JP2014021347A - 現像ローラおよび現像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電の環境安定性に優れた現像ローラおよび現像装置を提供する。
【解決手段】最表面が樹脂によって形成された現像ローラであって、最表面を形成する樹脂が、置換基を有してもよいシクロアルキル基または置換基を有してもよいフェニル基を有するビニルアルケニルケトン単量体に由来のアルケニルケトン構造単位を含有する。前記アルケニルケトン構造単位は、下記一般式（１）で表されるものであることが好ましい。〔ただし、式中、Ｒ¹は置換基を有してもよいシクロアルキル基または置換基を有してもよいフェニル基を示し、Ｒ²は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ³およびＲ⁴は、各々独立に水素原子またはアルキル基を示す。ｎは０以上の整数である。〕

【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に使用される現像ローラおよびこれを備える現像装置に関する。

電子写真方式の画像形成方法におけるトナーの現像方法としては、トナーおよびキャリアからなる二成分現像剤を用いる二成分現像方式と、トナーのみからなる一成分現像剤を用いる一成分現像方式がある。
一成分現像方式の現像方法においては、現像剤中のトナーの濃度制御やキャリアの交換が不要であること、および、現像装置を簡易に構成することができて小型化を図ることができるという利点を有する。
このような一成分現像方式の現像方法に用いる現像ローラには、摩擦帯電性、トナー搬送性、現像性および高耐久性などの諸特性が求められており、一般的には、導電性のシャフトの外周面上にゴムなどからなる弾性層や樹脂からなる表面層が形成されてなる現像ローラが用いられている（特許文献１および特許文献２参照）。

然るに、一成分現像方式の現像方法においては、トナーの帯電を、現像ローラと、当該現像ローラ上にトナーを搬送するトナー補給部材や当該現像ローラ上においてトナーの粉体層の厚みを規制するトナー層厚規制部材との間で摺擦することによって行うので、二成分現像方式の現像方法に比べて帯電を制御する手段が少なく、従って帯電の環境安定性に劣る、という問題がある。特に、高温高湿環境下において現像を行ったときには、水分子の付着から電荷の過剰なリークが発生してトナーの帯電量が低いものとなることにより、形成される画像におけるカブリの発生や、機内にトナーが飛散することによる機内汚染の発生などの問題がある。

特開２００８−２５０３１０号公報 特許第４３６０４４７号公報

本発明は、以上の事情に基づいてなされたものであって、その目的は、優れた帯電の環境安定性が得られる現像ローラおよびこれを備えた現像装置を提供することにある。

本発明の現像ローラは、最表面が樹脂によって形成された現像ローラであって、
最表面を形成する樹脂が、置換基を有してもよいシクロアルキル基または置換基を有してもよいフェニル基を有するビニルアルケニルケトン単量体に由来のアルケニルケトン構造単位を含有するものであることを特徴とする。

本発明の現像ローラにおいては、前記アルケニルケトン構造単位が、下記一般式（１）で表されるものであることが好ましい。

〔式中、Ｒ¹ は置換基を有してもよいシクロアルキル基または置換基を有してもよいフェニル基を示し、Ｒ² は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ³ およびＲ⁴ は、各々独立に水素原子またはアルキル基を示す。ｎは０以上の整数である。〕

本発明の現像ローラにおいては、前記最表面を形成する樹脂が、鎖式メタクリル酸エステル単量体に由来の鎖式メタクリル酸エステル構造単位を有する共重合体樹脂であることが好ましい。

本発明の現像ローラにおいては、前記アルケニルケトン構造単位と、前記鎖式メタクリル酸エステル構造単位との共重合比率が質量比で１０／９０〜９０／１０の範囲にあることが好ましい。

