JP2000347497A

JP2000347497A - 現像剤担持体及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2000347497A
Application number: JP15609899A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Arai; 利晃荒井; Mitsuharu Takagi; 光治高木; Tokuo Okada; 徳男岡田; Takahiro Kawagoe; 隆博川越
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】濃度むらのない高品質の画像を与え、かつ長
期使用における特性変化が小さく耐久性に優れた現像剤
担持体、及びそれを装着した画像形成装置を提供するこ
と。【解決手段】画像形成体表面に現像剤を供給すること
により、該画像形成体表面に可視画像を形成させる部材
であって、導電性弾性層の表面に、ウレタン変性アクリ
ル化合物とメラミン樹脂との混合物を硬化させてなる樹
脂を含有する材料からなる被覆層を有する現像剤担持
体、及びこの現像剤担持体を装着した画像形成装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤担持体及び
画像形成装置に関し、さらに詳しくは、複写機やプリン
ター等の画像形成装置において、静電潜像を保持した感
光体や紙等の画像形成体に現像剤を供給して、該画像形
成体表面に可視像を形成させるための現像剤担持体であ
って、濃度むらのない高品質の画像を与え、かつ長期使
用における特性変化が小さく耐久性に優れた現像剤担持
体、及びそれを装着した画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やプリンター等の電子写真
方式の画像形成装置などにおいて、静電潜像を保持した
感光体等の画像形成体に一成分トナー（現像剤）を供給
し、該トナーを潜像に付着させて可視化する画像形成方
法として、加圧現像法が知られている（米国特許第３１
５２０１２号明細書、同第３７３１１４６号明細書
等）。この加圧現像法は、トナーを担持したトナー担持
体（現像剤担持体）を、静電潜像を保持した画像形成体
（感光体）に接触させて、トナーを該画像形成体の潜像
に付着させることにより画像形成を行うもので、このた
め上記トナー担持体を導電性と弾性を有する導電性弾性
体で形成することが必要である。すなわち、この加圧現
像法では、例えば図２に示すように、トナーを供給する
ためのトナー塗布用ローラ５と静電潜像を保持した画像
形成体（感光体）６との間に、トナー担持体（現像ロー
ラ）１が配設され、これらトナー担持体１、画像形成体
６及びトナー塗布用ローラ５がそれぞれ図中矢印方向に
回転することにより、トナー７がトナー塗布用ローラ５
によりトナー担持体１の表面に供給され、このトナーが
成層ブレード８により均一な薄膜に整えられる。そし
て、この状態でトナー担持体１が画像形成体６と接触し
ながら回転することにより、薄層に形成されたトナーが
トナー担持体１から画像形成体６の潜像に付着して、該
潜像が可視化するようになっている。図中９は転写部で
あり、ここで紙等の記録媒体にトナー画像を転写するよ
うになっている。また、１０はクリーニング部であり、
そのクリーニングブレード１１により転写後に画像形成
体６表面に残存するトナーを除去するようになってい
る。

【０００３】このような加圧現像法による画像形成装置
においては、トナー担持体１は、画像形成体６に密着し
た状態を保持しながら回転しなければならず、このた
め、図１の概略断面図に示すように、金属等の良導電性
材料からなるシャフト２の外周に、シリコーンゴム，Ｎ
ＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム），Ｅ
ＰＲ（エチレン−プロピレンゴム），ＥＰＤＭ（エチレ
ン−プロピレン−ジエン共重合ゴム），ポリウレタンゴ
ム等の弾性ゴムやフォームなどに導電剤を配合して導電
性を付与した導電性弾性体からなる導電性弾性層３を形
成した構造となっている。さらに、トナー７に対する帯
電性や付着性の制御のために、画像形成体６及び成層ブ
レード８との摩擦力制御のために、あるいは弾性体によ
る画像形成体の汚染防止などのために、樹脂等からなる
被覆層４が導電性弾性層３の表面に設けられている。一
方、紙やＯＨＰ用紙などの紙葉類からなる画像形成体
に、トナー担持体上に担持させたトナーを孔状の制御電
極を介して直線飛翔せしめて、画像を形成させる画像形
成法も提案されている。また、画像形成体（感光体）に
近接して非接触状態に配設されたスリーブ状のトナー担
持体の表面に、薄層に成層した非磁性トナーを担持し、
これを画像形成体上に飛翔させて現像を行い、画像を形
成させる方法も提案されている（特開昭５８−１１６５
５９号公報）。

