JP2003122108A

JP2003122108A - 現像ローラ及びそれを有する現像装置

Info

Publication number: JP2003122108A
Application number: JP2001322232A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakamura; 誠中村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-10-19
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】適正な高トナー帯電量に保持して残像及び地
汚れの発生を防止すると共に、耐久性を向上させた、一
成分トナーを用いて現像する現像ローラ及びそれを有す
る現像装置を提供する。【解決手段】基体３の表面に樹脂被覆層４を有する現
像ローラ１０において、前記樹脂被覆層４が、分子構造
中に窒素元素を有する高分子化合物よりなる樹脂で構成
されるか、又は、窒素元素を分子構造中に有する低分子
化合物を含有する樹脂で構成され、且つ、前記樹脂被覆
層４の表面のＸ線光電子分光分析による窒素元素に対す
る炭素元素の元素組成比（Ｎ／Ｃ）が０．１０〜０．３
５であるものとする。前記樹脂被覆層４を構成する樹脂
は、好ましくは、主鎖又は側鎖に水酸基を有するポリエ
ステル樹脂とアミノ基をエーテル化したトリアジン系樹
脂との架橋反応生成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の電子写真装置において用いられる
一成分トナーを用いて現像する現像ローラ及びそれを有
する現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ
等の電子写真装置、特に、小型の電子写真装置の分野に
おいては、メンテナンスの簡素化が進められており、例
えば、感光体表面、感光紙、記録紙等の画像担持体上に
形成された静電潜像を非磁性一成分トナーを使用して現
像する現像装置が実用化されている。

【０００３】このタイプの現像装置において、地汚れ、
残像等の発生を防いで画像品質を維持すると共に、現像
装置の長寿命化をはかるためには、(a) トナー帯電を高
く且つ均一にすること、(b) トナー規制部材表面及び現
像ローラ表面へのトナーの凝集・固着の発生を防止する
こと、(c) 現像ローラ表面及びトナー規制部材表面のキ
ズ、亀裂、剥離等による劣化を防止すること、(d) トナ
ー漏れや飛散による画像形成装置内部の汚染を防止する
こと、等が課題となっていた。これらの課題は、現像ロ
ーラを構成する材料の選定、現像装置の構造の工夫等の
手段で部分的に解決されてきた。

【０００４】このような現像ローラとしては、次のよう
なものが用いられていた。即ち、(イ) 金属の芯金上にゴ
ムで構成される弾性層を設けた現像ローラ、(ロ)前記(イ)
の現像ローラの弾性層上に樹脂被覆層を設けた現像ロ
ーラ、及び、(ハ)金属の芯金上に樹脂被覆層を設けた現
像ローラが、それぞれ、用いられていた。これらの現像
ローラは、感光体の構造に対応させて用いられており、
例えば、ドラム感光体を使用する場合には、前記(イ) の
現像ローラ及び(ロ) の現像ローラが用いられ、また、ベ
ルト状感光体を使用する場合には、前記(イ)の現像ロー
ラ、(ロ) の現像ローラ及び(ハ) の現像ローラのいずれ
もが用いられてきたが、それらの中でも、ドラム感光体
と前記(イ) の現像ローラ又は(ロ) の現像ローラとの組合
せが一般的であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
(イ) の現像ローラ及び(ロ) の現像ローラ、いわゆる、弾
性現像ローラを用いる場合には、硬度及び電気抵抗を適正なものに制御すること、低硬度にすると共に表面粗さを小さくすること、樹脂被覆層が柔軟性を有していること、及び、弾性層のゴムを劣化させないように、被覆樹脂を加熱
硬化するための焼成温度を低く設定すること、といった課題があった。

【０００６】近年、現像装置においては、カラー化に伴
って、レイアウトの自由度を高める必要性が生じてきた
ので、ベルト感光体を用いたシステムが採用されるよう
になってきた。そこで、前記(ハ) の金属の芯金上に樹脂
被覆層を設けた現像ローラ、いわゆる、ハード現像ロー
ラがさかんに採用されるようになってきた。このような
ハード現像ローラを用いると、前記、及びの課題
が解決できるが、トナーを高帯電させること、トナーを
均一な薄層に形成すること、及び、現像ローラを高寿命
にすること、といった共通の課題が残った。