本発明の現像装置は、上記の現像ローラを有することを特徴とする。

本発明の現像ローラによれば、最表面がシクロアルキル基またはフェニル基を有するビニルアルケニルケトン単量体に由来のアルケニルケトン構造単位を有する樹脂から構成されていることによって、優れた帯電の環境安定性が得られ、その結果、高湿度環境下において画像形成を行ったときにもトナーによる機内汚染やカブリの発生を抑制することができる。

本発明の現像ローラの構成の一例を示す外観斜視図である。 図１の現像ローラの断面図である。 現像ローラの体積抵抗率の測定方法を説明する模式図である。 本発明の現像装置の構成の一例を示す説明用断面図である。

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、最表面が樹脂によって形成されたものであって、当該最表面を形成する樹脂（以下、「表面樹脂」ともいう。）が、置換基を有してもよいシクロアルキル基または置換基を有してもよいフェニル基を有するビニルアルケニルケトン単量体（以下、「特定のビニルアルケニルケトン単量体」ともいう。）に由来のアルケニルケトン構造単位（以下、「特定のアルケニルケトン構造単位」ともいう。）を有するものであることを特徴とする。
ここに、ビニルアルケニルケトン単量体とは、ケトン基の炭素原子にシクロアルキル基またはフェニル基が直接結合された構造を有する単量体をいう。

〔現像ローラ〕
図１は、本発明の現像ローラの構成の一例を示す外観斜視図である。
現像ローラ１０は、後述の現像装置２０においてトナー像を形成する感光体４０上に一成分現像剤を供給するものであって、導電性のシャフト１１と、シャフト１１の表面を被覆するよう設けられた被覆層１２とより構成される。

シャフト１１は、導電性材料から形成されたものとされる。導電性材料としては、具体的にはＳＵＳ３０４などのステンレス鋼、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金などの金属材料や、金属粉体やカーボンブラックなどの導電性物質が樹脂中に分散させてなる導電性樹脂が挙げられる。
シャフト１１の外径は、例えば４〜１０ｍｍとされる。

〔被覆層〕
被覆層１２は、最表面が表面樹脂によって形成されていればよく、表面樹脂からなる層のみからなるものであってもよいが、複数の層が積層されてなる多層構造を有するものであってもよい。
多層構造を有する被覆層１２は、具体的には、図２に示されるように、シャフト１１上に接触して形成される中間樹脂層１２ｂと、当該中間樹脂層１２ｂ上に形成される、表面樹脂からなる表面層１２ａとから構成されるものとすることができる。

〔表面樹脂〕
表面層１２ａを構成する表面樹脂は、特定のアルケニルケトン構造単位を含有するものであり、表面樹脂としては、特に、特定のアルケニルケトン構造単位として上記一般式（１）で表されるものを有するものであることが好ましい。

上記一般式（１）において、Ｒ¹ は、置換基を有してもよいシクロアルキル基または置換基を有してもよいフェニル基を示す。
基Ｒ¹ を構成するシクロアルキル基は、好ましくは炭素数３〜１０のものであり、より好ましくは炭素数３〜７のものであり、特に好ましくは炭素数５〜６のものである。

シクロアルキル基またはフェニル基における置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、ベンジル基などが挙げられる。

上記一般式（１）において、Ｒ² は水素原子またはメチル基を示し、得られる表面樹脂のガラス転移点を高いものとすることができることから、メチル基であることが好ましい。

上記一般式（１）において、Ｒ³ およびＲ⁴ は、各々独立に水素原子またはアルキル基を示し、好ましくは水素原子または炭素数１〜３のアルキル基、より好ましくは水素原子または炭素数１〜２のアルキル基、さらに好ましくは水素原子またはメチル基であり、特に好ましくは水素原子である。

上記一般式（１）において、ｎは０以上の整数であり、好ましくは０〜５の整数、より好ましくは０〜４の整数、さらに好ましくは０〜３の整数、より好ましくは０〜１の整数、特に好ましくは０である。
ｎが６以上であると、得られる表面樹脂がガラス転移点の低いものとなってしまうおそれがある。

