JP2885200B2 - 現像ローラ及び現像装置 - Google Patents

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
等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、静電潜
像を一成分現像剤等の現像剤で可視化するための現像ロ
ーラ及び該ローラを用いた現像装置に関し、更に詳述す
ると、耐汚染性に優れ、長期使用においても良好な画像
を確実に得ることができる現像ローラ及び該ローラを用
いた現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ等の電子写真装
置や静電記録装置などにおいて、潜像を保持した感光ド
ラム等に非磁性一成分現像剤を供給し、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方法と
して、加圧現像法が知られており（米国特許第３１５２
０１２号、同第３７３１１４６号等）、この方法によれ
ば、磁性材料が不要であるため装置の簡素化、小型化が
容易であると共に、トナーのカラー化が容易である。

【０００３】この加圧現像法は、トナー（非磁性一成分
現像剤）を担持した現像ローラを感光ドラム等の静電潜
像を保持した潜像保持体に接触させて、トナーを該潜像
保持体の潜像に付着させることにより現像を行うもの
で、このため上記現像ローラを導電性を有する弾性体で
形成する必要がある。

【０００４】即ち、この加圧現像法では、例えば図２に
示されているように、トナーを供給するためのトナー塗
布用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間
に、上記現像ローラ１が配設され、これら現像ローラ
１、感光ドラム５及びトナー塗布用ローラ４がそれぞれ
図中矢印方向に回転することにより、トナー６がトナー
塗布用ローラ４により現像ローラ１の表面に供給され、
このトナーが成層ブレード７により均一な薄層に整えら
れ、この状態で現像ローラ１が感光ドラム５と接触又は
近接して回転することにより、薄層に形成されたトナー
が現像ローラ１から感光ドラム５の潜像に直接付着し
て、該潜像が可視化するようになっている。なお、図中
８は転写部であり、ここで紙等の記録媒体にトナー画像
を転写するようになっており、また９はクリーニング部
であり、そのクリーニングブレード１０により転写後に
感光ドラム５表面に残留するトナーを除去するようにな
っている。

【０００５】この場合、現像ローラ１は、感光ドラム５
に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければなら
ず、このため図１に示されているように、金属等の良導
電性材料からなるシャフト２の外周にシリコーンゴム、
ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の弾性ゴムやウレタンフォームなど
に導電剤を配合して導電性を付与した弾性体からなる弾
性層３を形成した構造となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像ローラには、その弾性層の特性から以下の欠点
がある。 １．シリコーンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の弾性ゴムで
弾性層を形成した場合、良好な密着性を得るために低硬
度化すると、感光ドラムの汚染が発生する場合がある。 ２．ウレタンフォーム等のスポンジ体で弾性層を形成し
た場合、トナーが弾性層内部に侵入して、長期的に使用
するとトナーの目詰りによってローラが固くなってしま
ったり、トナーの帯電不良が生じて画質が低下する場合
がある。この傾向はスポンジ体だけでなく、トナーが付
着しやすい表面を有するローラの場合も同様である。 ３．一般に現像ローラを単層で構成する場合、表面摩擦
係数が非常に大きいため、現像ブレード及び感光体との
間に大きな負荷を与え、トナーの搬送の不均一化、ある
いは駆動におけるジッタにより画像欠陥をもたらしやす
い。また、一般に単層の弾性層からなる現像ローラは、
ローラ上のトナーの帯電立上り特性が十分でなく、ま
た、ローラ表面がトナーによって汚染されやすいため、
トナーの帯電不良によるかぶり、印刷濃度低下などの問
題を生じやすく、特に、長期の連続印刷により印刷品位
が著しく低下してしまう。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、低硬度で良好な密着性を有すると共に、感光体等を
汚染するような不都合を生じることなく、かつ濃度むら
や地かぶり等のない高品位の画像が得られ、しかも長期
の使用においても画質の劣化を生じることのない現像ロ
ーラ及び該現像ローラを用いた現像装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意検討を行った結果、前記弾性層の表面
に、尿素樹脂及び／又はメラミン樹脂を含有する樹脂成
分を付着させること、この場合該樹脂成分を表面に有し
ない場合のローラ抵抗をＲ₁、該樹脂成分を表面に有す
る場合のローラ抵抗をＲ₂としたとき、 ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦４．５ の関係を与えるように前記樹脂成分を付着させることに
より、潜像保持体（感光体）の汚染を効果的に防止し
得、低摩擦でかつトナー帯電性が安定である現像ローラ
が得られることを見出した。

