JP3112833B2 - 現像部材 - 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、非磁性一成分トナ
ーを用いる静電潜像の現像装置に使用する現像部材に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、非磁性一成分トナーの現像方法の
一つとして、静電潜像保持体と所定極性に帯電されたト
ナーを搬送するトナー搬送体とを直接当接して現像す
る、いわゆる接触現像法が広く用いられている。このト
ナー搬送体（以下現像ロール）には多くの機能が要求さ
れ、例えば静電潜像保持体が剛体の場合、これとペアー
となる現像部材に要求される条件は、現像ロールを低
硬度の弾性体とし必要な現像ニップを得る事、当接に
よる圧縮力に対して充分な回復性を持つ事、所望の現
像特性を得る為、芯金上に被覆される層が均一に被覆で
きるような性質のものであること、又、更に重要な現像
ロールの表面或いは表面近傍の性質として、現像ロー
ル上のトナーが所望の帯電極性や帯電量を得る事、現
像ロール表面がトナーとの離型性が良くロール表面にト
ナーがフィルミングしない事、現像ロール表面に均一
なトナー薄層を得る為に適切な表面粗さが得られる事、
当接の摩擦抵抗力によるビビリなどを低減する為に滑
性がある事、耐摩耗性があること、等々、種々の項目
を満足せねばならない。

【０００３】これ等の要求に対して、現像ロールの芯金
被覆材料としては低硬度弾性体、通常ゴムと呼称される
ものを用いてきており例えば、ニトリル−ブタジエン−
ゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）、
アクリルゴム、クロロプレンゴム等の極性ゴムであった
り、更にはシリコーンゴム、エチレン−プロピレンゴ
ム、スチレン−ブタジエンゴムなどの高抵抗ゴムにカー
ボン、金属等の低抵抗粒子を分散したものであり、それ
等を円筒形芯金上にプレス成型、蒸気成型などの所定の
方法により現像ロールに成型され供されてきた。しか
し、現像ロールは前述した多くの機能を必要とする為従
来の現像ロールは多くの不都合を有していた。特に、現
像ロールの機能項目〜は接触現像を行なううえで必
須のものであるが、それ等を満足したうえで表面特性の
以下の項目を満たす事は困難であった。

【０００４】それは、低硬度性のゴムになるに従がい表
面研磨性が悪くなり、現像ロールとして必要な数μｍ以
下の表面粗さ（Ｒｚ）に仕上げるのが困難であったり、
表面粘着性がある為に当接部材との摩擦抵抗性が大きか
ったり、ゴム強度としても脆弱である為に非常に摩耗し
易い事などの傾向を持ち、又更に、極性ゴムなどは一般
にトナーとの離型性が悪い為に現像部材表面の一部にト
ナーが強固に付着してトナーフィルミングをおこし、ト
ナー帯電量が変化し、現像部材上のトナー付着量にムラ
が発生し、結果として、画像ムラを生じていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の現像
部材の前述の欠点を解消し、トナー離型性、耐摩耗性な
どのすぐれた現像部材を提供することを目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、特許請求の範
囲に記載したとおりの構成よりなる現像部材に関するも
のである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の現像部材は普通図１，２
にみられるような現像ロールの形で使用するが、必ずし
もロールのような円筒体でなければならないわけではな
く、同様の機能を発揮できる形体であれば支障はない。
以下、現像部材の各構成要素について詳述する。

【０００８】第１被覆層について本発明における第１被
覆層は従来の現像部材を構成していた極性ゴムがいずれ
も使用できる。とくに本発明に適する極性ゴムは体積固
有抵抗（ρ）が10⁶〜10¹¹Ω・cmのいわゆる中抵抗領域
にあるものがのぞましい。ρのバラツキが少ない安定な
弾性体を形成するのに用いられるゴムとしては、極性ゴ
ムであるニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピク
ロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）、アクリルゴム、クロロプ
レンゴム等があり、又、抵抗調整剤としてカーボンブラ
ック、酸化金属粒などを分散させたシリコーンゴム、ウ
レタンゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−プ
タジエンゴム等も使用できるが、とくにＮＢＲ、エピク
ロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）またはこれらの混合物が好
ましい。

