JP2002357950A

JP2002357950A - トナー担持体及びそれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JP2002357950A
Application number: JP2001208773A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Takagi; 光治高木; Norio Nihei; 則夫二瓶; Kazuya Murata; 和也村田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2002-12-13

Abstract

(57)【要約】【課題】トナーの劣化を防止して高速、連続印刷にお
いても、画像むらがなく長期安定的に高品質の画像を与
えることのできるトナー担持体、及びそれを用いた画像
形成装置を提供すること。【解決手段】表面にトナーを担持して該トナーの薄膜
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トナーを供給することにより可視画
像を形成するトナー担持体において、該担持体表面のユ
ニバーサル硬度を測定するに際し、一定荷重印加速度１
００／６０〔ｍＮ／ｍｍ²／sec 〕の測定条件での該表
面より５μｍ以内におけるユニバーサル硬度が３Ｎ／ｍ
ｍ²以下であるトナー担持体、及びそれを装着してなる
画像形成装置。

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
それを用いた画像形成装置に関する。さらに詳しくは、
本発明は、複写機やプリンターなど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
トナーを供給して画像形成体表面に可視画像を形成する
ためのトナー担持体であって、高速、連続印刷において
も、画像むらがなく長期安定的に高品質の画像を与える
ことのできるトナー担持体、及びそれを用いた画像形成
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機，プリンター等の電子写真
方式の画像形成方法において、静電潜像を保持した感光
体等の画像形成体に一成分系トナーを供給し、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、
同第３７３１１４６号各明細書）。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（感光体等）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
のであり、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必要がある。

【０００３】すなわち、上記加圧現像法においては、例
えば、添付図２に示されるように、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（感光体等）６との間に、トナー担持体（現像ロー
ラ）１が配設され、該トナー担持体（現像ローラ）１、
画像形成体（感光体等）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（現像ロー
ラ）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た状態でトナー担持体（現
像ローラ）１が画像形成体（感光体等）６と接触しなが
ら回転することにより、薄膜に形成されたトナーがトナ
ー担持体（現像ローラ）１から画像形成体（感光体等）
６の潜像に付着して、該潜像が可視化するように構成さ
れている。また、図中９は転写部であり、ここで紙など
の記録媒体にトナー画像を転写し、さらに転写後には、
画像形成体（感光体等）６表面に残存するトナーは、ク
リーニング部１０に装備されたクリーニングブレード１
１により、除去するようになっている。

【０００４】このような加圧現像方式による画像形成装
置においては、トナー担持体１は画像形成体６に密着し
た状態を保持しつつ回転しなければならず、このため、
例えば、添付図１の概略断面図に示されるように、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、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプ
ロピレンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ、ポリウレタンゴム等
の弾性ゴムやフォーム等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。更に、トナーに対する帯電性や付着
性の制御のため、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、あるいは弾性体による画像形成体の
汚染防止等のため、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。

【０００５】一方、紙やＯＨＰ用紙等の紙葉類からなる
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接飛翔せしめて画像を形成する
画像形成方法も提案されている。また、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
感光体上に飛翔させて現像を行い、画像を形成する方法
も提案されている（特開昭５８−１１６５５９号公
報）。上記２つの方法において、いずれもトナー担持体
上に、トナーに対する帯電性や付着性の制御のため、あ
るいは感光体、成層ブレード、制御電極等の他の部材と
の摩擦力低減等のために、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。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各樹脂を被覆層に
使用するトナー担持体が、摩擦や画像特性を改良しうる
ことを提案してきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
プリンター等の高速化、要求される画像微細性の向上、
あるいはカラー画像化等により、画像形成性に対する要
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。特に、画質の均一性は一
層要求が高度になり、また、トナー担持体を画像形成装
置に組み込んで長期間使用して印刷枚数が増加した場合
に、白画像のカブリ、またハーフトーン画像のザラツ
キ、あるいは黒画像の濃淡ムラ等の画像不良が発生する
という問題があった。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、一層の高品質画像が得られ、長期的に使用して
も、白画像のカブリやハーフトーン画像のザラツキある
いは黒画像の濃淡ムラ等の画像不良が発生することのな
い耐久性に優れたトナー担持体、及び該トナー担持体を
用い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、上記課題
について鋭意検討を重ねる過程において、以下の三点を
確認した。（１）長期的に安定した高品質の画像を得るためには、
長期的な運転条件においてもトナーの性状が変化しない
ことが不可欠であること。（２）トナーは現像槽中で常に攪拌されストレスが与え
られており、特にトナー担持体と層規制ブレード、トナ
ー担持体とトナー供給部材との間でのトナーストレスは
最も大きく、連続的に運転した場合に、その部分でトナ
ーの劣化が促進されていること。（３）トナーに強いストレスが加わった場合、トナー粒
子の変形、割れ、外添剤の剥離などが起こり、所定の帯
電量が得られなくなることによって、全体の帯電量分布
が不均一なものとなり、白画像のカブリやハーフトーン
画像のザラツキあるいは黒画像の濃淡ムラ等の画像不良
が発生すること。特に、上記（２）のトナーの劣化は、
トナー担持体のごく表面近傍における硬度が高い場合
に、著しく促進されることが、本発明者らの研究過程で
明らかになった。