【０００９】即ち、感光体への汚染は、現像ローラ表面
と感光体表面との間に現像剤がない状態、つまり使用前
の初期状態で発生し易いが、上記樹脂成分の付与がかか
る汚染防止に効果的であること、また特に、尿素樹脂及
び／又はメラミン樹脂による表面処理がローラ表面の摩
擦低減に有効であり、ローラの駆動性、トナー搬送性を
改良できること、しかも上記ローラ抵抗Ｒ₁とＲ₂との関
係を上記の如く調整することにより、ローラ表面上の現
像剤帯電量を適正化し得、濃度むらや地かぶり等のない
高品位の画像を得ることができると共に、長期の使用に
おいても画質の劣化を生じることもないことを知見し、
本発明をなすに至ったものである。

【００１０】従って、本発明は、良導電性シャフトの外
周に導電性を有する弾性層を形成してなり、前記弾性層
表面に現像剤を担持して該現像剤の薄層を形成し、この
状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触又は
近接して、潜像保持体表面に前記現像剤を供給すること
により、前記静電潜像を可視化する現像ローラにおい
て、前記弾性層が、その表面に尿素樹脂及び／又はメラ
ミン樹脂を含有する樹脂成分を有し、しかもこの樹脂成
分を有さない場合のローラ抵抗をＲ₁、この樹脂成分を
有する場合のローラ抵抗をＲ₂としたとき、ｌｏｇ（Ｒ₂
／Ｒ₁）≦４．５なる関係を満たすことを特徴とする現
像ローラ、及び、表面に静電潜像を保持する潜像保持体
と、外周面に現像剤を担持した状態で上記潜像保持体表
面に当接又は近接して、回転することにより、前記現像
剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させて該静電潜像
を可視化する現像ローラとを具備してなる現像装置にお
いて、現像ローラとして上記本発明の現像ローラを用い
たことを特徴とする現像装置を提供する。

【００１１】また、本発明者は、上記知見に基づいて更
に検討を進めた結果、上記本発明の現像ローラは、弾性
層表面の樹脂成分にカーボンブラックなどの導電性粉体
が含まれていない方が、より良好なトナー帯電性が得ら
れること、一方、例えば高速性を必要とするプリンタ等
に用いる場合には、汚染性及びトナー帯電性に加えて感
光体電位と現像ローラ電位との電位差が小さい場合に生
じる、所謂低圧かぶりの発生を防止することが要求され
るが、この要求に対しては、上記通常の場合とは逆に上
記樹脂成分中にカーボンブラック等の導電性粉体を含有
させることにより低圧かぶりの発生を効果的に低減させ
ることができ、このように導電性粉体を含有される場合
には上記ローラ抵抗Ｒ₁とＲ₂とが、ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）
≦３．５の関係を満足するように構成することが好まし
く、これにより汚染性及びトナー帯電性を改善した上
で、低圧かぶりの発生を低減させることができることを
見出した。

【００１２】従って、本発明は、上記現像ローラ及び現
像装置において、上記樹脂成分が導電性粉体を含まない
ものである現像ローラ及び現像装置、並びに、上記樹脂
成分が導電性粉体を有するものである現像ローラ及び現
像装置を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明につき更に詳しく説
明する。本発明の現像ローラは、図１に示すように、良
導電性シャフト２の外周に導電性を有する弾性層３を形
成したものであるが、本発明においては、この弾性層３
がその表面に尿素樹脂及び／又はメラミン樹脂を含有す
る樹脂成分を有し、しかもこの樹脂成分を有さない場合
のローラ抵抗をＲ₁、この樹脂成分を有する場合のロー
ラ抵抗をＲ₂としたとき、 ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦４．５ なる関係を満たすように構成したものである。

【００１４】ここで、上記シャフト２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、通常は金属性の中実体からなる芯金や内部を中空
にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフトが用いら
れる。

【００１５】次に、このシャフト２の外周に形成する弾
性層３は、ポリウレタン又はＥＰＤＭ等のエラストマー
やフォーム材料を基材として用い、それにカーボンブラ
ック、金属、金属酸化物粉などの導電性粉体や、過塩素
酸ナトリウムの如きイオン性導電物質を配合することに
より、導電性を用途に応じて最適な中抵抗領域１０³〜
１０¹⁰Ωｃｍ、特に１０⁴〜１０⁸Ωｃｍに調整したもの
が好適である。

【００１６】この場合、上記基材として具体的には、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、特にポリウレタンとＥＰＤＭが好ましい。