【０００９】これらを用いるとρを簡単に中抵抗領域に
設定することができる利点がある。すなわちＮＢＲの使
用はニトリル量の増減によりρの調整が容易に行うこと
ができ、またＥＣＯはクロル結合を有することにより極
性を示しρが10⁶〜10⁷Ω・cmであるので、ＮＢＲ，ＥＣ
Ｏまたはこれらの混合系によりρを10⁶〜10¹¹Ω・cmの
範囲で容易に調整できるとともに低硬度性、耐摩耗性、
耐圧縮歪性など実用上必要な性質を充分備えている。

【００１０】第２被覆層について現像部材の最上層であ
り、トナーと接触する層であるからトナーに対して離型
性がよく、体積固有抵抗ρが弾性体層と同レベルの10⁶
〜10¹¹Ω・cmで、可撓性を有する厚さ５〜70μmとくに2
0〜50μmの合成樹脂層が好ましい。又、この合成樹脂の
伸びは10〜500％とくに30〜300％のものが好ましい。10
％以下の場合には低硬度弾性体との追随性がなくなり、
現像ロール圧縮時にワレなどが発生する原因となる。
又、500％以上の場合は研磨性が悪くなるため所望の表
面粗さが得られない。

【００１１】又、樹脂層の厚みが10μm以下、とくに５
μm以下になると、第１被覆層の弾性体の影響が強くあ
らわれ、又樹脂層の厚みのばらつきが相対的に大きくな
り好ましくない。一方、厚みが70μmを超えるようにな
ると、第一被覆層のプラス効果が薄くなってしまい好ま
しくない。いずれにしても樹脂層の厚みは、選択された
樹脂の電気的特性（一般に高体積固有抵抗のものほど薄
くてもよい）や摩耗性（耐摩耗性の高いものほど薄くて
もよい）などの性質および第１被覆層とのバランスを総
合して決定する。

【００１２】第２被覆層として前述のごとき望ましい性
質を備えた合成樹脂としてはシリコーン樹脂、ウレタン
樹脂、フッ素樹脂、変性フッ素樹脂等を挙げることがで
きる。第２被覆層形成のために、とくに好ましい樹脂と
しては、溶剤可溶性フッ素樹脂である。

【００１３】溶剤可溶性フッ素樹脂は、フルオロオレフ
ィンと炭化水素系ビニルエーテル（必要ならば複数のビ
ニルエーテルを使用する）との共重合反応によって得ら
れる非晶質ポリマーであり、その詳細は小島，山辺，有
機合成化学協会誌 42（8），841（1984）、宗像，宮
崎，賀屋，高柳，旭硝子研究報告 34（2），205〜224
（1984）、特公昭63-1962、同63-2304、同63-2992号公
報を参照することができる。

【００１４】樹脂のフッ素含有率は25〜32wt％と比較的
低いがフルオロオレフィンと炭化水素ビニルエーテルが
交互に配列した鎖構造をもつ交互共重合体であり、熱
的、化学的に安定なフルオロオレフィン部位が規則的に
配列し、不安定な炭化水素系ビニルエーテル部位を電子
的にも立体化学的にも保護しているために化学的に安定
であり耐久性が良い。

【００１５】ところでポリマーを構成する炭化水素系ビ
ニルエーテルの種類およびそれらの相対的量比を変える
ことにより樹脂の有機溶剤の溶解性、硬化特性、硬化剤
や顔料との親和性および塗膜の硬度、可撓性などを容易
に要求される物性に対応させることができる。

【００１６】またこのポリマーは有機溶剤に可溶である
ので塗装後ポリマーを架橋し塗膜に耐溶剤性を付与する
必要があるが、このために反応性に富んだ水酸基含有ビ
ニルエーテルを共重合し、多官能イソシアネートによる
架橋、硬化が容易に起こる樹脂構造とすることがもっと
も好ましい。また樹脂と顔料などとの親和性を改善する
ために極性基としてカルボキシル基を導入することもで
きる。

【００１７】次にフルオロオレフィン−ビニルエーテル
共重合体の基本的樹脂特性を示す。 １）フッ素含有率（wt％） 25 〜 32 ２）比 重 1.4〜 1.5 ３）ＯＨ価（mg ＫＯＨ/g-resin) 40 〜150 ４）酸 価（mg ＫＯＨ/g-resin) 0 〜 30 ５）分 子 量 Ｍｎ＝0.4×10⁴〜10×10⁴ Ｍｗ＝0.8×10⁴〜20×10⁴ ６）ガラス転移点（℃） 0 〜 70 ７）熱分解開始温度（℃） 240 〜250 ８）溶解パラメータ 8 〜 9