【０００４】いずれの場合も、トナー担持体上には、ト
ナーに対する帯電性や付着性の制御のために、あるいは
画像形成体，成層ブレード，制御電極等の他の部材との
摩擦力低減などのために、樹脂等からなる被覆層が導電
性弾性層の表面に設けられている。本発明者らは、これ
までに、メラミン樹脂，フェノール樹脂，アルキッド樹
脂，フッ素樹脂，ポリアミド樹脂等の樹脂を被覆層に用
いたトナー担持体を、摩擦や画像を改良しうるトナー担
持体として提案してきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近に
至って、プリンターなどが高速化されたり、微細画像が
要求されたり、あるいはカラー画像化されたりすること
により、画像形成に対する要求が厳しくなり、従来のト
ナー担持体では対応できない種々の問題が顕在化してき
た。すなわち、トナー担持体をプリンターなどに組み込
み、長期間に渡って非使用状態に保った後に画像出しを
行う場合、１）白地画像において、用紙の進行方向に対し垂直方向
に黒線（黒横線）が入る、２）ハーフトーン画像において、「ざらつき」紋様や濃
淡むらが生じる、などの画像不良が発生するという問題
が顕在化してきた。また、トナー担持体を長期間使用す
るに伴い、３）トナー帯電量あるいはトナー搬送量が低下する、と
いう現象も発生し、これも大きな問題となっている。本
発明者らは、上記問題について検討を重ねた結果、画像
不良が次のような原因によるものであるという知見を得
た。

【０００６】すなわち、例えば、図２に示すような画像
形成装置においてトナー担持体１を長期間使用した場
合、トナー７、トナー塗布用ローラ５あるいは成層ブレ
ード８との摩擦により、トナー担持体表面の被覆層が摩
耗すること、トナーフィルミングの発生によって、トナ
ー担持体の表面性状が変化するため、トナー帯電量やト
ナー搬送量が変わり、画像不良が発生することである。
従って、画像不良の問題を解決するには表面を形成する
被覆層の耐久性を上げればよいことになる。表面を形成
する被覆層の耐久性を上げるには、これまで、該被覆層
を厚膜化することが試みられてきた。しかしながら、こ
のような厚膜化は、初期の使用条件におけるトナー帯電
量の制御不能による高帯電量化あるいはトナー担持体の
高硬度化によるトナーの損傷やトナーの融着，画像形成
体のキズの発生など、好ましくない事態を招来するおそ
れがある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、画像むらがない高品質の画像が得られるように初期
条件を最適化した上で、長期使用時における画像不良の
発生を防止し、良好な画像が確実に得られるような、帯
電性能と耐久性とが両立した現像剤担持体及び及びそれ
を装着した画像形成装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために、トナー、トナー塗布用ローラあるい
は成層ブレードとの摩擦に対して、優れた耐久性を発揮
し、長期使用による表面性変化が小さく、しかも画像形
成体の汚染防止、トナー付着防止、トナー帯電量の制
御、抵抗調整、摩擦係数の制御等、被覆層の設計におい
て求められる諸機能を有する構成材料を念頭において鋭
意研究検討を重ねた結果、ウレタン変性アクリル化合物
とメラミン樹脂の混合物を硬化させてなる樹脂を含有す
る材料が、これらの諸要求を満足させうることを見出し
た。ウレタンエラストマーでトナー担持体表面に被覆層
を形成した場合、この被覆層は柔軟であり、トナー担持
体の圧接変形に対する耐久性能に優れた特性を持ってい
る。しかしながら、ウレタンエラストマーは、一般に粘
着性が高く、トナー担持体の被覆層を形成した場合、ト
ナー担持体表面への密着性が強固で、フィルミングし易
い傾向がある。また、ウレタンエラストマーは、摩擦力
が強すぎる、トナーやゴミ等が付着し易い、感光体を汚
染するといった諸問題も懸念されるため、一般にはウレ
タンエラストマーを弾性体層として使用し、この弾性体
層の表面を他種樹脂で被覆するという手法が採られてい
た。一方、耐汚染性の良好な化合物の一つとしてアクリ
ル樹脂が知られている。アクリル樹脂を用いると粘着性
の低い皮膜が得られ、上記ウレタンエラストマーにおけ
る問題を解決することができる。しかしながら、一般に
アクリル樹脂は硬度が高く、アクリル樹脂でトナー担持
体表面に被覆層を形成した場合、感光体等の他の部材へ
の圧接による変形が、担持体基材部を形成する弾性体層
の変形に追随することができず、長期使用時に被覆層の
割れが発生したり、トナーへの損傷が強くなり、フィル
ミングを誘発する懸念があった。本発明者らは、ウレタ
ンエラストマーとアクリル樹脂とを結合させることによ
り、両者の良好な特性を併せ持つ被覆層材料が得られる
のではないかと推定し、鋭意検討の結果、アクリル樹脂
成分中にウレタン成分を組み込んだウレタン変性アクリ
ル化合物が、表面性と柔軟性とを兼ね備えた皮膜を生成
し得ることを見出した。しかし、ウレタン変性アクリル
化合物は、イソシアネートを反応剤として加熱硬化させ
ることが可能であるが、加熱硬化された樹脂はクリープ
特性が大きく、これをトナー担持体の被覆層として使用
した場合、長期使用時における耐久性に問題がある。ま
た、ウレタン変性アクリル化合物の有機溶媒溶液は経時
に伴って徐々に反応が進行し、粘度が上昇するため、実
生産時の取り扱いが困難なものとなる。そこで、本発明
者らは、ウレタン変性アクリル化合物と混合して該化合
物を硬化させる成分として最適な化合物について詳細な
検討を行った結果、ウレタン変性アクリル化合物とメラ
ミン樹脂を組み合わせることにより、表面タック性、表
面平滑性、クリープ性抑制、基材との密着性、溶液粘度
安定性等に優れた被覆層を生成しうることを見出した。
ここで、本発明で硬化剤として用いられるメラミン樹脂
は、その構造が電子供与性能に有利な形態を取ってお
り、優れた電子放出能を発現する。このため、メラミン
樹脂をウレタン変性アクリル化合物の硬化に用いること
によって、トナーを電子供与により帯電させるのに有利
に働くことも上記「トナー帯電量制御不能による高帯電
量化」という問題解決に有利に働くものと推定され、こ
れにより、ウレタン変性アクリル化合物のもつ優れた物
性とメラミン樹脂のもつ優れたトナー帯電性の両者を併
有するトナー担持体被覆層用樹脂が得られることを見出
した。

