JP3147003B2

JP3147003B2 - 現像ローラ及び現像装置

Info

Publication number: JP3147003B2
Application number: JP25777996A
Authority: JP
Inventors: 光治高木; 喜夫滝沢; 隆博川越
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1995-09-20
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2001-03-19
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: JPH09222788A

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
ー等の電子写真装置や静電記録装置等において、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、導電安定性、耐汚染性に優れ、長期使用において
も安定して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、プリンター等の電子写真
装置や静電記録装置等において、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、感光ドラム上の
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３１５
２０１２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
示したように、トナーを供給するためのトナー塗布用ロ
ーラ５と静電潜像を保持した感光ドラム６との間に、上
記現像ローラ１が感光ドラム６と接触した状態でかつト
ナー塗布用ローラ５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６及びトナー塗布用ローラ５
がそれぞれ図中矢印方向に回転することにより、トナー
７がトナー塗布用ローラ５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８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６
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６の潜像に静電的
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９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１０はクリ
ーニング部であり、そのクリーニンングブレード１１に
より転写後に感光ドラム６表面に残留するトナーを除去
するようになっている。また、上記現像ローラ１を上記
感光ドラム６と若干離間した近接状態に配置し、表面に
担持形成した薄層状の現像剤のみが感光ドラム６と接触
するようにすることもできる。

【０００５】この場合、上記現像ローラ１は、感光ドラ
ム６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に示したように、金属等の良導電
性材料からなるシャフト２の外周にウレタンゴム、シリ
コーンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の弾性ゴムやウレタン
フォーム等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。さら
に、この弾性層３の上に、導電性粉体を配合した樹脂か
らなる導電層４を設けることも提案されている。ここ
で、現像ローラ１を感光ドラム６と若干離間した近接状
態に配置して、現像剤のみが感光ドラム６と接触するよ
うにした場合でも、現像剤が常に均一の圧力で感光ドラ
ム６と接触するようにしなければならず、上記と同様の
弾性層が形成される。

【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）ウレタンゴム・シリコーンゴム・ＮＢＲ・ＥＰＤＭ
等の弾性ゴムを形成した場合、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。さらに、低硬度化によって、表面の研磨が困難と
なり、良好な表面が得られない。２）上記汚染性・表面性を改善するために表面層を設け
る手法を用いた場合、表面層は厚膜化しなければなら
ず、又、導電性粉体を含まない表面層では全体としての
抵抗上昇が著しく、現像ローラとして機能しなくなって
くる。更に、導電性粉体を多量に含む表面層を設けた場
合でも、厚膜化により表面層の自己補強性が乏しくな
り、長期使用に耐えられなくなってくる。３）ウレタンフォームなど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、トナーの目詰まりによってローラが硬くなって
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。４）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
間に大きな負担を与え、トナーの搬送の不均一化、ある
いは駆動におけるジッターにより画像欠陥をもたらしや
すい。５）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ち上がり特性が十分でなく、
トナーの帯電不良によるかぶり、選択現象によるクリー
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。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、低硬度で良好な密着性を有するとともに、導電安定
性、耐汚染性に優れ、長期使用においても安定して良好
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】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討を行った結果、前記弾性層の
表面に、吸油量８０ｍｌ／１００ｇ以下、比表面積１５
０ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを含有してなる導電
層を形成することにより、表面の導電層を厚膜化するこ
とが可能となり、潜像保持体（感光体）の汚染を有効に
防止し得、表面性を改善できるとともに、良好な低摩擦
化を図ることができることを見出した。

【０００９】

【００１０】また本発明者は、更に検討を進めた結果、
上記導電層をアルコール可溶性ナイロン又はフェノール
樹脂を含む樹脂で形成した場合、特に優れた特性を発現
し得、更に現像剤として正帯電性のものを用いた場合に
とりわけ優れた特性を発揮し得ることを見出した。

