WO2005121905A1 - 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 Download PDF

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WO2005121905A1
WO2005121905A1 PCT/JP2005/010482 JP2005010482W WO2005121905A1 WO 2005121905 A1 WO2005121905 A1 WO 2005121905A1 JP 2005010482 W JP2005010482 W JP 2005010482W WO 2005121905 A1 WO2005121905 A1 WO 2005121905A1
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WO
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resin
developing roller
resin layer
fine particles
layer
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Application number
PCT/JP2005/010482
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Takagi
Shuyou Akama
Original Assignee
Bridgestone Corporation
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Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corporation filed Critical Bridgestone Corporation
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Priority to JP2006514538A priority patent/JPWO2005121905A1/ja
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0806—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller
    • G03G15/0818—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer on a donor element, e.g. belt, roller characterised by the structure of the donor member, e.g. surface properties

Definitions

  • the present invention relates to a developing roller used for an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus such as a copying machine and a printer and an electrostatic recording apparatus, and an image forming apparatus using the developing roller.
  • a non-magnetic developer (toner) is supplied to a latent image holding member such as a photosensitive drum holding a latent image, and the latent image holding member is supplied with a non-magnetic developer.
  • a latent image is visualized by attaching toner to the image.
  • One of the general developing methods is to use a developing device with a small gap between the latent image carrier and the developing device.
  • Non-magnetic jumping development in which charged toner is carried on the outer periphery of the roller, and the developing roller is rotated while a voltage is applied between the latent image holding member and the developing roller, so that the toner flies on the latent image holding member. There is a law.
  • a small gap 92 is provided between the photosensitive drum 95 between the toner supply roller 94 for supplying toner and the photosensitive drum (latent image holder) 95 holding the electrostatic latent image.
  • the developing roller 91, the photosensitive drum 95, and the toner supply roller 94 rotate in the directions of the arrows in the figure, and a predetermined voltage is applied between the photosensitive drum 95 and the developing roller 91.
  • the toner 96 is supplied to the surface of the developing roller 91 by the toner supply roller 94, and the toner 96 is adjusted to a uniform thin layer by the layering blade 97, and the thinner toner 96 is formed. Then, it flies over the gap 92 to the photosensitive drum 95 and adheres to the latent image, so that the latent image becomes visible.
  • reference numeral 98 denotes a transfer unit, which transfers a toner image to a recording medium such as paper.
  • Reference numeral 99 denotes a cleaning unit, which is configured to remove the toner 6 remaining on the surface of the photosensitive drum 95 after transfer by the cleaning blade 99a.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional developing roller 91 used for a non-magnetic jumping developing method.
  • the developing roller 91 is generally a solid cylindrical shape made of a good conductive material such as metal.
  • a resin layer 84 is provided on the outer periphery of the hollow cylindrical shaft member 82 for optimizing the chargeability and adhesion to the toner, or the frictional force between the developing roller and the layered blade. (For example, see Patent Document 1.)
  • the shaft member 82 In order to make the shaft member 82 as light as possible in terms of strength, it is preferable to form a hollow cylindrical shape.
  • the shaft member 82 is attached to both ends of the metal pipe 85 and the metal pipe 85.
  • Each of the shaft caps 86 is provided with a shaft portion 86a which constitutes both ends in the longitudinal direction of the shaft member 82, and is supported by a roller support portion of the image forming apparatus. You.
  • the shaft member 82 is dipped in a solvent-based or water-based paint, or this paint is sprayed on the outside of the shaft member 82, and then dried and cured by heat or hot air.
  • a long drying line is required to mass-produce the developing roller 91, and the cost required for the equipment and space is enormous.
  • the resin layer is required to have highly controlled conductivity and surface condition depending on the application.However, variations in temperature distribution and air volume in the drying line greatly affect these performances, and there are also quality problems. Was.
  • a developing roller in which a coating layer is formed by curing an ultraviolet curable resin containing a conductive agent applied on a shaft member 82 with ultraviolet rays (for example, see Patent Reference 2).
  • a conductive agent for imparting conductivity to the developing roller a carbon-based material is generally widely used in terms of low cost, high conductivity, and its stability to the environment.
  • Patent Document 1 JP 2002-14534 A
  • Patent Document 2 JP-A-2002-310136
  • the resin layer configured as described above is generally coated with a coating liquid containing a resin component.
  • the resin layer formed in this way has insufficient surface roughness, so the toner is carried on the outer peripheral surface and supplied to the latent image holding member. There was a possibility that the supply capacity at the time of supply was insufficient.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and can eliminate a drying line in a process of forming a resin layer, and can impart conductivity to the resin layer.
  • An object of the present invention is to provide a developing roller that can use a carbon-based conductive agent as a conductive agent for the development, and an image forming apparatus using the same.
  • Another object of the present invention is to provide a developing roller having a surface roughness sufficient to obtain a desired toner supply capability, and an image forming apparatus using the same.
  • ⁇ 1> is a latent image in which a non-magnetic developer carried on the outer peripheral surface is provided with one or more resin layers on the outer side in the radial direction of a shaft member which is mounted by being supported at both ends in the longitudinal direction.
  • a non-magnetic developer carried on the outer peripheral surface is provided with one or more resin layers on the outer side in the radial direction of a shaft member which is mounted by being supported at both ends in the longitudinal direction.
  • the shaft member is made of a metal pipe, at least one of the resin layers is made of an ultraviolet curable resin containing a conductive agent and an ultraviolet polymerization initiator, and the conductive agent contains at least a carbon-based resin. Further, the developing roller includes the ultraviolet polymerization initiator having a maximum wavelength in an ultraviolet absorption wavelength band of 400 nm or more.
  • the "ultraviolet absorption wavelength band” refers to a wavelength band in which the initiator can obtain sufficient energy for cleavage, and a wavelength band having only a small amount of absorption is an absorption wavelength band. Not included. Therefore, for example, a case where the maximum wavelength of the ultraviolet absorption wavelength band is 400 ⁇ m or more means that cleavage can be sufficiently initiated even in a wavelength band of 400 nm or more, and that ultraviolet light can be absorbed in this region. It doesn't just mean re.
  • ⁇ 2> is a preferable example of ⁇ 1>, wherein the ultraviolet polymerization initiator includes one having a maximum wavelength in an ultraviolet absorption wavelength band of less than 400 nm.
  • ⁇ 3> is preferably formed by applying the coating liquid composed of a solvent-free resin composition to the ultraviolet-curable resin and curing the resin by irradiation with ultraviolet light, as a preferable one of ⁇ 1> or ⁇ 2>. It shall be assumed.
  • ⁇ 4> is a configuration in which one or more resin layers are provided on the radial outer side of a shaft member that is mounted by being supported at both ends in the longitudinal direction, and the non-magnetic developer carried on the outer peripheral surface is a latent image.
  • the developing roller for supplying to the holder In the developing roller for supplying to the holder,
  • a developing roller wherein the shaft member is made of a metal pipe, and at least one of the resin layers is made of an electron beam-curable resin containing a conductive agent.
  • an electron beam-curable resin does not contain a crosslinking agent, a polymerization initiator, and a cleavage aid, and self-crosslinking proceeds by the energy of electron beam irradiation without using these assistants.
  • the resin having the property of causing it to be damaged.
  • electron beam curable resins which do not hinder the formation of a layer by mixing them with a crosslinking agent or the like in actual production do not refuse to mix them with a crosslinking agent or the like.
  • ⁇ 5> is a preferable example of ⁇ 4>, wherein the electron beam-curable resin is formed by applying a coating liquid composed of a solvent-free resin composition and curing the resin by electron beam irradiation. It shall be.
  • ⁇ 6> is preferably any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the resin layer is composed of two or more layers, and the outermost layer in the radial direction is a second resin layer. and then, the layer adjacent to the inner side of the second resin layer as the first resin layer, the volume resistivity of the first resin layer is 10 6 ⁇ 'cm hereinafter, the volume resistivity of the second resin layer 10 1Q Q 'cm or more.
  • ⁇ 7> is a preferable thing of ⁇ 6>, wherein the second resin layer is configured not to contain conductive fine particles.
  • ⁇ 8> is a preferable resin of ⁇ 6> or ⁇ 7>, which is a resin that dissolves the resin constituting the second resin layer in a poor solvent for the resin constituting the first resin layer. It is a thing.
  • ⁇ 9> is any one of ⁇ 6> to ⁇ 8>, wherein the second resin layer is formed of a crosslinked resin, and is extracted with a good solvent for the resin before crosslinking.
  • the soluble part is 3 It is configured to have a characteristic of not more than 0% by weight.
  • ⁇ 10> is provided with one or more resin layers on the outer side in the radial direction of a shaft member which is mounted by being supported at both ends in the longitudinal direction, and is provided with a non-magnetic developer carried on the outer peripheral surface.
  • a shaft member which is mounted by being supported at both ends in the longitudinal direction, and is provided with a non-magnetic developer carried on the outer peripheral surface.
  • a developing roller wherein the shaft member is made of a metal pipe, and at least one of the resin layers is made of a resin in which fine particles are dispersed.
  • the resin layer is composed of two or more layers, the outermost layer in the radial direction is a second resin layer, The fine particles are not contained in the second resin layer but are dispersed only in the first resin layer, with the layer adjacent to the inside of the layer as the first resin layer.
  • the volume resistivity of the first resin layer is 10 6 ⁇ 'Cm or less
  • the volume resistivity of the second resin layer is 10 10 ⁇ . 'cm or more
  • ⁇ 13> is a preferable one of ⁇ 10> to ⁇ 12>, wherein the average particle diameter of the fine particles is: !! 50 / im.
  • ⁇ 14> is a preferable one of ⁇ 10> to ⁇ 13>, wherein the content of the fine particles is from 0 :! to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin. .
  • ⁇ 15> is a preferable one of ⁇ 10> to ⁇ 14>, wherein the total thickness of the resin layer is 1 to 50 ⁇ .
  • ⁇ 16> is preferably any one of ⁇ 10> to ⁇ 15>, wherein the ratio a / b of the average particle diameter a of the fine particles to the total thickness b of the resin layer is 1.0 to 5.0. It becomes as.
  • ⁇ 17> is a preferable one of ⁇ 10> to ⁇ 16>, wherein the fine particles are made of rubber or synthetic resin.
  • ⁇ 18> is a preferable thing of ⁇ 17>, wherein the fine particles are silicone rubber fine particles, acrylic fine particles, styrene fine particles, acryl / styrene copolymer fine particles, fluororesin fine particles, urethane elastomer fine particles, It comprises at least one selected from urethane acrylate fine particles, melamine resin fine particles and phenol resin fine particles.
  • ⁇ 19> is preferred as any one of ⁇ 10> to ⁇ 18>, Both layers are made of an ultraviolet curable resin or an electron beam curable resin.
  • the ⁇ 20> is a preferable one of ⁇ 1> to ⁇ 19>, wherein at least the resin layer located at the outermost position in the radial direction is made of a resin containing at least one of fluorine and silicon. It is made.
  • ⁇ 21> is a preferable one of ⁇ 1> to ⁇ 20>, wherein the total thickness of the resin layer is:! To 500 zm.
  • ⁇ 22> is preferably any one of ⁇ 1> to ⁇ 21>, wherein the content of the carbon-based conductive agent contained in the ultraviolet-curable resin is 1 to 100 parts by weight of the resin. It is about 20 parts by weight.
  • ⁇ 23> is preferably any one of ⁇ 1> to ⁇ 22>, wherein two or more kinds of conductive agents are contained in the ultraviolet curable resin or the electron beam curable resin. It is composed.
  • ⁇ 24> is a preferred one of ⁇ 1> to ⁇ 23>, wherein an elastic layer is provided between the shaft member and the innermost resin layer.
  • ⁇ 25> is a preferable one of ⁇ 1> to ⁇ 24>, wherein the shaft member is made of aluminum, stainless steel, iron, or a metal selected from alloys including any of these. It consists of.
  • ⁇ 26> is an image forming apparatus including the developing roller of any one of ⁇ 1> to ⁇ 25>.
  • the ultraviolet polymerization initiator includes those having a maximum wavelength of 400 ⁇ m or more in the ultraviolet absorption wavelength band, long-wavelength ultraviolet light of 400 nm or more can reach deep inside the resin layer, and carbon
  • the ultraviolet curing reaction there can be advanced by compensating for the decrease in the amount of ultraviolet light at the back of the layer due to the conductive agent, and therefore, as a conductive agent to be contained in the ultraviolet-curable resin, a carbon-based resin is advantageous in various points. Things can be applied.
  • the ultraviolet polymerization initiator includes those having a maximum wavelength of less than 400 nm in the ultraviolet absorption wavelength band. Effectively promotes the curing reaction of the resin even in the area near the surface of the layer That can be S.
  • the ultraviolet-curable resin was formed by applying a coating liquid comprising a solvent-free resin composition and curing it by ultraviolet irradiation. Instead of drying and hardening by drying with hot air or hot air, it is possible to save a large amount of drying time, a large amount of equipment and space, and it is difficult to control the drying process.
  • the resin layer can be formed with high accuracy by suppressing the variation in film formation caused by
  • At least one of the resin layers disposed outside the shaft member is made of the electron beam-curable resin containing the conductive agent, so that the drying line in the process of forming the resin layer is not required.
  • a carbon-based conductive agent that can impart conductivity to the resin layer without fear of contaminating the latent image holding member can be used. Can be used.
  • the electron beam-curable resin was formed by applying a coating solution composed of a solvent-free resin composition and curing it by electron beam irradiation, Instead of drying and curing by drying with heat or hot air instead of irradiation, large-scale equipment and space for drying can be saved, and it is difficult to control the drying process. In this way, it is possible to suppress a variation in film formation caused by the above, and to form the resin layer with high accuracy.
  • the resin layer is composed of two or more layers, and the volume resistivity of the second resin layer located on the outermost side in the radial direction is set to 10 1 Q Q ′ cm or more, and the second resin layer Since the volume resistivity of the first resin layer adjacent to the inside of the image was 10 6 ⁇ 'cm or less, image defects such as image capri, image unevenness, and ghost caused by insufficient charging ability to the developer Also, it is possible to sufficiently suppress an image defect caused by the developer adhered to the developing roller in a long-term use. This has been found by the inventors as a result of various experiments.
  • the second resin layer is configured not to contain conductive fine particles, the insulating property of the second resin layer is further enhanced, and the toner charging performance is kept good for a long period of time. A stable image can be provided.
  • the resin constituting the second resin layer is referred to as the resin constituting the first resin layer.
  • the resin used in the formation of the first resin layer is applied to the first resin layer by applying the coating solution for the second resin layer prepared using the poor solvent to the first resin layer. Even by drying in a so-called air-dried state, that is, drying at room temperature, which is difficult to be dissolved by the two-resin-layer coating liquid, it is possible to obtain a good resin layer in which these resin layers are not mixed with each other.
  • ⁇ 9> it is made of a cross-linked resin, and has a characteristic that the soluble portion when extracted with a good solvent with respect to the resin before cross-linking is 30% by weight or less. If the melted portion exceeds 30% by weight, relatively low molecular weight or uncured components will be increased, resulting in insufficient durability, contamination of photoreceptor, contamination and aggregation of toner, abrasion of coating layer, coefficient of friction. It is possible to prevent a problem that causes an increase in the number of persons.
  • the resin layers is made of a resin in which fine particles are dispersed, irregularities generated by the fine particles can be formed on the outer peripheral surface. Accordingly, it is possible to provide a developing roller having a surface roughness sufficient to obtain a desired toner supply capability.
  • the resin layer is composed of two or more layers, and the fine particles are not included in the second resin layer located radially outermost, but are provided inside the second resin layer. Since the particles are dispersed in the adjacent first resin layer, the fine particles in the first resin layer are not directly exposed to the surface of the developing roller by the second resin layer, thereby preventing the fine particles from falling off. The surface roughness formed by the fine particles can be maintained for a long time.
  • a volume resistivity of the first resin layer ' was less cm
  • the volume resistivity of the second resin layer 10 10 ⁇ ' 10 6 ⁇ since a cm or more
  • the average particle diameter of the fine particles is from:! To 50 zm, an optimal toner conveying force can be obtained, and the average particle diameter of the fine particles is less than: m. In some cases, sufficient surface roughness cannot be obtained, and as a result, the toner conveyance force is reduced, leading to a reduction in print quality such as a reduction in image density.If this exceeds 50 zm, , Large surface roughness Too much toner transport power is excessive, and it is impossible to secure proper toner charging properties.
  • the content of the fine particles was set to 0.1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin, an optimum surface roughness can be obtained, and If the amount is less than 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the resin, the ratio of the fine particles present on the surface of the first resin layer becomes too small to give the developing roller sufficient surface roughness. On the other hand, if it exceeds 100 parts by weight, the ratio of the fine particles to the resin becomes too large, and the expression of the function of the resin is inhibited, and a good layer can be obtained. It becomes difficult.
  • the total thickness of the resin layer was set to:! To 50 xm, so that it was possible to contribute to good image formation. In some cases, the charging performance of the surface layer cannot be sufficiently ensured due to friction.On the other hand, when the thickness exceeds 50 xm, the surface of the developing roller becomes hard, and the toner is damaged, and an image forming body such as a photoconductor or the like is damaged. In some cases, the toner adheres to the layering blade, resulting in an image failure.
  • the ratio a / b of the average particle diameter a of the fine particles to the total thickness b of the resin layer is 1.0 to 5.0, and the ratio a / b is If the ratio is less than 1.0, fine particles may become entrapped in the resin, and increasing the surface roughness of the developing roller may become difficult.If this exceeds 5.0, In addition, it becomes difficult to fix the fine particles with a resin.
  • the fine particles are made of rubber or a synthetic resin, the fine particles are uniformly dispersed in the resin. , which can lower the.
  • the fine particles include silicone rubber fine particles, acrylic fine particles, styrene fine particles, acryl / styrene copolymer fine particles, fluororesin fine particles, urethane elastomer single fine particles, urethane atalylate fine particles, melamine resin fine particles, Since it is made of at least one selected from phenolic resin fine particles, a uniform fine particle distribution can be easily obtained, and a desired toner charging performance can be easily obtained.
  • At least one layer of the resin layer is made of an ultraviolet curable resin or an electron beam curable resin, so that the coated resin can be cured by irradiating it with ultraviolet light or an electron beam. If this is made of a thermosetting resin, the high power required for curing can eliminate the need for a drying line, greatly reducing costs. Can power s.
  • the outermost resin layer is made of a resin containing at least one of fluorine and silicon, the surface energy of the outermost resin layer can be reduced. As a result, the frictional resistance of the developing roller is reduced, the releasability of the toner is also improved, and the abrasion during long-term use can be reduced to improve the durability.
  • the content of the carbon-based conductive agent contained in the ultraviolet-curable resin was set to 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin, so that optimum electrical characteristics were imparted.
  • the content of the carbon-based conductive agent is less than 1 part by weight, sufficient conductivity cannot be ensured.
  • the content exceeds 20 parts by weight, the resin becomes hard.
  • leakage may occur during use due to extremely high conductivity, and furthermore, since the carbon-based conductive agent easily absorbs ultraviolet light, the larger the amount of the conductive agent, the more ultraviolet light. It is difficult to reach the depth of the layer, so that the UV curing reaction does not proceed sufficiently.
  • the conductive agent to be contained in the ultraviolet curable resin or the electron beam curable resin is composed of two or more kinds, it is affected by fluctuations in applied voltage and environmental changes. It is possible to stably develop conductivity without causing.
  • the developing method using a non-magnetic toner includes the developing method of the jumping method.
  • the shaft member was formed of a metal selected from anoremium, stainless steel and iron, and an alloy containing any of these, sufficient conductivity was obtained. While ensuring strength, durability, workability, and the like.
  • the drying line in the process of forming the resin layer can be made unnecessary as described above.
  • a carbon-based conductive agent can be used as the conductive agent for imparting conductivity to the resin layer.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an image forming apparatus used for a non-magnetic jumping development method.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional developing roller.
  • FIG. 3 is a sectional view and a side view showing a developing roller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of an apparatus for applying a charge to a developing roller and measuring a surface potential.
  • FIG. 5 is a diagram showing an arrangement of a surface electrometer and a discharger on a measurement unit.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing a rotation resistance measuring device.
  • FIG. 7 is a graph showing surface residual potential vs. decay of numerical values.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a developing roller of a modified example.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a developing roller according to another embodiment.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating the developing roller of the present embodiment
  • FIG. 3B is a side view corresponding to the view taken along the line bb in FIG. 3A.
  • the developing roller 1 has a force S formed by forming a semiconductive elastic layer 3 on the outer periphery of a shaft member 2 and further forming a semiconductive resin layer 4 on this elastic layer 3, and the elastic layer 3
  • the shaft member 2 includes a hollow cylindrical metal pipe 5 and caps 6 with respective shafts attached to both ends of the metal pipe 5, with shafts serving as both longitudinal end portions of the shaft member 2.
  • the cap 6 is provided with shaft portions 6a constituting both ends in the longitudinal direction of the shaft member 2, and is supported by a roller support portion (not shown) of the image forming apparatus.
  • the shaft member 2 is made of metal and has good conductivity.
  • the metal material used for the shaft member 2 is not particularly limited, for example, iron, stainless steel, aluminum, an alloy containing these, and the like can be used.
  • the wall thickness of the pipe can be set to 0.3 to 2 mm, for example, as long as the strength is sufficient, and it is preferable that the pipe be thin in terms of lightweight.
  • the protrusion 5a provided on the metal pipe 5 and the cap 6 with the shaft are provided.
  • the metal pipe 5 and the cap 6 with a shaft may be fixed with an adhesive, a pin, or the like.
  • the resin layer 4 can impart a required amount of charge to the toner and obtain a required amount of transported toner in accordance with the specifications of the toner and the image forming apparatus. Characteristics such as electrical resistance and surface properties are set so that the supplied amount is as required.
  • the resin layer 4 can be composed of one layer or a plurality of layers having different materials and physical properties, and at least one layer is made of an ultraviolet-curable resin containing a carbon-based conductive agent. It is formed of resin or electron beam curable resin.
  • FIG. 3 shows a developing roller in the case where the resin layer 4 is composed of a single layer.
  • Examples of the ultraviolet curable resin or the electron beam curable resin forming the resin layer 4 include polyester resin, polyether resin, fluorine resin, epoxy resin, amino resin, polyamide resin, acrylic resin, acrylic urethane resin, and urethane resin. Alkyd resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, silicone resin, polybutyral resin, and the like, and one or more of these can be used as a mixture.
  • modified resins obtained by introducing a specific functional group into these resins can also be used.
  • (meth) acrylate-based (meth) acrylate-containing oligomers A composition formed from an ultraviolet curable resin or an electron beam curable resin is preferable.
  • Such (meth) acrylate copolymers include, for example, urethane (meth) atalylate oligomers, epoxy (meth) atalylate oligomers, ether (meth) atalylate oligomers, and ester (meth) atalytes. Rate oligomers, polycarbonate (meth) acrylate oligomers, and fluorine-based and silicone-based (meth) acrylic oligomers.
  • the above (meth) acrylate copolymers include polyethylene glycol, polyoxypropylene glycolone, polytetramethylene ether glycol, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, adduct of polyhydric alcohol and ⁇ -force prolatatatone And the like, and (meth) acrylic acid, or by urethane-forming a polyisocyanate conjugate and a hydroxyl-containing (meth) atalylate conjugate.
  • the urethane (meth) atalylate oligomer can be obtained by urethanizing a polyol, an isocyanate compound, and a (meth) atalylate compound having a hydroxyl group.
  • Examples of the epoxy-based (meth) acrylate copolymer may be any reaction product of a compound having a glycidinole group and (meth) acrylic acid.
  • a benzene ring, a naphthalene ring, A reaction product of a compound having a cyclic structure such as a spiro ring, dicyclopentadiene or tricyclodecane and having a glycidinole group and (meth) acrylic acid is preferred.
  • ether (meth) acrylate copolymers, ester (meth) acrylate copolymers, and polycarbonate (meth) acrylate copolymers can be used as polyols (polyether polyols, polyester polyols, and polycarbonate polyols).
  • a reactive diluent having a polymerizable double bond is added to the resin composition of the ultraviolet-curable or electron-beam-curable resin for viscosity adjustment as required.
  • a reactive diluent for example, a monofunctional, bifunctional or polyfunctional polymerizable compound having a structure in which (meth) acrylic acid is bonded to a compound containing an amino acid or a hydroxyl group by an esterification reaction or an amidation reaction. Compounds and the like can be used.
  • These diluents are (meth) acrylate copolymers It is usually preferable to use 10 to 200 parts by weight per 100 parts by weight.
  • the ultraviolet curable resin or the electron beam curable resin constituting the resin layer 4 is mixed with a conductive agent for the purpose of controlling the conductivity. Since a high conductivity can be obtained by adding a small amount of a carbon-based conductive agent, in the developing roller 1 of the present invention, at least a conductive agent containing a carbon-based material is used.
  • a carbon-based conductive agent it is preferable to use ketylene black or acetylene black.
  • carbon black for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT
  • carbon black for ink such as carbon oxide black , Pyrolytic carbon black, graphite and the like can also be used.
