JP4551738B2 - 現像ローラ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は感光体に圧接し現像剤を可視化する現像ローラ、該現像ローラを有するプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

電子写真の現像プロセスは、トナー層と感光体表面とのギャップの大きさの点からは、接触現像法と非接触現像法に分類される。近年、複写機、プリンター等のＯＡ機器は高画質化が進んでおり、その要請に応じるため、現像ローラとして弾性体を用い、感光体に均一に圧接して現像を行なう接触現像方式が提案されている。この接触現像方式においては、現像ローラには次の特徴を有することが求められる。感光体への均一な圧接幅を確保するために、弾性材料により構成されること。均一な導電性や耐リーク性を有すること。そして、適切なトナー量を搬送するために、現像ローラ表面に適度な表面粗さと、トナーを保持するための粘着性を有すること。更には、機械の長寿命化が求められる中、安定した画像を長期間維持するために、現像ローラ表面へのトナー固着を防止する取り組みもなされている。例えば、特開平８−２６２８６６号公報の現像ローラでは、ボールタック試験の結果が１乃至１３である組成物を現像ローラ表面に用いることで、長期間安定した現像を行なうことを可能にしている。

一方、画像形成速度の高速化や高耐久化を実現しようとした場合に、現像ローラと現像剤量規制部材間や現像ローラと感光体間の摺擦による摩擦熱の発生が顕著となって、種種の問題が生じている。特開平８−２６２８６６号公報の技術においては、摩擦熱によりトナーが融解して現像ローラ上に固着し、現像ローラの表面粗さが次第に増加する場合があり、その結果、画像濃度が経時増加するという現象が認められることがあった。
本発明の目的は、電子写真装置に使用される、感光体に圧接し現像剤を可視化する現像ローラにおいて、トナーの搬送性を満足し、更には現像ローラ上へのトナー固着を長期にわたり抑え、画像濃度の増加を防ぎ、長期に渡り高品質な画像を得ることである。

本発明は、現像剤を担持、搬送して感光体と接触し静電潜像を可視化する現像ローラであって、ポリウレタンと樹脂粒子と導電剤とを含む最外層を有し、該ポリウレタンは、少なくともポリウレタンポリオールプレポリマーとイソシアネートを重合させて得たものであり、該ポリウレタンポリオールプレポリマーが、２官能のポリエーテルポリオールと２官能のイソシアネートを鎖延長させてなり且つ重量平均分子量が１００００乃至５００００、分子量分散度がＭｗ／Ｍｎ＝３．０以下、Ｍｚ／Ｍｗ＝２．５以下の直鎖状ポリウレタンポリオールプレポリマーであり、該ポリウレタンポリオールプレポリマーが前記ポリウレタン中に７０乃至９５質量％の範囲で含有し、かつ表面の粘着強度が２．０乃至１５．０ｋＮ／ｍ^２、好ましくは３．０乃至１０．０ｋＮ／ｍ^２であることを特徴とするものである。

本発明の現像ローラは、表面のタッキング試験による粘着強度が２ｋＮ／ｍ^２以上であることでトナーを搬送するのに必要な粘着強度を有し、粘着強度が１５ｋＮ／ｍ^２以下であることで、摩擦によりトナーが融解した場合でも、現像ローラ表面へのトナーの固着を長期に渡り防止することができる。その結果、画像濃度の増加を防いで、長期に渡り高品質な画像を得ることが出来る。

