JP3855440B2

JP3855440B2 - 電子写真方式用の現像ローラ

Info

Publication number: JP3855440B2
Application number: JP6875198A
Authority: JP
Inventors: 丞福田; 健二小林; 和義三村; 洋大越
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2018-03-18
Also published as: JPH11265113A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写装置あるいはファクシミリの受信装置など、電子写真方式を採用した画像形成装置に組み込まれる現像ローラの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用する画像形成装置では、静電潜像担持体の周辺に、この静電潜像担持体表面を一様に帯電させる帯電ローラ、トナーを静電潜像担持体へ供給する現像ローラ、トナー像を記録用紙に転写させる転写ローラなどの各種ローラが配置されている。その現像ローラ表面へトナーを担持させ静電潜像へトナーを移動させる方式は、非磁性現像方式と磁性現像方式とに大きく分かれる。磁性現像方式は、磁性体からなるトナーを磁気力で現像ローラ表面へ付着させる方式であり、非磁性現像方式は、非磁性トナーを磁気力を使わず静電気力で現像ローラ表面へ付着させる方式である。非磁性現像方式は、磁性現像方式に対して、トナーのカラー化が容易であり、かつモノクロ画像形成において良好なハーフトーン画像を得られる、という利点をもつため、近年注目されている。
【０００３】
図１は、非磁性現像方式を採用した画像形成装置内に配置された現像装置1 、および静電潜像担持体である感光体2 の一例を示す模式図である。感光体2 としては負帯電性の有機感光ドラムなどを用いる。現像装置1 は、非磁性トナー3,3,…を貯蔵するトナー容器4 、このトナー容器4 に設けられた規制ブレード5 、現像ローラ6 および供給ローラ7 などから構成される。また、現像ローラ6 は、金属製シャフトなどの導電性支持体8 の周りに、ゴム弾性を備えた弾性層9 を形成し、この弾性層9 の周りに、トナーの帯電性向上やトナーフィルミング防止などのための表面層10を被覆したものである。トナー容器内のトナー3,3,…は、供給ローラ7 により現像ローラ6 の表面へ供給され、次に、規制ブレード5 によって押圧されてトナー薄層となる。トナーはトナー薄層となる際に、接触帯電・摩擦帯電する。このトナー薄層が感光体2 の表面の静電潜像へ静電吸着され、感光体表面でトナー像となることで、現像が行われる。
【０００４】
現像方式には、感光体と現像ローラとを接触させる接触式と、両者を接触させない非接触式とがある。いずれの方式でも、トナーを感光体表面へ移動させるために、感光体と現像ローラ間に適度な電圧を印加する必要があるが、非接触式では、感光体と現像ローラ間の空隙にトナーを飛翔させるために、両者間に直流電圧に加え交流電圧を重畳印加して、前記空隙に交流電界を形成する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現像ローラの現像特性を決めるものの一つとして、ローラ抵抗値がある。接触式、非接触式に関わらず、従来から、ローラ抵抗値は、シャフトとローラ表面間の直流電圧印加時の電流値から得られる直流抵抗値によって、評価されることが多かった。現像ローラの直流抵抗値が大き過ぎると、ローラ表面と感光体表面間に、トナーを感光体表面へ移動させるのに十分な電位差が得られないため高い画像濃度を得られない。また、直流抵抗値が小さすぎると、放電が生じて画像ムラが発生し易く、過電流により感光体が破損する恐れがある。したがって、現像ローラの直流抵抗値はある範囲内に納まるように管理する必要がある。
【０００６】
しかし、上述したような現像時に現像ローラと感光体間に交流電圧を重畳印加される現像方式を採用する場合、上記したような直流電圧印加による直流抵抗値によっては、現像ローラの現像特性の正確な評価を得ることができない。