JP2008076945A - 現像ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】非磁性１成分現像剤を用いた現像方式のプリンターで多数枚プリントを行っても、プリント画像濃度低下やトナーこぼれが発生しない現像ローラを提供する。
【解決手段】導電性シャフト１の外周に導電性を有する被覆層２０を形成してなり、該被覆層２０の表面に非磁性１成分現像剤を保持し、該非磁性１成分現像剤を潜像担持体表面の潜像に付着させ、可視化する現像ローラ２５において、該被覆層の表面を形成する表面層がアクリル樹脂とフッ素樹脂粒子を含有し、該フッ素樹脂粒子の量がアクリル樹脂に対して５〜２０質量％であることを特徴とする現像ローラ２５。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンター或いはファクシミリの受信装置などの電子写真方式を採用した画像形成装置に組み込まれる現像ローラに関し、特に非磁性１成分現像方式を採用した現像装置に用いられる現像ローラに関するものである。

現時カラープリンターは装置の小型化、軽量化、低コスト化が主流となりつつある。そのため、現像プロセスとして非磁性１成分現像方式を採用するのが主流である。

しかし、非磁性１成分現像プロセスではトナーを安定に搬送するために、現像ローラ表面に適度な粗さを付けると同時に、被覆層に耐摩耗性を持たせ、規制ブレードと現像ローラ間の圧力を一定にして、トナー搬送量の安定化を図る必要がある。

非磁性１成分現像プロセスに用いられる現像ローラは、軸体の表面に弾性層を設けその表面にトナーを安定に搬送するため表面層を設けた構成のものが主流であった。

しかし、上記構成では現像ローラの外径が大きくなり小型化、軽量化に不向きであった。そこで、さらに小型化、軽量化が可能な現像ローラが求められてきた。

小型化、軽量化を目的に、弾性層を設けず、表面層に弾性を持たせた現像ローラの検討がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−２９７７１０号公報

しかしながら、上記提案で作製した現像ローラは、磁性１成分現像剤を用いた現像方式のプリンターでは高濃度のプリント画像が得られたが、この現像ローラを非磁性１成分現像剤を用いた現像方式のプリンターに装着して、例えば連続して５０００枚レベルの多数枚プリントを行うと、トナーの帯電量の変動によるプリント画像濃度低下や、現像ローラ表面のフィルミングによるトナーこぼれが起こり実用上問題があった。

本発明は、非磁性１成分現像剤を用いた現像方式のプリンターで多数枚プリントを行っても、プリント画像濃度低下やトナーこぼれが発生しない現像ローラを提供することを目的とする。

本発明は、下記構成を採ることにより達成される。

１．
導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層の表面に非磁性１成分現像剤を保持し、該非磁性１成分現像剤を潜像担持体表面の潜像に付着させ、可視化する現像ローラにおいて、
該被覆層の表面を形成する表面層がアクリル樹脂とフッ素樹脂粒子を含有し、該フッ素樹脂粒子の量がアクリル樹脂に対して５〜２０質量％であることを特徴とする現像ローラ。

本発明の現像ローラは、非磁性１成分現像剤を用いた現像方式のプリンターで、多数枚プリントを行ってもプリント画像濃度低下やトナーこぼれが発生しない優れた効果を有する。

非磁性１成分現像剤用の本発明に係る現像ローラは、例えば連続して５０００枚レベルの多数枚プリントしても高濃度のプリント画像が安定して得られ、画像濃度低下やトナーこぼれに起因する機内汚れを発生させず、画像欠陥の無い良好なトナー画像が得られるようになった。

本発明者等は、トナー搬送性を安定にし、現像ローラ表面にフィルミングを発生させなくすることが重要と考えた。また、非磁性１成分現像剤を用い、多数枚プリントを行ってもトナー搬送性が安定で、現像ローラ表面にフィルミングを発生させない現像ローラを得るには、被覆層が弾性を有し、且つ、その表面を離型性に優れた構造にすることで、上記問題を解決するに有効と考え検討を行った。

