JPH11184240A

JPH11184240A - 現像ローラ

Info

Publication number: JPH11184240A
Application number: JP35572197A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Komatsu; 利幸小松; Koji Sezaki; 好司瀬崎
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】金属製シャフトの太径化以外の手段を用いて
導電性弾性層の径方向の厚み（以下、「弾性層厚み」と
称す）を小さくし、導電性弾性層を有しつつも温度、湿
度などの環境の変化に影響を受けず常に感光体及び規制
ブレードとの位置関係を一定範囲内に維持できる現像ロ
ーラを提供せんとする。【構成】導電性弾性層を支持する芯体部に導電性樹脂
層を用いることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真式
の複写機、プリンター、ファクシミリ等の静電像現像方
式を利用する電子写真装置に用いられる現像ローラに関
し、特に非磁性一成分現像方式に適した技術を提供せん
とするものである。

【０００２】

【従来の技術】上記電子写真装置に用いられる現像装置
は各種のものが提案されており、例えば磁気ローラによ
り、磁性トナーを吸着して感光体に転写することが行わ
れている。しかし、このような磁気ローラを用いて磁性
トナーを供給する方式は、磁気ローラが高価であるだけ
でなく、磁気ローラと感光体との間隙の調整が微妙であ
り、しばしば０．１ｍｍ単位の精度を必要としその精度
を満たすために機構が複雑になる。更に、磁性二成分ト
ナーを用いる場合はキャリア自体に寿命があるため、例
えば１万コピーないし２万コピー毎に定期交換が必要と
なり、その交換作業は手間のかかる煩わしいものであ
る。また、磁性トナー自身に異色に近い磁性体を内添す
ることから、磁性トナーのカラートナー化は技術的に困
難であった。

【０００３】このような問題を解決するものとして電気
的作用力のみを利用する方式がいくつか提案されてお
り、例えば非磁性トナーのみからなる一成分現像剤（以
下、「非磁性一成分現像剤」と称す）を用いるものが提
案されている。

【０００４】図２は、非磁性一成分現像剤を用いるプリ
ンタや複写装置における現像装置とその周辺の構成を示
している。これら構成の概略について先ず説明する。静
電潜像担持体である感光体７の表面には、光導電性絶縁
体層が形成されている。光導電性絶縁体は、通常は電気
絶縁性を示し、光が照射されると導電性を示す物質であ
る。感光体７は、回転方向７ａに回転し、帯電器８によ
ってその表面が一様に帯電される。感光体７の表面には
原稿表面を光によって走査したときの反射光が図示外の
光学系を介して光照射１６され、感光体７表面において
光照射を受けた箇所が導電性となって、この箇所の電荷
が消失し、これにより感光体７表面に静電潜像が形成さ
れる。光照射１６は、例えばレーザプリンタでは記録す
べき画像に対応して強度が変調された光ビームによって
行われる。複写機では、原稿表面を光によって走査した
ときの反射光を光学系を介して導いた光が光照射１６と
なる。感光体７の表面に形成される静電潜像に、帯電し
た粉体の非磁性一成分現像剤であるトナーが現像ローラ
１により塗布されると、静電潜像が顕在化する。感光体
７の表面上に供給されたトナーは、記録用紙１０に転写
される。この転写の際には、記録用紙１０の裏側から転
写器１１により静電気的な吸引力を作用させる。転写器
１１よりも回転方向７ａの下流側には、クリーニングブ
レード等の清掃器１２が設けられている。この清掃器１
２は感光体７の表面に吸着されたものの、記録用紙１０
上には転写されなかったトナーを除去する。トナーが転
写された記録用紙１０は、定着器１３に搬送される。定
着器１３は、加熱ローラ１４と加圧ローラ１５を有し、
この間に記録用紙１０を通過させることにより、転写さ
れたトナーを記録用紙１０上に定着させる。

【０００５】現像装置９は、トナー１８が貯留されたト
ナー容器１７に現像ローラ１を内蔵した構成であり、現
像ローラ１の表面を静電潜像が形成された感光体７に接
触若しくは近接させることによりトナー１８を感光体７
の表面に塗布する。このように現像ローラを感光体に接
触させる方式は接触式と呼ばれており、近接させる方式
は非接触式と呼ばれている。そしてトナー容器１７内に
はトナー１８を現像ローラ１の表面に確実に付着させる
ための供給ローラ１９が、また現像ローラ１表面のトナ
ーの層厚を規制するための薄膜形成ブレード２０が、現
像ローラ１に接触して設けられる。現像ローラ１には、
たとえば負電源２１によって接地電位に対して負の電圧
が印加され、供給ローラ１９及び薄膜形成ブレード２０
には接地電位に対して絶対値で現像ローラに印加される
電圧以上の大きさの負電圧が負電源２２、２３によって
印加され、現像ローラ１表面に付着堆積させたトナーを
帯電させる。尚、清掃器１２としては、図示したブレー
ド方式の他にブラシやローラを用いる場合もある。

