JP2003015401A - 現像ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤の滑り落ちが低減化された表面を備
え、高画質の画像を得ることができる現像ローラを提供
することを課題とする。 【解決手段】 本発明は、現像剤を担持する表面に凹凸
が形成された現像ローラであって、前記表面は、十点表
面粗さＲｚが１．０≦Ｒｚ≦１３．０（μｍ）、最大高
さＲｙが２．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）、算術平均粗
さＲａが０．４≦Ｒａ≦２．５（μｍ）、凹凸の平均差
Ｓｍが１００．０≦Ｓｍ≦４００．０（μｍ）の範囲に
形成されていることを特徴とする現像ローラを提供す
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、複写機、レーザプ
リンタ、ＦＡＸなどの電子写真装置などに使用される現
像ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置の現像部に於いては、静電
潜像保持体（感光体）の周面に接触し、且つ該保持体の
回転中心軸に平行に配置された現像ローラが設けられて
いる。かかる現像ローラは、静電潜像保持体上に形成さ
れた静電潜像に、薄層化された現像剤を供給してこれを
可視像化するために設けられている。そして、従来、こ
のような現像ローラ、特に一成分現像剤を用いる現像ロ
ーラについて、例えば、特開平１−２５２９７９号公報
のものが知られている。

【０００３】この公報には、回転中心軸の周囲に、硬度
が２０〜６０度で且つ電気抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ以下の
耐油性ゴムからなる弾性体層（内層）が設けられると共
に、該弾性体層の周囲にポリウレタンからなる導電層
（表面層）が積層された現像ローラが記載されており、
表面層にポリウレタンを用いることによって耐摩耗性及
び耐久性に優れ、更に、この現像ローラを静電潜像保持
体よりも速く回転させることによって高品位の画像が得
られると開示されている。尚、内層及び表面層の何れも
ポリウレタンを用いた現像ローラも知られている。これ
ら従来の現像ローラは、複数回に亘るデッピング等によ
って表面層が形成され、該表面層によって、内層を十分
に隠蔽すると膜効果が向上し、更に、表面の平滑性が高
められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の現像
ローラ、特に、上述の如き表面層が形成された現像ロー
ラは、表面に担持されるべき現像剤としてのトナーが滑
り落ち、これによって画像濃度が低下したり、或いは、
画像のかぶりを生じることがあり、その結果、高画質の
画像を得ることができないという問題点を有している。
特に、現像剤としてのトナーの粒径が小径化（例えば、
１０μｍ以下）のものが用いられると上記問題点が顕著
に生じる傾向にある。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みて、現像剤の
滑り落ちが低減化された表面を備え、高画質の画像を得
ることができる現像ローラを提供することを課題とする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するための手段として、本発明は、現像剤を担持する表
面に凹凸が形成された現像ローラであって、前記表面
は、十点表面粗さＲｚが１．０≦Ｒｚ≦１３．０（μ
ｍ）、最大高さＲｙが２．０≦Ｒｙ≦１５．０（μ
ｍ）、算術平均粗さＲａが０．４≦Ｒａ≦２．５（μ
ｍ）、凹凸の平均差Ｓｍが１００．０≦Ｓｍ≦４００．
０（μｍ）の範囲に形成されていることを特徴とする現
像ローラを提供する。

【０００７】上記範囲の凹凸が形成された現像ローラ
は、その作用は明らかではないが、現像剤の滑り落ちも
少なく、現像剤を感光体に確実に供給することができ
る。このような凹凸を形成する手段は、下記に示すよう
に各種の手段を採用できるが、前記表面に無機化合物粒
子を含有させる手段により、該粒子を表面に表出させて
凹凸を形成することができる。特に、表面を形成する母
材原料（例えば、下記の如き表面層を備える場合には、
表面層の母材原料）に無機化合物粒子、好ましくは平均
粒子径が０．０５〜６．０μｍの無機化合物粒子を混合
して成形することにより、適度な凹凸を簡便に形成する
ことができる。尚、本発明に於いて、十点表面粗さＲ
ｚ、最大高さＲｙ（Ｒｍａｘ）、算術平均粗さ（中心線
平均粗さ）Ｒａ、凹凸の平均間隔Ｓｍは、それぞれＪＩ
Ｓ Ｂ０６０１−１９９４の規定により測定される値で
ある。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像ローラの
一実施形態について説明する。図１に於いて、１は、現
像装置を示す。この現像装置１には、トナーなどの非磁
性一成分現像剤２が充填された現像槽３と、該トナーを
撹拌する撹拌体（図示せず）と、該トナー２を現像ロー
ラ６へと供給する供給ローラ５と、該供給ローラ５から
搬送されたトナー２が表面に付着する現像ローラ６と、
該現像ローラ６に付着したトナー２の層厚を規制する層
厚規制体７とを備えており、該現像ローラ６は、感光体
８と所定のニップ幅で接触している。かかる現像装置１
は、原稿などの画像が光学装置によって感光体８の表面
に照射されて感光体８が露光されることにより、感光体
８の表面に所定の静電潜像が形成され、層厚規制体７に
て均一な厚みに形成された現像ローラ６表面のトナー２
が、感光体８の表面に付着することにより感光体８の静
電潜像が現像されるようになっている。