【０００７】一成分現像装置においては、前述のとお
り、トナーを高帯電させると共に、トナーを均一な薄層
に形成しなくてはならない。トナーを高帯電させるため
には、現像ローラの表面、又は、トナー規制部材(ロー
ラ)の表面にトナーと逆極性の帯電性を示す材料を被覆
することが望ましい。このような材料としては、マイナ
ス帯電トナーに対しては、プラス帯電性を示すポリアミ
ド樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂等の主鎖又は側
鎖に窒素元素を有する高分子化合物よりなる樹脂材料が
有効である。しかしながら、現像ローラ表面の樹脂被覆
層は、その化学組成を完全に均一にすることは難しいの
で、経時の摩耗によってローラ表面の化学組成が変化し
て帯電量が変化してしまうという問題があった。特に、
現像ローラの樹脂被覆層の最表面は、スキン層が形成さ
れているために、摩耗による化学組成変化が急峻であ
る。また、近年の高画質化に伴って、現像ローラの表面
粗さ、及び、表面層の被覆欠陥によって生じる突起が画
像欠陥として現れるので、非常に厳しい樹脂被覆層の表
面性が求められている。そこで、樹脂被覆後の樹脂被覆
層の表面をテープ研磨等の除去加工を行うことにより、
このような表面欠陥が除去されている。

【０００８】弾性現像ローラには、トナー漏れを防止す
るために樹脂被覆層上にシールを強固に当接させる必要
があるが、そのシールを当接させた部分に亀裂や剥離が
発生することがある。メラミン、グアナミン等のトリア
ジン系樹脂を硬化させた樹脂被覆層は柔軟性に乏しいの
で、かかる樹脂被覆層を弾性層上に形成した場合には、
短時間のうちに樹脂被覆層に亀裂が発生してしまう。特
に、現像ローラでは、バイアス電圧を印加するために樹
脂被覆層に電気抵抗制御剤を含有させる必要があるが、
抵抗制御剤を樹脂被覆層に含有させると、樹脂被覆層に
亀裂を発生させる現象が加速される。それ故、弾性現像
ローラは、摩耗という点でシールに対する対応が難し
い。従来の現像装置においては、このような弾性現像ロ
ーラが用いられているが、１万枚レベルの作像後の現像
装置を観察すると、弾性現像ローラ端部のシール部分の
摩耗が激しい。

【０００９】そこで、現像ローラとして、金属の基体で
あるアルミスリーブをそのまま使用し、そして、トナー
規制ローラとして、表面にトナーと逆極性の帯電性を示
す材料を被覆した弾性ローラを使用した現像装置が提案
された。しかしながら、この現像装置は、アルミ表面の
トナー保持・搬送力が低いという問題があった。また、
かかる現像ローラの表面に粗面化処理を施してトナー搬
送性を高めることが考えられたが、その表面は作像回数
の増加に伴って平滑化され、そのために、必要なトナー
搬送量が得られなくなるという問題が生じた。さらに、
金属基体であるアルミスリーブをそのまま使用した現像
ローラは、トナーの保持力が小さいために、飛散による
画像形成装置内の汚染を引き起こし易いという問題があ
った。

【００１０】本発明は、かかる問題を解決することを目
的としている。即ち、本発明は、適正な高トナー帯電量
に保持して残像及び地汚れの発生を防止すると共に、耐
久性を向上させた、一成分トナーを用いて現像する現像
ローラ及びそれを有する現像装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、基体の表面
に樹脂被覆層を有する現像ローラにおいて、前記樹脂被
覆層が、分子構造中に窒素元素を有する高分子化合物よ
りなる樹脂で構成されるか、又は、窒素元素を分子構造
中に有する低分子化合物を含有する樹脂で構成され、且
つ、前記樹脂被覆層の表面のＸ線光電子分光分析による
窒素元素に対する炭素元素の元素組成比（Ｎ／Ｃ）が
０．１０〜０．３５であると、適正な高トナー帯電量に
保持して残像及び地汚れの発生を防止すると共に、耐久
性を向上させた、一成分トナーを用いて現像する現像ロ
ーラ及びそれを有する現像装置を提供できることを見出
して本発明を完成するに至った。

【００１２】即ち、請求項１に係わる発明は、上記目的
を達成するために、基体の表面に樹脂被覆層を有する現
像ローラにおいて、前記樹脂被覆層が、分子構造中に窒
素元素を有する高分子化合物よりなる樹脂で構成される
か、又は、窒素元素を分子構造中に有する低分子化合物
を含有する樹脂で構成され、且つ、前記樹脂被覆層の表
面のＸ線光電子分光分析による窒素元素に対する炭素元
素の元素組成比（Ｎ／Ｃ）が０．１０〜０．３５である
ことを特徴とする現像ローラである。