【００１８】これらの樹脂を中抵抗性にするためには、
抵抗調整剤として、カーボンブラック、金属粒子、また
は酸化すず、酸化チタンなどの金属酸化物粒子を分散さ
せればよいが、ポリマの性質を維持しながら、中抵抗性
にするためには、抵抗調整剤の添加量は少い方がのぞま
しく、それにはカーボンブラックが好ましい。そしてよ
り安定したρをもった第２被覆層を形成することができ
るカーボンブラックとしてカーボンブラックの物性の１
つである揮発分が2.5〜9.6％のものがよい。すなわちカ
ーボンブラック表面に化学的に吸着している酸素の量が
比較的多いカーボンブラックでこのカーボンブラックを
前述の樹脂材料中に均一に分散させた溶剤型中抵抗塗料
組成物は分散安定性が良く、また前述したカルボキシル
基を導入したカーボンブラックとの親和性をアップした
樹脂ではその塗料組成物の分散安定性がさらに良くなる
ことはいうまでもない。そして後述する方法によって形
成した第２被覆層のρはばらつきが少なく安定したもの
が得られる。

【００１９】又、使用される樹脂の諸性能を更に向上さ
せる為に樹脂に様々な粒子を分散させる事も可能であ
る。例えば、補強材として、合成ケイ酸、ケイ藻土、炭
酸カルシウム、クレー、酸性白土、シリカ、炭酸マグネ
シウム、タルク、アスベスト、チタニア、アルミナ、ガ
ラスフレーク、ウィスカー等々、表面滑剤としては、金
属石ケン、脂肪酸、脂肪酸アミド、ワックス等々、帯電
防止剤としては、カーボンブラック、酸化スズ、酸化亜
鉛、硫化亜鉛、酸化チタン、窒化チタンなどの導電性微
粒子や界面活性剤類などが挙げられる。

【００２０】第２被覆層の形成方法は前記樹脂と抵抗調
整剤とをボールミル、サンドミルなどの分散機で処理し
た後、溶剤、硬化剤等を加えて塗装液の粘度を調整した
後、スプレー法、ロールコータ法あるいはデッピング法
などの方法により第１被覆層上に第二被覆層を５〜70μ
mの厚さに形成する。このとき必要に応じてプライマを
使用し第１被覆層と第２被覆層との接着を十分にする必
要がある。この塗装液による第２被覆層のρのばらつき
は塗装時の塗装液の攪拌を十分に行なって均一分散液の
状態で塗装を行えば容易に解決できる。

【００２１】又、被覆層として体積固有抵抗は10⁶〜10
¹¹Ω・cmが好ましい。この理由は感光体上の静電潜像に
よって形成される電界を現像ロールの被覆層の抵抗値で
制御して静電潜像部の周辺電場を形成させるようにした
ものであり、現像ロール被覆層の導電性が高いと周辺電
場が生ぜず、また絶縁性が高くなると画像中央部の電圧
コントラストが小さくなり画像中央部の濃度が低下する
からである。

【００２２】現像ロール被覆層厚が６mmの場合について
図６を用いて説明する。横軸は原稿濃度Ｄｏ、縦軸はコ
ピー濃度Ｄｃである。現像ロール被覆層の体積固有抵抗
ρが10⁶Ω・cm以下の場合はDcの高いところで再現曲線
が曲っており、やや画像部がつぶれた画像となる。ρが
10⁹Ω・cmになると再現曲線は比較的直線的になり、傾
きも１に近くなり高い忠実再現性を示した。

【００２３】さらにρが10¹¹Ω・cm以上の場合は傾きは
１以下となりＤｏの高いところのＤｃが低くなりやや濃
度の低いコントラストの低い画像を示した。しかしなが
ら、この範囲であれば、実用上は問題はないが、この範
囲を外れた場合には、例えば10⁵Ω・cm以下、又は10¹²
Ω・cm以上となる場合には実用上の使用が困難となる。
このように接触現像方法においては現像ロール被覆層の
ρは基本的な特性として重要となる。

【００２４】

【実施例】第１被覆層と第２被覆層をそれぞれ形成する
ゴム系組成物と樹脂系組成物の、それぞれの組成例とそ
の組合せを第１群の実施例と第２群の実施例に分けて以
下に説明する。