【０００９】本発明は、かかる知見に基づいて完成した
ものである。すなわち、本発明は、表面に現像剤を担持
してその薄膜を形成し、この状態で画像形成体に接触又
は近接して、該画像形成体表面に該現像剤を供給するこ
とにより、画像形成体表面に可視画像を形成させる現像
剤担持体において、現像剤担持体が、導電性弾性層の表
面に、ウレタン変性アクリル化合物とメラミン樹脂との
混合物を硬化させてなる樹脂を含有する材料からなる被
覆層を有するものであることを特徴とする現像剤担持体
を提供するものである。また本発明は、現像剤担持体が
装着されてなり、かつ現像剤担持体の表面に現像剤を担
持してその薄膜を形成し、この現像剤担持体を画像形成
体に接触又は近接させて、該画像形成体表面に現像剤を
供給することにより、画像形成体表面に可視画像を形成
させる画像形成装置において、該現像剤担持体として、
上記本発明の現像剤担持体を用いたことを特徴とする画
像形成装置をも提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の現像剤担持体は、図１に
示すように、良導電性シャフト２の外周に導電性弾性層
３が形成され、導電性弾性層３の表面に被覆層４を形成
したものである。シャフト２としては、良好な導電性を
有するものであればいずれのものも使用し得るが、通常
は、金属製の中実体からなる芯金や内部を中空にくりぬ
いた金属製円筒体等の金属製シャフトが用いられる。上
記導電性弾性層３には、適当なゴム材料に導電剤を添加
して導電性を付与した弾性材料が用いられる。ここで、
ゴム材料としては、特に制限はなく、例えばニトリルゴ
ム，エチレンプロピレンゴム，エチレンプロピレンジエ
ンゴム，スチレンブタジエンゴム，ブタジエンゴム，イ
ソプレンゴム，天然ゴム，シリコーンゴム，ウレタンゴ
ム，アクリルゴム，クロロプレンゴム，ブチルゴム，エ
ピクロルヒドリンゴム等が挙げられ、これらは一種用い
てもよく、二種以上を組み合わせて用いることができる
が、これらの中で、特にブタジエンゴム，エチレンプロ
ピレンゴム，エチレンプロピレンジエンゴム及びウレタ
ンゴムから選ばれる一種又は二種以上の混合物が好まし
い。

