JP2007041451A - 現像ローラ、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期放置当接部によるバンディング画像弊害の抑制と、安定した画像濃度の得られる高信頼の現像ローラの提供。
【解決手段】現像ローラの表面層が、下記式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有する現像ローラ。（Ｒ_１〜Ｒ_６は、それぞれ独立してアルキル基、アリール基、またはアシル基であり、ｍ、ｎ、ｘ、及びｚは、それぞれ独立して正の整数である。）

【選択図】図１

Description

本発明は複写機、レーザープリンタ等の電子写真装置などにおいて用いられる現像ローラ及び現像装置に関するものである。

複写機、プリンター、ファクシミリの受信装置など電子写真装置として、加圧現像法を採用した電子写真装置が知られている。加圧現像法は現像剤として非磁性一成分現像剤を用い、感光ドラムの潜像に該現像剤を付着させて潜像を可視化する現像法であり、磁性材料が不要であり簡素化や小型化が容易であることに加え、現像剤のカラー化が容易であることなどから、多用されている。

このような加圧現像法を採用した電子写真装置は、図３に示すように、回転機構により回転する感光ドラム２１と、この感光ドラム２１の周囲に配置された、感光ドラム２１を帯電させる帯電部材２２、画像を通して感光ドラム２１にレーザー光２３を照射し画像に相当する部分以外、あるいは画像に相当する部分を放電することにより画像に対応した静電潜像を感光ドラム２１上に形成する露光装置、感光ドラム２１上に形成された静電潜像に現像剤を供給し現像する現像装置２４、静電潜像に付着した現像剤を転写体（記録材）上へ転写する転写ローラ２９、及び現像剤を転写した後の感光ドラム２１の表面を除電しクリーニングを行うクリーニングブレード３０と、更に転写体上の現像剤を定着する定着装置３２と、を有する。上記現像装置２４には、収納された現像剤２８を現像ローラ２５の表面に塗布する現像剤供給ローラ２６、現像ローラ２５の表面に塗布された現像剤をより均一な薄層に整える現像ブレード２７、現像ブレードにより均一にされた現像剤を感光ドラム２１へ供給する現像ローラ２５が設けられ、現像ローラ２５が感光ドラム２１と接触または近接しながら回転することにより、薄層に形成された現像剤が現像ローラ２５から感光ドラム２１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。

この電子写真現像法で用いられる現像ローラは、所定の電気抵抗値であるのみならず、電気抵抗が変化しないことが必要であり、また感光ドラムを汚染しないことが求められる（特許文献１）。更に、温度、湿度等の環境の変化によって電気抵抗の振れ幅が大きくなるという欠点があるため、環境変化によって画像濃度が大きく変化する問題があった（特許文献２）。さらに厳しいことに、現像剤供給ローラと現像ローラは当接しているが、電子写真装置が継続して長期間に亘り作動されない状態に置かれる等によりこれらが長期間同じ位置で当接し続けることにより、現像剤供給ローラからの染み出し成分が現像ローラ表面に付着してしまい、その結果ハーフトーン画像などにおいてバンディングが発生する弊害が生じてしまう場合がある。特にこの現象は高温高湿（４０℃／９５％ＲＨ）環境下で長期間放置されることにより顕著に起こりうる。さらに、この高温高湿環境下に長期間置かれると、現像剤も吸湿することに因果して、適正な帯電を与えることが困難になり、安定した画像濃度が得られにくくなる。
特許３１８６５４１号公報 特開平７−１３４１５号公報

本発明は、上記のような現像剤供給ローラと現像ローラの長期放置当接部によるバンディング画像弊害を抑制すると共に、安定した画像濃度の得られる高信頼の現像ローラを提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、軸体と、該軸体上に設けられた導電性弾性層に、下記式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有することを特徴とする現像ローラとすることにより、現像剤供給ローラと現像ローラの長期当接放置における現像剤供給ローラからの染み出し成分の移行が現像ローラ表面にあったとしても、現像剤に対する帯電性が変化することを防ぎ、バンディングがなくかつ安定した画像濃度が得られることを見出した。