【０００６】このような現像ローラ１には図３に示す如
く、アスカＣ硬度で２０〜５０度程度の柔らかい導電性
弾性層２を設けている。この導電性弾性層２は、薄膜形
成ブレード下を通過する際にトナーに加わるブレードの
加圧力により現像ローラ表面上のトナーが割れてしまう
ことを防止するとともに、接触式の現像装置においては
感光体との間に０．５〜２ｍｍ程度の接触幅、即ちニッ
プ幅を確保する上で有効に機能する。このような弾性効
果を有する導電性弾性層２は一般に可塑剤及び加硫剤を
添加したＮＢＲ（ニトリルブタジエンラバー）、ＥＰＤ
Ｍ、シリコーン、ウレタン等により形成される。これら
はそのまま現像ローラ１の表面に露出させる場合もある
が、通常は前記可塑剤や加硫剤によるトナー、感光体等
の汚染を防止したり、トナーの帯電や搬送性を制御する
目的で、導電性弾性層２上に表面保護層６を被覆するこ
とが多い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】非磁性一成分現像剤を
用いた現像装置及びその周辺の構造は上記の通りである
が、導電性弾性層を有する現像ローラには次のような問
題がある。

【０００８】導電性弾性層に用いられる多くの材料は線
膨張係数及び吸水率が大きいため、温度や湿度等の環境
の変化によって現像ローラの外径（以下、「ローラ外
径」と称す）が大きく変化する。ローラ外径の変化は例
えば現像ローラと薄膜形成ブレードとの接触幅や、現像
ローラと感光体との接触幅若しくは間隔（ギャップ）を
変化させ、現像ローラ表面上のトナーの量や帯電特性を
不安定にし、ひいては現像濃度をはじめ画像品質の著し
い低下をもたらす。たとえば温度２０℃、湿度６０％の
環境下では良好な画像が得られても、温度３５℃、湿度
８５％の環境下では良好な画像が得られない場合が生じ
る。

【０００９】そこで前記ローラ外径の変化を小さくする
方法として、図４に示す如く、導電性弾性層２の径方向
の厚みｔを弾性効果が失われない範囲で小さくすること
が考えられる。しかしこの方法によると導電性弾性層が
薄くなった分、導電性弾性層２を支持する芯体部５は太
径化せざるを得ない。芯体部５には導電性弾性層２に電
圧を印加するための導電性と、現像ローラ１を軸方向に
撓みなく支持するための十分な曲げ剛性が必要であるた
め、従来から金属製シャフト４が使用されている。しか
しこの金属製シャフト４を太径化すると次のような問題
が生じる。現像ローラ１の重量が増すとともに現像ローラ１を駆
動するモータも発生トルクの大きい大型のものを使用せ
ざるを得ず、現像装置の軽量小型化の要請に反する。現像ローラ１両端部に設けられるローラ支持部１ａは
軸受け、駆動モータおよび歯車等にあわせて小径化され
ていることから、金属製シャフト４を太径化すると製造
上両端部の切削加工に多数の工数が必要となり、材料費
とともにコスト高の原因となる。前記重量の問題を解決する手段として、太径化した金
属製シャフトを中空とすることが考えられるが、前記の
如くローラ支持部１ａは小径化されているため新たな部
材が必要となりコスト高であるとともに、回転中心の芯
出しが難しくなる。

【００１０】このような温度、湿度等の環境の変化によ
るローラ外径の変化及び現像装置の重量化、大型化、高
コスト化は現像品質及び製品価値にかかわる重大な問題
であることから解決策が求められている。

【００１１】本発明はかかる現況に鑑みなされたもの
で、金属製シャフトの太径化以外の手段を用いて導電性
弾性層の径方向の厚み（以下、「弾性層厚み」と称す）
を小さくし、導電性弾性層を有しつつも温度、湿度など
の環境の変化に影響を受けず常に感光体及び規制ブレー
ドとの位置関係を一定範囲内に維持できる現像ローラを
提供せんとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】本発明者らは
前述の課題を解決するに当たり鋭意検討を進めた結果、
金属製シャフトを太径化するかわりに線膨張係数の小さ
い導電性樹脂層を用いて芯体部を太径化すれば、上記問
題を回避しつつ弾性層厚みを小さくすることができるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。

