JP2000330371A - トナー担持体及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濃度むらのない高品質の画像を与え、かつ長
期使用における特性変化が小さく耐久性に優れたトナー
担持体、及びそれを装着した画像形成装置を提供するこ
と。 【解決手段】 画像形成体表面にトナーを供給すること
により、該画像形成体表面に可視画像を形成させる部材
であって、導電性弾性層の表面に、エポキシ変性シリコ
ーン化合物とメラミン樹脂との混合物を硬化させてなる
樹脂を含有する材料からなる被覆層を有するトナー担持
体、及びこのトナー担持体を装着した画像形成装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー担持体及び
画像形成装置に関し、さらに詳しくは、複写機やプリン
ター等の画像形成装置において、静電潜像を保持した感
光体や紙等の画像形成体にトナーを供給して、該画像形
成体表面に可視像を形成させるためのトナー担持体であ
って、濃度むらのない高品質の画像を与え、かつ長期使
用における特性変化が小さく耐久性に優れたトナー担持
体、及びそれを装着した画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やプリンター等の電子写真
方式の画像形成装置などにおいて、静電潜像を保持した
感光体等の画像形成体に一成分トナーを供給し、該トナ
ーを潜像に付着させて可視化する画像形成方法として、
加圧現像法が知られている（米国特許第３１５２０１２
号明細書、同第３７３１１４６号明細書等）。この加圧
現像法は、トナーを担持したトナー担持体を、静電潜像
を保持した画像形成体（感光体）に接触させて、トナー
を該画像形成体の潜像に付着させることにより画像形成
を行うもので、このため上記トナー担持体を導電性と弾
性を有する導電性弾性体で形成することが必要である。
すなわち、この加圧現像法では、例えば図２に示すよう
に、トナーを供給するためのトナー塗布用ローラ５と静
電潜像を保持した画像形成体（感光体）６との間に、ト
ナー担持体（現像ローラ）１が配設され、これらトナー
担持体１、画像形成体６及びトナー塗布用ローラ５がそ
れぞれ図中矢印方向に回転することにより、トナー７が
トナー塗布用ローラ５によりトナー担持体１の表面に供
給され、このトナーが成層ブレード８により均一な薄膜
に整えられる。そして、この状態でトナー担持体１が画
像形成体６と接触しながら回転することにより、薄層に
形成されたトナーがトナー担持体１から画像形成体６の
潜像に付着して、該潜像が可視化するようになってい
る。図中９は転写部であり、ここで紙等の記録媒体にト
ナー画像を転写するようになっている。また、１０はク
リーニング部であり、そのクリーニングブレード１１に
より転写後に画像形成体６表面に残存するトナーを除去
するようになっている。

【０００３】このような加圧現像法による画像形成装置
においては、トナー担持体１は、画像形成体６に密着し
た状態を保持しながら回転しなければならず、このた
め、図１の概略断面図に示すように、金属等の良導電性
材料からなるシャフト２の外周に、シリコーンゴム，Ｎ
ＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム），Ｅ
ＰＲ（エチレン−プロピレンゴム），ＥＰＤＭ（エチレ
ン−プロピレン−ジエン共重合ゴム），ポリウレタンゴ
ム等の弾性ゴムやフォームなどに導電剤を配合して導電
性を付与した導電性弾性体からなる導電性弾性層３を形
成した構造となっている。さらに、トナー７に対する帯
電性や付着性の制御のために、画像形成体６及び成層ブ
レード８との摩擦力制御のために、あるいは弾性体によ
る画像形成体の汚染防止などのために、樹脂等からなる
被覆層４が導電性弾性層３の表面に設けられている。一
方、紙やＯＨＰ用紙などの紙葉類からなる画像形成体
に、トナー担持体上に担持させたトナーを孔状の制御電
極を介して直線飛翔せしめて、画像を形成させる画像形
成法も提案されている。また、画像形成体（感光体）に
近接して非接触状態に配設されたスリーブ状のトナー担
持体の表面に、薄層に成層した非磁性トナーを担持し、
これを画像形成体上に飛翔させて現像を行い、画像を形
成させる方法も提案されている（特開昭５８−１１６５
５９号公報）。