【００１１】即ち、可溶性共重合ナイロンは、柔軟性に
優れ、これを用いて導電層を形成した場合、この導電層
を厚膜化した場合でも良好な成膜性を発揮して長期使用
にも十分対応し得る良好な厚膜を形成し得、またフェノ
ール樹脂は、イオン化ポテンシャルが高く電子を受け入
れやすい性質を有するため、特に現像剤が正帯電である
場合に優れた帯電特性を発揮することができ、更に可溶
性共重合ナイロン及びフェノール樹脂は、ともに誘電率
が高く現像剤と接触する場合に、効率よく現像剤を帯電
することができ、よってこれら可溶性共重合ナイロン、
フェノール樹脂を用いて上記導電層を形成することによ
り、高性能の現像電ローラが得られることを見出した。
更に、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、ア
ルキッド樹脂及びこれらの変性樹脂は、各々の帯電序列
が正・負帯電の偏ったレベルに位置するため、現像を行
うシステムに応じて適宜選択して用いることにより、そ
の現像システムに適したトナー帯電量が得られることを
見出した。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、表面に一成分
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当接又は近接
し、前記現像剤を潜像保持体表面に供給して前記静電潜
像を可視化する現像ローラにおいて、上記弾性層の表面
に、可溶性共重合ナイロン、フェノール樹脂、シリコー
ン樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、アルキッド樹脂又
はこれらの変性樹脂を樹脂成分として含有し、かつ吸油
量８０ｍｌ／１００ｇ以下、比表面積１５０ｍ²／ｇ以
下のカーボンブラックを含有してなる導電層を形成した
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、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、現像ローラとして前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。

【００１２】また、現像剤として正帯電性のものを用い
た場合、現像剤が摩擦帯電される際に正に帯電した現像
剤に対し、ローラ表面はそれと逆極性の負の電荷が誘電
され、次いで潜像保持体に現像剤が移動したときローラ
表面には負の電荷が残留することになり、この負電荷が
除去されずにそのまま留まった場合、新しい現像剤の帯
電を行う段階において帯電効率が低下し、良好な帯電立
ち上がり特性が得られなくなる。よって、現像ローラ表
面に誘電された負電荷は効率よく除去されなければなら
ないが、通常の高分子樹脂はホール輸送性が優先的に起
こり、負電荷、つまり電子の移動度においては不利な方
向あるのに対して、上記特定のカーボンブラックを含有
する本発明の導電層はローラ表面に良好な電子導電性を
付与することができ、効率的に残留負電荷を除去して現
像剤の帯電立ち上がり特性を改善し、良好な現像を確実
に繰り返すことができることを見出したものである。

【００１３】従って、本発明は、好適な実施態様とし
て、正帯電性の一成分現像剤を用いて静電潜像の現像を
行うためのものである上記現像ローラ及び上記現像装置
を提供するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明について更に詳しく
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上に吸油量８０ｍｌ／１００ｇ以下、比表面積１５０
ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを含有してなる導電層
４を形成したものである。

【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、通常は中実体からなる芯金や内部を中空にくりぬ
いた円筒体等の金属製又は樹脂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３は、特に制限されるものではないが、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
物粉等の導電性粉体や、過塩素酸ナトリウムの如きイオ
ン性導電性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１
０⁴〜１０⁸Ωｃｍに調整したものが好適である。この場
合、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を越えると得
られる画像に地かぶりが発生し易くなる。

【００１７】この場合、基材としてはポリウレタン、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が好ましく用いられる。

【００１８】まず、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方法等の方法で得ることがで
きる。

【００１９】この場合、ポリウレタンを得る際に用いら
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等の一般的な
ポリオールを使用することができる。また、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（Ｔ
ＤＩ）、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】通常ポリオールとポリイソシアネートの混
合比率はポリイソシアネート／ポリオール＝１〜１．３
程度で用いられているが、特に弾性体層を低硬度化する
目的で混合比率を１未満としても良い。

【００２１】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共重合体で
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、
ＥＰＤＭ１００重量部に対して５〜８０重量部とするこ
とが出来る。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。