【００２５】第１群 １−１ 第１被覆層の形成例

【００２６】

【表１】

【００２７】表１の配合割合で各々２本ロールを用いて
均一になるように混練した後上記条件で加硫し弾性層の
厚さ６mm、ロール外径20mm（芯金径６mm）に成形し、そ
の後150℃、４時間２次加硫した。成形ロールの体積固
有抵抗、ゴム硬度について表１中に示す。体積固有抵抗
およびゴム硬度の測定方法は次のように行なった。体積
固有抵抗測定は試料のロールを20℃、60％RHの環境中に
16時間放置した後、ケースレ社エレクトロメータ610Ｃ
を用いた。測定時の電極は10mm幅の銅箔テープ（３Ｍ社
テープNo.1245）を用いて主電極とガード電極間距離を
１mmとした。ゴム硬度および圧縮永久歪の測定は加硫ゴ
ム物理試験方法ＪＩＳＫ6301に準じて行なった。

【００２８】１−２ 第２被覆層の形成例 （イ）ウレタン樹脂−カーボンブラック分散系を用いる場合 配合：ポリエステルウレタン樹脂→ユーラックＣ−230Ｕ （広野化学社の商品名） 100ｇ カーボンブラック→ブラックパールＬ（キャボット社の商品名） 20ｇ 上記配合をボールミル分散してマスタバッチを作製し
た。このマスタバッチを基に主剤、硬化剤を添加して抵
抗調整剤／樹脂固形分＝Ｆ/Ｒ比の水準を振った。Ｆ/Ｒ
比の水準を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】 （ａ）ポリウレタン樹脂用硬化剤で、広野化学社の商品名 （ｂ）溶 媒：トルエン 39.0wt％ 酢酸エチル 17.5wt％ 酢酸ブチル 17.5wt％ エチルセロソルブアセテート 17.5wt％ メチルイソブチルケトン 3.9wt％ キシレン 2.6wt％ シクロヘキサン 2.0wt％

【００３１】上記Ｆ/Ｒ比のカーボンブラック分散樹脂
溶液をアルミニウム蒸着ポリエステルフィルム上に塗布
した後100℃、２時間硬化させた。塗布方法はオリンポ
ス社製スプレガンＴＹ-06型（ノズル口径0.65mm）空気
圧力3.0kg/cm²の条件で塗布厚みが約30μmとなるように
塗布した。体積固有抵抗の測定は試料のシートを20℃、
60％RHの環境中に16時間放置した後行なった。測定器は
前記と同じものを使用。測定セルは横河ヒュレット社16
008Ａ型を使用した。その結果を図３に示す。

【００３２】 （ロ）変性フッ素樹脂−カーボンブラック分散系を用いる場合 配合：変性フッ素樹脂→ルミフロンＬＦ-601-Ｃ（旭硝子社の商品名） 50ｇ カーボンブラック→ブラックパールＬ（キャボット社の商品名） 20ｇ ト ル エ ン → 25ｇ キ シ レ ン → 25ｇ 上記配合をボールミル分散してマスタバッチを作成し
た。このマスタバッチを基に主剤、硬化剤を添加してF/
R比の水準を振った。F/R比の水準を表３に示す。

【００３３】

【表３】 （ｃ）変成フッ素樹脂用硬化剤で、旭硝子社の商品名 （ｄ）溶媒：ト ル エ ン 50.0wt％ キ シ レ ン 50.0wt％

【００３４】上記Ｆ/Ｒ比のカーボンブラック分散樹脂
溶液をアルミニウム蒸着ポリエステルフィルム上に塗布
した後100℃、２時間で硬化させた。塗布方法および体
積固有抵抗の測定方法は前記と同じである。体積固有抵
抗の測定結果を図４に示す。

【００３５】 （ハ）シリコーン樹脂−酸化スズ分散系を用いた場合 配合：一液型室温硬化シリコーン樹脂→トーレ・シリコーンＤＣ1-2577 （東レ・商品名） 53.3ｇ 酸化スズ微粉子→Ｔ−１（三菱金属の商品名） 20.0ｇ キ シ レ ン → 46.7ｇ 上記配合をボールミル分散してマスタバッチを作った。
このマスタバッチを基にＦ/Ｒ比の水準を振った。Ｆ/Ｒ
比の水準を表４に示す。

【００３６】

【表４】

【００３７】上記Ｆ/Ｒ比の酸化スズ分散樹脂溶液をア
ルミニウム蒸着ポリエステルフィルム上に塗布した後50
℃、５時間で硬化させた。塗布方法および体積固有抵抗
の測定方法は前記と同様の方法で行なった。体積固有抵
抗の測定結果を図５に示す。