（Ｒ₁〜Ｒ₆は、それぞれ独立してアルキル基、アリール基、またはアシル基であり、ｍ、ｎ、ｘ、及びｚは、それぞれ独立して正の整数である。）
本発明はかかる知見に基づいて達成したものである。すなわち本発明は、軸体と、該軸体上に設けられた導電性弾性層に、上記式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有することを特徴とする現像ローラに関するものである。

さらに本発明は、前記の現像ローラと、現像剤供給ローラとを少なくとも有することを特徴とする現像装置に関するものである。

また本発明は、静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像を現像剤により現像して現像剤画像を形成するための現像装置と、該現像剤画像を転写材に転写するための転写装置とを有する画像形成装置において、該現像装置として、前記の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置に関するものである。

本発明の現像ローラを用いることで、電子写真装置が継続して長期間に亘り作動されない状態に置かれた後であっても、電子写真装置により形成される画像において、現像剤供給ローラと現像ローラの当接部によるバンディング画像弊害を抑制でき、かつ画像濃度安定性に優れる高品位なものとなる。

以下、本発明につきさらに詳しく説明する。

［現像ローラ］
本発明の現像ローラは、その断面構造の一例を図１に示すように、良導電性シャフト１の外周に導電性弾性層２を有する構成とすることができ、この導電性弾性層２に式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有することを特徴とする。このとき、導電性弾性層２は単層でも多層でもかまわないが、少なくとも表面層となる導電性弾性層に、式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有する必要がある。導電性弾性層が多層で構成される場合の表面層以外の導電性弾性層には、式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有しても良く、含有しなくても構わない。

また本発明の現像ローラは、その断面構造の一例を図２に示すように、導電性弾性層２の上にさらに導電性樹脂層３を有する構成とすることもでき、この導電性樹脂層３に式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有することを特徴とする。この構成の現像ローラは、本発明の効果を最適に促進できるので好ましい。この導電性弾性層２及び導電性樹脂層３はおのおの単層でも多層でもかまわないが、少なくとも表面層となる導電性樹脂層に、式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有する必要がある。導電性樹脂層が多層で構成される場合の表面層以外の導電性樹脂層及び導電性弾性層には、式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有しても良く、含有しなくても構わない。

上記良導電性シャフト１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、通常はアルミニウムや鉄、ＳＵＳなどで形成された外径４〜１０ｍｍの金属製円筒体が用いられる。

上記良導電性シャフト１の外周に形成する導電性弾性層２は、ＥＰＤＭまたはウレタン等のエラストマー、あるいはその他の樹脂成型体を基材として用い、それにカーボンブラック、金属、金属酸化物のような電子導電性物質や、過塩素酸ナトリウムのようなイオン導電性物質を配合し、適切な抵抗領域（体積抵抗率）として１０³〜１０¹⁰Ωｃｍ、好ましくは１０⁴〜１０⁸Ωｃｍに調整した材料で形成する。導電性弾性層の硬度はＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で２５〜６０度とすることが好ましい。導電性弾性層の厚みは０．３ｍｍ〜１０ｍｍの厚さとすることができ、好ましくは１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲とする。

上記基材としては、具体的には、ポリウレタン、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、スチレン−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、クロロプレンゴム、アクリルゴム、及びこれらの混合物等が挙げられるが、好ましくはシリコーンゴムまたはＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）が用いられる。

この導電性弾性層２に導電性を付与するために用いられる電子導電性物質としては、ケッチェンブラックＥＣ，アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラー（インク）用カーボン、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物等が挙げられる。この中でも、少量で導電性を制御しやすいことからカーボンブラック（導電性カーボン、ゴム用カーボン、カラー（インク）用カーボンなど）が好ましい。