現像ローラ表面の粘着強度を制御するためには、現像ローラ表面に用いる樹脂材料の分子構造を制御することと、現像ローラ表面の粗さ、特に接触面積の大小を決定する要素である凹凸の平均間隔Ｓｍを制御すること、もしくは接触部の変形度合の制御、つまり弾性層の硬度を制御することが有効である。
摩耗性、摩擦帯電性等に優れたウレタン樹脂を樹脂材料に用いる場合は、分子の主鎖を直鎖状ポリウレタンポリオールで以って構成することにより、ウレタンの架橋性が制御でき、所望の粘着強度を得ることが可能となる。直鎖状ポリウレタンポリオールを得るには、２官能のポリオールと２官能のイソシアネートを反応させる。
凹凸の平均間隔Ｓｍについては、平均粒子径を調整した樹脂粒子を、現像ローラ最外層中に適切な量含有させることにより、制御することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の現像ローラ４を軸方向からみた図で、一つの実施形態の概略を示す。図２は図１の現像ローラ４の軸線に沿った、面Ｓ−Ｓにおける概略断面図である。
これらの図に示す形態の現像ローラは芯金１上に弾性層２を形成し、その外周に最外層３を設けたものある。
芯金１は、成形時や実使用時に耐えうる強度を有すれば良く、外径４乃至１０ｍｍが好ましい。
弾性層２は、天然ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、イソプレンゴム、ＮＢＲ等のゴム材料に、必要に応じてカーボンブラック、グラファイト、導電性粒子、導電性ゴム等を添加したものである。硬さ、圧縮永久歪みを考慮した場合、付加反応型導電性シリコーンゴムが好ましく、厚みは１乃至６ｍｍが好ましい。弾性層は、現像ローラ表面の所望の粘着強度を得るために、適度な弾性を有することが好ましく、特に、現像ローラの弾性層を構成するゴム材料のＡｓｋｅｒＣ硬度が２０〜６５度であることが好ましい。ＡｓｋｅｒＣ硬度が２０度未満であると、接触面積が大きくなり、粘着強度が増加するために、制御しにくくなることがある。また、ＡｓｋｅｒＣ硬度が６５度を超えると接触面積が小さくなり、粘着強度が得にくくなることがある。弾性層のＡｓｋｅｒＣ硬度については、弾性層を構成するゴム材料のポリマー架橋密度と、内添する補強性フィラー、導電性フィラー、増量剤等の添加量により適宜調整可能である。
最外層３は、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、水素添加スチレン−ブチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂等が用いられるが、耐摩耗性やトナー帯電性が要求されるためポリウレタン樹脂を用いる。したがって、このポリウレタンの分子は、主鎖を直鎖状のポリウレタンポリオールからなる材料を用いて構成される。同ポリウレタンポリオールとしては、２官能ポリエーテルポリオールと２官能イソシアネートを鎖延長させて得られる直鎖状の２官能ポリウレタンポリオールである。２官能ポリウレタンポリオールは、多官能イソシアネート（末端イソシアネート型プレポリマーを含む。以下、この段階で添加するイソシアネート及び末端イソシアネート型プレポリマーを本明細書においては「第二イソシアネート」とも呼称する。）と反応することで最終の形態即ちポリウレタンとなる。架橋間の分子量すなわち架橋間距離は第二イソシアネートとの反応で決定される。なお、本発明において、ポリウレタンポリオールとは、ウレタン結合を有するポリオールを意味する。

ポリウレタンポリオールプレポリマーが形成される際、２官能より大きなものが存在するとその時点で架橋構造が形成されてしまい、適正な架橋密度すなわち柔軟性を得ることができない。２官能よりも小さなものが存在すると、片末端が反応しないために、最終的に架橋構造をもつことができない。
２官能のポリエーテルポリオールの例としてはポリプロピレングリコールやポリテトラメチレングリコールが挙げられるが、ポリオール自身の分子結晶性の強いポリテトラメチレングリコールが好ましい。ポリエーテルポリオールの重量平均分子量としては５００乃至５０００程度のものが本発明の効果を引き出すのに好ましく、さらには５００乃至３０００程度のものが好ましい。５０００を超えるようになるとウレタン鎖中のソフトセグメントの割合が高く、材料が極度に粘着性を有するため好ましくない。
２官能のイソシアネートの例としては、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（ＴＯＤＩ）、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（ＰＰＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネートが挙げられる。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）、フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などの芳香族系イソシアネートが好ましく、さらに好ましくはジフェニルメタンジイソシアネート等の結晶性の強いイソシアネートが材料の粘着性を制御するのに優れている。