【０００９】ところで、従来、トナー担持体の硬度につ
いては、アスカーＣやＪＩＳＡに代表されるように、
１ｋｇ程度の比較的大きい一定荷重をローラに付与し、
そのときの変形度合いをもって評価するのが一般であっ
た。しかしながら、本発明者らの研究によれば、トナー
がトナー担持体上で移動する際に起こる変形はごく僅か
であり、トナーが受けるストレスの大きさは、従来のア
スカーＣなどの硬度ではなく、トナー担持体の表面ある
いはそのごく近傍における微小変形時の硬さによって大
きく影響を受けることが明らかになった。そして、この
表面のごく近傍における硬さを表す指標としては、ユニ
バーサル硬度が適しており、その値を一定値以下とする
ことでトナーの劣化を効果的に防止でき、その結果、長
期的に安定した高品質画像を得ることに成功した。

【００１０】本発明は上述したような経緯で成立したも
のである。すなわち、本発明は、表面にトナーを担持し
て該トナーの薄膜を形成し、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トナーを供給する
ことにより可視画像を形成するトナー担持体において、
該担持体表面のユニバーサル硬度を測定するに際し、一
定荷重印加速度１００／６０〔ｍＮ／ｍｍ²／sec〕の
測定条件での該表面より５μｍ以内におけるユニバーサ
ル硬度が３Ｎ／ｍｍ ²以下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、及び表面にトナーの薄膜を形成してなる該ト
ナー担持体に接触又は近接し該トナー担持体から供給さ
れたトナーによる可視画像をその表面に形成してなる画
像形成体を少なくとも有する画像形成装置において、こ
のトナー担持体として上記トナー担持体を用いることを
特徴とする画像形成装置をも提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、上述のように、トナー
担持体表面のユニバーサル硬度を測定するに際し、一定
荷重印加速度１００／６０〔ｍＮ／ｍｍ²／sec 〕の測
定条件での該表面より５μｍ以内におけるユニバーサル
硬度を最適化することにより、トナーの劣化を防止し
て、長期間にわたって安定した高品質画像を得ることが
可能になったことを主たる特徴とする。

【００１２】上記ユニバーサル硬度とは、圧子を、荷重
をかけながら測定対象物に押し込むことにより求められ
る物性値であり、（試験荷重）／（試験荷重下での圧子
の表面積）として求められ、単位はＮ／ｍｍ²で表され
る。このユニバーサル硬度の測定は、例えば、Ｆｉｓｃ
ｈｅｒ（フィッシャー）社製超微小硬度計Ｈ−１００Ｖ
などの市販の硬度測定装置を用いて行うことができる。
この測定装置では、四角錘あるいは三角錘形状の圧子
を、所定の比較的小さい試験荷重をかけながら被測定物
に押し込み、所定の押し込み深さに達した時点でその押
し込み深さから圧子が接触している表面積を求め、上記
式よりユニバーサル硬度を求めるものである。つまり、
定荷重測定条件で圧子を被測定物に押し込んだ際に、押
し込まれた深さに対するそのときの応力をユニバーサル
硬度として定義するものである。