また、導電性弾性層２に導電性を付与するために用いられるイオン導電性物質としては、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン導電性物質、更に変性脂肪族ジメチルアンモニウムエトサルフェート、ステアリルアンモニウムアセテートの有機イオン導電性物質などが挙げられる。

これら電子導電性物質やイオン導電性物質のような導電性付与剤は、導電性弾性層を前記のように適切な体積抵抗率にするのに必要な量が用いられるが、通常基材１００質量部に対して０．５〜５０質量部、好ましくは１〜３０質量部の範囲で用いられる。

図２で示す構成の導電性ローラが有する、導電性弾性層２を被覆する導電性樹脂層３の基材としては、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、イミド樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂等及びこれらの混合物が挙げられる。ウレタン樹脂は摩擦により現像剤を帯電する能力が大きく、且つ耐摩耗性を有しているので、導電性樹脂層３の基材として好ましく用いられる。導電性樹脂層３は、上記基材に、電子導電性物質やイオン導電性物質のような導電性付与剤を配合し、適切な抵抗領域（体積抵抗率）として１０³〜１０¹¹Ωｃｍ、好ましくは１０⁴〜１０¹⁰Ωｃｍに調整した材料で形成する。また、導電性樹脂層の厚みは０．５μｍ〜２００μｍの範囲とすることができるが、好ましくは１．０μｍ〜１００μｍの範囲とする。

本発明の導電性弾性層や導電性樹脂層の厚さは、導電性弾性層と導電性表面層が形成されたローラを切り取り、その断面における厚さを等間隔に９点測定し、その平均値とした。導電性樹脂層のように厚みが薄い場合は断面における厚さをビデオマイクロスコープ（倍率１０００〜３０００倍）などで等間隔に９点測定し、その平均値とした。

この導電性樹脂層３に導電性を付与するために用いられる電子導電性物質としては、ケッチェンブラックＥＣ，アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラ−（インク）用カーボン、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物等が挙げられる。この中でも、少量で導電性を制御しやすいことからカーボンブラック（導電性カーボン、ゴム用カーボン、カラー（インク）用カーボンなど）が好ましい。

また、導電性樹脂層３に導電性を付与するために用いられるイオン導電性物質としては、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン導電性物質、更に変性脂肪族ジメチルアンモニウムエトサルフェート、ステアリルアンモニウムアセテート、等の有機イオン導電性物質などが挙げられる。

これら導電性付与剤は、導電性樹脂層を前記のような適切な体積抵抗率にするのに必要な量が用いられるが、通常基材１００質量部に対して１〜５０質量部の範囲で用いられる。

本発明は、上記のような構成を有する現像ローラの表面層が、下記式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有するものである。

（Ｒ₁〜Ｒ₆は、それぞれ独立してアルキル基、アリール基、またはアシル基であり、ｍ、ｎ、ｘ、及びｚは、それぞれ独立して正の整数である。）
式（Ａ）〜（Ｃ）で示される構造を有する化合物は、それぞれ、
（Ａ）主鎖構造がポリエチレングリコールからなり、直鎖構造でも分岐構造をもってもよいが、分子末端にある水酸基はエーテル結合、エステル結合などの官能基化された有機構造になっている化合物、
（Ｂ）主鎖構造がポリプロピレングリコールからなり、直鎖構造でも分岐構造をもってもよいが、分子末端にある水酸基はエーテル結合、エステル結合などの官能基化された有機構造になっている化合物、
（Ｃ）主鎖構造がエチレングリコールとプロピレングリコールランダム共重合体またはブロック共重合体からなり、直鎖構造でも分岐構造をもってもよいが、分子末端にある水酸基はエーテル結合、エステル結合などの官能基化された有機構造になっている化合物、
である。