種々検討の結果、導電性を有する被覆層（以下、単に被覆層ともいう）を形成する樹脂としてアクリル樹脂を用いて耐摩耗性を付与し、離型性に優れるフッ素樹脂粒子を特定量含有させることにより、多数枚プリントしても、トナー搬送性が安定で、現像ローラ表面にフィルミングが発生しないことを見出し、本発明に到った。

本発明の現像ローラは、導電性シャフトの外周に被覆層を設け、被覆層を構成する樹脂に耐摩耗性を付与する目的でアクリル樹脂を用い、非磁性１成分現像剤が現像ローラ表面を良好にころがり、現像ローラ表面にフィルミングが発生するのを防止する目的でフッ素樹脂粒子を被覆層の表面を形成する表面層に含有するアクリル樹脂に対して５〜２０質量％含有するものである。

尚、フッ素樹脂粒子をアクリル樹脂に対して上記範囲含有させると、非磁性１成分現像剤の帯電に問題を起こさず、非磁性１成分現像剤が現像ローラ表面を良好にころがり、非磁性１成分現像剤を適量現像領域に安定して搬送することができ、且つ現像ローラ表面にフィルミングが発生するのを防止することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の現像ローラは、導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成して得られたもので、被覆層の表面を形成する表面層にアクリル樹脂とフッ素樹脂粒子を含有し、アクリル樹脂に対してフッ素樹脂粒子を５〜２０質量％含有しているものである。被覆層は単層でも、多層で構成されたものでもよいが、被覆層の表面にアクリル樹脂とフッ素樹脂粒子を含有した層を有するものである。

図１は、本発明の現像ローラの一例を示す模式図である。

図１において、２５は現像ローラ、１は導電性シャフト、２０は被覆層、２１は中間層、２２は表面層、２３はフッ素樹脂粒子を示す。

図１（ａ）は導電性シャフトの外周に被覆層を設けた現像ローラである。図１（ｂ）は導電性シャフト１の外周にフッ素樹脂粒子２３を含有する被覆層２０が形成された単層構成の現像ローラの断面模式図である。図１（ｃ）は、導電性シャフト１の外周に、中間層２１とフッ素樹脂粒子２３を含有する表面層２２が形成された２層構成の現像ローラの断面模式図である。

本発明における被覆層の表面を形成する表面層とは、単層構成の場合はアクリル樹脂とフッ素樹脂粒子を含有する被覆層が該当し、２層構成の場合はアクリル樹脂とフッ素樹脂粒子を含有する表面層が該当する。尚、本発明では、導電性シャフトと被覆層の接着性をより良好にするため導電性シャフトと被覆層の間に中間層を設けてもよい。

本発明の現像ローラは、フッ素樹脂粒子を表面層に添加することで表面エネルギーを低くし、フィルミングの発生を防止している。

尚、表面エネルギーは、純水に対する接触角で評価することができる。本発明の現像ローラの表面の純水接触角は９０〜１２０°が好ましく、１００〜１１０°がより好ましい。現像ローラの表面の純水接触角を上記範囲にコントロールすることは、フィルミングの発生を抑えるのに有効である。

ここで、現像ローラの純水接触角の測定法について記載する。

現像ローラの表面の純水接触角は、純水に対する接触角を全自動接触角計「ＣＡ−Ｗ型ロール特型」（協和界面科学社製）を用いて２３℃、５０％ＲＨの環境下で測定する。純水の蒸発による測定値の変化と測定の安定性を両立させる為、純水滴滴下後５秒から３０秒以内に測定を終了させる。測定はθ／２法による。通常の純水滴量範囲内では接触角の値は変化しないが、現像ローラの場合軸方向に対して直角の方向からの測定とし、現像ローラの曲率に対する偏差を無視するものとする為、滴下量は７０μｌに設定する。

測定個所は現像ローラの中央部、左右端部から５ｃｍの位置の３カ所について、それぞれ円周方向９０°づつの４カ所、計１２カ所を測定し、この平均値を純水接触角とする。

次に、本発明で用いられるアクリル樹脂とフッ素樹脂粒子について説明する。

〈アクリル樹脂〉
現像ローラの表面を形成する被覆層の樹脂成分としては、耐摩耗性に優れるアクリル樹脂を用いる。

アクリル樹脂としては、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルエタクリレート、これらの側鎖末端をヒドロキシアルキル基等で置換したもの、及び、これらの共重合体等が用いられる。