【００１３】本発明のトナー担持体は、その表面近傍、
即ち表面から５μｍ以内の領域における上述で定義した
測定条件〔即ち、上記ユニバーサル硬度測定における一
定荷重印加速度１００／６０〔ｍＮ／ｍｍ²／sec 〕）
でのユニバーサル硬度が、３Ｎ／ｍｍ²以下、より好ま
しくは０．１乃至１．５Ｎ／ｍｍ²である。ここでユニ
バーサル硬度が３Ｎ／ｍｍ²を超えるものでは、トナー
の劣化が大きく、長期にわたる安定した高品質画像を得
ることが困難となる。つまり、上記条件で求められるユ
ニバーサル硬度は、トナー担持体の表面から５μｍ以内
の領域における硬度を直接的に評価する指標であり、ト
ナー担持体の物性を判断する上で極めて有効である。

【００１４】本発明のトナー担持体は、その表面の性状
が、上記で定義したユニバーサル硬度の値を満足するも
のであればよく、その構造や形状に制限はないが、通常
は図１に示すように、良導電性シャフト２の外側に導電
性を有する導電性弾性層３、更にその表面に被覆層４を
形成したものである。上記シャフト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う
るが、通常は金属製の中実体からなる芯金や内部を中空
にくりぬいた金属性円筒体等の金属製シャフトが用いら
れる。

【００１５】導電性弾性層３としては、適宜なゴム材料
に導電剤を添加して導電性を付与した弾性体が用いられ
る。ここで使用し得るゴム材料には、特に制限はなく、
ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、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、ＥＰＤＭ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例示され、これらを単独であ
るいは２種以上組み合わせて用いることができる。本発
明においては、これらのうち、エチレン−プロピレンゴ
ム、ブタジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムが
好ましく用いられる。また、これらと他のゴム材料との
混合物もまた好ましく用いられる。特に、本発明におい
ては、ウレタン結合を有するゴムが好ましく用いられ
る。

【００１６】この導電性弾性層に添加される導電剤とし
ては、イオン導電剤及び電子導電剤がある。イオン導電
剤としては、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、ステ
アリルトリメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメ
チルアンモニウム、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、ベンジルトリメ
チルアンモニウム、変性脂肪酸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、エチル硫酸
塩、カルボン酸塩、スルフォン酸塩等のアンモニウム
塩；リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム
等のアルカリ金属あるい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、スルフォン
酸塩等が例示される。

【００１７】また、電子導電剤としては、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；ＳＡ
Ｆ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、Ｆ
Ｔ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化処理を施したインク
用カーボン；熱分解カーボン、グラファイト；酸化錫、
酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケ
ル、銅等の金属等を例示することができる。これらの導
電剤は、単独でもまた２種以上組み合わせて用いること
もできる。また、その配合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はゴム成分１００重量部に
対して0.０１〜5.００重量部、更に0.０５〜2.００重量
部とすることが好ましく、電子導電剤の場合は、ゴム成
分１００重量部に対して1.００〜５0.００重量部、更に
5.００〜４0.００重量部とすることが好ましい。

【００１８】本発明においては、上記のような配合量の
もと、導電性弾性層の体積抵抗率を適宜範囲、例えば１
０³〜１０¹⁰Ω・ｃｍ、好ましくは１０⁴〜１０⁸Ω・
ｃｍとなるように調整する。なお、上記導電性弾性層に
は、上記導電剤以外にも必要に応じ充填剤、架橋剤、そ
の他ゴム用添加剤など種々の添加剤を適宜配合すること
が出来る。上記導電性弾性層は、画像形成体や成層ブレ
ード等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、更に
１０％以下であることが好ましい。ゴム材料としてポリ
ウレタンゴムを用いることは、圧縮永久歪みを小さく設
計できることから好ましい。

【００１９】本発明においては、上記導電性弾性層の表
面粗さは、ＪＩＳ１０点平均粗さで１〜２０μｍＲｚ、
更に1.５〜１８μｍＲｚとすることが好ましい。平均粗
さが２０μｍＲｚを超えると、トナー担持体の被覆層を
厚く形成する必要があるためトナー担持体表面が硬くな
り、その結果、トナー劣化につながり画像不良を引き起
すことがある。一方、平均粗さが１μｍＲｚより小さい
場合は、被覆層を形成したときにトナー担持体の表面の
平均粗さが小さくなりすぎ、トナー担持量が少なくなる
ことから画像濃度が低下する恐れがある。本発明におい
ては、上記表面粗さは、表面粗さ計「サーフコム５９０
Ａ」（東京精密社製）を用いて、軸方向に対して直交し
た向きに測定長さ2.４ｍｍ、測定速さ0.３ｍｍ／ｓｅ
ｃ、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。（以下同様）