【０００４】いずれの場合も、トナー担持体上には、ト
ナーに対する帯電性や付着性の制御のために、あるいは
画像形成体，成層ブレード，制御電極等の他の部材との
摩擦力低減などのために、樹脂等からなる被覆層が導電
性弾性層の表面に設けられている。本発明者らは、これ
までに、メラミン樹脂，フェノール樹脂，アルキッド樹
脂，フッ素樹脂，ポリアミド樹脂等の樹脂を被覆層に用
いたトナー担持体を、摩擦や画像を改良しうるトナー担
持体として提案してきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近に
至って、プリンターなどが高速化されたり、微細画像が
要求されたり、あるいはカラー画像化されたりすること
により、画像形成に対する要求が厳しくなり、従来のト
ナー担持体では対応できない種々の問題が顕在化してき
た。すなわち、トナー担持体をプリンターなどに組み込
み、長期間に渡って非使用状態に保った後に画像出しを
行う場合、 １）白地画像において、用紙の進行方向に対し垂直方向
に黒線（黒横線）が入る、 ２）ハーフトーン画像において、「ざらつき」紋様や濃
淡むらが生じる、などの画像不良が発生するという問題
が顕在化してきた。また、トナー担持体を長期間使用す
るに伴い、 ３）トナー帯電量あるいはトナー搬送量が低下する、と
いう現象も発生し、これも大きな問題となっている。本
発明者らは、上記問題について検討を重ねた結果、画像
不良が次のような原因によるものであるという知見を得
た。

【０００６】すなわち、例えば、図２に示すような画像
形成装置においてトナー担持体１を長期間使用した場
合、トナー７、トナー塗布用ローラ５あるいは成層ブレ
ード８との摩擦により、トナー担持体表面の被覆層が摩
耗すること、トナーフィルミングの発生によって、トナ
ー担持体の表面性状が変化するため、トナー帯電量やト
ナー搬送量が変わり、画像不良が発生することである。
従って、画像不良の問題を解決するには表面を形成する
被覆層の耐久性を上げればよいことになる。表面を形成
する被覆層の耐久性を上げるには、これまで、該被覆層
を厚膜化することが試みられてきた。しかしながら、こ
のような厚膜化は、初期の使用条件におけるトナー帯電
量の制御不能による高帯電量化あるいはトナー担持体の
高硬度化によるトナーの損傷やトナーの融着，画像形成
体のキズの発生など、好ましくない事態を招来するおそ
れがある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、画像むらがない高品質の画像が得られるように初期
条件を最適化した上で、長期使用時における画像不良の
発生を防止し、良好な画像が確実に得られるような、帯
電性能と耐久性とが両立したトナー担持体及び及びそれ
を装着した画像形成装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、トナー、トナー塗布用ローラあるい
は成層ブレードとの摩擦に対して、優れた耐久性を発揮
し、長期使用による表面性変化が小さく、しかも画像形
成体の汚染防止、トナー付着防止、トナー帯電量の制
御、抵抗調整、摩擦係数の制御等、被覆層の設計におい
て求められる諸機能を有する構成材料を念頭において鋭
意研究検討を重ねた結果、エポキシ変性シリコーン化合
物とメラミン樹脂の混合物を硬化させてなる樹脂を含有
する材料が、これらの諸要求を満足させうることを見出
した。シリコーン化合物は、その骨格を形成するシロキ
サン結合が、Ｃ−Ｃ単結合と対比してより大きな結合エ
ネルギーを示すこと、約５０％のイオン結合性を有する
ことなどから、結合が安定したものである。また、シロ
キサン結合は、その結合間距離がＣ−Ｃ単結合より長
く、電子密度も低いことから結合の回転が容易であり、
Ｃ−Ｃ鎖と比べてより柔軟な性状を示すものである。以
上のような特性を有することから、シリコーン化合物
は、柔軟性と耐熱・耐候性を両立する材料としての利用
を可能としている。しかしながら、シリコーン化合物
は、密着性に劣ること、レジン状乃至エラストマー状に
すると機械的強度が低下することから、種々有機樹脂と
組み合わせ、変性体として用いられることが多い。この
ような変性シリコーン樹脂で導電性弾性材料からなるロ
ーラの表面を被覆すれば、皮膜を厚膜化することなく耐
久性の良好なローラを実現できると考え、鋭意検討の結
果、ある種の変性シリコーン樹脂を用いると、強度と柔
軟性とを兼ね備えた皮膜を生成し得ることを見出した。
しかし、変性シリコーン化合物の加熱乾燥硬化には一般
に１５０〜２００℃の高温を要し、この温度は、ローラ
基材である導電性弾性材料の耐熱限界を超える温度であ
るため、ローラの皮膜として使用することはできなかっ
た。本発明者らが着目したのは、上記変性シリコーン化
合物が変性によって有機樹脂との相溶性が向上している
点であり、変性シリコーン化合物を他の樹脂と混合し、
硬化させることにより、シリコーン化合物が有する可撓
性等の特性を該有機樹脂に付与し、耐久性が得られるも
のと推定した。そこで更に詳細な検討を行った結果、エ
ポキシ変性シリコーン化合物とメラミン樹脂を組み合わ
せることにより、表面特性、耐久性、タック性等に優れ
た被覆層を、ローラ基材である導電性弾性材料の熱的耐
久性の範囲内である中低温領域で生成しうることを見出
した。一方、本発明で硬化剤として用いられるメラミン
樹脂は、その構造が電子供与性能に有利な形態を取って
おり、優れた電子放出能を発現する。このため、メラミ
ン樹脂をエポキシ変性シリコーン化合物の硬化に用いこ
とによって、トナーを電子供与により帯電させるのに有
利に働くことも上記「トナー帯電量制御不能による高帯
電量化」という問題解決に有利に働くものと推定され、
これにより、エポキシ変性シリコーン化合物のもつ優れ
た物性とメラミン樹脂のもつ優れたトナー帯電性の両者
を併有するトナー担持体被覆層用樹脂が得られることを
見出した。

