JP2956503B2 - 現像ローラ及び現像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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
非磁性一成分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が感光ドラム５と接触した状態で
かつトナー塗布用ローラ４とは若干離間して配設され、
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と接触しながら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
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。なお、上記の傾向はスポンジ体だけでなく、ト
ナーを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。

【０００７】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、トナーの帯電不良によるかぶり選択現像によるクリ
ーニング不良、印刷濃度低下などの問題を生じやすく、
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。この現象は高温高湿環境下において特に顕著であ
る。

【０００８】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。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】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、導電性粉体を含まない、アクリル樹脂、ウ
レタン変性アクリル樹脂、ポリカーボネート及びフッ素
樹脂から選ばれる１種又は２種以上の樹脂成分を付着さ
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）＝０．４０〜３ の関係を与えるように上記樹脂成分を付着させることに
より、潜像保持体（感光体）の汚染を有効に防止し得、
低摩擦である現像ローラが得られることを知見した。

【００１０】またこの場合、上記樹脂成分を表面に与え
る手段として、弾性層の表面を上記アクリル樹脂、ウレ
タン変性アクリル樹脂、ポリカーボネート、フッ素樹脂
又はこれらの混合樹脂の濃度９重量％以下の樹脂溶液で
表面処理することが有効であることを知見した。更に、
上記樹脂成分１００重量部に対してシリコーン樹脂、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１〜１００重量部配合することが有効であることを
知見した。

【００１１】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、ウレタン変
性アクリル樹脂、ポリカーボネート、フッ素樹脂溶液に
よる表面処理は、弾性層からの汚染物のブロッキングに
有効であること、更に上記摩擦低下剤を含有させること
により、ローラの駆動性、トナー搬送性を改良できるこ
と、しかもローラ表面上の現像剤帯電量を適切化し、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。

【００１２】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
表面に非磁性一成分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
体に接触して、該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、導電性粉体を含まな
い、アクリル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、ポリカ
ーボネート及びフッ素樹脂から選ばれる１種又は２種以
上の樹脂成分を有し、かつ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）＝０．４０〜３ なる関係を満たすことを特徴とする現像ローラを提供す
る。

【００１３】また、本発明は、表面に静電潜像を保持す
る潜像保持体と、外周面に非磁性一成分現像剤を担持し
た状態で上記潜像保持体表面に当接し、回転することに
より、前記非磁性一成分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
て上記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。

【００１４】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、この弾性層がその表面
に、導電性粉体を含まない、アクリル樹脂、ウレタン変
性アクリル樹脂、ポリカーボネート及びフッ素樹脂から
選ばれる１種又は２種以上の樹脂成分を有し、かつこの
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）＝０．４０〜３ なる関係を満たすように構成したものである。

【００１５】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。

【００１６】次に、このシャフト２の外周に形成する弾
性層は、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混入することによ
り、導電性を用途に応じて最適な中抵抗領域１０³〜１
０¹⁰Ωｃｍ、特に１０⁴〜１０⁸Ωｃｍに調整されたもの
が好適である。

【００１７】この場合、基材はポリウレタン、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、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。

【００１８】まずポリウレタンについて記述すると、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方法などの方法で得ることがで
きる。

【００１９】上記導電性材料層の基材として用いられる
ウレタンとしては、ポリヒドロキシル化合物として、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。

【００２０】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０〜５０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。

【００２１】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。

【００２２】このポリウレタン又はＥＰＤＭを主基材と
する弾性層には、例えば現像部材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ＥＰＤ
Ｍ１００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。

【００２３】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，ＦＥ
Ｆ，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。通常は、ウレタン１００重量部に対して０．５〜５
０重量部、特に１〜３０重量部の範囲で好適に用いられ
る。

【００２４】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。

【００２５】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、上記カーボンブラックの配合によ
り、その抵抗値を１０³〜１０¹⁰Ωｃｍ、特に１０⁴〜１
０⁸Ωｃｍ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１０¹⁰Ωｃｍを超えると、地かぶりが発生しやすくな
る。

