JP3536669B2

JP3536669B2 - トナー担持体及び画像形成装置

Info

Publication number: JP3536669B2
Application number: JP16247298A
Authority: JP
Inventors: 徳男岡田; 光治高木; 博金田; 利晃荒井; 隆博川越
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 2004-06-14
Anticipated expiration: 2018-06-10
Also published as: JPH11352770A

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、レーザー
プリンター等の画像形成装置において、静電潜像を保持
した感光体や紙等の画像形成体にトナーを供給して、こ
れら画像形成体に可視像を形成するためのトナー担持
体、及び画像形成装置に関し、更に詳述すると、かぶり
等のない高品質な画像が得られ、かつ長期耐久性に優れ
たトナー担持体、及び該トナー担持体を用いた画像形成
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
方式の画像形成装置等において、静電潜像を保持した感
光体等の画像形成体に一成分トナーを供給し、該トナー
を潜像に付着させて可視化する画像形成方法として、加
圧現像法が知られている（米国３１５２０１２号、同第
３７３１１４６号等）。

【０００３】この加圧現像法は、トナーを担持したトナ
ー担持体を、静電潜像を保持した画像形成体（感光体）
に接触させて、トナーを該画像形成体の潜像に付着させ
ることにより画像形成を行うもので、このため上記トナ
ー担持体を導電性と弾性を有する導電性弾性体で形成す
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画像形成体（感光体）６と
の間に、トナー担持体（現像ローラ）１が配設され、こ
れらトナー担持体１、画像形成体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によりトナー担持体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、この状態でトナー担持体１が画
像形成体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トナー担持体１から画像形成体６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、１０はク
リーニング部であり、そのクリーニングブレード１１に
より転写後に画像形成体６表面に残存するトナーを除去
するようになっている。

【０００５】この場合、トナー担持体１は、画像形成体
６に密着した状態を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の外周にシリコーンゴム、ＮＢＲ、Ｅ
ＰＤＭ、ポリウレタンゴム等の弾性ゴムやフォーム等に
導電剤を配合して導電性を付与した導電性弾性体からな
る導電性弾性層３を形成した構造となっている。更に、
トナー７に対する帯電性や付着性の制御のため、画像形
成体６および成層ブレード８との摩擦力制御のために、
あるいは、弾性体による感光体の汚染防止等のため、樹
脂等からなる被覆層４が導電性弾性層３の表面に設けら
れている。

【０００６】また、特開昭５８−１１６５５９号公報等
に開示されているように、画像形成体（感光体）に近接
して非接触状態に配設されたスリーブ状のトナー担持体
の表面に、薄層に成層した非磁性トナーを担持し、これ
を感光体上に飛翔させて現像を行い画像を形成する方法
も提案されている。

【０００７】更に、紙やＯＨＰ用紙等の紙葉類を画像形
成体とし、これらにトナー担持体上に担持させたトナー
を制御電極に形成した孔を通して直接飛翔せしめ、紙や
ＯＨＰ用紙に直接画像を形成する画像形成法も提案され
ている。

【０００８】これらスリーブ状のトナー担持体を用いる
画像形成方法や制御電極を用いる画像形成方法において
も、上記トナー担持体上には、トナーに対する帯電性や
付着性の制御のため、あるいは感光体、成層ブレード、
制御電極等の他の部材との摩擦力低減等のために、樹脂
等からなる被覆層が導電性弾性層の表面に設けられる。

【０００９】これらトナー担持体の表面に形成される被
覆層としては、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキ
ッド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂が提案
されており、これらの樹脂からなる被覆層を形成するこ
とにより、トナー担持体の摩擦や画像の改良することが
提案されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
プリンター等が高速化されたり、微細画像が要求された
り、カラー画像化されたりすることで、画像形成に対す
る要求が非常に厳しくなってきており、従来のトナー担
持体では対応できない問題が顕在化してきている。即
ち、トナー担持体を画像形成装置に組み込んで長期的に
使用した場合、印刷枚数が増加すると、白画像のかぶ
り、ハーフトーン画像のざらつき、或いは黒画像の濃淡
むら等の画像不良が発生するという問題点がある。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、長期間使用しても、白画像のかぶり、ハーフトーン
画像のざらつき、或いは黒画像の濃淡むらといった画像
不良の発生を可及的に防止して、長期に亘って良好な画
像を確実に得ることができる耐久性に優れたトナー担持
体、及び該トナー担持体を用いた画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】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、長期使用による白画像のかぶり、ハーフトーン画像
のざらつき、或いは黒画像の濃淡むら等の発生が、次の
原因によりものであることを知見した。即ち、例えば図
２に示したような画像形成装置により現像ローラ等のト
ナー担持体を長期使用した場合に、トナー、トナー塗布
用ローラ或いは成層ブレードとの摩擦により、トナー担
持体表面の被覆層が摩耗したり、トナーフィルミングが
発生する。その結果、トナー担持体の表面性状が変化し
て、トナーの帯電量や搬送量が変わり、白画像のかぶ
り、ハーフトーン画像のざらつき、或いは黒画像の濃淡
むら等の画像不良を生じることが分かった。