【００１３】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、前記樹脂被覆層を構成する樹
脂が、主鎖又は側鎖に水酸基を有するポリエステル樹脂
とアミノ基をエーテル化したトリアジン系樹脂との架橋
反応生成物であることを特徴とするものである。

【００１４】請求項３に記載された発明は、請求項１又
は２に記載された発明において、前記樹脂被覆層が導電
性付与部材としてＩＴＯを含有することを特徴とするも
のである。

【００１５】請求項４に記載された発明は、請求項１〜
３のいずれかに記載された発明において、前記樹脂被覆
層がテープ研磨等の研磨加工によって表面仕上げされて
いることを特徴とするものである。

【００１６】請求項５に記載された発明は、請求項４に
記載された発明において、前記樹脂被覆層の表面粗さ
（Ｒｚ）が４μｍ以下であり、且つ、前記樹脂被覆層の
表面上の突起が７μｍ以下であることを特徴とするもの
である。

【００１７】請求項６に記載された発明は、請求項４又
は５に記載された発明において、前記テープ研磨等の研
磨加工前には、前記樹脂被覆層の表面から、ＩＴＯの構
成物質であるインジウムがＸ線光電子分光分析で検出さ
れず、そして、前記テープ研磨等の研磨加工後には、前
記樹脂被覆層の表面から、ＩＴＯの構成物質であるイン
ジウムが検出されることを特徴とするものである。

【００１８】請求項７に記載された発明は、請求項１〜
６のいずれかに記載された発明において、前記窒素元素
の分布が樹脂被覆層の表面から内部方向に減少し、そし
て、前記ＩＴＯの構成物質であるインジウム元素の分布
が樹脂被覆層の表面から内部方向に減少する現像ローラ
の初期の組成変化の大きな部分を研磨により除去して、
該現像ローラの１５０ｋプリント終了後のＮ／Ｃ比を
０．１以上とし、そして、該現像ローラの１５０ｋプリ
ント終了後のＩｎ／Ｃ比を０．０１以上としたことを特
徴とするものである。

【００１９】請求項８に記載された発明は、現像ローラ
と、前記現像ローラに接触配置しトナーを供給するトナ
ー供給ローラと、前記現像ローラ上のトナーを規制して
薄層を形成するトナー規制ローラとからなる一成分トナ
ーを用いて現像する現像装置において、前記現像ローラ
として請求項１〜７のいずれかに記載の現像ローラを有
することを特徴とする現像装置である。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態を
示す現像ローラの断面図である。図２は、本発明の他の
一実施の形態を示す現像ローラの断面図である。図３
は、本発明の一実施の形態を示す現像ローラの表面層の
深さと窒素元素に対する炭素元素の元素組成比（Ｎ／
Ｃ）との関係を示すグラフである。図４は、本発明の一
実施の形態を示す現像ローラの表面層の深さとトナー帯
電量との関係を示すグラフである。図５は、本発明の一
実施の形態を示す現像ローラの前記Ｎ／Ｃとトナー帯電
量との関係を示すグラフである。図６は、本発明の一実
施の形態を示す現像ローラの耐久枚数と表面層の摩耗量
との関係を示すグラフである。図７は、本発明の一実施
の形態を示す現像ローラを用いた現像装置の概略説明図
である。

【００２１】図１において、１０は現像ローラである。
現像ローラ１０は、基体３の表面に樹脂被覆層４を有し
ている。基体３は、例えば、円柱状又は円筒状の金属で
構成される芯金である。本発明においては、図２に示さ
れているように、現像ローラ２０における基体３は、芯
金１の表面に弾性層２を有するものであってもかまわな
い。弾性層２としては、例えば、エチレンプロピレンゴ
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、ウレタ
ンフォーム等のゴム又はエラストマーが使用できる。前
記樹脂被覆層４は、分子構造中に窒素元素を有する高分
子化合物よりなる樹脂で構成されるか、又は、窒素元素
を分子構造中に有する低分子化合物を含有する樹脂で構
成される。このような窒素元素を有する樹脂は、プラス
帯電系列の材料であるので、トナーをマイナスに帯電さ
せることができる。前記樹脂被覆層４は、例えば、ディ
ップ法、スプレーコート、ローラコート等の手段により
被覆するか、或いは、チューブ状に成形した成形物を被
覆することにより形成される。