【００１７】上記弾性層３の基材として用いられるポリ
ウレタンについて説明すると、ポリウレタンエラストマ
ーやフォーム材は種々の方法で製造されたいずれのもの
でもよく、例えばカーボンブラックをポリウレタンプレ
ポリマー中に配合し、プレポリマーを架橋反応させる方
法、ポリオールに導電性材料を配合し、このポリオール
をワン・ショット法にてポリイソシアネートと反応させ
るなどの方法で得ることができる。

【００１８】ポリウレタンを得る場合に用いられるポリ
ヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタン
フォームやウレタンエラストマー製造に用いられるポリ
オール、例えば、末端にポリヒドロキシル基を有するポ
リエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、及び
両者の共重合物であるポリエーテルポリエステルポリオ
ールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポ
リイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオー
ル、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させ
て得られる所謂ポリマーポリオールなどの一般的なポリ
オールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物
としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームや
ウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネ
ート、即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗
製ＴＤＩ、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト（ＭＤＩ）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポ
リイソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシ
アネート及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性
物、例えば部分的にポリオール類と反応させて得られる
プレポリマー等が用いられる。

【００１９】一方、ＥＰＤＭについては、この場合エチ
レンとプロピレンと第３成分とからなる三元重合体であ
り、上記第３成分としては、特に制限されるものではな
いが、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネ
ン、１，４−ヘキサジエン等が好適に用いられる。ま
た、上記エチレン、プロピレン及び第３成分の割合は、
特に制限されるものではないが、エチレンの含有量が５
〜９５重量％、プロピレンの含有量が５〜９５重量％、
第３成分の含有量がヨウ素価で０〜３０とすることが好
ましい。なお、ヨウ素価の異なる２種以上のＥＰＤＭを
混合して用いることもできる。上記ＥＰＤＭには、シリ
コーンゴム又はシリコーン変性ＥＰＤＭあるいはこれら
双方をブレンドして用いることもできる。この場合、シ
リコーンゴム、シリコーン変性ＥＰＤＭの混合量は、Ｅ
ＰＤＭ１００重量部に対して５〜８０重量部とすること
ができる。なお、上記シリコーン変性ＥＰＤＭとは、シ
ラノール化合物やシロキサンを介してＥＰＤＭ及びシリ
コーンの両ポリマー間の結合力を高めたハイブリッドゴ
ムをいう。

【００２０】更にまた、弾性層を架橋してゴム状物質と
するために架橋剤、加硫剤を添加することができる。こ
の場合、有機過酸化物架橋及び硫黄架橋のいずれの場合
でも加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤
等を用いることができる。更にまた、上記以外にもゴム
の配合剤として一般に用いられているしゃく解剤、発泡
剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離
剤、離型剤、増量剤、着色剤等を添加することができ
る。

【００２１】ポリウレタン又はＥＰＤＭを基材として弾
性層３を形成する場合には、例えば現像ローラとして使
用する際の表面上のトナー帯電量をコントロールする目
的でニグロシン、トリアミノフェニルメタン、カチオン
染料などの各種荷電制御剤、シリコーン樹脂、シリコー
ンゴム、ナイロンなどの微粉体を添加することができ
る。この場合、これら添加剤の添加量は、上記ポリウレ
タン又はＥＰＤＭ１００重量部に対して、上記荷電制御
剤は１〜５重量部、上記微粉体は１〜１０重量部とする
ことが好ましい。

【００２２】次に、この弾性層３に導電性を付与するた
めに用いられる導電性材料としては、まず粉体について
例示すれば、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、
熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイ
ト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜
鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属
酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン
等の導電性ポリマー等が挙げられる。この中で、価格が
安く、少量で導電性を制御し易いものは、カーボンブラ
ックである。これら導電性粉体は、通常ウレタン１００
重量部に対して０．５〜５０重量部、特に１〜３０重量
部の範囲で好適に用いられる。

【００２３】また、導電性材料として用いられるイオン
導電性物質を例示すれば、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
機イオン性導電物質、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、ラウリルアンモニウムアセテート、オクタデシル
トリメチルアンモニウム過塩素酸塩、テトラブチルアン
モニウムほうふっ酸塩等の有機イオン性導電物質が例示
される。

【００２４】本発明において、弾性層３は、特に制限さ
れるものではないが、上記導電性材料の配合により、そ
の抵抗値を１０³〜１０¹⁰Ωｃｍ、特に１０⁴〜１０⁸Ω
ｃｍとすることが好ましい。抵抗値が１０³Ωｃｍ未満
であると電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧によ
り現像ローラ自身が破壊したりする場合があり、一方１
０¹⁰Ωｃｍを超えると、地かぶりが発生しやすくなる。