【００２０】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、画像形成体及び
成層ブレード等との摩擦力低減のため、あるいは弾性体
による画像形成体の汚染防止のため、上記導電性弾性層
の表面に樹脂等からなる被覆層を設けることが好まし
い。被覆層は、ガラス転移点１０℃以下、特に−５〜０
℃の樹脂を含有する材料で形成することが好ましい。ガ
ラス転移点が１０℃を超える樹脂を用いる場合は、使用
環境温度によって、被覆層の物理的特性が大きく変動
し、トナーの搬送量及び帯電量がばらついてしまう恐れ
があり、また、被覆層が脆くなり導電性弾性層の変形に
追従することができず、被覆層が割れやすくなるなど問
題がある。

【００２１】上記被覆層としては、溶剤（アセトン等の
良溶媒）に対する不溶分が７０重量％以上のものが好ま
しく用いられる。溶剤不溶分が７０重量％を下回ると、
長期放置により画像形成体や成層ブレード等トナー担持
体と接触している他の部材の圧接部に、単分子量分の移
行が生じ、画像に黒横線等の不具合が発生する恐れがあ
る。このような点から、上記溶剤不溶分は８０重量％以
上であることが特に好ましい。

【００２２】本発明において、上記被覆層の形成に用い
ることの出来る樹脂としては、架橋性樹脂等が好ましく
挙げられる。ここで架橋性樹脂とは、熱、触媒、空気
（酸素）、湿気（水）、電子線等により自己架橋する樹
脂あるいは架橋剤や他の架橋性樹脂との反応により架橋
する樹脂をいう。このような架橋性樹脂としては、例え
ば、水酸基、カルボキシル基、酸無水物基、アミノ基、
イミノ基、イソシアネート基、メチロール基、アルコキ
シメチル基、アルデヒド基、メルカプト基、エポキシ
基、不飽和基等の反応基を持つフッ素樹脂、ポリアミド
樹脂、アクリルウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フェノ
ール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール樹
脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、アミノ樹脂、尿
素樹脂、アクリル樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂、
スチレン−ブタジエン樹脂及びこれらの混合物が挙げら
れる。

【００２３】本発明においては、これらの中で、ポリア
ミド樹脂、アクリルウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フ
ェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウ
レタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール
樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリル変性シリ
コーン樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂及びこれらの混
合物が好ましく用いられ、特に、ポリアミド樹脂、アル
キッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコー
ン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリ
ル樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂、スチレン−ブタ
ジエン樹脂あるいはこれらの混合物が、トナーの帯電
能、トナーに対する非汚染性、他の部材との摩擦力低
減、画像形成体に対する非汚染性等の点から好適であ
る。また、これらと他の樹脂との混合物も使用すること
もできる。上記架橋に用いられる触媒としては、例え
ば、過酸化物やアゾ化合物等のラジカル触媒、酸触媒、
塩基性触媒等が挙げられる。また、架橋剤としては、水
酸基、カルボキシル基、酸無水物基、アミノ基、イミノ
基、イソシアネート基、メチロール基、アルコキシメチ
ル基、アルデヒド基、メルカプト基、エポキシ基、不飽
和基等の反応基を１分子中に２個以上有する分子量１０
００以下、好ましくは分子量５００以下の化合物であ
り、例えば、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化
合物、ポリアルデヒド化合物、ポリアミン化合物、ポリ
エポキシ化合物等が挙げられる。

【００２４】本発明における被覆層は、上記樹脂を主成
分とするものであるが、更にトナーへの帯電能の向上、
他の部材との摩擦力低減や導電性の付与等を目的とし
て、荷電制御剤、滑剤、その他の樹脂等種々の添加剤を
配合することができる。本発明の担持体においては、上
記被覆層の少なくとも最外層の体積抵抗率を、導電性弾
性層の体積抵抗率より高い値とすることが、トナー担持
体の抵抗を調整するうえで好ましく、具体的には、該最
外層の体積抵抗率を１０⁷〜１０¹⁶Ω・ｃｍ、更に１０
¹⁰〜１０¹³Ω・ｃｍとすることが好ましい。この体積抵
抗は、上記硬化樹脂中にイオン導電剤や電子導電剤を添
加して調節することができる。これら導電剤の種類とし
ては、上記導電性弾性層中に用いられる導電剤をいずれ
も用いることができる。