【００２２】本発明の現像ローラ１０（２０）において
は、前記樹脂被覆層４の表面のＸ線光電子分光分析によ
る窒素元素に対する炭素元素の元素組成比（Ｎ／Ｃ）
は、０．１０〜０．３５である。前記「元素組成比」
は、「原子比」ともよばれている。前記樹脂被覆層４の
表面のＸ線光電子分光分析による窒素元素に対する炭素
元素の元素組成比（Ｎ／Ｃ）が０．１０未満であると、
トナーを高帯電させることができず、また、前記樹脂被
覆層４の表面のＸ線光電子分光分析による窒素元素に対
する炭素元素の元素組成比（Ｎ／Ｃ）が０．３５より越
えると、該現像ローラ１０（２０）の上にトナーの逆電
荷が残存するために残像が発生してしまう。しかるに、
本発明の現像ローラ１０（２０）は、前述のとおり、樹
脂被覆層４の表面のＸ線光電子分光分析による窒素元素
に対する炭素元素の元素組成比（Ｎ／Ｃ）が０．１０〜
０．３５であるので、適正な高トナー帯電量に保持して
残像及び地汚れの発生を防止すると共に、耐久性を向上
させた、一成分トナーを用いて現像する現像ローラとす
ることができる。

【００２３】前記分子構造中に窒素元素を有する高分子
化合物よりなる樹脂は、例えば、メラミン、グアナミ
ン、グアナミン誘導体等のトリアジン系樹脂、ポリアミ
ド、ポリイミド、ポリアミン、ポリイミン、ポリアクリ
ルアミド、ポリアクリルイミド、ポリエチレンアミン、
ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、アミノポリア
クリルアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミ
ド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ユリア樹脂、
アミノ酸樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、
及び、これらの樹脂の混合物、或いは、これらの樹脂と
他の樹脂との共重合物であるが、好ましくは、主鎖又は
側鎖に水酸基を有するポリエステル樹脂とアミノ基をエ
ーテル化したトリアジン系樹脂との架橋反応生成物であ
る。前記メラミン、グアナミン、グアナミン誘導体等の
トリアジン系樹脂は、アミノ基を含有しているので、マ
イナス帯電トナーに対して逆極性を示す。そのために、
このようなトリアジン系樹脂は、トリアジン環に負荷し
ているアミノ基が−ＮＨ₂ の形では硬化剤として作用し
ないので、−ＮＨ（ＣＨ₂ ＯＲ）のエーテル化した構造
に変えることにより、生成したエーテル基とベース樹脂
の水酸基の間で縮合架橋反応により架橋構造を形成す
る。

【００２４】ベース樹脂の主鎖又は側鎖に水酸基を有す
るポリエステル樹脂をアミノ基をエーテル化したトリア
ジン系樹脂を架橋剤として用いて架橋させた架橋反応生
成物は、樹脂被覆層４のトナー帯電性を向上させるばか
りでなく、耐水性、耐溶剤性、摩耗性等の機械的物性を
向上させることができる。

【００２５】前記窒素を分子構造中に有する低分子化合
物は、例えば、イミダゾール、２−メチルイミダゾー
ル、２−エチル−４−エチルイミダゾール、２−フェニ
ルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘ
プタデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイ
ミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、
１−シアノエチルイミダゾール、１−シアノエチル−２
−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニ
ルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−
メチルイミダゾ−ル、１−アミノエチル−２−メチルイ
ミダゾール、１−アミノエチル−２−メチルイミダゾー
ル、１−（シアノエチルアミノエチル）−２−メチルイ
ミダゾール、Ｎ−［２−（２−メチル−１−イミダゾリ
ル）］尿素、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダ
ゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾールト
リメリテート、１−シアノエチル−２−エチル−４−メ
チルイミダゾールトリメリテート、１−シアノエチル−
２−ウンデシルイミダゾールトリメリテート、２，４−
ジアミノ−６−［２−メチル−１−イミダゾリル］−エ
チル−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６
−（２−ウンデシル−１−イミダゾリルエチル）−１，
３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２−エ
チル−４−メチル−１−イミダゾリルエチル］−１，
３，５−トリアジン、１−ドデシル−２−メチル−３−
ベンジルイミダゾリウムクローラーイド、Ｎ，Ｎ’ビス
（２−メチル−１−イミダゾリルエチル）尿素、Ｎ，
Ｎ’−（２−メチル−１−イミダゾリルエチル）−アジ
ポアミド、２，４−ジアルキルイミダゾール−５−ジチ
オカルボン酸、１，３−ジベンジル−２−メチルイミダ
ゾリウムクローラーイド、２−フェニル−４−メチル−
５−ヒドロキシルメチルイミダゾール、２−フェニル−
４，５−ビス（ヒドロキシルメチル）イミダゾール、１
−シアノエチル−２−フェニル−４，５−ビス（シアノ
エトキシメチル）イミダゾール、２−メチルイミダゾー
ル・イソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾール
・イソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−［２
−メチル−１−イミダゾリルエチル］−１，３，５−ト
リアジン・イソシアヌル酸付加物、２−アルキル−４−
フオルミルイミダゾール、２，４−ジアルキル−５−フ
ォルミルイミダゾール、２，４，６−カルボキシフェニ
ル−１，３，５−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−
フェニル−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリ
アミノ−１，３，５−トリアジン等のイミダゾールやト
リアジンの誘導体である。本発明の目的に反しないかぎ
り、これらの化合物以外の窒素を分子構造中に有する低
分子化合物であってもかまわない。