特定のアルケニルケトン構造単位を得るための特定のビニルアルケニルケトン単量体のうち、シクロアルキル基を有する特定のビニルアルケニルケトン単量体としては、炭素数３〜７のシクロアルキル環を有するものであることが好ましく、具体的には、例えば１−シクロプロピル−２−メチル−２−プロペン−１−オン、１−シクロブチル−２−メチル−２−プロペン−１−オン、１−シクロペンチル−２−メチル−２−プロペン−１−オン、１−シクロヘキシル−２−メチル−２−プロペン−１−オン、１−シクロヘプチル−２−メチル−２−プロペン−１−オン、１−アダマンチル−２−メチル−２−プロペン−１−オン、１−シクロヘキシル−３−メチル−３−ブテン−１−オンなどが挙げられ、特に１−シクロヘキシル−２−メチル−２−プロペン−１−オンを用いることが好ましい。

また、フェニル基を有する特定のビニルアルケニルケトン単量体としては、具体的には、例えば２−メチル−１−フェニル−２−プロペン−１−オン、３−メチル−１−フェニル−３−ブテン−１−オンなどが挙げられる。

本発明の現像ローラが以上のような特定のアルケニルケトン構造単位を有するものであることによって優れた帯電の環境安定性が得られる理由としては、以下のように推察される。
すなわち、シクロアルキル基およびフェニル基は嵩高いものであるので、これがケトン基のごく近傍に存在する表面樹脂においては、シクロアルキル基またはフェニル基による立体障害が大きく、水分子のケトン基への接近が抑制されるために、高い疎水性が発揮される。その結果、高温高湿環境下においても電荷の過剰なリークが発生せずにトナーの帯電量が低下されることが抑制されるためと推測される。

表面層１２ａを構成する表面樹脂は、鎖式メタクリル酸エステル単量体に由来の鎖式メタクリル酸エステル構造単位を有する共重合体樹脂であってもよい。
表面樹脂が特定のアルケニルケトン構造単位と鎖式メタクリル酸エステル構造単位とを有する共重合体樹脂であることによって、長期間にわたって使用した場合にも表面層１２ａの剥離や、外添剤の移行によるトナーの帯電量の低下が抑制される。

鎖式メタクリル酸エステル構造単位を得るための鎖式メタクリル酸エステル単量体としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸２−エチルヘキシルなどが挙げられ、特に、表面樹脂に高い摩擦帯電性を得る観点から、炭素数１〜６のメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ヘキシルを用いることが好ましく、特に、ガラス転移点の低下抑制の観点から、メタクリル酸メチルを用いることが好ましい。

特定のアルケニルケトン構造単位と、鎖式メタクリル酸エステル構造単位との共重合比率は、質量比で（特定のビニルアルケニルケトン単量体／鎖式メタクリル酸エステル単量体）が１０／９０〜９０／１０の範囲にあることが好ましく、より好ましくは３０／７０〜８０／２０、さらに好ましくは４０／６０〜８０／２０、特に好ましくは５０／５０〜７０／３０である。共重合比率が上記の範囲内にあることによって、現像ローラ１０に帯電の環境安定性が確実に得られる。

表面層１２ａを構成する表面樹脂のガラス転移点は、例えば１００〜１５０℃であることが好ましい。
表面樹脂のガラス転移点が上記の範囲にあることにより、良好な製膜性が得られて緻密な表面層１２ａを形成することができる。一方、表面樹脂のガラス転移点が１００℃未満である場合は、得られる表面樹脂がガラス転移点の低いものとなってしまい、現像ローラにトナーが融着することを有効に抑制することができないおそれがある。