【００２２】更にまた、弾性層３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
合でも架橋助剤、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。

【００２３】このポリウレタン又はＥＰＤＭを基材とす
る弾性層３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Ｅ
ＰＤＭ１００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。

【００２４】また、上述のように、この弾性層３には、
導電性粉体やイオン性導電性物質などの導電剤を配合し
て適度な導電性が付与されるが、この場合、導電性粉体
について例示すれば、ケッチェンブラックＥＣ、アセチ
レンブラックなどの導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡ
Ｆ、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ー（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。なお、これら導電性粉体は、特
に制限されるものではないが、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
範囲で配合される。

【００２５】次に、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。これらイオン導電性
物質は、特に制限されるものではないが、通常ウレタン
１００重量部に対して０．０１〜３０重量部、特に０．
０１〜５重量部の範囲で配合される。

【００２６】この弾性層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恐れがあるが、逆にあま
り低硬度にすると圧縮永久歪が大きくなり、何らかの理
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】本発明の現像ローラは、上述したように前
記弾性層の表面に吸油量８０ｍｌ／１００ｇ以下、比表
面積１５０ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを含有して
なる導電層４を形成したことにより、表面の導電層を厚
膜化することが可能となり、潜像保持体（感光体）の汚
染を有効に防止し得、表面性を改善できるとともに、良
好な低摩擦化を図ることができたものである。

【００２８】カーボンブラックは、吸油量が８０ｍｌ／
１００ｇを超えると、導電層を形成する樹脂成分がカー
ボンブラックのストラクチャー間に多量に取込まれてし
まい、得られる膜の補強性が著しく劣るものとなってし
まう。より具体的には、樹脂成分を溶解した溶剤中にカ
ーボンブラックを分散し、これを弾性層上にキャストし
て乾燥させると得られた被膜は自己補強性に乏しく、容
易にひび割れてしまう。これは、厚膜化したときにより
顕著である。また、このようなカーボンブラックは、少
量の添加により樹脂の導電率が急減に低下することか
ら、適切な導電率に安定的にコントロールすることが困
難である。更に、比表面積が１５０ｍ²／ｇを超えるカ
ーボンブラックを用いた場合も同様の現象が起きてしま
う。

【００２９】この場合、本発明に用いられるカーボンブ
ラックは、上記のように吸油量８０ｍｌ／１００ｇ以
下、比表面積１５０ｍ²／ｇ以下のものであるが、特に
吸油量が３０ｍｌ／１００ｇ以上，８０ｍｌ／１００ｇ
以下、比表面積が３０ｍ²／ｇ以上，１５０ｍ²／ｇ以下
のものが好適に用いられる。例示すれば、Ｐｒｉｎｔｅ
ｘ３５、Ｐｒｉｎｔｅｘ２５（Ｄｅｇｕｓｓａ社製）、
ＣＦ９、＃５２、＃４５（三菱化成）などが挙げられ
る。

【００３０】このカーボンブラックの含有量は、特に制
限されるものではないが、この導電層４を形成する樹脂
成分１００重量部に対して、５〜６０重量部、特に１０
〜４０重量部とすることが好ましい。