しかるに、式（Ａ）〜（Ｃ）で示される構造を有する化合物の末端となるＲ₁〜Ｒ₆は、アルキル基、アリール基、またはアシル基のいずれかから構成される。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基のような一般的な炭化水素からなるものが挙げられる。アルキル基の炭素数は１個〜１８個が好ましい。アリール基としては、例えば、フェニル基、アルキル置換フェニル基のような一般的なものが挙げられる。アリール基の炭素数は６個〜３０個が好ましい。アシル基としては、例えば、カルボニル基に結合している炭素数が１個〜１２個が好ましい。

また式（Ａ）〜（Ｃ）において、ｍ、ｎ、ｘ、及びｚは、それぞれ独立して正の整数であり、所望の数平均分子量となるように選択される。式（Ｃ）で示される構造を有する化合物において、ｘ及びｚの比（ｘ／ｚ）は５／１〜１／９が好ましい。

この中でも、現像剤への帯電付与能力が一番高く、本発明の効果をより促進することから、式（Ａ）で示される構造を有する化合物を選択して添加することが好ましい。さらに、式（Ａ）で示される構造を有する化合物の中でも、ポリエチレングリコールの安息香酸エステルを用いることが、簡単に合成できることなどから好ましい。なお、式（Ａ）で示される構造を有する化合物のみを用いることもでき、式（Ａ）で示される構造を有する化合物と、式（Ｂ）又は（Ｃ）で示される構造を有する化合物とを併用することもできる。式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物の合計の質量に対する式（Ａ）で示される構造を有する化合物の質量は、２０〜１００質量％が好ましく、５０〜１００質量％がより好ましい。

また、上記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物は、数平均分子量Ｍｎが３５０〜５５００であることが好ましい。数平均分子量が３５０より小さいと、高温にさらされた場合、特に硬化反応中などに現像ローラの表面から化合物が揮発してしまう場合がある。また、数平均分子量が５５００より大きくなると、有機溶剤などに不溶な場合が生じ、適切に現像ローラを製造できないなどの不都合が生じる場合がある。

本発明において、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分子量分布の測定方法を用いる。

ＧＰＣによるクロマトグラムの数平均分子量（Ｍｎ）は次の条件で測定される。４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を毎分１ｍｌの流速で流し、試料濃度として０．０５〜０．６質量％に調整したＴＨＦ試料溶液を約５０〜２００μｌ注入して測定する。試料の数平均分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数（リテンションタイム）との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製或いはＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製の、数平均分子量が６×１０²、２．１×１０³、４×１０³、１．７５×１０⁴、５．１×１０⁴、１．１×１０⁵、３．９×１０⁵、８．６×１０⁵、２×１０⁶、４．４８×１０⁶のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。

カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＫＦ−８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６、８０７の組み合わせや、Ｗａｔｅｒｓ社製のμ−ｓｔｙｒａｇｅｌ５００、１０３、１０４、１０５の組み合わせを挙げることができる。

また、上記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物は、表面層を形成する樹脂（基材）１００質量部に対して１〜３０質量部添加するのが好ましい。添加部数が１質量部より少ないと、特に高温高湿環境下に長期間放置された場合に、安定した画像濃度が十分に発現できない場合があり、また添加部数が３０質量部より多いと現像ローラと現像ブレード当接位置で、現像ローラ表面から（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物が染み出してしまう場合がある。

樹脂と、電子導電性物質やイオン導電性物質のような導電性付与剤と、少なくとも表面層を形成する際に添加する式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物との混練りは、ボールミル等を用いて、適時必要に応じ現像ローラ表面粗さを形成するための粗し粒子を添加し分散させた後、適時硬化剤もしくは硬化触媒等を添加し、攪拌することにより行うことができる。そして得られた組成物を、スプレー、ディッピング等の方法で塗布する。または、芯金を予め配した成型金型のキャビティ内に得られた組成物を注入し、加熱して反応硬化または固化させることにより一体的に導電性弾性層又は導電性樹脂層を形成し製造する方法、予め、上記組成物を用いて別途形成したスラブやブロックから、切削加工等により、チューブ状等の所定の形状、寸法に切り出し、これに芯金を圧入して芯金上に導電性弾性層又は導電性樹脂層を被覆して製造する方法またはこれらの方法を適宜組み合わせた方法などを挙げることができる。所望の場合には、さらに、切削や研磨処理などによって所定の外径に調整してもよい。