ポリウレタンポリオールプレポリマーの重量平均分子量としては１００００乃至５００００の範囲である。５００００を超えると架橋密度が低くなりすぎて、粘着強度が増大する。１００００よりも小さい場合は、架橋密度が高くなり粘着性が減少して、充分なトナー搬送性を確保することが困難となる。
Ｚ平均分子量Ｍｚは高分子量化合物の平均分子量への寄与を最も重視したものであり、次の式（２）で定義される。
Ｍｚ＝（ΣＭｉ³Ｎｉ）／（ΣＭｉ²Ｎｉ） （２）
ここでＭｉは、高分子中に存在する分子ｉの分子量、Ｎｉは分子ｉの個数である。
また、数平均分子量をＭｎ、重量平均分子量をＭｚ、Ｚ平均分子量をＭｚとすると分子量分散度はＭｗ／Ｍｎ及びＭｚ／Ｍｗで表される。

本発明に用いるポリウレタンポリオールプレポリマーのＭｗ／Ｍｎは３．０以下の必要がある。好ましくはＭｗ／Ｍｎ＝２．７以下である。Ｍｗ／Ｍｎが３．０よりも大きくなると架橋間の分子量にばらつきが生じてしまい、使用環境によって生ずる粘着強度のばらつきが大きくなるという問題が起こる。また、Ｍｚ／Ｍｗ＝２．５以下、好ましくはＭｚ／Ｍｗ＝２．０以下とする必要がある。Ｍｚ／Ｍｗ＝２．５以下とすることで、使用環境によって生ずる粘着強度のばらつきを更に抑制する効果を出すことができる。

ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いてのポリマーの分子量測定における、測定条件を以下に示す。
カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＫＦ−８０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０６，８０７の組み合わせや、Ｗａｔｅｒｓ社製のμ−ｓｔｙｒａｇｅｌ５００、１０^３、１０^４、１０^５の組み合わせを挙げることができる。
４０℃のヒートチャンバー中でカラム温度を安定させ、溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を毎分１ｍｌの流速でカラムに流す。測定するポリマーを、濃度０．０５乃至０．６質量％のＴＨＦ溶液へと調製し、同溶液をカラムに５０〜乃至２００μｌ注入する。単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数（リテンションタイム）との関係から試料の分子量分布を算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製或いはＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製の分子量が６×１０^２、２．１×１０^３、４×１０^３、１．７５×１０^４、５．１×１０^４、１．１×１０^５、３．９×１０^５、８．６×１０^５、２×１０^６、４．４８×１０^６のものを用いる。少なくとも１０種類の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。

ポリウレタンはポリウレタンポリオールプレポリマーと第二イソシアネートの硬化反応により合成されるが、ポリウレタン中のポリウレタンポリオールプレポリマーの構成比率（以下、含有量とする）は７０乃至９５質量％、好ましくは７５乃至９５質量％、より好ましくは７５乃至９０質量％である。含有量がこの範囲に有ることによって、現像ローラ表面に所望の粘着強度を得ることができる。
第二イソシアネートとして好ましいものは、平均官能基数が２より大きく６より小さいイソシアネートまたは末端イソシアネート型プレポリマーである。平均官能基数が２以下であると架橋構造がほとんど得られず、材料強度が不足する。平均官能基数が６以上であると架橋密度が高すぎて粘着性の制御が不可能となる。第二イソシアネートとしては、トリフェニルメタントリイソシアネート、ジメチルトリフェニルメタンテトライソシアネートなどの多管能イソシアネートや多核体成分を含むクルードタイプのもの、ジイソシアネートの変性体（ウレタン変性体、アロファネート変性体、ビウレット変性体、イソシアヌレート変性体）が挙げられる。 ウレタン変性体などの変性体では変性体形成前のポリオール分子量などによって機械的物性値が多少変わる場合もあるが、上記ポリウレタンポリオールプレポリマーが、導電性最外層のポリウレタンを形成する原料の７０質量％以上好ましくは７５質量％以上を占めていれば、本発明の効果を発揮できる。