【００１１】一方、これらのゴム材料に添加される導電
剤は、イオン導電剤と電子導電剤とがあり、前者のイオ
ン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム，テ
トラブチルアンモニウム，ラウリルトリメチルアンモニ
ウム等のドデシルトリメチルアンモニウム，ヘキサデシ
ルトリメチルアンモニウム，ステアリルトリメチルアン
ミニウム等のオクタデシルトリメチルアンモニウム，ベ
ンジルトリメチルアンモニウム，変性脂肪族ジメチルエ
チルアンモニウム等の過塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，
臭素酸塩，ヨウ素酸塩，ホウフッ化水素酸塩，硫酸塩，
アルキル硫酸塩，カルボン酸塩，スルホン酸塩などのア
ンモニウム塩；リチウム，ナトリウム，カルシウム，マ
グネシウム等のアルカリ金属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，トリフルオロメチル硫酸塩，スル
ホン酸塩などが挙げられる。また、電子導電剤の例とし
ては、ケッチェンブラック，アセチレンブラック等の導
電性カーボンブラック；ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，Ｆ
ＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボン
ブラック；酸化処理を施したインク用カーボンブラッ
ク，熱分解カーボンブラック，グラファイト；酸化ス
ズ，酸化チタン，酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッ
ケル，銅等の金属などの粉末が挙げられる。

【００１２】これらの導電剤は一種用いてもよく、二種
以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は
特に制限されるものではないが、イオン導電剤の場合、
上記ゴム材料１００重量部に対して、0.０１〜５重量
部、好ましくは0.０５〜２重量部の範囲とすることがで
き、電子導電剤の場合、１〜５０重量部、好ましくは５
〜４０重量部の範囲とすることができる。この導電剤添
加量の調整により、導電性弾性層の固有抵抗値を、１０
³〜１０ ¹⁰Ω・ｃｍ、特に１０⁴〜１０⁸Ω・ｃｍの範
囲に調整するのが好ましい。なお、この導電性弾性層に
は、上記導電剤以外に必要に応じ、従来公知の充填剤，
架橋剤など、その他のゴム用添加剤を適宜添加すること
ができる。この導電性弾性層の硬度は、ＪＩＳ−Ａで６
０°以下、特に２５〜５５°の範囲とすることが好まし
い。この硬度が６０°を超えるとトナー担持体が硬くな
り、感光体等との接触面積が小さくなって、良好な画像
形成が行えなくなるおそれがある上、トナーに損傷を与
えて画像形成体や成層ブレードへのトナー固着などが発
生して、画像不良が生じる原因となる。逆に低硬度にな
りすぎると、画像形成体や成層ブレードとの摩擦が大き
くなり、ジッター等の画像不良が発生するおそれがあ
る。

【００１３】導電性弾性層は、画像形成体や成層ブレー
ドなどと当接して使用されることから、圧縮永久歪みが
小さいことが好ましく、具体的には２０％以下、特に１
０％以下が好ましい。特にポリウレタンゴムは、この圧
縮永久歪みを小さく設計できるので、特に好ましい。ま
た、この導電性弾性層の表面粗さは、ＪＩＳ１０点平均
粗さで、１５μｍＲｚ以下、特に３〜１０μｍＲｚとす
ることが好ましい。この平均粗さが１５μｍＲｚを超え
るとトナー担持体の表面を形成する被覆層を厚く形成す
る必要があり、その結果、トナー担持体表面が硬くな
り、トナーに損傷を与えて画像形成体や成層ブレードへ
のトナー固着などが発生して、画像不良となるので好ま
しくない。また、Ｒｚが小さすぎると該被覆層を形成し
たときに、トナー担持体の表面のＲｚが小さくなりす
ぎ、トナー担持量が少なくなり画像濃度が低下するおそ
れが生じる。なお、この表面粗さは、表面粗さ計「サー
フコム５９０Ａ」（東京精密社製）を用いて、円周方向
に測定長さ2.４ｍｍ、測定速さ0.３ｍｍ／秒、カットオ
フ波長0.８ｍｍでローラのシャフト方向及び円周方向で
偏りがないように３００箇所以上測定して求めた値であ
る（以下においても同様）。