表面層１２ａを構成する表面樹脂のガラス転移点は、「ダイヤモンドＤＳＣ」（パーキンエルマー社製）を用いて測定されるものである。
測定手順としては、試料（表面樹脂）３．０ｍｇをアルミニウム製パンに封入し、ホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度０℃〜２００℃、昇温速度１０℃／分、降温速度１０℃／分で、Ｈｅａｔ−ｃｏｏｌ−Ｈｅａｔの温度制御で行い、その２ｎｄ．Ｈｅａｔにおけるデータをもとに解析を行い、第１の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第１のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移点として示す。

表面層１２ａを構成する表面樹脂の重量平均分子量は、例えば２０万〜８０万であることが好ましく、より好ましくは４０万〜６０万である。
表面樹脂の重量平均分子量が２０万以上であることにより、当該表面樹脂によって形成される表面層１２ａの減耗が過剰に促進されることがなく、長期間にわたって所期の性能を維持することができる。また、表面樹脂の重量平均分子量が８０万以下であることにより、トナーから表面層１２ａへの外添剤の移行が抑制されて、トナーの帯電量の低下が生じることが抑制される。

表面樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって以下の通りに測定されるものである。
すなわち、装置「ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣ」（東ソー社製）およびカラム「ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎ ＳｕｐｅｒＨＺ−Ｌ＋ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＺＭ−Ｍ３連」（東ソー社製）を用い、カラム温度を４０℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を流速０．３５ｍｌ／ｍｉｎで流し、測定試料を室温において超音波分散機を用いて５分間処理を行う溶解条件で濃度１ｍｇ／ｍｌになるようにテトラヒドロフランに溶解させ、次いで、ポアサイズ０．２μｍのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得、この試料溶液１０μＬを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器（ＲＩ検出器）を用いて検出し、測定試料の有する重量平均分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出される。検量線測定用のポリスチレンとしては１０点用いる。

被覆層１２の表面層１２ａ中には、現像ローラ１０の体積抵抗率や帯電量、帯電速度などを制御することを目的として、帯電制御剤が含有されていてもよい。
帯電制御剤としては、カーボンブラックなどの導電性カーボン；酸化チタン、酸化スズなどの酸化物；各種の有機系導電剤；ニグロシン系染料、有機金属錯体、含金属モノアゾ染料などのトナーの荷電制御剤として一般的に用いられる各種の帯電制御剤；アミノシランカップリング剤、フッ素系シランカップリング剤などのシランカップリング剤などが挙げられる。
表面層１２ａ中の帯電制御剤の含有割合は、例えば表面樹脂１００質量部に対して０〜４０質量部とすることができる。

被覆層１２の表面層１２ａ中には、必要に応じて、現像ローラ１０の表面粗さを調整することを目的として、粗さ粒子が含有されていてもよい。
粗さ粒子としては、各種の無機微粒子や有機微粒子を用いることができ、具体的には、架橋アクリル樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、フッ素樹脂粒子、ポリウレタン樹脂粒子、ゴム粒子などが挙げられる。

表面層１２ａの厚みは、２〜１０μｍであることが好ましい。表面層１２ａの厚みは、現像ローラ１０から表面層１２ａを含む断面試料を採取し、当該断面試料の顕微鏡写真より測定することができる。
表面層１２ａの厚みが２μｍ以上であることによって、長期間にわたって所期の性能を維持することができる。

〔中間樹脂層〕
表面層１２ａの下層に形成される中間樹脂層１２ｂを構成する樹脂としては、例えばポリウレタン樹脂、シリコーンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらは１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、中間樹脂層１２ｂは、さらに複数の層が積層されてなる多層構造を有するものであってもよく、この場合、複数の層は、それぞれ上記の樹脂から所望の機能を有するものを用いて形成されたものとすることができる。

被覆層１２全体の厚みは、例えば１〜５０μｍとすることができる。

〔現像ローラの導電性〕
本発明の現像ローラは、体積抵抗率が１×１０¹ 〜１×１０⁸ Ω・ｃｍであることが好ましく、より好ましくは１×１０² 〜１×１０⁷ Ω・ｃｍである。現像ローラの体積抵抗率が上記範囲であることにより、現像ローラ１０の表面に生じた電荷を適度にリークさせて当該現像ローラ１０上の電荷を適当な程度にすることができる。