【００１３】そこで、本発明者は、トナー、トナー塗布
用ローラ或いは成層ブレードとの摩擦に対して、優れた
耐久性を発揮し、長期使用によってもその表面性状が変
化することがなく、しかも感光体の汚染防止、トナー付
着防止、トナーの帯電制御、抵抗調整、摩擦係数の制御
等の被覆層としての好適な機能を有する被覆層の構成材
料につき種々探求した結果、ポリアミン化合物をポリイ
ソシアネート化合物と反応させて硬化させたポリウレア
樹脂がこれらの要求を満足し得ることを見い出し、本発
明を完成したものである。

【００１４】従って、本発明は、表面にトナーを担持し
て該トナーの薄層を形成し、この状態で画像形成体に接
触又は近接して、該画像形成体表面に該トナーを供給す
ることにより、該画像形成体表面に可視画像を形成する
トナー担持体において、導電性弾性層と、該導電性弾性
層上に被覆形成された被覆層とを具備し、該被覆層が、
ポリアミン化合物をポリイソシアネート化合物と反応さ
せて硬化させたポリウレア樹脂を含有するものであるこ
とを特徴とするトナー担持体、及び該トナー担持体を用
いた画像形成装置を提供する。

【００１５】以下に本発明について更に詳しく説明す
る。本発明のトナー担持体は、例えば図１に示された現
像ローラのように、良導電性シャフト２の外周に導電性
弾性層３を形成し、更にその上に被覆層４を形成したも
のであるが、本発明においては、その被覆層４を、ポリ
アミン化合物をポリイソシアネート化合物と反応させて
硬化させたポリウレア樹脂を用いて形成したものであ
る。

【００１６】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、いずれのもので使用し得
るが、通常は金属製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。

【００１７】このシャフト２の外周に形成される上記導
電性弾性層３としては、特に制限はなく、適宜な弾性材
料に導電剤を添加して導電性を付与した弾性体が用いら
れる。弾性材料としては特に限定されないが、ニトリル
ゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴ
ム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、シリ
コーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、クロロプレ
ンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム等が例示
され、これらの１種又は２種以上の混合ゴムを用いるこ
とができ、特に、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリ
ルゴム、エピクロルヒドリンゴム及びそれらとエチレン
プロピレンゴム等、他のゴム材料とのブレンド物が、被
覆層４を形成するポリウレア樹脂との接着性が良いため
好ましく用いられる。

【００１８】この導電性弾性層は、通常導電剤を添加す
ることにより導電性が付与又は調整され、この場合導電
剤としては、イオン導電剤および電子導電剤がある。イ
オン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム，
テトラブチルアンモニウム，ラウリルトリメチルアンモ
ニウム，ステアリルトリメチルアンモニウム，オクタデ
シルトリメチルアンモニウム，ドデシルトリメチルアン
モニウム，ヘキサデシルトリメチルアンモニウム，ベン
ジルトリメチルアンモニウム，変性脂肪酸ジメチルエチ
ルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭
素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エ
チル硫酸塩、カルボン酸塩、スルフォン酸塩等のアンモ
ニウム塩；リチウム，ナトリウム，カルシウム，マグネ
シウム等のアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の過
塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、
ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スル
フォン酸塩等が挙げられる。

【００１９】また、電子導電剤として具体的には、ケッ
チェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボ
ン；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲ
Ｆ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化処理を施した
インク用カーボン、熱分解カーボン、グラファイト；酸
化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；
ニッケル、銅等の金属等を例示することができる。