【００１３】すなわち本発明は、非磁性一成分方式を採
用する現像装置に用いる現像ローラにおいて、導電性弾
性層を支持する芯体部に導電性樹脂層を用いることを特
徴とする現像ローラである。前記導電性樹脂層は、前記
導電性弾性層に比べて線膨張係数及び吸水率が小さい。
従って、該導電性樹脂層を用いて芯体部を太径化し弾性
層厚みを小さくすると、温度、湿度等の環境変化による
ローラ外径の変化が抑制され、現像ローラと薄膜形成ブ
レード及び感光体との接触幅若しくは間隔（ギャップ）
を一定範囲内に維持でき、常に良好な画像を得ることが
できる。また、この現像ローラは金属製シャフトの太径
化を伴わないため、コスト上昇を回避できるとともに現
像ローラの軽量、小型化の要請にも反しない。

【００１４】ここで芯体部として用いる導電性樹脂層に
金属製シャフトをインサートしてもよい。このような現
像ローラでは、該現像ローラを支えるローラ支持部の強
度および現像ローラの撓みに対する曲げ剛性の大部分を
前記金属製シャフトが担うため、導電性樹脂の材料選定
に際して、温度、湿度等の環境の変化による寸法変化さ
え小さいものに限定すれば機械的強度を配慮する必要が
なく、弾性係数など比較的自由に選択できる。

【００１５】また、前記導電性弾性層の素材としては、
（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主にオキシアルキレン単
位または飽和炭化水素系単位からなる重合体と、（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、を主成分とする硬
化性組成物の反応硬化物を用いることが好ましい。この
ような導電性弾性層は特に柔軟性を示すとともに、オキ
シアルキレン単位を含む場合には硬化前に低粘度である
ため扱いやすく、飽和炭化水素単位を含む場合には低吸
水率となり、高湿度環境下でも体積変化、ローラ抵抗変
化が少ない。

【００１６】更に、導電性弾性層の外層には、トナーや
感光体の汚染防止の為やトナーの帯電特性及び搬送性を
制御するために、表面保護層を設けることが好ましい。

【００１７】ここで、ナイロン系又はウレタン系の樹脂
組成物からなる表面保護層は、トナーを良好にマイナス
帯電させる点で好ましく、フッ素系ゴムからなる表面保
護層は、トナーを良好にプラス帯電させる点で好まし
い。

【００１８】また、特にポリカーボネートウレタンを主
成分とする樹脂組成物からなる表面保護層は、導電性弾
性層の弾性変形に十分追従できる柔軟性、環境安定性及
びトナー等の粘着を防止する非粘着性をもつ点で好まし
い。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に本発明の詳細を図示した実施
例に基づき説明する。非磁性一成分方式を採用する現像
ローラは、図１（ａ）〜（ｄ）に示す如く、主に導電性
弾性層２とその支持体である芯体部５とから構成され、
本実施例においては更に、導電性弾性層２上に１０〜１
５０μｍの厚みをもつ表面保護層６を設けている。本発
明の現像ローラ１は芯体部５を太径化して、上記弾性効
果が維持できる範囲で導電性弾性層２の径方向の厚みを
小さくするものであり、芯体部５に導電性樹脂層３を用
いることを特徴としている。

【００２０】前記芯体部５には、導電性弾性層に電圧
を印加する機能、現像ローラを撓みなく支持できる曲
げ剛性、温度、湿度等の環境の変化に対する寸法変化
が微小であることが要求されるが、芯体部５に導電性樹
脂層３を用いる場合もこれらの要求を満たすことが必要
である。導電性樹脂層３は、導電性物質と合成樹脂との
混合物である導電性樹脂で形成され、導電性物質には金
属粉、導電性カーボン、導電性ポリマー等が使用され、
合成樹脂にはポリエステル、ポリアミド、ポリエチレ
ン、ポリカーボネート等の、環境による寸法変化が少な
い熱硬化性樹脂若しくは熱可塑性樹脂が使用できる。