【００１４】本発明のトナー担持体においては、トナー
に対する帯電性や付着性の制御のために、画像形成体や
成層ブレードなどとの摩擦力低減のために、あるいは、
弾性体による画像形成体の汚染防止などのために、上記
導電性弾性層の表面に樹脂等からなる被覆層が設けられ
ている。この被覆層は、ウレタン変性アクリル化合物と
メラミン樹脂との混合物を硬化させてなる樹脂を含有す
る材料で形成される。ウレタン変性アクリル化合物とし
ては、ウレタン成分がアクリル樹脂成分に化学的に結合
したものであればいかなるものでも使用することができ
る。ウレタン成分をアクリル樹脂成分に化学的に結合さ
せる具体的方法としては、特に限定されるものではない
が、例えば、 β−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等によ
り、アクリル重合体に水酸基を導入したポリマーと分子
末端にイソシアネート基を持つウレタンプレポリマーと
を反応させる方法、分子末端（片末端又は両末端）に水酸基を持つアクリ
ル成分（アクリルポリマー乃至オリゴマー等）と分子末
端にイソシアネート基を持つウレタンプレポリマーとを
反応させる方法、アクリルジオール混合系にジイソシアネートを添加す
る方法、アクリルモノマーに両末端又は片末端イソシアネート
ポリエステル、ポリエーテル等を付加した後、そのウレ
タンアクリレートを重合する方法、などが挙げられる。このような方法で得られるウレタン
変性アクリル化合物において、ウレタン鎖とアクリル鎖
とは互いにブロック型で結合していてもよく、グラフト
型で結合していてもよい。また、これらの合成に用いら
れるアクリル樹脂成分としては、ポリマーとしてのガラ
ス転移温度Ｔｇが室温〜約８０℃であるものが好まし
く、例えばβ−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト，β−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート，メ
チル（メタ）アクリレート，エチル（メタ）アクリレー
ト，イソブチル（メタ）アクリレート，ｎ−ブチル（メ
タ）アクリレート，グリシジル（メタ）アクリレート等
の（メタ）アクリル酸エステル類、アクリロニトリル，
アクリルアミド等を含むもの、さらにこれらにスチレ
ン，酢酸ビニル，塩化ビニル，マレイン酸及びこれらの
誘導体等の重合性モノマーを共重合したものなどが挙げ
られる。ウレタン変性アクリル化合物におけるアクリル
樹脂成分の含有量は、被覆層の粘弾特性とタック性との
兼ね合いの点から５〜８０重量％であることが好まし
く、１０〜７０重量％であることが特に好ましい。これ
らのウレタン変性アクリル化合物は一種用いてもよく、
二種以上を組み合わせて用いてもよい。

【００１５】一方、メラミン樹脂としては、例えばトリ
メチロールメラミン樹脂，ヘキサメトキシメチルメラミ
ン樹脂，ｎ−ブチルエーテルメラミン樹脂，イソブチル
エーテルメラミン樹脂などが挙げられる。これらの中
で、特にトリメチロールメラミン樹脂，ヘキサメトキシ
メチルメラミン樹脂及びイソブチルエーテルメラミン樹
脂が好適である。これらのメラミン樹脂は一種用いても
よく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明に
おいては、上記ウレタン変性アクリル化合物とメラミン
樹脂は、固形分重量比（ウレタン変性アクリル化合物：
メラミン樹脂）が、好ましくは２０：８０〜９８：２、
より好ましくは３０：７０〜９５：５、特に好ましくは
４０：６０〜７０：３０の範囲になるような割合で用い
るのが有利である。本発明に係る被覆層は、溶剤に対す
る不溶率が７０重量％以上のものが好ましく、この不溶
率が７０重量％未満では、長期間の放置により、画像形
成体や成層ブレードなど、トナー担持体と接触している
部材の圧接痕ができ、その結果、画像に黒横線などの不
具合が生じるおそれがある。特に、溶剤不溶率が８０重
量％以上のものが好適である。