【００２０】これらの導電剤の添加量は、特に制限され
るものではないが、上記イオン導電剤の場合、上記ゴム
等の主材成分１００重量部に対して０．０１〜５重量
部、好ましくは０．０５〜２重量部程度とすることがで
き、一方電子導電剤は、上記主材成分１００重量部に対
して１〜５０重量部、好ましくは５〜４０重量部程度と
することができ、これにより導電性弾性層の抵抗値を１
０³〜１０¹⁰Ω・ｃｍ、特に１０⁴〜１０⁸Ω・ｃｍに調
整することが好ましい。

【００２１】なお、この導電性弾性層には、上記導電剤
以外にも必要に応じて公知の充填剤、加硫剤等、その他
のゴム用添加剤を適宜添加することができる。

【００２２】この導電性弾性層３の硬度は、特に制限さ
れるものではないが、ＪＩＳ−Ａ硬度で６０゜以下、特
に２５〜５５゜とすることが好ましい。この場合、ＪＩ
Ｓ−Ａ硬度が６０゜を超えるとトナー担持体が硬くな
り、感光体等との接触面積が小さくなって良好な画像形
成が行えなくなる場合があり、更にはトナーにダメッジ
を与えて感光体や成層ブレードへのトナー固着等が発生
して画像不良となる場合がある。逆に、導電性弾性層３
があまり低硬度になると、感光体や成層ブレードとの摩
擦が大きくなりジッター等の画像不良が発生する場合が
ある。

【００２３】また、この導電性弾性層３は、感光体や成
層ブレードと接触して使用されることから、圧縮永久歪
みが小さいことが好ましく、具体的には２０％以下、特
に１０％以下であることが好ましい。この場合、ポリウ
レタンゴムは、圧縮永久歪みを小さく設計することが可
能であることから好ましく使用される。

【００２４】更に、この導電性弾性層３の表面粗さは、
ＪＩＳ１０点平均粗さで、１５μｍＲｚ以下、特に３〜
１０μｍＲｚとすることが好ましい。表面粗さが１５μ
ｍＲｚを超えると、トナー担持体の表面を平滑に形成す
るために被覆層４を厚く形成する必要が生じ、その結果
トナー担持体表面が硬くなって、トナーにダメッジを与
え感光体や成層ブレードへのトナー固着が発生して画像
不良を生じる場合がある。一方、導電性弾性層３の表面
粗さが小さすぎると、被覆層を形成したときに、トナー
担持体の表面に表面粗さが小さくなりすぎて、トナー担
持量が少なくなり、画像濃度が低下する場合がある。

【００２５】次に、上記被覆層４は、トナーに対する帯
電性や付着性の制御のため、感光体や成層ブレード等と
の摩擦力低減のため、或いは感光体の汚染防止等のため
に形成されるものであり、本発明は、ポリアミン化合物
をポリイソシアネート化合物と反応させて硬化させたポ
リウレア樹脂で、この被覆層４を形成したものである。

【００２６】この場合、上記ポリアミン化合物は、通
常のポリウレタンの原料として使用されるポリエーテル
ポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネー
トポリオール、ポリオレフィン系ポリオール或いはポリ
マーポリオール等の水酸基をアミノ基に変換したものが
好適に用いられる。この場合、水酸基をアミノ基に変換
する方法としては、例えば、ポリオールにニトロ安息香
酸クロライドを反応させ、次にニトロ基を還元してアミ
ノ基とする方法、ポリオールにアミノ安息香酸エチルを
反応させ、エステル交換反応によりアミノ安息香酸基を
導入する方法、ポリオールにアミノ安息香酸を反応さ
せ、エステル化反応によりアミノ安息香酸基を導入する
方法等がある。

【００２７】これらポリアミン化合物に中でも、ポリエ
ーテルポリアミン化合物はポリウレア樹脂とした際に、
ガラス転移温度を低くできることから特に好ましく用い
られる。この場合、ポリウレア樹脂のガラス転移温度が
高いと、低温で脆くなり、ゴム等の弾性層の変形に十分
追随し得なくなる場合があり、ポリウレア樹脂のガラス
転移温度としては、０℃以下、特に−２０℃以下である
ことが好ましい。また、ポリエーテルポリアミン化合物
はポリウレア樹脂とした際に、加水分解や画像形成装置
中で発生するオゾンや窒素酸化物に対して安定である点
でも好ましく用いられる。