【００３８】次に実施例、比較例によって説明する。現
像ロールの表面諸特性を次のような試験方法により測定
した。 （ｉ）トナー帯電量 正帯電トナー：スチレンアクリル樹脂 100重量部 カーボンブラック 10重量部 ニグロシン染料 2重量部 トナー平均粒径 10μm 負帯電トナー：スチレンアクリル樹脂 100重量部 カーボンブラック 10重量部 含クロムモノアゾ染料 2重量部 トナー平均粒径 11μm トナー薄層化ブレード（トナー帯電機能も持つ）材質：シリコーンゴム 上記のトナーとブレードを用いて図１の現像装置（現像
ロール線速60mm/sec)におけるトナー帯電量をブローオ
フ法により測定した。

【００３９】（ii）トナー離型性 上記のトナー、ブレード、現像装置を用いて72時間後の
現像ロール表面のトナー付着状態を次の基準により評価
した。 ランク：布などでロール表面のトナーが簡単に拭き取
ることができる。 ランク：拭き取りで僅かにトナーが残存している。 ランク：完全に拭き取りができずトナーの薄い層が残
る。 ランク：溶融状態のトナーが強くロール表面に固着し
ている。

【００４０】（iii）ロール摩耗量 同様のトナ−、ブレード、現像装置を用いて360時間後
の現像ロールの径をレーザマイクロゲージＤＴ−4002Ａ
（岩通エレクトロニクス製）により測定した。試験前後
のロール径の差をロール摩耗量（μm）とした。

【００４１】（iv）表面滑性 動摩擦係数として表面滑性を評価した。下部材料を鋼
（Ｓ45ｃ）に固定し、下記の実験条件で上部材料との動
摩擦係数を測定した。 実験条件：平面／平面（鈴木式摩擦試験機を一部改造、
ともに外径20mm、内径10mmの円筒端面、同心で下側円筒
を回転)；荷重、1.95kg；速度、6.2cm/ｓ；大気中、室
温、非潤滑。 〔山口章三郎・関口勇：潤滑、11,12（1966）485によ
る〕 上記の諸特性を以下の実施例、比較例にもとずいて作成
された現像ロールについて測定した。

【００４２】比較例１−１ 前記表１配合１−１のNBR系現像ロールを表面研磨し表
面粗さ２μmのものを使用。

【００４３】実施例１−１ 前記第１表の配合１−１のＮＢＲ系現像ロールに第２被
覆層として第２被覆層の形成例（イ）のＦ/Ｒ比0.20を
スプレ塗装し100℃、２時間の条件で硬化し被覆層の厚
さが30μmの現像ロールを得た。

【００４４】実施例１−２ 前記表１の配合１−２のＮＢＲ系現像ロールに第２被覆
層として第２被覆層の形成例（ロ）のＦ/Ｒ比0.10をス
プレ塗装し100℃、２時間の条件で硬化し被覆層の厚さ
が30μmの現像ロールを得た。

【００４５】実施例１−３ 前記表１の配合１−３のＮＢＲ系現像ロール表面を極く
薄くプライマ（アロンアルファプライマＡ、東亜合成
製）処理した後、第２被覆層とし第２被覆層の形成例
（ハ）のＦ/Ｒ比0.3をスプレ塗装し、100℃、２時間の
条件で硬化し被覆層の厚さが30μmの現像ロールを得
た。これらの現像ロールに対して前記各特性を測定した
結果を表５に示す。

【００４６】

【表５】

【００４７】以上のように本発明により現像ロールの諸
特性が向上した。また前記実施例に示した他にＮＢＲ系
現像ロールと第２被覆層の組合せは体積固有抵抗が互い
に近いものであれば本発明の効果が得られる。

【００４８】比較例１−２ シリコーンゴムコンパウンドＳＨ831Ｕ（東レ・商品名） 100％ ケッチェンブラックＥＣカーボン（AKZO Chemie社の商品名） 3.5％ 加硫剤 ＲＣ−４（東レ・商品名） 1％ 硬化条件 １次加硫 170℃/10分 プレス成型 ２次加硫 200℃/４時間 上記の材料及び硬化条件にて、SUS芯金(6ψ)上にカーボ
ン含有シリコーンゴム層を成型し、硬化後研磨を行ない
径20ψの現像ロールとした。