【００２１】このような芯体部５の構成としては、図１
（ｂ）に示す如く金属製シャフトの外径を重量の影響が
ない程度に大きくして曲げ剛性を増すものも好ましい実
施例である。また、図１（ｃ）に示す如くローラ支持部
１ａを導電性樹脂層の段付き形状等にすることも好まし
い実施例である。これによると金属製シャフトは安価な
円柱形状が採用でき、且つ支持部の形状に自由度が増
す。さらに、導電性樹脂層３に用いる材料を縦弾性係数
の大きい材料に限定し、導電性樹脂層３自体の曲げ剛性
を高めることで、金属製シャフトをさらに細径化した
り、図１（ｄ）に示す如く導電性樹脂で芯体部を一体成
形し、軽量化、低コスト化を図ることも可能である。こ
れら芯体部５は、押出成形法で導電性樹脂層３を中空の
スリーブ状に成形し、これにシャフト４をインサートし
て組み立てる方法や射出成形法においてシャフトインサ
ート成形若しくはシャフトをインサートせず芯体部一体
成形する方法等により製造される。

【００２２】前記導電性弾性層２は薄膜形成ブレード若
しくは感光体の圧力により弾性変形するので、薄膜形成
ブレードによるトナーの割れが防止できるとともに接触
式の現像装置においては感光体との間に０．５〜２ｍｍ
程度の接触幅、即ちニップ幅を確保する機能を有する。

【００２３】導電性弾性層２の素材としては、以下に説
明する硬化性組成物の反応物が好ましい。これらは特に
柔軟な構造をもつため、該導電性弾性層２を薄くしても
十分に弾性効果を発揮できる。またオキシアルキレン単
位を含む場合には、硬化前に低粘度であるため扱いやす
く、飽和炭化水素単位を含む場合には、低吸水率となり
高湿度環境下でも体積変化及びローラ抵抗の変化が少な
いという点で好ましい。

【００２４】即ち、（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主に
オキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位からな
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、を主成分とする硬化性組成物の反応硬化物を用いる
ことが好ましい。

【００２５】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
は少なくとも１個必要であるが、ゴム弾性の点からは、
直鎖状分子の場合は、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には、分子末端に２
個以上のアルケニル基が存在することが好ましい。
（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単位である。

【００２６】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、少量の導電性付
与剤を添加するだけで体積抵抗が１０⁸Ωｃｍ〜１０⁹
Ωｃｍとなるため好ましい。また、硬化物の低硬度化の
観点からも、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
ン系重合体が好ましい。

【００２７】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
い、オキシアルキレン単位以外に含有される単位として
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、例えば、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の単位が
挙げられる。なお、オキシプロピレン系重合体の場合に
は、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
もよい。

【００２８】上記のような（Ａ）成分のオキシアルキレ
ン系重合体の分子量としては、反応性および低硬度化の
バランスをよくする観点から、数平均分子量（Ｍｎ）
で、５００〜５０，０００、さらには１，０００〜４
０，０００であることが好ましい。特に、数平均分子量
５，０００以上のもの、さらには５，０００〜４０，０
００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場合に、充分な
機械的強度（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に大きくなりすぎる
と、分子中に含まれるアルケニル基１個当たりの分子量
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、硬化が不十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。

【００２９】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）、

【００３０】Ｈ₂Ｃ＝Ｃ（Ｒ¹）− （１）（式中、Ｒ¹は水素原子またはメチル基）

【００３１】で示されるアルケニル基が、硬化性に優れ
る点で好ましい。

【００３２】また、この硬化性組成物の特徴の１つは、
低硬度化に設定しやすいことであり、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個以上が好ま
しく、（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。

【００３３】また、（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単位である重合体の場合
は、低吸水率であり、電気抵抗の環境変動が小さく好ま
しい。この重合体の場合も、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り、（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、
ゴム弾性の点からは、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
場合には、分子末端に２個以上存在することが好まし
い。

【００３４】前記主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽
和炭化水素単位である重合体の代表的な例としては、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も
かまわないが、少なくとも飽和炭化水素単位を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。

【００３５】この主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽
和炭化水素単位である（Ａ）成分の重合体の分子量とし
ては、取り扱いやすさなどの点から、数平均分子量（Ｍ
ｎ）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加工性の点で好ましい。

【００３６】この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。

【００３７】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有し、主鎖を構成す
る主な繰り返し単位が飽和炭化水素系である重合体の好
ましい具体例としては、両端末にアルケニル基を２個有
する直鎖状の数平均分子量（Ｍｎ）が２，０００〜１
５，０００でＭｗ（重量平均分子量）／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。