【００２８】上記ポリアミン化合物と反応させるポリイ
ソシアネート化合物は、分子中に２個以上のイソシアネ
ート基を持つ化合物であり、通常ポリウレタンの原料と
して使用されるポリイソシアネート化合物が使用可能で
ある。ポリイソシアネート化合物として具体的には、ト
リレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタン
ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネ
ート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤ
Ｉ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イ
ソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、フェニレンジ
イソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤ
Ｉ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭ
ＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、リジンエ
ステルジイソシアネート、リジンエステルトリイソシア
ネート（ＬＤＩ）、ウンデカントリイソシアネート、ヘ
キサメチレントリイソシアネート、トリフェニルメタン
トリイソシアネート、及びこれらイソシアネート化合物
の重合体、誘導体、変性体、水素添加体等が挙げられ
る。特に、ヘキサメチレンジイソシアネートやイソホロ
ンジイソシアネート等の脂肪族イソソアネートや脂環族
イソシアネート、及びそれらの重合体、誘導体、変性体
が、耐オゾン性や耐熱性等に優れる点で特に好ましく用
いられる。

【００２９】ポリアミン化合物とポリイソシアネート化
合物との反応は、容易に進行し得、低温硬化も可能であ
るが、その一方でこれらを混合して一液型塗料としたと
きには、ポットライフが短く不都合な場合があり、その
場合にはポリイソシアネート化合物をブロック型に変性
したものが好ましく用いられる。

【００３０】本発明で用いられるポリウレア樹脂は、ポ
リアミン化合物のアミノ基（−ＮＨ ₂）とポリイソシア
ネート化合物のイソシアネート基（−ＮＣＯ）との反応
でウレア結合（−ＮＨＣＯＮＨ−）を形成し、硬化体と
なったものである。その際、ポリアミン化合物とポリイ
ソシアネート化合物の混合割合は、ポリアミン化合物の
−ＮＨ₂基とポリイソシアネート化合物の−ＮＣＯ基の
モル比（−ＮＣＯ／−ＮＨ₂比）で０．７〜１．５とす
るが好ましく、より好ましくは０．８〜１．３である。

【００３１】本発明のトナー担持体に用いられる被覆層
４は、上記ポリウレア樹脂で形成されたものであるが、
このポリウレア樹脂をバインダーとして、更なる摩擦係
数や粘着性の低減、表面エネルギーの低減あるいは、帯
電挙動の調整、静電容量の調整、抵抗の調整等の目的
で、他の成分を添加してもよい。例えば、他のウレタン
樹脂や、フッ素樹脂，ポリアミド，ポリエステル，アル
キッド樹脂，メラミン樹脂，フェノール樹脂，エポキシ
樹脂，アクリル樹脂，アクリルシリコーン樹脂，アクリ
ルウレタン樹脂，シリコーン樹脂，アミノ樹脂，尿素樹
脂，塩素化ポリエチレン，エチレン酢酸ビニル樹脂，エ
チレンエチルアクリレート樹脂，あるいはポリビニール
ブチラール樹脂等の他の樹脂、カーボン，金属粉，金属
酸化物粉，イオン性物質等の導電剤、フッ素樹脂の微粒
子、シリコーン微粒子、硫化モリブデン、グラファイト
等の無機物質の微粉体等の滑材、あるいは、荷電制御剤
を添加することができる。

【００３２】この場合、導電剤としては、上記導電性弾
性層に用いられる導電剤として上掲したものと同様のも
のを例示することができる。これら導電剤をポリウレア
樹脂に添加して被覆層に導電性を付与したり導電性を調
整する場合には、特に制限されるものではないが、イオ
ン導電剤を用いることが好ましい。即ち、イオン導電系
の被覆層は、カーボン等の添加による粒子分散電子導電
系と異なり、均一性が良いので抵抗のばらつきが小さ
く、イオン導電剤を添加することで容易に抵抗を制御で
きる。