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑み、非磁性現像方式に用いる現像ローラに交流電圧を重畳印加するときの現像特性を安定化させ、耐久性に優れた現像ローラ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、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、現像ローラの交流電圧印加時のローラ抵抗値が現像特性に密接に関係することを発見し、更に検討を進めた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、静電潜像担持体表面の静電潜像へトナーを付着させる電子写真方式用の、現像時に前記現像ローラと感光体との間に交流電圧を重畳印加して用いる現像ローラにおいて、前記表面層の主成分として、アクリル酸エステルモノマーとメタアクリル酸エステルモノマーとの一方または双方、およびカルボン酸ビニルモノマーを主原料とするアクリル−カルボン酸ビニル系共重合体を用いてなり、かつ、１ｋＨｚの周波数の交流電圧印加時のローラ抵抗値が１０³Ω以上１０⁷Ω以下の範囲内にあるように構成されるものである。
【０００９】
前記表面層形成後のローラ抵抗値（Ｚ₁）と前記現像ローラの表面層形成前のローラ抵抗値（Ｚ₂）との比（Ｚ₂／Ｚ₁）が、０．０１以上０．９以下であることが、好ましい。
【００１２】
前記単または複数の樹脂層のうち少なくとも１層が、
（Ａ）分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有し、主鎖を構成する繰り返し単位がオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位である重合体と、
（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する硬化剤と、
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、
（Ｄ）導電性付与剤と、
を主成分とする硬化性組成物の反応物からなることが、望ましい。
【００１３】
このような現像ローラは、静電潜像担持体へ表面を非接触状態にして非磁性トナーを付着させる非接触式の現像ローラとして用いられるのが、望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る代表的な種々の実施例を説明する。
本発明に係る現像ローラは、直径１〜１２ｍｍ程度のＳＵＳ、アルミニウムまたは導電性樹脂などからなる導電性シャフトの周りに同心円状に弾性層を設け、その外周面に１０μｍ〜１５０μｍの所定の厚みの表面層を被覆して構成される。前記弾性層と表面層との間に抵抗調整層、層と層との間に接着性を向上させるためのプライマー層が、単層または複数層形成されても良い。
【００１５】
本発明に係るローラ抵抗値の測定方法は、ローラを平板電極に平行に押し当て、シャフト両端に各５００ｇの荷重を平板電極方向に加えて、導電性シャフトと平板電極間に周波数１ｋＨｚ、実効電圧１００ボルトの交流電圧を印加したときのインピーダンスの絶対値を測定するというものである。
【００１６】
本発明に係る現像ローラは、前記測定方法によるローラ抵抗値（Ｚ₁）が、１０³Ω〜１０⁷Ωの範囲内、好ましくは１０⁴Ω〜１０⁷Ωの範囲内に納まるように構成されるものである。前記ローラ抵抗値が１０³Ω未満では、放電が生じて画像ムラが発生し、過電流が流れて感光体が破損し易くなる。また前記ローラ抵抗値が１０⁷Ωを超えると、現像ローラと感光体間において、トナーを静電潜像へ移動させるのに十分な電位差が得られないため高い画像濃度が得られず、画質が劣化する。したがって、ローラ抵抗値が前記範囲内に調整される現像ローラを用いると、現像時に交流電圧を重畳印加して印刷したときの画像ムラが著しく減少し、均一な画像濃度を得ることができる。
【００１７】
また、弾性層のローラ抵抗値をＺ₂とするとき、０．０１≦Ｚ₂／Ｚ₁≦０．９を満たすことが、現像時に弾性層と表面層とのいずれか一方に過剰な電圧が加わらず、絶縁破壊を防ぐという観点から、好ましい。これにより、現像ローラの耐久性を高めることができる。
【００１８】
また、このような現像ローラは、非接触式の現像ローラとして用いられるのが、好適である。上述したように、非接触式の現像ローラは、現像時に交流電圧を重畳印加されるのが必須となる。よって、ローラ抵抗値を上記範囲内に調整した本発明に係る現像ローラは、交流電圧を重畳印加したときに現像ローラ表面と感光体間の空隙に十分な電界を形成させるものとして、とくに適している。
【００１９】
上記した現像ローラの表面層の主成分としては、負帯電トナーの帯電特性を良好にするという観点からは、−ＮＨＣＯ−結合を含むポリアミドやポリウレタンを用いるのが好ましい。前記ポリアミドの具体例としては、−ＮＨＣＯ−結合の水素の一部を変性したメトキシメチル化ナイロンが挙げられるが、本発明はこれに限定されない。
【００２０】