【０００９】上記現像ローラ６は、図２にも示すよう
に、金属棒などの高剛性の回転軸６１の周囲に、導電性
及び弾性を有する内層６２が同心状に設けられ、更に、
この内層６２の周囲に、表面に細微な凹凸が形成された
表面層６３が同心状に設けられた構造となっている。回
転軸６１は、剛性が大きく曲り難いものであれば特に限
定されず、例えばステンレス鋼、表面処理鋼などを用い
ることができる。内層６２は、電気抵抗が１０³〜１０
¹⁰Ω・ｃｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度２０〜６０度の変形し易
く、変形回復性に優れた材質が用いられ、前記条件を満
足するものとしては、例えば、ポリウレタン、エチレン
プロピレンジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴ
ム、クロロプレンゴム、シリコンゴムなどの弾性体また
は発泡体に、カーボンブラックなどの導電性付与剤を添
加して電気抵抗を調整したものを用いることができる。
この内層６２の厚みは、５〜１０ｍｍ程度に形成すれば
よい。内層６２の形成は、公知の注型法、プレス法、ト
ランスファー法などによって回転軸６１の周囲に形成す
ることができる。

【００１０】次に、表面層６３は、例えば、ポリウレタ
ン樹脂などの熱可塑性エラストマーなどの合成樹脂材料
が母材として用いられ、その表面は、十点表面粗さＲｚ
が１．０≦Ｒｚ≦１３．０（μｍ）、最大高さＲｙが
２．０≦Ｒｙ≦１５．０（μｍ）、算術平均粗さＲａが
０．４≦Ｒａ≦２．５（μｍ）、凹凸の平均間隔Ｓｍが
１００．０≦Ｓｍ≦４００．０（μｍ）の範囲の凹凸面
に形成されている。

【００１１】表面に上記凹凸を形成する手段は特に限定
されず、例えば、樹脂原料液（母材原料）に粒子を混合
し、これを用いて、表面層６３を成形することにより、
表面に凹凸面を形成したり、或いは、表面にエンボス加
工を施して凹凸を形成したり、或いは、表面に切削加工
を施して凹凸を形成するなど各種の手段を用いることが
できるが、適度な凹凸を簡易に形成することができるこ
とから、樹脂原料液（母材原料）に粒子を混合したもの
を用いる手段が好ましい。

【００１２】該粒子としては、上記関係式の凹凸を形成
するものであれば特に限定されないが、樹脂溶液に溶解
せず且つ樹脂の化学的特性に影響を与えず、更に、自身
変形が少ないことから無機化合物粒子を用いることが好
ましい。無機化合物粒子としては、例えば、酸化チタ
ン、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグ
ネシウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウムなどの粒子
が例示される。また、無機化合物粒子は、その平均粒子
径が、０．０５〜６．０μｍのものが好ましく、前記現
像剤の平均粒子径Ｄの１／３倍〜２／３倍のものがより
好ましい。

【００１３】具体的には、例えば、平均粒径１０μｍの
現像剤２に対して、粒径３．０〜６．０μｍ程度のもの
を、概ね１０〜２０重量％程度樹脂（母材原料）に添加
混合し、これを用いることにより、良好な凹凸面を形成
することができる。尚、表面層６３には、別途、カーボ
ンブラックなどの導電性付与剤が添加される。表面層６
３の形成は、表面に無機化合物粒子が表出する方法であ
れば限定されず、例えば、ディッピング法やスプレー法
などの塗膜形成法が例示される。

【００１４】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
更に詳述する。実施例１ 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）１００重量部と、導電性付与剤として
カーボンブラック５重量部と、硬化触媒（ジブチルチン
ジラウレート）０．００１重量部とを充分混合し、これ
にトリレンジイソシアネートを添加し、さらに撹拌、混
合してポリウレタン形成用液を調製し、この液を、予め
回転軸をセットして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周囲に厚さ１０ｍｍの内層
を形成した。