【００２６】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。

【００２７】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１５μｍＲ_z以下、特に１
〜１０μｍＲ_zとすることが好ましい。表面粗さが１５
μｍＲ_zを超えると非磁性一成分現像剤（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、１５μｍＲ_z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。

【００２８】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、導電性粉体を含まない、アクリ
ル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、ポリカーボネート
及びフッ素樹脂から選ばれる１種又は２種以上の樹脂成
分を有し、かつ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）＝０．４０〜３ なる関係を満たすように構成するもので、ｌｏｇ（Ｒ₂
／Ｒ₁）＝０．４０〜３、より好ましくはｌｏｇ（Ｒ₂／
Ｒ₁）＝０．４７〜３とすることにより本発明の目的を
達成することができる。

【００２９】この場合、かかる樹脂成分を弾性層表面に
付与する手段としては、樹脂溶液で弾性層を表面処理す
る方法が有効に採用される。この樹脂溶液中の樹脂成分
濃度は、上記ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）＝０．４０〜３の関係
を満たす限り特に制限されるものではないが、樹脂成分
濃度が９重量％以下、より好ましくは５重量％以下とす
ることが好適である。

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】また、ウレタン変性アクリル樹脂とは、ア
クリル樹脂にウレタン成分を導入することにより柔軟
性、可とう性を付与したものである。

【００３４】アクリル樹脂をウレタン成分で変性する方
法としては、例えば、相溶性、液安定性、膜柔軟性等の
観点から、ウレタン樹脂とアクリル樹脂成分を化学的に
結合することが効果的である。具体的には、β−ヒドロ
キシエチルメタクリレート等によりアクリル重合体に水
酸基を導入したポリマーと分子末端にイソシアネート基
をもつウレタンプレポリマーとの反応、又は、下記のよ
うな分子末端に（片末端又は両末端）に水酸基をもつア
クリル成分とウレタンプレポリマーとの反応により合成
される（Ａ：アクリル酸、アクリル酸エステルモノマー
あるいはオリゴマー）。こうして得られる重合体におい
て、ウレタン鎖とアクリル鎖は互いにブロック型で結合
していてもよく、グラフト型で結合していてもよい。

【００３５】

【化１】

【００３６】本発明で用いるウレタン変性アクリル樹脂
は、上述の方法で得られたものに限定されるものではな
く、その他にもアクリルジオール混合系にジイソシアネ
ートを添加する方法、アクリルモノマーに末端イソシア
ネートポリエステル、ポリエーテル等を付加し、そのウ
レタンアクリレートを重合する方法等によっても得るこ
とができる。また、これらの合成に用いられるアクリル
樹脂成分としては、ポリマーとしてのガラス転移温度Ｔ
ｇが室温から約１１０℃までのものが好ましく、上記β
−ヒドロキシエチルメタクリレートの他に、例えば、エ
チルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、グリ
シジルメタクリレート等を含むものが用いられる。この
際のウレタン変性アクリル樹脂中におけるアクリル成分
の組成としては５〜９０重量％、特に２０〜８０重量％
であることが好ましく、とりわけ５０〜７０重量％であ
ることが好ましい。

【００３７】なお、アクリル樹脂成分として、アクリル
モノマーのほかにスチレン等の他のモノマーを含んでい
てもよい。

【００３８】更に、感光体との密着性改良の観点から、
ウレタン変性アクリル樹脂中にシリコーン成分を含むこ
ともできる。具体的には、例えばシリコーン鎖を含むポ
リオールを原料として用いたウレタンプレポリマーとア
クリル成分との反応により合成する等の方法が考えられ
る。この場合、ウレタンプレポリマー中におけるシリコ
ーン成分の組成としては２〜８０重量％、特に５〜５０
重量％であることが好ましい。また、反応後のウレタン
変性アクリル樹脂中におけるシリコーン成分の組成とし
ては１〜５０重量％、特に３〜３０重量％であることが
望ましい。