現像ローラの体積抵抗率は、図３に示す装置を用いて金属ローラ電極法により測定されるものである。
すなわち、ステンレス製の電極ローラ３０と現像ローラ１０とを、それぞれ軸が同方向に伸びる状態において接触させた状態に設置し、電極ローラ３０の自重と合わせて９．８Ｎで現像ローラ１０を押圧し、この状態で電極ローラ３０および現像ローラ１０を回転させながら、現像ローラ１０の一端に＋１００Ｖの電圧を印加して電流値Ｉを計測し、これを用いて下記式（１）に従って算出される。
式（１）：体積抵抗率＝１００／電流値Ｉ

−測定条件−
・測定環境：温度２３℃、湿度５７ＲＨ％
・印加電圧：＋１００Ｖ
・ローラ回転数：２７ｒｐｍ
・電極ローラ荷重：９．８Ｎ（電極ローラ自重含む）
・電極ローラ有効幅（ｔ）：２３０ｍｍ（径３０ｍｍ）
・測定項目：電流値（電圧印加５ｓｅｃ後の平均値）

〔現像ローラの作製方法〕
本発明の現像ローラ１０は、シャフト１１の外周面上に、溶剤に表面樹脂を溶解させた表面層形成用塗布液を塗布した後、乾燥させて表面層１２ａを形成することにより、作製することができる。
現像ローラ１０として中間樹脂層１２ｂを有するものを作製する場合は、シャフト１１の外周面上に、所望の樹脂を含有する中間樹脂層形成用塗布液を塗布した後、乾燥させて中間樹脂層１２ｂを形成し、さらに、当該中間樹脂層１２ｂ上に、表面層形成用塗布液を塗布した後、乾燥させて表面層１２ａを形成することにより、現像ローラ１０を作製することができる。

表面層形成用塗布液を得るための溶剤としては、表面樹脂を溶解させることができるものを適宜に用いることができ、具体的にはメチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサのンなどのケトン系溶媒、メタノール、エタノールなどのアルコール系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素系溶媒、酢酸エチルなどのエステル系溶媒、イソプロピルエーテルなどのエーテル系溶媒、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、およびこれらの混合物などが挙げられる。
表面層形成用塗布液における表面樹脂の濃度は、特に限定されず、シャフト１１の外周面上に塗布することができる程度の粘度を有するよう、調製されればよい。

表面層１２ａ中に粗さ粒子を含有させる場合は、表面層形成用塗布液を粗さ粒子が分散されたものとすればよい。

表面層形成用塗布液の塗布方法としては、当該表面層形成用塗布液の粘度などに応じて種々の方法を選択することができ、具体的な塗布方法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法および刷毛塗り法などの従来公知の方法を採用することができる。

表面層形成用塗布液を塗布した後の乾燥温度および乾燥時間は、表面層形成用塗布液中の溶剤を除去することができる温度および時間であればよく、例えば、乾燥温度が１２０〜２００℃、乾燥時間が２０〜９０分間とすることができる。

〔現像装置〕
図４は、本発明の現像装置の構成の一例を示す説明用断面図である。
本発明の現像装置は、上記の現像ローラ１０が装填されてなるものであり、トナータンク２７内において、静電潜像担持体である感光体４０と当接するよう現像ローラ１０が配置され、当該現像ローラ１０に当接するよう第１のトナー補給部材であるスポンジローラ２４が配置されると共に、当該スポンジローラ２４の表面上に一成分現像剤であるトナー２６を供給する状態に第２のトナー補給部材である撹拌ローラ２５が配置されており、さらに、トナー層厚規制部材である弾性ブレード２３が、その先端が現像ローラ１０の表面上におけるスポンジローラ２４との当接位置から下流側に当接するよう設けられている。