【００２５】また、弾性層３の硬度は、特に制限される
ものではないが、ＪＩＳ−Ａスケールで６０°以下、特
に２５〜５５°とすることが好ましい。この場合、硬度
が６０°を超えると感光ドラム等との接触面積が小さく
なり、良好な現像が行えなくなるおそれがあるが、逆に
あまり低硬度にすると圧縮永久歪が大きくなり、なんら
かの理由で現像ローラに変形や偏心が生じた場合、画像
の濃度むらが発生することとなる。このため、弾性層の
硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪をなるべ
く小さくすることが好ましく、具体的には２０％以下と
することが好ましい。

【００２６】また、弾性層３の表面粗さ、即ち本発明現
像ローラの表面粗さは、特に制限されるものではない
が、ＪＩＳ１０点平均粗さで１５μｍＲｚ以下、特に１
〜１０μｍＲｚとすることが好ましい。表面粗さが１５
μｍＲｚを超えると一成分現像剤（トナー）のトナー層
の層厚や帯電の均一性が損なわれる場合があるが、１５
μｍＲｚ以下とすることにより、トナーの付着性を向上
させることができると共に、長期使用時でのローラの摩
耗による画像劣化をより確実に防止し得る。

【００２７】本発明の現像ローラは、上述したように前
記弾性層がその表面に尿素樹脂及び／又はメラミン樹脂
を含有すると共に前記潜像保持体に対して非汚染性であ
る樹脂成分を有し、しかもこの樹脂成分を有さない場合
のローラ抵抗をＲ₁、この樹脂成分を有する場合のロー
ラ抵抗をＲ₂としたとき、ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦４．
５、好ましくはｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３の関係を満たす
ように構成するものであり、これにより本発明の目的が
達成されるものである。

【００２８】この場合、上記樹脂成分は、尿素樹脂及び
／又はメラミン樹脂を含有してなるものであればよく、
これら必須樹脂成分のみ又はこれら必須樹脂成分と他の
樹脂とを架橋させたり、必要に応じて必須樹脂成分と他
の樹脂とを混合して使用することができ、特に、上記必
須樹脂成分と後述する他の樹脂とを架橋させたものの使
用が実機耐久性を向上させる上で好ましい。この場合、
出発原料として用いる尿素樹脂としては、ジメチロール
尿素、ジアルコキシメチル，アルコキシルメチル尿素環
状トリマー等、また、メラミン樹脂としては、トリメチ
ロールメラミン、へキサメトキシメチルメラミン等を好
適に使用することができ、これら必須樹脂成分は１種を
単独又は２種以上を混合して使用することができる。

【００２９】また、この樹脂成分に配合される上記他の
樹脂としては、感光ドラム等の潜像保持体に対して非汚
染性であればよく、特に制限されるものではないが、特
に水酸基を有する樹脂を好適に使用することができ、具
体的には、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコー
ン変性等の変性アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッ
ド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、
フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
エステル樹脂、マレイン酸樹脂、ウレタン樹脂等を挙げ
ることができる。これらの中では、特に成膜性、密着性
の観点から、各種変性アルキッド樹脂、オイルフリーア
ルキッド樹脂、アクリル樹脂が好ましく使用される。

【００３０】なお、本発明において、必須樹脂成分であ
る尿素樹脂及び／又はメラミン樹脂と、上記他の樹脂と
の配合比は、重量比で１００／１〜１／１００、特に５
０／５０〜１０／９０であることが好ましく、必須樹脂
成分の他の樹脂に対する配合重量比が上記範囲を超える
と、現像ローラ表面が脆くなるおそれがあるため、実機
繰り返し耐久性に劣るおそれがあり、また、上記範囲よ
り少ないと、トナーの帯電性が不良になったり、耐トナ
ーフィルミング特性が劣る場合がある。

【００３１】また、上述したように、高速性を必要とす
るプリンタ等に用いる場合など、汚染性及びトナー帯電
性に加えて所謂低圧かぶりの発生を防止することが要求
される場合には、樹脂成分中には、必要に応じて前述の
導電材料と同様の導電材料を配合することができ、特に
カーボンブラック等の導電性粉体を配合することが好ま
しく、これにより、低圧かぶりの発生を効果的に防止す
ることができる。このように導電性粉体を配合する場合
には、上記ローラ抵抗Ｒ₁とＲ₂との関係を、ｌｏｇ（Ｒ
₂／Ｒ₁）≦３．５、特にｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦２．５と
することが好ましく、ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）＞３．５であ
ると、本発明の目的である低汚染性及び高トナー帯電性
の向上効果が得られなくなる場合がある。なお、導電性
粉体を配合する場合の配合量は樹脂成分１００重量部に
対して０．１〜５０重量部、特に１〜２０重量部とする
ことが好ましい。なお、導電材料としてイオン導電性物
質を配合する場合の配合量は、上記樹脂成分１００重量
部に対して０．００１〜１重量部であることが好まし
い。