前記ポリウレタンのなかでも、表面層に適度な弾力性を与え、ローラ抵抗値を調整するという観点からは、ポリエーテル骨格を含んだポリウレタンが好ましく、また、高湿度環境下などでもローラ抵抗値が一定に保たれるという観点からは、−ＲＯＣＯ₂−などのポリカーボネート骨格を含むポリカーボネートウレタン、またはポリメチルメタアクリレートなどのアクリル変性体を用いることが好ましい。なお、前記ポリウレタンとして、ポリエーテル骨格を含むポリウレタン、ポリカーボネートウレタンおよびアクリル変性体などをブレンドしたブレンド樹脂を用いても良い。また、上記したポリアミドやポリウレタンをテトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミドなどで希釈した溶液を、弾性層上に塗布して表面層を形成しても良い。
【００２１】
前記ポリカーボネートウレタンとしては、−ＲＯＣＯ₂−骨格の−Ｒ基が、脂環式の基またはアルキル基などであるものが好ましい。これらの中でも、表面層の低硬度と低吸水率とがバランス良く得られるという観点からは、−Ｒ基がアルキル基であることが望ましい。
【００２２】
また、前記ポリカーボネートウレタンは、ポリカーボネートポリオールとポリイソシアネートとの反応によって得られる化合物である。ポリカーボネートポリオールは、多価アルコールとホスゲン、クロル蟻酸エステル、ジアルキルカーボネートもしくはジアリルカーボネートとの縮合によって得られる。多価アルコールとしては、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオールもしくは１，５−ペンタンジオールなどを用いるのが望ましく、ポリカーボネートポリオールの数平均分子量（Ｍｎ）は、約３００〜１５，０００の範囲内にあることが望ましい。ポリカーボネートポリオールは、単独で使用されるのが好ましいが、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールもしくはポリエステル−ポリエーテルポリオールと併用することもできる。
【００２３】
前記のポリカーボネートポリオールと反応するポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジオフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、水添ＭＤＩ、水添ＴＤＩもしくはイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）などが使用される。これらの中でも、入手のし易さやコスト、現像ローラに要求される種々の特性などのバランスを考慮すると、水添ＭＤＩもしくはＩＰＤＩを用いるのが好ましい。
【００２４】
このように、−ＮＨＣＯ−結合を含むポリアミドやポリウレタンを主成分とした表面層を用い、現像ローラのローラ抵抗値（Ｚ₁，Ｚ₂）を上記範囲内に調整することで、画像ムラが著しく減少し、均一な画像濃度を得ることができる。
【００２５】
一方、前記表面層の主成分として、吸湿などによるローラ抵抗値の環境変動を小さくするという観点から、アクリル−カルボン酸ビニル系共重合体を主成分とする樹脂組成物を用いることもできる。このアクリル−カルボン酸ビニル共重合体は、アクリル酸エステルモノマー成分、メタアクリル酸エステルモノマー成分およびカルボン酸ビニルモノマー成分の合計量が樹脂成分中に５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上含有される共重合体であって、前記カルボン酸ビニルモノマー成分が樹脂成分中に３重量％以上、好ましくは５重量％以上、より好ましくは１０重量％以上含有される共重合体である。
【００２６】
前記アクリル酸エステルモノマー成分としては、重合が良好に進行するという観点から、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、などが挙げられる。
【００２７】
また前記メタアクリル酸エステルモノマー成分としては、重合が良好に進行するという観点から、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸ブチルなどが挙げられる。これらの中でも、入手のし易さの観点からは、メタアクリル酸メチルが好ましい。
【００２８】
そして前記カルボン酸ビニルモノマー成分としては、重合が良好に進行するという観点から、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、吉草酸ビニル、イソ吉草酸ビニルなどが挙げられる。これらの中でも、入手のし易さ、トナーを良好にマイナス帯電させるという観点からは、酢酸ビニルを用いることが好ましい。