【００２６】前記樹脂被覆層４は、好ましくは、導電性
付与部材としてＩＴＯを含有することができる。このよ
うに、樹脂被覆層４が導電性付与部材として、抵抗制御
性が良好であってカーボンブラック等と比べて硬いＩＴ
Ｏを含有しているので、本発明の現像ローラ１０（２
０）は、抵抗制御性が良好であり、且つ、耐摩耗性が向
上したものとなる。

【００２７】前記樹脂被覆層４は、好ましくは、テープ
研磨等の研磨加工によって表面仕上げされている。この
ように、前記樹脂被覆層４がテープ研磨等の研磨加工に
よって表面仕上げされていると、化学的な組成変化が大
きいスキン層を除去することができると共に、塗装によ
る突起等の不具合を除去することができ、しかも、導電
剤を表面に露出させることができるので、トナー帯電量
等の特性変化による画像の変化を防止することができ、
また、表面の電気抵抗を下げて残像を防止することがで
きる。

【００２８】前記樹脂被覆層４の表面粗さ（Ｒｚ）は、
好ましくは、４μｍ以下であり、且つ、前記樹脂被覆層
４の表面上の突起は、好ましくは、７μｍ以下である。
このように、前記樹脂被覆層４の表面粗さ（Ｒｚ）が４
μｍ以下であり、且つ、前記樹脂被覆層４の表面上の突
起が７μｍ以下であると、経時で樹脂被覆層４の表面が
摩耗したとしても、トナー搬送量の変化が小さいと共
に、画像のドット再現性(抜け等がない)がよく、しか
も、画像において突起による白抜けが発生しない。

【００２９】本発明の現像ローラ１０（２０）において
は、前記テープ研磨等の研磨加工前には、前記樹脂被覆
層４の表面から、ＩＴＯの構成物質であるインジウムが
Ｘ線光電子分光分析で検出されず、そして、前記テープ
研磨等の研磨加工後には、前記樹脂被覆層４の表面か
ら、ＩＴＯの構成物質であるインジウムが検出される。
ＩＴＯは、比重が大きいので沈みやすく、そのために、
被覆後に希釈溶剤が気化していくと共に芯金方向へ沈ん
でいき、樹脂被覆層４内で傾斜する。それ故、樹脂被覆
層４のスキン層においては、ＩＴＯが露出しない。その
結果、研磨無しの樹脂被覆層４の表面は、電気抵抗が高
くなり、現像後のローラ表面に現像されたトナーと逆極
性の電荷が残って電荷が除去されなくなるので、残像が
発生しやすくなる。しかし、樹脂被覆層４にテープ研磨
等の研磨加工を施すと、ＩＴＯが露出するので、樹脂被
覆層４の表面は、その電気抵抗が下がり、残像が発生し
ない電気抵抗領域となる。

【００３０】現像ローラの樹脂被覆層においては、その
化学組成が均一ではなく傾斜しており、例えば、Ｎ元素
は表面から内部方向に減少し、導電剤のＩＴＯの構成物
質であるＩｎ元素は内部方向へ増加している。しかしな
がら、本発明のように、初期の組成変化の大きな部分を
研磨により除去すると、該現像ローラの１５０ｋプリン
ト終了後のＮ／Ｃ比が０．１以上となり、また、該現像
ローラのＩｎ／Ｃ比が０．０１以上となる。