【０００９】本発明は、かかる知見に基づいて完成した
ものである。すなわち、本発明は、表面にトナーを担持
してその薄膜を形成し、この状態で画像形成体に接触又
は近接して、該画像形成体表面に該トナーを供給するこ
とにより、画像形成体表面に可視画像を形成させるトナ
ー担持体において、トナー担持体が、導電性弾性層の表
面に、エポキシ変性シリコーン化合物とメラミン樹脂と
の混合物を硬化させてなる樹脂を含有する材料からなる
被覆層を有するものであることを特徴とするトナー担持
体を提供するものである。また本発明は、トナー担持体
が装着されてなり、かつトナー担持体の表面にトナーを
担持してその薄膜を形成し、このトナー担持体を画像形
成体に接触又は近接させて、該画像形成体表面にトナー
を供給することにより、画像形成体表面に可視画像を形
成させる画像形成装置において、該トナー担持体とし
て、上記本発明のトナー担持体を用いたことを特徴とす
る画像形成装置をも提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のトナー担持体は、図１に
示すように、良導電性シャフト２の外周に導電性弾性層
３が形成され、導電性弾性層３の表面に被覆層４を形成
したものである。シャフト２としては、良好な導電性を
有するものであればいずれのものも使用し得るが、通常
は、金属製の中実体からなる芯金や内部を中空にくりぬ
いた金属製円筒体等の金属製シャフトが用いられる。上
記導電性弾性層３には、適当なゴム材料に導電剤を添加
して導電性を付与した弾性材料が用いられる。ここで、
ゴム材料としては、特に制限はなく、例えばニトリルゴ
ム，エチレンプロピレンゴム，エチレンプロピレンジエ
ンゴム，スチレンブタジエンゴム，ブタジエンゴム，イ
ソプレンゴム，天然ゴム，シリコーンゴム，ウレタンゴ
ム，アクリルゴム，クロロプレンゴム，ブチルゴム，エ
ピクロルヒドリンゴム等が挙げられ、これらは一種用い
てもよく、二種以上を組み合わせて用いることができる
が、これらの中で、特にブタジエンゴム，エチレンプロ
ピレンゴム，エチレンプロピレンジエンゴム及びウレタ
ンゴムから選ばれる一種又は二種以上の混合物が好まし
い。

【００１１】一方、これらのゴム材料に添加される導電
剤は、イオン導電剤と電子導電剤とがあり、前者のイオ
ン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム，テ
トラブチルアンモニウム，ラウリルトリメチルアンモニ
ウム等のドデシルトリメチルアンモニウム，ヘキサデシ
ルトリメチルアンモニウム，ステアリルトリメチルアン
ミニウム等のオクタデシルトリメチルアンモニウム，ベ
ンジルトリメチルアンモニウム，変性脂肪族ジメチルエ
チルアンモニウム等の過塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，
臭素酸塩，ヨウ素酸塩，ホウフッ化水素酸塩，硫酸塩，
アルキル硫酸塩，カルボン酸塩，スルホン酸塩などのア
ンモニウム塩；リチウム，ナトリウム，カルシウム，マ
グネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過
塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素酸塩，ヨウ素酸塩，
ホウフッ化水素酸塩，トリフルオロメチル硫酸塩，スル
ホン酸塩などが挙げられる。また、電子導電剤の例とし
ては、ケッチェンブラック，アセチレンブラック等の導
電性カーボンブラック；ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，Ｆ
ＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボン
ブラック；酸化処理を施したインク用カーボンブラッ
ク，熱分解カーボンブラック，グラファイト；酸化ス
ズ，酸化チタン，酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッ
ケル，銅等の金属などの粉末が挙げられる。