【００３１】導電層４を形成する樹脂成分としては、特
に限定されるものではないが、自己膜補強性、カーボン
分散安定性、トナー帯電性等の観点から特に可溶性共重
合ナイロン又はフェノール樹脂が好ましく用いられる。
この場合、可溶性共重合ナイロンとは、通常のナイロン
６、ナイロン６６などに対し異種のポリアミド単位を共
重合したり、アミド基を化学的に変性することにより、
一般的な有機溶媒に可溶としたナイロンである。また、
フェノール樹脂としては、レゾールタイプ及びノボラッ
クタイプのいずれをも使用することができ、更に詳述す
ればフェノールとホルマリンとを反応させた単純フェノ
ール、フェノールの代わりにレゾルシンを用いたレゾル
シン樹脂、フェノールとレゾルシン樹脂とを併用した樹
脂、メラミン変性，キシレン変性，エポキシ変性等の各
種変性フェノール樹脂を用いることもできる。中でも単
純フェノール樹脂、レゾルシン樹脂、及びこれらの混合
物が好ましく用いられる。また、レゾールタイプのフェ
ノール樹脂は、架橋剤を要することなく加熱のみでウレ
タン弾性層上に良好な硬化皮膜を形成することができる
点で有利である。更に、これら可溶性共重合ナイロンや
フェノール樹脂にシリコーン樹脂、メラミン樹脂、フッ
素樹脂、アルキッド樹脂及びそれらの変性樹脂の１種又
は２種以上を混合して用いることもでき、この場合にも
良好な性能を発揮することができる。即ち、これらシリ
コーン樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、アルキッド樹
脂及びこれらの変性樹脂は、各々の帯電序列が正・負帯
電の偏ったレベルに位置するため、現像を行うシステム
に応じて適宜選択して用いることにより、その現像シス
テムに適したトナー帯電量を得ることができる。

【００３２】かかる導電層４を上記弾性層３表面に付与
する手段としては、上記カーボンブラックを分散させた
樹脂溶液（導電性塗料）を弾性層３に塗布する方法が有
効に採用される。この樹脂溶液中の樹脂成分濃度は特に
制限はないが、導電層の膜厚を５０μｍ以上にしようと
した場合、樹脂成分濃度は１０％以上であることが好ま
しい。樹脂溶液を調整するための溶剤は、上記樹脂を溶
解することができるものであればいずれのものでもよ
く、例えばメタノール，エタノール，イソプロパノール
などの低級アルコール、メチルエチルケトン，シクロヘ
キサンなどのケトン類、トルエン、キシレンなどが好ま
しく用いられる。特に塗布後の乾燥工程によって良好な
成膜性を得るためには、これらの混合溶媒を用いること
ことが好適である。また、この樹脂溶液には、カーボン
ブラックの分散安定性を向上させる目的で、分散剤を添
加しても良い。

【００３３】塗布の手法としては、上記樹脂溶液を調整
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
による方法は、弾性層３を形成したローラを上記濃度の
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、樹脂溶
液中の樹脂濃度をディッピング法よりも高く設定するこ
とができ、例えば、３０〜６０％の濃度に調整したもの
を使用することも可能である。いずれにおいても、所望
の膜厚が得られるよう最適な樹脂濃度・塗布法・塗布条
件を設定すれば良い。

【００３４】なお、この導電層４の厚さは特に制限され
ず、適宜選定し得るが、好ましくは０．１〜１００μ
ｍ、より好ましくは１〜５μｍとすることができる。こ
の場合、本発明では、導電層４を上記特定のカーボンブ
ラックを配合した樹脂で形成するようにしたことによ
り、導電層４の厚膜化が可能となり、帯電特性や表面強
度を低下させることなく、１０μｍを超える厚膜化を達
成することができるものである。

【００３５】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５と静電潜像を保持した感光ドラム６との間
に、本発明現像ローラ１を感光ドラム６と接触又は近接
した状態で配設し、トナー塗布用ローラ５によりトナー
７をこの現像ローラ１に供給し、これを成層ブレード８
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６に供給し、該感光ドラム６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出来る。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。

【００３６】

【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限定されるもの
ではない。［実施例１］（導電性塗料の作成）可溶性共重合ナイロンとしてＣＭ
８３３（東レ製）を用い、メタノール：トルエン＝３：
１溶媒に樹脂濃度１０％となるように調合し、攪拌しな
がら５０℃に加温して溶解させた。この溶液中に、カー
ボンブラックとしてＰｒｉｎｔｅｘ３５（Ｄｅｇｕｓｓ
ａ社製）を樹脂濃度対比２０Ｐｈｒ混合し、サンドグラ
インダーで１時間分散させ、導電塗料を得た。なお、上
記Ｐｒｉｎｔｅｘ３５（Ｄｅｇｕｓｓａ社製）は、吸油
量４２ｍｌ／１００ｇ，比表面積６５ｍ²／ｇのカーボ
ンブラックである。