上記粗し粒子としては、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＣＲ、シリコーンゴム等のゴム粒子、またはポリスチレン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド系の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等のエラストマー粒子、またはＰＭＭＡ粒子、ウレタン樹脂粒子、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル樹脂等の樹脂粒子を単独または組み合わせて用いることができる。このとき現像ローラの表面粗さＲｚは一般的に１〜１５μｍに調整されるが、このとき、ローラの表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１によるＲｚとする。

［現像装置］
本発明は、上記のような本発明の現像ローラと、現像剤供給ローラとを少なくとも有することを特徴とする現像装置である。

本発明の現像装置は、複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真装置に設けられる現像装置であれば特に限定されるものではなく、例えば、図３に示す構成を有する複写機などの電子写真装置の現像装置（詳細は後述する）に、本発明の現像ローラを搭載したものを挙げることができる。

本発明の現像装置に用いられる現像剤供給ローラを詳しく説明する。現像剤供給ローラとしては、芯金としての良導電性シャフトと、その外周に形成された発泡弾性層を備え、該発泡弾性層が、シリコーンとポリエーテルの共重合体を含有する現像剤供給ローラを好適に用いることができる。

発泡弾性層の材料（基材）としては、例えば、ポリウレタン、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、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などのゴム原料、または、これらゴム原料の製造原料である単量体等（これら単量体等をもゴム原料と表すことがある）を用いて得られる発泡弾性体のなかから選択して用いればよい。前記ゴム原料単独でまたはこれらのゴム原料の二種以上を組み合わせたゴム原料を用いて得られる発泡弾性体であってもよい。これらの発泡弾性体の中ではポリウレタンフォームが好ましく用いられる。

ポリウレタンフォームを形成するための原料を構成するポリオール成分としては、一般に軟質ポリウレタンフォームの製造に用いられている、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール等の公知のポリオール類の何れもが用いられ得る。またポリウレタンフォームを形成するための原料を構成するポリイソシアネート成分としては、公知の、少なくとも２官能以上のポリイソシアネートが用いられる。例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、オルトトルイジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変成ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等が、単独で、または併用される。

これらポリオール成分とポリイソシアネート成分とが配合されてなるポリウレタンフォーム原料には、シリコーンとポリエーテルの共重合体が含有されることが好ましい。この成分は整泡剤として役割を果たすが、特にシリコーン部、ポリエーテル部共に大きな制約はなく、公知の材料で好適に用いられる。

更に、架橋剤、発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、界面活性剤、触媒、所望の導電性を付与するための導電性付与剤や、帯電防止剤等も添加せしめることができる。

本発明の現像剤供給ローラの製造方法は、特に限定されず、公知の製造方法の中から適した方法を選択しこれによって製造すればよい。具体的には、鉄やステンレス鋼等の金属材料等からなる、通常直径が４〜１０ｍｍ、長さが２００〜４００ｍｍの芯金を発泡弾性体で被覆して発泡弾性層を形成することにより製造することができる。現像剤供給ローラの外径は、特に限定されず、その目的によりさまざまの外径を有するものとすることができるが、一般的には１０〜２０ｍｍの外径とすることができる。

例えば、ポリウレタン原料、シリコーンとポリエーテルの共重合体、発泡剤、所望により用いられる触媒、架橋剤、鎖延長剤、その他の助剤等を均質に混合してポリウレタン原料組成物を調製した後、芯金を予め配した成型金型のキャビティ内に前記原料組成物を注入し、加熱して反応硬化または固化させることにより一体的に発泡弾性層を形成し製造する方法、予め、上記ポリウレタン原料組成物を用いて別途形成した発泡弾性体のスラブやブロックから、切削加工等により、チューブ状等の所定の形状、寸法に切り出し、これに芯金を圧入して芯金上に発泡弾性層を被覆して製造する方法またはこれらの方法を適宜組み合わせた方法などを挙げることができる。所望の場合には、さらに、切削や研磨処理などによって所定の外径に調整してもよい。