【００４９】実施例１−４ 比較例１−２の現像ロールにプライマーとしてト−レ・
シリコーンＤＹ39−020（東レ・商品名）を塗布後、１h
r風乾した後、付加型シリコーンレジンＤＣ1−2577（東
レ・商品名）をスプレーコーティングし、150℃、１時
間の条件で硬化した。更にインペリアルラッピングフィ
ルム〔住友スリーエム（商品名）〕＃320，＃600により
順次表面の研磨を行ない、シリコーンレジン層50μmの
現像ロールとした。

【００５０】比較例１−３ ポリエステル（ＯＤＸ−106，大日本インキ化学商品名） 100％ イソシアネート（ミリオネートＭＴ日本ポリウレタン商品名） 11％ ポリエステルを減圧下、120℃で30分間脱水した後、秤
量し、イソシアネートを加え、16ψのＳＵＳ芯金を入れ
た金型にこれを注入し、100℃、３時間の条件で硬化さ
せる。その後、研磨を行ない、径20ψの現像ロールとし
た。

【００５１】実施例１−５ 実施例１−４のシリコーンレジンに補強材としてチタン
酸カリウム繊維ティスモ〔大塚化学薬品（商品名）〕を
レジン固型分100重量部に対して20重量部分散し、実施
例１−４と全く同様の成型方法で現像ロールを作製し
た。

【００５２】実施例１−６ 比較例１−３の現像ロールに、フッ素系共重合体樹脂ル
ミフロン610Ｃ（旭硝子）をスプレーコーティングし、1
50℃、30分の条件で硬化後、実施例１−４と全く同様の
方法で研磨しフッ素系樹脂層厚50μmの現像ロールとし
た。

【００５３】実施例１−７ 比較例１−３の現像ロールにアクリルウレタン樹脂ウレ
タントップ＃8500（亜細亜工業商品名）をスプレーコー
ティングし、100℃、30分の条件で硬化後、実施例１−
４と全く同様の方法で研磨し、ウレタン樹脂層厚50μm
の現像ロールとした。以上の結果をまとめて表６に示し
た。

【００５４】

【表６】

【００５５】第２群 ２−１第１被覆層の形成例 導電性芯金（φ15）の外周面を脱脂処理し、しかる後、
この外周面全体に加硫接着剤（商品名；ケムロック20
5：ロード・ファー・イースト社製）を塗布し室温にて
約30分間乾燥する。次に表７に示すＮＢＲ，ＥＣＯ（エ
ピクロルヒドリンゴムの略）、およびＮＢＲとＥＣＯの
混合物をベースとした配合生地を厚さ１〜３mmのシート
状に圧延して、前述の芯金の外周面に接着剤の上から直
径が約32mmになるまで巻き付ける。このものを圧縮成型
用金型によって加熱加硫する（通常の加硫条件は100kg/
cm²，160℃×30分）。これによってＮＢＲ，ＥＣＯ、お
よびNBRとECOの混合系を主体とした弾性層が形成され
る。次にその表面を研磨し、表面を円滑にして、ロール
径をφ27（弾性層の厚さ６mm）に仕上げる。

【００５６】成形したロールのゴム硬度、圧縮永久歪、
体積固有抵抗、および耐オゾン性について表７中に示
す。なおそれらの測定方法は次のように行った。ゴム硬
度の測定は加硫ゴム物理試験方法ＪＩＳ Ｋ6301の硬さ
試験に準じて行った。圧縮永久歪の測定は加硫ゴム物理
試験方法ＪＩＳ Ｋ6301の圧縮永久歪試験に準じて行っ
た。

【００５７】

【表７】

【００５８】体積抵抗の測定は試料のロールを20℃、60
％Ｒ・Ｈの環境中に16時間放置した後、10mm幅の銅箔テ
ープ（商品名；スコッチテープNo.1245：３Ｍ社）を電
極として用い、主電極とガード電極間距離を１mmとし
て、抵抗計（商品名；エレクトロメータ610Ｃ：ケース
レ社）を用いて測定した。

【００５９】耐オゾン性の測定は、加硫ゴム物理試験方
法ＪＩＳ Ｋ6301のオゾン劣化試験を参考にして行なっ
た。試験条件を次に示す。 １）オゾン濃度および暴露温度：５ppm，50℃ ２）暴 露 時 間：３週間