【００３２】かかる樹脂成分を弾性層表面に付与する手
段としては、特に制限されるものではないが、かかる樹
脂成分を含む樹脂溶液で弾性層を表面処理する方法が好
適に採用される。この場合、樹脂溶液を調製するための
溶剤は、上記樹脂を溶解するものであればいずれのもの
でもよいが、通常はメタノール、エタノール、イソプロ
パノール等の低級アルコール、アセトン、メチルエチル
ケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キ
シレンなどが好ましく用いられる。この樹脂溶液中の樹
脂成分濃度は、処理後のローラが上記ｌｏｇ（Ｒ₂／
Ｒ₁）≦４．５の関係、特に導電性粉体を配合する場合
にはｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３．５の関係を満たすもので
あればよく、特に制限されるものではないが、樹脂成分
濃度が１５重量％以下、より好ましくは１０重量％以下
であることが好ましい。

【００３３】表面処理は、処理液を調製した後、スプレ
ー法、ロールコーター法、ディッピング法などにより行
うことができる。例えば、ディッピングによる表面処理
は、上記濃度の樹脂溶液に通常室温で５秒〜５分、好ま
しくは１０秒〜１分浸漬し、これを引き上げ、乾燥する
方法を採用することができる。なお、スプレー法を採用
する場合、処理液中の樹脂濃度をディッピング法より高
く設定でき、例えば１０〜３０重量％の濃度に調整した
ものを使用することも可能であり、要は、ｌｏｇ（Ｒ₂
／Ｒ₁）≦４．５、又はｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３．５と
なるように樹脂成分を弾性層表面に与えることができれ
ば、本発明の目的を達成し得る。

【００３４】以上の樹脂成分による表面処理によって、
ローラ表面の低摩擦化はある程度達成されるが、更なる
摩擦低減のため上記樹脂成分中に種々の添加剤を用いる
ことができる。この場合、感光体への汚染がなく、しか
も上記樹脂成分による表面処理の均一性が低下すること
なく、摩擦低減が可能な添加剤として、シリコーン樹
脂、シリコーン樹脂粉体、フッ素樹脂、フッ素系及びシ
リコーン系界面活性剤、シリコン系カップリング剤及び
シリカ粉体が好ましく用いられる。

【００３５】上記シリコーン樹脂としては、溶剤可溶性
のもの、例えばメチルシリコーン、メチルフェニルシリ
コーン、あるいはこれらの変性体、シリコーンエポキシ
ブロック共重合体等が挙げられる。

【００３６】シリコーン樹脂粉体としては、例えばメチ
ルシリコーン或いはメチルフェニルシリコーン重合体、
アミノ基変性シリコーン重合体の微粉体などが挙げら
れ、平均粒径０．１〜１００μｍの真球状及び不定形の
ものが好適に用いられる。

【００３７】フッ素樹脂としては、例えばポリ四フッ化
エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン
プロピレン、ＰＦＡ樹脂などが挙げられる。

【００３８】フッ素系界面活性剤としては、例えばフッ
化アルキルとカルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩
等が結合したイオン性のもの、フッ化アルキルとアルコ
ール、エーテル等が結合した非イオン性のもの、更に側
鎖、主鎖にフッ化アルキルを含む重合体、共重合体など
の高分子系のものが挙げられる。

【００３９】シリコーン系界面活性剤としては、一般的
なシロキサンオキシエチレンのようなメチルシリコーン
と親水性、親油性セグメントとの結合体、メチルシリコ
ーンとアクリルセグメントとの共重合体等の高分子系の
ものが挙げられる。

【００４０】シリコン系カップリング剤としては、通常
のシランカップリング剤だけでなく、末端にアミノ基、
イソシアネート基、ビニル基等が導入されたシラン等が
含まれる。

【００４１】これらは単独で用いてもよく２種以上組合
せて用いてもよい。また、上記摩擦低下剤の使用量は、
上記樹脂成分１００重量部に対して１〜１００重量部、
好ましくは１０〜７５重量部である。