イソシアネートインデックス[ＮＣＯ]／[ＯＨ]も機械物性値が変動するパラメータとなる。イソシアネートインデックスとは、イソシアネート中のイソシアネート基のモル数とポリオール中の水酸基のモル数との比（[ＮＣＯ]／[ＯＨ]）を示すものである。最外層を構成するポリウレタンの形成においては、上記ポリウレタンポリオールプレポリマーと第二イソシアネートを、[ＮＣＯ]／[ＯＨ]が０．９から１．５の範囲となるように使用することが好ましい。しかしながら、上述した場合と同様、ポリウレタンポリオールプレポリマーが原料中の７０質量％以上を占めていれば本発明の効果を発揮することができる。

上記の直鎖状ポリウレタンポリオールプレポリマーに、イソシアネートインデックス[ＮＣＯ]／[ＯＨ]が０．９乃至１．５の範囲となるような量の第二イソシアネートを添加し、メチルエチルケトン、トルエン、アルコール、水等の溶媒で適宜希釈し、導電剤としてカーボンブラックを分散させ、表面粗し材として重量平均粒子径６乃至３０μmの樹脂粒子、例えばウレタン粒子、ナイロン粒子、アクリル粒子、シリコン粒子を、凹凸の平均間隔Ｓｍが２０乃至３００μｍとなる量を添加、分散させて、塗料を得る。所望の粘着強度を得るために、更に好ましいＳｍの範囲は３０乃至１００μｍである。上記Ｓｍ値を得るための手段として、例えば、樹脂粒子の添加量を樹脂固形分１００質量部に対して３乃至６０質量部とすることが好ましい。樹脂粒子の添加量を２５乃至５０質量部とすることにより、更に好ましいＳｍ値を得ることができる。得られた塗料をスプレー、ディッピング等の方法で塗布することにより、最外層を形成することができる。最外層の厚みは、弾性層の柔軟性を損なうことの無いように、また耐摩耗性を考慮して、２乃至１００μmが好ましい。

図３は、本発明の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
潜像担持体としての感光ドラム２１が矢印Ａ方向に回転し、感光ドラム２１を帯電処理するための帯電部材２２によって一様に帯電され、感光ドラム２１に静電潜像を書き込む露光手段であるレーザー光２３により、その表面に静電潜像が形成される。上記静電潜像は、感光ドラム２１に対して近接配置され、画像形成装置本体に対し着脱可能なプロセスカートリッジに保持される現像装置２４によって現像剤たるトナーを付与されることにより現像され、トナー像として可視化される。
現像は露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像を行っている。可視化された感光ドラム２１上のトナー像は、転写部材である転写ローラ２９によって記録媒体である紙３３に転写される。トナー像を転写された紙３３は、定着装置３２により定着処理され、装置外に排紙されプリント動作が終了する。
一方、転写されずに感光ドラム上２１上に残存した転写残トナーは、感光体表面をクリーニングするためのクリーニング部材であるクリーニングブレード３０により掻き取られ廃トナー容器３１に収納され、クリーニングされた感光ドラム２１は上述作用を繰り返し行う。
現像装置２４は、一成分現像剤として非磁性トナー２８を収容した現像容器３４と、現像容器３４内の長手方向に延在する開口部に位置し感光ドラム２１と対向設置された現像剤担持体としての現像ローラ２５とを備え、感光ドラム２１上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。またプロセスカートリッジは、現像装置と、潜像担持体、帯電部材、クリーニング部材および転写部材の少なくとも一つとを有し、これらが一体的に保持されてなるものであり、画像形成装置に着脱可能に設けられる。
尚、現像ローラ２５は感光ドラム２１と当接幅をもって接触している。現像装置２４においては、弾性ローラ２６が、現像容器３４内で、現像剤規制部材である弾性ブレード２７の現像ローラ２５表面との当接部に対し現像ローラ２５の回転方向を図３中の矢印Ｂとしてその上流側に当接され、かつ、回転可能に支持されている。
弾性ローラ２６の構造としては、発泡骨格状スポンジ構造や芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛したファーブラシ構造のものが、現像ローラ２５へのトナー２８供給および未現像トナーの剥ぎ取りの点から好ましい。例えば、芯金上にポリウレタンフォームを設けた直径１６ｍｍの弾性ローラ２６を用いることができる。
この弾性ローラ２６の現像ローラ２５に対する当接幅としては、１〜８ｍｍが好ましく、また、現像ローラ２５に対してその当接部において相対速度をもたせることが好ましく、例えば、当接幅を３ｍｍに設定し、弾性ローラ２６の周速として現像動作時に５０ｍｍ／ｓ（現像ローラ２５との相対速度は１３０ｍｍ／ｓ）となるように駆動手段（図示せず）により所定タイミングで回転駆動させることができる。