【００２９】
次に、前記弾性層としては、
（Ａ）分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有し、主鎖を構成する繰り返し単位がオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位である重合体と、
（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する硬化剤と、
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、
（Ｄ）導電性付与剤と、
を主成分とする硬化性組成物の反応物を用いることが、好ましい。
【００３０】
この硬化性組成物における（Ａ）成分の重合体は、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応して硬化する成分であり、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有するため、ヒドロシリル化反応が起こって高分子状になり硬化する。（Ａ）成分に含まれるアルケニル基の数は、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応するという点から少なくとも１個以上必要であるが、充分なゴム弾性を得るという点からは、直鎖状分子の場合、分子の両末端に２個のアルケニル基が存在し、分岐のある分子の場合、分子末端に２個以上のアルケニル基が存在することが望ましい。（Ａ）成分の主鎖を構成する主な繰り返し単位は、オキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位である。
【００３１】
まず、（Ａ）成分の主鎖を構成する主な繰り返し単位がオキシアルキレン単位からなる重合体の場合について説明する。このとき、硬化物に（Ｄ）成分である導電性付与剤が少量添加されていると、硬化物の体積抵抗率が１０⁸Ωｃｍ〜１０⁹Ωｃｍとなるため好ましい。また硬化物の低硬度化の観点から、前記繰り返し単位がオキシアルキレン単位であるオキシアルキレン系重合体、さらには、前記繰り返し単位がオキシプロピレン単位であるオキシプロピレン系重合体が望ましい。
【００３２】
ここで、前記オキシアルキレン系重合体とは、主鎖を構成する単位のうち３０％以上、好ましくは５０％以上がオキシアルキレン単位からなる重合体をいう。オキシアルキレン単位以外に含有される単位は、重合体製造時の出発物質として使用される、活性水素を２個以上有する化合物、たとえば、エチレングリコール、ビスフェノール系化合物、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどからなる単位などである。なお、前記繰り返し単位がオキシプロピレン系の場合、エチレンオキシド、ブチレンオキシドなどからなる単位との共重合体（グラフト共重合体を含む）であって良い。
【００３３】
このようなオキシアルキレン系重合体の分子量は、反応性および低硬度化のバランスを良くする観点から、数平均分子量（Ｍｎ）で５００〜５０，０００、さらには１，０００〜４０，０００であることが好ましい。特に、数平均分子量が５，０００以上のもの、さらには５，０００〜４０，０００であるものが好ましい。数平均分子量が５００未満の場合、この硬化性組成物を硬化させたときに充分な機械的特性（ゴム硬度、伸び率）などが得られにくくなる。一方、数平均分子量があまり大きくなると、分子中に含まれるアルケニル基１個あたりの分子量が大きくなったり、立体障害で反応性が落ちたりするため、硬化が不充分になることが多く、また、粘度が高くなりすぎて加工性が悪くなる傾向にある。
【００３４】
なお、前記オキシアルキレン系重合体が有するアルケニル基に特に制限はないが、下記一般式（１）で示されるアルケニル基が、硬化性に優れる点で特に好ましい。
【００３５】
Ｈ₂Ｃ＝Ｃ（Ｒ¹）− （１）
（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基）
【００３６】
また、この硬化性組成物の特徴の１つは、低硬度化に設定し易いことであり、この特徴を発揮させるには、アルケニル基の数は分子末端に２個以上存在することが好ましい。但し、（Ａ）成分の分子量に比してアルケニル基の数が多くなりすぎると剛直になり、良好なゴム弾性が得られにくくなる。
【００３７】