アクリル樹脂の具体例としては、「スミペックＬＧ」（住友化学社製）、「パラペットＨＲ−５」（クラレ社製）を挙げることができる。

〈フッ素樹脂粒子〉
フッ素樹脂粒子の構成材料は含フッ素重合性モノマーの単独重合体または共重合体、または含フッ素重合性モノマーとフッ素フリー重合性モノマーとの共重合体である。含フッ素重合性モノマーは一般式（１）；

（一般式（１）中、Ｒ⁴〜Ｒ⁷のうち少なくとも１つの基はフッ素原子であり、残りの基はそれぞれ独立して水素原子、塩素原子、メチル基、モノフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、またはトリフルオロメチル基である）で表されるモノマーである。好ましい含フッ素重合性モノマーとして、四フッ化エチレン、三フッ化エチレン、三フッ化塩化エチレン、六フッ化プロピレン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、二フッ化二塩化エチレン等が挙げられる。含フッ素重合性モノマーとして、２種類以上のモノマーが使用されてもよい。

フッ素フリー重合性モノマーとして、公知のビニル系モノマーが挙げられる。フッ素フリー重合性モノマーとして、２種類以上のモノマーが使用されてもよい。

フッ素樹脂粒子はいずれも、上記構成材料の中で、含フッ素重合性モノマーの単独重合体または共重合体からなることが好ましく、より好ましくはポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ三フッ化エチレン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、特にポリ四フッ化エチレンである。

フッ素樹脂粒子を構成する重合体の平均分子量は本発明の目的を達成できる限り特に制限されないが、通常はいずれも１万から１００万の範囲が好適である。

フッ素樹脂粒子は、平均１次粒径が０．０２μｍ〜０．２０μｍのものが好ましい。

尚、フッ素樹脂粒子の数平均１次粒径は、電子顕微鏡を用い、１万〜１０万倍に拡大した写真を撮影し、フェレ水平径の平均値より求めた値である。

測定手順としては、測定試料（フッ素樹脂粒子）０．０２ｇを、界面活性剤溶液２０ｇ（測定試料の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で１０倍希釈した界面活性剤溶液）で馴染ませた後、超音波分散を１分間行い、測定試料分散液を作製する。この測定試料分散液を、プレパラート上に塗布し、乾燥して電子顕微鏡撮影用試料とする。

フェレ水平径の平均値は、上記電子顕微鏡撮影用試料を高分解能透過型電子顕微鏡（ＨＲ−ＴＥＭ）にて撮影した写真（写真映像でもよい）の水平方向（ここで、水平方向とは写真画像のＸ軸方向を表す）に対して、垂直に交わる２本の平行線により挟まれた時の平行線の間隔で得られるフェレ水平径の値について、任意の粒子２００個を抽出し、それらのフェレ水平径の算術平均からフェレ水平径の平均値が求められる。

フッ素樹脂粒子の含有量は、アクリル樹脂に対し５〜２０質量％、好ましくは８〜１８質量％である。フッ素樹脂粒子はマイナス側の極性の帯電特性を有すため、２０質量を超えて添加するとトナーの帯電性を低下させプリント時にかぶりが発生し易くなる。また、５質量％未満の添加ではフィルミングの発生を防止するのが難しくなる。

本発明の現像ローラは、導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を設けたものである。被覆層の体積抵抗は１×１０⁴〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍのものが好ましい。

この範囲とすることで、画像欠陥の無いトナー画像を得ることができる。

被覆層の体積抵抗は、図２示す測定装置を用いて測定したときの値である。

図２は、体積抵抗測定装置の概略図を示す。

図において、１は対極電極（金属ドラム）、２５は現像ローラ、３は直流電源、４は電流計を示す。

被覆層の体積抵抗は、対極電極１と測定する現像ローラ２５の間に４．９Ｎ（５００ｇ重）の荷重を与えた状態で対極電極１と測定する現像ローラ２５を矢印の方向に回転させながら、直流電源３から１００Ｖを印加し、その時に流れる電流を電流計４で測定し、計算で算出する。