［画像形成装置］
本発明は、静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像を現像剤により現像して現像剤画像を形成するための現像装置と、該現像剤画像を転写材に転写するための転写装置とを有する画像形成装置において、該現像装置として、上記のような本発明の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置である。

図３は、本発明の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

像担持体としての感光ドラム２１が矢印Ａ方向に回転し、感光ドラム２１を帯電処理するための帯電部材２２によって一様に帯電され、感光ドラム２１に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光２３により、その表面に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、感光ドラム２１に対して近接配置され、画像形成装置本体に対し着脱可能なプロセスカートリッジに保持される現像装置２４によって現像剤を付与されることにより現像され、現像剤像として可視化される。

現像は露光部に現像剤像を形成するいわゆる反転現像を行っている。可視化された感光ドラム２１上の現像剤像は、転写部材である転写ローラ２９によって記録媒体である紙３３に転写される。現像剤像を転写された紙３３は、定着装置３２により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。

一方、転写されずに感光ドラム上２１上に残存した転写残現像剤は、感光ドラム表面をクリーニングするためのクリーニング部材であるクリーニングブレード３０により掻き取られ廃現像剤容器３１に収納され、クリーニングされた感光ドラム２１は上述の作用を繰り返し行う。

現像装置２４は、一成分現像剤として非磁性現像剤２８を収容した現像容器３４と、現像容器３４内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム２１と対向設置された現像剤担持体としての現像ローラ２５とを備え、感光ドラム２１上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。また電子写真プロセスカートリッジは、現像装置と、像担持体、帯電部材、クリーニング部材および転写部材の少なくとも一つとを有し、これらが一体的に保持されてなるものであり、画像形成装置に着脱可能に設けられる。

尚、現像ローラ２５は感光ドラム２１と当接幅をもって接触している。現像装置２４においては、現像剤供給ローラ２６が、現像容器３４内で、現像剤規制部材である現像ブレード２７の現像ローラ２５表面との当接部に対し現像ローラ２５回転方向上流側に当接され、かつ、回転可能に支持されている。

以下、本発明を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、本実施例は本発明を何ら限定するものではない。

数平均分子量や構造の異なる、式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物は、表１のような材料（ポリオキシアルキレン）を用いて以下の方法で合成を行った。

表１のポリオキシアルキレンと塩化ベンゾイル（ａｌｄｒｉｃｈ社製）をピリジンの存在下、材料が可溶する有機溶媒を適切に選択し、十分に加熱攪拌することにより、エステル化反応を行った。これにより、それぞれのポリオキシアルキレンの安息香酸エステルである、式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を得た。

（実施例１）
外径８ｍｍの芯金（軸体）を内径１６ｍｍの円筒状金型内に同心となるように設置し、導電性弾性層を形成する材料として液状導電性シリコーンゴム（東レダウコーニングシリコーン社製、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度４０度、体積抵抗率１×１０⁷Ω・ｃｍ品）を注型後、１３０℃のオーブンに入れ２０分加熱成型し、脱型後、２００℃のオーブンで４時間２次加硫を行い、厚み４ｍｍの導電性弾性層を形成した。

ポリウレタンプレポリマー ８２質量部
（商品名：ニッポランＮ５０３３ 日本ポリウレタン社製）
イソシアネート １８質量部
（商品名：Ｂ８３０ 三井武田ケミカル社製）
上記原料混合液にメチルエチルケトンを加え固形分２５〜３０質量％になるように調整したものを導電性樹脂層形成用の原料液とした。この原料液の固形分に対してカーボンブラック（商品名：ＭＡ７７、三菱化学社製）２０質量部、アクリル粒子（商品名：ＭＸ−１０００、綜研化学社製）３０質量部、Ｎｏ．１の安息香酸エステル０．８質量部を添加し、この塗料液をボールミルで攪拌分散し、得られた塗料を先に成型した導電性弾性層上にディッピングにより膜厚１５μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブンで１５分乾燥後、１４０℃のオーブンで４時間硬化し、表面層として導電性樹脂層を有する現像ローラを得た。