トナー補給部材であるスポンジローラ２４および撹拌ローラ２５は、現像ローラ１０にトナー２６を安定に供給するためのものである。
撹拌ローラ２５は、具体的には、撹拌羽根を有する水車状のローラからなる。
スポンジローラ２４および撹拌ローラ２５の直径は、現像ローラ１０にトナー２６が過不足なく供給される大きさであればよく、例えば現像ローラ１０の直径の０．２〜１．５倍とすることができる。

トナー層厚規制部材である弾性ブレード２３は、現像ローラ１０上にトナー２６を均一な薄層状態となるよう供給すると共に、供給したトナー２６を摩擦帯電する機能を有するものである。
弾性ブレード２３は、ウレタンゴムや金属板などの、ある程度の弾性を有する部材からなるものとされる。

弾性ブレード２３の現像ローラ１０への当接力は、５〜１００ｍＮ／ｃｍであることが好ましい。
弾性ブレード２３の当接力が上記の範囲にあることにより、トナー２６に変形、破砕を伴わずに現像ローラ１０上に供給することができ、かつ、トナー２６の搬送ムラが生じない。

この現像装置２０においては、トナータンク２７に内蔵されたトナー２６が、撹拌ローラ２５によって撹拌されながらスポンジローラ２４上に搬送され、スポンジローラ２４上に搬送されたトナー２６が、このスポンジローラ２４が図４に矢印によって示される方向に回転することにより現像ローラ１０上に供給され、弾性ブレード２３により現像ローラ１０上において均一に薄層化されると共に摩擦帯電され、これにより、現像ローラ１０の表面に静電的に吸着される。
スポンジローラ２４および弾性ブレード２３によって現像ローラ１０上に形成されたトナー２６の薄層は、トナー粒子１０個分、好ましくは５個分以下の厚さを有するものとされることが好ましい。
現像ローラ１０上に形成されたトナー２６の薄層は、現像ローラ１０が回転することによって感光体４０上に接触方式供給されて、これにより、当該感光体４０上に予め形成された静電潜像が顕像化されてトナー像が形成される。

〔画像形成方法〕
本発明の現像ローラ１０は、キャリアを用いずに実質的にトナーのみからなる一成分現像剤により現像を行う電子写真方式の画像形成方法に好ましく使用される。

〔画像形成装置〕
本発明の現像ローラ１０が装填された現像装置２０を備える画像形成装置は、電子写真方式のものであって、静電潜像を担持するための静電潜像担持体である感光体４０と、当該感光体４０を帯電するための帯電装置と、帯電された感光体４０に静電潜像を形成するための露光装置と、上記の現像装置２０と、現像されたトナー像を記録材上に転写する転写装置と、記録材上のトナー像を定着させる定着装置とを有するものとすることができる。

感光体４０としては、公知の種々の無機感光体や有機感光体が挙げられ、これらの中でも有機感光体を用いることが好ましく、特に有機感光層が電荷輸送層と電荷発生層との積層構造とされた有機感光体を用いることが好ましい。

〔現像剤〕
本発明の現像ローラ１０を用いて行われる画像形成に使用することができる現像剤は、いわゆる一成分現像剤であってトナーのみからなり、特に非磁性のトナーのみからなる非磁性一成分現像剤であることが好ましい。

トナーとしては、従来公知の種々のものを用いることができ、いわゆる粉砕トナー、重合トナーのいずれを用いてもよい。

トナーは、結着樹脂および必要に応じて着色剤、離型剤、荷電制御剤などが含有されたトナー粒子よりなるものである。
トナー粒子を構成する結着樹脂としては、具体的には、スチレン−アクリル系樹脂やポリエステル系樹脂などが挙げられる。
また、トナー粒子に着色剤、離型剤、荷電制御剤などが含有される場合は、それぞれ従来公知の種々のものを適宜に用いることができる。