【００３９】本発明に用いられるポリカーボネートとし
ては、下記一般式（１）で示されるビスフェノールＡタ
イプのもの、及び下記一般式（２）、（３）で示される
構造を繰り返し単位として含む重合体が好適に使用され
る。なお、重合度は特に限定されるものではないが、通
常１０〜１０００、好ましくは５０〜２００程度とされ
る。

【００４０】

【化２】 （但し、式（２）及び（３）中、Ｒ ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ ₄は
水素原子、又は、置換もしくは未置換の炭素数１〜１０
の一価炭化水素基（脂肪族基、炭素環基又は芳香族基）
を示し、Ｒ ₅、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ ₈、Ｒ ₉、Ｒ₁₀、Ｒ ₁₁、Ｒ₁₂
は水素原子、ハロゲン原子、又は、置換もしくは未置換
の炭素数１〜１０の一価の脂肪族基又は炭素環基を示
し、Ｚは置換もしくは未置換の炭素数１〜１０の炭素環
又は複素環を形成するのに必要な原子群を示す。また、
式（２）及び（３）中、ｍは０〜１０の整数、ｎは０又
は１、Ａ、Ｂのｐは１〜１０の整数である。）

【００４１】ここで、これらのポリカーボネートは、例
えば下記式（４）で示されるようなジオール化合物を塩
化メチレン溶液にアルカリ存在下でホスゲンを作用させ
ることにより容易に合成される。

【００４２】

【化３】

【００４３】なお、本発明に用いるポリカーボネートの
構造は上記したものに限定されるものではなく、これら
の共重合体、さらには、他の脂肪族、芳香族ジオール化
合物との共重合体としても良い。

【００４４】また、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。

【００４５】本発明で用いられるフッ素樹脂としては、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、
四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体等の一
般的なフッ素を含む重合体が用いられるが、特に溶剤可
溶型フッ素樹脂が好ましく用いられる。溶剤可溶型フッ
素樹脂としては、ＣＨ₂ＣＦ₂，Ｃ₂Ｆ₄及びＣ₃Ｆ₆の三元
共重合体等のフッ化ビニリデン共重合体、Ｃ₂Ｆ₄，Ｃ₂
Ｆ₃Ｃｌなどのフルオロオレフィンとビニルエーテル，
ビニルエステル，ビニルシランなどの炭化水素系オレフ
ィンとの共重合体、フルオロアクリレートとアクリレー
トとの共重合体等の各種共重合体、及び、パーフルオロ
アルキル基によって置換されたジエポキシ化合物の重合
体などが用いられる。

【００４６】これらの樹脂は本発明の樹脂成分として単
独で用いられてもよく、また他の樹脂と混合して用いら
れてもよい。

【００４７】これらの中で汚染性の低減、更にはトナー
の付着性低減の観点から、フッ素樹脂が特に好ましく用
いられる。

【００４８】以上の樹脂による表面処理により、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
減のため種々の添加剤を用いることができる。本発明者
は鋭意検討の結果、感光体への汚染がなく、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有効であることを見い出した。

【００４９】溶剤可溶型シリコーン樹脂としては、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
合体等が用いられる。

【００５０】シリコーン樹脂粉体としては、例えばメチ
ルシリコーンあるいはメチルフェニルシリコーン重合体
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用いられる。

【００５１】フッ素系界面活性剤としては、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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。なお、フッ素樹脂も摩擦低下剤とし
て有効に作用する。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。

【００５５】また、上記処理液中には必要に応じて前述
のイオン導電性物質を含むこともできる。上記イオン導
電性物質の配合量は、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。

【００５６】表面処理としては、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％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）＝０．４０〜３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。

【００５７】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。

【００５８】この場合、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る。

【００５９】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。

【００６０】本発明の現像ローラは、非磁性一成分現像
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。

【００６１】

【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。

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【００６５】［実施例１］ 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、グルード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℃に加熱されたモール
ドにこの反応混合物を流し込み、９０℃で１２時間硬化
反応を行いローラを得た。

