
固形分5%の浸漬液を調製した。それ以外は実施例1と
同様にして、表面層の厚さ5μmの現像ローラが得、こ
れを実機に取付け評価した。
【0014】
【比較例1】実施例2の熱可塑性ウレタンをα−メチル
変性スチレンに、溶剤THFをメチルエチルケトンに変
更して固形分5%の浸漬液を調製した。それ以外は実施
例1と同様にして、表面層の厚さ5μmの現像ローラを
得、実機に取付け評価した。
【0015】
【比較例2】実施例1の熱可塑性ポリウレタン100 重量
部を溶剤THF400 重量部に溶解して、固形分20%の浸
漬液を調製した。それ以外は実施例1と同様にして、表
面層の厚さ15μmの現像ローラを得、実機に取付け評価
した。
【0016】
【比較例3】実施例3において、溶剤THFを700 重量
部にして固形分約13%の浸漬液を調製した。それ以外は
実施例1と同様にして、表面層の厚さ15μmの現像ロ一
ラを得、実機に取付け評価した。以上の結果を、表1に
示す。
【0017】
【表1】
【0018】表1の結果より、表面層を熱可塑性エラス
トマを用い、厚さを10μm以下にすることにより、画像
濃度(トナー搬送性)1.3 以上で、非画像域の画像濃度
(かぶり)0.005 以下、しかも表面層の破れのない(耐
久性)現像ローラをえることができることがわかる。特
に、表面層に無機化合物の粒子を含有させ、少量のシリ
コン樹脂を添加すると、トナー帯電性が付与され、良好
な画像が得られる。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、表面層を
熱可塑性エラストマで、厚み10μm以下にすることによ
り、ローラのトナー担持面に内層の凹凸が適度に残り、
表面へのトナー詰まりがなく、トナー搬送性が改良され
る。熱可塑性エラストマの中でも、ポリウレタン、ポリ
アミド、ポリエステルを用いることにより、感光体との
圧接による内層の変形への迫従性及び膜強度、耐摩耗性
にすぐれた表面層とすることができる。表面層に無機化
合物の粒子を含有させることにより、表面の凹凸の大き
さ、間隔等を担持・搬送するトナーの粒子の大きさに合
わせて調整でき、トナーの小粒子化、球形化等にも対応
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る現像ローラの全体斜視図
【図2】本発明の現像ローラを用いる現像装置の形態を
示す要部断面図
【符号の説明】 1;現像ロ−ラ 2;回転軸 3;内層 4;表面層 5;静電潜像保持体である感光体ドラム 6;現像剤層を形成するための薄層化ブレード 7;現像剤供給ローラ 8;現像剤を表 9;感光体ドラム回転軸 10;現像剤供給ローラ回転軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H077 AC04 AD02 AD06 AD13 FA01 FA13 FA22 FA27 3J103 AA02 AA14 AA23 AA72 FA13 GA02 GA52 GA57 GA58 HA04 HA22 HA45 HA46 HA48

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸の外周に導電性とゴム弾性を有す
    る内層及び表面層を同芯に積層して設け、表面層の外周
    に現像剤を担持させる現像ロ−ラであって、表面層が熱
    可塑性エラストマよりなり、その膜厚が10μm以下であ
    ることを特徴とする電子写真装置用現像ロ−ラ。
  2. 【請求項2】 熱可塑性エラストマが、ポリウレタン樹
    脂、ポリアミド樹脂及びポリエステル樹脂もしくはそれ
    らの混合物であることを特徴とする請求項1の電子写真
    装置用現像ロ−ラ。
  3. 【請求項3】 表面層に無機化合物の粒子が含有されて
    いることを特徴とする請求項1又は2記載の電子写真装
    置用現像ロ−ラ。
  4. 【請求項4】 無機化合物が、酸化マグネシウム、酸化
    亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム又は酸化カル
    シウムから選ばれた1種以上を含むことを特徴とする請
    求項3記載の電子写真装置用現像ロ−ラ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002251065A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 Bridgestone Corp 現像剤担持体
KR100983760B1 (ko) * 2008-01-24 2010-09-24 켕-시엔 린 토너 카트리지용 롤러 장치

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