トナーのガラス転移点は、低温定着性を得る、および、現像ローラ１０にトナー２６が融着することを抑制する観点から、表面樹脂のガラス転移点よりも低いことが好ましく、具体的には４０〜６０℃であることが好ましい。

〔外添剤〕
本発明に係る画像形成方法に用いられるトナーは、上記のトナー粒子のみによって構成されたものであってもよいが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、上記のトナー粒子に、いわゆる後処理剤である流動化剤、クリーニング助剤などの外添剤が添加されて構成されたものであってもよい。

後処理剤としては、例えば、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子などよりなる無機酸化物微粒子や、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子などの無機ステアリン酸化合物微粒子、あるいは、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛などの無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。これらは１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。
これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって、耐熱保管性の向上、環境安定性の向上のために、表面処理が行われていることが好ましい。

これらの種々の外添剤の添加量は、その合計が、トナー粒子１００質量部に対して０．１〜５質量部、好ましくは０．１〜３質量部とされる。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。

以上のような現像ローラ１０によれば、最表面が特定のアルケニルケトン構造単位を有する樹脂から構成されていることによって、優れた帯電の環境安定性が得られ、その結果、高湿度環境下において画像形成を行ったときにもトナーによる機内汚染やカブリの発生を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

〔表面樹脂の合成例１〕
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、アニオン性界面活性剤：ドデシル硫酸ナトリウム７．０８質量部をイオン交換水３，０１０質量部に溶解させた界面活性剤溶液を入れ、次いで、この界面活性剤溶液に、重合開始剤：過硫酸カリウム（ＫＰＳ）２．０質量部および特定のビニルアルケニルケトン単量体：１−シクロヘキシル−２−メチル−２−プロペン−１−オン５０質量部、鎖式メタクリル酸エステル単量体：メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）５０質量部を投入し、乳化重合法により表面樹脂〔１〕を作製した。

〔表面樹脂の合成例２〜９〕
表面樹脂の合成例１において、表１の処方に従ったことの他は同様にして、表面樹脂〔２〕〜〔９〕を得た。

〔実施例１：現像ローラの作製例１〕
直径１６ｍｍ、肉厚１．５ｍｍ、長さ２４０ｍｍのステンレス鋼製のシャフトに、「プライマーＮｏ．４」（信越化学工業社製）をスプレー法にて塗布し、１４０℃で６０分間乾燥することにより、厚さ１μｍの第１樹脂層を形成した。次に、ポリウレタン樹脂５０質量部、カーボンブラック（ファーネスブラック）１５質量部、架橋アクリル樹脂（粗さ粒子）１０質量部およびメチルエチルケトン（ＭＥＫ）１，０００質量部を撹拌して第２樹脂層形成用塗布液を調製した。この第２樹脂層形成用塗布液を、上記の第１樹脂層上にスプレー法にて塗布し、１４０℃で６０分間乾燥することにより、厚さ１０μｍの第２樹脂層を形成した。次に、上記の表面樹脂〔１〕５０質量部、帯電制御剤：カーボンブラック（ファーネスブラック）１５質量部およびテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１，０００質量部を撹拌して表面層形成用塗布液を調製した。この表面層形成用塗布液を、上記の第２樹脂層上にスプレー法にて塗布し、１４０℃で６０分間乾燥することにより、厚さ５μｍの表面層を形成し、これにより、現像ローラ〔１〕を作製した。

〔実施例２〜８、比較例１：現像ローラの作製例２〜９〕
現像ローラの作製例１において、表面樹脂〔１〕の代わりにそれぞれ表面樹脂〔２〕〜〔９〕を用いたことの他は同様にして、現像ローラ〔２〕〜〔９〕を作製した。現像ローラ〔２〕〜〔８〕は実施例用のものであり、現像ローラ〔９〕は比較用のものである。