【００３７】（弾性層の形成）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５
０００としたポリエーテルポリオール１００部（重量
部、以下同じ）、ウレタン変性ＭＤＩ２５．０部、１，
４−ブタンジオール２．５部、ジブチルチンジラウレー
ト０．０１部、及びデンカブラック（電気化学工業製）
２．０部を混合し、次いでこれを１１０℃に加熱した金
型に注入し、２時間硬化させて金属製のシャフトの外周
に弾性層を形成して現像部材を得た。得られた現像部材
の表面を乾式研磨してローラ状にし、ローラ基材を得
た。

【００３８】（導電層の形成）上記導電塗料を円筒型ガ
ラス容器に入れ、その中へ上記ローラ基材を１ｃｍ／ｓ
ｅｃの速度で挿入して導電塗料中に浸漬し、同速度にて
引き上げることによって、ローラ基材表面に導電層を設
けた。次いで、８０℃２時間乾燥し、表面に厚さ２０μ
ｍの導電層を有する現像ローラを得た。なお、得られた
現像ローラの表面と軸間の導電率を計測したところ、十
分低抵抗化していることが示された。また、成膜性も良
好であった。本ローラの硬度は７５度（ＡｓｋｅｒＣ）
であり、表面粗度はＪＩＳ１０点平均粗さＲｚ＝５．２
μｍであった。

【００３９】（評価）本現像ローラを正帯電性トナーを
用いた現像ユニットに組み込んで図２とどうようの現像
装置を構成し、画像評価を行った。得られた画像は、一
切のかぶり、濃度むらのない良好な画像であった。

【００４０】次に、本ローラを現像ユニットに組み込ん
だ時のトナー帯電量をファラデーゲージにて測定したと
ころ、＋２５μＣ／ｇであり、良好な帯電特性が得られ
ていることが確認された。また、本ローラを上記レーザ
ービームプリンターの感光体に両端に５００ｇずつ荷重
をかけて圧接し、５０℃・９０％の雰囲気中に５日間放
置した。放置後の感光体を調べたが、なんら変化は見ら
れなかった。

【００４１】［実施例２］レゾールタイプ・フェノール
樹脂としてＰＲ５０２３２（住友デュレズ製）を用い、
これをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶媒に樹脂濃度１
０％となるように溶解させた溶液に、カーボンブラック
としてＰｒｉｎｔｅｘ３５（Ｄｅｇｕｓｓａ社製）を樹
脂濃度対比２０Ｐｈｒ混合し、サンドグラインダーで１
時間分散させ、導電塗料を得た。

【００４２】この導電塗料を用いて、実施例１と同様の
ローラ基材に実施例１と同様にして導電層を塗布した
後、１１０℃で３時間加熱してこの導電層を架橋して現
像ローラを得た。得られた現像ローラを用いて実施例１
と同様に画像評価を行ったところ、実施例１と同様に良
好な画像が得られた。特に、全面黒を印刷した場合に、
先後端濃度差のほとんどない良好な画像が得られ、現像
剤が効率よく帯電されていることが確認された。

【００４３】［実施例３］実施例１において、弾性層中
のウレタン変性ＭＤＩの配合量を１９．５部（Ｉｎｄｅ
ｘ＝０．９０）とした以外は同様にして現像ローラを得
た。得られた現像ローラの表面と軸間の導電率を測定し
たところ、十分低抵抗化していることが示された。ま
た、成膜性も良好であった。本ローラの硬度は６５度
（ＡｓｕｋｅｒＣ）であり、低硬度化していることが示
された。表面粗度はＪＩＳ１０点平均粗さＲｚ＝６．３
μｍであった。本ローラを実施例１と同様に評価したと
ころ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。