【００１２】これらの導電剤は一種用いてもよく、二種
以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は
特に制限されるものではないが、イオン導電剤の場合、
上記ゴム材料１００重量部に対して、0.０１〜５重量
部、好ましくは0.０５〜２重量部の範囲とすることがで
き、電子導電剤の場合、１〜５０重量部、好ましくは５
〜４０重量部の範囲とすることができる。この導電剤添
加量の調整により、導電性弾性層の固有抵抗値を、１０
³ 〜１０ ¹⁰Ω・ｃｍ、特に１０⁴ 〜１０⁸ Ω・ｃｍの範
囲に調整するのが好ましい。なお、この導電性弾性層に
は、上記導電剤以外に必要に応じ、従来公知の充填剤，
架橋剤など、その他のゴム用添加剤を適宜添加すること
ができる。この導電性弾性層の硬度は、ＪＩＳ−Ａで６
０°以下、特に２５〜５５°の範囲とすることが好まし
い。この硬度が６０°を超えるとトナー担持体が硬くな
り、感光体等との接触面積が小さくなって、良好な画像
形成が行えなくなるおそれがある上、トナーに損傷を与
えて画像形成体や成層ブレードへのトナー固着などが発
生して、画像不良が生じる原因となる。逆に低硬度にな
りすぎると、画像形成体や成層ブレードとの摩擦が大き
くなり、ジッター等の画像不良が発生するおそれがあ
る。

【００１３】導電性弾性層は、画像形成体や成層ブレー
ドなどと当接して使用されることから、圧縮永久歪みが
小さいことが好ましく、具体的には２０％以下、特に１
０％以下が好ましい。特にポリウレタンゴムは、この圧
縮永久歪みを小さく設計できるので、特に好ましい。ま
た、この導電性弾性層の表面粗さは、ＪＩＳ１０点平均
粗さで、１５μｍＲｚ以下、特に３〜１０μｍＲｚとす
ることが好ましい。この平均粗さが１５μｍＲｚを超え
るとトナー担持体の表面を形成する被覆層を厚く形成す
る必要があり、その結果、トナー担持体表面が硬くな
り、トナーに損傷を与えて画像形成体や成層ブレードへ
のトナー固着などが発生して、画像不良となるので好ま
しくない。また、Ｒｚが小さすぎると該被覆層を形成し
たときに、トナー担持体の表面のＲｚが小さくなりす
ぎ、トナー担持量が少なくなり画像濃度が低下するおそ
れが生じる。なお、この表面粗さは、表面粗さ計「サー
フコム５９０Ａ」（東京精密社製）を用いて、円周方向
に測定長さ2.４ｍｍ、測定速さ0.３ｍｍ／秒、カットオ
フ波長0.８ｍｍでローラのシャフト方向及び円周方向で
偏りがないように３００箇所以上測定して求めた値であ
る（以下においても同様）。

【００１４】本発明のトナー担持体においては、トナー
に対する帯電性や付着性の制御のために、画像形成体や
成層ブレードなどとの摩擦力低減のために、あるいは、
弾性体による画像形成体の汚染防止などのために、上記
導電性弾性層の表面に樹脂等からなる被覆層が設けられ
ている。この被覆層は、エポキシ変性シリコーン化合物
とメラミン樹脂との混合物を硬化させてなる樹脂を含有
する材料で形成される。エポキシ変性シリコーン化合物
としては、グリシジル，脂環式エポキシ，ビスフェノー
ル型エポキシ，フェノールノボラック型エポキシ等の構
造を一種以上含むエポキシ樹脂でシリコーン化合物を変
性して得られるものであればどのようなものでも使用す
ることができ、主として主鎖変性型シリコーン化合物と
側鎖変性型シリコーン化合物とに大別される。主鎖変性
型シリコーン化合物の例として東レダウコーニング社製
のＢＹ１６−８５５Ｄが挙げられ、側鎖変性型シリコー
ン化合物の例として東レダウコーニング社製のＳＦ８４
１１が挙げられる。また、硬化特性により大別すると、
常温硬化型のものと加熱乾燥型のものとがあるが、加熱
乾燥型のものは混合溶液の常温ゲル化のおそれがなく、
実際に使用する場合、ポットライフの面から有利である
と考えられる。常温硬化型の例として信越化学工業社製
のＥＳ１００２Ｔが挙げられ、加熱乾燥型の例として信
越化学工業社製のＥＳ１００４が挙げられる。本発明者
らの検討によると、加熱乾燥型の例として挙げたエポキ
シ変性シリコーン化合物を含有する材料で被覆層を構成
した場合、トナー帯電性が良く、特に好ましい結果をも
たらす。該エポキシ変性シリコーン化合物の構造として
は多種多様なものがあるが、一例として下記式