次に、（Ａ）成分が、主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽和炭化水素系単位である重合体の場合について説明する。この重合体は低吸水率であり、電気抵抗の環境変動が小さい硬化物を得られやすいという点で好ましいものでる。また、前記オキシアルキレン系重合体の場合と同様に、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応して硬化する成分であり、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有するため、ヒドロシリル化反応が起こって高分子状になり硬化するものである。さらに、（Ａ）成分に含まれるアルケニル基の数は、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応するという点から少なくとも１個必要であるが、良好なゴム弾性を得るという点から、直鎖状分子の場合は、分子の両末端に２個存在することが好ましく、分岐を有する分子の場合は、分子末端に２個以上存在することが好ましい。
【００３８】
前記主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽和炭化水素系単位である重合体の代表例としては、イソブチレン系重合体、水添イソプレン系重合体、水添ブタジエン系重合体が挙げられる。これら重合体は、共重合体などの他成分の繰り返し単位を含むものであって構わないが、少なくとも飽和炭化水素系単位を５０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上含有することが、飽和炭化水素系の、吸水率が低いという特徴を損なわないようにする上で重要である。
【００３９】
この主鎖を構成する繰り返し単位が飽和炭化水素系単位である（Ａ）成分の重合体の分子量としては、数平均分子量（Ｍｎ）で５００〜５０，０００程度、さらには１，０００〜１５，０００程度であって、常温において液状物で流動性を有するものが、取り扱い易さ、加工性の点で好ましい。
【００４０】
このような飽和炭化水素系重合体に導入されるアルケニル基については、前記オキシアルキレン系重合体の場合と同様である。
【００４１】
したがって、（Ａ）成分としての、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を含み、主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽和炭化水素系単位である重合体の好ましい具体例としては、両末端にアルケニル基を２個有し、直鎖状の数平均分子量（Ｍｎ）が２，０００〜１５，０００で、Ｍｗ／Ｍｎが１．１〜１．２のポリイソブチレン系、水添ポリブタジエン系、水添ポリイソプレン系重合体などが挙げられる。
【００４２】
また、硬化性組成物中の（Ｂ）成分は、分子中の少なくとも２個のヒドロシリル基を有する化合物である限り特に制限はないが、分子中に含まれるヒドロシリル基の数が多すぎると、硬化後も多量のヒドロシリル基が硬化物中に残存し易くなり、ボイドやクラックの原因となるため、分子中に含まれれるヒドロシリル基の数は５０個以下が良い。さらにはこの数は、硬化物のゴム弾性のコントロールや貯蔵安定性の点から、２〜３０個、より好ましくは２〜２０個であることが好ましく、さらに、硬化時の発泡を容易に防ぐという点では、２０個以下、そしてヒドロシリル基が失活しても硬化不良が発生しにくいという点では３個が好ましく、最も好ましい範囲は３〜２０個である。
【００４３】
なお、本発明で、前記ヒドロシリル基を１個有するとは、Ｓｉに結合するＨを１個有することをいい、ＳｉＨ₂の場合には、ヒドロシリル基を２個有することを意味するが、Ｓｉに結合するＨは異なるＳｉに結合する方が、硬化性やゴム弾性の点から好ましい。
【００４４】
（Ｂ）成分の分子量は、（Ｄ）成分である導電性付与剤を添加する場合の分散性やローラ加工性などの点から、数平均分子量（Ｍｎ）で３０，０００以下にあることが好ましく、さらには２０，０００以下、特には１５，０００以下が好ましい。（Ａ）成分との反応性や相溶性まで考慮すると、数平均分子量が３００〜１０，０００にあることが好ましい。
【００４５】
この（Ｂ）成分に関しては、（Ａ）成分の凝集力が（Ｂ）成分の凝集力に比べて大きいために、相溶性の点でフェニル基含有変性が重要であり、（Ａ）成分との相溶性、入手のし易さの点でスチレン変性体などが好ましく、貯蔵安定性の点でα−メチルスチレン変性体が好ましい。
【００４６】