【００１５】次に、表面層を形成する母材原料として、
ポリエステル系ポリオールである１，４−ブタンジオー
ルアジペートと、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソ
シアネート（ＭＤＩという）とから合成された熱可塑性
ポリウレタン樹脂９０重量部を、テトラハイドロフラン
（ＴＨＦ）９００重量部の溶剤に溶解させたものを用
い、更に、粒径０．１μｍの酸化チタン（ＴｉＯ）を１
０重量部を添加分散させ、ポリウレタン樹脂を主成分と
する浸漬液を調製した。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、厚さ約２０μ
ｍの表面層を形成し、実施例１に係る現像ローラを得
た。

【００１６】実施例２ 実施例１の酸化チタンに代えて、粒径６．０μｍの水酸
化マグネシウムを１０重量部用いた以外は、実施例１と
同様にして、実施例２に係る現像ローラを得た。

【００１７】実施例３ 実施例１の酸化チタンに代えて、粒径３．２μｍの炭酸
カルシウムを１０重量部用いた以外は、実施例１と同様
にして、実施例３に係る現像ローラを得た。

【００１８】比較例１ 実施例１の酸化チタンを添加しない浸漬液を用いた以外
は、実施例１と同様にして、比較例１に係る現像ローラ
を得た。

【００１９】比較例２ 実施例１の酸化チタンに代えて、粒径８．０μｍの炭酸
カルシウムを１０重量部用いた以外は、実施例１と同様
にして、比較例２に係る現像ローラを得た。

【００２０】比較例３ 実施例１の酸化チタンに代えて、粒径０．０２μｍの水
酸化マグネシウムを１０重量部用いた以外は、実施例１
と同様にして、比較例３に係る現像ローラを得た。

【００２１】表面粗さ 実施例及び比較例の各現像ローラの表面層の粗さについ
て、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４にそれぞれ規定され
る１０点平均粗さＲｚ、最大高さＲｙ（Ｒｍａｘ）、算
術平均粗さ（中心線平均粗さ）Ｒａ、凹凸の平均間隔Ｓ
ｍに準じて測定したところ、表１及び表２に示すような
結果となった。尚、測定機器は、Ｒｚ、Ｒｙ、Ｒａ、Ｓ
ｍについて、三豊社製表面粗さ計（ＳＵＲＦ ＴＥＳＴ
ＳＶ４００）を用いた。

【００２２】画像濃度試験 次に、上記各現像ローラを市販のカラープリンタ（富士
通（株）製、ＧＬ−８３００）の現像装置に組み込み、
平均粒子径１０．１μｍのトナーを用いて画像濃度を測
定した。その結果を併せて表１及び表２に示す。尚、画
像部の濃度は、画像部３箇所をマクベス濃度計で測定
し、その平均値を求めた。非画像部の濃度は、非画像部
と無印刷用紙の濃度差を薄色色査計で測定した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例の現像ローラは、画像部の濃度が、
何れも１．５以上で、非画像部の濃度が０．００３以下
であり、画像濃度の低下が少なく、且つかぶりの生じ難
いものであった。一方、比較例の現像ローラは、画像濃
度が良好であってもかぶりを生じたり、或いは、かぶり
を生じ難いものであっても画像濃度が低かったりして双
方の条件を満足するものとは言えなかった。

【００２６】

【発明の効果】本発明に係る現像ローラは、現像剤の滑
り落ちが低く、従って、画像部を濃く印刷でき、一方、
非画像部に於ける所謂かぶりの発生を防止することがで
き、その結果、高画質の画像を得ることができるという
利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像装置の一例を示す概略側面図。

【図２】現像ローラの一例を示す概略斜視図。

【符号の説明】

１…現像装置、２…現像剤、６…現像ローラ、８…感光
体、６１…回転軸、６２…内層、６３…表面層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤を担持する表面に凹凸が形成され
   た現像ローラであって、 前記表面は、十点表面粗さＲｚが１．０≦Ｒｚ≦１３．
   ０（μｍ）、最大高さＲｙが２．０≦Ｒｙ≦１５．０
   （μｍ）、算術平均粗さＲａが０．４≦Ｒａ≦２．５
   （μｍ）、凹凸の平均間隔Ｓｍが１００．０≦Ｓｍ≦４
   ００．０（μｍ）の範囲に形成されていることを特徴と
   する現像ローラ。
2. 【請求項２】 前記表面の凹凸は、該表面を形成する母
   材原料に無機化合物粒子を混合して成形することにより
   形成されてなる請求項１記載の現像ローラ。
3. 【請求項３】 前記無機化合物粒子の平均粒子径が０．
   ０５〜６．０μｍである請求項２記載の現像ローラ。