【００１５】

【化１】

【００１６】（式中、Ｒ¹ は任意の炭素数を有するアル
キレン基を示し、Ｒ² 〜Ｒ⁴ は任意の炭素数を有するア
ルキル基又はフェニル基を示し、これらは互いに同一で
あっても異なっていてもよい。ｎ及びｍは単位構造の構
成比率を示す。）で表されるアルキッド変性シリコーン
化合物が挙げられる。上記式において、アルキレン基と
しては炭素数１〜６０のものが好ましく、特に１〜３０
のものが好ましい。また、アルキル基としては炭素数１
〜６０のものが好ましく、特に１〜３０のものが好まし
い。これらのエポキシ変性シリコーン化合物は一種用い
てもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

【００１７】一方、メラミン樹脂としては、例えばトリ
メチロールメラミン樹脂，ヘキサメトキシメチルメラミ
ン樹脂，ｎ−ブチルエーテルメラミン樹脂，イソブチル
エーテルメラミン樹脂などが挙げられる。これらの中
で、特にトリメチロールメラミン樹脂，ヘキサメトキシ
メチルメラミン樹脂及びイソブチルエーテルメラミン樹
脂が好適である。これらのメラミン樹脂は一種用いても
よく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明に
おいては、上記エポキシ変性シリコーン化合物とメラミ
ン樹脂は、固形分重量比（エポキシ変性シリコーン化合
物：メラミン樹脂）が、好ましくは２０：８０〜９８：
２、より好ましくは３０：７０〜９５：５、特に好まし
くは４０：６０〜７０：３０の範囲になるような割合で
用いるのが有利である。本発明に係る被覆層は、溶剤に
対する不溶率が７０重量％以上のものが好ましく、この
不溶率が７０重量％未満では、長期間の放置により、画
像形成体や成層ブレードなど、トナー担持体と接触して
いる部材の圧接痕ができ、その結果、画像に黒横線など
の不具合が生じるおそれがある。特に、溶剤不溶率が８
０重量％以上のものが好適である。

【００１８】本発明に係る被覆層は、上記硬化樹脂を主
成分とするものであるが、その他に、トナーへの帯電能
のさらなる向上、他の部材との摩擦力低減や導電性付与
等の目的で、荷電制御剤，滑材，導電剤、その他の樹脂
等の種々の添加剤を含有させることができる。本発明の
トナー担持体においては、このような被覆層の抵抗を、
導電性弾性層の抵抗より高くすることが、トナー担持体
の抵抗を調整する上で好ましく、この被覆層の好ましい
固有抵抗値は１０⁹ 〜１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲であり、特
に１０ ¹⁰〜１０¹³Ω・ｃｍの範囲が好ましい。また、ト
ナー担持体の抵抗としては１０ ⁵ 〜１０¹²Ωが好まし
く、１０⁷ 〜１０¹⁰Ωが特に好ましい。また、被覆層を
形成したトナー担持体の表面粗さは、ＪＩＳ１０点平均
粗さで、１０μｍＲｚ以下、特に１〜８μｍＲｚとする
ことが好ましい。この平均粗さが１０μｍＲｚを超える
と、トナーの帯電量が小さくなったり逆帯電トナーが生
じて、画像かぶりを生じるので好ましくない。また、Ｒ
ｚが小さすぎるとトナー担持量が少なくなり、画像濃度
が低下するおそれが生じる。本発明のトナー担持体にお
ける被覆層の形成方法については特に制限はないが、エ
ポキシ変性シリコーン化合物及びメラミン樹脂、必要に
応じて各種添加剤を溶解又は分散させてなる塗工液をデ
ィッピング法，ロールコーター法，ドクターブレード
法，スプレー法などにより、導電性弾性層上に塗布した
のち、常温あるいは５０〜１７０℃程度の温度で乾燥
し、架橋硬化させて形成する。

【００１９】この被覆層の厚さは、３〜５０μｍ程度と
することができるが、特に５〜３０μｍの範囲が好まし
い。この被覆層の厚さが薄すぎると局所的な放電が起こ
り、画像に白横線が発生しやすくなる。また、厚すぎる
とトナー担持体が硬くなり、トナーに損傷を与えて画像
形成体や成層ブレードへのトナー固着などが発生して画
像不良の原因となる。前記塗工液の調製に用いられる溶
媒としては、例えばメタノール，エタノール，イソプロ
パノール，ブタノール等のアルコール系溶媒、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
系溶媒、トルエン，キシレン等の芳香族炭化水素系溶
媒、ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサ
ン等の脂環式炭化水素系溶媒、酢酸エチル等のエステル
系溶媒、イソプロピルエーテル，テトラヒドロフラン等
のエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド等のアミド系
溶媒、クロロホルム，シクロロエタン等のハロゲン化炭
化水素系溶媒等、及びこれらの混合溶媒などが挙げられ
る。本発明においては、ケトン系溶媒及びケトン系溶媒
と芳香族系炭化水素との混合溶媒が特に好ましく用いら
れる。