測定器 ：図２の測定機
測定条件：対極電極と現像ローラの線速度を１〜５ｃｍ／ｓｅｃと等速で回転させる
印加電圧：１００Ｖ
測定環境：２０℃、５０ＲＨ％
本発明に係る被覆層は、アクリル樹脂とフッ素樹脂粒子、必要に応じ電子電動剤、イオン導電剤、非導電性充填剤（粗さ粒子）等を添加した塗布液を導電性シャフトの外周面に塗布して形成することができる。

被覆層は、単層構成でもよいが、中間層と表面層の２層構成がより好ましく、各層用の塗布液を浸漬法、スプレー法等により塗布して設けられたものが好ましい。

以下、２層構成の現像ローラについて説明する。

《導電性シャフトの準備》
本発明に用いられる導電性シャフトは、現像ローラ表面に蓄積される電荷をリークさせる部材も兼ねるため、導電性の金属で構成されることが好ましい。代表的なものとして、直径１〜３０ｍｍのステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０３）、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の導電性金属があり、また導電性樹脂で構成されるものでもよい。

《中間層の作製》
樹脂を溶解した溶液に、必要に応じ粗さ粒子を分散して塗布液を調製し、この塗布液を浸漬法により導電性シャフトの外周に塗布し、乾燥して中間層を形成する。

《表面層の作製》
アクリル樹脂とフッ素樹脂粒子を含有する塗布液を、前記中間層の上に浸漬塗布法やスプレー塗布法により塗布し表面層を形成する。

尚、各塗布液には、必要に応じさらに電子導電剤、イオン導電剤を添加することができる。

〈電子導電剤〉
電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫一酸化アンチモン固溶体、酸化錫一酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被膜された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。この内、カーボンブラックが、比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られるので好ましく用いられる。

カーボンブラックは、その種類には、特に制限はなく、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等の従来公知の種々のカーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックの配合量は、使用するカーボンブラックの種類によって異なるために特に限定されないが、通常、樹脂成分１００質量部に対して５〜５０質量部とするのが好ましく、より好ましくは１０〜４０質量部の範囲において、被覆層に要求される導電性及びユニバーサル硬さに応じて適宜設定される。

カーボンブラックの配合量を５０質量部以下とすると、現像ローラの導電性及びユニバーサル硬さが適切なものとなり、更に、樹脂層内での分布の均一性が上がるため、導電性の均一性も向上する。一方、カーボンブラックの配合量を５質量部以上とすると、好ましいレベルの導電性を確保することができる。更に、添加したカーボンブラックを十分パーコレートすることが可能となり、導電性を安定させることができる。

〈イオン導電剤〉
イオン導電剤としては、従来から無機イオン塩や有機イオン塩として公知のものが、何れも適宜に選択使用できる。具体的には、Ｌｉ、ＬｉＣｌ、ＮａＩ、ＮａＢｒ、ＫＩ等のアルカリ金属ハライド、ＬｉＣｌＯ₄、ＫＣｌＯ₄、ＣｕＣｌ₂Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂等の過塩素酸塩、ＬｉＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＣｓＳＣＮ等のチオシアン酸塩等のごとき無機イオン塩や、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、４級アンモニウム塩、ベタイン等の有機イオン塩を挙げることができる。これらの中で特に好ましいものとして、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩を挙げることができる。このイオン導電剤は、１種類で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。

イオン導電剤の配合量は、特に制限はなく各種状況に応じて適宜選定されるが、被覆層を形成する樹脂成分１００質量部に対し０．００１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。

これにより、１×１０⁴〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍの抵抗領域で、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、且つ電気抵抗の電圧依存性が少ない上、温湿度の環境変化に対する電気抵抗の変動が少ない導電性を有する被覆層が得られる。

〈粗さ粒子〉
粗さ粒子としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム、樹脂粒子等が挙げられる。これらの中では樹脂粒子が好ましく、樹脂粒子としては架橋アクリル樹脂粒子、架橋ウレタン樹脂粒子が特に好ましい。