【００３３】被覆層４の形成法は特に限定されないが、
通常は、ポリアミン化合物、ポリイソシアネート化合物
およびその他の添加剤等を溶媒に溶解あるいは分散させ
てディップ法、ロールコーター法、ドクターブレード
法、あるいはスプレー法等により導電性弾性層上に塗布
し、常温あるいは５０〜１７０℃程度の高温下で乾燥し
反応硬化させる方法が好ましく採用される。この場合、
上記溶媒としては、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系溶媒、トルエン，キシレン
等の芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサン等の脂肪族炭化水
素系溶媒、シクロヘキサン等の脂環族炭化水素系溶媒、
酢酸エチル等のエステル系溶媒、イソプロピルエーテ
ル，テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ジメチル
スルフォアミド等のアミド系溶媒、クロロフォルム，ジ
クロロエタン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等、及びこ
れらの混合溶媒等が好ましく用いられる。

【００３４】この被覆層４の厚みは、特に制限はされな
いが、通常１〜１００μｍ程度、特に５〜３０μｍとす
ることが好ましい。また、被覆層４の抵抗は、特に制限
されるものではないが、トナーとの電荷の授受や電位バ
イアスを印加するために、上記導電性弾性層３よりは高
目の抵抗に調整する場合が多く、目的にもよるが、通常
は１０⁹〜１０¹⁶Ω・ｃｍ程度、特に１０¹⁰〜１０¹³Ω
・ｃｍに調整することが好ましい。

【００３５】上述のように、本発明で用いられる被覆層
４は、ポリアミン化合物を主材とし、ポリイソシアネー
ト化合物を硬化剤として用いることにより得られるポリ
ウレア樹脂を用い、必要に応じてこのポリウレア樹脂を
バインダー成分として種々の添加剤を添加したものであ
る。この場合、特に制限されるものではないが、この被
覆層４を、原料であるポリアミン化合物の良溶媒、例え
ばメチルエチルケトン、トルエン等で抽出したときの可
溶部が３０％以下、特に１０％以下であることが好まし
い。可溶部が多いということは、比較的低分子量のもの
や未硬化の成分が被覆層に多くあるということで、この
ような被覆層を部材表面に形成すると、感光体の汚染、
トナーの汚染や凝集、被覆層の摩耗、摩擦係数の増大等
の原因となり好ましくない。なお、溶剤可溶部は次式に
より求められる。

【数１】

【００３６】上記被覆層４を形成したトナー担持体１の
抵抗は、該トナー担持体１が用いられる画像形成装置の
種類や構成等に応じて適宜設定されるもので、特に制限
されるものではないが、通常１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍ、
特に１０⁷〜１０¹⁰Ω・ｃｍであることが好ましい。ま
た、上記被覆層４を形成したトナー担持体１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、１０μｍＲｚ以下、特に１〜８μｍＲｚとする
ことが好ましい。この場合、表面粗さが、１０μｍＲｚ
を超えると、トナーの帯電量が小さくなったり逆帯電ト
ナーが生じて、画像かぶりを生じる場合がある。一方、
表面粗さＲｚが小さすぎるとトナー担持量が少なくな
り、画像濃度が低下する場合がある。

【００３７】本発明のトナー担持体は、電子写真装置に
おける現像装置などの画像形成装置に現像ローラ等のト
ナー担持体として用いられるものであり、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（画像形成
体）６との間に、本発明のトナー担持体を現像ローラ１
として配設し、トナー塗布用ローラ５によりトナー７を
本発明トナー担持体からなる現像ローラ１に供給してそ
の表面に該トナー７を担持し、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（画像形成体）６に供給し、該感光ドラム（画像
形成体）６の静電潜像にトナーを付着させて潜像を可視
化するものである。この図２に示した画像形成装置の詳
細については従来技術において説明しているので、その
説明は省略する。

【００３８】なお、本発明のトナー担持体は、図１，２
に示されているようなローラ状の部材に限定されるもの
ではなく、用いられる画像形成装置の画像形成方式や構
造等に応じて適宜な形態とすることができる。また、本
発明のトナー担持体を用いた画像形成装置も、上記図２
に示したものに限定されず、表面にトナーを担持して該
トナーの薄層を形成し、この状態で画像形成体に接触又
は近接して、該画像形成体表面に該トナーを供給するこ
とにより、該画像形成体表面に可視画像を形成するトナ
ー担持体を具備してなる画像形成装置であればいずれの
ものでもよい。例えば、紙やＯＨＰ用紙等の紙葉類を画
像形成体とし、これらにトナー担持体上に担持させたト
ナーを制御電極に形成した孔を通して直接飛翔せしめ、
紙やＯＨＰ用紙に直接画像を形成するものであってもよ
い。