【００２０】本発明のトナー担持体は、電子写真装置に
おける現像装置などの画像形成装置に現像ローラ等とし
て組み込まれて用いられるものであり、例えば、図２に
示したように、トナーを供給するためのトナー塗布用ロ
ーラ５と静電潜像を保持した感光ドラム（画像形成体）
６との間に、本発明のトナー担持体を現像ローラ１とし
て配置し、トナー塗布用ローラ５によりトナー７を担持
し、これを成層ブレード８により均一な薄層に整え、さ
らにこの薄層からトナーを感光ドラム（画像形成体）６
に供給し、感光ドラム（画像形成体）６の静電潜像にト
ナーを付着させて潜像を可視化するものである。図２に
示した画像形成装置の詳細については、上述の従来技術
において説明したので省略する。なお、本発明のトナー
担持体を装着する画像形成装置は、図２に示したものに
限定されず、表面にトナーを担持して該トナーの薄層を
形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該
画像形成体表面にトナーを供給することにより、画像形
成体表面に可視画像を形成するものであればいずれのも
のでもよい。例えば、紙やＯＨＰ用紙等の紙葉類を画像
形成体とし、ごれらにトナー担持体上に担持させたトナ
ーを制御電極に形成した孔を通して直接飛翔せしめ、紙
やＯＨＰ用紙に直接画像を形成させるものであってもよ
い。

【００２１】また、本発明のトナー担持体に担持させる
トナーとしては、非磁性の一成分現像剤が好適に用いら
れるが、磁性タイプの一成分現像剤を用いることもで
き、例えば磁性一成分現像剤を用いて白黒画像印字を行
う場合にも、本発明のトナー担持体及び画像形成装置を
好適に用いることができる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳しく
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。なお、実施例及び比較例で得られ
たローラ（トナー担持体）について、下記の要領で特性
試験を行った。 （１）被覆層の層厚 被試験ローラの垂直切断面を走査型電子顕微鏡により観
察して測定した。 （２）被覆層の溶剤不溶率 被試験ローラとは別に、ガラス板を用意して、各ローラ
の被覆層形成に用いた塗工液をガラス板に塗布し、各ロ
ーラの作製と同一の条件で塗膜を加熱し、硬化させて塗
膜試料を作製した。このガラス板を、塗工液の調製に用
いたものと同様の溶媒中に常温で２４時間浸漬した後、
乾燥させて、浸漬前後の塗膜の重量を測定し、下記の式
により溶剤不溶率を算出し、ローラの被覆層の溶剤不溶
率とし、この被覆層の溶剤不溶率が７０重量％以上かど
うかを確認した。 溶剤不溶率＝〔（溶剤に浸漬、乾燥後の塗膜重量）／
（溶剤に浸漬前の塗膜重量）〕×１００（重量％）

【００２３】（３）屈曲試験 被試験ローラとは別に、ポリプロピレン製トレーを用意
して、各ローラの被覆層形成に用いた塗工液をこのトレ
ー中に広げ、該塗工液の溶媒を揮発させた後、各ローラ
の作製と同一の条件で加熱乾燥させ、硬化させて塗膜試
料を作製した。塗工液の使用量は、最終的に膜厚１５μ
ｍ程度の試料が得られるように適宜調節した。得られた
塗膜をトレーから丁寧に引き剥がし、３０ｍｍ×３０ｍ
ｍの大きさに切り出して試験片とした。この試験片の対
角が重なるように屈曲させ、膨らんだ試験片の中央部を
折り目が付く程度にまで潰していく、という作業を折り
目が十分に塑性変形するまで繰り返し、この間に試験片
に折り目が生じるかどうかを確認した。 （４）表面粗さ（Ｒｚ） 被試験ローラについて、表面粗さ計サーフコム５９０Ａ
（東京精密社製）を用い、軸方向に対して直行した向き
（円周方向）に測定長さ2.４ｍｍ、測定速さ0.３ｍｍ／
ｓｅｃ．、カットオフ波長0.８ｍｍで、ローラのシャフ
ト方向及び円周方向で偏りがないように、３００箇所以
上測定した値を平均してＪＩＳ１０点平均粗さを求め
た。