次に、非磁性１成分現像剤について説明する。

非磁性１成分現像剤としては、熱定着可能な非磁性１成分トナー（以下、単にトナーとも云う）を用いる。

トナーの体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）径は、高品質のトナー画像を得るという観点から３．０〜９．０μｍのものが好ましい。

トナーを構成する樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂を挙げることができる。

トナーの製造方法は特に限定されず、公知の重合法や粉砕法により作製することができる。

体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）は、マルチサイザー３（ベックマン・コールター社製）に、データ処理用のコンピュータシステム（ベックマン・コールター製）を接続した装置を用いて測定、算出することができる。

体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）の測定手順としては、トナー０．０２ｇを、界面活性剤溶液２０ｍｌ（トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で１０倍希釈した界面活性剤溶液）で馴染ませた後、超音波分散を１分間行い、トナー分散液を作成する。このトナー分散液を、サンプルスタンド内のＩＳＯＴＯＮII（ベックマン・コールター社製）の入ったビーカーに、測定濃度５〜１０％になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを３００００個に設定して測定する。尚、コールターマルチサイザーのアパチャー径は５０μｍのものを使用する。

本発明において、非磁性１成分トナーの帯電量とは、現像ローラ上の非磁性１成分トナーの帯電量をいう。

現像ローラ上の非磁性１成分トナーの帯電量は、以下の測定方法により行う。

１．濾紙（Ｔ１００Ａ０４７Ａ：アドバンテック社製）を装着したトナー捕集ユニットの質量：Ｗ１（ｇ）を分析用天秤（ｃｐ２２４Ｓ型：ザルトリウス社製）により測定する。

２．トナー捕集ユニットを吸引ポンプに装着する。

３．トナーカートリッジ中の現像ローラ表面の約７ｃｍ²の領域にあるトナーを吸引ポンプによって濾紙上に捕集し、トナー捕集ユニットに移行した捕集トナーの持つ電荷量：Ｑ（μＣ）をデジタルエレクトロメータ（Ｒ８２５２型：エーディーシー社製）の電荷量測定モードにより求める。

４．トナー捕集ユニットを吸引ポンプから取り外し、トナー捕集後のトナー捕集ユニットの質量：Ｗ２（ｇ）を測定する。

５．式１によってトナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を求める。

式１ 帯電量＝Ｑ／Ｍ＝Ｑ／（Ｗ２−Ｗ１）
次に、本発明に係る現像装置について説明する。

本発明の現像ローラは、その表面に非磁性１成分現像剤を保持して搬送し、該現像剤を潜像担持体表面の潜像に付着させる現像装置を用い、潜像を可視化する画像形成方法に用いられる。

図３は、本発明に係る現像装置の一例を示す断面概略図である。

図３に示す現像装置２０は、現像ローラ２５に隣接してバッファ室２６を、バッファ室２６に隣接してホッパ２７等を有する。

バッファ室２６にはトナー規制部材であるブレード２８が現像ローラ２５に圧接させた状態で配置されている。ブレード２８は、現像ローラ２５上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ２５の回転方向に対してブレード２８の下流側に、現像ローラ２５上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード２９をさらに設けることも可能である。

現像ローラ２５には供給ローラ３０が押圧されている。供給ローラ３０は、図示しないモータにより現像ローラ２５と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ３０は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。

ホッパ２７には非磁性１成分現像剤であるトナーＴが収容されている。また、ホッパ２７にはトナーＴを攪拌する回転体３１が設けられている。回転体３１には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体３１の矢印方向への回転によりトナーＴを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーＴは、ホッパ２７とバッファ室２６を隔てる隔壁に設けられた通路３２を介してバッファ室２６に供給される。尚、搬送羽根の形状は、回転体３１の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーＴを搬送しながら撓むとともに、通路３２の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーＴを通路３２に供給している。

また、通路３２には通路３２を閉鎖する弁３２１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路３２右側面上側に固定され、トナーＴがホッパ２７から通路３２に供給されると、トナーＴからの押圧力により右側に押されて通路３２を開けるようになっている。その結果、バッファ室２６内にトナーＴが供給される。