【００３９】

【実施例】以下に実施例、比較例を示して、本発明を具
体的に説明するするが本発明は下記に限定されるもので
はない。

【００４０】［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価：３３）１０
０部（重量部、以下同じ）に１，４一ブタンジオール
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、混合機を用いて混合してポリオール組成物を調製し
た。

【００４１】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ＭＤＩを１７．５部加えて２
分間撹拌し、次いでシャフトを配置し予め１１０℃に加
熱した金型に注型し、１１０℃で２時間硬化させて金属
シャフトの外周に導電性弾性層を形成してローラを得
た、得られたローラの表面を研磨して表面をＪＩＳｌ０
点平均粗さ７μｍＲｚに調節した。なお、表面粗さは、
表面粗さ計サーフコム５９０Ａ（東京精密社製）を用い
て測定した（以下の例においても同じ）。

【００４２】ポリアミン化合物として、ポリエーテルポ
リアミン化合物であるポレアＳ１００〔イハラケミカル
社製、アミン価：９１（ｍｇＫＯＨ／ｇ）〕を用い、ポ
リイソシアネート化合物としてイソシアヌレート変性イ
ソホロンジイソシアネートであるベスタネートＴ１８９
０〔ヒュルスジャパン社製、ＮＣＯ％：１７％〕を用
い、溶媒としてＭＥＫ〔メチルエチルケトン〕を用い、
表１の組成の塗料を作成した。−ＮＣＯ／−ＮＨ₂比は
１．０５とした。この塗料中に上記ローラを浸漬して引
き上げ、これを１１０℃にて６時間加熱し、架橋硬化し
た被覆層を有する図１と同様のローラ状トナー担持体を
得た。

【００４３】［実施例２］塗料に過塩素酸ナトリウム
（ＮａＣｌＯ₄）を０．１４２部添加したこと以外は、
実施例１と同様にしてローラ状トナー担持体を得た

【００４４】［比較例１］バインダー樹脂としてオイル
フリーアルキッド樹脂であるベッコライトＭ６４０２
〔大日本インキ株式会社製、固形分５０％〕及びメラミ
ン樹脂であるスーパーベッカミンＬ１４５〔大日本イン
キ株式会社製、固形分６０％〕を用い、導電剤としてカ
ーボンブラックＰｒｉｎｔｅｘ３５〔デグサジャパン株
式会社製〕を用い、溶媒としてＭＥＫ〔メチルエチルケ
トン〕を用い、表１に示した組成の塗料を調製し、この
塗料を用いて被覆層を形成したこと以外は実施例１と同
様にしてローラ状トナー担持体を得た。

【００４５】［比較例２］被覆層の乾燥条件を９０℃，
６時間としたこと以外は比較例１と同様にしてローラ状
トナー担持体を得た。

【００４６】得られた各トナー担持体につき、下記の試
験を行った。結果を表１に示す。被覆層の層厚ローラの垂直切断面を走査型電子顕微鏡により観察して
測定した。いずれも１５μｍ程度であった。被覆層の溶媒可溶部ガラス板を用意し、各トナー担持体の被覆層形成に用い
た塗料液を用いて、該ガラス板上に該塗料液を塗布し、
各トナー担持体と同条件で塗膜を加熱し、架橋硬化を行
った。その後、ガラス板ごとメチルエチルケトン中に常
温で２４時間浸漬後、乾燥して、前後の塗膜の重量を測
定し、以下の式により溶媒可溶部を求めて、ローラの被
覆層の溶媒可溶部とした。