  • the amount of the carbon-based conductive agent to be added is 100 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the resin, for example, 1 to: 100 parts by weight, especially when the electron-curable resin is used by incorporating it. ⁇ 80 parts by weight, especially preferably 10-50 parts by weight When this is used by being contained in an ultraviolet-curable resin, it is 20 parts by weight or less per 100 parts by weight of the resin, for example, It is preferable that the amount is 1 to 20 parts by weight, particularly 1 to 10 parts by weight, particularly 2 to 5 parts by weight, because the carbon-based conductive agent easily absorbs ultraviolet rays, and thus exceeds 20 parts by weight. In this case, as the amount of the conductive agent increases, it becomes more difficult for the ultraviolet rays to reach the inside of the layer, so that the ultraviolet curing reaction may not proceed sufficiently.
  • a mixture of two or more conductive agents may be used. In this case, conductivity can be stably exhibited even when the applied voltage fluctuates or the environment changes.
  • Examples of the mixture include a mixture of a carbon-based conductive agent and an electronic or ionic conductive agent other than the carbon-based conductive agent.
  • the amount of the ionic conductive agent in the resin layer 4 is 20 parts by weight or less, particularly 0.01 to 20 parts by weight, especially 0.01 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin. 1 to: preferably 10 parts by weight.
  • Examples of the ionic conductive agent include dodecyltrimethylammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium and lauryltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium and stearyltrimethylammonium.
  • Organic ion conductive agents such as phosphates, sulfates, alkyl sulfates, carboxylates and sulfonates; perchlorates of alkaline metals or alkaline earth metals such as lithium, sodium, calcium and magnesium; chloric acid Examples include inorganic ionic conductive agents such as salts, hydrochlorides, bromates, iodates, borofluorides, trifluoromethyl sulfates, and sulfonates.
  • the compounding amount of the electronic conductive agent is 100 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the resin. It is preferably 1 to 80 parts by weight, especially 10 to 50 parts by weight.
  • non-carbon electronic conductive agent examples include fine particles of metal oxides such as ITO, tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide; oxides of metals such as nickel, copper, silver, and germanium; conductive titanium oxide Transparent whiskers, such as whiskers and conductive barium titanate whiskers; and the like.
  • metal oxides such as ITO, tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide
  • oxides of metals such as nickel, copper, silver, and germanium
  • conductive titanium oxide Transparent whiskers such as whiskers and conductive barium titanate whiskers; and the like.
  • the resin layer 4 is composed of an ultraviolet curable resin
  • an ultraviolet polymerization initiator for promoting the initiation of a curing reaction of the resin in the formation process.
  • the carbon-based conductive agent may make it impossible for ultraviolet rays to reach the inside of the layer.
  • the ultraviolet polymerization initiator cannot sufficiently exert its function, which is one of the causes that the curing reaction does not proceed.
  • the maximum wavelength in the ultraviolet absorption wavelength band is used as a UV polymerization initiator that absorbs long wavelength ultraviolet light that can penetrate deep into the layer. It is characteristic to use those having a wavelength of 400 nm or more, and as such an ultraviolet polymerization initiator, there can be used, for example, aminoaminoacetophenone, asinolephosphinoxide, thioxanthonamine, etc. More specific examples of these include bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphinoxide or 2_methyl_1- [4- (methylthio) phenyl] _2_morpholinopropane One can be one_on.
  • the maximum wavelength in the ultraviolet absorption wavelength band is less than 400 nm.
  • the curing reaction can be favorably advanced not only at the back of the layer but also near the surface of the layer.
  • UV polymerization initiator having such a short wavelength absorption band
  • examples of the UV polymerization initiator having such a short wavelength absorption band include 2,2_dimethoxy 1,2 diphenyl-2-ethane, 1-hydroxy-1-cyclohexyl-phenyl ketone, 2 —Hydroxy 2_methyl _ 1 _phenylpropane _ 1 _one, 1 _ [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] 2-hydroxy-1- 2-methyl-1- 1-propane-1-one, 2-methyl-1- 1 _ [4-phenyl] _ 2_ morpholinopropane _ 1 _one.
  • the blending amount is preferably, for example, 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the (meth) acrylate ester oligomer.
  • tertiary amines such as triethylamine and triethanolamine, and triphenylphosphine such as triethylamine and triethanolamine may be used, if necessary, in order to promote the polymerization reaction with the above polymerization initiator.
  • a thioether-based photopolymerization accelerator such as an alkylphosphine-based photopolymerization accelerator lj, p-thiodiglycol and the like may be added to the ultraviolet-curable resin. When these compounds are added, the addition amount is preferably in the range of 0.01 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the (meth) acrylate copolymer.
  • At least the outermost resin layer 4 preferably contains one or both of fluorine and silicon in the resin constituting the resin layer 4, whereby the resin of the outermost layer is formed.
  • the surface energy of the layer can be reduced, and as a result, the frictional resistance of the developing roller can be reduced, and the releasability of the toner can be improved, and the wear during long-term use can be reduced and the durability can be improved.
  • a raw material for forming a fluorine-containing ultraviolet-curable resin or an electron beam-curable resin it is preferable to contain a fluorine-containing compound having a polymerizable double bond between carbon atoms.
  • a polymerizable fluorine-containing compound having a carbon-carbon double bond consisting of only a fluorine-containing compound having an interatomic double bond and another type of compound having a polymerizable carbon-carbon double bond. It may be composed of a blended composition.
  • fluorine-containing compound having a polymerizable double bond between carbon atoms examples include fluorine Compounds such as oligomers containing refins as constituent materials, or fluoro (meth) acrylates are preferred.
  • CH OCOCH CH, fluorine content 57% by weight], 3 _ (perfluoro-3-methyl
  • COCH CH, fluorine content 52 wt 0/0], hexyl 2 _ (perfluoro -5 _ methyl
  • H OCOCH CH, fluorine content 60 wt 0/0], 1H, 1H , 3H tetra Full O Ropuro
  • CH OCOC (CH 2) CH, fluorine content 59% by weight], 1H, 1H, 9H
  • CH OCOC (CH) CH, fluorine content 59 wt 0/0], 3- (perfluoro over 5- methylcarbamoyl
  • CH OCOC (CH) CH , fluorine content 56 wt 0/0], 2- (perfluoro -7 main
  • CH OCOC (CH) CH, fluorine content 57% by weight], 1H, 1H, 9H—Hexade force
  • OC ⁇ C (CH 2) CH 2, fluorine content 48 weight 0 /. ], 1H, 1H, 3 ⁇ Hexafluorov
  • the fluorine-containing compound having a polymerizable double bond between carbon atoms is preferably a monomer, an oligomer, or a mixture of a monomer and an oligomer.
  • the oligomer is preferably a dimer to a dimer.
  • Examples of other types of compounds having a polymerizable double bond between carbon atoms that may be blended with the fluorine-containing compound having a double bond between polymerizable carbon atoms are not particularly limited, , (Meth) acrylate monomers or oligomers or mixtures of monomers and oligomers are preferred.
  • Examples of the (meth) acrylate monomer or oligomer include urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, ether (meth) acrylate, ester (meth) acrylate, and polycarbonate.
  • Monomers or oligomers such as (meth) acrylates, and silicone (meth) acrylic monomers or oligomers.
  • the above (meth) acrylate copolymers include polyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, polytetramethylene ether glycol, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, adduct of polyhydric alcohol and ⁇ -force prolatatatone And the like, and (meth) acrylic acid, or by urethane-forming a polyisocyanate conjugate and a hydroxyl-containing (meth) atalylate conjugate.
  • the urethane (meth) acrylate copolymer is obtained by urethanizing a polyol, an isocyanate compound and a (meth) acrylate compound having a hydroxyl group.
  • Examples of the epoxy (meth) acrylate copolymer may be any reaction product of a compound having a glycidyl group and (meth) acrylic acid, and among them, a benzene ring, a naphthalene ring, A reaction product of a compound having a cyclic structure such as a spiro ring, dicyclopentadiene or tricyclodecane and having a glycidinole group and (meth) acrylic acid is preferred.
  • ether-based (meth) acrylate copolymers can be used as polyols (polyether polyols, polyester polyols, and polycarbonate polyols).
  • a silicon-containing compound having a polymerizable double bond between carbon atoms is preferably contained. It is composed of only a silicon-containing compound having a polymerizable double bond between carbon atoms.It has a polymerizable silicon-containing compound having a double bond between carbon atoms and has another type of a polymerizable double bond between carbon atoms. It may be composed of a composition blended with a compound.
  • silicone oils reactive at both ends silicone oils reactive at one end, and (meth) ataryloxyalkylsilanes are preferable.
  • the reactive silicone oils those having a (meth) acrylic group introduced at the terminal are preferred.
  • silicon-containing compounds may be used alone, or two or more of them may be used in combination. Other compounds containing a silicon-free carbon-carbon double bond may be used. [0116] Further, these silicon-containing compounds having a polymerizable carbon-carbon double bond and other compounds having a silicon-free carbon-carbon double bond are preferably used as a monomer, an oligomer or a mixture of a monomer and an oligomer. Used.
  • Examples of the (meth) acrylate monomer or oligomer include urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, ether (meth) acrylate, ester (meth) acrylate, and polycarbonate.
  • Examples include (meth) acrylates, and fluorine (meth) acrylic monomers or oligomers.
  • the above (meth) acrylate copolymers include polyethylene glycol, polyoxypropylene glycolone, polytetramethylene ether glycol, bisphenol A type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, and adduct of polyhydric alcohol and ⁇ - caprolactatone. And the like, and (meth) acrylic acid, or by urethane-forming a polyisocyanate conjugate and a hydroxyl-containing (meth) atalylate conjugate.
  • the urethane (meth) acrylate copolymer is obtained by urethanizing a polyol, an isocyanate compound and a (meth) acrylate compound having a hydroxyl group.
  • Examples of the epoxy (meth) acrylate copolymer include any reaction product of a compound having a glycidinole group and (meth) acrylic acid.
  • a benzene ring, a naphthalene ring, A reaction product of a compound having a cyclic structure such as a spiro ring, dicyclopentadiene or tricyclodecane and having a glycidinole group and (meth) acrylic acid is preferred.
  • ether (meth) acrylate copolymers, ester (meth) acrylate copolymers, and polycarbonate (meth) acrylate copolymers can be used as polyols (polyether polyols, polyester polyols, and polycarbonate polyols).
  • the ultraviolet curable resin or the electron beam curable resin constituting the resin layer 4 is in addition, if necessary, various additives can be added in appropriate amounts.
  • fine particles rubber or synthetic resin fine particles or carbon fine particles are preferable.
  • silicone rubber acrylic resin, styrene resin, acrylic / styrene copolymer, fluororesin, urethane elastomer, urethane acrylate, melamine resin, and phenol resin are suitable.
  • the amount of fine particles added is preferably 0.1 to 100 parts by weight, particularly 5 to 80 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin.
  • the average particle diameter a of the fine particles is preferably 1 to 50 ⁇ m, particularly preferably 3 to 20 ⁇ m.
  • the thickness b of the layer made of the resin in which the fine particles are dispersed is: The average particle diameter a (/ im) of the fine particles, which is preferably in the range of! To 50 zm, and the thickness b (/ im)
  • the ratio a / b is preferably set to 1.0 to 50, and by setting the a / b ratio within this range, appropriate minute unevenness can be formed on the surface of the resin layer 4.
  • a coating liquid composed of a composition containing the above resin component, a conductive agent, and other additives is used.
  • a method of applying to the surface and irradiating ultraviolet rays in the case of an ultraviolet curable resin and irradiating an electron beam in the case of an electron beam curable resin is suitably adopted.
  • the coating liquid preferably contains no solvent, or a solvent having high volatility even at room temperature may be used as the solvent.
  • a dip method in which a developing roller having no resin layer in the resin liquid is immersed in the dipping liquid a spray coating method, a roll coating method, etc., are appropriately selected depending on the situation. Can be selected and used.
  • any of commonly used mercury lamps, high-pressure mercury lamps, ultrahigh-pressure mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, and the like can be used as a light source for irradiating ultraviolet rays.
  • the conditions for the UV irradiation may be appropriately selected according to the type and application amount of the UV-curable resin, but the illuminance is 100 to 700 mWZcm 2 , About 00 to 3000 mj / cm 2 is appropriate.
  • the thickness of the resin layer 4 is not particularly limited, but is usually 1 to 500/111, particularly 3 to 200 / im, and particularly preferably 5 to 100 m. If the thickness force is less than ⁇ m, it may not be possible to sufficiently secure the charging performance of the surface layer due to friction during long-term use, while if it exceeds 500 zm, the surface of the developing roller becomes hard and toner In some cases, the toner may be damaged and the toner may adhere to an image forming body such as a photoreceptor or a layering blade, resulting in an image failure.
  • a semiconductive elastic layer 3 between the shaft member 2 and the resin layer 4 (the innermost resin layer when the resin layer 4 is composed of a plurality of layers).
  • the elastic layer 2 an elastomer alone or an elastic body obtained by adding a conductive agent to a foam obtained by foaming the elastomer to impart conductivity is used.
  • Elastomers that can be used here include, but are not limited to, toluene rubber, ethylene-propylene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, natural rubber, silicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, and butyl rubber.
  • epichlorohydrin rubber and these can be used alone or in combination of two or more.
  • ethylene-propylene rubber, butadiene rubber, silicone rubber, and urethane rubber are preferably used. Also, mixtures of these with other rubber materials are preferably used.
  • a resin having a urethane bond is preferably used.
  • these elastomers are also used as a foam body formed by chemically foaming with water or a foaming agent, or by foaming by mechanically entraining air such as polyurethane foam. Re, the ability to do S.
  • a reaction injection molding method (RIM molding method) may be used in a molding step for integrating the shaft member 2 and the elastic layer 3. That is, the two types of monomer components constituting the raw material components of the elastic layer 3 are mixed and injected into a cylindrical mold, and a polymerization reaction is performed to integrate the shaft member 2 and the elastic layer 3.
  • the molding process can be performed in about 60 seconds, which is the time required from the injection of the raw material to the demolding, so that the production cost can be significantly reduced.
  • the conductive agent blended in the semiconductive elastic layer 3 includes the conductive agent blended in the resin layer.
  • the same can be used.
  • the conductive agent to be blended in the resin layer is essentially a carbon-based conductive agent.
  • the conductive agent to be blended in the elastic layer may not include a carbon-based conductive agent.
  • An electronic conductive agent other than the shape may be used alone, or a mixture of these may be used.
  • the volume resistivity of the semiconductive elastic layer 3 is 10 3 to 10 1 ° 0.1, especially 10 due to the blending of the conductive agent. Les, preferably between 4 and 10 8 Q cm. If the volume resistivity is less than 10 3 ⁇ cm, the charge may leak to the latent image holding member, or the developing roller itself may be damaged by the voltage. If it exceeds, sufficient developing bias cannot be obtained, and ground fogging tends to occur.
  • a crosslinking agent and a vulcanizing agent can be added to the elastic layer 3 in order to convert the elastomer into a rubber-like substance.
  • a vulcanization aid, a vulcanization accelerator, a vulcanization acceleration aid, a vulcanization retarder, and the like can be used in both cases of organic peroxide crosslinking and sulfur crosslinking.
  • peptizing agents, foaming agents, plasticizers, softeners, tackifiers, antiblocking agents, separating agents, release agents, extenders, and coloring agents that are commonly used as rubber compounding agents other than those described above. Etc. can be added.
  • the hardness of the elastic layer 3 is not particularly limited, but is preferably 80 degrees or less, particularly 30 to 70 degrees in Asker C hardness. In this case, if the hardness exceeds 80 degrees, the original function of the elastic layer, which relieves the stress applied to the developing roller and the toner, cannot be exhibited.For example, the contact area between the developing roller and the latent image holding member is small. And good development may not be performed. Further, the toner is damaged, and the toner adheres to the photoreceptor and the layered blade. Conversely, if the hardness is too low, the frictional force with the photoreceptor or the layered blade increases, and image defects such as jitter may occur.
  • the elastic layer 3 is used in contact with a photoreceptor, a layered blade, or the like, even when the hardness is set to a low hardness, it is preferable to reduce the compression set as much as possible. It is preferable to set it to 20% or less.
  • the surface roughness of the elastic layer 3 is not particularly limited, but is preferably 15 ⁇ mRz or less in JIS 10-point average roughness, particularly preferably 1 to 10 x mRz. If the surface roughness exceeds 15 ⁇ mRz, the thickness of the toner layer of the one-component developer (toner) and the uniformity of charging may be impaired. By setting the force to 15 AimRz or less, the adhesion of the toner can be improved, and the image deterioration due to the wear of the roller during long-term use can be more reliably prevented.
  • the surface of the elastic layer 3 may be polished.
  • providing a polishing step greatly deteriorates productivity and causes an increase in cost. Therefore, it is preferable to optimize the surface roughness of the molding when molding the elastic body and use it as it is.
  • the developing roller 1 of the present invention preferably has a volume resistivity of 10 3 to: IC ⁇ Q cm, particularly preferably 10 4 to 10 8 Q cm.
  • the volume resistivity is less than 10 3 ⁇ cm, gradation control becomes extremely difficult, and a bias leak may occur when an image forming member such as a photoreceptor has a defect.
  • the volume resistivity exceeds 101 QQ cm, for example, when developing the toner on a latent image carrier such as a photosensitive body, the developing bias is applied due to the high resistance of the developing roller itself, which is the toner carrier. As a result, a sufficient developing bias for development cannot be secured, and a sufficient image density cannot be obtained.
  • the resistance value is measured by, for example, pressing the outer peripheral surface of the developing roller against a flat or cylindrical counter electrode at a predetermined pressure, applying a voltage of 100 V between the shaft member 2 and the counter electrode, and measuring the current at that time. It can be obtained from the value.
  • the resistance value of the developing roller which is important in maintaining an appropriate and uniform electric field strength for toner movement.
  • the surface charge holding ability is usually examined by measuring the surface resistance by arranging a pair of electrodes on the surface of the developing roller and applying a constant voltage between the two electrodes. Therefore, it is impossible to accurately evaluate the surface of the developing roller because it flows not inside the developing roller but also inside the developing roller.
  • the first preferred approach to this problem is 22 ° C, 50 ° C. / oRH measurement environment
  • a voltage of 8 kV is applied to the corona discharger placed at a distance of 1 mm from the surface of the developing roller to generate a corona discharge and charge the surface, the charge is reduced from 0.
  • the surface charge retention ability is evaluated based on the absolute value of the surface potential decay rate up to 2 seconds, and the absolute value of the surface potential decay rate should be 0.1 l [VZsec] or more.
  • the surface potential decay rate is less than 0.1 [VZsec]
  • the surface charge gradually accumulates during continuous operation, and the toner charge amount on the developing roller exceeds a predetermined value.
  • the effective developing bias exceeds the potential of the white background portion of the photoreceptor during image formation by the development process, high voltage fogging occurs on the white printing portion.
  • the electric field generated by the toner charging exceeds the maximum value, discharge occurs between the toner and a latent image holding member such as a photoconductor, and an image defect may occur.
  • the polarity charged by corona discharge may be either positive or negative.
  • the surface potential decay rate by corona charging may be 0.1 [V / sec] or more. More preferably, the surface potential decay rate is 0.15 to: 10 [V / sec].
  • the attenuation of the potential of the developing roller surface will be briefly described.
  • plotting the time t [sec] versus the logarithm logV of the surface potential leads to a linear relationship in the charge decay curve, and the relaxation time (time constant) can be set from the slope of this line.
  • the attenuation curve of the actual developing roller does not have a linear relationship as shown in FIG. This is probably because the decay time constant shows the voltage dependence of the residual surface potential.
  • the rotational peripheral speed of the developing roller is about 0.4 sec / l in many cases, and the charge decay rate in an extremely short time is considered to be an important characteristic.
  • the time from the subsequent time until scraping by the toner application roller is about 0.2 sec, so the surface potential decay rate until 0.2 sec after the surface is charged is a particularly important characteristic. .
  • the value of the surface potential after 0.1 second was set as the initial value, and the table A method of linearly approximating the surface potential value by the least squares method and obtaining the surface potential decay rate from the slope can be adopted.
  • the application of charge to the developing roller and the measurement of the surface potential can be performed, for example, by the apparatus shown in FIG. That is, by holding both ends of the shaft member 2 of the developing roller 1 with the chuck 11 and supporting the developing roller 1, a small corotron discharger (corona discharger) 12 and a surface potentiometer 13 are shown in FIG. As shown in the example, the measuring units 14 arranged side by side at predetermined intervals are arranged to face the surface of the developing roller 1 with a gap of l mm, and the measuring unit 14 is developed while the developing roller 1 is kept stationary. A method of measuring the surface potential while applying a surface charge by moving the one end force in the length direction of the roller 1 to the other end at a constant speed is suitably adopted.
  • the surface potential decay rate of the resin layer formed as described above must be 0.1 l [V / SeC ] or more. It is preferable that there is. Even if the surface potential decay rate is less than 0.1 [V / sec], the surface potential decay rate can be reduced to 0 ⁇ by reducing the thickness of the resin layer to, for example, 3 to 10 ⁇ . l A developing roller of [V / sec] or more can be realized.
  • a voltage of 8 kV is applied to a corona discharger arranged at a distance of 1 mm from the surface of the developing roller. Is applied to generate a corona discharge to charge the surface, evaluate the surface charge retention ability by the maximum value of the surface potential 0.35 seconds later, and set the maximum value to 90 V or less, more preferably 50 V or less. And In this case, if the maximum value exceeds 90 V, the toner is supplied to the image forming body, and when the toner is removed from the surface of the developing roller, the electric charge in that portion stays there without escaping.
  • the charge amount of the toner charged next in the same portion is low.
  • the potential generated by the residual charge causes a variation in the effective developing bias, and the toner development amount becomes non-uniform, so that the possibility of causing image unevenness increases.
  • the developing roller continuously rotates without supplying the toner to the latent image holding member the toner charge gradually increases, and in some cases, the electric field generated by the toner charging exceeds the maximum value, so that the photosensitive member is charged. In some cases, a discharge occurs between the latent image holding member and the like, resulting in image defects.
  • the reason why the surface potential was measured 0.335 seconds after charging due to the occurrence of corona discharge is as follows.
  • the rotation speed is usually 0.35 secZl rotation, and the control of the residual charges on the surface may be performed in this time.
  • the maximum surface potential of the developing roller can be measured, for example, by using the device shown in Fig. 4 as described above.
  • the ultraviolet-curable resin composition or the electron beam-curable resin composition forming the resin layer is coated on one surface of a metal plate such as a copper plate or a SUS plate with a thickness of 30 xm after curing.
  • a metal plate such as a copper plate or a SUS plate with a thickness of 30 xm after curing.
  • the maximum surface potential measured in the same manner as described above of the resin layer formed by applying and curing by irradiating ultraviolet rays or electron beams is 150 V or less, particularly 90 V or less.
  • an appropriate amount of an appropriate conductive agent may be blended with the ultraviolet curable resin or the electron beam curable resin composition. .
  • the resin layer formed as described above has a maximum surface potential of 150 V or less. Even if the maximum surface potential exceeds 150V, a developing roller having a maximum surface potential of 90V or less can be realized by reducing the thickness of the resin layer to, for example, 3 to 10 / im.
  • the present applicant suppressed grinding of a developing roller caused by a toner mass caused by toner damage, and prevented toner leakage. And a developing roller capable of stably obtaining a good image in a use environment in which image defects are liable to occur conventionally, such as during long-term storage and long-term use, and a developing roller.
  • the proposed image forming apparatus has been proposed.
  • the wear of the developing roller is caused by the fact that a toner lump enters a portion where the developing roller and the sealant of the toner cartridge are in pressure contact with each other, and this constantly promotes grinding during operation of the developing roller. This is because, while the developing roller is at rest, deformation occurs at the press-contact portion, and immediately after the operation, a small gap is generated between the sealants due to residual deformation. appear.
  • the surface properties of the developing roller are set to universal.
  • the specific creep value obtained by measuring the deformation recovery behavior of the surface under a constant load measurement condition when measuring the hardness so as to fall within a specific range the toner mass between the developer port and the sealant can be adjusted. Suppresses ingress, prevents wear of the developing roller and the resulting toner leakage, and stably obtains good images in use environments where image defects are likely to occur, such as during long-term storage and long-term use. be able to.
  • a quadrangular pyramid or triangular pyramid-shaped indenter is pushed into an object to be measured while applying a predetermined test load, and the surface area of the indenter in contact with the object to be measured is determined from the depth of the indentation. From the determined surface area and test load At this time, after the indenter is pushed into the object under constant load measurement conditions, a constant load environment is maintained, and then the load on the indenter is gradually reduced, so that the object The difference in the indenter position between the initial stage and the final stage, which is caused by plastic deformation, can be obtained.
  • this difference is referred to as “60-second creep value under 100 mN / mm 2 constant load measurement condition”.
  • This creep value is caused by plastic deformation of the developing roller by the above-mentioned deformation recovery behavior measurement.
  • a commercially available hardness measuring device such as a micro hardness meter H-100V manufactured by Fischer is used. Based on the value obtained by the universal hardness measurement using the method, it is possible to standardize the penetration of the toner mass between the developing roller and the sealant, and furthermore, the degree of abrasion of the developing roller.
  • the developing roller and the image forming apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-40801 have been created based on such knowledge, and carry a toner on the surface to form a thin film of the toner.
  • the developing roller forms a visible image by contacting or approaching the latent image holding member and supplying toner to the surface of the latent image holding member.