また、弁３２１の他端には規制部材３２２が取付けられている。規制部材３２２と供給ローラ３０は、弁３２１が通路３２を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材３２２は、バッファ室２６の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ２５から供給ローラ３０に回収されたトナーＴがバッファ室２６の底部に多量に落下しないように調整される。

現像装置２０では、画像形成時に現像ローラ２５が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ３０の回転によりバッファ室２６のトナーが現像ローラ２５上に供給される。現像ローラ２５上に供給されたトナーＴは、ブレード２８、補助ブレード２９により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ２５の回転に伴って除電ブレード２４により除電され、現像ローラとトナーの静電的な付着力を低減させた後、供給ローラ３０により現像ローラ２５から掻き取られ回収される。

次に、フルカラー画像形成装置について説明する。

図４は、フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。

図４に示すフルカラー画像形成装置においては、回転駆動される感光体ドラム１０の周囲に、この感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ１１１等が設けられている。

また、帯電ブラシ１１１によって帯電された感光体ドラム１０をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０はレーザダイオード，ポリゴンミラー，ｆθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系２０は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１０上を走査露光し、これにより感光体ドラム１０上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。

また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム１０に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行うフルカラー現像装置３０は、支軸３３の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーを収容させた４つの色別の現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが設けられており、支軸３３を中心として回転し、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが感光体ドラム１０と対向する位置に導かれるようになっている。

また、このフルカラー現像装置３０における各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおいては、上記図４に示すように、回転してトナーを搬送する現像剤担持体（現像ローラ）２５の外周面にトナー規制部材が圧接されており、このトナー規制部材により、現像ローラ２５によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。尚、このフルカラー現像装置３０においては、現像ローラによって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行うために、トナー規制部材を２つ設けるようにしてもよい。

そして、上記のようにレーザ走査光学系２０によって感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像装置３０を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋを感光体ドラム１０と対向する位置に順々に導き、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおける各現像ローラ２５より、上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１０上に向かって、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行うようになっている。

また、このフルカラー現像装置３０より感光体ドラム１０の回転方向下流側の位置には、中間転写体４０として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト４０が設けられており、この中間転写ベルト４０は感光体ドラム１０と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト４０は回転可能な１次転写ローラ４１により押圧されて感光体ドラム１０に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２の部分には、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、この２次転写ローラ４３によって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト４０に押圧されるようになっている。

更に、前記のフルカラー現像装置３０とこの中間転写ベルト４０との間のスペースには、中間転写ベルト４０上に残留したトナーを掻き取るクリーナ５０が中間転写ベルト４０に対して接離可能に設けられている。

また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容させる給紙トレイ６１と、この給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２と、上記の中間転写ベルト４０上に形成された画像と同期して給紙された記録材Ｓを中間転写ベルト４０と上記の２次転写ローラ４３との間に送るタイミングローラ６３とで構成されており、このようにして中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送られた記録材Ｓを２次転写ローラ４３によって中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０からトナー像を記録材Ｓへ押圧転写させるようになっている。

一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれるようになっており、この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出されるようになっている。

次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行う動作について具体的に説明する。

まず、感光体ドラム１０と中間転写ベルト４０とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム１０を帯電ブラシ１１によって所定の電位に帯電させる。

そして、このように帯電された感光体ドラム１０に対して、上記のレーザ走査光学系２０によりイエロー画像の露光を行い、感光体ドラム１０上にイエロー画像の静電潜像を形成した後、この感光体ドラム１０にイエロートナーを収容させた現像器３１Ｙから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像し、このようにイエローのトナー像が形成された感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト４０を１次転写ローラ４１によって押圧させ、感光体ドラム１０に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に１次転写させる。

このようにしてイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像装置３０を支軸３３を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍを感光体ドラム１０と対向する位置に導き、上記のイエロー画像の場合と同様に、レーザ走査光学系２０により帯電された感光体ドラム１０に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍによって現像し、現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム１０から中間転写ベルト４０に１次転写させ、更に同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光，現像及び１次転写を順々に行って、中間転写ベルト４０上にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。

そして、中間転写ベルト４０上に最終のブラックのトナー像が１次転写されると、記録材Ｓをタイミングローラ６３により２次転写ローラ４３と中間転写ベルト４０との間に送り、２次転写ローラ４３により記録材Ｓを中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０上に形成されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に２次転写させる。