【００４２】この樹脂成分は、上記弾性層表面に均一に
付着させることもできるが、通常は弾性層表面に不均一
に付着したものとなり、このように不均一な付着である
ことが、本発明の目的達成の点から好ましい。

【００４３】即ち、上記表面処理された現像ローラ表面
には、前記各樹脂により均一な被覆層が形成されている
わけではなく、所々弾性層の研磨目が突出していると考
えられる。このことは処理後のローラ表面をＳＥＭにて
観察することにより容易に判断でき、またローラ抵抗の
測定においても、本来弾性層上に均一な膜が形成される
のであれば処理樹脂濃度にほぼ比例して急激にローラ抵
抗が上昇するはずであるが、本発明の樹脂濃度で処理さ
れたローラは、例えばメラミン樹脂架橋アルキッド樹脂
で処理した場合には図３に示す如く、濃度１０〜１５重
量％までは緩やかに抵抗上昇し、その後急激に上昇する
傾向を示していることからも予想されることである。

【００４４】従って、以上のように本発明の表面処理に
おいては、通常平滑な面上に処理した場合、数ミクロン
の均一なコーティング層が形成されるのとは異なり、弾
性層表面に不均一に樹脂を付着させ、弾性層の粗さ形状
を保持しつつ表面特性を改良できるようにしたものであ
る。

【００４５】本発明の現像ローラは、一成分現像剤を用
いる通常の現像装置に組み込むことができ、具体的には
図２に示すように、トナーを供給するためのトナー塗布
用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間
に、本発明現像ローラ１を感光ドラム５と接触又は近接
した状態で配設し、トナー塗布用ローラ４によりトナー
６をこの現像ローラ１に供給し、これを成層ブレード７
により均一な薄層に整え、更にこの薄層からトナーを感
光ドラム５に供給し、該感光ドラム５の静電潜像にトナ
ーを付着させて潜像を可視化することができる。なお、
図２の詳細については、従来技術において説明している
のでその説明を省略する。

【００４６】ここで、上記一成分現像剤としては、非磁
性の一成分現像剤が好適に用いられるが、磁性タイプの
一成分現像剤を用いることもでき、例えば磁性一成分現
像剤を用いて白黒画像印字を行う場合にも本発明の現像
ローラ及び現像装置を好適に用いることができる。

【００４７】

【実施例】以下、実施例，比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、下記の例で、表面処理は室温で処理液
に３０秒浸漬することによって行った。

【００４８】［実施例１］グリセリンにプロピレンオキ
サイドとエチレンオキサイドを付加して、分子量５００
０としたポリエーテルポリオール（ＯＨ値３３）１００
部（重量部、以下同じ）に、１，４−ブタンジオール
１．０部、シリコーン界面活性剤１．５部、ニッケルア
セチルアセトネート０．５部、ジブチルチンジラウレー
ト０．０１部及びアセチレンブラック２．０部を添加
し、混合機を用いて予備混合した後、ペイントロールで
混練してアセチレンブラックを均一に分散させ、ポリオ
ール組成物を調製した。

【００４９】このポリオール組成物を減圧下に撹拌して
脱泡した後、ウレタン変性したＭＤＩを１７．５部加え
て２分間撹拌し、次いで１１０℃に加熱した金型に注型
し、２時間硬化させて金属性シャフトの外周に弾性層を
形成して図１に示した構造のローラを得た。得られたロ
ーラの表面を研摩して表面をＪＩＳ１０点平均粗さ７μ
ｍＲｚに調整し、現像ローラを作成した。

【００５０】次に、上記現像ローラを、トルエン中にオ
イルフリーアルキッド樹脂及びメラミン樹脂をそれぞれ
１０重量％溶解した溶液中に浸漬した後、これを引き上
げ、加熱乾燥して、表面処理を行った。

【００５１】［実施例２］分子量２５００のポリイソプ
レンポリオール（ＯＨ価＝４７．１）１００部に、アセ
チレンブラックを３．３２部配合し、３０分間撹拌し
た。その後、クルードＭＤＩ（ＮＣＯ％＝３１．７）を
１３．３３部、ジブチル錫ジラウレートを０．００１部
加え、３分間撹拌した。次に、シャフトを配置し、予め
９０℃に加熱したモールドにこの反応混合物を流し込
み、９０℃で１２時間硬化反応を行って図１に示した構
造のローラを得た。得られたローラ表面を研磨してＪＩ
Ｓ１０点平均粗さ７μｍＲｚに調整し、現像ローラを作
成した。この現像ローラを実施例１と同様にして表面処
理した。