【００３１】本発明の現像装置は、図７に示されるよう
に、現像ローラ１０と、前記現像ローラ１０に接触配置
しトナー１０７を供給するトナー供給ローラ１０２と、
前記現像ローラ１０の上のトナー１０７を規制して薄層
を形成するトナー規制ローラ１０４とからなる一成分ト
ナーを用いて現像する現像装置であるが、前記現像ロー
ラ１０として請求項１〜７のいずれかに記載の現像ロー
ラを有している。図７において、１０３はトナー搬送部
材であり、１０５はケースであり、そして、１０６はバ
ネである。このように、本発明の現像装置は、前記請求
項１〜７のいずれかに記載の現像ローラを有しているの
で、適正な高トナー帯電量に保持して残像及び地汚れの
発生を防止すると共に、耐久性を向上させた、一成分ト
ナーを用いて現像する現像装置とすることができる。

【００３２】本発明の現像装置を動作させるには、非現
像時において、トナー規制ローラ１０４を駆動回転させ
ないで、現像ローラ１０を作像時の回転とは逆に回転さ
せるようにする。このようにすると、現像ローラ１０と
トナー規制ローラ１０４の間の楔部分に堆積したトナー
が非現像時に一旦上流側へ押し戻される。具体的には、
トナー規制ローラ１０４にワンウェイクラッチ（図示せ
ず）を設けて、現像ローラ１０が逆回転する場合のみに
トナー規制ローラ１０４を稼動させるようにすると、ト
ナー規制ローラ１０４と現像ローラ１０の表面の摩擦抵
抗のみによって、トナー規制ローラ１０４を回転させる
ことができる。トナー規制ローラ１０４を同方向に強制
的に駆動させても同じ効果を出すことができるが、現像
装置を煩雑にすることになり、また、ギアの構成いかん
によってはバンディング等の副作用が発生するするの
で、留意する必要がある。トナー規制ローラ１０４と現
像ローラ１０との摩擦抵抗のみによってトナー規制ロー
ラ１０４を回転させるには、現像ローラ１０とトナー規
制ローラ１０４との静摩擦係数が大きい方が連れまわり
し易い状態となる。しかし、この摩擦係数が大きすぎる
と作像時においても現像ローラ１０とトナー規制ローラ
１０４の摩擦抵抗が大きくなり、摩擦による発熱が生じ
るので、当接部のトナーの溶着が生じやすくなる。それ
故、非現像時での摩擦抵抗を作像時より大きくすること
が必要であると考えられる。

【００３３】（実施例１）ポリエステル樹脂及びメラミ
ン樹脂を固形分比で７：３に配合し、これにＩＴＯ導電
粒子を配合して塗料を調合した。この塗料をφ２６ｍｍ
のアルミローラにスプレー塗装し、１６０℃で１時間焼
成して、アルミローラの表面に約１０μｍの樹脂被覆層
を形成した。そして、この樹脂被覆層の表面を＃１００
０の研磨テープ（研磨剤；ＳｉＣ）を用いて、約０．０
５ｍ厚を研磨することにより、表面粗さ（Ｒｚ）を１．
４〜２．１μｍとした平滑面を有する現像ローラとし
た。このようにして得られた現像ローラの樹脂被覆層の
化学組成の測定は、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）を用
いて次に示す測定方法で行った。［測定方法］測定装置：複合表面分析装置ＰＨＩ製ＥＳＣＡ−５
６００Ｘ線源：Ｍｇ−ｋα線(１２５３．６ｅＶ) 測定深さ：約４ｎｍ楕円形中和銃：使用

【００３４】以上、現像ローラの樹脂被覆層の化学組成
の測定結果、即ち、現像ローラの表面層の深さと窒素
元素に対する炭素元素の元素組成比（Ｎ／Ｃ）との関
係、現像ローラの表面層の深さとトナー帯電量との関
係、及び、現像ローラの前記Ｎ／Ｃとトナー帯電量と
の関係は、それぞれ、図３、図４及び図５に示される。
また、耐久試験については、現像ローラを１分間空回し
後、逆転操作を０．１秒行うとともに、休止１０秒する
というサイクルで行った。プロセススピードはＡ４ペー
パー２０枚／分相当とした。（空回しの時間）÷（２０
枚／分）の計算により耐久枚数を換算した。耐久の目標
は１５０ｋ枚とした。現像ローラの樹脂被覆層の耐久試
験結果は、図６に示される。