そして、このようにフルカラーのトナー像が記録材Ｓ上に２次転写されると、この記録材Ｓを上記の搬送手段６６により定着装置７０に導き、この定着装置７０によって転写されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に定着させ、その後、この記録材Ｓを垂直搬送路８０を通して装置本体１の上面に排出させるようになっている。

《フッ素樹脂粒子の準備》
（フッ素樹脂粒子１の準備）
数平均１次粒径０．０５μｍの四フッ化エチレン樹脂粒子を準備し、これを「フッ素樹脂粒子１」とする。

（フッ素樹脂粒子２の準備）
数平均１次粒径が０．１μｍの四フッ化エチレン樹脂粒子を準備し、これを「フッ素樹脂粒子２」とする。

（架橋アクリル樹脂粒子３の準備）比較例
体積基準におけるメディアン径（Ｄ₅₀）が、０．１μｍの架橋アクリル樹脂粒子を準備し、これを「アクリル樹脂粒子３」とする。

（導電性シャフトの準備）
現像ローラの軸体として、ＳＵＳ３０３の中空筒状の導電性シャフトを準備した。これを「シャフト１」とする。

《現像ローラの作製》
〈現像ローラ１の作製〉
（中間層形成）
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性エラストマーであるウレタン樹脂「ニッポラン５１９９」（日本ポリウレタン社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド２．０質量部と、体積基準におけるメディアン径１５μｍの粗さ粒子「球形架橋アクリル樹脂」２０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、中間層形成用塗布液を調製した。これを「中間層形成用塗布液１」とする。

「中間層層形成用塗布液１」を「シャフト１」の外周面にスプレー塗布した後、１２０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が１０μｍの「中間層１」を形成した。

（表面層形成）
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性アクリル樹脂「スミペックスＬＧ」（住友化学社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド２．０質量部、「フッ素樹脂粒子１」２０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、表面層形成用塗布液を調製した。これを「表面層形成用塗布液１」とする。

「表面層層形成用塗布液１」を「中間層１」の外周面に乾燥後の膜厚が５μｍになるようスプレー塗布し、１００℃で１時間乾燥を行い「表面層１」を形成し、「現像ローラ１」を作製した。

〈現像ローラ２の作製〉
現像ローラ１の作製において、「フッ素樹脂粒子１」２０質量部を、「フッ素樹脂粒子２」１８質量部に変更した以外は同様にして「現像ローラ２」を作製した。

〈現像ローラ３の作製〉
現像ローラ１の作製において、「フッ素樹脂粒子１」の量を、２０質量部から５質量部に変更した以外は同様にして「現像ローラ３」を作製した。

〈現像ローラ４の作製〉
現像ローラ１の作製において、「フッ素樹脂粒子１」の量を、２０質量部から１０質量量部に変更した以外は同様にして「現像ローラ４」を作製した。

〈現像ローラ５の作製〉
現像ローラ１の作製において、「フッ素樹脂粒子１」の量を、２０質量部から２５質量部に変更した以外は同様にして「現像ローラ５」を作製した。

〈現像ローラ６の作製〉
現像ローラ１の作製において、「フッ素樹脂粒子１」の量を、２０質量部から３質量部に変更した以外は同様にして「現像ローラ６」を作製した。

〈現像ローラ７の作製〉
現像ローラ１の作製において、「フッ素樹脂粒子１」を、添加しなかった以外は同様にして「現像ローラ７」を作製した。

〈現像ローラ８の作製〉
（中間層形成）
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性エラストマーであるウレタン樹脂「ニッポラン５１９９」（日本ポリウレタン社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド２．０質量部と、体積基準におけるメディアン径１５μｍの粗さ粒子「球形架橋アクリル樹脂」２０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、中間層形成用塗布液を調製した。これを「中間層形成用塗布液１」とする。

「中間層層形成用塗布液１」を「シャフト１」の外周面にスプレー塗布した後、１２０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が１０μｍの「中間層１」を形成した。