  • the current image roller characterized in that 100 mN / mm 2 60 seconds creep value obtained from the deformation recovery behavior of the surface at a constant load measurement conditions is less than 10. 0 mu m
  • a developing roller developing An image forming apparatus includes at least a latent image holding member that forms a visible image formed by a toner supplied from a roller on a surface thereof.
  • the developing roller 1 is developed by optimizing the 60-second creep value under a constant load measurement condition of 100 mN / mm 2 required when measuring the universal hardness of the outer peripheral surface of the developing roller. It is preferable that plastic deformation of the roller is suppressed, toner mass is prevented from entering between the developing roller sealants, and toner leakage is prevented.
  • the universal hardness is a physical property value obtained by pushing an indenter into a measurement object while applying a load
  • the measurement of the universal hardness can be performed using a commercially available hardness measuring device such as an ultra-micro hardness meter H-100V manufactured by Fischer. This measuring device uses a square or triangular pyramid The indenter is pushed into the object under test while applying a test load, and when the indentation reaches a specified indentation depth, the indentation depth force is determined, and the surface area in contact with the indenter is determined. is there.
  • the indenter When such a universal hardness is measured, the indenter is gradually pushed up to a predetermined load, and the indenter is pushed into the object to be measured. Then, a constant load environment is maintained, and the force, By reducing the load of the indenter after the test, the residual (cleave value) in the deformation of the surface of the measured object can be obtained. That is, if the object to be measured is a completely elastic body, the load is increased and the indenter is pushed into the surface of the object to be measured, and then the load of the indenter is reduced and removed. As a result, the indenter returns to the original position, that is, the position at the indentation depth of 0.
  • the object to be measured is a completely plastic body, then even if the load is removed after the indenter is pushed in, the surface of the object to be measured will remain in the indented state, and the indenter will not return to its original position .
  • the amount of plastic deformation of the object to be measured can be obtained under standardized conditions under arbitrary measurement conditions from the difference between the positions at the start and end of the measurement.
  • a 60-second creep value obtained in deformation recovery behavior measurement of the developing roller outer circumferential surface at lOOmN / mm 2 constant-load measuring conditions in the universal hardness measured 10 ⁇ O / im or less For example, it is preferable to adjust the surface of the developing roller so that the value is not more than 0.:! ⁇ 10 ⁇ 0/im, preferably not more than 8.5 ⁇ / im.
  • the conditions for measuring this creep value are not particularly limited except for the maximum load and the creep time at the maximum load.
  • the force S can be appropriately set according to the shape of the indenter, the measuring device, and the like. . Even when the maximum load is changed, it can be similarly applied as an evaluation criterion by appropriately modifying the specified value of the creep value.
  • a type of toner binder styrene-acrylic copolymer resin or polyester resin
  • H_100V When measuring using a small hardness tester H_100V, the following conditions can be exemplified. That is, the indenter is pushed into the developing roller under the following conditions, a predetermined load is held for about 60 seconds, the load is removed, and the creep value can be calculated by a computer.
  • An example of measurement conditions is
  • Indenter square pyramidal diamond with a facing angle of 136 degrees
  • the universal hardness is a physical property value obtained by pushing an indenter into a measurement object while applying a load
  • the unit is expressed in N / mm 2 .
  • the measurement of the universal hardness can be performed using a commercially available hardness measuring device such as an ultra-micro hardness meter H-100V manufactured by Fischer.
  • a quadrangular or triangular pyramid-shaped indenter is pushed into the object under test while applying a test load, and when a predetermined indentation depth is reached, the indentation depth force
  • the universal hardness is determined from the above equation. That is, when the indenter is pushed into the object under constant load measurement conditions, the stress at that time with respect to the pushed depth is defined as universal hardness.
  • the developing roller 1 is preferably the universal hardness at measurement conditions 100mNZmm 2 Z6 0 seconds in the universal hardness measurements to adjust the front surface of the developing roller so as to 3N / mm 2 or less members More preferably, this should be 0: !! to 3 N / mm 2 , particularly preferably 0 ::! To 1.5 N / mm 2 .
  • the developing roller 1 of the present invention has the measurement conditions defined above in the vicinity of its surface, preferably within a range of 5 ⁇ from the surface (that is, the constant load imprinted caloric speed 100/60 ( mN / mm 2 / sec)), the universal hardness is preferably 3 NZmm 2 or less, as described above.
  • the universal hardness exceeds 3 NZmm 2 , it is difficult to obtain a stable, high-quality image for a long period of time due to large deterioration of the toner.
  • the universal hardness determined under the above conditions is an index for directly evaluating the hardness in a region preferably within 5 ⁇ m from the outer peripheral surface of the developing roller 1, and determines the physical properties of the developing roller. This is extremely effective.
  • the deterioration of the toner can be suppressed by reducing the stress when the surface of the developing roller that reduces the stress due to the minute deformation is deformed by 5 ⁇ m to the above-mentioned value or less.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a developing roller according to a modification.
  • a semiconductive elastic layer 3 is formed on the outer periphery of the shaft member 2, and a semiconductive elastic layer 3 is further formed on the elastic layer 3.
  • the resin layer 38 is formed, the elastic layer 3 is not an essential component.
  • the shaft member 2 includes a hollow cylindrical metal pipe 5 and caps 6 with respective shafts attached to both ends of the metal pipe 5.
  • the cap 6 is provided with a shaft portion 6a that constitutes both ends in the longitudinal direction of the shaft member 2, and is supported by a roller support portion (not shown) of the image forming apparatus. Is done.
  • the shaft member 2 is made of metal and has good conductivity.
  • the metal material used for the shaft member 2 is not particularly limited, but, for example, iron, stainless steel, aluminum and alloys containing these can be used.
  • the configuration may be the same as that described above.
  • the resin layer 38 is formed of two layers adjacent to each other inside and outside in the radial direction, and the volume resistivity of the first resin layer 38B located inside in the radial direction is 10 6 ⁇ 'cm.
  • the volume resistivity of the second resin layer 38A located on the outer side in the radial direction is set to be not less than lO ⁇ 'cm.
  • At least one of these resin layers 38A and 38B was used as a thermosetting resin when the coating liquid comprising the resin constituting these layers was applied and cured in the manufacturing process.
  • a conductive agent is added to an ultraviolet curable resin that can be cured by irradiating ultraviolet rays or electron beams, or an electron beam curable resin. It is composed of those that are contained.
  • the configuration other than that the resin layer 38 includes the first resin layer 38B and the second resin layer 38A is the same as that described in the above-described embodiment. Is omitted.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the developing roller of this embodiment.
  • the developing roller 1B has a semiconductive elastic layer 3 formed on the outer periphery of the shaft member 2, and further has a layer formed on the elastic layer 3. Although the semiconductive resin layer 39 is formed, the elastic layer 3 is not an essential component.
  • the shaft member 2 includes a hollow cylindrical metal pipe 5 and caps 6 each having a shaft attached to both ends of the metal pipe 5.
  • the shaft member 6 is provided with a shaft portion 6a that constitutes both ends in the length direction of the shaft member 2, and is supported by a roller supporting portion (not shown) of the image forming apparatus.
  • the shaft member 2 is made of metal and has good conductivity.
  • the metal material used for the shaft member 2 is not particularly limited, but, for example, iron, stainless steel, aluminum, an alloy containing these, and the like can be used.
  • the configuration may be the same as that shown.
  • the resin layer 39 can be composed of one layer or a plurality of layers having different materials and physical properties from each other.
  • the resin layer 39 is composed of two layers.
  • At least one of the resin layers 39A and 39B was used as a thermosetting resin when a coating liquid composed of a resin constituting these layers was applied and cured in the manufacturing process.
  • a conductive agent is added to an ultraviolet curable resin that can be cured by irradiating ultraviolet rays or electron beams, or an electron beam curable resin. It is preferable to be constituted by containing.
  • the developing roller 1B of the embodiment shown in Fig. 9 is characterized by dispersing fine particles in the resin layer 39, whereby fine irregularities are formed on the surface of the resin layer 39, and the outer periphery is formed.
  • the resin layer 39 is composed of two layers 39A and 39B, and is preferably formed only on the first resin layer 39B on the inner side in the radial direction.
  • the structure is such that fine particles are dispersed and fine particles are not dispersed in the radially outer second resin layer 39A, whereby the fine particles of the first resin layer 39B impart a desired surface roughness to the developing roller.
  • the second resin layer 39A the fine particles in the first resin layer 39B can be directly exposed to the surface of the developing roller, and the fine particles can be prevented from falling off. Roughness can be maintained for a long time.
  • fine particles of rubber or synthetic resin or fine carbon particles are preferable.
  • silicone rubber acrylic resin, styrene resin, acryl / styrene copolymer, fluororesin, urethane elastomer, urethane
  • urethane One or more of atalylate, melamine resin and phenol resin are suitable.
  • the added amount of the fine particles is preferably 0.1 to: 100 parts by weight, particularly preferably 5 to 80 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin.
  • the average particle diameter of the fine particles is preferably from! To 50 ⁇ m, particularly preferably from 3 to 20 ⁇ m.
  • the total thickness b of the resin layer 4 is preferably in the range of:! To 50 xm.
  • the ratio of the average particle diameter a (111) of the fine particles to the total thickness 1) (111) & // 1) is preferably set to 1.0 to 5.0. By setting this range, it is possible to form optimal minute unevenness on the surface of the resin layer 39.
  • the thickness of the second resin layer 39A is 1 to 10 ⁇ m.
  • the surface roughness formed by the fine particles of the first resin layer 39B is faithfully reflected on the surface of the developing roller, and the fine particles of the first resin layer 39B are directly exposed to the surface of the developing roller. Can be prevented.
  • the resin layer 39 may be mixed with a conductive agent for the purpose of controlling its conductivity.
  • the resin layer 39 is made of a first resin layer 39B made of a resin in which fine particles are dispersed and a second resin layer.
  • the volume resistivity of the first resin layer 39B be 10 6 ⁇ ⁇ cm or less and the volume resistivity of the second resin layer 39A be 10 1 ⁇ ⁇ cm or more.
  • an electronic conductive agent As the conductive agent to be mixed with the resin of the resin layers 39A and 39B, an electronic conductive agent, an ionic conductive agent, or the like is used.
  • the developing rollers 1, 1A, and IB of the present invention can be incorporated in an image forming apparatus using toner.
  • a toner supply roller 94 for supplying toner is provided.
  • a developing roller 91 is disposed between the photosensitive drum 95 and the photosensitive drum 95 holding the electrostatic latent image, with a small gap 92 formed between the photosensitive drum 95 and the developing roller 91.
  • the drum 95 and the toner supply roller 94 By rotating the drum 95 and the toner supply roller 94 in the directions of the arrows in the figure, and applying a predetermined voltage between the photosensitive drum 95 and the developing roller 91, the toner 96 is supplied by the toner supply roller 94.
  • the toner is supplied to the surface of the developing roller 91, and is formed into a uniform thin layer by the layering blade 97.
  • the toner 96 formed in the thin layer flies over the gap 92 to the photosensitive drum 95 to visualize the latent image. . Note that the details of FIG. 1 have been described in the background art, so description thereof will be omitted.
  • a resin layer is formed directly on a shaft member made of an aluminum pipe, or when the developing roller has an elastic layer, an elastic layer is formed on the shaft member.
  • a developing roller having the structure shown in FIG. 3 was fabricated and used as an example, and for the purpose of comparison with the developing roller of the example, a part of the structure of the present invention was adopted.
  • Developing rollers having different values were prepared as comparative examples. For the developing rollers of these examples and comparative examples, measurement and evaluation of roller characteristics and image evaluation were performed.
  • Example la ⁇ Regarding 13a and comparative examples la ⁇ 3a, Table 6 (Material table) and Tables 7 and 8 (Specification-Evaluation table)
  • Example lb to: lib and Comparative Examples lb and 2b are shown in Table 9 (Material Table) and Tables 10 and 11 (Specifications / Evaluation Table).
  • Examples lc to 9c and comparative examples lc to 3c are shown in Table 12 (Material Table) and Tables 13 and 14 (Specifications' Evaluation Table).
  • Example Id ⁇ Regarding 10d and Comparative Example Id, Table 15 (Material Table) and Tables 16 and 17 (Specifications / Evaluation Table)
  • Table 18 (Material Table) and Tables 19 and 20 (Specifications / Evaluation Table)
  • Example lh 10h and Comparative Example lh are shown in Table 27 (Material Table) and Tables 28 and 29 (Specifications' Evaluation Table), respectively.
  • the materials in the above-mentioned material tables corresponding to the respective examples and comparative examples were blended in the above-described specifications and in the parts by weight shown in "Blending (parts by weight)" in the evaluation table.
  • a coating made of the compounded resin material was applied by a roll coater (coater method), and thereafter, this was cured by heat (heating or air drying), ultraviolet curing, or electron beam curing.
  • 1,4-butane is added to 100 parts by weight of polyether polyol (OH value 33) having a molecular weight of 5,000 by adding propylene oxide and ethylene oxide to glycerin.
  • polyether polyol 1.0 part by weight of diol, 1.5 parts by weight of silicone surfactant, 0.5 parts by weight of nickel acetyl acetate, 0.01 parts by weight of dibutyltin dilaurate and 0.011 parts by weight of sodium perchlorate.
  • the resulting mixture was mixed with a mixer to prepare a polyol composition.
  • the elastic layer is made of silicone
  • liquid silicone rubber is injected into the cavity of the mold in which the shaft member is inserted, and cooled and cured in the mold to reduce the outer diameter.
  • the toner charge amount and the toner transport amount in the above-mentioned specification and evaluation table were obtained as follows. In other words, the cartridge with each of the developing rollers shown in the table is installed in the image forming apparatus, the developing roller is idled without printing, the cartridge is removed, and the toner on the developing roller surface is taken into the Faraday gauge.
  • the weight of the removed toner is measured, and the area of the developing roller surface portion from which the toner is removed is calculated. The toner weight per area was determined and used as the toner transport amount.
  • the image evaluation was performed as follows. That is, the developing roller of each of the examples and the comparative example was attached to the commercially available printer having the non-magnetic jumping type developing unit shown in FIG. 1, and a developing bias voltage in which alternating current was superimposed on direct current was applied. Reversal jumping development was performed using a negatively charged non-magnetic one-component toner having an average particle diameter of 7 ⁇ m.
  • ⁇ initial '' image evaluation immediately after the developing roller is mounted, a full black background image, a full white background image, a halftone image, and a pattern image are printed, and the print image quality is visually determined for each evaluation item in the table. The results of the judgment were represented by a five-point scale.
  • the resistance value when a voltage of 100 V was applied between the developing roller and the counter electrode (metal drum) was measured using the rotational resistance measuring device shown in FIG.
  • Examples lg to 10 g and Comparative Example lg were prepared by using the apparatus shown in FIG. 4, applying a voltage of 8 kV to the roller, charging the roller surface by corona discharge, and setting the measuring unit 14 to 200 g. It was moved at a speed of mmZsec, and the surface potential was measured until 0.2 seconds later. The shape and dimensions of the measurement unit are as shown in Fig. 5. This method allows you to measure the entire roller surface. Then, the surface potential decay rate from 0.1 seconds to 0.2 seconds after the corona charging was determined. The measurement environment was controlled at a temperature of 22 ° C and a humidity of 50%.
  • the measurement unit 14 was moved at a speed of 200 mm / sec, and the surface potential was measured 0.35 seconds after the corona charging. .
  • the shape and dimensions of the measuring unit in this case are also as shown in FIG. By this method, the entire roller surface was measured, and the maximum value was taken as the value of the surface potential.
  • the measurement environment was controlled at a temperature of 22 ° C and a humidity of 50%.
  • Fine particles Urethane particles CFB101-40 (Dainippon Ink and Chemicals)
  • Example la Example 2a Example 3a Example 4a Example 5a Example 6a Example 7a Fine 8a Base resin 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
  • Toner transport amount (mg / cm 2 ) 0.28 0.22 0.37 0.35 0.24 0.3 0.34 0.35
  • Example 9a Example 10a Example 11a Example 12a Example 13a Comparative Example la Comparative Example 2a Comparative Example 3a Base Resin 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
  • Toner transport amount (mg / cm 2 ) 0.39 0.33 0.29 0.13 0.36 0.3 0.31
  • Toner transport amount (mg / cm 2 ) 0.26 0.32 0.24 0.24 0.32 0.34 0.34
  • Example lc Example 2c
  • Example 3c Example 4c
  • Example 5c Example 6c
  • Polymerization initiator (long wavelength) Acrylphosphinite 'IRGACURE819 (to Chiha's; Charity Chemicals) Maximum wavelength: 430nm Polymerization initiator (short wavelength) ⁇ -Hydroxy ketone IRGACURE184 Charity Chemicals) Maximum wavelength: 300nm
  • Fragrance agent 0 (heavy
  • Polymerization initiator (short wavelength) 2.5-2.5-2.5 Carbon conductive agent 1 C2-2.5-2.5-Ionic conductive agent 5-5--Solvent 1 S2 (*) (*)--(*) Layer thickness (/ / m) 50 70 15 20 10 Form Coating Film Dip Dip Coater Coater Dip Method Coating Curing UV Ultraviolet Electron Beam Ultraviolet Elastic Layer Presence / Type None None None None None None Resistance ( ⁇ ) 7 10 6 3 10 4 1 10 6 lx lO 4 10 7 Initial surface roughness R iz m) 2.2 1.9 2.8 2.9 1.8 Creep value ( ⁇ ⁇ ) 5.1 6.8 1.2 2 3.2 Roller
  • Toner transport amount (mg m 2 ) 0.25 0.23 0.28 0.3 0.22
  • Example 6e Example 7e
  • Example 8e Base resin 1 RA
  • Amount of toner transport (mg m 2 ) 0.37 0.34 0.12
  • Second polymerization initiator (long wavelength) 1 5 5-parts)
  • Resin layer Polymerization initiator (short wavelength) 1 2.5-2.5
  • Toner transport amount (mg /: m) 0.27 0.24 0.22 0.26 0.26
  • Example 6f Example 7f
  • Example 8f Example 9f Comparative Example If Combination Base Resin RA 100
  • Resin layer (short wavelength) 2.5 2.5 2.5 2.5-None
  • Toner transport amount (mg / cm 2 ) 0.23 0.37 0.36 0.15 0.3
  • Example is Example 3 ⁇ 4 Example 3s Example 4g Example 5g Example 6g Formulation Base resin RA
  • Polymerization initiator (short wavelength)-2.5-2.5-
  • Solvent 1 S2 (*) (*) (*) (*) (*)-layer thickness m) 40 20 40 50 15 20 Coating Dip Dip Coating Method Dip Dip Dip Coater Co Coating Curing Heating Heating UV ray Ultraviolet ray Electron beam Presence ⁇ None None None None None None Resistance ( ⁇ ) 7 x l0 4 3 x 10 '10 "lx lO 4 8 10 ° 7 10 3 Initial surface roughness Rz ii Hl) 2.5 2.8 2.4 2.0 3 3.5 Electric decay rate (V / sec)> 10 0.5 ⁇ 10> 10 0.3> 10
  • Toner transport amount (ms / cm 2 ) 0.27 0.28 0.25 0.24 0.29 0.33
  • the developing roller according to the present invention can be used for an image forming apparatus such as a plain paper copier, a plain paper facsimile machine, a laser beam printer, a color laser beam printer, and a toner jet printer. It is preferably used as a supply roller or the like.