【００６６】得られたローラ表面を研磨してＪＩＳ１０
点平均粗さ７μｍＲ_zに調整し、現像ローラを作成し
た。

【００６７】次に上記現像ローラをトルエン中に溶剤可
溶性フッ素樹脂（ベルフロン１０００、日本油脂社製）
を５重量％溶解した溶液中に浸漬し、これを引き上げ乾
燥して表面処理を行った。

【００６８】［実施例２］ 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５０００としたポリエーテルポリ
オール（旭硝子株式会社のエクセノール８２８）（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（日本ユ
ニカ社製、Ｌ−５２０）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０．０
１部及びアセチレンブラック（デンカ社製、ｐＨ６．
９）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。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（住友バイエルウレタン社製、スミジュ
ールＰＦ）を１７．５部加えて２分間撹拌し、次いで１
１０℃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７μｍＲｚに調整し、現像ロー
ラを作成した。次に、上記現像ローラを、ポリメチルメ
タクリレート（ダイヤナールＬＲ１７７、三菱レイヨン
社製）の３重量％トルエン／メチルエチルケトン溶液中
に浸漬し、これを引き上げ、乾燥して、表面処理を行っ
た。

【００６９】［実施例３］ ＥＰＤＭ（日本合成ゴム社製、ＥＰ３３）１００部に対
してＩＳＡＦ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、
１５０℃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からＪＩＳ１０点平均粗さを７
μｍとした。

【００７０】次に、上記現像ローラを、トルエン中にポ
リカーボネート（Ｚ２００、三菱ガス化学社製）を３重
量％濃度で溶解した溶液に浸漬し、これを引き上げ、乾
燥して、表面処理を行った。

【００７１】

【００７２】

【００７３】

【００７４】

【００７５】［実施例４］ ＥＰＤＭ１００部に対してシリコーンゴム（日本合成ゴ
ム社製、ＥＨ５２５０Ｕ）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変性アクリル樹脂（ＥＡＵ８Ｂ、
亜細亜工業社製）を３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、これを
引き上げ、乾燥して、表面処理を行った。

【００７６】［比較例１］ 実施例２において、表面コーティング層を形成する前の
現像ローラを評価サンプルとした。

【００７７】［比較例２］ 実施例２において、可溶性ナイロンの１２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。

【００７８】［比較例３］ 実施例２において、ポリ塩化ビニル（エスレックＥ、積
水化学工業社製）の２重量％溶液を用いて、表面処理を
行った。

【００７９】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５００ｇ荷重で押し付け、抵抗率
計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）を用い、１００
Ｖ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ＮＥＣ社製、プリンタＰＣ−ＰＲ１０００Ｅ
／４用の感光ドラムに両端５００ｇ荷重で押し付け、５
５℃、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２０００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。

【００８０】

【００８１】

【表１】

【００８２】

【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。

【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 (72)発明者 薬師寺 学 東京都小平市小川東町３−５−５−612 (72)発明者 川越 隆博 埼玉県所沢市青葉台1302−57 (56)参考文献 特開 平５−173409（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−142569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−66674（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/09

Claims (6)

(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、前記弾性層表面に非磁性一成
   分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して、該
   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、導電性粉体を含まない、アク
   リル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、ポリカーボネー
   ト及びフッ素樹脂から選ばれる１種又は２種以上の樹脂
   成分を有し、かつ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）＝０．４０〜３ 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】 上記樹脂成分に更にシリコーン樹脂、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記載の現像ローラ。
3. 【請求項３】 上記樹脂成分にイオン導電性物質を添加
   した請求項１又は２記載の現像ローラ。
4. 【請求項４】 上記弾性層がその表面を上記樹脂成分の
   濃度９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乃至３のいずれか１項記
   載の現像ローラ。
5. 【請求項５】 弾性層がポリウレタンエラストマー又は
   ＥＰＤＭを主材とする請求項１乃至４のいずれか１項記
   載の現像ローラ。
6. 【請求項６】 表面に静電潜像を保持する潜像保持体
   と、外周面に非磁性一成分現像剤を担持した状態で上記
   潜像保持体表面に当接し、回転することにより、前記非
   磁性一成分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乃
   至５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。