【００３５】図２における初期（０→０．０５μｍ）の
変化は、樹脂被覆後の樹脂被覆層の表面をテープ研磨に
より研磨した際の変化である。この初期的な化学組成の
変化は、非常に大きく、そのために、この変化が大きい
部分をあらかじめ除去しておくことは、経時の大きな変
化を防止できることとなる。また、トナー帯電量が高す
ぎる場合、トナーの逆電荷が樹脂被覆層の表面に残り残
像が発生する。さらに、テープ研磨をしない樹脂被覆層
の表面は、導電剤が露出していないために、次の表１に
示されるように抵抗が高く、残像が発生する。なお、表
１において、Ｉｎ(インジウム)は、導電剤であるＩＴＯ
に由来する元素である。また、抵抗は印加電圧３０Ｖの
値である。

【００３６】

【表１】

【００３７】図４より次のことがわかる。即ち、表面層
内部へ行くにしたがって、窒素元素の存在が少なくなる
ので、トナー帯電量が減少していく傾向にあり、また、
樹脂被覆層が約２μｍ摩耗してＮ／Ｃ比が０．１を下回
るとトナー帯電量が−１０ｎＣ／ｃｍ² を下回り、地汚
れが発生しやすくなる。

【００３８】

【発明の効果】（１）請求項１に記載された本発明によ
れば、樹脂被覆層の表面のＸ線光電子分光分析による窒
素元素に対する炭素元素の元素組成比（Ｎ／Ｃ）が０．
１０〜０．３５であるので、適正な高トナー帯電量に保
持して残像及び地汚れの発生を防止すると共に、耐久性
を向上させた、一成分トナーを用いて現像する現像ロー
ラとすることができる。

【００３９】（２）請求項２に記載された発明によれ
ば、前記樹脂被覆層を構成する樹脂が、主鎖又は側鎖に
水酸基を有するポリエステル樹脂とアミノ基をエーテル
化したトリアジン系樹脂との架橋反応生成物であるの
で、樹脂被覆層のトナー帯電性を向上させるばかりでな
く、耐水性、耐溶剤性、摩耗性等の機械的物性を向上さ
せることができる。

【００４０】（３）請求項３に記載された発明によれ
ば、前記樹脂被覆層が導電性付与部材としてＩＴＯを含
有しているので、現像ローラにおける、抵抗制御性が良
好となり、且つ、耐摩耗性が向上する。

【００４１】（４）請求項４に記載された発明によれ
ば、前記樹脂被覆層がテープ研磨等の研磨加工によって
表面仕上げされているので、化学的な組成変化が大きい
スキン層を除去することができると共に、塗装による突
起等の不具合を除去することができ、しかも、導電剤を
表面に露出させることができるので、トナー帯電量等の
特性変化による画像の変化を防止することができ、ま
た、表面の電気抵抗を下げて残像を防止することができ
る。

【００４２】（５）請求項５に記載された発明によれ
ば、前記樹脂被覆層の表面粗さ（Ｒｚ）が４μｍ以下で
あり、且つ、前記樹脂被覆層の表面上の突起が７μｍ以
下であるので、化学的な組成変化が大きいスキン層を除
去することができると共に、塗装による突起等の不具合
を除去することができ、しかも、導電剤を表面に露出さ
せることができるので、トナー帯電量等の特性変化によ
る画像の変化を防止することができ、また、表面の電気
抵抗を下げて残像を防止することができる。

【００４３】（６）請求項６に記載された発明によれ
ば、前記テープ研磨等の研磨加工前には、前記樹脂被覆
層の表面から、ＩＴＯの構成物質であるインジウムがＸ
線光電子分光分析で検出されず、そして、前記テープ研
磨等の研磨加工後には、前記樹脂被覆層の表面から、Ｉ
ＴＯの構成物質であるインジウムが検出されるので、テ
ープ研磨等の研磨加工が施された樹脂被覆層の表面は、
その電気抵抗が下がり、残像が発生しない電気抵抗領域
となる。

【００４４】（７）請求項７に記載された発明によれ
ば、前記窒素元素の分布が樹脂被覆層の表面から内部方
向に減少し、そして、前記ＩＴＯの構成物質であるイン
ジウム元素の分布が樹脂被覆層の表面から内部方向に減
少する現像ローラにおいて、その初期の組成変化の大き
な部分を研磨により除去したので、１５０ｋプリント終
了後のＮ／Ｃ比が０．１以上となり、また、Ｉｎ／Ｃ比
が０．０１以上となる。