Landscapes

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Description

明 細 書
現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置
技術分野
[0001] 本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真装置ゃ静電記録装置などの画像形成装 置に用いられる現像ローラと、この現像ローラを用いた画像形成装置に関する。 背景技術
[0002] 複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、潜像を保持した感光ド ラム等の潜像保持体に非磁性現像剤（トナー）を供給し、潜像保持体の潜像にトナー を付着させて潜像を可視化することが行われており、その現像方法の一般的なもの の一つとして、潜像保持体との間に微小なギャップを設けて配置された現像ローラの 外周上に帯電したトナーを担持させ、潜像保持体と現像ローラとの間に電圧をかけた 状態で現像ローラを回転させることにより、トナーを潜像保持体に飛翔させる非磁性 ジヤンビング現像法がある。
[0003] 非磁性ジヤンビング現像法を、図 1を参照してさらに説明する。トナーを供給するた めのトナー供給用ローラ 94と静電潜像を保持した感光ドラム (潜像保持体） 95との間 に、感光ドラム 95に対して微小なギャップ 92を空けて、現像ローラ 91が配設され、こ れら現像ローラ 91、感光ドラム 95及びトナー供給用ローラ 94がそれぞれ図中矢印方 向に回転するとともに、感光ドラム 95と現像ローラ 91との間に、所定の電圧を印加す ることにより、トナー 96がトナー供給用ローラ 94により現像ローラ 91の表面に供給さ れ、トナー 96が成層ブレード 97によって均一な薄層に整えられ、薄層に形成されたト ナー 96が、ギャップ 92を越えて感光ドラム 95に飛翔して潜像に付着し、この潜像が 可視化されるようになってレ、る。
[0004] なお、図中 98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 になっている。また 99はクリーニング部であり、そのクリーニングブレード 99aにより転 写後に感光ドラム 95表面に残留するトナー 6を除去するよう構成されている。
[0005] 図 2は、非磁性ジヤンビング現像法に用いられる、従来の現像ローラ 91を示す断面 図であり、現像ローラ 91は、一般的に、金属等の良導電性材料からなる中実円柱状 もしくは中空円筒状のシャフト部材 82の外周に、トナーに対する帯電性や付着性、あ るいは現像ローラと成層ブレードとの間の摩擦力等を最適化するための樹脂層 84を 設けて構成される (例えば、特許文献 1参照。）。
[0006] そして、シャフト部材 82は、強度的に許容される限り軽量にするため中空円筒状を なすのが好ましぐその場合、金属製パイプ 85と、金属製パイプ 85の両端に取付け られたそれぞれの軸付きキャップ 86とを具え、これらの軸付きキャップ 86には、シャフ ト部材 82の長さ方向両端部を構成する軸部 86aが設けられ、画像形成装置のローラ 支持部に軸支される。
[0007] 樹脂層 84を形成する方法として、シャフト部材 82を溶剤系又は水系の塗料中にデ イッブし、あるいは、シャフト部材 82の外側にこの塗料をスプレーした後、熱又は熱風 で乾燥硬化することが行われているが、長時間の乾燥が必要であるため、現像ローラ 91を量産するには長い乾燥ラインが必要であり、そのための設備およびスペースに 要するコストが膨大なものとなり、また、樹脂層はその用途から高精度に制御された 導電性、表面状態が要求されるが、乾燥ライン内の温度分布、風量のばらつきはこ れらの性能に大きく影響し、品質上の問題もあった。
[0008] このような問題点を解決するものとして、シャフト部材 82上に塗布された導電剤入り 紫外線硬化型樹脂を紫外線により硬化させて被覆層を形成した現像ローラが知られ ている（例えば特許文献 2参照。）。一方、現像ローラに導電性を付与するための導 電剤として、低コスト、高い導電性、環境に対するその安定性等の点でカーボン系の ものが一般的に多用されている。
特許文献 1 :特開 2002— 14534号公報
特許文献 2 :特開 2002— 310136号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] し力しながら、カーボン系導電剤を含有した紫外線硬化型樹脂は、これを塗布した あと紫外線で硬化させようとしても、カーボンは非透明なので紫外線を吸収して、紫 外線が層の奥まで到達しにくくなり、紫外線による樹脂の硬化が十分行えない可能 性があり、そのため、導電剤としてカーボン系のものを用いることができないという問 題点があった。
[0010] また、上記のように構成された樹脂層は、一般的には、樹脂成分を含んだ塗工液を
、シャフト部材に塗装したのち、硬化させて形成されるが、このようにして形成された 樹脂層は、表面粗度が十分でなぐそのため、トナーを外周面に担持して潜像保持 体に供給する際の供給能力が不足する可能性があった。
[0011] 本発明は、このような問題点を鑑みてなされてものであり、樹脂層の形成過程にお ける乾燥ラインを不要なものとすることができ、しかも、樹脂層に導電性を付与するた めの導電剤としてカーボン系のものを用いることのできる現像ローラおよびそれを用 いた画像形成装置を提供することを目的とする。
[0012] また、本発明は、所望のトナー供給能力を得るに十分な表面粗度を有する現像口 ーラおよびそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0013] < 1 >は、長さ方向両端部を軸支されて取付けられるシャフト部材の半径方向外側 に一層以上の樹脂層を設けてなり、外周面上に担持した非磁性現像剤を潜像保持 体に供給する現像ローラにおいて、
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとし、前記樹脂層の少なくとも一層を、 導電剤および紫外線重合開始剤を含有する紫外線硬化型樹脂で構成するとともに、 前記導電剤は少なくともカーボン系のものを含み、前記紫外線重合開始剤は、紫外 線吸収波長帯域の最大波長が 400nm以上であるものを含んでなる現像ローラであ る。
[0014] ここで「紫外線吸収波長帯域」とは、開始剤が開裂するに充分なエネルギーを得る ことができる波長帯域をレ、い、単に微量の吸収があるだけの波長帯域は、吸収波長 帯域には含まない。したがって、例えば、紫外線吸収波長帯域の最大波長が 400η m以上である場合とは、 400nm以上の波長帯域でも、開裂が充分に開始できること を意味するものであり、この領域で紫外線を吸収しうることだけを意味するものではな レ、。
[0015] < 2 >は、 < 1 >の好適なものとして、前記紫外線重合開始剤は、紫外線吸収波長 帯域の最大波長が 400nm未満のものも含んでなるものである。 [0016] <3>は、 <1>もしくは<2>の好適なものとして、前記紫外線硬化型樹脂を、無 溶剤の樹脂組成物よりなる塗工液を塗布し紫外線照射により硬化させて形成された ものとするものである。
[0017] <4>は、長さ方向両端部を軸支されて取付けられるシャフト部材の半径方向外側 に一層以上の樹脂層を設けてなり、外周面上に担持した非磁性現像剤を潜像保持 体に供給する現像ローラにおいて、
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとし、前記樹脂層の少なくとも一層を、 導電剤を含有する電子線硬化型樹脂で構成してなる現像ローラである。
[0018] 本明細書において、電子線硬化型樹脂とは、架橋剤、重合開始剤、開裂補助剤を 含有せず、これらの助剤を用いなくとも、電子線照射によるエネルギーによって自己 架橋を進行させる特性を有する樹脂をレ、うものとする。だだし、実際の製造において これらを架橋剤等を配合して層を形成することは差し支えなぐ電子線硬化型樹脂は 、これらを架橋剤等との配合を拒むものではない。
[0019] < 5>は、 <4>の好適なものとして、前記電子線硬化型樹脂を、無溶剤の樹脂組 成物よりなる塗工液を塗布し、電子線照射により硬化させて形成されたものとするも のである。
[0020] <6>は、 <1>〜<5>のいずれかの好適なものとして、前記樹脂層は 2層以上 で構成されるとともに、半径方向最外に位置する層を第二樹脂層とし、第二樹脂層の 内側に隣接する層を第一樹脂層として、第一樹脂層の体積抵抗率が 106Ω 'cm以 下であり、第二樹脂層の体積抵抗率が 101QQ 'cm以上であることを特徴とするもの である。
[0021] <7>は、 < 6 >の好適なものとして、前記第二樹脂層を、導電性微粒子を含有し ないよう構成してなるものである。
[0022] <8>は、 <6>もしくは <7>の好適なものとして、前記第二樹脂層を構成する樹 脂を、第一樹脂層を構成する樹脂に対する貧溶媒に溶解する樹脂としてなるもので ある。
[0023] <9>は、 < 6 >〜< 8 >のいずれかの好適なものとして、前記第二樹脂層を、架 橋化樹脂よりなるものとし、架橋前の樹脂に対する良溶媒で抽出した際の可溶部が 3 0重量％以下である特性を具えるよう構成してなるものである。
[0024] <10>は、長さ方向両端部を軸支されて取付けられるシャフト部材の半径方向外 側に一層以上の樹脂層を設けてなり、外周面上に担持した非磁性現像剤を潜像保 持体に供給する現像ローラにおいて、
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとし、前記樹脂層の少なくとも一層を、 微粒子が分散された樹脂で構成してなる現像ローラである。
[0025] く 11>は、く 10>の好適なものとして、前記樹脂層は 2層以上で構成されるととも に、半径方向最外に位置する層を第二樹脂層とし、第二樹脂層の内側に隣接する 層を第一樹脂層として、前記微粒子は、第二樹脂層に含まれず、第一樹脂層にだけ 分散されてなることを特徴とするものである。
[0026] く 12>は、く 11 >の好適なものとして、前記第一樹脂層の体積抵抗率を 106Ω 'C m以下とし、前記第二樹脂層の体積抵抗率を、 1010Ω 'cm以上としてなるものである
[0027] <13>は、 < 10 >〜< 12 >のいずれかの好適なものとして、前記微粒子の平均 粒径を、：!〜 50 /imとするものである。
[0028] <14>は、 < 10 >〜< 13 >のいずれかの好適なものとして、前記微粒子の含有 量を、樹脂 100重量部に対し 0.：!〜 100重量部とするものである。
[0029] <15>は、 <10>〜<14>のいずれかの好適なものとして、前記樹脂層の厚さ の合計を、 1〜50 μΐηとしてなるものである。
[0030] <16>は、 < 10 >〜< 15 >のいずれかの好適なものとして、前記微粒子の平均 粒径 aと樹脂層の合計厚さ bとの比 a/bを、 1.0〜5.0としてなるものである。
[0031] <17>は、 <10>〜<16>のいずれかの好適なものとして、前記微粒子を、ゴム 又は合成樹脂よりなるものとするものである。
[0032] < 18>は、 < 17>の好適なものとして、前記微粒子を、シリコーンゴム微粒子、ァ クリル微粒子、スチレン微粒子、アクリル/スチレン共重合体微粒子、フッ素樹脂微粒 子、ウレタンエラストマ一微粒子、ウレタンアタリレート微粒子、メラミン樹脂微粒子及 びフエノール樹脂微粒子から選ばれた少なくとも 1種よりなるものとするものである。
[0033] <19>は、 <10>〜<18>のいずれかの好適なものとして、前記樹脂層の少なく とも一層を、紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂としてなるものである。
[0034] く 20>は、 <1>〜く 19 >のいずれかの好適なものとして、少なくとも、半径方向 最外に位置する樹脂層を、フッ素および珪素のうち少なくとも一方を含有した樹脂で 構成してなるものである。
[0035] <21>は、 <1>〜<20>のいずれかの好適なものとして、前記樹脂層の総厚さ を、：!〜 500 zmとしてなるものである。
[0036] <22>は、 <1>〜< 21 >のいずれかの好適なものとして、前記紫外線硬化型樹 脂に含有されるカーボン系導電剤の含有量を、樹脂 100重量部に対し 1〜20重量 部としてなるものである。
[0037] <23>は、 <1>〜< 22 >のいずれかの好適なものとして、前記紫外線硬化型樹 脂もしくは電子線硬化型樹脂にに含有させる導電剤を、 2種類以上のもので構成し てなるものである。
[0038] く 24>は、 <1>〜く 23>のいずれかの好適なものとして、前記シャフト部材と最 内側の樹脂層との間に、弾性層を配設してなるものである。
[0039] く 25>は、 <1>〜く 24>のいずれかの好適なものとして、前記シャフト部材を、 アルミニウム、ステンレス鋼及び鉄、ならびに、これらのいずれかを含む合金から選ば れた金属で構成してなるものである。
[0040] <26>は、 <1>〜< 25 >のいずれかの現像ローラを具えてなる画像形成装置 である。
発明の効果
[0041] < 1 >によれば、紫外線重合開始剤は、紫外線吸収波長帯域の最大波長が 400η m以上であるものを含むので、 400nm以上の長波長紫外線は樹脂層の奥まで到達 でき、カーボン系導電剤による層奥での紫外線量の減少を補ってそこでの紫外線硬 化反応を進行させることができ、したがって、紫外線硬化型樹脂に含有させる導電剤 として、種々の点で有利なカーボン系のものの適用を可能にすることができる。
[0042] <2>によれば、前記紫外線重合開始剤は、紫外線吸収波長帯域の最大波長が 4 OOnm未満のものも含むので、最大波長を 400nm未満とする短波長の紫外線の作 用により、層の表面に近い部分についても、樹脂の硬化反応を効果的に進行させる こと力 Sできる。
[0043] < 3 >によれば、前記紫外線硬化型樹脂を、無溶剤の樹脂組成物よりなる塗工液 を塗布し、紫外線照射により硬化させて形成されたものとしたので、紫外線照射の代 わりに熱もしくは熱風で乾燥して硬化させて形成するのに対比して、乾燥のための大 掛カ、りな設備とスペースとを節減することができ、しかも、乾燥プロセスの制御が難し レ、ことに起因する成膜のばらつきを抑制し、樹脂層を高精度に形成することができる
[0044] < 4 >の発明によれば、シャフト部材の外側に配置した樹脂層の少なくとも一層を、 導電剤を含有する電子線硬化型樹脂で構成したので、樹脂層の形成過程における 乾燥ラインを不要なものとすることができ、しかも、これを紫外線硬化型樹脂で構成し た場合と異なり、潜像保持体を汚染するおそれなく樹脂層に導電性を付与することの できる導電剤としてカーボン系のものを用いることができる。
[0045] < 5 >によれば、前記電子線硬化型樹脂を、無溶剤の樹脂組成物よりなる塗工液 を塗布し、電子線照射により硬化させて形成されたものとしたので、電子線照射の代 わりに熱もしくは熱風で乾燥して硬化させて形成するのに対比して、乾燥のための大 掛カりな設備とスペースとを節減することができ、しかも、乾燥プロセスの制御が難し レ、ことに起因する成膜のばらつきを抑制し、樹脂層を高精度に形成することができる
[0046] < 6 >によれば、前記樹脂層を 2層以上よりなるものとし、半径方向最外に位置する 第二樹脂層の体積抵抗率を 101Q Q ' cm以上とし、第二樹脂層の内側に隣接する第 一樹脂層の体積抵抗率を 106 Ω ' cm以下としたので、現像剤に対する帯電能が不十 分なことに起因する、画像カプリや画像ムラ、ゴースト等の画像不良や、長期使用お いて、現像ローラに付着した現像剤に起因する画像不良を十分に抑制することがで きる。なお、このことは、発明者らが種々の実験の結果見出したものである。
[0047] < 7 >によれば、前記第二樹脂層を、導電性微粒子を含有しないよう構成したので 、第二樹脂層の絶縁性を一層高め、長期にわたって、トナー帯電性能を良好に保ち 、安定した画像を提供することができる。
[0048] < 8 >によれば、第二樹脂層を構成する樹脂を、第一樹脂層を構成する樹脂に対 する貧溶媒に溶解する樹脂としたので、この貧溶媒を用いて調製した第二樹脂層用 塗工液を第一樹脂層上に塗布すれば、第一樹脂層の形成に用いた溶媒が第二樹 脂層用塗工液によって溶解されにくぐいわゆる風乾状態での乾燥、すなわち常温 での乾燥でも、これらの樹脂層が相互に混ざりあうことはなぐ良好な樹脂層を得るこ とができる。
[0049] < 9 >によれば、架橋化樹脂よりなるものとし、架橋前の樹脂に対する良溶媒で抽 出した際の可溶部が 30重量％以下である特性を具えるので、もし、可溶部が 30重量 %を超えた場合には、比較的低分子量のものや未硬化成分が多くなり、耐久寿命の 不足，感光体の汚染，トナーの汚染や凝集，被覆層の摩耗，摩擦係数の増大などの 原因となるという問題を防止することができる。
[0050] く 10 >によれば、前記樹脂層の少なくとも一層を、微粒子が分散された樹脂で構 成したので、この微粒子によって生成された凹凸を外周面に形成することができ、こ のことにより、所望のトナー供給能力を得るに十分な表面粗度を有する現像ローラを 提供すること力 Sできる。
[0051] < 11 >によれば、前記樹脂層を 2層以上よりなるものとし、前記微粒子を、半径方 向最外に位置する第二樹脂層に含ませず、第二樹脂層の内側に隣接する第一樹脂 層に分散させたので、第二樹脂層によって、第一樹脂層内の微粒子が直接現像口 ーラ表面に露出することがなくなり、その結果、微粒子の脱落を防止することができ、 微粒子によって形成される表面粗度を長期に維持することができる。
[0052] < 12 >によれば、前記第一樹脂層の体積抵抗率を 106 Ω ' cm以下とし、前記第二 樹脂層の体積抵抗率を、 1010 Ω ' cm以上としたので、現像剤に対する帯電能が不 十分なことに起因する、画像カプリや画像ムラ、ゴースト等の画像不良や、長期使用 おいて、現像ローラに付着した現像剤に起因する画像不良を十分に抑制することが でる。
[0053] < 13 >によれば、前記微粒子の平均粒径を、：!〜 50 z mとしたので、最適なトナー 搬送力を得ることができ、微粒子の平均粒径が、： m未満の場合には、十分な表面 粗度が得られず、その結果トナー搬送力が低下して、画像濃度の低下など印刷品位 の低下を招くことになり、また、これが、 50 z mを超えた場合には、表面粗度が大きく なり過ぎて、トナー搬送力過多となり、適正なトナー帯電性を確保できなくなる。
[0054] < 14 >によれば、前記微粒子の含有量を、樹脂 100重量部に対し 0. 1〜： 100重 量部としたので、最適な表面粗度を得ることができ、微粒子の含有量が、樹脂 100重 量部に対し 0. 1重量部未満の場合には、微粒子が第一樹脂層の表面に存在する比 率が小さくなりすぎて現像ローラに十分な表面粗度を付与することができず、逆に、こ れが、 100重量部を超えた場合には、樹脂に対する微粒子の割合が大きくなりすぎ て、樹脂の機能の発現が阻害され、良好な層をえることができにくくなる。
[0055] く 15 >によれば、樹脂層の合計厚さを、：!〜 50 x mしたので、良好な画像形成に 寄与させることができ、この厚さが l x m未満であると、耐久時の摩擦により十分に表 面層の帯電性能が確保することができなくなる場合があり、一方、 50 x mを超えると、 現像ローラ表面が硬くなり、トナーにダメージを与えて感光体等の画像形成体や成層 ブレードへのトナーの固着が発生して画像不良となる場合がある。
[0056] < 16 >は、前記微粒子の平均粒径 aと樹脂層の合計厚さ bとの比 a/bを、 1. 0〜5 . 0とするものであり、この比 a/bが、 1. 0未満の場合には、樹脂中に微粒子が坦も れてしまレ、、現像ローラの表面粗度を大きくするのがむつ力しくなり、これが、 5· 0を 超えた場合には、微粒子を樹脂で固定化することがむつかしくなる。
[0057] < 17 >によれば、前記微粒子を、ゴム又は合成樹脂よりなるものとしたので、樹脂 中へ微粒子を均一に分散させやすぐまた、金属微粒子を含有する場合と異なり、電 気抵抗を低下させることもなレ、。
[0058] < 18 >によれば、前記微粒子を、シリコーンゴム微粒子、アクリル微粒子、スチレン 微粒子、アクリル/スチレン共重合体微粒子、フッ素樹脂微粒子、ウレタンエラストマ 一微粒子、ウレタンアタリレート微粒子、メラミン樹脂微粒子及びフエノール樹脂微粒 子から選ばれた少なくとも 1種よりなるものとしたので、均一な微粒子分布を得やすく 、また、所望のトナー帯電性能が得やすくなる。
[0059] < 19 >によれば、前記樹脂層の少なくとも一層を、紫外線硬化型樹脂もしくは電子 線硬化型樹脂としたので、塗装された樹脂を紫外線もしくは電子線を照射して硬化さ せることができ、もしこれを熱硬化性樹脂で構成した場合には硬化のために必要とな る大力 Sかりが乾燥ラインを不要とすることができ、それに関するコストを大幅に低減す ること力 sできる。
[0060] く 20 >によれば、少なくとも最外の樹脂層を、フッ素および珪素のうち少なくとも一 方を含有した樹脂で構成したので、最外層の樹脂層の表面エネルギーを低減するこ とができ、その結果、現像ローラの摩擦抵抗を低下させるとともに、トナーの離型性も 向上し、長期間の使用における摩耗を低減し耐久性を向上させることができる。
[0061] < 21 >は、前記樹脂層の総厚さを、：!〜 500 z mとしたので、長期にわたって安定 した画像を形成することができ、厚さが 1 μ m未満であると、長期使用時の摩擦により 十分に表面層の帯電性能を確保することができなくなる場合があり、一方、これが 50 O z mを超えると、現像ローラ表面が硬くなり、トナーにダメージを与えて感光体等の 画像形成体や成層ブレードへのトナーの固着が発生して画像不良となる場合がある
[0062] < 22 >は、紫外線硬化型樹脂に含有されるカーボン系導電剤の含有量を、樹脂 1 00重量部に対し 1〜20重量部としたので、最適な電気的特性を付与することができ 、カーボン系導電剤の含有量が、 1重量部未満の場合には、十分な導電性を確保す ることができず、一方、これが 20重量部を越えた場合には、樹脂が固くなって脆くなり 、また、著しく高導電化することにより使用中にリークが発生する虞があり、さらに、力 一ボン系導電剤は紫外線を吸収しやすいため、導電剤の量が多いほど紫外線が層 の奥まで到達にくくなり、そのため紫外線硬化反応の進行が十分進まなくなってしま 5。
[0063] < 23 >によれば、紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂に含有させる導電 剤を 2種類以上のもので構成したので、印加される電圧の変動や環境の変化に影響 されることなく安定して導電性を発現させることができる。
[0064] < 24 >によれば、前記シャフト部材と半径方向最内側の樹脂層との間に、弾性層 を配設したので、樹脂層が潜像保持体や成層ブレードに押し当てられる際の、樹脂 層にかかる応力を緩和して、樹脂層の耐久性を向上させるとともに、トナーに対する 応力も緩和することができ、このことにより、長期にわたって安定した画像の形成に資 すること力 Sできる。
[0065] また、非磁性のトナーを用いた現像方式には、ジヤンビング方式のほカ 現像ロー ラを潜像担持体に押し当てて現像する加圧現像方式もあり、この現像ローラを加圧 現像方式に用いた場合には、さらに、潜像担持体からの応力を緩和することができ、 樹脂層の耐久性、長期にわたる現像性能の維持に、一層大きく寄与させることができ る。
[0066] < 25 >によれば、シャフト部材は、ァノレミニゥム、ステンレス鋼及び鉄、ならびに、こ れらのいずれかを含む合金から選ばれた金属で形成されたものとしたので、十分な 導電性を確保するともに、強度、耐久性、加工性等においても、有利なものとすること ができる。
[0067] < 26 >によれば、 < 1 >〜く 25 >のレ、ずれかの現像ローラを具えるので、前述の 通り、樹脂層の形成過程における乾燥ラインを不要なものとすることができ、し力も、 樹脂層に導電性を付与するための導電剤としてカーボン系のものを用いることのでき るという点において、有利な画像形成装置とすることができる。
図面の簡単な説明
[0068] [図 1]非磁性ジヤンビング現像法に用いられるに用いられる画像形成装置を示す概 念図である。
[図 2]従来の現像ローラを示す断面図である。
[図 3]本発明に係る実施形態の現像ローラを示す断面図および側面図である。
[図 4]現像ローラへの電荷の付与及び表面電位の測定を行う装置の概念図である。
[図 5]計測ユニット上での表面電位計および放電器の配置を示す図である。
[図 6]回転抵抗測定器を示す概念図である。
[図 7]表面残留電位対数値の減衰を示すグラフでる。
[図 8]変形例の現像ローラを示す断面図である。
[図 9]他の実施形態の現像ローラを示す断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0069] 本発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。図 3 (a)は、本実施形態の現像 ローラを示す断面図であり、図 3 (b)は、図 3 (a)の b— b矢視に対応する側面図であ る。現像ローラ 1は、シャフト部材 2の外周上に半導電性の弾性層 3を形成し、更にこ の弾性層 3上に半導電性の樹脂層 4を形成してなる力 S、弾性層 3は必須の構成では なレ、。シャフト部材 2は、中空円筒状の金属製パイプ 5と、金属製パイプ 5の両端に取 付けられたそれぞれの軸付きキャップ 6とを具え、シャフト部材 2の長さ方向両端部と なる、軸付きキャップ 6には、シャフト部材 2の長さ方向両端部を構成する軸部 6aが設 けられ、図示しない、画像形成装置のローラ支持部に軸支される。
[0070] シャフト部材 2は、金属製であり、良好な導電性を有する。シャフト部材 2に用いられ る金属材料としては、特に限定するものではなレ、が、例えば、鉄、ステンレススチール 、アルミニウムやこれらを含む合金等を用いることができる。
[0071] パイプの肉厚は、強度的に十分であるかぎり、軽量ィ匕の点で薄い方が好ましぐ例 えば、 0. 3〜2mmとすることができる。また、金属製パイプ 5と軸付きキャップ 6とを組 立てるには、例えば、図 3 (b)に示すように、金属製パイプ 5に設けた凸部 5aと、軸付 きキャップ 6に設けた凹部 6bとを回り止めのため係合させたあと、金属製パイプ 5と軸 付きキャップ 6とを接着剤、ピン止め等により固定すればよい。
[0072] 樹脂層 4は、トナーや画像形成装置の仕様に応じて、トナーに所要の帯電量を付 与するとともに所要のトナー搬送量を得ることができ、また、潜像保持体へのトナー供 給量が所要のものとなるよう、電気抵抗や表面性状等の特性が設定される。
[0073] また、樹脂層 4は、一層、もしくは、材料や物性が相互に異なる複数の層で構成す ること力 Sでき、少なくとも一層は、カーボン系を含む導電剤を含有した、紫外線硬化型 樹脂もしくは電子線硬化型樹脂より形成される。なお、図 3は、樹脂層 4がー層のもの よりなる場合の現像ローラを示す。
[0074] 樹脂層 4を形成する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂としてはポリエス テル樹脂、ポリエーテル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、ァミノ樹脂、ポリアミド樹脂 、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フエノール樹脂 、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリビュルプチラール樹脂などが挙げら れ、これらの 1種又は 2種以上を混合して用いることができる。