（表面層形成）
メチルエチルケトン５００質量部に、ポリアミド樹脂「ポリアミド１：トレジンＭＦ−３０」（ナガノケムテックス社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、テトラメチルアンモニウムクロライド２．０質量部と、「フッ素樹脂粒子１」２０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、表面層形成用塗布液を調製した。これを「表面層形成用塗布液１」とする。

「表面層層形成用塗布液１」を「中間層１」の外周面に乾燥後の膜厚が５μｍになるようスプレー塗布し、１００℃で１時間乾燥を行い「表面層１」を形成し、「現像ローラ８」を作製した。

〈現像ローラ表面の純水接触角の測定〉
現像ローラ表面の純水接触角の測定は、上記の方法で行った。尚、現像ローラ表面の純水接触角の評価基準は、１００〜１１５°が合格範囲である。

表１に、フッ素樹脂粒子を含有する層を形成する樹脂、フッ素樹脂粒子、その粒径と添加量、接触角を示す。

《評価》
現像ローラの評価は、カラーレーザプリンター「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２４３０ＤＬ」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）に上記で作製した現像ローラを順次装着し、常温常湿（２０℃、５５％ＲＨ）環境でプリントして行った。

現像ローラ初期の性能評価は、画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿を１枚プリントし、そのトナー画像品質と現像ローラの残留電位で評価した。

その後、画像率４％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色１％のフルカラーモード）の原稿を用いて連続５０００枚プリントを行った。

５０００枚プリント終了後の性能評価は、初期性能評価と同じ画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿を１枚プリントし、そのトナー画像品質（画像濃度、かぶり）と現像ローラ表面のフィルミング状態で評価した。

〈トナーの帯電量〉
トナーの帯電量は、前記の測定方法で、初期と連続５０００枚プリント終了時の帯電量を測定した。尚、帯電量の評価基準は、１８〜２８μＣ／ｇが合格範囲である。

〈画像濃度〉
画像濃度は、初期と５０００枚プリント終了時のべた黒画像部の濃度を反射濃度計「ＲＤ−９１８」（マクベス社製）を用いて１２点測定し、その平均濃度で評価した。尚、画像濃度は、初期では１．３以上、５０００枚終了後では１．２以上を合格とした。

〈フィルミング〉
５０００枚プリント終了後、現像ローラ表面のフィルミングとプリント画像を目視観察し評価した。尚、フィルミングは○以上を合格とした。

◎：フィルミングが観察されず良好
○：フィルミングが若干観察されるが、プリント画像に画像欠陥として現れず実用上問題ないレベル
×：フィルミングが明らかに観察され、プリント画像にも画像欠陥として現れ実用上問題となるレベル。

〈トナーこぼれ〉
５０００枚プリント終了後、現像器周辺を目視観察し、現像器周辺のトナーこぼれ状態を目視で観察し評価した。尚、トナーこぼれは○以上を合格とした。

◎：トナーこぼれが、観察されず良好
○：トナーこぼれが、若干観察されるが実用上問題ないレベル
×：トナーこぼれが、ひどく機内汚れが発生し実用上問題となるレベル。

表２に、評価結果を示す。

表２の評価結果から、実施例１〜４の「現像ローラ１〜４」は全てで良好な結果が得られ、本発明の効果を発現することが確認された。一方、比較例１〜５の「現像ローラ５〜９」は、評価項目の何れかで満足な結果が得られず、本発明の効果を発現しないことが確認された。

本発明の現像ローラの一例を示す断面模式図である。 体積抵抗測定装置の概略図を示す。 本発明に係る現像装置の一例を示す断面概略図である。 フルカラー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

２５ 現像ローラ
１ 導電性シャフト
２０ 被覆層
２１ 中間層
２２ 表面層
２３ フッ素樹脂粒子

Claims (1)

1. 導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層の表面に非磁性１成分現像剤を保持し、該非磁性１成分現像剤を潜像担持体表面の潜像に付着させ、可視化する現像ローラにおいて、
   該被覆層の表面を形成する表面層がアクリル樹脂とフッ素樹脂粒子を含有し、該フッ素樹脂粒子の量がアクリル樹脂に対して５〜２０質量％であることを特徴とする現像ローラ。

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