【００４４】［実施例４］シリコーン樹脂（ＫＲ２１
１、信越シリコーン製）を、ＭＥＫ：トルエン：メタノ
ール＝７：２：１溶媒に樹脂濃度２０％となるように配
合し、攪拌しながら５０℃に加温して溶解させた。この
溶液中に、カーボンとしてＰｒｉｎｔｅｘ３５（Ｄｅｇ
ｕｓｓａ社製）を樹脂濃度対比２０ｐｈｒ混合し、サン
ドグラインダーで１時間分散させ導電塗料を得た。

【００４５】得られた導電塗料を用いて、実施例１と同
様の現像ローラ基材に実施例１と同様にして導電層を形
成した。得られた現像ローラを実施例１と同様に評価し
たところ、特に高いトナー帯電量が得られ、良好な結果
が得られた。

【００４６】［実施例５］メラミン樹脂（スーパーベッ
カミン、大日本インキ化学工業製）とアルキド樹脂（ベ
ッコゾール、大日本インキ化学工業製）とを、５：５で
混合してＭＥＫ：トルエン：メタノール＝７：２：１溶
媒に樹脂濃度２０％となるように配合し、次いで攪拌し
ながら５０℃に加温して溶解させた。この溶液中に、カ
ーボンとしてＰｒｉｎｔｅｘ３５（Ｄｅｇｕｓｓａ社
製）を樹脂濃度対比２０ｐｈｒ混合し、サンドグライン
ダーで１時間分散させ、導電塗料を得た。

【００４７】得られた導電塗料を用いて、実施例１と同
様の現像ローラ基材に実施例１と同様にして導電層を形
成した。得られた現像ローラを実施例１と同様に評価し
たところ、高いトナー帯電量が得られ、良好な結果が得
られた。

【００４８】［実施例６］フッ素樹脂（ベルフロンＮ
ｏ．１０００、日本油脂製）を、トルエン：メタノール
＝７：３溶媒に樹脂濃度２０％となるように配合し、攪
拌しながら５０℃に加温して溶解させた。この溶液中
に、カーボンとしてＰｒｉｎｔｅｘ３５（Ｄｅｇｕｓｓ
ａ社製）を樹脂濃度対比２０ｐｈｒ混合し、サンドグラ
インダーで１時間分散させ、導電塗料を得た。

【００４９】得られた導電塗料を用いて、実施例１と同
様の現像ローラ基材に実施例１と同様にして導電層を形
成した。得られた現像ローラを実施例１と同様に評価し
たところ、良好な結果が得られた。

【００５０】［実施例７］弾性層中に配合したデンカブ
ラックに代えて、４級アンモニウム塩０．２５部を配合
した以外は、実施例１と同様にして現像ローラを得た。
得られた現像ローラの表面と軸間の導電率を計測したと
ころ、十分低抵抗化していることが示された。また、成
膜性も良好であった。本ローラの硬度は４８度（Ａｓｋ
ｅｒＣ）であり、低硬度化していることが確認された。
更に、表面粗度はＪＩＳ１０点平均粗さＲｚ＝６．０μ
ｍであった。本ローラを実施例１と同様に評価したとこ
ろ、実施例１と同様に良好な結果が得られた。

【００５１】［比較例１］可溶性共重合ナイロン（ＣＭ
８３３、東レ製）を、メタノール：トルエン＝３：１溶
媒に樹脂濃度１０％となるように配合し、攪拌しながら
５０℃に加温して溶解させた。この溶液中に、カーボン
としてデンカブラック（電気化学工業製）を樹脂濃度対
比２ｐｈｒ混合し、サンドグラインダーで１時間分散さ
せ、導電塗料を得た。なお、デンカブラック（電気化学
工業製）は、吸油量１２５ｍｌ／１００ｇ，比表面積６
１ｍ²／ｇのカーボンブラックである。