本発明の現像ローラを得るための実施例を、比較例とともに説明する。本発明の実施例および比較例による現像ローラを適用した装置の画像評価についても述べる。

（実施例１）
外径８ｍｍの芯金を内径１６ｍｍの円筒状金型内に同心となるように設置し、弾性層として液状導電性シリコーンゴム（東レダウシリコーン社製 ＡｓｋｅｒＣ硬度３５度 体積固有抵抗１０^５Ωｃｍ品）を注型後、１３０℃のオーブンに入れ２０分加熱成型し、脱型後、２００℃のオーブンで２時間二次加硫を行い、弾性層厚み４ｍｍのローラを得た。
最外層の材料として、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＧ１０００ＳＮ、分子量Ｍｎ＝１０００、平均官能基数ｆ＝２、保土谷化学株式会社製）１００質量部に、ジフェニルメタンイソシアネート（ＭＤＩ）（ミリオネートＭＴ、ｆ＝２、日本ポリウレタン工業株式会社製）１９．９質量部をＭＥＫ溶媒中で段階的に混合し、窒素雰囲気下８０℃にて３時間反応させて、Ｍｗ＝３００００、水酸基価８．４、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．４、Ｍｚ／Ｍｗ＝１．９の２官能ポリウレタンポリオールプレポリマーを得た。
得られたポリウレタンポリオールプレポリマー１００質量部に、［ＮＣＯ］／［ＯＨ］の値が１．２となるように、第二イソシアネートとしてクルードＭＤＩ（：コロネート２５１６、ｆ＝２．６相当、日本ポリウレタン工業株式会社製）５．３２質量部を加えて混合した後、固形分濃度３０％となるようにメチルエチルケトンで希釈した。そこへ、導電剤としてカーボンブラック（ＭＡ１００ 三菱化学製）を固形分に対し２０質量部、及び、表面粗し材として重量平均粒子径１０μｍのウレタン粒子（アートパールＣＦ−６００Ｔ 根上工業製）を固形分に対し４０質量部を添加して充分に分散させ、塗料を得た。得られた塗料を先に成型したローラ上にディッピングにより膜厚２０μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブンで１５分乾燥後、１４０℃のオーブンで２時間硬化し、現像ローラを得た。

（実施例２）
弾性層として液状導電性シリコーンゴム（東レダウシリコーン社製 ＡｓｋｅｒＣ硬度６５度 体積固有抵抗１０^５Ωｃｍ品）を用い、第二イソシアネートとしてクルードＭＤＩの代わりに、［ＮＣＯ］／［ＯＨ］の値が１．５となるようにウレタン変性ＭＤＩ（コロネート２５２１、、ｆ＝３．８相当、日本ポリウレタン株式会社製）４２質量部を用いたことと、表面粗し材として重量平均粒子径１０μｍのウレタン粒子（アートパールＣＦ−６００Ｔ）の代わりに重量平均粒子径２１μｍのウレタン粒子（アートパールＣ―２００Ｔ 根上工業製）を固形分に対し３質量部添加したこと以外は実施例１と同様に行って、現像ローラを得た。