【００２５】本発明のトナー担持体の体積抵抗率は１０
⁶〜１０¹²Ω・ｃｍ、更に１０⁷〜１０¹⁰Ω・ｃｍとす
ることが好ましい。また、前記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２０μｍ
Ｒｚ以下、更に１〜２０μｍＲｚ、特に１〜１５μｍＲ
ｚとすることが好ましい。平均粗さが２0.０μｍＲｚ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
ーが生じて画像カブリが生じることがある。平均粗さが
小さすぎると、トナー担持量が少なくなり、画像濃度が
低下する恐れがある。上記被覆層の形成方法については
特に制限はないが、通常は、前述のような被覆層を形成
する樹脂、架橋剤及び必要に応じて各種添加剤を溶解あ
るい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、スプレー法等によ
り導電性弾性層上に塗布した後、常温又は５０〜１７０
℃の高温下で乾燥・硬化させて形成する。

【００２６】上記被覆層の形成に用いる塗工液の調整に
使用される溶媒としては、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
ン等の脂肪族炭化水素系溶媒；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；ジメチルスルフォアミド等のアミド
系溶媒；クロロフォルム、ジクロロエタン等のハロゲン
化炭化水素系溶媒等あるいはこれらの混合溶媒が好まし
く用いられる。上記溶媒は、用いる樹脂の溶解性に応じ
て適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。

【００２７】上記被覆層の厚みは、１〜５０μｍ、特に
２〜３０μｍとすることが好ましい。被覆層の厚みが上
記範囲より薄いと、局所的な放電が起こり、画像に白横
線が発生しやすくなり、上記範囲より厚いと、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等が発生して画像不良となる
ことがある。本発明のトナー担持体は、その硬度につい
ては、その表面近傍の領域における上述で定義した測定
条件でのユニバーサル硬度が所定の範囲にあればよい
が、更に、アスカーＣ型で３５〜８５度、特に３７〜８
０度とすることが好ましい。上記硬度が８５度を超える
とトナー担持体が硬くなり、画像形成体等との接触面積
が小さくなり、良好な画像形成が行えなくなる恐れがあ
るうえ、トナーに損害を与えて画像形成体や成層ブレー
ドへのトナー固着等が発生し画像不良を引き起こすこと
がある。また、３５度より低い硬度では、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
不良が発生することがある。

【００２８】本発明のトナー担持体は、電子写真装置に
おける現像装置等の画像形成装置に、現像ローラ等のト
ナー担持体として用いられるものであり、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感光ドラムなどの画像形成
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、
更にこの薄層からトナーを画像形成体６に供給し、該画
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。なお、本発明のトナー担持体を用い
た画像形成装置としては、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可視画像
を形成するトナー担持体を具備してなる画像形成装置で
あればいかなるものでもよく、例えば、紙やＯＨＰ用紙
等の紙葉類を画像形成体とし、こ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するも
のであってもよい。なお、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。

【００２９】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらによって制約されるも
のではない。実施例１水酸基価３３．０のポリエーテルポリオール（住友バイ
エルウレタン（株）製、ＳＢＵポリオール０６１０）１
００部（重量部、以下同じ）と、主鎖にシロキサン結合
を持つ側鎖アルコール変性シリコーンオイル（東レ・ダ
ウコーニンゴ・シリコーン（株）製、ＳＦ８４２８）１
部、ジブチルチンジラウレート０．０１部、１，４−ブ
タンジオール（（株）東ソー製、１，４−Ｂ. Ｄ. ）１
部、アルキルジフェニルアミン（精工化学（株）製、ス
テアラーＳＴＡＲ）０．５部、及びアセチレンブラック
（電気化学工業（株）製、デンカブラック）３．５部を
混合して３０分間減圧脱泡した後、ウレタン変性ＭＤＩ
（ＮＣＯ：２３．０％）（ＢＡＳＦ・ＩＮＯＡＣポリウ
レタン（株）製、イプラネートＭＰ１０２）１６．５部
を加えて減圧脱泡しながら３分間撹拌して、ウレタン組
成物を得た。次いでこのウレタン組成物を、シャフトを
配置して予め９０℃に加熱した金型に注型し、９０℃で
１６時間硬化させて上記シャフトの外周に導電性弾性体
を形成してローラを得た。