（実施例２）
実施例１において使用したＮｏ．１の安息香酸エステル０．８質量部を、Ｎｏ．２の安息香酸エステル１．０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラを得た。

（実施例３）
実施例１において使用したＮｏ．１の安息香酸エステル０．８質量部を、Ｎｏ．３の安息香酸エステル１０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラを得た。

（実施例４）
実施例１において使用したＮｏ．１の安息香酸エステル０．８質量部を、Ｎｏ．４の安息香酸エステル３０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラを得た。

（実施例５）
実施例１において使用したＮｏ．１の安息香酸エステル０．８質量部を、Ｎｏ．５の安息香酸エステル３５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラを得た。

（実施例６）
実施例１において使用したＮｏ．１の安息香酸エステル０．８質量部を、Ｎｏ．２の安息香酸エステル３０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラを得た。

（実施例７）
実施例１において使用したＮｏ．１の安息香酸エステル０．８質量部を、Ｎｏ．４の安息香酸エステル１．０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラを得た。

（比較例１）
実施例１において使用したＮｏ．１の安息香酸エステル０．８質量部を使用しなかったこと以外は、実施例１と同様にして現像ローラを得た。

（比較例２）
実施例１において使用したＮｏ．１の安息香酸エステル０．８質量部を、Ｎｏ．６の安息香酸エステル１０質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラを得た。

＜現像剤供給ローラの作製＞
次に、本発明に用いることのできる現像剤供給ローラの作製例を以下に示す。ポリオール（商品名：ＦＡ９０８、三洋化成工業社製）９０質量部、ポリオール（商品名：ＰＯＰ３４−２８、三洋化成工業社製）１０質量部、ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴ（東ソー株式会社製商品名、第３級アミン触媒）０．１質量部、ＴＯＹＯＣＡＴ−Ｌ３３（東ソー株式会社製商品名、第３級アミン触媒）０．５質量部、水（発泡剤）２．５質量部、シリコーンとポリエーテル共重合体としてＳＨ１９０（東レダウコーニングシリコーン社製商品名）１質量部を予め混合した。その後、この混合物にポリイソシアネートとしてコロネート１０２１（日本ポリウレタン工業株式会社製商品名、ＮＣＯ％＝４５）を２４質量部加えて、混合攪拌し、次いで、上記成形型にて発泡成形することにより外径５ｍｍ芯金の周りに、厚さ４．５ｍｍのポリウレタンスポンジからなる発泡弾性層を一体的に形成せしめてなる現像剤供給ローラを作製した。

＜画像評価＞
（現像ローラ、現像剤供給ローラ当接部バンディング評価）
上記現像ローラと現像剤供給ローラを電子写真プロセスカートリッジに装着し、このカートリッジを高温高湿環境下（４０℃／９５ＲＨ）に３０日放置した。その後、カラーレーザープリンタ（商品名：ＬＢＰ５５００、キヤノン社製）で実際に画だしをし、画像評価を行った。用いた現像剤は個数平均粒径７．０μｍのマゼンダ現像剤を使用した。現像剤の個数平均粒径は、レーザー回折型粒度分布計のコールターＬＳ−１３０型粒度分布計（コールター製商品名）を用いて測定し、個数分布から算出した値である。

（ハーフトーン画像におけるバンディング評価）
◎：バンディングが全く認められない
○：バンディングが極軽微認められるが、実用上全く問題ない。
×：実画像上問題になるバンディングが認められる。