【００２４】（５）ローラの抵抗 被試験ローラの両端に各５００ｇの荷重をかけて銅板上
に押し付け、抵抗率計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社
製）を用い、１００Ｖの電圧を印加して抵抗値を測定し
た。 （６）トナー帯電量 被試験ローラを現像ローラとして、図２に示した現像ユ
ニット部に装着し、現像ローラを５０ｍｍ／秒の周速で
回転させ、この現像ローラ表面にトナー薄層を形成し、
このトナー薄層を吸引してファラディゲージ内に導入
し、電荷量を測定した。これと同時に、吸引されたトナ
ー量も測定し、単位重量当たりのトナー帯電量〔ｑ／ｍ
（μＣ／ｇ）〕を求めた。 （７）画像評価 被試験ローラを現像ローラとして図２に示した現像ユニ
ットに組み込み、現像バイアス−４００Ｖ、ブレードバ
イアス６００Ｖとし、平均粒径７μｍの負帯電非磁性一
成分トナーを用い、線速６０ｍｍ／秒の周速で回転させ
ながら反転現像で画像出しを行い、白地画像、ハーフト
ーン画像及び黒地画像における画像評価を行った。初期
画像として１０枚目、耐久画像として１万枚目の印刷画
像の前後の計５枚について評価し、評価結果とした。

【００２５】実施例１ グリセリンにプロピレンオキシドとエチレンオキシドを
付加し、分子量５０００としたポリエーテルポリオール
（ＯＨ価：３３ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００重量部に１，４
−ブタンジオール1.０重量部、ニッケルアセチルアセト
ネート0.５重量部、ジブチルチンジラウレート0.０１重
量部及びアセチレンブラック2.０重量部を添加し、混合
機を用いて混合してポリオール組成物を調製した。この
ポリオール組成物を減圧下に攪拌して脱泡した後、ウレ
タン変性ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）
を１7.５重量部加えて２分間攪拌し、これを、金属シャ
フトを配置し予め１１０℃に加熱した金型に注型し、１
１０℃で２時間硬化させて金属シャフトの外周に導電性
弾性層を形成してローラを得た。得られたローラの表面
を研磨して、表面をＪＩＳ１０点平均粗さ１0.５μｍＲ
z に調整した。なお、この表面粗さは、上述したよう
に、表面粗さ計「サーフコム５９０Ａ」（東京精密社
製）を用いて測定した（以下の例においても同様）。

【００２６】次に、エポキシ変性シリコーン化合物とし
てシリコーンエポキシワニスＥＳ１００４（信越化学工
業社製，固形分率５０重量％）、メラミン樹脂としてス
ーパーベッカミンＬ−１４５−６０（大日本インキ化学
工業社製、固形分率６０重量％）を用い、溶媒としてメ
チルエチルケトンとトルエンを重量比９／１で混合した
ものに、上記化合物を固形分重量比５０／５０となるよ
うに混合し、導電剤として予め溶媒に分散させたカーボ
ンブラック＃２２０（御國色素社製，固形分濃度４０重
量％）を、上記混合物の固形分１００重量部に対して固
形分で３０重量部となるように添加し、分散させて全体
固形分濃度２５重量％の塗工液を調製した。当該塗工液
中に、上記導電性弾性ローラを浸漬して引き上げ、これ
を１１０℃にて４時間加熱し、硬化した被覆層を有する
図１と同様のローラ状トナー担持体を得た。このトナー
担持体の特性を第１表に示す。 実施例２ 実施例１における被覆層の形成において、エポキシ変性
シリコーン化合物とメラミン樹脂とを固形分重量比９０
／１０となるように混合した以外は、実施例１と同様に
してローラ状トナー担持体を作製した。このトナー担持
体の特性を第１表に示す。

【００２７】比較例１ 実施例１における被覆層の形成において、エポキシ変性
シリコーン化合物とメラミン樹脂とを固形分重量比１０
０／０、すなわちエポキシ変性シリコーン化合物のみを
用いた以外は、実施例１と同様にしてローラ状トナー担
持体を作製した。このトナー担持体の特性を第１表に示
す。 比較例２ 実施例１における被覆層の形成において、エポキシ変性
シリコーン化合物の代わりにオイルフリーアルキッド樹
脂（大日本インキ化学工業社製、商品名：Ｍ６４０２）
を用いた以外は、実施例１と同様にしてローラ状トナー
担持体を作製した。このトナー担持体の特性を第１表に
示す。 比較例３ 実施例１における被覆層の形成において、エポキシ変性
シリコーン化合物及びメラミン樹脂との混合物の変わり
に、ポリエステルポリオール１００重量部にウレタン変
性ＭＤＩを１０重量部加えたものを用いた以外は、実施
例１と同様にしてローラ状トナー担持体を作製した。こ
のトナー担持体の特性を第１表に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】第１表から、実施例のトナー担持体は、良
好なトナー帯電性を示し、被覆層において屈曲による亀
裂が発生することのない柔軟性を有し、かつ良好に耐久
画像を再現しうるものであることが確認できた。