【００６０】２−１第２被覆層の形成例 イ）各種カーボンブラック−含フッ素樹脂系におけるρ
とボールミル分散時間の関係を次に示す。 ◇揮発分の異なるカーボンブラックを表８に示す。

【００６１】

【表８】

【００６２】揮発分の測定方法はカーボンブラックをト
ルエン抽出した後、950℃での揮発分。 ◇カーボンブラック−含フッ素樹脂系ボ−ルミル分散時
の配合を表９に示す。

【００６３】

【表９】

【００６４】上記配合をボールミル分散機で10，20，4
0，60，80時間分散を行い各々のマスタバッチを作成し
た。この分散時間の異なるマスタバッチを基に樹脂およ
び硬化剤を添加してカーボンブラック／樹脂固定分＝Ｆ
/Ｒ比を0.10に調整した。その配合を表10に示す。

【００６５】

【表１０】

【００６６】次に含フッ素樹脂および硬化剤の基本物性
を表11に示す。

【００６７】

【表１１】

【００６８】前記（表10）のカーボンブラック分散樹脂
溶液をアルミニウム蒸着ポリエステルフィルム上に塗布
した後、100℃、２時間で硬化させた。塗布方法はエア
ースプレガン（商品名；エアーブラシＴＹ−06型：オリ
ンポス社）を使用し、空気圧力3.0kg/cm²の条件で塗布
厚みが約30μmとなるように塗布した。そしてそのシー
トのρを測定した。ρの測定は試料のシートを20℃、60
％Ｒ・Ｈの環境中に16時間放置した後、測定セル（商品
名；抵抗セル16008Ａ型：横河ヒュレット・パッカード
社）、抵抗計（商品名；高抵抗計4329Ａ型：横河ヒュレ
ット・パッカード社）を使用した。

【００６９】その結果をルミフロンＬＦ−601系を図
７、ルミフロンＬＦ−651系を図８に示す。図７，８に
示すようにリーガル＃660、バルカンＸＣ−72のような
揮発分の比較的少ないもの、すなわちカーボンブラック
表面に化学的に吸着している酸素の量が少ないものは分
散時間の増加とともに分散がすすみ導電性が低下する。
このことはカーボンのストラクチャー破壊が分散時間に
比例して起きていることが推察できる。それに対して揮
発分の比較的多いものは、ある時間後、分散時間が増加
しても導電性の低下がほとんどみられず、電気的特性の
安定したばらつきの少ないカーボンブラック分散樹脂溶
液が得られる。

【００７０】また樹脂構造中にカルボキシル基を有する
ルミフロンＬＦ-651の系はカーボンブラックの分散性が
向上した分ρが上昇するもののその分散安定性は変らな
い。従って本樹脂溶液の分散に適したカーボンブラック
はその揮発分が2.5〜9.6％のものが良い。

【００７１】ロ）ルミフロン−ブラックパールＬ系分散
溶液のボールミル分散を72時間行ってそのマスタバッチ
を作成した。その配合は前記（表９配合２−１および配
合２−３）と同様とした。このマスタバッチを基に樹
脂、硬化剤および溶媒を添加してＦ/Ｒ比の水準を振り
（その配合を表12，13に示す）、そのρを測定した。

【００７２】

【表１２】

【００７３】

【表１３】

【００７４】上記Ｆ/Ｒ比を振ったカーボンブラック分
散樹脂溶液をアルミニウム蒸着ポリエステルフィルム上
に塗布した後、100℃、２時間で硬化させた。塗布方法
およびρの測定方法は前述と同様である。ρの測定結果
を図９，10に示す。

【００７５】次に現像ロール作成の実施例を示し、その
効果を述べる。 実施例２−１ 第１被覆層として、前記表７配合２−４（ＮＢＲ/ＥＣ
Ｏの混合系）のロールに表12のＦ/Ｒ＝0.15の配合でス
プレ塗布し、100℃、２時間の条件で硬化させ、第２被
覆層の厚さが30μmの現像ロールを得た。

【００７６】実施例２−２ 第一被覆層として、前記表７配合２−３（ＥＣＯ系）の
ロールに表12のＦ/Ｒ＝0.20の配合でスプレ塗布し、100
℃、２時間の条件で硬化させ、第２被覆層の厚さが30μ
mの現像ロールを得た。