また、（Ｃ）成分であるヒドロシリル化触媒としては、ヒドロシリル化触媒として使用し得るものである限り特に制限はなく、白金単体、アルミナなどの単体に固体白金を担持させたもの、塩化白金酸（アルコールなどの錯体も含む）、白金の各種錯体、ロジウム、ルテニウム、鉄、アルミニウム、チタンなどの金属の塩化物などが挙げられる。これらの中でも、触媒活性の点から塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体が望ましい。これらの触媒は単独で使用しても良く、２種以上で併用しても良い。
【００４７】
以上のような硬化性組成物の（Ａ）成分に対する（Ｂ）成分の使用割合として、（Ａ）成分中のアルケニル基１モル当たり、（Ｂ）成分中のヒドロシリル基が０．２〜５．０モル、さらには０．４〜２．５モル存在するように設定されると、良好なゴム弾性を得る点から好ましい。
【００４８】
また、（Ｃ）成分の使用量としては、（Ａ）成分中のアルケニル基１モルに対して、１０^-1〜１０^-8モル、特に１０^-3〜１０^-6モルの範囲で用いるのが好ましい。（Ｃ）成分の使用量が１０^-8モルに満たないと反応が進行しない。一方でヒドロシリル化触媒は、一般に高価で、また腐食性を有し、しかも水素ガスが大量に発生して硬化物が発泡してしまう性質を有しているので、１０^-1モルを超えて用いない方が好ましい。
【００４９】
さらに、上記硬化性組成物に、（Ｄ）成分である導電性付与剤を添加して導電性組成物とすれば、現像ローラとして好適である。この（Ｄ）成分の導電性付与剤としては、カーボンブラックや、金属微粉末、さらには第４級アンモニウム塩基、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基などを有する有機化合物もしくは重合体、エーテルエステルアミド、もしくはエーテルイミド重合体、エチレンオキサイド−エピハロヒドリン共重合体、メトキシポリエチレングリコールアクリレートなどで代表される導電性ユニットを有する化合物、または高分子化合物などの帯電防止剤などの、導電性を付与できる化合物などを挙げることができる。これらの導電性付与剤は、単独で使用しても良く、２種以上を併用しても構わない。
【００５０】
なお、（Ｄ）成分である導電性付与剤の添加量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量に対して３０重量％以下とすることが、ゴム硬度を上げない点から好ましい。一方、均一な体積抵抗率を得るためには、この添加量が１０重量％以上であるのが好ましく、さらに硬化物の体積抵抗率が１０³〜１０¹⁰Ωｃｍとなるように、添加量を定めることが好ましい。
【００５１】
上記硬化性組成物には、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分の他、貯蔵安定性改良剤、たとえば、脂肪族不飽和結合を有する化合物、有機リン化合物、有機硫黄化合物、チッ素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物などを加えても良い。その具体例としては、たとえば、ベンゾチアゾール、チアゾール、ジメチルマレート、ジメチルアセチレンカルボキシレート、２−ペンテンニトリル、２，３−ジクロロプロペン、キノリンなどが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。これらの中では、ポットライフおよび速硬化性の両立という観点から、チアゾール、ジメチルマレートが特に好ましい。なお、前記貯蔵安定性改良剤は、単独で用いてもよく、２種以上併用しても良い。
【００５２】
また、上記硬化性組成物には、加工性やコストを改善するという点から、充填剤、保存安定剤、可塑剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料などを添加しても良い。
【００５３】
前記弾性層は、上記硬化性組成物、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどの弾性材料を、たとえば、中心にＳＵＳ製やアルミニウム合金製などの導電性シャフトを設置した金型に注型、射出成形、押出成形などをし、適当な温度、時間で加熱硬化させることにより、半硬化後、後硬化させて、形成される。本発明に係る現像ローラは、この弾性層の周りに、表面層を構成する樹脂をディッピング、スプレー噴霧、ロールコートまたは刷毛塗りなどで所定の厚みに塗布し、所定の温度で乾燥させて硬化させることにより得られる。
【００５４】
【実施例】
以下に、本発明に係る実施例１〜７の構成を詳細に説明した後に、これら実施例と比較例１，２との比較を行う。
【００５５】
これら実施例および比較例の現像ローラは、直径１０ｍｍのＳＵＳ製シャフトの周りに、厚さ７．５ｍｍの弾性層を同心円状に設け、この弾性層上に表面層を被覆して構成される。