【００３０】

【発明の効果】本発明のトナー担持体は、メラミン樹脂
により硬化させたエポキシ変性シリコーン化合物を用い
て、導電性弾性層の表面に設けられる被覆層を構成する
ことにより、長期間連続使用しても、該被覆層に割れや
削れが生じることがなく、各種画像不良の発生を防止す
ることができ、良好な画像を長期に渡って再現すること
ができるものであって、各種画像形成装置のトナー担持
体として好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のトナー担持体の一例を示す概略断面
図である。

【図２】 本発明の画像形成装置の一例を示す概略断面
図である。

【符号の説明】

１：トナー担持体（現像ローラ） ２：シャフト ３：導電性弾性層 ４：被覆層 ５：トナー塗布用ローラ ６：画像形成体（感光体） ７：トナー ８：成層ブレード ９：転写部 10：クリーニング部 11：クリーニングブレード

フロントページの続き (72)発明者 川越 隆博 埼玉県所沢市青葉台1302−57 Ｆターム(参考） 2H077 AC04 AD02 AD06 AD13 AD22 FA13 FA21 FA25 GA03

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にトナーを担持してその薄膜を形成
   し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該画像
   形成体表面に該トナーを供給することにより、画像形成
   体表面に可視画像を形成させるトナー担持体において、
   トナー担持体が、導電性弾性層の表面に、エポキシ変性
   シリコーン化合物とメラミン樹脂との混合物を硬化させ
   てなる樹脂を含有する材料からなる被覆層を有するもの
   であることを特徴とするトナー担持体。
2. 【請求項２】 エポキシ変性シリコーン化合物とメラミ
   ン樹脂との混合割合（エポキシ変性シリコーン化合物：
   メラミン樹脂）が、固形分重量比２０：８０〜９８：２
   である請求項１記載のトナー担持体。
3. 【請求項３】 エポキシ変性シリコーン化合物が、グリ
   シジル，脂環式エポキシ，ビスフェノール型エポキシ及
   びフェノールノボラック型エポキシの中から選ばれた少
   なくとも一種の構造を含むエポキシ樹脂でシリコーン化
   合物を変性したものである請求項１又は２記載のトナー
   担持体。
4. 【請求項４】 メラミン樹脂が、トリメチロールメラミ
   ン樹脂，ヘキサメトキシメチルメラミン樹脂，ｎ−ブチ
   ルエーテルメラミン樹脂及びイソブチルエーテルメラミ
   ン樹脂の中から選ばれた少なくとも一種である請求項１
   〜３のいずれかに記載のトナー担持体。
5. 【請求項５】 導電性弾性層を構成するゴム弾性体が、
   ブタジエンゴム，エチレンプロピレンゴム，エチレンプ
   ロピレンジエンゴム及びウレタンゴムの中かれ選ばれた
   少なくとも一種である請求項１〜４のいずれかに記載の
   トナー担持体。
6. 【請求項６】 導電性弾性層の固有抵抗値が１０³ 〜１
   ０¹⁰Ω・ｃｍ、硬度がＪＩＳ−Ａで６０゜以下、圧縮永
   久歪が２０％以下及び表面粗さがＪＩＳ１０点平均粗さ
   で１５μｍＲｚ以下である請求項１〜５のいずれかに記
   載のトナー担持体。
7. 【請求項７】 被覆層の厚さが、３〜５０μｍである請
   求項１〜６のいずれかに記載のトナー担持体。
8. 【請求項８】 被覆層の溶剤に対する不溶率が、７０重
   量％以上である請求項１〜７のいずれかに記載のトナー
   担持体。
9. 【請求項９】 被覆層の固有抵抗値が、１０⁹ 〜１０¹⁵
   Ω・ｃｍである請求項１〜８のいずれかに記載のトナー
   担持体。
10. 【請求項１０】 トナー担持体の抵抗が１０⁵ 〜１０¹²
    Ω及び表面粗さがＪＩＳ１０点平均粗さで１０μｍＲｚ
    以下である請求項１〜９のいずれかに記載のトナー担持
    体。
11. 【請求項１１】 トナー担持体が装着されてなり、かつ
    トナー担持体の表面にトナーを担持してその薄膜を形成
    し、このトナー担持体を画像形成体に接触又は近接させ
    て、該画像形成体表面にトナーを供給することにより、
    画像形成体表面に可視画像を形成させる画像形成装置に
    おいて、上記トナー担持体として、請求項１〜１０のい
    ずれかに記載のトナー担持体を用いたことを特徴とする
    画像形成装置。