【００５２】［実施例３］オイルフリーアルキッド樹脂
の代りにアクリル樹脂の１０重量％トルエン溶液を用い
て表面処理を行った以外は実施例１と同様にして現像ロ
ーラーを作成した。

【００５３】［実施例４］ＥＰＤＭ１００部に対してＩ
ＳＡＦカーボン２５部、亜鉛華５部、ステアリン酸１
部、ジクミルパーオキサイド１部をロールミルにて混合
し、該混合物を金属製シャフトの外周に巻き付け、１５
０℃に予熱した金型内で１００ｋｇ／ｃｍ²の圧力によ
り３０分間成型して図１に示した構造のローラを得、そ
の表面を研磨してＪＩＳ１０点平均粗さを７μｍとし
た。

【００５４】次に、この現像ローラを、トルエン中にシ
リコーン樹脂、尿素樹脂をそれぞれ１０重量％濃度で溶
解した溶液に浸漬し、これを引き上げ、加熱乾燥して、
表面処理を行った。

【００５５】［実施例５］表面処理用樹脂溶液中に、表
面処理用樹脂成分１００部に対し溶剤可溶型フッ素樹脂
５０部を添加して、表面処理を行ったこと以外は実施例
１と同様にして現像ローラを作成した。

【００５６】［実施例６］表面処理用樹脂溶液中に、表
面処理用樹脂成分１００部に対しアミノ基変性シリコー
ン樹脂微粒子２００部を添加して、表面処理を行ったこ
と以外は実施例１と同様にして現像ローラを作成した。

【００５７】［実施例７］表面処理用樹脂溶液中に、表
面処理用樹脂成分１００部に対しシリコーン系界面活性
剤を固形分で５部添加して、表面処理を行ったこと以外
は実施例１と同様にして現像ローラを作成した。

【００５８】［実施例８］表面処理用樹脂溶液中に、表
面処理用樹脂成分１００部に対し正帯電シリカ１０部を
添加して、表面処理を行ったこと以外は実施例１と同様
にして現像ローラを作成した。

【００５９】［実施例９］表面処理用樹脂溶液中に、表
面処理用樹脂成分１００部に対し過塩素酸ナトリウム
０．０１部を添加して、表面処理を行ったこと以外は実
施例１と同様にして現像ローラを作成した。

【００６０】［実施例１０］表面処理用樹脂溶液中に、
表面処理用樹脂成分１００部に対しカーボンブラック１
０部を添加して、表面処理を行ったこと以外は実施例１
と同様にして現像ローラを作成した。

【００６１】［実施例１１］ＥＰＤＭ１００部に対して
シリコーンゴムを５０部加えた以外は実施例３と同様に
して現像ローラを得た。次に、上記現像ローラを、トル
エン／メチルエチルケトン／イソプロピルアルコール中
にウレタン樹脂及びメラミン樹脂をそれぞれ１０重量％
濃度及び過塩素酸ナトリウムを０．３重量％濃度で溶解
した溶液に浸漬した後、これを引き上げ、乾燥して、表
面処理を行った。

【００６２】［比較例１］表面処理を行わなかった以外
は実施例１と同様にして現像ローラを作成した。

【００６３】［比較例２］上記表面処理に代えて、可溶
性ナイロンの１８重量％メタノール溶液を用いて、表面
に約１０μｍのコーティング層を形成した以外は、実施
例１と同様にして現像ローラを作成した。

【００６４】［比較例３］ポリメチルメタクリレートの
１０重量％トルエン／メチルエチルケトン溶液を用いて
表面処理を行ったこと以外は、実施例１と同様にして現
像ローラを作成した。

【００６５】上記実施例及び比較例で得た現像ローラに
ついて、以下の特性試験を行った。結果を表１に示す。 （１）ローラ抵抗 各ローラを銅板に両端にそれぞれ５００ｇの荷重をかけ
て押し付け、抵抗率計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社
製）を用い、１００Ｖの電圧を印加して測定した。 （２）表面粗さ 各ローラに対し、表面粗さ計ハンディーサーフＥ−３０
Ａ型（東京精密社製）を用いて測定した。 （３）感光ドラムの汚染性 各ローラを日本電気（株）社製、プリンタＰＣ−ＰＲ₁
０００Ｅ／４用の感光ドラムに両端５００ｇ荷重で押し
付け、５５℃、８５％ＲＨ下に５日間放置し、感光ドラ
ム表面の汚染及び実機による画像を目視にて確認した。 （４）トナー帯電量 各ローラを現像ローラとして図２に示した現像ユニット
部に装着し、５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、現像
ローラ表面に均一なトナー薄層を形成し、このトナー薄
層をエアーで吸引してファラデーゲージ内に導入し、電
荷量を測定した。 （５）画像出し 各ローラを現像ローラとして図２に示した現像ユニッ
ト、平均粒径７μｍの非磁性−成分トナーを用い、線速
６０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させながら反転現像で画
像出しを行い、初期及び５０００プリント後の画質（シ
ャープさ、濃度均一性）、かぶり、トナーチリの発生を
評価した。結果を表１に示す。