【数２】被覆層のガラス転移点テフロンで表面処理した板を用意し、各トナー担持体の
被覆層形成に用いた塗料液を用いて、該テフロン板上に
該塗料液を塗布し、各トナー担持体と同条件で塗膜を加
熱し、架橋硬化を行った。その後、テフロン板より単独
被覆層を得て動的粘弾性の温度依存性を測定し、損失正
接（ｔａｎδ）よりガラス転移点を求めて被覆層のガラ
ス転移点とした。被覆層の抵抗銅板を用意し、各トナー担持体の被覆層形成に用いた塗
料液を用いて、該銅板上に該塗料液を塗布し、各トナー
担持体と同条件で塗膜を加熱し、架橋硬化を行った。そ
の後、銅板と測定電極の間の抵抗を測定して被覆層の抵
抗を測定した。ローラ抵抗各トナー担持体を両端にそれぞれ５００ｇずつ荷重をか
けて銅板上に押し付け、抵抗率計Ｒ８３４０Ａ（アドバ
ンテスト社製）を用い、１００Ｖの電圧を印加して抵抗
値を測定した。トナー帯電量各トナー担持体を、現像ローラとして図２に示した現像
ユニットに装着し、５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ
て、現像ローラ（トナー担持体）表面に均一なトナー薄
層を形成し、このトナー薄層を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。画像評価各トナー担持体を、現像ローラとして図２に示した現像
ユニットに装着し、現像バイアス−４００Ｖ、ブレード
バイアス−６００Ｖとし、平均粒径７μｍの非磁性一成
分トナーを用いて、現像ローラを線速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、白
地、ハーフトーン、黒地画像における画像評価を１万枚
耐久テストの前後で行った。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１に示されているように、本発明のトナ
ー担持体によれば、１万枚耐久テスト後であっても、白
画像のかぶり、ハーフトーン画像のざらつき、或いは黒
画像の濃淡むらといった画像不良の発生を可及的に防止
して、良好な画像を再現することができ、長期に亘って
良好な性能を確実に発揮し得るものであることが確認さ
れた。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のトナー担
持体では、被覆層を、ポリアミン化合物をポリイソシア
ネート化合物と反応させて硬化させたポリウレア樹脂と
することで、長期に連続使用しても被覆層に割れや削れ
が生じることなく、白画像のかぶり、ハーフトーン画像
のざらつき、或いは黒画像の濃淡むらといった画像不良
の発生を可及的に防止して、良好な画像を長期に亘って
再現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるトナー担持体を示す
概略断面図である。

【図２】本発明の一実施例にかかる画像形成装置を示す
概略図である。

【符号の説明】

１トナー担持体（現像ローラ）２シャフト３導電性弾性層４被覆層５トナー塗布用ローラ６画像形成体（感光体）７トナー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 (72)発明者川越隆博埼玉県所沢市青葉台1302−57 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にトナーを担持して該トナーの薄層
を形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、
該画像形成体表面に該トナーを供給することにより、該
画像形成体表面に可視画像を形成するトナー担持体にお
いて、導電性弾性層と、該導電性弾性層上に被覆形成さ
れた被覆層とを具備し、該被覆層が、ポリアミン化合物
をポリイソシアネート化合物と反応させて硬化させたポ
リウレア樹脂を含有するものであることを特徴とするト
ナー担持体。
【請求項２】上記ポリアミン化合物が、ポリエーテル
ポリアミン化合物である請求項１記載のトナー担持体。
【請求項３】上記ポリイソシアネート化合物が、脂肪
族、脂環族又は水添芳香族ポリイソシアネート化合物の
１種又は２種以上の混合物である請求項１又は２記載の
トナー担持体。
【請求項４】上記ポリイソシアネート化合物が、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート及びそれらの誘導体から選ばれた１種又は２種以上
の混合物である請求項３記載のトナー担持体。
【請求項５】上記導電性弾性層の抵抗が１０³〜１０
¹⁰Ω・ｃｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の
トナー担持体。
【請求項６】上記被覆層が導電性を有し、その抵抗が
１０⁹〜１０¹⁶Ω・ｃｍである請求項１〜５のいずれか
１項に記載のトナー担持体。
【請求項７】上記被覆層がイオン導電剤で抵抗調整さ
れたものである請求項６記載のトナー担持体。
【請求項８】上記被覆層をポリアミン化合物の良溶媒
で抽出したときの可溶部が被覆層の３０％以下である請
求項１〜７のいずれか１項に記載のトナー担持体。
【請求項９】上記被覆層の層厚が１〜１００μｍであ
る請求項１〜８のいずれか１項に記載のトナー担持体。
【請求項１０】トナー担持体の表面にトナーを担持し
て該トナーの薄層を形成し、このトナー担持体を画像形
成体に接触又は近接させて、該画像形成体表面にトナー
を供給することにより、該画像形成体表面に可視画像を
形成する画像形成装置において、上記トナー担持体とし
て、上記請求項１〜９のいずれか１項に記載のトナー担
持体を用いたことを特徴とする画像形成装置。