（画像濃度評価）
上記現像ローラと現像剤供給ローラを電子写真プロセスカートリッジに装着し、このカートリッジを高温高湿環境下（４０℃／９５ＲＨ）に３０日放置した。その後、カラーレーザープリンタ（商品名：ＬＢＰ５５００、キヤノン社製）で実際にベタ画像を出力し、画像評価を行った。用いた現像剤は個数平均粒径７．０μｍのマゼンダ現像剤を使用した。反射濃度計ＲＤ９１８（マクベス社製商品名）を使用し、ベタ部の濃度を９点測定し、その平均値を画像濃度とした。通常、初期におけるベタ濃度は１．３以上が高品位な画像としては好ましく、さらに１．３５以上になることがより好ましい。

評価結果を表２にまとめて示した。

表２に示す実施例１〜７の結果から明らかなように、軸体と、該軸体上に設けられた導電性弾性層とを有する現像ローラにおいて、該現像ローラの表面層が、式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有することを特徴とする現像ローラを用いた場合は、現像剤供給ローラと同じ位置で長期間当接してもハーフトーン画像においてバンディングの発生のない高品位の画像が得ることができた。また、同時にこれらの現像ローラは安定した画像濃度が得られる高品位なものであった。

比較例１は、現像ローラの表面層に式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物が添加されていないために、レベルの悪いバンディングが発生した。比較例２では、現像ローラの表面層に添加されているものがポリテトラメチレングリコールの安息香酸エステルであるために、バンディングが発生してしまった。また、これら比較例の現像ローラでは高温高湿環境放置後に安定した画像濃度が得られにくい結果であった。

本発明の現像ローラの一例を示す軸方向の断面図である。 本発明の現像ローラの一例を示す軸方向の断面図である。 本発明の現像装置を用いた電子写真装置の断面図である。

符号の説明

１：良導電性シャフト（軸体）
２：導電性弾性層
３：導電性樹脂層
２１：感光ドラム
２２：帯電部材
２３：レーザー光
２４：現像装置
２５：現像ローラ
２６：現像剤供給ローラ
２７：現像ブレード
２８：現像剤
２９：転写ローラ
３０：クリーニングブレード
３１：廃現像剤容器
３２：定着装置
３３：紙
３４：現像容器

Claims (10)

1. 軸体と、該軸体上に設けられた導電性弾性層とを有する現像ローラにおいて、
   該現像ローラの表面層が、下記式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物を含有することを特徴とする現像ローラ。
   

   

   （Ｒ₁〜Ｒ₆は、それぞれ独立してアルキル基、アリール基、またはアシル基であり、ｍ、ｎ、ｘ、及びｚは、それぞれ独立して正の整数である。）
2. 前記導電性弾性層の外周に、該現像ローラの表面層となる導電性樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
3. 該導電性樹脂層がウレタン樹脂を含むことを特徴とする請求項２に記載の現像ローラ。
4. 該表面層に含有される前記式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物の合計の質量が、該表面層に含有される樹脂１００質量部に対して１〜３０質量部であ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。
5. 前記式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物の数平均分子量（Ｍｎ）が、３５０〜５５００であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像ローラ。
6. 該現像ローラの表面層が、前記式（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかで示される構造を有する化合物として、前記式（Ａ）で示される構造を有する化合物を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の現像ローラ。
7. 前記式（Ａ）で示される構造を有する化合物として、ポリエチレングリコールの安息香酸エステルを含有することを特徴とする請求項６に記載の現像ローラ。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の現像ローラと、現像剤供給ローラとを少なくとも有することを特徴とする現像装置。
9. 前記現像剤供給ローラが、芯金と、該芯金の周りに形成された発泡弾性層とを備え、該発泡弾性層が、シリコーンとポリエーテルの共重合体を含有することを特徴とする請求項８に記載の現像装置。
10. 静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像を現像剤により現像して現像剤画像を形成するための現像装置と、該現像剤画像を転写材に転写するための転写装置とを有する画像形成装置において、該現像装置として、請求項８または９に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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