（実施例３）
ＭＤＩ１９．９質量部を用いた代わりに同ＭＤＩ１８．７質量部を用いて分子量Ｍｗ＝１００００、水酸基価１８．２、分子量分散度Ｍｗ／Ｍｎ＝２．２、Ｍｚ／Ｍｗ＝１．６の２官能ポリウレタンポリオールプレポリマーを得たことと、
第二イソシアネートとしてクルードＭＤＩの代わりにＴＭＰ変性トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）（タケネートＢ８３０、ｆ＝３相当、三井武田ケミカル株式会社製）２３．４質量部を用いたことと、表面粗し材として重量平均粒子径１０μｍのウレタン粒子（アートパールＣＦ−６００Ｔ）を固形分に対し２５質量部添加したこと以外は実施例１と同様に行って、現像ローラを得た。

（実施例４）
ＭＤＩ１９．９質量部を用いた代わりに同ＭＤＩ１８．７質量部を用いて分子量Ｍｗ＝１００００、水酸基価１８．２、分子量分散度Ｍｗ／Ｍｎ＝２．２、Ｍｚ／Ｍｗ＝１．６の２官能のポリウレタンポリオールプレポリマーを得たことと、
第二イソシアネートとしてクルードＭＤＩの代わりにウレタン変性ＭＤＩ（コロネート２５２１、ｆ＝３．８相当、日本ポリウレタン工業株式会社製）３３．４質量部を用いたことと、表面粗し材として重量平均粒子径１０μｍのウレタン粒子（アートパールＣＦ−６００Ｔ）を固形分に対し５０質量部添加したこと以外は実施例１と同様に行って、現像ローラを得た。

（実施例５）
弾性層として液状導電性シリコーンゴム（東レダウシリコーン社製 ＡｓｋｅｒＣ硬度２０度 体積固有抵抗１０^５Ωｃｍ品）を用い、ＭＤＩ１９．９質量部を用い３時間反応させた代わりに同ＭＤＩ２１．５質量部を用いて６時間反応させて、分子量Ｍｗ＝５００００、水酸基価５．４、分子量分散度Ｍｗ／Ｍｎ＝３．０、Ｍｚ／Ｍｗ＝２．５の２官能ポリウレタンポリオールプレポリマーを得たことと、第二イソシアネートとしてクルードＭＤＩの代わりにＴＭＰ変性ＴＤＩ（：タケネートＢ８３０、ｆ＝３相当、三井武田ケミカル株式会社製）６．９質量部を用いたことと、表面粗し材として重量平均粒子径１０μｍのウレタン粒子（アートパールＣＦ−６００Ｔ）の代わりに重量平均粒子径６μｍのウレタン粒子（アートパールＣ−８００Ｔ、根上工業製）を固形分に対し６０質量部添加したこと以外は実施例１と同様に行って、現像ローラを得た。

（比較例１）
弾性層として液状導電性シリコーンゴム（東レダウシリコーン社製 ＡｓｋｅｒＣ硬度７０度 体積固有抵抗１０^５Ωｃｍ品）を用い、ＭＤＩ１９．９質量部を用いた代わりに同ＭＤＩ２７質量部とトリメチロールプロパン（ｆ＝３）２質量部とを用いて分子量Ｍｗ＝２３０００、水酸基価３６、分子量分散度Ｍｗ／Ｍｎ＝３．８、Ｍｚ／Ｍｗ＝３．２の分岐を持つポリウレタンポリオールプレポリマーを得たことと、
第二イソシアネートとしてクルードＭＤＩの代わりにＴＭＰ変性ＴＤＩ（タケネートＢ８３０、ｆ＝３相当、三井武田ケミカル株式会社製）４６．３質量部を用いたことと、表面粗し材として重量平均粒子径１０μｍのウレタン粒子の代わりに重量平均粒子径３０μｍのアクリル粒子（ＭＲ−３０Ｇ：綜研化学社製）を固形分に対し２質量部添加したこと以外は実施例１と同様に行って、現像ローラを得た。