[0075] さらに、これらの樹脂に特定の官能基を導入した変性樹脂を用いることもできる。ま た、樹脂層 4の力学的強度、耐環境特性を改善するため、架橋構造を有するものを 導入することが好ましい。
[0076] 上記の樹脂のうち、特に、 （メタ）アタリレートオリゴマーを含む（メタ）アタリレート系の 、紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂より形成された組成物が好適である
[0077] このような（メタ）アタリレートオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系（メタ）アタリレー トオリゴマー、エポキシ系（メタ）アタリレートオリゴマー、エーテル系（メタ）アタリレート オリゴマー、エステル系（メタ）アタリレートオリゴマー、ポリカーボネート系（メタ）アタリ レートオリゴマー等、また、フッ素系、シリコーン系の（メタ）アクリルオリゴマーなどを挙 げ'ること力 Sできる。
[0078] 上記（メタ）アタリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレン グリコーノレ、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフエノール A型エポキシ樹脂、 フエノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールと ε—力プロラタトンの付加物 等の化合物と、（メタ）アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシァネートイ匕合物及 び水酸基を有する (メタ）アタリレートイ匕合物をウレタン化することにより合成することが できる。
[0079] ウレタン系（メタ）アタリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシァネート化合物と水酸 基を有する (メタ）アタリレートイ匕合物とをウレタン化することによって得ることができる。
[0080] エポキシ系（メタ）アタリレートオリゴマーの例としては、グリシジノレ基を有する化合物 と（メタ）アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよレ、が、中でもベンゼン環、ナ フタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジェン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、 かつグリシジノレ基を有する化合物と（メタ）アクリル酸の反応生成物が好ましレ、。
[0081] 更に、エーテル系（メタ）アタリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アタリレートオリゴ マー及びポリカーボネート系（メタ）アタリレートオリゴマーは、各々に対するポリオ一 ノレ（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール
)と (メタ）アクリル酸との反応によって得ることができる。
[0082] 紫外線硬化型もしくは電子線硬化型樹脂の樹脂組成物には、必要に応じて粘度 調整のために重合性二重結合を有する反応性希釈剤を配合する。このような反応性 希釈剤としては、アミノ酸や水酸基を含む化合物に (メタ）アクリル酸がエステル化反 応及びアミド化反応で結合した構造の、例えば、単官能、 2官能または多官能の重合 性化合物等を使用することができる。これらの希釈剤は、（メタ）アタリレートオリゴマー 100重量部当たり、通常 10〜200重量部用いることが好ましい。
[0083] 樹脂層 4を構成する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂には、その導電 性を制御する目的で導電剤が配合される。カーボン系導電剤は少量の添加で高い 導電性を得ることができるため、本発明の現像ローラ 1においては、導電剤として、力 一ボン系を含んだものを少なくとも用いる。カーボン系導電剤としては、ケツチヱンブ ラックやアセチレンブラックを用いるのが好ましい力 SAF, ISAF, HAF, FEF, GP F, SRF, FT, MT等のゴム用カーボンブラック、酸化カーボンブラック等のインク用 カーボンブラック，熱分解カーボンブラック、グラフアイト等も用いることができる。
[0084] カーボン系導電剤の配合量は、これを電子線硬化型樹脂に含有させて用いる場合 には、樹脂 100重量部に対し 100重量部以下、例えば、 1〜： 100重量部、特に:!〜 8 0重量部、とりわけ 10〜50重量部であることが好適である力 これを紫外線硬化型樹 脂に含有させて用いる場合には、樹脂 100重量部に対し 20重量部以下、例えば、 1 〜20重量部、特に 1〜： 10重量部、とりわけ 2〜5重量部であることが好適であり、これ は、カーボン系導電剤は紫外線を吸収しやすいため、これが 20重量部を越えた場合 には、導電剤の量が多いほど紫外線が層の奥まで到達にくくなり、そのため紫外線 硬化反応の進行が十分進まなくなってしまう虞があるからである。
[0085] 導電剤として、 2種類以上のものを混合して用いてもよぐこの場合、印加される電 圧の変動や環境の変化に対しても安定して導電性を発現することができる。混合例と しては、カーボン系導電剤に、カーボン系以外の電子導電剤やイオン導電剤を混合 したものをあげることができる。
[0086] 導電剤としてカーボン系の外にイオン導電剤を含む場合、樹脂層 4におけるイオン 導電剤の配合量は樹脂 100重量部に対し 20重量部以下、特に 0. 01〜20重量部、 とりわけ 1〜： 10重量部であることが好ましい。
[0087] イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニゥム，テトラプチルアンモニゥム，ラウリ ルトリメチルアンモニゥム等のドデシルトリメチルアンモニゥム，へキサデシルトリメチル アンモニゥム，ステアリルトリメチルアンミニゥム等のォクタデシルトリメチルアンモニゥ ム，ベンジルトリメチルアンモニゥム，変性脂肪族ジメチルェチルアンモニゥム等のァ ンモニゥムの過塩素酸塩，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，アルキル硫酸塩，カルボン酸塩，スルホン酸塩などの有機イオン導 電剤；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又はアルカリ土 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，トリフルォロメチル硫酸塩，スルホン酸塩などの無機イオン導電剤を例示するこ とができる。
[0088] カーボン系以外の電子導電剤をカーボン系のものと混合して用いる場合、電子導 電剤の配合量は、樹脂 100重量部に対し 100重量部以下、例えば、 1〜： 100重量部 、特に 1〜80重量部、とりわけ 10〜50重量部であることが好適である。
[0089] カーボン系以外の電子導電剤としては、 ITO、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等 の金属酸化物の微粒子；、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属の酸化物；導電 性酸化チタンゥイスカー、導電性チタン酸バリウムゥイスカーのような透明なウイスカ 一；などを例示することができる。
[0090] 本発明の現像ローラ 1において、樹脂層 4を紫外線硬化型樹脂を用いて構成する 場合には、その形成過程において樹脂の硬化反応の開始を促進させるための、紫 外線重合開始剤を含有するが、一方、樹脂層 4に導電性を付与するための導電剤と して、カーボン系のものを含有するので、このカーボン系導電剤により紫外線が層中 まで届力なくなる可能性があり、この結果、紫外線重合開始剤がその機能を充分発 揮できなくなり、硬化反応が進行しなくなる一因となる。
[0091] この点を改善するため、本発明の現像ローラ 1においては、層の奥まで入り込むこと のできる長波長の紫外線を吸収させるベぐ紫外線重合開始剤として、紫外線吸収 波長帯域の最大波長を 400nm以上とするものを使用することが特徴であり、このよう な紫外線重合開始剤としては、 ひ一アミノアセトフエノン、アシノレフォスフィンォキサイ ド、チォキサントンノアミン等を用いることができ、これらのより具体的な例としては、ビ ス（2, 4, 6 _トリメチルベンゾィル）一フエニルホスフィンォキシド又は 2 _メチル _ 1 - [4- (メチルチオ）フエニル] _ 2_モルホリノプロパン一 1 _オンを挙げることがで きる。
[0092] また、紫外線重合開始剤として、紫外線吸収波長帯域の最大波長を 400nm以上 とする長波長ものに加えて、紫外線吸収波長帯域の最大波長を 400nm未満とする 短波長のものも含ませるが好ましぐこのことにより、カーボン系導電剤を用いた場合 に、層奥だけでなぐ層の表面近傍についても良好に硬化反応を進行させることがで きる。
[0093] このような短波長の吸収帯域を有する紫外線重合開始剤としては、 2, 2_ジメトキ シ 1 , 2ジフエ二ルェタン一 1 _オン、 1—ヒドロキシ一シクロへキシル一フエ二ルケトン 、 2—ヒドロキシ 2_メチル _ 1 _フエニルプロパン _ 1 _オン、 1 _ [4— (2ヒドロキシェ トキシ）フエニル] 2—ヒドロキシ一 2—メチル一 1—プロパン一 1—オン、 2—メチル一 1 _ [4—フエニル] _ 2_モルフォリノプロパン _ 1 _オンなどを挙げることができる。
[0094] 紫外線重合開始剤を配合する場合、その配合量は、例えば、 （メタ）アタリレートオリ ゴマー 100重量部当たり 0. 1〜： 10重量部が好ましい。
[0095] 本発明においては、上記成分以外に、必要に応じて、上記の重合開始剤による重 合反応を促進するためにトリェチルァミン、トリエタノールァミン等の第 3級ァミン、トリ フエニルホスフィン等のアルキルホスフィン系光重合促進斉 lj、 p—チォジグリコール等 のチォエーテル系光重合促進剤などを紫外線硬化型樹脂に添加してもよい。これら の化合物を添加する場合、その添加量は、通常 (メタ）アタリレートオリゴマー 100重 量部当たり 0. 01〜： 10重量部の範囲が好ましい。
[0096] また、少なくとも最外側に位置する樹脂層 4に関しては、これを構成する樹脂に、フ ッ素および珪素の一方もしくは両方を含有させるのが好ましぐこのことにより、最外 層の樹脂層の表面エネルギーを低減することができ、その結果、現像ローラの摩擦 抵抗を低下させるとともに、トナーの離型性も向上し、長期間の使用における摩耗を 低減し耐久性を向上させることができる。
[0097] フッ素を含む紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂を形成する原料として は、重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物を含有することが好 ましぐこの重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物のみからな つてもよぐ重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物と他種の重 合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物とをブレンドした組成物よりなるもので あってもよレヽ。
[0098] 重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物としては、フルォロォ レフイン類を構成材料とするオリゴマー等の化合物、あるいは、フルォロ（メタ）アタリレ ート類が好適である。
フルォロ（メタ）アタリレート類としては、 1ないしすベての水素原子がフッ素と置換さ れた炭素数 5〜： 16のフルォロアルキル (メタ）アタリレートが好適であり、具体的には、 2, 2, 2—トリフルォロェチルアタリレート（CF CH OCOCH = CH、フッ素含有率 3
3 2 2
4重量0 /0)、 2, 2, 3， 3, 3_ペンタフルォロプロピルアタリレート（CF CF CH OCO
3 2 2
CH = CH、フッ素含有率 44重量0 /0)、 F(CF )4CH CH OCOCH = CH (フッ素
2 2 2 2 2 含有率 51重量0 /0)、 2, 2, 2—トリフルォロェチルアタリレート [CF CH OCOCH =
3 2
CH ,フッ素含有率 37重量0 /0]、 2, 2, 3, 3, 3 _ペンタフルォロプロピルアタリレート
2
[CF CF CH OCOCH = CH，フッ素含有率 47重量0 /。]、 2_ (パーフルォロブチ
3 2 2 2
ノレ）ェチルアタリレート [F(CF ) CH CH OCOCH = CH ,フッ素含有率 54重量0 /0
2 4 2 2 2
]、 3_ (パーフルォロブチル） _2—ヒドロキシプロピルアタリレート [F(CF ) CH CH
2 4 2
(OH)CH OCOCH = CH ,フッ素含有率 49重量0 /0]、 2—（パーフルォ口へキシル
2 2
)ェチルアタリレート [F(CF ) CH CH OCOCH = CH ,フッ素含有率 59重量0 /0]
2 6 2 2 2
、 3— (パーフルォ口へキシル）一2—ヒドロキシプロピルアタリレート [F(CF ) CH C
2 6 2
H(OH)CH〇COCH = CH ,フッ素含有率 55重量0 /0]、 2—（パーフルォロォクチ
2 2
ノレ）ェチルアタリレート [F(CF ) CH CH OCOCH = CH ,フッ素含有率 62重量0 /0
2 8 2 2 2
]、 3— (パーフルォロォクチル）一 2—ヒドロキシプロピルアタリレート [F(CF ) CH C
2 8 2
H(OH)CH OCOCH = CH ,フッ素含有率 59重量0 /0]、 2—（パーフルォロデシル
2 2
)ェチルアタリレート [F(CF ) CH CH OCOCH = CH ,フッ素含有率 65重量0 /0]
2 10 2 2 2
、 2— (パーフルオロー 3—メチルブチル）ェチルアタリレート [(CF ) CF(CF ) CH
3 2 2 2 2
CH OCOCH = CH，フッ素含有率 57重量％]、 3 _ (パーフルオロー 3—メチルブ
2 2
チル）一2—ヒドロキシプロピルアタリレート [(CF ) CF(CF ) CH CH(〇H)CH O
3 2 2 2 2 2
COCH = CH，フッ素含有率 52重量0 /0]、 2 _ (パーフルオロー 5 _メチルへキシル
2
)ェチルアタリレート [(CF ) CF(CF ) CH CH OCOCH = CH，フッ素含有率 61
3 2 2 4 2 2 2
重量0/ o]、 3- (パーフルオロー 5—メチルへキシル） _ 2—ヒドロキシプロピルアタリレ ート [(CF ) CF(CF ) CH CH(OH)CH〇C〇CH = CH ,フッ素含有率 57重量
3 2 2 4 2 2 2
%]、 2_ (パーフルオロー 7—メチルォクチル）ェチルアタリレート [(CF ) CF(CF )
3 2 2 CH CH OCOCH = CH ,フッ素含有率 64重量]、 3— (パーフルオロー 7—メチル
6 2 2 2
ォクチル）一 2—ヒドロキシプロピルアタリレート [(CF ) CF(CF ) CH CH(OH)C
3 2 2 6 2
H OCOCH=CH ,フッ素含有率 60重量0 /0]、 1H, 1H, 3H テトラフルォロプロ
2 2
ピルアタリレート [H(CF ) CH OCOCH = CH，フッ素含有率 41重量0 /0]、 1H, 1
2 2 2 2
H, 5H—ォクタフルォロペンチルアタリレート [H(CF ) CH OCOCH = CH，フッ
2 4 2 2 素含有率 53重量0 /0]、 1H, 1H, 7H—ドデカフルォ口へプチルアタリレート [H(CF
2
) CH OCOC(CH ) =CH，フッ素含有率 59重量％]、 1H, 1H, 9H—へキサデ
6 2 3 2
カフルォロノニルアタリレート [H(CF ) CH OCOCH = CH ,フッ素含有率 63重量
2 8 2 2
%]、 1H—1— (トリフルォロメチル）トリフルォロェチルアタリレート [(CF ) CHOCO
3 2
CH = CH ,フッ素含有率 51重量0 /0]、 1H, 1H, 3H へキサフルォロブチルアタリ
2
レート [CF CHFCF CH OCOCH = CH，フッ素含有率 48重量0 /0]、 2, 2, 2_トリ
3 2 2 2
フルォロェチルメタタリレート [CF CH OCOC(CH ) =CH，フッ素含有率 34重量
3 2 3 2
%]、 2, 2, 3, 3, 3 ペンタフルォロプロピルメタタリレート [CF CF CH〇COC(C
3 2 2
H )=CH ,フッ素含有率 44重量0 /0]、 2—（パーフルォロブチル）ェチルメタクリレー
3 2
ト [F(CF ) CH CH〇COC(CH )=CH ,フッ素含有率 51重量0 /0]、 3— (パーフ
2 4 2 2 3 2
ルォロブチル） 2—ヒドロキシプロピルメタタリレート [F(CF ) CH CH(OH)CH〇
2 4 2 2
COC(CH ) =CH ,フッ素含有率 47重量0 /0]、 2 （パーフルォ口へキシル）ェチル
3 2
メタタリレート [F(CF ) CH CH OCOC(CH ) =CH ,フッ素含有率 57重量0 /0]、
2 6 2 2 3 2
3— (パーフルォ口へキシル） 2 ヒドロキシプロピルメタタリレート [F(CF ) CH C
2 6 2
H(OH)CH OCOC(CH )=CH ,フッ素含有率 53重量0 /0]、 2 （パーフルォロォ
2 3 2
クチル）ェチルメタタリレート [F(CF ) CH CH OCOC(CH )=CH ,フッ素含有
2 8 2 2 3 2
率 61重量0 /0]、 3 -パーフルォロォクチル _ 2 -ヒドロキシプロピルメタタリレート [F ( CF ) CH CH(OH)CH OCOC(CH ) =CH ,フッ素含有率 57重量0 /0]、 2- (パ
2 8 2 2 3 2
一フルォロデシル）ェチルメタタリレート [F(CF ) CH CH〇C〇C(CH ) =CH ,
2 10 2 2 3 2 フッ素含有率 63重量0 /0]、 2- (パーフルオロー 3 メチルブチル）ェチルメタクリレー ト [(CF ) CF(CF ) CH CH OCOC(CH ) =CH，フッ素含有率 55重量0 /0]、 3
3 2 2 2 2 2 3 2
- (パーフルォロ _ 3 メチルブチル） _2—ヒドロキシプロピルメタタリレート [(CF )
3 2
CF(CF ) CH CH(OH)CH OCOC(CH )=CH ,フッ素含有率 51重量0 /。]、 2
2 2 2 2 3 2 —(パーフルオロー 5—メチルへキシル）ェチルメタタリレート [(CF ) CF(CF ) CH
3 2 2 4 2
CH OCOC(CH ) =CH ,フッ素含有率 59重量0 /0]、 3—（パーフルオロー 5—メチ
2 3 2
ルへキシル） 2—ヒドロキシプロピルメタタリレート [(CF ) CF(CF ) CH CH(〇H
3 2 2 4 2
)CH OCOC(CH ) =CH ,フッ素含有率 56重量0 /0]、 2- (パーフルオロー 7 メ
2 3 2
チルォクチル）ェチルメタタリレート [(CF ) CF(CF ) CH CH OCOC (CH )=C
3 2 2 6 2 2 3
H ,フッ素含有率 62重量0 /0]、 3 _ (パーフルオロー 7 メチルォクチル）一 2—ヒドロ
2
キシプロピルメタタリレート [(CF ) CF(CF ) CH CH(OH)CH OCOC(CH ) =
3 2 2 6 2 2 3
CH ,フッ素含有率 59重量0 /0]、 1H， 1H， 3H—テトラフルォロプロピルメタタリレー
2
ト [H(CF ) CH OCOC(CH ) =CH，フッ素含有率 51重量0 /。]、 1H, 1H, 5H—
2 2 2 3 2
ォクタフルォロペンチルメタタリレート [H(CF ) CH〇C〇C(CH )=CH ,フッ素
2 4 2 3 2 含有率 51重量0 /0]、 1H, 1H, 7Η—ドデカフルォ口へプチルメタタリレート [H(CF )
2
CH OCOC(CH ) =CH，フッ素含有率 57重量％]、 1H, 1H, 9H—へキサデ力
6 2 3 2
フルォロノ二ルメタタリレート [H(CF ) CH OCOC(CH ) =CH ,フッ素含有率 61
2 8 2 3 2
重量0 /0]、 1H—1—（トリフルォロメチル）トリフルォロェチルメタタリレート [(CF ) CH
3 2
OC〇C(CH ) =CH ,フッ素含有率 48重量0/。]、 1H, 1H, 3Η へキサフルォロブ
3 2
チルメタタリレート [CF CHFCF CH〇COC(CH ) =CH ,フッ素含有率 46重量
3 2 2 3 2
%]などが例示される。
[0100] 上記の重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物は、モノマー、 オリゴマーあるいはモノマーとオリゴマーの混合物であることが好ましい。オリゴマーと しては 2〜20量体が好ましい。
[0101] この重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物とブレンドされても よい他種の重合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物としては、特に限定され るものではないが、（メタ）アタリレートモノマー又はオリゴマー、あるいはモノマーとォ リゴマーの混合物が好適である。
[0102] この（メタ）アタリレートモノマー又はオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系（メタ）ァ タリレート、エポキシ系（メタ）アタリレート、エーテル系（メタ）アタリレート、エステル系（ メタ）アタリレート、ポリカーボネート系（メタ）アタリレート等のモノマー又はオリゴマー、 また、シリコーン系の（メタ）アクリルのモノマー又はオリゴマーなどを挙げることができ る。
[0103] 上記（メタ）アタリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレン グリコーノレ、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフエノール A型エポキシ樹脂、 フエノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールと ε—力プロラタトンの付加物 等の化合物と、（メタ）アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシァネートイ匕合物及 び水酸基を有する (メタ）アタリレートイ匕合物をウレタン化することにより合成することが できる。
[0104] ウレタン系（メタ）アタリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシァネート化合物と水酸 基を有する (メタ）アタリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。
[0105] エポキシ系（メタ）アタリレートオリゴマーの例としては、グリシジル基を有する化合物 と（メタ）アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよレ、が、中でもベンゼン環、ナ フタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジェン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、 かつグリシジノレ基を有する化合物と（メタ）アクリル酸の反応生成物が好ましレ、。
[0106] 更に、エーテル系（メタ）アタリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アタリレートオリゴ マー及びポリカーボネート系（メタ）アタリレートオリゴマーは、各々に対するポリオ一 ノレ（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール
)と (メタ）アクリル酸との反応によって得ることができる。
[0107] また、珪素を含む紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂を形成する原料と しては、重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物を含有することが 好ましぐこの重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物のみからな つてもよぐ重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物と他種の重合 可能な炭素原子間二重結合を有する化合物とをブレンドした組成物よりなるものであ つてもよい。
[0108] 重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物としては、両末端反応 性シリコーンオイル類、片末端反応性シリコーンオイル類、（メタ）アタリロキシアルキ ルシラン類が好適である。反応性シリコーンオイル類としては、末端に (メタ）アクリル 基を導入したものが好ましレ、。
[0109] 本発明に好適な珪素含有化合物の具体例を以下に示す。 [0110] [表 1]
信越化学工業㈱製 両末端反応性シリコーンオイル
Figure imgf000023_0002
[0111] [表 2]
信越化学工業㈱製 片末端反応性シリコーンオイル
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000023_0003
[0112] [表 3]
東レ 'タ"ゥコ-ニンク' .シリコ-ン㈱製 両末端メタクリレ-ト変形シリコ-ンオイル r g GHg GH3 し Hつ し Hつ
I I I I I
H2C = C— — 0— G— C = CH2
Figure imgf000024_0001
H
Figure imgf000024_0002
[0113] [表 4] 東レ 'タ 'ゥコ -ニンク'■シリコ-ン㈱製 片末端メタクリレ-ト変性シリコ-ン ル
CH3
H3C― Si一 GH3
CH3 0 Cn3
H3C— Si— 0—Si—(CH2)3— 0— C一 C = CH2
I I II
CH3 0 0
H<¾リ一 i一 CH3 CH3
Figure imgf000024_0003
[0114] [表 5] 信越化学工業㈱製 タ) 7クリ Dキシアルキルシラン類
Figure imgf000025_0001
これらの珪素含有化合物は 1種を単独で用いてもよぐ 2種以上を混合して用いて もよぐ他の珪素を含有しない炭素間二重結合を有する化合物を用いてもよい。 [0116] また、これらの重合可能な炭素間二重結合を有する珪素含有化合物及び他の珪 素を含有しない炭素間二重結合を有する化合物は、モノマー、オリゴマー或いはモノ マーとオリゴマーの混合物として好ましく用いられる。
[0117] この重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物とブレンドされても よい他種の重合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物としては、特に限定され るものではないが、（メタ）アタリレートモノマー又はオリゴマー、あるいはモノマーとォ リゴマーの混合物が好適である。オリゴマーとしては、 2〜20量体が好ましい。
[0118] この（メタ）アタリレートモノマー又はオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系（メタ）ァ タリレート、エポキシ系（メタ）アタリレート、エーテル系（メタ）アタリレート、エステル系（ メタ）アタリレート、ポリカーボネート系（メタ）アタリレート等、また、フッ素系の（メタ）ァク リルのモノマー又はオリゴマーなどを挙げることができる。