【００４５】（８）請求項８に記載された発明によれ
ば、現像ローラと、前記現像ローラに接触配置しトナー
を供給するトナー供給ローラと、前記現像ローラ上のト
ナーを規制して薄層を形成するトナー規制ローラとから
なる一成分トナーを用いて現像する現像装置において、
前記現像ローラとして請求項１〜７のいずれかに記載の
現像ローラを有しているので、適正な高トナー帯電量に
保持して残像及び地汚れの発生を防止すると共に、耐久
性を向上させた、一成分トナーを用いて現像する現像装
置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す現像ローラの断面
図である。

【図２】本発明の他の一実施の形態を示す現像ローラの
断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態を示す現像ローラの表面
層の深さと窒素元素に対する炭素元素の元素組成比（Ｎ
／Ｃ）との関係を示すグラフである。

【図４】本発明の一実施の形態を示す現像ローラの表面
層の深さとトナー帯電量との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の一実施の形態を示す現像ローラの前記
Ｎ／Ｃとトナー帯電量との関係を示すグラフである。

【図６】本発明の一実施の形態を示す現像ローラの耐久
枚数と表面層の摩耗量との関係を示すグラフである。

【図７】本発明の一実施の形態を示す現像ローラを用い
た現像装置の概略説明図である。

【符号の説明】

１芯金２弾性層３基体４樹脂被覆層１０，２０現像ローラ１０２トナー供給ローラ１０４トナー規制ローラ

フロントページの続きＦターム(参考） 2H077 AD06 FA04 FA13 GA03 3J103 AA02 AA13 BA41 FA12 GA02 GA52 GA57 GA58 GA60 HA04 HA12 HA20 HA45 HA46 4J031 AA49 AA57 AB04 AC04 AC05 AF10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体の表面に樹脂被覆層を有する現像ロ
ーラにおいて、前記樹脂被覆層が、分子構造中に窒素元
素を有する高分子化合物よりなる樹脂で構成されるか、
又は、窒素元素を分子構造中に有する低分子化合物を含
有する樹脂で構成され、且つ、前記樹脂被覆層の表面の
Ｘ線光電子分光分析による窒素元素に対する炭素元素の
元素組成比（Ｎ／Ｃ）が０．１０〜０．３５であること
を特徴とする現像ローラ。
【請求項２】前記樹脂被覆層を構成する樹脂が、主鎖
又は側鎖に水酸基を有するポリエステル樹脂とアミノ基
をエーテル化したトリアジン系樹脂との架橋反応生成物
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】前記樹脂被覆層が導電性付与部材として
ＩＴＯを含有す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】前記樹脂被覆層がテープ研磨等の研磨加
工によって表面仕上げされていることを特徴とする請求
項１〜３のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項５】前記樹脂被覆層の表面粗さ（Ｒｚ）が４
μｍ以下であり、且つ、前記樹脂被覆層の表面上の突起
が７μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の
現像ローラ。
【請求項６】前記テープ研磨等の研磨加工前には、前
記樹脂被覆層の表面から、ＩＴＯの構成物質であるイン
ジウムがＸ線光電子分光分析で検出されず、そして、前
記テープ研磨等の研磨加工後には、前記樹脂被覆層の表
面から、ＩＴＯの構成物質であるインジウムが検出され
ることを特徴とする請求項４又は５に記載の現像ロー
ラ。
【請求項７】前記窒素元素の分布が樹脂被覆層の表面
から内部方向に減少し、そして、前記ＩＴＯの構成物質
であるインジウム元素の分布が樹脂被覆層の表面から内
部方向に減少する現像ローラの初期の組成変化の大きな
部分を研磨により除去して、該現像ローラの１５０ｋプ
リント終了後のＮ／Ｃ比を０．１以上とし、そして、該
現像ローラの１５０ｋプリント終了後のＩｎ／Ｃ比を
０．０１以上としたことを特徴とする請求項１〜６のい
ずれかに記載の現像ローラ。
【請求項８】現像ローラと、前記現像ローラに接触配
置しトナーを供給するトナー供給ローラと、前記現像ロ
ーラ上のトナーを規制して薄層を形成するトナー規制ロ
ーラとからなる一成分トナーを用いて現像する現像装置
において、前記現像ローラとして請求項１〜７のいずれ
かに記載の現像ローラを有することを特徴とする現像装
置。