【００３８】また、硬化性組成物中の（Ｂ）成分は、分
子中に少なくとも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やすくなり、ボイドやクラックの
原因になるため、分子中に含まれるヒドロシリル基の数
は５０個以下がよい。さらには２〜３０個、より好まし
くは２〜２０個であることが、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好ましく、さらに、硬化
時の発泡を容易に防ぐ点では、２０個以下、ヒドロシリ
ル基が失活しても硬化不良が発生しにくい点では３個が
好ましく、最も好ましい範囲は３〜２０個である。

【００３９】なお、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、ＳｉＨ
₂の場合にはヒドロシリル基を２個有することになる
が、Ｓｉに結合するＨは異なるＳｉに結合する方が硬化
性がよく、ゴム弾性の点からも好ましい。

【００４０】（Ｂ）成分の分子量は、後述する導電性付
与剤を添加する際の分散性やローラー加工性などの点か
ら数平均分子量（Ｍｎ）で３０，０００以上であるのが
好ましく、さらには２０，０００以下、特には１５，０
００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３００〜１０，０００が好ましい。

【００４１】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
溶性の点では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、貯蔵安定性の点からα−メチルスチレン
変性体が好ましい。

【００４２】（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うるものである
限り特に制限はない。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−オレフイン錯体、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
よく、また２種以上併用してもよい。

【００４３】以上のような硬化性組成物中の（Ａ）成分
および（Ｂ）成分の使用割合は、（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モルがゴ
ム弾性の点から好ましい。

【００４４】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^-1〜１
０^-8モル、さらには１０^-1〜１０^-6モル、特には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。
その一方で、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。

【００４５】更に、上記のような硬化性組成物に導電性
付与剤を添加して、導電性組成物とする。この導電性付
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が挙げられる。こ
れらの導電性付与剤は、単独で使用しても、また２種以
上を併用しても構わない。

【００４６】前記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
抵抗を得る点からは１０重量％以上が好ましく、必要な
ゴム硬度と、硬化物の体積抵抗率が１０³〜１０¹⁰Ωｃ
ｍとなるように、その物性バランスから添加量を決めれ
ばよい。

【００４７】さらに、上記硬化性組成物には、上記
（Ａ）〜（Ｃ）成分及び導電性付与剤の他、貯蔵安定性
改良剤、例えば、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よい。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、また２種以上併用してもよ
い。

【００４８】また、上記硬化性組成物には、加工性やコ
ストを改善するための充填剤、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よい。

【００４９】次に、導電性弾性層２上に被覆する表面保
護層６の素材について説明する。表面保護層はとくに規
定はないが、例えばトナーを良好にマイナス帯電させる
観点からはナイロン系、ポリウレタン系のものが好まし
く、また、トナーを良好にプラス帯電させる観点ではフ
ッ素系ゴムが好ましい。特に、前記導電性弾性層２に上
述の（Ａ）〜（Ｃ）成分及び導電性付与剤を使用する場
合には、該導電性弾性層２の弾性変形に十分に追従でき
る柔軟さを有することが重要である反面、表面が非粘着
である必要がある。さらに環境安定性、トナーフィルミ
ング等も考慮すると、ポリカーボネートウレタンが好ま
しい。

【００５０】前記ポリカーボネートウレタンは、ポリカ
ーボネート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。ポリカーボネートウレタンは、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
ルカーボネートまたはジアリルカーボネートとの縮合に
よって得られる公知の材料である。ポリカーボネートポ
リオールの好ましいものとしては、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、１，５−ペンタンジオールなどを使用したもので
あり、数平均分子量（Ｍｎ）は約３００〜１５，０００
が望ましい。ポリカーボネートポリオールは、単独で使
用することが好ましいが、ポリエステルポリオール、ポ
リエーテルポリオール、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可能である。

【００５１】また、ポリカーボネートと反応させるポリ
イソシアネートは、トリレンジイソシアネート（ＴＤ
Ｉ）、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ＭＤ
Ｉ、水添ＴＤＩ、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤ
Ｉ）などの公知のものが使用される。入手のし易さ、コ
スト、特性などのバランスからは、水添ＭＤＩ、ＩＰＤ
Ｉが好ましい。前記ポリカーボネートウレタンには、必
要に応じて鎖伸長剤として公知のグリコールやポリアミ
ン等を用いても構わない。

【００５２】表面保護層の被覆方法に特に制約はない
が、熱収縮によってチュウーブを被覆する方法や表面層
溶液を粘度に応じてＤＩＰ、スプレー、コータ等で塗布
し乾燥する方法が代表的な被覆方法として挙げられる。