[0119] 上記（メタ）アタリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレン グリコーノレ、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフエノール A型エポキシ樹脂、 フエノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールと ε—力プロラタトンの付加物 等の化合物と、（メタ）アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシァネートイ匕合物及 び水酸基を有する (メタ）アタリレートイ匕合物をウレタン化することにより合成することが できる。
[0120] ウレタン系（メタ）アタリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシァネート化合物と水酸 基を有する (メタ）アタリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。
[0121] エポキシ系（メタ）アタリレートオリゴマーの例としては、グリシジノレ基を有する化合物 と（メタ）アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよレ、が、中でもベンゼン環、ナ フタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジェン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、 かつグリシジノレ基を有する化合物と（メタ）アクリル酸の反応生成物が好ましレ、。
[0122] 更に、エーテル系（メタ）アタリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アタリレートオリゴ マー及びポリカーボネート系（メタ）アタリレートオリゴマーは、各々に対するポリオ一 ノレ（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール
)と (メタ）アクリル酸との反応によって得ることができる。
[0123] なお、樹脂層 4を構成する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂には、そ の他必要に応じて種々の添加剤を適量添加することができる。
[0124] さらに、樹脂層 4には微粒子を分散させることが好ましぐこのことにより、樹脂層 4の 表面に微小な凹凸を形成して、外周面に担持したトナーの潜像保持体への搬送力 を確実ものにすることができる。
[0125] 上記微粒子としては、ゴム又は合成樹脂の微粒子やカーボン微粒子が好適であり
、具体的にはシリコーンゴム、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル/スチレン共重合 体、フッ素樹脂、ウレタンエラストマ一、ウレタンアタリレート、メラミン樹脂、フエノール 樹脂の 1種又は 2種以上が好適である。
[0126] 微粒子の添カ卩量は、樹脂 100重量部に対し 0. 1〜： 100重量部特に 5〜80重量部 が好適である。
[0127] この微粒子の平均粒径 aは 1〜50 μ m、特に 3〜20 μ mが好適である。また、微粒 子を分散させた樹脂よりなる層の厚さ bは、：!〜 50 z mであることが好ましぐ微粒子 の平均粒径 a ( /i m)とこの厚さ b ( /i m)との比 a/bは 1 · 0〜5· 0とするのが好ましく、 a/b比をこの範囲とすることにより、樹脂層 4の表面に適正な微小凹凸を形成するこ とができる。
[0128] 紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる樹脂層 4を層形成する方法と しては、上記樹脂成分及び導電剤、その他の添加剤を含有する組成物よりなる塗工 液を表面に塗布し、紫外線硬化型樹脂の場合は紫外線を、電子線硬化型樹脂の場 合は電子線を照射する方法が好適に採用される。この塗工液は溶剤を含まなレ、もの であることが好ましぐもしくは、常温でも揮発性の高い溶剤を溶媒として用いることと してもよい。
[0129] この塗工液を塗布する方法として、樹脂液中に樹脂層のない現像ローラをディップ 液に浸漬するディップ法やスプレーコート法、ロールコート法などの中から、状況に応 じて適宜選択して用いることができる。
[0130] 紫外線硬化型樹脂を用いる場合、紫外線を照射する為の光源としては、通常に使 用される水銀灯、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノン ランプ等の何れもが使用し得る。紫外線照射の条件は、紫外線硬化型樹脂の種類 や塗布量に応じて適宜選択すれば良いが、照度 100〜700mWZcm2、積算光量 2 00〜 3000mj/cm2程度が適当である。
[0131] 樹脂層 4の厚さは、特に制限されるものではないが、通常1〜500 /1 111、特に 3〜2 00 /i m、とりわけ 5〜： 100 m程度とすること力 S好ましい。厚さ力 μ m未満であると、 長期使用時の摩擦により十分に表面層の帯電性能を確保することができなくなる場 合があり、一方 500 z mを超えると、現像ローラ表面が硬くなり、トナーにダメージを 与えて感光体等の画像形成体や成層ブレードへのトナーの固着が発生して画像不 良となる場合がある。
[0132] シャフト部材 2と樹脂層 4 (樹脂層 4が複数の層よりなる場合には最内側の樹脂層）と の間に、半導電性の弾性層 3を設けるのが好ましぐこの場合、弾性層 2としては、ェ ラストマー単体又はそれを発泡させたフォーム体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。ここで使用し得るエラストマ一には、特に制限はなぐ二トリ ノレゴム、エチレン一プロピレンゴム、スチレン一ブタジエンゴム、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、ェピクロルヒドリンゴム等が例示され、これらを単独であるいは 2種以上 組み合わせて用いることができる。本発明においては、これらのうち、エチレン一プロ ピレンゴム、ブタジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムが好ましく用いられる。また 、これらと他のゴム材料との混合物もまた好ましく用いられる。特に、本発明において は、ウレタン結合を有する樹脂が好ましく用いられる。
[0133] また、これらエラストマ一を、水や発泡剤を用いて化学的に発泡させたり、ポリウレタ ンフォームのように空気を機械的に巻き込んで発泡させたりして形成されたフォーム 体としても用レ、ること力 Sできる。
[0134] 弾性層 3の形成にあたっては、シャフト部材 2と弾性層 3との一体化を行うための成 形工程において、反応射出成形法 (RIM成形法)を用いてもよい。即ち、弾性層 3の 原料成分を構成する 2種のモノマー成分を筒状型内に混合射出して、重合反応させ て、シャフト部材 2と弾性層 3とを一体化する。これにより原料の注入から脱型までの 所要時間 60秒程度で成形工程を行うことができるので、生産コストを大幅に削減する ことが可能となる。
[0135] この半導電性弾性層 3に配合される導電剤としては、樹脂層に配合される導電剤と 同じものを用いることができる。なお、樹脂層に配合される導電剤としては、カーボン 系のものを必須としたが、弾性層に配合される導電剤としては、カーボン系のものを 含まなくともよぐ例えば、イオン導電剤やカーボン形以外の電子導電剤だけでもよく 、また、これらを混合したものであってもよい。
[0136] この半導電性の弾性層 3は、特に制限されるものではなレ、が、上記導電剤の配合 により、その体積抵抗率を103〜101° 0。1!1、特に 104〜108 Q cmとすることが好まし レ、。体積抵抗率が 103 Ω cm未満であると電荷が潜像保持体にリークしたり、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、体積抵抗率が lO^^ cmを超 えると、十分な現像バイアスを稼ぐことができず、地かぶりが発生しやすくなる。
[0137] この弾性層 3には、必要に応じて上記エラストマ一を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 いずれの場合でも加硫助剤、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。
[0138] 弾性層 3の硬度は、特に制限されるものではなレ、が、ァスカー C硬度で 80度以下、 特に 30〜70度とすることが好ましい。この場合、硬度が 80度を超えると、現像ローラ やトナーに加わる応力を緩和するという、弾性層本来の機能を発現しえなくなり、例 えば、現像ローラと潜像保持体との接触面積が小さくなり、良好な現像が行えなくな るおそれがある。更に、トナーに損傷を与え感光体や成層ブレードへのトナー固着な どが発生して画像不良となりやすい。逆に、あまり低硬度にすると感光体や成層ブレ ードとの摩擦力が大きくなり、ジッターなどの画像不良が発生する虞がある。
[0139] この弾性層 3は、感光体や成層ブレードなどに当接して使用されるため、硬度を低 硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪をなるベく小さくすることが好ましぐ具体的に は 20%以下とすることが好ましレ、。
[0140] 弾性層 3の表面粗さは、特に制限されるものではないが、 JIS 10点平均粗さで 15 μ mRz以下、特に l〜10 x mRzとすることが好ましレ、。表面粗さが 15 μ mRzを超える と一成分現像剤（トナー）のトナー層の層厚や帯電の均一性が損なわれる場合がある 力 15 Ai mRz以下とすることにより、トナーの付着性を向上させることができると共に 、長期使用時でのローラの摩耗による画像劣化をより確実に防止し得る。
[0141] 適切な粗さを得るために、弾性層 3の表面を研磨しても良レ、が、研磨工程を設ける 事は非常に生産性を悪化させ、コストの上昇を招く。そこで、弾性体成型時のモール ドの表面粗さを最適化して、そのまま用いる事が好ましレ、。
[0142] 本発明の現像ローラ 1は、体積抵抗率を 103〜： IC^ Q cm特に 104〜108 Q cmとす ることが好ましい。この場合体積抵抗率が 103 Ω cm未満であると、階調性コントロー ルが著しく困難となり、また感光体等の画像形成体に欠陥があった場合バイアスリー クが生じることもある。一方、体積抵抗率が 101Q Q cmを超えると、例えばトナーを感 光体等の潜像保持体に現像する場合、現像バイアスがトナー担持体である現像ロー ラ自体の高抵抗のために電圧降下をおこし、現像に十分な現像バイアスが確保でき なくなって、十分な画像濃度が得られなくなってしまう。なお、この抵抗値の測定は、 例えば平板又は円筒状の対極に現像ローラの外周面を所定圧力で押し当て、シャフ ト部材 2と対極との間に 100Vの電圧を印加して、その時の電流値から求めることがで きる。
[0143] このように、現像ローラの抵抗値を適正かつ均一に制御することはトナーが移動す るための電界強度を適正かつ均一に保つ点で重要である力 更に、この抵抗値に加 えて現像ローラ表面の電荷保持能力を制御し、また均一に保つこと、更に表面残留 電位が一定速度で減衰することがトナー帯電量の適正化及び均一化には重要であ る。この場合、表面電荷保持能力は、通常一対の電極を現像ローラ表面に配置し、 両極間に一定電圧を印加することにより表面抵抗を測定して検討されるが、この場合 には電流は表面のみを流れるわけではなく現像ローラ内部をも流れてしまうため、正 確な現像ローラ表面の評価を行うことはできない。
[0144] また、四端子法による精度の向上も提案されているが、特に積層型の現像ローラの 場合、表面層はかなり薄層であり、この方法においても表面のみの特性付けをするこ とは困難である。従って、これら従来の測定法によって得られる特性値は、表面電荷 保持能力を正確に表すことはできない。
[0145] この問題に対する第一の好ましい対処方法として、 22°C、 50。/oRHの測定環境に おいて、現像ローラ表面と lmmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、 8kVの 電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合の、電荷付与後 0. 1 秒後から 0. 2秒後までの表面電位減衰速度の絶対値により表面電荷保持能力を評 価し、その表面電位減衰速度の絶対値を 0. l [VZsec]以上とするのがよい。
[0146] この場合、この表面電位減衰速度値が 0. 1 [VZsec]未満であると、連続運転時に 表面電荷が漸次蓄積して、現像ローラ上のトナー帯電量が所定値を超過してしまレ、 、例えば現像プロセスによる画像形成時に実効現像バイアスが感光体白地部電位を 超えてしまうことにより、白地印刷部への高電圧かぶりが発生してしまう。また、場合に よってはトナー荷電により発生した電界が極大値を超えることによって感光体等の潜 像保持体との間に放電が生じ、画像不良が発生することもある。なお、コロナ放電に より帯電させる極性は、正負どちらでもよぐ本発明ではコロナ帯電による表面電位減 衰速度値が 0. l [V/sec]以上であればよい。より好ましくは、この表面電位減衰速 度値は 0· 15〜： 10 [V/sec]である。
[0147] 以下に、現像ローラ表面の電位の減衰について簡単に説明する。通常、電荷減衰 曲線は、時間 t [sec]対表面電位の対数 logVをプロットすると、直線関係が導かれ、 この直線の傾きから緩和時間（時定数）を設定することが可能である。しかしながら、 実際の現像ローラにおける減衰曲線は、図 7に示したように、直線関係は得られない 。これは、減衰時定数が残留表面電位の電圧依存性を示すことによるものと考えられ る。ここで、例えば現像ローラの回転周速は、多くの場合およそ 0. 4sec/l回転程 度であり、この極短時間での電荷減衰速度が重要な特性であると考えられ、また成層 ブレード通過後からトナー塗布用ローラによるかきとりまでの時間はおよそ 0. 2sec程 度であり、従って表面が帯電されてから 0. 2秒後までの表面電位減衰速度が特に重 要な特性となるものである。
[0148] 上記に説明した対応策では、所定の電荷を現像ローラ表面に付与する手段として 非接触のコロナ帯電を用いており、この帯電方式においては初期帯電電位 V = 0を 同定することは困難である。よって、実際の測定では、 0. 1秒から 0. 2秒後までにお ける表面電位の減衰速度 [V/sec]を測定し、この減衰速度を制御する。なお、減衰 速度の算出法としては、 0. 1秒後の表面電位の値を初期値とし、 0. 2秒後までの表 面電位の値を最小自乗法で直線近似させて、その傾きから表面電位減衰速度を求 める方法を採用することができる。
[0149] 現像ローラへの電荷の付与及び表面電位の測定は、例えば図 4に示した装置によ り行うことができる。即ち、現像ローラ 1のシャフト部材 2両端部をチャック 1 1に把持さ せて、現像ローラ 1を支持し、小型のコロトロン放電器 (コロナ放電器） 12と表面電位 計 13とを、図 5に例示するように、所定間隔離間して並設した計測ユニット 14を上記 現像ローラ 1の表面と lmmの間隙をもって対向配置し、上記現像ローラ 1を静止させ た状態のまま、上記計測ユニット 14を現像ローラ 1の長さ方向一端力も他端まで一定 速度で移動させることにより、表面電荷を与えつつその表面電位を測定する方法が 好適に採用される。
[0150] 表面電位減衰速度値が 0. l [VZsec]以上の現像ローラを実現するには、上述の ように形成した樹脂層の表面電位減衰速度値が 0. l [V/SeC]以上であることが好 ましレ、。また、この表面電位減衰速度値が 0. l [V/sec]未満であっても、樹脂層の 厚さを例えば 3〜： 10 μ ΐηと薄くすることにより、表面電位減衰速度値が 0· l [V/sec ]以上の現像ローラを実現することができる。
[0151] また、前記問題に対する第二の好ましい対処方法として、好ましくは、 22°C、 50% RHの測定環境において、現像ローラ表面と lmmの間隔をもって配置されたコロナ 放電器に、 8kVの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合の 0. 35秒後の表面電位の最大値により表面電荷保持能力を評価し、その最大値を 9 0V以下、より好ましくは 50V以下とする。この場合、上記最大値が 90Vを超えると、ト ナ一が画像形成体へと供給されて、現像ローラ表面からトナーが除去された際に、そ の部分の電荷が逃げることなくそこに留まってしまうため、次に同じ部分で帯電させら れるトナーの帯電量は低いものとなってしまう。また、残留電荷によって発生した電位 により実効現像バイアスにばらつきが生じ、トナー現像量が不均一になることから画 像ムラを引き起こす可能性が高くなる。さらに、現像ローラが、潜像保持体へトナーを 供給することなく連続的に回転し続けた場合にトナー電荷が漸増し、場合によっては トナー荷電により発生した電界が極大値を超えることによって感光体等の潜像保持 体との間に放電が生じ、画像不良が発生することもある。 [0152] ここで、表面電位の測定をコロナ放電の発生による帯電時から 0· 35秒後としたの は次の理由による。即ち、コロナ放電による帯電直後の表面電位を計測することは困 難で、またごく初期の表面電位は不安定であるためこの部分での特性値を制御する ことは好ましくなレ、。現像などの画像形成における実際のプロセスを考えた場合、例 えば現像ローラがローラ形状の場合、回転速度は通常 0. 35secZl回転となり、表 面における残留電荷の制御はこの時間で行えばよい。
[0153] 現像ローラの最大表面電位の測定は、例えば、図 4に示した装置により、先に説明 したとおりに行うことで実施することができる。
[0154] 本発明では、また樹脂層を形成する紫外線硬化型樹脂組成物又は電子線硬化型 樹脂組成物を、銅板、 SUS等の金属板の片面に硬化後の厚さが 30 x mの厚さとな るように塗布して紫外線又は電子線を照射することにより硬化させて形成した樹脂層 について、上記と同様にして測定した最大表面電位が 150V以下、特に 90V以下で あることが好ましレ、。このように樹脂層の最大表面電位が 150V以下となるようにする には、例えば、紫外線硬化型樹脂、または、電子線硬化型樹脂組成物に適当な導 電剤の適当量を配合すれば良い。
[0155] 最大表面電位が 90V以下の現像ローラを実現するには、上述のように形成した樹 脂層の最大表面電位が 150V以下であることが好ましい。また、この最大表面電位が 150Vを超えても樹脂層の厚さを例えば 3〜： 10 /i mと薄くすることにより、最大表面電 位が 90V以下の現像ローラを実現することができる。
[0156] 上記のようにして現像ローラの抵抗値を適正かつ均一に制御することに加えて、以 下のような問題にも対処することが重要である。すなわち、近年、プリンタ等の高速化 、要求される画像微細性の向上、あるいはカラー画像化等により、画像形成性に対 する要求が厳しくなり、従来の現像ローラでは対応できない種々の問題が顕在化し、 特に、高速化に起因するトナーダメージの増加は、現像ローラを長期使用した際のト ナー帯電不良によるかぶり等の画像不良に繋がる重大な問題として捉えられており、 また、現像ローラの耐久性についても、トナーダメージに起因してフィルミングゃ溶融 固着したトナー塊が現像ローラあるいは現像ローラへの接触部品を研削し、摩耗させ ることによりトナー漏れを誘発させるなどの問題を生じる場合があり、このような問題に 対処することが求められている。
[0157] 現像ローラの摩耗によるトナー漏れの対策としては、トナーのフィルミングゃ溶融固 着を防ぐことが抜本的解決案であるが、近年、省エネルギー嗜好から、トナーのガラ ス転移点を下方にシフトさせる設計傾向となっており、本課題の解決は益々困難とな つてきている。このような状況において、現像ローラ側からの対策として、トナー塊の 発生要因を極力排除するような設計思想が重要と考えられる。
[0158] 本出願人は、かかる事情に鑑みて、特開 2002— 40801号公報に開示されるように 、トナーダメージに起因したトナー塊によって発生する現像ローラの研削を抑制し、ト ナー漏れ等の不良発生を防止し、長期保存時や長期使用時等、従来画像不良が発 生しやすいといわれる使用環境において、安定して良好な画像を得ることのできる現 像ローラ、及び該現像ローラを用いた画像形成装置を提案している。
[0159] 一般に、現像ローラの摩耗は、現像ローラとトナーカートリッジのシーラントとが圧接 している部位にトナー塊が進入し、これが現像ローラの動作中、常に研削を促すこと により発生する。これは、現像ローラの静止中、圧接部で変形が起こっており、動作 直後、シーラント間に残留変形に起因した微小間隙が発生するため、そこからトナー が進入し、圧接 '摩擦によりトナー塊が発生する。
[0160] 現像ローラが、ある基準値以上の塑性変形挙動を示す場合、上記微小間隙の発生 確率が高まり、トナー塊の圧接部進入を促進する。
[0161] そこで、弾性層と該弾性層の外側に直接あるいは他の層を介して形成された 1層又 は複数層からなる被覆層を有する現像ローラにおいて、該現像ローラの表面物性を 、ユニバーサル硬度を測定する際の定荷重測定条件での該表面の変形回復挙動測 定で得られる特定クリープ値が特定範囲の値となるように調整することにより、現像口 一ラーシーラント間へのトナー塊進入を抑制し、現像ローラの摩耗及びそれに伴うト ナー漏れを防止し、長期保存時や長期使用時等、従来画像不良が発生しやすいと いわれる使用環境において、安定して良好な画像を得ることができる。
[0162] すなわち、ユニバーサル硬度測定は、四角錐あるいは三角錐形状の圧子を、所定 の試験荷重をかけながら被測定物に押し込み、その押し込み深さから圧子が被測定 物と接触している表面積を求め、求められた表面積と試験荷重からユニバーサル硬 度を求めるものであるが、この際、定荷重測定条件で圧子を被測定物に押し込んだ 後に、一定荷重環境を保持し、しかる後に圧子の荷重を徐々に減少させることにより 、被測定物が塑性変形したことで生じた計測初期と計測終了時の圧子の位置差違を 求めることができる。この差違を、例えば、定荷重 100mNZmm2、定荷重保持時間（ クリープ時間） 60秒の場合、「100mN/mm2定荷重測定条件での 60秒クリープ値」 と呼称する。このクリープ値は、現像ローラが上記変形回復挙動測定によって塑性変 形したことによって生じたものであり、例えば、 Fischer (フィッシャー）社製超微小硬 度計 H—100Vなどの市販の硬度測定装置を用いたユニバーサル硬度測定等で求 められる当該値によって、トナー塊の現像ローラ一シーラント間への進入、ひいては 現像ローラの摩耗発生の度合レ、を規格化しうる。
[0163] 特開 2002— 40801号公報に開示された現像ローラ及び画像形成装置は、かかる 知見に基づいて創案されたものであり、表面にトナーを担持して該トナーの薄膜を形 成し、この状態で潜像保持体に接触又は近接して、該潜像保持体表面にトナーを供 給することにより可視画像を形成する現像ローラにおいて、現像ローラの表面のュニ バーサル硬度を測定するに際し、 100mN/mm2定荷重測定条件での該表面の変 形回復挙動から得られる 60秒クリープ値が 10. 0 μ m以下であることを特徴とする現 像ローラ、及び、この現像ローラと現像ローラから供給されたトナーによる可視画像を その表面に形成する潜像保持体とを少なくとも有する画像形成装置である。
[0164] そこで、好ましくは、現像ローラ 1を、現像ローラ外周面のユニバーサル硬度を測定す る際に求められる 100mN/mm2定荷重測定条件での 60秒クリープ値を最適化する ことにより、現像ローラの塑性変形を抑制して、トナー塊の現像ローラーシーラント間 への進入を抑制し、トナー漏れの防止を実現するよう構成するのがよい。
[0165] 上記ユニバーサル硬度は、圧子を、荷重をかけながら測定対象物に押し込むこと により求められる物性値であり、
(試験荷重) / (試験荷重下での圧子の表面積）
として求められ、単位は NZmm2で表される。このユニバーサル硬度の測定は、例 えば、 Fischer (フィッシャー）社製超微小硬度計 H—100Vなどの市販の硬度測定 装置を用いて行うことができる。この測定装置では、四角錘あるいは三角錘形状の圧 子を、試験荷重をかけながら被測定物に押し込み、所定の押し込み深さに達した時 点でその押し込み深さ力 圧子が接触している表面積を求め、上記式よりュニバー サノレ硬度を求めるものである。
[0166] このようなユニバーサル硬度の測定を行う際に、所定の荷重まで徐々に圧子の押し 込み荷重を増加させて圧子を被測定物に押し込んだ後、一定荷重環境を保持し、し 力、る後に圧子の荷重を減少させることにより、被測定物表面の変形における残差 (ク リーブ値）を求めることができる。即ち、仮に被測定物が完全弾性体であれば、荷重 を増加させて圧子を被測定物表面に押し込んだ後、圧子の荷重を減少させて取り除 くと、被測定物表面は元の状態に回復するので、圧子は元の位置、即ち押し込み深 さ 0の位置まで戻ることになる。逆に被測定物が完全塑性体であれば、同様に圧子を 押し込んだ後に荷重を取り除いても、被測定物表面は圧子を押し込んだ状態のまま となり、圧子は元の位置に戻ることはない。このことを利用して測定開始時と終了時の 位置の差違から被測定物の塑性変形量を任意の測定条件下という規格化した状況 下で求めることができる。
[0167] そこで、現像ローラ 1においては、上記ユニバーサル硬度測定における lOOmN/ mm2定荷重測定条件でのこの現像ローラ外周面の変形回復挙動測定で得られる 60 秒クリープ値を 10· O /i m以下に調整するのが好ましぐ例えば、これを 0.：!〜 10· 0 /i m、好ましくは 8· 5 /i m以下となるように現像ローラの表面を調整するのがよい。
[0168] なお、このクリープ値を測定する際の条件としては、最大荷重、最大荷重時クリープ 時間以外特に限定されるものではなぐ圧子の形状や測定装置等に応じて適宜設定 すること力 Sできる。最大荷重を変えた場合でも上記クリープ値の規定値を適宜修正す れば同様に評価基準として適用可能である。現在一般に用いられているトナーバイ ンダ一種 (スチレン—アクリル共重合樹脂ないしポリエステル樹脂）を対象とした場合 、前述の条件で規格化することが可能であり、例えば、上記 Fischer (フィッシャー）社 製超微小硬度計 H_ 100Vを用いて測定する場合には、下記の条件を例示すること ができる。すなわち、下記条件で圧子を現像ローラに押し込んでいき、所定の荷重を 60秒程度保持した後に荷重を除去し、コンピュータにより上記クリープ値を算出する こと力 Sできる。 [0169] 測定条件例は、
圧子：対面角度 136度の四角錘型ダイヤモンド
圧子初期荷重： 0. 02mN/mm2
最大荷重： 100mN/mm2
荷重印加速度： 100Z60mN/mm2/sec
最大荷重時クリープ時間： 60sec
である。
[0170] さらに、以上の課題に加えて、一層の高品質画像が得られ、長期的に使用しても、 白画像のカプリやハーフトーン画像のザラツキあるいは黒画像の濃淡ムラ等の画像 不良が発生することのない現像ローラを提供することも重要な課題となっている。
[0171] このため、現像ローラ 1は、ローラ外周面に対する、 100mN/mm2/60秒の測定 条件下で、押込み深さが 5 x mの状態、すなわち、ローラ外表面を 5 z mだけ内側に 変形させた状態におけるユニバーサル硬度を 3N/mm2以下とするのが好ましい。
[0172] 上記ユニバーサル硬度は、圧子を、荷重をかけながら測定対象物に押し込むこと により求められる物性値であり、