【００５２】得られた導電塗料を用いて、実施例１と同
様の現像ローラ基材に実施例１と同様にして導電層を形
成した。得られた現像ローラを実施例１と同様に評価し
たところ、得られたローラは、カーボン分散が不十分で
あり、表面に微小な抵抗のばらつきが生じたため、それ
が画像上欠陥として現れた。

【００５３】［比較例２］可溶性共重合ナイロン（ＣＭ
８３３、東レ製）を、メタノール：トルエン＝３：１溶
媒に樹脂濃度１０％となるように配合し、攪拌しながら
５０℃に加温して溶解させた。この溶液中に、カーボン
としてデンカブラック（電気化学工業製）を樹脂濃度対
比１０ｐｈｒ混合し、サンドグラインダーで１時間分散
させ、導電塗料を得た。

【００５４】得られた導電塗料を用いて、実施例１と同
様の現像ローラ基材に実施例１と同様にして導電層を形
成した。得られた現像ローラを調べたところ、表面がひ
び割れ、自己補強性に乏しい表面層となっていることが
示された。

【００５５】［比較例３］導電塗料中にカーボンブラッ
クを配合しなかった以外は、実施例１と同様にして現像
ローラを得、得られた現像ローラを実施例１と同様に評
価したところ、得られたローラは、表面層の補強性、感
光体汚染性は良好であったが、全面黒印刷時の先後端濃
度差が大きく、画像不良となった。

【００５６】［比較例４］表面に導電層を設けず、ロー
ラ基材単体で現像ローラとした以外は実施例２と同様の
現像ローラを得た。得られた現像ローラをレーザービー
ムプリンターの感光体に両端に５００ｇずつ荷重をかけ
て圧接し、５０℃・９０％の雰囲気中に５日間放置し
た。放置後の感光体を調べたところ、感光体に汚染が認
められ、その感光体を用いて画像を印刷すると、画像上
に欠陥が生じてしまった。

【００５７】以上、実施例、比較例における評価結果を
表１にまとめた。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、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、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
に当接又は近接し、前記現像剤を潜像保持体表面に供給
して前記静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、前
記弾性層の表面に、吸油量８０ｍｌ／１００ｇ以下、比
表面積１５０ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを含有し
てなる導電層を形成したことにより、従来から課題であ
った、低硬度で良好な密着性を有するとともに、導電安
定性、耐汚染性に優れ、長期使用においても安定して良
好な画像を確実に得ることができる現像ローラを得たも
のであり、また、この現像ローラを用いたことにより、
長期使用においても安定して良好な画像を確実に得るこ
とができる現像装置を提供することができた。

【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弾性層４導電層５トナー塗布用ローラ６感光ドラム（潜像保持体）７トナー（現像剤）８成層ブレード９転写部１０クリーニング部１１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７−53860（ＪＰ，Ａ) 特開平８−73660（ＪＰ，Ａ) 特開平７−134469（ＪＰ，Ａ) 特開平５−262873（ＪＰ，Ａ) 特開平８−286517（ＪＰ，Ａ) 特開平４−120564（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095 G03G 15/02 101 G03G 15/16 103 G03G 21/06 F16C 13/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、表面に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当接又は近接し、前記現像剤を
潜像保持体表面に供給して前記静電潜像を可視化する現
像ローラにおいて、上記弾性層の表面に、可溶性共重合ナイロン、フェノー
ル樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、フッ素樹脂、
アルキッド樹脂又はこれらの変性樹脂を樹脂成分として
含有し、かつ吸油量８０ｍｌ／１００ｇ以下、比表面積
１５０ｍ²／ｇ以下のカーボンブラックを含有してなる
導電層を形成したことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】正帯電性の一成分現像剤を用いて静電潜
像の現像を行うためのものである請求項１記載の現像ロ
ーラ。
【請求項３】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、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又は２記載の現像ローラを用いたことを特
徴とする現像装置。
【請求項４】現像剤として正帯電性のものを用いる装
置である請求項３記載の現像装置。