（比較例２）
ＭＤＩ１９．９質量部を用いた代わりに同ＭＤＩ１８．３質量部を用いてＭｗ＝７０００、水酸基価２２．６、Ｍｗ／Ｍｎ＝１．８、Ｍｚ／Ｍｗ＝１．４の２官能ポリウレタンポリオールプレポリマーを得たことと、
第二イソシアネートとしてクルードＭＤＩの代わりにＴＭＰ変性ＴＤＩ（タケネートＢ８３０、ｆ＝３相当、三井武田ケミカル株式会社製）２９．０質量部を用いたことと、表面粗し材として重量平均粒子径１０μｍのウレタン粒子の代わりに重量平均粒子径３０μｍのアクリル粒子（ＭＲ−３０Ｇ：綜研化学社製）を固形分に対し２質量部添加したこと以外は実施例１と同様に行って、現像ローラを得た。

（比較例３）
弾性層として液状導電性シリコーンゴム（東レダウシリコーン社製 ＡｓｋｅｒＣ硬度１５度 体積固有抵抗１０^５Ωｃｍ品）を用い、ＭＤＩ１９．９質量部を用いた代わりに同ＭＤＩ２２．４質量部を用いてＭｗ＝６００００、水酸基価５．３、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．８、Ｍｚ／Ｍｗ＝２．４の２官能ポリウレタンポリオールプレポリマーを得たことと、
第二イソシアネートとしてクルードＭＤＩの代わりにＴＭＰ変性ＴＤＩ（タケネートＢ８３０、ｆ＝３相当、三井武田ケミカル株式会社製）６．８質量部を用いたことと、表面粗し材として重量平均粒子径１０μｍのウレタン粒子の代わりに重量平均粒子径１．８μｍのアクリル粒子（ＭＸ−１８０、綜研化学社製）を固形分に対し６５質量部添加したこと以外は実施例１と同様に行って、現像ローラを得た。

（測定及び画像評価）
以上の実施例及び比較例にて作製した現像ローラから、長さ５０ｍｍ程度の半円柱状のテストピースを切り取り、温度２５±２℃、相対湿度５０±１０％の環境下、最外層表面の粘着強度をＪＩＳ Ｚ３２８４に準拠したタッキング試験機（ＴＡＣ−II：株式会社レスカ製）を用いて、室温下、プリロード４００ｇｆ、押し込み速度３０ｍｍ／ｍｉｎ、押し込み荷重４００ｇｆ、押し込み時間５秒、引上げ速度６００ｍｍ／ｍｉｎの条件にて、円柱形φ５．１ｍｍ、ステンレス製のプローブを用いて測定を行い、５回の測定値（ピーク値）の平均値を粘着強度とした。
各最外層表面の凹凸の平均間隔Ｓｍは、接触式表面粗さ計サーフコム４８０Ａ（東京精密製）を用いて測定した。測定条件としては、ＪＩＳＢ０６０１に準じ、半径２μｍの触針を用い、押し付け圧０．７ｍＮ、測定速度０．３ｍｍ／ｓｅｃ、測定倍率５０００倍、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定長さ２．５ｍｍで行い、周方向３点、軸方向３点、合計９点の平均値をＳｍの測定値とした。
ＡｓｋｅｒＣ硬度は、日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１に準拠したＡｓｋｅｒＣ型スプリング式ゴム硬度計（高分子計器社製商品名）を用いて測定した硬度であり、常温常湿（２３℃、５５％ＲＨ）の環境下に５時間以上放置した硬度測定用ゴムシートに、上記硬度計を１Ｋｇの力で当接させてから３０秒後の測定値とするものである。ゴムシートについては、１００ｍｍ四方、厚さ２ｍｍの平板成型用金型を用い、必要量の原料を流し込み、プレス成型にて１３０℃２０分１次加硫を行い脱型した後、２００℃４時間で二次加硫を行うことにより得ることができる。得られたゴムシート５枚を隙間なく重ねることにより、厚さ１０ｍｍの硬度測定用ゴムシートを得ることができる。
次に、現像剤量規制部材として厚さ０．１ｍｍのリン青銅板が取り付けられ且つ非磁性一成分現像剤を収容する現像容器に、得られた現像ローラを組み込み、室温環境下、レーザービームプリンタ（Ｓａｔｅｒａ ＬＢＰ５５００、キヤノン社製）に装着し、ベタ画像を出力した。次に、印字率２％にて１００００枚印字後に、ベタ画像を出力し、マクベス反射濃度計（ＲＤ９１８、グレタグマクベス社製）を用いて初期と１００００枚印字後のベタ画像について画像１枚内で９点測定し、その平均値を画像濃度とした。以上の結果を表１に示す。