【００３０】次に、ポリオール成分がポリエステル系
（アジピン酸と１，４−ブタンジオールの縮合系）で、
イソシアネートがメチレンビスフェニルジイソシアネー
トからなるポリウレタン（分子量がポリスチレン換算で
Ｍｎ＝８００００、Ｍｗ＝１４００００）をバインダー
として用い、これをメチルエチルケトンとジオキサンと
の混合溶媒で希釈し、樹脂濃度１０重量％の溶液を調製
した。この溶液にカラ−用ＨＦＣカーボン（比表面積：
２６０ｍ²／ｇ、吸油量：４０ｍｌ／１００ｇ）を上記
ポリウレタン１００部に対して１３部添加してレッドデ
ビル法で分散混合し、塗料溶液を調製した。この塗料溶
液を用いて浸漬法により、上記ローラ上に第１樹脂被覆
層を形成し、１００℃で１時間乾燥させた。

【００３１】さらに、レゾール型フェノール樹脂（住友
デュレズ（株）製、ＰＲ５０７８１）を濃度１５重量％
となるようにエタノールに溶解し、ガラスビーズを添加
した後、ペイントシェーカーにて６時間振とうさせて塗
料液を調製した。この塗料液を用いて浸漬法により、第
１樹脂被覆層を形成した上記ローラ上に最外樹脂被覆層
を形成し、１１０℃で４時間加熱乾燥硬化させた。次
に、この第１樹脂被覆層及び最外樹脂被覆層を有するロ
ーラ（トナー担持体）の表面におけるアスカーＣ硬度を
測定した。また、Ｆｉｓｃｈｅｒ社製超微小硬度計Ｈ−
１００Ｖを用い、トナー担持体の表面から所定深さのユ
ニバーサル硬度を下記の条件により測定した。これらの
結果を第１表に示す。測定条件圧子：対面角度１３６°の四角錘型ダイヤモンド圧子最大荷重：１００ｍＮ／ｍｍ² 荷重印加速度：１００／６０〔ｍＮ／ｍｍ²／sec 〕

【００３２】該トナー担持体を現像ローラとして、図２
に示した現像ユニットにおいて、現像バイアス−４００
Ｖ、ブレードバイアス−６００Ｖとし、平均粒径７μｍ
の負帯電性非磁性一成分トナーを用い、線速６０ｍｍ／
ｓｅｃ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、ハーフトーン、黒地画像における画像評価
を実施した。初期画像、耐久画像共に計５枚を各々評価
して傾向をつかんだ。耐久画像として、連続４％印字１
万枚終了後の印刷画像を用いた（印刷条件、評価方法は
以下の例において同じ）。この結果、各画像とも良好な
印刷結果を得ることができた。また、上記トナー担持体
を現像ローラとしてプリンターに組み込んだ状態で、気
温２2.５℃、湿度５０％の環境下で１週間放置し、その
後ハーフトーン画像を印刷したが、画像上に不良らしき
痕跡は発生しなかった。なお、これらの結果を第１表に
示す。

【００３３】実施例２ポリブタジエンゴム６５部とポリイソプレンゴム３５部
とを混合し、この混合ゴムにインクカーボンを１５重量
％となるように添加してよく混合し、減圧脱泡しながら
３分間撹拌して、ゴム組成物を得た。次いでこのゴム組
成物を、シャフトを配置して予め９０℃に加熱した金型
に注型し、９０℃で１時間硬化させて上記シャフトの外
周に導電性弾性体を形成してローラを得た。次に、この
ローラに、上記実施例１と同様にして第１樹脂被覆層及
び最外樹脂被覆層を形成した。さらにこのローラ（トナ
ー担持体）について、実施例１と同様の測定を行った。
結果を第１表に示す。