【００５３】

【発明の効果】本発明の現像ローラは、導電性弾性層に
比べて線膨張係数及び吸水率の小さい導電性樹脂を用い
て芯体部を太径化し導電性樹脂層の径方向の厚みを薄く
できるので、温度、湿度等の環境変化によるローラ外径
変化を抑制することができる。従って、薄膜形成ブレー
ド及び感光体との接触幅若しくは間隔（ギャップ）を一
定範囲に維持でき、安定した画像が得られる。また、前
記導電性弾性層の径方向の厚みを薄くする際に金属製シ
ャフトの太径化を伴わないので、コストの上昇及び現像
装置の重量化、大型化が回避できる。

【００５４】また、芯体部として用いる導電性樹脂層に
金属製シャフトをインサートすると、現像ローラを支え
るローラ支持部の強度および現像ローラの撓みに対する
曲げ剛性の大部分を前記金属製シャフトが担うため、導
電性樹脂の材料選定に際し、温度、湿度等の環境の変化
による寸法変化さえ小さいものに限定すれば機械的強度
を配慮する必要がなく、弾性係数など比較的自由に選択
することができる。

【００５５】また、導電性弾性層として使用する硬化性
組成物の反応物において、その主鎖を構成する主な繰り
返し単位にオキシアルキレン単位からなる重合体を採用
すると、少量の導電性付与剤の添加で硬化物の体積抵抗
率を設定しやすく、かつ低硬度化への設定もしやすいた
め、現像ローラの時定数を適切な値に設定でき、該導電
性弾性層の厚みを薄くしてもその弾性効果を十分に維持
できる。一方で、主鎖を構成する主な繰り返し単位に飽
和炭化水素単位からなる重合体を採用すると、低吸水率
の硬化物が得られ、その体積及び電気抵抗の環境変動が
少なく、現像ローラの時定数の環境変動も少なくなり、
耐久性の高い現像ローラを得ることが可能となる。

【００５６】更に、導電性弾性層の外層に表面保護層を
設けることで、トナーや感光体の汚染が防止され、ま
た、トナーの帯電及び搬送性を制御することができる。

【００５７】例えば、ナイロン系又はウレタン系の樹脂
組成物からなる表面保護層は、トナーを良好にマイナス
帯電させることができ、フッ素系ゴムからなる表面保護
層はトナーを良好にプラス帯電させることができる。ま
た、前記ウレタン系の樹脂組成物として、ポリカーボネ
ートウレタンを主成分とする樹脂組成物を用いると、導
電性弾性層の弾性変形に十分追従でき、環境安定性に優
れ、トナー等の粘着を防止できる表面保護層を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｄ）本発明の現像ローラの実施例
を示す断面説明図

【図２】現像装置とその周辺構造を示す説明図

【図３】従来の現像ローラの構造を示す軸方向断面図

【図４】従来の現像ローラにおいて導電性弾性層の径方
向の厚みを小さくした状態を示す軸方向断面図

【符号の説明】

１現像ローラ１ａローラ支持部２導電性弾性層３導電性樹脂層４金属製シャフト５芯体部６表面保護層７感光体７ａ回転方向８帯電器９現像装置１０記録用紙１１転写器１２清掃器１３定着器１４加圧ローラ１５加熱ローラ１６光照射１７トナー容器１８トナー１９供給ローラ２０薄膜形成ブレード２１負電源２２負電源２３負電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性一成分方式を採用する現像装置に
用いる現像ローラにおいて、導電性弾性層を支持する芯
体部に導電性樹脂層を用いることを特徴とする現像ロー
ラ。
【請求項２】芯体部として用いる導電性樹脂層に金属
製シャフトをインサートした請求項１記載の現像ロー
ラ。
【請求項３】導電性弾性層が（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
単位が主にオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系
単位からなる重合体、（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、および、（Ｃ）ヒドロ
シリル化触媒、を主成分とする硬化性組成物の反応硬化
物からなることを特徴とする請求項１又は２記載の現像
ローラ。
【請求項４】導電性弾性層の外層に表面保護層を設け
たことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の
現像ローラ。
【請求項５】表面保護層がナイロン系又はウレタン系
の樹脂組成物からなることを特徴とする請求項４記載の
現像ローラ。
【請求項６】表面保護層がフッ素系ゴムからなること
を特徴とする請求項４記載の現像ローラ。
【請求項７】表面保護層がポリカーボネートウレタン
を主成分とする樹脂組成物からなることを特徴とする請
求項４記載の現像ローラ。