(試験荷重) / (試験荷重下での圧子の表面積）
として求められ、単位は N/mm2で表される。このユニバーサル硬度の測定は、例 えば、 Fischer (フィッシャー）社製超微小硬度計 H—100Vなどの市販の硬度測定 装置を用いて行うことができる。この測定装置では、四角錘あるいは三角錘形状の圧 子を、試験荷重をかけながら被測定物に押し込み、所定の押し込み深さに達した時 点でその押し込み深さ力 圧子が接触している表面積を求め、上記式よりュニバー サル硬度を求めるものである。つまり、定荷重測定条件で圧子を被測定物に押し込 んだ際に、押し込まれた深さに対するそのときの応力をユニバーサル硬度として定義 するものである。
[0173] そこで、現像ローラ 1は、上記ユニバーサル硬度測定における 100mNZmm2Z6 0秒の測定条件でのユニバーサル硬度が 3N/mm2以下となるように現像ローラの表 面を調整するのが好ましぐより好ましくは、これが 0.：!〜 3N/mm2、特に好ましくは 0.：!〜 1. 5N/mm2となるようにするのがよい。 [0174] 本発明の現像ローラ 1は、その表面近傍、好ましくは表面から 5 μ ΐη以内の領域に おける上述で定義した測定条件 (即ち、上記ユニバーサル硬度測定における一定荷 重印カロ速度 100/60 (mN/mm2/sec) )でのユニバーサル硬度が、上記の通り、 3NZmm2以下であるとするのが好ましレ、。ここでユニバーサル硬度が 3NZmm2を 超えるものでは、トナーの劣化が大きぐ長期にわたる安定した高品質画像を得ること が困難となる。
[0175] つまり、上記条件で求められるユニバーサル硬度は、現像ローラ 1の外周面から好 ましくは 5 μ m以内の領域における硬度を直接的に評価する指標であり、現像ローラ の物性を判断する上で極めて有効である。
[0176] 従来用いられている Asker C硬度、 JIS A硬度、 Micro Hardnessなどは、比較的大 きな変形における応力を測定するためのものであるのに対して、ここで定義したュニ バーサル硬度は、表面を高々 5 x mだけ変形させたときの応力を表すものである。非 磁性現像プロセスで用いられるトナーの平均粒径はおよそ 4〜： 10 μ m程度であり、ト ナ一は、現像ローラ表面とわずかなギャップを空けて配設された成層ブレードによつ て現像ローラ表面に押し付けられる力 その際、現像ローラ表面にはトナーの平均粒 径相当の変形が発生し、この変形における現像ローラ表面の応力が大きければ、ト ナ一に与えるストレスが大きくなつて、長時間使用後の現像ローラにおいては、残存ト ナ一の劣化が起こり、正常なトナー帯電性能を担持できないという不具合が生じ、そ の結果、画像かぶりや印字濃度の低下など、画像品位が損なれてしまう。本発明は、 前記微小変形での応力を低下させるベぐ現像ローラの表面が 5 μ mだけ変形した 時における応力を前述の値以下とすることで、トナーの劣化を抑制することができる。
[0177] 次に、本発明の実施形態の変形例について説明する。図 8は、変形例の現像ロー ラを示す断面図であり、現像ローラ 1Aは、シャフト部材 2の外周上に半導電性の弾性 層 3を形成し、更にこの弾性層 3上に半導電性の樹脂層 38を形成してなるが、弾性 層 3は必須の構成ではない。シャフト部材 2は、中空円筒状の金属製パイプ 5と、金 属製パイプ 5の両端に取付けられたそれぞれの軸付きキャップ 6とを具え、シャフト部 材 2の長さ方向両端部となる、軸付きキャップ 6には、シャフト部材 2の長さ方向両端 部を構成する軸部 6aが設けられ、図示しない、画像形成装置のローラ支持部に軸支 される。
[0178] シャフト部材 2は、金属製であり、良好な導電性を有する。シャフト部材 2に用いられ る金属材料としては、特に限定するものではなレ、が、例えば、鉄、ステンレススチール 、アルミニウムやこれらを含む合金等を用いることができ、先に説明した実施形態に 示したものと同様に構成すればよい。
[0179] 変形例の現像ローラ 1 Aでは、樹脂層 38が、半径方向内外に隣接する 2層で構成 され、半径方向内側に位置する第一樹脂層 38Bの体積抵抗率を 106 Ω ' cm以下とし 、半径方向外側に位置する第二樹脂層 38Aの体積抵抗率を、 lO^^ ' cm以上とす る構成を有する。
[0180] これらの樹脂層 38A、 38Bの少なくとも一層は、その製造工程において、これらの 層を構成する樹脂よりなる塗工液を塗装したあと硬化させるに際し、この樹脂を熱硬 化型樹脂とした場合に必要となる大掛力 な乾燥ラインを不要なものとするため、紫 外線もしくは電子線を照射して硬化することのできる紫外線硬化型樹脂、もしくは、電 子線硬化型樹脂に導電剤を含有させたもので構成される。
[0181] この変形例に関し、樹脂層 38が第一樹脂層 38Bと第二樹脂層 38Aとよりなること以 外の構成は、先に述べた実施形態について説明した通りであり、その詳細の説明は 省略する。
[0182] 次に、本発明の他の実施形態について説明する。図 9は、この実施形態の現像口 ーラを示す断面図であり、現像ローラ 1Bは、シャフト部材 2の外周上に半導電性の弾 性層 3を形成し、更にこの弾性層 3上に半導電性の樹脂層 39を形成してなるが、弾 性層 3は必須の構成ではない。シャフト部材 2は、中空円筒状の金属製パイプ 5と、 金属製パイプ 5の両端に取付けられたそれぞれの軸付きキャップ 6とを具え、シャフト 部材 2の長さ方向両端部となる、軸付きキャップ 6には、シャフト部材 2の長さ方向両 端部を構成する軸部 6aが設けられ、図示しない、画像形成装置のローラ支持部に軸 支される。
[0183] シャフト部材 2は、金属製であり、良好な導電性を有する。シャフト部材 2に用いられ る金属材料としては、特に限定するものではなレ、が、例えば、鉄、ステンレススチール 、アルミニウムやこれらを含む合金等を用いることができ、先に説明した実施形態に 示したものと同様に構成すればよい。
[0184] 樹脂層 39は、一層、もしくは、材料や物性が相互に異なる複数の層で構成すること ができるが、この実施形態では、これを二層で構成しており、図 9は、樹脂層 39が半 径方向内側に位置する第一樹脂層 39Bと、半径方向外側に位置する第二樹脂層 3 9Aとの二層よりなる場合の現像ローラを示す。
[0185] これらの樹脂層 39A、 39Bの少なくとも一層は、その製造工程において、これらの 層を構成する樹脂よりなる塗工液を塗装したあと硬化させるに際し、この樹脂を熱硬 化型樹脂とした場合に必要となる大掛力 な乾燥ラインを不要なものとするため、紫 外線もしくは電子線を照射して硬化することのできる紫外線硬化型樹脂、もしくは、電 子線硬化型樹脂に導電剤を含有させたもので構成するのが好ましい。
[0186] また、図 9に示す実施形態の現像ローラ 1Bは、樹脂層 39に微粒子を分散させるこ とを特徴とし、このことにより、樹脂層 39の表面に微小な凹凸を形成して、外周面に 担持したトナーの潜像保持体への搬送力の確保可能にするものであり、好ましくは、 樹脂層 39を二層 39A、 39Bで構成し、半径方向内側の第一樹脂層 39Bだけに微粒 子を分散させるとともに、半径方向外側の第二樹脂層 39Aには微粒子を分散させな い構成とし、このことにより、第一樹脂層 39Bの微粒子は、現像ローラに所望の表面 粗度を付与することができ、さらに、第二樹脂層 39Aの作用によって、第一樹脂層 3 9B内の微粒子が直接現像ローラ表面に露出して、微粒子が脱落するのを防止する ことができ、所望の表面粗度を長期に維持することができる。
[0187] 上記微粒子としては、ゴム又は合成樹脂の微粒子やカーボン微粒子が好適であり 、具体的にはシリコーンゴム、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル/スチレン共重合 体、フッ素樹脂、ウレタンエラストマ一、ウレタンアタリレート、メラミン樹脂、フエノール 樹脂の 1種又は 2種以上が好適である。
[0188] 微粒子の添カ卩量は、樹脂 100重量部に対し 0. 1〜： 100重量部特に 5〜80重量部 が好適である。
[0189] この微粒子の平均粒径は：!〜 50 μ m、特に 3〜20 μ mが好適である。また、樹脂 層 4の合計厚さ bは、：!〜 50 x mであることが好ましぐさらに、微粒子の平均粒径 a ( 111)とこの合計厚さ1) ( 111)との比&/1)は1. 0〜5. 0とするのが好ましぐ aZb比を この範囲とすることにより、樹脂層 39の表面に最適な微小凹凸を形成することができ る。
また、樹脂層 39を、微粒子を分散させた樹脂よりなる第一樹脂層 39Bと、第二樹脂 層 39Aとで構成した場合の第二樹脂層 39Aの厚さは、 1〜： 10 μ mとするのが好まし ぐこのことにより、第一樹脂層 39Bの微粒子によって形成された表面粗度を忠実に 、現像ローラ表面に反映させるとともに、第一樹脂層 39Bの微粒子が直接現像ローラ 表面に露出するのを防止することができる。
[0190] この樹脂層 39には、その導電性を制御する目的で導電剤を配合することができ、 樹脂層 39を、微粒子を分散させた樹脂よりなる第一樹脂層 39Bと第二樹脂層 39Aと で構成した場合、第一樹脂層 39Bの体積抵抗率を 106 Ω ' cm以下とし、第二樹脂層 39Aの体積抵抗率を、 101ΰ Ω ' cm以上とするのが好ましい。
[0191] 樹脂層 39A、 39Bの樹脂に配合される導電剤としては、電子導電剤、イオン導電 剤等が用いられる。
[0192] 紫外線硬化型樹脂、もしくは、電子線硬化型樹脂の構成を含む、上記以外の、この 実施形態の構成は、先に述べた実施形態について説明した通りであり、他の実施形 態についてのこれらの項目の詳細の説明は省略する。
[0193] 本発明の現像ローラ 1、 1A、 IBは、トナーを用いる画像形成装置に組み込むこと ができ、具体的には図 1に示すように、トナーを供給するためのトナー供給用ローラ 9 4と静電潜像を保持した感光ドラム (潜像保持体） 95との間に、感光ドラム 95に対して 微小なギャップ 92を空けて、現像ローラ 91を配設し、これら現像ローラ 91、感光ドラ ム 95及びトナー供給用ローラ 94をそれぞれ図中矢印方向に回転させ、感光ドラム 9 5と現像ローラ 91との間に、所定の電圧を印加することにより、トナー 96をトナー供給 用ローラ 94により現像ローラ 91の表面に供給し、成層ブレード 97によって均一な薄 層に整え、薄層に形成されたトナー 96を、ギャップ 92を越えて感光ドラム 95に飛翔 させ潜像を視化することができる。なお、図 1の詳細については、背景技術において 説明しているのでその説明を省略する。
実施例
[0194] 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、本発明はこれらに 限定されるものではない。
[0195] 現像ローラが弾性層を具えない場合は、アルミニウムのパイプよりなるシャフト部材 上に直接樹脂層を形成し、もしくは、現像ローラが弾性層を具える場合には、シャフト 部材上に弾性層を形成した後樹脂層を形成し、図 3に示した構造の現像ローラを作 製し、実施例とし、また、実施例の現像ローラとの比較対比のため、本発明とは一部 の構成を異にする現像ローラを作成し比較例とした。そして、これらの実施例および 比較例の現像ローラについて、ローラ特性の測定評価、および、画像評価を行った。
[0196] それらの現像ローラに関する、樹脂層の形成に用いた材料を示す材料表、および 、各材料の配合、諸元、評価結果を示す諸元'評価表は、
実施例 la〜： 13aおよび比較例 la〜3aに関しては、表 6 (材料表）および、表 7、 8 (諸 元-評価表）に、
実施例 lb〜： l ibおよび比較例 lb、 2bに関しては、表 9 (材料表）および、表 10、 11 ( 諸元 ·評価表）に、
実施例 lc〜9cおよび比較例 lc〜3cに関しては、表 12 (材料表）および、表 13、 14 (諸元'評価表）に、
実施例 Id〜： 10dおよび比較例 Idに関しては、表 15 (材料表）および、表 16、 17 (諸 元 ·評価表）に、
実施例 le〜8eおよび比較例 leに関しては、表 18 (材料表）および、表 19、 20 (諸元 •評価表）に、
実施例 If〜9fおよび比較例 Ifに関しては、表 21 (材料表）および、表 22、 23 (諸元' 評価表）に、
実施例 lg〜： 10gおよび比較例 lgに関しては、表 24 (材料表）および、表 25、 26 (諸 元-評価表）に、
実施例 lh〜： 10hおよび比較例 lhに関しては、表 27 (材料表）および、表 28、 29 (諸 元'評価表）にそれぞれ示した。
[0197] 樹脂層の形成に際しては、各実施例、比較例に対応する上記の材料表中の材料 を上記の諸元 ·評価表の「配合 (重量部）」に示す重量部で配合し、配合された樹脂 材料を溶解した溶液に前記シャフト部材を浸漬塗布し (ディップ方式）、もしくは、その 配合樹脂材料よりなる塗料をロールコータで塗布し (コータ方式)、その後、これを、 熱硬化 (加熱もしくは風乾）、紫外線硬化、あるいは電子線硬化させた。
それぞれのサンプノレの作製に関し、ディップ方式とコータ方式とのいずれによって 樹脂を塗布したか、また、熱硬化 (加熱もしくは風乾）、紫外線硬化、あるいは電子線 硬化のいずれの方式によって硬化処理を行ったかについては、各実施例、比較例に 対応する上記の諸元'評価表の対応する欄に記載した。
[0198] 紫外線によって、樹脂層を硬化させるには、樹脂層が塗布された現像ローラを回転 させながら、ゥシォ電機（株）製ュニキユア UVH— 0252C装置を用いて、照度 400m W,積算光量 lOOOmj/cm2で紫外線を照射した。また、電子線によって、樹脂を硬 化させる際は、ゥシォ電機 (株)製 Min— ΕΒ装置を用いてローラを回転させながら、 加圧電圧 30kV、管電流 300 μ Α、照射距離 100mm、窒素雰囲気 760mmTorr、 照射時間 1分の条件で電子線照射した。
[0199] 弾性層の有無と、弾性層を形成した場合の弾性層の材料については、各実施例、 比較例に対応する上記の諸元 ·評価表の「弾性層の有無 ·種類」の欄に記載した。
[0200] 弾性層をウレタンよりなるものとした場合には、グリセリンにプロピレンオキサイドとェ チレンオキサイドを付加して、分子量 5000としたポリエーテルポリオール（OH値 33) 100重量部に、 1, 4 ブタンジオール 1. 0重量部、シリコーン界面活性剤 1. 5重量 部、ニッケルァセチルァセトネート 0. 5重量部、ジブチルチンジラウレート 0. 01重量 部及び過塩素酸ナトリウム 0. 01重量部を添カ卩し、混合機で混合して、ポリオール組 成物を調製した。このポリオール組成物を減圧下にて撹拌して脱泡した後、ウレタン 変性した MDIを 17. 5重量部加えて 2分間撹拌し、次いで、シャフト部材が中に配置 され、 110°Cに加熱された金型もしくは容器に注型し、 2時間硬化させ、外周を研磨 仕上げして外径が 12mm、弾性層部分の厚さが 500 x mで、全長が 210mmの弾性 層を形成した。
[0201] また、弾性層をシリコーンよりなるものとした場合には、シャフト部材がインサートされ た金型のキヤビティ内に、液状シリコーンゴムを射出し、金型内で冷却硬化させて、 外径が 12mm、弾性層部分の厚さが 300 z mで、全長が 210mmの弾性層を形成し た。 [0202] 上記の諸元 ·評価表におけるトナー帯電量、およびトナー搬送量は次のようにして 求めた。すなわち、画像形成装置に、表中の各現像ローラを装着したカートリッジを 組み込み、印刷させずに現像ローラを空回転させたあとカートリッジを取りだし、現像 ローラ表面のトナーをファラデーゲージ内へ取り込むことによりトナー帯電量を測定し 、また、上記のようにしてトナー帯電量を測定した際に、取り去ったトナーの重量を測 定するとともに、トナーを取り去った現像ローラ表面部分の面積を算出することにより 、単位面積あたりのトナー重量を求めトナー搬送量とした。
[0203] また、画像評価は、次のようにして行った。すなわち、図 1に示した、非磁性ジヤンピ ング方式の現像ユニット部を有する市販のプリンタに、それぞれの実施例および比較 例の現像ローラを装着し、直流に交流を重畳した現像バイアス電圧を印加し、平均 粒径 7 μ mの負帯電非磁性 1成分トナーを用いて反転ジヤンビング現像を行った。「 初期」の画像評価は、現像ローラ装着直後に、全面黒地画像、全面白地画像、ハー フトーン画像、パターン画像を印刷しその印刷画質を、表中のそれぞれの評価項目 毎に目視で判定し、判定結果を五段階評価で表わした。
[0204] 五段階評価において、 5は「特に良好」、 4は「良好」、 3は「合格レベル」、 2は「やや 悪い」、そして、 1は「NG」を示すものとし、 3以上が製品として合格可能なレベルであ る。
[0205] また、低温低湿（15°CxlO%)から高温高湿（32°Cx85%)まで環境を変化させ、同様に して印刷画像の五段階評価 (数字が大きいほど環境の影響が最も少なレ、)での判定 を行い、その結果を「環境変動の影響」の欄に記した。
[0206] さらに、「1万枚耐久後」の画像評価は、 5%印字濃度の画像を 1万枚連続印刷した 後、「初期」と同様に評価を行った。
[0207] また、得られたそれぞれの現像ローラにつき、図 6に示した回転抵抗測定器を用い て対極電極（金属ドラム）との間に 100Vの電圧を印加した時の抵抗値を測定した。
[0208] 実施例 lg〜10gおよび比較例 lgに関しては、図 4に示した装置を用レ、、ローラに 8 kVの電圧を印加してコロナ放電によりローラ表面を帯電させ、計測ユニット 14を 200 mmZsecの速度で移動させ、 0. 2秒後までの表面電位を測定した。なお、計測ュニ ットの形状及び寸法は図 5の通りである。この方法により、ローラ表面をくまなく測定し 、そのコロナ帯電後 0. 1秒から 0. 2秒後までの表面電位減衰速度を求めた。なお、 測定環境は、温度 22°C、湿度 50%に制御した。
[0209] 同様に、実施例 lh〜： 10hおよび比較例 lhに関しては、得られた現像ローラにつき
、図 6に示した回転抵抗測定器を用いて対極電極 (金属ドラム）との間に 100Vの電 圧を印加した時の抵抗値を測定した。
[0210] 同様に、実施例 H1〜H10および比較例 HIに関しては、図 4に示した装置を用い
、ローラに 8kVの電圧を印加してコロナ放電によりローラ表面を帯電させ、計測ュニッ ト 14を 200mm/secの速度で移動させ、コロナ帯電させてから 0. 35秒後の表面電 位を測定した。なお、この場合の計測ユニットの形状及び寸法も、図 5の通りである。 この方法により、ローラ表面をくまなく測定し、その中の最大値を表面電位の値とした
。なお、測定環境は、温度 22°C,湿度 50%に制御した。
[0211] 上記の諸元'評価表のそれぞれから、明らかなように、実施例のいずれの現像ロー ラサンプルも、良好な画像評価結果を得られることがわかる。
[0212] [表 6]
材料の種類 材料名 型番 (メーカー名） 備考 ベース樹脂 ウレタンアタリレートオリゴマー UF8001 (共栄社化学製）
D1 メトキシトリエチレングリコ一ルァクリレート MTG - A (共栄社化学製）
反応性希釈剤 D2 2,2，2トリフルォロ Iチルアタリレート フッ素含有
D3 片末端アタリレ-ト変性シリコ-ン LS- 2827 (信越化学製） シリコーン含有 重合開始剤 (長波長） ァシルフォスフィン才キサイト' IRGACURE819(チハ *スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 430nm 重合開始剤 (短波長） α—ヒドロキシケトン IRGACURE184(チハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 300nm カーボン系導電剤 カーボンブラック デンカブラック (電気化学工業）
ィ才ン系導電剤 過塩素酸ナトリウム
金属酸化物導電剤 ΙΤΟ微粒子
微粒子 ウレタン微粒子 CFB101-40 (大日本インキ化学工業製）
溶剤 ΜΕΚ
実施例 la 実施例 2a 実施例 3a 実 ¾例 4a 実施例 5a 実施例 6a 実施例 7a 実細 8a
Figure imgf000047_0001
ベース樹脂 100 100 100 100 100 100 100 100
D1 40 40 40 40 40 40 一 - 反応性希釈剤 D2 - ― - - ― - 40 -
D3 - - - - - ― - 20 配合 重合開始剤 (長波長） 5 2.5 5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 (重量 重合開始剤 (短波長） - 2.5 - 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 樹脂層 部） カーボン系導電剤 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 ィ才ン系導電剤 - - - - 20 - - - 金属酸化物導電剤 - - - - - 50 - ― 微粒子 ― - - ― - - - - 溶剤 (*) (*) - - (*) (*) - - 層厚（μ ηι) 150 280 20 50 280 170 50 50 形成 塗膜形成 ディップ ディップ コータ コータ ディップ ディップ コ一タ コータ 方法 塗膜硬化 紫外線 紫外線 紫外線 紫外線 紫外線 紫外線 紫外線 紫外線 弾性層 無. ¾ なし なし なし なし なし なし なし なし 抵抗（Ω ) 6 X 106 8 X 107 4 X 104 8 X 104 2 X 107 3 X 106 1 X 105 4 105 ネ J期表面粗さ Rz ( At m) 2.0 1.8 7.8 6.2 1.9 2.9 5.9 6.1 ローラ トナー帯電量（ C/g) 35 40 29 28 33 32 21 22 初期
特性 トナー搬送量 (mg/cm2) 0.28 0.22 0.37 0.35 0.24 0.3 0.34 0.35
1万枚 トナー帯電量（i C/g) 26 31 25 25 29 30 21 22 耐久後 トナー搬送量 (mg/cm2) 0.31 0.27 0.38 0.36 0.30 0.32 0.33 0.34 画像濃度 4 4 4 4 4 4 4 4 かぶり 4 4 4 4 4 4 4 4 初期 先後端濃度差 4 4 4 4 4 4 4 4 画像むら 4 4 4 4 4 4 4 4 画像 環境変動 4 4 4 4 5 5 4 4 評価 画像濃度 4 4 4 4 4 4 4 4 かぶり 4 4 4 4 4 4 4 4
1万枚
先後端濃度差 4 4 4 4 4 4 4 4 耐久後
画像むら 4 4 4 4 4 4 4 4 ローラへのトナーフィルミンク' 4 4 4 4 4 4 5 5
(*)溶剤の配合割合： 15%溶液となるよう調合
実施例 9a実施例 10a実施例 11a実施例 12a実施例 13a 比較例 la 比較例 2a 比較例 3a ベース榭脂 100 100 100 100 100 100 100
D1 40 40 40 40 40 40 40 反応性希釈剤 D2 - - - - - -
D3 - - - - - - 配合 重合開始剤 (長波長） 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 0 重合開始剤 (短波長） 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 樹脂層 部） カーボン系導電剤 2.5 2.5 2.5 2.5 20 樹脂層 - 20 ィ才ン系導電剤 一 - - - - なし - - 金属酸化物導電剤 - - - - ― - - 微粒子 20 - - - - - ― 溶剤 - - - (*) - -
10 50 50 500 50 50 50 形成 塗膜形成 コータ コータ コータ ディップ コ一タ コータ コ一タ 方法 塗膜硬化 紫外線 紫外線 紫外線 紫外線 紫外線 紫外線 紫外線 弾性層 なし ウレタン シリコ一ン なし なし なし なし なし 抵抗（Ω ) 2 x 104 5 106 7 106 3x 108 3x 107 金属導電 2 x 10
期表面粗さ Rz m) 8.0 4.5 3.3 0.6 5.9 6 5.8
ローラ トナー帯電量 C/g) 28 30 33 45 29 19 40
初期
特性 トナー搬送量 (mg/cm2) 0.39 0.33 0.29 0.13 0.36 0.3 0.31
1万枚 トナー帯電量（/ C/g) 25 28 31 9 25 10
評価せず 耐久後 トナー搬送量 (mg/cm2) 0.38 0.34 0.30 0.14 0.39 0.33
画像濃度 4 4 4 4 4 3 1
かぶり 4 4 4 4 4 3 1 硬化せず 初期 先後端濃度差 4 4 4 4 4 2 1 評価不可 画像むら 4 4 4 4 4 2 1
画像 環境変動 4 4 4 4 4 3 1
評価 画像濃度 4 4 4 3 4 1
かぶり 4 4 4 4 3 1
1万枚
先後端濃度差 4 4 4 3 3 1 評価せず 耐久後
画像むら 4 4 4 4 3 1
ローラへのトナーフィルミンク' 4 4 4 4 3 1
(*)溶剤の配合割合： 15%溶液となるよう調合
星〔§〕0
Figure imgf000049_0001
〕靈0215 実施例 lb 実施例 2b 実施例 3b 実施例 4b 実施例 5b 実施例 6b 実施例 7b ベース樹脂 100 100 100 100 100 100 100
D1 40 40 40 40 40 - - 反応性希釈剤 D2 - - - 一 - 40 -
D3 - - 一 - - - 20 配合
C1 2.5 2.5 2.5
カーボン系導電剤 2.5 2.5 2.5
C2 - - 30 - - ― - 樹脂層 部） イオン系導電剤 ― - - 20 - 一 - 金属酸化物導電剤 - - - 50 一 - 微粒子 一 - - - - - - 溶剤 (*) - (*) (*) (*) - - 層厚（/z m) 170 35 200 270 180 50 50 形成 塗膜形成 ディップ コータ ディップ ディップ ディップ コータ コータ 方法 塗膜硬化 電子線 電子線 電子線 電子線 電子線 電子線 電子線 弾性層 ¾無 ·¾類 なし なし なし なし なし なし なし 抵抗（Ω ) 7 X 106 5 X 104 9 x 105 2 x 107 x 106 1 X 105 4 x 105 初 8表面粗さ Rz ( /z m) 2.0 6.8 1.9 1.8 2.8 5.7 6 ローラ トナー帯電量（/ C/g) 38 31 39 34 33 22 21 初期
特性 トナー搬送量 (mg/cm2) 0.26 0.32 0.24 0.24 0.32 0.34 0.34
1万枚 トナー帯電量 C/g) 27 27 25 29 31 21 20 耐久後 トナー搬送量 (mg/cm2) 0.30 0.36 0.29 0.31 0.33 0.33 0.34 画像濃度 4 4 4 4 4 4 4 かぶり 4 4 4 4 4 4 4 初期 先後端濃度差 4 4 4 4 4 4 4 画像むら 4 4 4 4 4 4 4 画像 環境変動の影響 4 4 4 5 5 4 4 評価 画像濃度 4 4 4 4 4 4 4 かぶり 4 4 4 4 4 4 4
1万枚
先後端濃度差 4 4 4 4 4 4 4 耐久後
画像むら 4 4 4 4 4 4 4 ローラへのトナ—フィルミンク' 4 4 4 4 4 5 5
(*)溶剤の配合割合： 15%溶液となるよう調合
Figure imgf000051_0001
u0217ll 材料の種類 材料名 型番 (メーカー名） 備考
Figure imgf000052_0001
RA1 ポリエステルウレタン UR840K東洋紡）
RA2 共重合ナイロン CM8000(東レ）
ベース樹脂 RA3 変性ウレタンァクリレート RP116E (新中村化学工業）
RB1 UF800 共栄社化学製）
ウレタンァクリレートオリゴマー
RB2 UV3200 (日本合成化学製）
B1 イソシァネート HX (日本ポリウレタン）