【００６６】

【表１】

【００６７】また、実施例１において、表面処理用樹脂
の濃度を種々変化させた場合のローラ抵抗を測定した。
結果を図３に示す。更に、実施例１０のローラについて
は、線速６０ｍｍ／ｓｅｃ及び９０ｍｍ／ｓｅｃの周速
で回転させながら感光体の電位を変化させて画像出しを
行い、低電位における画像かぶり（低圧かぶり）の発生
を評価した。その結果、低圧かぶりの発生電位は線速６
０ｍｍ／ｓｅｃの時と９０ｍｍ／ｓｅｃの時とで変化の
ないことが確認された。

【００６８】

【発明の効果】本発明の現像ローラによれば、感光体等
を汚染するような不都合を生じることなく、かつ濃度む
らや地かぶり等のない高品位の画像が得られ、しかも長
期の使用においても画質の劣化を生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明現像ローラの一例を示す概略断面図であ
る。

【図２】本発明現像装置の一例を示す概略断面図であ
る。

【図３】表面処理による樹脂濃度とローラ抵抗との関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 現像ローラ ２ シャフト ３ 弾性体 ４ トナー塗布用ローラ ５ 感光ドラム（潜像保持体） ６ トナー（非磁性一成分現像剤） ７ 成層ブレード ８ 転写部 ９ クリーニング部 １０ クリーニングブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−249809（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−54836（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−249822（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−56434（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 良導電性シャフトの外周に導電性を有す
   る弾性層を形成してなり、前記弾性層表面に現像剤を担
   持して該現像剤の薄層を形成し、この状態で静電潜像を
   表面に保持した潜像保持体に接触又は近接して、潜像保
   持体表面に前記現像剤を供給することにより、前記静電
   潜像を可視化する現像ローラにおいて、前記弾性層が、
   その表面に尿素樹脂及び／又はメラミン樹脂を含有する
   樹脂成分を有し、しかもこの樹脂成分を有さない場合の
   ローラ抵抗をＲ₁、この樹脂成分を有する場合のローラ
   抵抗をＲ₂としたとき、 ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦４．５ なる関係を満たすことを特徴とする現像ローラ。
2. 【請求項２】 上記樹脂成分が導電性粉体を含まないも
   のである請求項１記載の現像ローラ。
3. 【請求項３】 上記樹脂成分が導電性粉体を有するもの
   である請求項１記載の現像ローラ。
4. 【請求項４】 上記樹脂成分が、尿素樹脂及び／又はメ
   ラミン樹脂と、アルキッド樹脂、変性アルキッド樹脂、
   オイルフリーアルキッド樹脂及びアクリル樹脂から選ば
   れる１種又は２種以上とを含有するものである請求項１
   〜３のいずれか１項に記載の現像ローラ。
5. 【請求項５】 上記樹脂成分に、シリコーン樹脂、フッ
   素樹脂、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性
   剤、シリコン系カップリング剤及びシリカ粉体から選ば
   れる摩擦低下剤を上記樹脂成分１００重量部に対して１
   〜１００重量部配合した請求項１〜４のいずれか１項に
   記載の現像ローラ。
6. 【請求項６】 上記樹脂成分にイオン導電性物質を添加
   した請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像ローラ。
7. 【請求項７】 上記弾性層が、上記樹脂成分の濃度１５
   重量％以下の樹脂溶液に浸漬することにより表面処理さ
   れたものである請求項１〜６のいずれか１項に記載の現
   像ローラ。
8. 【請求項８】 弾性層がポリウレタンエラストマー又は
   ＥＰＤＭを主材とするものである請求項１〜７のいずれ
   か１項に記載の現像ローラ。
9. 【請求項９】 表面に静電潜像を保持する潜像保持体
   と、外周面に現像剤を担持した状態で上記潜像保持体表
   面に当接又は近接して、回転することにより、前記現像
   剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させて該静電潜像
   を可視化する現像ローラとを具備してなる現像装置にお
   いて、前記現像ローラとして請求項１〜８のいずれか１
   項に記載の現像ローラを用いたことを特徴とする現像装
   置。