＜評価＞
市販のカラーレーザープリンター「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ ２３００ＤＬ」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）に、上記の現像ローラ〔１〕〜〔９〕を現像装置に装填した改造機を用いて評価を行った。
トナーとしては「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ ２３００ＤＬ」に対応する市販品を用いた。

（１）帯電の環境安定性
常温常湿環境（ＮＮ環境：温度２０℃、湿度５０％ＲＨ）および高温高湿環境（ＨＨ環境：温度３０℃、湿度８０％ＲＨ）のそれぞれにおいて画像形成を行い、吸引式帯電量測定装置「Ｍｏｄｅｌ ２１０ＨＳ」（トレックジャパン社製）により、現像ローラ上のトナーを吸引してその帯電量を測定した。
なお、トナーの帯電量は、いずれの環境でも−２０〜−６０μＣ／ｇであれば実用上問題ないレベルといえる。そして、各環境のトナーの帯電量の差は、１０μＣ／ｇ以下であれば実用上問題なく、帯電の環境安定性が得られるレベルといえる。

（２）カブリ
高温高湿環境（ＨＨ環境：温度３０℃、湿度８０％ＲＨ）において、Ａ４サイズの画素率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）のテスト画像を連続して３，０００枚プリントした後、白紙を１枚プリントし、当該白紙の画像濃度（カブリ濃度）を測定した。カブリ濃度は、反射濃度計「ＲＤ−９１８」（マクベス社製）を用いて任意の２０ヵ所を測定し、その平均値とした。カブリ濃度が０．０１０未満であれば実用上問題ないレベルといえる。

（３）トナーによる機内汚染
上記（２）において３，０００枚プリントした後の機内のトナー飛散の状態を目視で観察し、下記の評価基準に従って評価した。なお、「◎」、「○」である場合を合格とする。
−評価基準−
◎：機内がトナーで汚れていない状態。
○：僅かにトナー飛散が見られる状態。
×：トナー飛散が非常に多く、機内をメンテナンスする必要がある状態。

表２の結果から明らかなように、本発明に係る実施例１〜８の現像ローラについては、帯電の環境安定性が得られ、カブリの発生および機内のトナー飛散が低いレベルであることが確認された。一方、比較例１の現像ローラについては、特に高温高湿環境において帯電量が低く、帯電の環境安定性が得られず、カブリおよび機内のトナー飛散が発生することが確認された。

１０ 現像ローラ
１１ シャフト
１２ 被覆層
１２ａ 表面層
１２ｂ 中間樹脂層
２０ 現像装置
２３ 弾性ブレード
２４ スポンジローラ
２５ 撹拌ローラ
２６ トナー
２７ トナータンク
３０ 電極ローラ
４０ 感光体

Claims (5)

1. 最表面が樹脂によって形成された現像ローラであって、
   最表面を形成する樹脂が、置換基を有してもよいシクロアルキル基または置換基を有してもよいフェニル基を有するビニルアルケニルケトン単量体に由来のアルケニルケトン構造単位を含有するものであることを特徴とする現像ローラ。
2. 前記アルケニルケトン構造単位が、下記一般式（１）で表されるものであることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
   

   

   
   〔式中、Ｒ¹ は置換基を有してもよいシクロアルキル基または置換基を有してもよいフェニル基を示し、Ｒ² は水素原子またはメチル基を示し、Ｒ³ およびＲ⁴ は、各々独立に水素原子またはアルキル基を示す。ｎは０以上の整数である。〕
3. 前記最表面を形成する樹脂が、鎖式メタクリル酸エステル単量体に由来の鎖式メタクリル酸エステル構造単位を有する共重合体樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の現像ローラ。
4. 前記アルケニルケトン構造単位と、前記鎖式メタクリル酸エステル構造単位との共重合比率が質量比で１０／９０〜９０／１０の範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の現像ローラ。
5. 請求項１〜請求項４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。
   
   

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