架橋剤
B2 2 -ヒドロキシヱ一テルァクリレート
D1 メトキシトリエチレングリコ—ルァクリレート MTG - A (共栄社化学製）
D2 1,9片ンシ 'ォ—ルシ 'アタリレート 1.9ND-A (共栄化学）
反応性希釈剤
D3 2,2,2トリフルォロ Iチルァクリレート フッ素含有
D4 片末端ァクリレート変性シリコーン LS-2827 (信越化学製） シリコーン含有 重合開始剤 (長波長） ァシルフォスフィン才キサイト' IRGACURE819(チハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 430nm 重合開始剤 (短波長） α一ヒト'口キシケトン IRGACURE 184(チハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 300nm
C1 カーボンブラック デンカブラック (電気化学工業）
カーボン系導電剤
C2 カーボンブラック Printex35(デグッサ）
S1 ΜΕΚ
溶剤 S2 エタノール
S3 水
実施例 lc実施例 2c実施例 3c実施例 4c実施例 5c実施例 6c
RA1 100 100 ― - - 100
RA2 100 一 ― 一 ベース樹脂 RA3 - 一 - 100 一
RB2 - - 一 100 - 一
B1 10 10 一 ― - 10 架橋剤 B2 - 一 一 40 一 配合
0 ―
(重量 反応希釈剤 D2 - - 一 4
重合開始剤 (長波長） - - 一 一 2.5 一 第 1 部）
童合開始剤 (短波長） - - 一 一 2.5 ― 樹脂層 C1 25 25
カーボン系導電剤 25 一 ― 25
C2 - - 一 2.5 2.5 ―
S1 (*) (*) ― ― 一 (*) 溶剤 S2 - 一 一 一
S3 - - 一 - (*) 一 層厚（ μ m) 30 30 30 10 10 30 形成 塗膜形成 ディップ ディップ ディップ コータ ディップ ディップ 方法 塗膜硬化 加熱 加熱 風乾 電子線 紫外線 加熱 体禾賨抵抗率（Ω /cm3) 2 104 2 104 7 105 5 103 8 103 2x 104
RB1 100 - 100 100 100 100 ベース樹脂 RB2 - 100 ― 一 ― 一
D1 40 - 40 40 40 一
D2 40 一 一 一 配合 反応希釈剤 D3 - 一 ― 40 (重量
D4 - - 一 ― 一 部）
重合開始剤 (長波長） 5 2.5 2.5 2.5 2.5 榭旨2層 重合開始剤 (短波長） 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 カーボン糸導電剤 C2 - 一 一 一 - 溶剤 S1 一 - (*) 一 (*) 層厚（/i m) 10 10 15 10 10 10 形成 塗膜形成 コータ コータ ディップ コ一タ ディップ コ一タ 方法 塗膜硬化 紫外線 雷 掉 紫外線 紫外線 紫外線 紫外線 体積抵抗率（Ω /cmつ > 1010 > 1010 > 1010 > 1010 > 1010 > L010 第 2樹脂抽出量 (％) 2 1 2 2 2 3 弾性層 有無 ·種類 なし なし なし なし なし なし 抵抗（Ω ) 6 x 105 7 105 4 x 107 3 x l04 8 x 104 9 105 初期表面粗さ Rz m) 4.2 4.3 2.9 5.2 5.5 4.1 ローラ トナー帯電量 C/g) 34 31 30 29 28 27 初期
特性 トナー搬送量 (ms/cm2) 0.3 0.31 0.28 0.36 0.35 0.29
1万枚 トナー帯電量（ C/g) 31 30 29 28 26 27 耐久後 トナー搬送量 (mg/cm2) 0.31 0.32 0.29 0.36 0.37 0.28 画像濃度 4 4 4 4 4 4 かぶり 4 4 4 4 4 4 先後端濃度差 4 4 4 4 4 4 初期
画像むら 4 4 4 4 4 4 環境変動の影響 4 4 4 4 4 4 画像
感光体汚染 4 4 4 4 4 4 評価
画像濃度 4 4 4 4 4 4 かぶり 4 4 4 4 4 4
1万枚
先後端濃度差 4 4 4 4 4 4 耐久後
画像むら 4 4 4 4 4 4
1_ ロローーラフへへののトトナナ一ーフフィィルルミミンンクク' 1_ 44 4 4 4 4 5
(*)溶剤の配合割合： 15%溶液となるよう調合 14]
Figure imgf000054_0001
15] SU〔222 材料の種類 材料名 型番 (メーカー名） 備考
RA1 ポリエステルウレタン UR840"東洋紡）
RA2 共重合ナイロン CM8000(東レ）
ベース樹脂
RB1 ウレタンァクリレ―トオリゴマー UF800 共栄社化学製）
RB2 ウレタンァクリレ―トオリゴマー UV3200 (日本合成化学製）
架橋剤 イソシァネート HX (日本ポリウレタン）
D1 メトキシトリエチレングリコ一ルァクリレート MTG - A (共栄社化学製）
D2 1,9ノナンシ'ォ—ルシ'ァクリレート 1.9ND- A (共栄化学）
反応性希釈剤
D3 2，2，2トリフルォロ チルアタリレート フッ素含有
D4 片末端ァクリレ-ト変性シリコ-ン LS-2827 (信越化学製） シリコーン含有 重合開始剤 (長波長） ァシルフォスフィンォキサイト' IRGACURE819(チハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 430nm 重合開始剤 (短波長） α _ヒト'ロキシケトン IRGACURE184Cチハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 300nm カーボン系導電剤 カーボンブラック Printex35(デグッサ）
F1 ウレタン CFB101- 40(大日本インキ）
F2 フエノーノレ ベルパール R (カネボウ）
F3 スチレン ケミスノー SGP (綜研化学）
微粒子
F4 アクリル ケミスノー MR (綜研化学）
F5 フッ素 ルブロン L5 (ダイキン工業）
F6 シリコーン トスパール (東芝シリコーン）
S1 ΜΕΚ
溶剤
S2 エタノール
Figure imgf000056_0001
17]
Figure imgf000057_0001
18] 材料の種類 材料名 型番 (メーカー名） 備考
Figure imgf000058_0001
RA 共重合ナイロン CM8000(東レ）
RB1 UV2750B (日本合成化学製）
RB2 UA - NDP (新中村化学製）
ベース樹脂
RB3 ウレタンアタリレートオリゴマー UF8001 (共栄社化学製）
RB4 UV3200B (日本合成化学製）
RB5 UV2000 (日本合成化学製）
架橋剤 イソシァネート HX (日本ポリウレタン）
反応性希釈剤 メトキシトリエチレンダリコールァクリレート MTG- A (共栄社化学製）
重合開始剤 (長波長） ァシルフォスフィンォキサイト' IRGACURE819(チハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 430nm 重合開始剤 (短波長） α -ヒドロキシケトン IRGACURE184げハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 300nm
C1 カーボンブラック Printex35(デグッサ）
カーボン系導電剤
C2 カーボンブラック デンカブラック (電気化学工業）
ィ才ン系導電剤 過塩素酸ナトリウム
S1 エタノール
溶剤
S2 ΜΕΚ
実施例 実施例 2e 実施例 3e 実施例 4e 実施例 5e ベース樹脂 1 RA 100 配合
架橘剤 0 (重
第 1 力一ボン系導電剤 C1 20 量部）
樹脂層 溶剤 S1 なし なし なし なし (*) 層厚（μ πι) 50 形成 塗膜形成 ディップ 方法 塗膜硬化 加熱 ベース樹脂 RB1 100 - 100 - -
RB2 - 100 - 100 -
RB3 - - - - 100
RB4 - - - - ― 配合 RB5 - - - - - (重 反応希釈剤 40 40 40 40 40 第 2
量部） 重合開始剤 (長波長） 5 - 5 - 5 榭脂層
重合開始剤 (短波長） 2.5 - 2.5 ― 2.5 カーボン系導電剤 1 C2 - 2.5 - 2.5 - イオン系導電剤 5 - 5 - - 溶剤 1 S2 (*) (*) - - (*) 層厚（// m) 50 70 15 20 10 形成 塗膜形成 ディップ ディップ コ―タ コータ ディップ 方法 塗膜硬化 紫外線 紫外線 電子線 紫外線 弾性層 有無 ·種類 なし なし なし なし なし 抵抗（Ω ) 7 106 3 104 1 106 l x lO4 4 107 初期表面粗さ R iz m) 2.2 1.9 2.8 2.9 1.8 クリープ値（μ πι) 5.1 6.8 1.2 2 3.2 ローラ
トナー帯電量（ C/g) 33 29 35 31 39 特性 初期
トナー搬送量 (mgん m2) 0.25 0.23 0.28 0.3 0.22
1万枚 トナー帯電量（/^ C/g) 29 26 32 27 38 耐久後 トナー搬送量 (ms/cni2) 0.28 0.24 0.30 0.33 0.24 画像濃度 4 4 4 4 4 かぶり 4 4 4 4 4 初期 先後端濃度差 4 4 4 4 4 画像むら 4 4 4 4 4 環境変動の影響 4 4 4 4 4 画像
画像濃度 4 4 4 4 4 評価 かぶり 4 4 4 4 4
1万枚 先後端濃度差 4 4 4 4 4 耐久後 画像むら 4 4 4 4 4 ブレード痕の有無 4 4 5 5 5 ローラへのトナ—フィルミンダ 4 4 4 4 5
(*)溶剤の配合割合： 15%溶液となるよう調合 20]
実施例 6e 実施例 7e 実施例 8e ベース榭脂 1 RA
配合
架橋剤
(重
第 1 カーボン系導電剤 C 1
量部）
樹脂層 溶剤 S1 なし なし なし 層厚（； u m)
形成 塗膜形成
方法 塗膜硬化
ベース榭脂 RB1 - ― -
RB2 - - -
RB3 100 100 -
RB4 - - 100 配合 RB5 - - - 反,心-希釈剤 40 40 40 量部） 重合開始剤 (長波長） 5 5 - 樹脂層 童合開始剤 (短波長〉 2.5 2.5 - 力一ボン系導電剤 1 C2 - - 2.5 イオン系導電剤 - - - 溶剤 1 S2 - - (*) 眉厚（μ ηι) 10 10 500 形成 塗膜形成 コ一タ コータ ディップ 方法 塗膜硬化 紫外線 紫外線
弾性層 有無 ·種類 ウレタン シリコーン なし 抵抗（Ω ) 6 x 106 8 X 106 3x 10s 初期表面粗さ Rz ( / m) 4.2 3.5 0.6 クリープ値 m) 0.8 0.9 9.2 口一フ トナー帯電量 C/g) 35 36 32 特性 初期
トナー搬送量 (mgん m2) 0.37 0.34 0.12
1万枚 トナー帯電量 ^ C/g) 35 36 22 耐久後 トナー搬送量 (mg/cm2) 0.37 0.34 0.13 画像濃度 4 4 3 かぶり 4 4 4 初期 先後端濃度差 4 4 4 画像むら 4 4 4 環境変動の影響 4 4 4 画像
画像濃度 4 4 3 評価 かぶり 4 4 4
1万枚 先後端濃度差 4 4 3 耐久後 画像むら 4 4 4 ブレード痕の有無 5 5 3 ローラへのトナーフィルミング 5 5 3
(*)溶剤の配合割合： 15%溶液となる J 調合 21]
材料の種類 材料名 型番 (メーカー名） 備考
Figure imgf000061_0001
RA 共重合ナイロン CM8000(東レ）
腿 ポリエステルウレタン UR8401 (東洋紡製）
ベース樹脂 RB2 UV3200 (日本合成化学製）
RB3 ウレタンァクリレ-トオリゴマー UA - NDP (新中村化学製）
RB4 UF800K共栄社化学製）
架橋剤 イソシァネート HX (日本ポリウレタン）
反応性希釈剤 メトキシトリエチレングリコ—ルァクリレート MTG - A (共栄社ィヒ学製）
重合開始剤 (長波長） ァシルフォスフィン才キサイ卜' IRGACURE819げハ'ス シャリティケミカルス'社） 最大波長： 430nm 重合開始剤 (短波長） CKーヒドロキシケトン IRGACURE184(チハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 300nm
C1 Printex35(デグッサ）
カーボン系導電剤 C2 カーボンブラック デンカブラック (電気化学工業）
C3 ケツチヱン EC
イオン系導電剤 過塩素酸ナトリウム
S1 エタノール
溶剤
S2 MEK
実施例 If 実施例 2f 実施例 3f 実施例 4f 実施例 5f 配合 ベース樹脂 RA
(重 カーボン系導電剤 C1
第 1 量部） 溶剤 S1
樹脂層 なし なし なし なし なし 層厚（μ πι)
形成 塗膜形成
方法 塗膜硬化
RB1 100 - ― -
RB2 - 100 100
ベ一ス樹脂
RB3 - - 100 - 100
RB4 - - - - - 架橋剤 10 - 配合 反応希釈剤 30 20 30 20 (重量
第 2 重合開始剤 (長波長） 一 5 5 - 部）
樹脂層 重合開始剤 (短波長） 一 2.5 - 2.5
カーボン系導電剤 C2 ― 一
C3 2 - 2 ― 2 イオン系導電剤 5 - 5 - 溶剤 S2 (*) (*) (*) - - 層厚（ ΐ πυ 50 60 80 20 30 形成 塗膜形成 ディップ ディップ ディップ コータ コ一タ 方法 塗膜硬化 加熱 紫外線 電子線 紫外線 電子線 弾性層 有無 ·種類 なし なし なし なし なし 抵抗（Ω ) 7 x 104 8 106 5 104 5 105 3 104 初期表面粗さ Rz ( <u m) 2.2 2.1 1.8 2.8 2.9 ユニバーサル硬度（N/mm2) 0.6 1.2 1.5 2.3 1.9 口—フ
トナー帯電量（ C/g) 31 33 31 24 25 特性 初期
トナー搬送量 (mg/ :m ) 0.27 0.24 0.22 0.26 0.26
1万枚 トナー帯電量 C/g) 25 29 27 17 19 耐久後 トナー搬送量 (mg/ 0.29 0.27 0.23 0.28 0.28 画像濃度 4 4 4 4 4 かぶり 4 4 4 4 4 初期 先後端濃度差 4 4 4 4 4 画像むら 4 4 4 4 4 環境変動の影響 4 4 4 4 4 画像 画像濃度 4 4 4 4 4 評価 かぶり 4 4 4 4 4
1万枚 先後端濃度差 4 4 4 4 4 耐久後 画像むら 4 4 4 4 4 ブレード痕の有無 5 4 4 4 4 ローラへのトナーフィルミング 4 4 4 4 4
(*)溶剤の配合割合: 15%溶液となるよう調合 23]
実施例 6f 実施例 7f 実施例 8f 実施例 9f 比較例 If 配合 ベース榭脂 RA 100
カーボン系導電剤 C 1 20
第 1
量部） 溶剤 S1 (*)
樹脂層 なし
層厚（ ·ί Π1) 50 なし なし なし 形成 塗膜形成 ディップ
方法 塗膜硬化 加熱
RB1 - - - -
RB2 100 - - 100
ベース樹脂
RB3 - - - -
RB4 - 100 100 - 架橋剤 ― ― - 一
配合
反応希釈剤 30 20 20 30
(重量
第 2 直合開始斧. (長波長） 5 5 5 - 部）
樹脂層 (短波長） 2.5 2.5 2.5 - なし
C2 - 一 - - カーボン系導電剤
C3 - - - 2
イオン系導電剤 ― ― - - 溶剤 1 S2 (*) - - (*)
層厚（μ ηχ) 10 10 10 500 形成 塗膜形成 ディップ コ一タ コ一タ ディップ
方法 塗膜硬化 紫外線 紫外線 紫外線 電子線
弾性層 有無 ·《類 なし ウレタン シリコーン なし なし 抵抗（Ω ) 3 X 107 6 106 7 X 106 3x 10' 金属導電 初期表面粗さ Rz ( m) 1.6 4.2 3.6 0.6 6 ユニバーサル硬度（N/mm2) 1 0.7 0.4 2.9
口一フ
トナー帯電量（ i C/g) 37 35 37 30 19 特性 初期
トナー搬送量 (mg/cm2) 0.23 0.37 0.36 0.15 0.3
1万枚 トナー帯電量 c/g) 36 35 37 25 10 耐久後 トナー搬送量 (mg/cm2) 0.24 0.37 0.36 0.18 0.33 画像濃度 4 4 4 3 4 かぶり 4 4 4 4 4 初期 先後端濃度差 4 4 4 4 3 画像むら 4 4 4 4 3 環境変動の影響 4 4 4 4 4 画像
画像濃度 4 4 4 3 2 評価 かぶり 4 4 4 4 1
1万枚 先後端濃度差 4 4 4 3 1 耐久後 画像むら 4 4 4 4 1 ブレード痕の有無 5 5 5 3 1 ローラへのトナ一フィルミング 4 5 5 3 1
(*) の配合割合： 15%溶液となるよう調合 24]
材料の種類 材料名 型番 (メーカー名） 備考
RA 共重合ナイロン CM8000(東レ）
RB1 ポリエステルウレタン UR8300 (東洋紡製）
RB2 UR8401 (東洋紡製）
ベース樹脂
RB3 UV3200 (日本合成化学製）
RB4 ウレタンァクリレ―トオリゴマー UA-NDP (新中村化学製）
RB5 UF800 共栄社ィヒ学製）
架橋剤 イソシァネート HX (日本ポリウレタン）
反応性希釈剤 1,9ノナンシ'オールシ'ァクリレート 1.9ND- A (共栄化学）
重合開始剤 (長波長） ァシルフォスフィンォキサイト' IRGACURE819(チハ'スへ。シャリティケミかレズ社） 最大波長： 430nm 重合開始剤 (短波長） 一ヒト'口キシケトン IRGACURE184(チハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 300nm
C1 Printex35(デダッサ）
カーボン系導電剤 C2 カーボンブラック デンカブラック (電気化学工業）
C3 ケッチェン EC
イオン系導電剤 過塩素酸ナトリウム
S1 エタノール
溶剤
S2 EK
実施例 is 実施例 ¾ 実施例 3s 実施例 4g 実施例 5g 実施例 6g 配合 ベース樹脂 RA
(種類/ 力一ボン系導電剤 C1
第 1 重量部） 溶剤 S1
樹脂層 なし なし なし
層厚（μ ιη) なし なし なし 塗膜形成
形成方法
塗膜硬化
RB1 100 - - -
RB2 ― 100 ― - - - ベース樹脂 RB3 ―. 一 - 100 -
RB4 ― 100 - 100
RB5 - - 100 ― - - 架橋剤 10 10 ― 配合
反応希釈剤 - 20 20 20 20 第 2 (重量部)
重合開始剤 (長波長） - 2 - 樹脂層
重合開始剤 (短波長） - 2.5 - 2.5 -
C2 ― - カーボン系導電剤
C3 2 2 2 - 2 イオン系導電剤 - 5 - 5
溶剤 1 S2 (*) (*) (*) (*) - 層厚 m) 40 20 40 50 15 20 塗膜形成 ディップ タ 形成方法 ディップ ディップ ディップ コータ コー 塗膜硬化 加熱 加熱 紫外線 線 紫外線 電子線 弾性層 有無 · なし なし なし なし なし なし 抵抗（Ω ) 7 x l04 3 x 10' 10" l x lO4 8 10° 7 103 初期表面粗さ Rz i i Hl) 2.5 2.8 2.4 2.0 3 3.5 電 減衰速度 (V/sec) > 10 0.5 〉10 > 10 0.3 > 10 口一フ
トナー帯電量（/i C/g) 28 34 27 26 28 25 特性 初期
トナー搬送量 (ms/cm2) 0.27 0.28 0.25 0.24 0.29 0.33
1万枚 トナー帯電量 C/g) 21 32 23 20 25 20 耐久後 トナー搬送量 (mg/cm2) 0.30 0.29 0.28 0.27 0.30 0.35 画像濃度 4 4 4 4 4 4 かぶり 4 4 4 4 4 4 先後端濃度差 4 4 4 4 4 4 初期 画像むら 4 4 4 4 4 4 ゴースト 4 4 4 4 4 4 階調性 3 4 3 3 4 3 画像
環境変動の影響 4 4 4 4 4 4 評価
画像濃度 4 4 4 4 4 4 かぶり 4 4 4 4 4 4
1万枚 先後端濃度差 4 4 4 4 4 4 耐久後 画像むら 4 4 4 4 4 4
ゴースト 4 3 3 3 4 4 ローラへのトナ一フィルミンク' 3 3 4 4 4 4
(*)溶剤の配合割合： 15%溶液となるよう調合 26]
Figure imgf000066_0001
27] 材料の種類 材料名 型番 (メーカー名） 備考
Figure imgf000067_0001
RA 共重合ナイロン CM8000C東レ）
RB1 ポリエステルウレタン UR8200 (東洋紡製）
RB2 UR8700 (東洋紡製）
ベース樹脂
RB3 UV3200 (日本合成化学製）
RB4 ウレタンァクリレ―トオリゴマー UA-NDP (新中村化学製）
RB5 UF8001 (共栄社化学製）
架橋剤 イソシァネート HX (日本ポリウレタン）
反応性希釈剤 メトキシトリエチレングリコ—ルァクリレート MTG - A (共栄社ィ匕学製）
重合開始剤 (長波長） ァシルフォスフィンォキサイ IRGACURE819チハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 430nm 重合開始剤 (短波長） α—ヒト *口キシケトン IRGACURE184げハ'スへ。シャリティケミカルズ社） 最大波長： 300nm
C1 Printex35(デク'ッサ）
カーボン系導電剤 C2 カーボンブラック デンカブラック (電気化学工業）
C3 ケッチェン EC
イオン系導電剤 過塩素酸ナトリウム
S1 エタノ一ル
溶剤
S2 ΜΕΚ
Figure imgf000068_0001
29]
Figure imgf000069_0001
産業上の利用可能性
本発明に係る現像ローラは、普通紙複写機、普通紙ファクシミリ機、レーザビームプ リンタ、カラーレーザビームプリンタ、トナージェットプリンタなどの画像形成装置に帯 電ローラ，現像ローラ，転写ローラ，給紙ローラ、トナー供給ローラ等として装着して 好適に用いられる。

Claims

請求の範囲
[1] 長さ方向両端部を軸支されて取付けられるシャフト部材の半径方向外側に一層以 上の樹脂層を設けてなり、外周面上に担持した非磁性現像剤を潜像保持体に供給 する現像ローラにおいて、
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとし、前記樹脂層の少なくとも一層を、 導電剤および紫外線重合開始剤を含有する紫外線硬化型樹脂で構成するとともに、 前記導電剤は少なくともカーボン系のものを含み、前記紫外線重合開始剤は、紫外 線吸収波長帯域の最大波長が 400nm以上であるものを含んでなる現像ローラ。
[2] 前記紫外線重合開始剤は、紫外線吸収波長帯域の最大波長が 400nm未満のも のも含んでなる請求項 1に記載の現像ローラ。
[3] 前記紫外線硬化型樹脂を、無溶剤の樹脂組成物よりなる塗工液を塗布し紫外線照 射により硬化させて形成されたものとする請求項 1もしくは 2に記載の現像ローラ。
[4] 長さ方向両端部を軸支されて取付けられるシャフト部材の半径方向外側に一層以 上の樹脂層を設けてなり、外周面上に担持した非磁性現像剤を潜像保持体に供給 する現像ローラにおいて、
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとし、前記樹脂層の少なくとも一層を、 導電剤を含有する電子線硬化型樹脂で構成してなる現像ローラ。
[5] 前記電子線硬化型樹脂を、無溶剤の樹脂組成物よりなる塗工液を塗布し、電子線 照射により硬化させて形成されたものとする請求項 4に記載の現像ローラ。
[6] 前記樹脂層は 2層以上で構成されるとともに、半径方向最外に位置する層を第二 樹脂層とし、第二樹脂層の内側に隣接する層を第一樹脂層として、第一樹脂層の体 積抵抗率が 106 Ω ' cm以下であり、第二樹脂層の体積抵抗率が 101C> Q ' cm以上で あることを特徴とする請求項 1〜5のいずれかに記載の現像ローラ。
[7] 前記第二樹脂層を、導電性微粒子を含有しないよう構成してなる請求項 6に記載 の現像ローラ。
[8] 前記第二樹脂層を構成する樹脂を、第一樹脂層を構成する樹脂に対する貧溶媒 に溶解する樹脂としてなる請求項 6もしくは 7に記載の現像ローラ。
[9] 前記第二樹脂層を、架橋化樹脂よりなるものとし、架橋前の樹脂に対する良溶媒で 抽出した際の可溶部が 30重量％以下である特性を具えるよう構成してなる請求項 6
〜8のレ、ずれかに記載の現像ローラ。
[10] 長さ方向両端部を軸支されて取付けられるシャフト部材の半径方向外側に一層以 上の樹脂層を設けてなり、外周面上に担持した非磁性現像剤を潜像保持体に供給 する現像ローラにおいて、
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとし、前記樹脂層の少なくとも一層を、 微粒子が分散された樹脂で構成してなる現像ローラ。
[11] 前記樹脂層は 2層以上で構成されるとともに、半径方向最外に位置する層を第二 樹脂層とし、第二樹脂層の内側に隣接する層を第一樹脂層として、前記微粒子は、 第二樹脂層に含まれず、第一樹脂層にだけ分散されてなることを特徴とする請求項
10に記載の現像ローラ。
[12] 前記第一樹脂層の体積抵抗率を 106 Ω ' cm以下とし、前記第二樹脂層の体積抵 抗率を、 101Q Q ' cm以上としてなる請求項 1 1に記載の現像ローラ。
[13] 前記微粒子の平均粒径を、：!〜 50 μ ΐηとする請求項 10〜： 12のいずかに記載の現 像ローラ。
[14] 前記微粒子の含有量を、樹脂 100重量部に対し 0. 1〜： 100重量部とする請求項 1
0〜： 13のいずかに記載の現像ローラ。
[15] 前記樹脂層の厚さの合計を、：!〜 50 μ ΐηとしてなる請求項 10〜： 14のいずれかに記 載の現像ローラ。
[16] 前記微粒子の平均粒径 aと樹脂層の合計厚さ bとの比 a/bを、 1. 0〜5. 0としてな る請求項 10〜： 15のいずれかに記載の現像ローラ。
[17] 前記微粒子を、ゴム又は合成樹脂よりなるものとする請求項 10〜： 16のいずれかに 記載の現像ローラ。
[18] 前記微粒子を、シリコーンゴム微粒子、アクリル微粒子、スチレン微粒子、アクリル/ スチレン共重合体微粒子、フッ素樹脂微粒子、ウレタンエラストマ一微粒子、ウレタン アタリレート微粒子、メラミン樹脂微粒子及びフヱノール樹脂微粒子から選ばれた少 なくとも 1種よりなるものとする請求項 17に記載の現像ローラ。
[19] 前記樹脂層の少なくとも一層を、紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂とし てなる請求項 10〜： 18のいずれかに記載の現像ローラ。
[20] 少なくとも、半径方向最外に位置する樹脂層を、フッ素および珪素のうち少なくとも 一方を含有した樹脂で構成してなる請求項 1〜： 19のいずれかに記載の現像ローラ。
[21] 前記樹脂層の総厚さを、：!〜 500 x mとしてなる請求項 1〜20のいずれかに記載の 現像ローラ。
[22] 前記紫外線硬化型樹脂に含有されるカーボン系導電剤の含有量を、樹脂 100重 量部に対し 1〜20重量部としてなる請求項 1〜21のいずれかに記載の現像ローラ。
[23] 前記紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂にに含有させる導電剤を、 2種 類以上のもので構成してなる請求項 1〜22のいずれかに記載の現像ローラ。
[24] 前記シャフト部材と最内側の樹脂層との間に、弾性層を配設してなる請求項 1〜23 のレ、ずれかに記載の現像ローラ。
[25] 前記シャフト部材を、アルミニウム、ステンレス鋼及び鉄、ならびに、これらのいずれ 力を含む合金から選ばれた金属で構成してなる請求項 1〜24のいずれかに記載の 現像ローラ。
[26] 請求項:!〜 25のいずれかに記載の現像ローラを具えてなる画像形成装置。
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