【００５６】
前記弾性層には、以下に示す弾性層１〜３の何れかを用いる。
【００５７】
（弾性層１）
（Ａ−１）数平均分子量（Ｍｎ）：８，０００、分子量分布２の末端アリル化ポリオキシプロピレン系重合体１００重量部に対して、
（Ｂ−１）ポリシロキサン系硬化剤（ＳｉＨ価０．３６モル／１００ｇ）：６．６重量部、
（Ｃ−１）塩化白金酸の１０％イソプロピルアルコール溶液：０．０６重量部、
（Ｄ−１）カーボンブラック３０３０Ｂ（三菱化学社製）：８重量部、
とを混合し、１０ｍｍＨｇ以下で１２０分間減圧脱泡して得られた組成物を、シャフト上に被覆し、金型内１２０℃の環境下で３０分間静置して硬化させ、厚さ７．５ｍｍのゴム弾性体からなる弾性層１を形成した。この弾性層１の交流抵抗値Ｚ₂は、４×１０³Ωであった。
【００５８】
（弾性層２）
（Ａ−２）数平均分子量（Ｍｎ）：１０，０００、末端にビニル基を２個有するポリイソブチレン重合体の１００重量部に対して、
（Ｂ−２）ポリシロキサン系硬化剤（ＳｉＨ価０．９７モル／１００ｇ）：２．７重量部、
（Ｃ−２）塩化白金酸の１０％イソプロピルアルコール溶液：０．０６重量部、
（Ｄ−２）カーボンブラック３０３０Ｂ（三菱化学社製）：１０重量部、
（その他）可塑剤ＰＳ−３２（出光興産社製）：７５重量部、
を混合し、１０ｍｍＨｇ以下で１２０分間減圧脱泡して得られた組成物を、シャフト上に被覆し、金型内１２０℃の環境下で３０分間静置して硬化させ、厚さ７．５ｍｍのゴム弾性体からなる弾性層２を形成した。この弾性層２の交流抵抗値Ｚ₂は、２×１０⁴Ωであった。
【００５９】
（弾性層３）
上記した（Ａ−１）、（Ｂ−１）および（Ｃ−１）と、
（Ｄ−３）カーボンブラック３０３０Ｂ（三菱化学社製）：４重量部と、
を混合し、１０ｍｍＨｇ以下で１２０分間減圧脱泡して得られた組成物を、シャフト上に被覆し、金型内１２０℃の環境下で３０分間静置して硬化させ、厚さ７．５ｍｍのゴム弾性体からなる弾性層３を作製した。この弾性層３の交流抵抗値Ｚ₂は、１×１０⁶Ωであった。
【００６０】
実施例１〜７の表面層としては、以下に示す表面層１〜６の何れかを弾性層の外周にディップ塗布したものを用いる。
【００６１】
（表面層１）
弾性層の外周面に、メトキシメチル化ナイロン（ＥＭ−２０：鉛市社製）を固形分が１０重量％となるようにメタノールで希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて、厚さ１５μｍの表面層１とした。
【００６２】
（表面層２）
弾性層の外周面に、エーテル系ウレタン溶液（ハイムレンＹ−２３７：大日精化社製）をメチルエチルケトンで固形分が５重量％になるまで希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて、厚さ２０μｍの表面層２とした。
【００６３】
（表面層３）
弾性層の外周面に、カーボネートウレタン溶液（レザミンＭＥ８２２０ＬＰ：大日精化社製）をメチルエチルケトンで固形分が５重量％になるまで希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて、厚さ１５μｍの表面層３とした。
【００６４】
（表面層４）
弾性層の外周面に、カーボネートウレタン（Ｅ９８０：日本ミラクトラン社製）をジメチルホルムアミドで固形分が５重量％になるまで希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて、厚さ１５μｍの表面層４とした。
【００６５】
（表面層５）
弾性層の外周面に、ポリカーボネート（タフロンＡ２５００：出光石油化学社製）とエーテル系ウレタン溶液（ハイムレンＹ−２５８：大日精化社製）とを合計固形分が５重量％（両者の固形分比１：１）となるように、ジメチルホルムアミドで希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて、厚さ２０μｍの表面層５とした。
【００６６】
（表面層６）
弾性層の外周面に、アクリル−酢酸ビニル共重合体（カネビラックＬ−ＤＢＦ：鐘淵化学工業社製）を酢酸エチルで固形分が５重量％になるまで希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて、厚さ１０μｍの表面層６とした。
【００６７】
また、比較例１，２の表面層としては、以下の表面層７を用いる。
【００６８】
（表面層７）