【００３４】比較例１分子量２５００のポリイソプレンポリオール（ＯＨ価：
４７．１）１００部にアセチレンブラック２．８５部を
配合し、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攪拌して脱泡し
た後、クルードＭＤＩ（粗メタキシレンジイソシアネー
ト）（ＮＣＯ：３１．７％）を１３．３３部加えて２分
間攪拌し、ジブチルチンジラウレート０．００１部を加
え、３分間攪拌した。次いでこれにシャフトを配置し、
予め９０℃に加熱した金型に注型し、９０℃で１２時間
硬化させて金属シャフトの外周に導電性弾性体を形成し
てローラを得た。次いで、メチルエチルケトン中にオイ
ルフリーアルキッド樹脂（大日本インキ工業（株）製、
Ｍ６４０２）及びメラミン樹脂（大日本インキ工業
（株）製、Ｌ１４５）を、樹脂の重量比で７５：２５と
なるように配合し、総樹脂濃度が２５重量％となるよう
に溶解して樹脂溶液を調製した。該樹脂溶液中に、上述
のローラを浸漬して引き上げ、これを１１０℃にて４時
間加熱して、架橋硬化した表面層（塗膜）を有する構造
のローラ（トナー担持体）を得た。このトナー担持体に
ついて、実施例１と同様の測定を行った。結果を第１表
に示す。

【００３５】比較例２ポリブタジエンゴム６５部とポリイソプレンゴム３５部
とを混合し、この混合ゴムにインクカーボンを１５重量
％となるように添加してよく混合し、減圧脱泡しながら
３分間撹拌して、ゴム組成物を得た。次いでこのゴム組
成物を、シャフトを配置して予め９０℃に加熱した金型
に注型し、９０℃で１時間硬化させて上記シャフトの外
周に導電性弾性体を形成してローラ（トナー担持体）を
得た。続いて、このトナー担持体を、比較例１と同じ樹
脂溶液（但し、総樹脂濃度１０重量％）に浸漬し、以下
比較例１と同様の操作で架橋硬化した表面層（塗膜）を
有するローラ（トナー担持体）を得、更に実施例１と同
様の測定を行った。結果を第１表に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】本発明のトナー担持体によれば、トナー
の劣化が抑制できるため、高速で連続印刷を行っても、
画像むらがなく長期安定的に高品質の画像を与えること
のできる。したがって、このトナー担持体を装備した各
種画像形成装置は、高性能かつ耐久性に優れたものとな
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

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にトナーを担持して該トナーの薄膜
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トナーを供給することにより可視画
像を形成するトナー担持体において、該担持体表面のユ
ニバーサル硬度を測定するに際し、一定荷重印加速度１
００／６０〔ｍＮ／ｍｍ²／sec 〕の測定条件での該表
面より５μｍ以内におけるユニバーサル硬度が３Ｎ／ｍ
ｍ²以下であることを特徴とするトナー担持体。
【請求項２】担持体表面より５μｍ以内におけるユニ
バーサル硬度が、０．１乃至１．５Ｎ／ｍｍ²である請
求項１記載のトナー担持体。
【請求項３】弾性層とその表面に設けられた少なくと
も１層の被覆層とからなる請求項１又は２記載のトナー
担持体。
【請求項４】弾性層が、エチレン−プロピレンゴム、
ブタジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムあるい
はこれらと他のゴム材料との混合物を含有する請求項３
記載のトナー担持体。
【請求項５】弾性層が、ウレタン結合を有するゴムを
含有する請求項３又は４記載のトナー担持体。
【請求項６】被覆層の少なくとも最外層が、１０⁷〜
１０¹⁶Ω・ｃｍの体積抵抗率を有する請求項３〜５のい
ずれかに記載のトナー担持体。
【請求項７】被覆層の少なくとも１層が、フッ素樹
脂、ポリアミド樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリル変性シ
リコーン樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、これらの混
合物あるいはこれらと他の樹脂との混合物を含有する請
求項３〜６のいずれかに記載のトナー担持体。
【請求項８】トナー担持体、及び表面にトナーの薄膜
を形成してなる該トナー担持体に接触又は近接し該トナ
ー担持体から供給されたトナーによる可視画像をその表
面に形成してなる画像形成体を少なくとも有する画像形
成装置において、上記トナー担持体として請求項１〜７
のいずれかに記載のトナー担持体を用いることを特徴と
する画像形成装置。