【００７７】実施例２−３ 第１被覆層として、前記表７配合２−２（ＮＢＲ系）に
第13表のＦ/Ｒ＝0.10の配合でスプレ塗布し、100℃、２
時間の条件で硬化させ、第２被覆層の厚さが30μmの現
像ロールを得た。以上の実施例に示した現像ロールにつ
いてトナー帯電量、トナーに対する離型性、摩耗量、
ρ、耐オゾン性を測定した。その結果を表14に示す。

【００７８】

【表１４】

【００７９】前記、現像ロールの諸特性は次のような試
験方法により測定した。 （ｉ）トナー帯電量 正帯電トナー：スチレンアクリル樹脂 100重量部 トナー カーボンブラック 10重量部 平均粒 ニグロシン染料 2重量部 径10μm 負帯電トナー：スチレンアクリル樹脂 100重量部 トナー カーボンブラック 10重量部 平均粒 含クロムモノアゾ染料 2重量部 径11μm 上記のトナーと図11の現像装置（現像ロール線速120mm/
sec）におけるトナー帯電量をブローオフ法により測定
した。

【００８０】（ii）トナー離型性 上記のトナー、現像装置を用いて、72時間後の現像ロー
ル表面のトナー付着状態を次の基準により評価した。評
価方法は、第１群の場合と同じである。 （iii）表面滑性：第１群と同じ。 （iv）ロール摩耗量 同様のトナー、現像装置を用いて、800時間稼働後の現
像ロールの直径を非接触型測長器（商品名；レーザマイ
クロゲージＤＴ−4002Ａ：岩通エレクトロニクス）によ
り測定した。試験前後のロール直径の差をロール摩耗量
とした。 （ｖ）体積固有抵抗 前述と同様の方法で測定した。 （vi）耐オゾン性 前述と同様の方法で現像ロールの表面および両端側面部
について評価した。

【００８１】本発明の現像部材は、従来の合成ゴム単一
層からなる現像部材と較べてトナー帯電量、トナー離型
性、耐摩耗性、滑性などすべての面においてすぐれてい
ることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】現像ロールを使用する現像装置の１例を示す図
である。

【図２】本発明の現像部材をロールの形状にしたときの
モデル図である。

【図３】第２被覆層の組成とその体積固有抵抗との関係
を示すグラフで、実施例第１群（イ）の場合である。

【図４】第２被覆層の組成とその体積固有抵抗との関係
を示すグラフで、実施例第１群（ロ）の場合である。

【図５】第２被覆層の組成とその体積固有抵抗との関係
を示すグラフで、実施例第１群（ハ）の場合である。

【図６】原稿濃度（Ｄｏ）とコピー濃度（Ｄｃ）との関
係が被覆層の体積固有抵抗によってどのような影響を受
けるかを示すグラフである。

【図７】カーボンブラックの含フッ素樹脂系の分散時間
とその体積固有抵抗との関係カーボンブラックがルミフ
ロンＬＦ−601系の場合を示す。

【図８】カーボンブラックの含フッ素樹脂系の分散時間
とその体積固有抵抗との関係カーボンブラックがルミフ
ロンＬＦ−651系の場合を示す。

【図９】第２被覆層組成（表12）のＦ/Ｒ比と体積固有
抵抗との関係を示すグラフである。

【図１０】第２被覆層組成（表13）のＦ/Ｒ比と体積固
有抵抗との関係を示すグラフである。

【図１１】図１の変形例に相当する現像装置である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 現像ロール ３ トナー補給ロール ４ ブレード ５ トナー薄層 ６ トナー ７ 芯金 ８ 被覆層 ８′ 第１被覆層 ８″ 第２被覆層 11 感光体 12 現像ベルト 13 トナー補給ロール 14 ブレード 15 ベルト駆動ロール 16 ベルト従動ロー
ル 21 攪拌器 22 トナー層厚規制
ロール

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−176064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−150071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−130768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−107275（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−143074（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−223771（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−226766（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極性ゴムよりなる体積固有抵抗が10 ⁶ 〜1
   0 ¹¹ Ω ・ cmの第１被覆層とさらにその上に可撓性の合成樹
   脂よりなる体積固有抵抗が10 ⁶ 〜10 ¹¹ Ω ・ cmの第２被覆層
   とを有し、前記第２被覆層は揮発分が2.5〜9.6％のカー
   ボンブラックを含むことを特徴とする現像部材。
2. 【請求項２】 第２被覆層の厚さが５〜70μmである特
   許請求の範囲第１項記載の現像部材。
3. 【請求項３】 第２被覆層の伸び率が10〜500％である
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の現像部材。