弾性層の外周面に、フッ素系樹脂（セフラルソフトＧ１８０Ｙ：セントラル硝子社製）をジメチルホルムアミドで固形分が５重量％になるまで希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて、表面層７とした。なお、比較例１は、表面層７を厚さ１０μｍで形成したものであり、比較例２は、表面層７を厚さ１５μｍで形成したものである。
【００６９】
実施例１〜７および比較例１，２の現像ローラの構成を表１に示す。表１には、現像ローラの構成として、上記した弾性層と表面層との組合わせ、交流抵抗値（Ｚ₁）および交流抵抗値の比（Ｚ₂／Ｚ₁）が示されている。
【００７０】
【表１】

【００７１】
交流抵抗値（Ｚ₁，Ｚ₂）の測定方法は、現像ローラを平板電極に平行に当て、シャフト両端に各５００ｇの荷重を平板電極方向に加えて、導電性シャフトと平板電極間に周波数１ｋＨｚ、実効電圧１００ボルトの交流電圧を印加したときのインピーダンスの絶対値を測定するというものである。
【００７２】
また、実施例１〜７および比較例１，２の現像ローラの評価結果も、表１に示されている。現像ローラの評価は、レーザープリンタに組み込まれた現像ローラと感光体との接触時、非接触時の各条件下で、２０℃６０％ＲＨ（相対湿度）の下、幅１ｃｍ×長さ１５ｃｍの黒ベタ画像を印刷し、この画像濃度をマクベス濃度計を用いて測定することにより行われた。ここで現像ローラと感光体とが非接触のときの空隙距離は、１００μｍに設定した。また前記の評価は、表２に示す基準で行われた。
【００７３】
【表２】

【００７４】
以上、表１によれば、ローラ抵抗値Ｚ₁が１０³Ω〜１０⁷Ωの範囲内にあり、かつ、Ｚ₂／Ｚ₁が０．０１以上０．９以下である実施例では、接触式および非接触式の双方において、比較例と比べたときに、評価が良く、画像濃度が均一であることが分かる。
【００７５】
【発明の効果】
上述の如く、本発明の現像ローラは、導電性シャフトの周りに単または複数の樹脂層、該樹脂層上に表面層を同心円状に形成してなるとともに、１ｋＨｚの周波数の交流電圧印加時のローラ抵抗値（Ｚ₁）が１０³Ω以上１０⁷Ω以下の範囲内にあるように調整されるので、現像時に、現像ローラと感光体間に交流電圧を重畳印加したとき、画像濃度が均一になり、画像ムラが著しく減少する。
【００７６】
また表面層被覆後のローラ抵抗値（Ｚ₁）と弾性層のローラ抵抗値（Ｚ₂）との比（Ｚ₂／Ｚ₁）が０．０１以上０．９以下となるように調整されることにより、現像時に弾性層と表面層とのいずれか一方に過剰な電圧が加わらないため、現像ローラの耐久性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像装置と感光体とを示す模式図である。
【符号の説明】
1 現像装置
2 感光体
3 非磁性トナー
4 トナー容器
5 規制ブレード
6 現像ローラ
7 供給ローラ
8 導電性支持体
9 弾性層
10 表面層

Claims

静電潜像担持体表面の静電潜像へトナーを付着させる電子写真方式用の、現像時に前記現像ローラと感光体との間に交流電圧を重畳印加して用いる現像ローラにおいて、
該現像ローラが、導電性シャフトの周りに単または複数の樹脂層、該樹脂層上に表面層を同心円状に形成してなるとともに、
前記表面層の主成分として、アクリル酸エステルモノマーとメタアクリル酸エステルモノマーとの一方または双方、およびカルボン酸ビニルモノマーを主原料とするアクリル−カルボン酸ビニル系共重合体を用いてなり、
かつ、１ｋＨｚの周波数の交流電圧印加時のローラ抵抗値が１０³Ω以上１０⁷Ω以下の範囲内にあることを特徴とする電子写真方式用の現像ローラ。
表面層形成後のローラ抵抗値（Ｚ₁）と前記現像ローラの表面層形成前のローラ抵抗値（Ｚ₂）との比（Ｚ₂／Ｚ₁）が、０．０１以上０．９以下であることを特徴とする請求項１記載の電子写真方式用の現像ローラ。
前記単または複数の樹脂層のうち少なくとも１層が、
（Ａ）分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有し、主鎖を構成する繰り返し単位がオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位である重合体と、
（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する硬化剤と、
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、
（Ｄ）導電性付与剤と、
を主成分とする硬化性組成物の反応物から構成される請求項１または請求項２に記載の電子写真方式用の現像ローラ。
静電潜像担持体へ表面を非接触状態にして非磁性トナーを付着させる請求項１〜３の何れか１項に記載の電子写真方式用の現像ローラ。