※１ 初期画像濃度について、１．４以上のものをＡ、１．３以上１．４未満のものをＢ、１．３未満のものをＣとした。
※２ 画像濃度の増加について、初期と１００００枚印字後のベタ濃度増加が０．２未満のものをＡ、０．２以上０．３未満のものをＢ、０．３以上のものをＣとした。

表１から明らかなように、実施例１乃至５においては、十分な初期画像濃度が得られ、１００００枚印字後の濃度増加が発生していないのに対し、比較例１、２では粘着強度の不足により初期画像濃度不足が発生し、また比較例３については１００００枚印字後の画像濃度の増加が発生した。

本発明は電子写真装置において、感光体に圧接し現像剤を可視化する現像ローラに関する。

本発明の現像ローラの一つの実施形態を示す概略図である。 図１の現像ローラの断面図である。 本発明の現像ローラを適用した画像形成装置の一つの実施形態を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 芯金
２ 弾性層
３ 最外層
４ 現像ローラ
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電部材
２３ レーザー光
２４ 現像装置
２５ 現像ローラ
２６ 弾性ローラ
２７ 弾性ブレード
２８ 非磁性トナー
２９ 転写ローラ
３０ クリーニングブレード
３１ 廃トナー容器
３２ 定着装置
３３ 紙
３４ 現像容器

Claims (9)

1. 現像剤を担持、搬送して感光体と接触し静電潜像を可視化する現像ローラであって、
   ポリウレタンと樹脂粒子と導電剤とを含む最外層を有し、
   該ポリウレタンは、少なくともポリウレタンポリオールプレポリマーとイソシアネートとを反応させて得たものであり、該ポリウレタンポリオールプレポリマーが、２官能のポリエーテルポリオールと２官能のイソシアネートを鎖延長させてなり且つ重量平均分子量が１００００乃至５００００、分子量分散度がＭｗ／Ｍｎ＝３．０以下、Ｍｚ／Ｍｗ＝２．５以下の直鎖状ポリウレタンポリオールプレポリマーであり、
   該ポリウレタン中の該ポリウレタンポリオールプレポリマーの構成比率が７０乃至９５質量％であり、かつ
   表面の粘着強度が２．０乃至１５．０ｋＮ／ｍ^２であることを特徴とする現像ローラ。
2. 該現像ローラ表面の粘着強度が３．０乃至１０．０ｋＮ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
3. 該現像ローラの弾性層を構成するゴム材料のＡｓｋｅｒＣ硬度が、２０〜６５度であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像ローラ。
4. 該現像ローラ表面の凹凸の平均間隔Ｓｍが２０乃至３００μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の現像ローラ。
5. 該現像ローラ表面の凹凸の平均間隔Ｓｍが３０乃至１００μｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の現像ローラ。
6. 該現像ローラの最外層が、樹脂粒子を樹脂固形分１００質量部に対して３乃至６０質量部含有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の現像ローラ。
7. 該現像ローラの最外層が、樹脂粒子を樹脂固形分１００質量部に対して２５乃至５０質量部含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の現像ローラ。
8. 画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、該カートリッジが、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像ローラを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 静電潜像を保持するための感光ドラム及び該感光ドラムに接触している現像ローラを有する画像形成装置において、該現像ローラが、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像ローラであることを特徴とする画像形成装置。

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