【００１６】本発明に係る被覆層は、上記硬化樹脂を主
成分とするものであるが、その他に、現像剤への帯電能
のさらなる向上、他の部材との摩擦力低減や導電性付与
等の目的で、荷電制御剤，滑材，導電剤、その他の樹脂
等の種々の添加剤を含有させることができる。本発明の
現像剤担持体においては、このような被覆層の抵抗を、
導電性弾性層の抵抗より高くすることが、現像剤担持体
の抵抗を調整する上で好ましく、この被覆層の好ましい
固有抵抗値は１０⁹〜１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲であり、特
に１０ ¹⁰〜１０¹³Ω・ｃｍの範囲が好ましい。また、現
像剤担持体の抵抗としては１０ ³〜１０¹²Ωが好まし
く、１０⁴〜１０⁸Ωが特に好ましい。また、被覆層を
形成した現像剤担持体の表面粗さは、ＪＩＳ１０点平均
粗さで、１０μｍＲｚ以下、特に１〜８μｍＲｚとする
ことが好ましい。この平均粗さが１０μｍＲｚを超える
と、トナーの帯電量が小さくなったり逆帯電トナーが生
じて、画像かぶりを生じるので好ましくない。また、Ｒ
ｚが小さすぎるとトナー担持量が少なくなり、画像濃度
が低下するおそれが生じる。本発明の現像剤担持体にお
ける被覆層の形成方法については特に制限はないが、ウ
レタン変性アクリル化合物及びメラミン樹脂、必要に応
じて各種添加剤を溶解又は分散させてなる塗工液をディ
ッピング法，ロールコーター法，ドクターブレード法，
スプレー法などにより、導電性弾性層上に塗布したの
ち、常温あるいは５０〜１７０℃程度の温度で乾燥し、
架橋硬化させて形成する。

【００１７】この被覆層の厚さは、３〜５０μｍ程度と
することができるが、特に５〜３０μｍの範囲が好まし
い。この被覆層の厚さが薄すぎると局所的な放電が起こ
り、画像に白横線が発生しやすくなる。また、厚すぎる
とトナー担持体が硬くなり、トナーに損傷を与えて画像
形成体や成層ブレードへのトナー固着などが発生して画
像不良の原因となる。前記塗工液の調製に用いられる溶
媒としては、例えばメタノール，エタノール，イソプロ
パノール，ブタノール等のアルコール系溶媒、アセト
ン，メチルエチルケトン，シクロヘキサノン等のケトン
系溶媒、トルエン，キシレン等の芳香族炭化水素系溶
媒、ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサ
ン等の脂環式炭化水素系溶媒、酢酸エチル等のエステル
系溶媒、イソプロピルエーテル，テトラヒドロフラン等
のエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド等のアミド系
溶媒、クロロホルム，シクロロエタン等のハロゲン化炭
化水素系溶媒等、及びこれらの混合溶媒などが挙げられ
る。本発明においては、ケトン系溶媒及びケトン系溶媒
と芳香族系炭化水素との混合溶媒が特に好ましく用いら
れる。

【００１８】本発明の現像剤担持体は、電子写真装置に
おける現像装置などの画像形成装置に現像ローラ等とし
て組み込まれて用いられるものであり、例えば、図２に
示したように、トナーを供給するためのトナー塗布用ロ
ーラ５と静電潜像を保持した感光ドラム（画像形成体）
６との間に、本発明の現像剤担持体を現像ローラ１とし
て配置し、トナー塗布用ローラ５によりトナー７を担持
し、これを成層ブレード８により均一な薄層に整え、さ
らにこの薄層からトナーを感光ドラム（画像形成体）６
に供給し、感光ドラム（画像形成体）６の静電潜像にト
ナーを付着させて潜像を可視化するものである。図２に
示した画像形成装置の詳細については、上述の従来技術
において説明したので省略する。なお、本発明の現像剤
担持体を装着する画像形成装置は、図２に示したものに
限定されず、表面にトナーを担持して該トナーの薄層を
形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該
画像形成体表面にトナーを供給することにより、画像形
成体表面に可視画像を形成するものであればいずれのも
のでもよい。例えば、紙やＯＨＰ用紙等の紙葉類を画像
形成体とし、ごれらにトナー担持体上に担持させたトナ
ーを制御電極に形成した孔を通して直接飛翔せしめ、紙
やＯＨＰ用紙に直接画像を形成させるものであってもよ
い。

【００１９】また、本発明のトナー担持体に担持させる
トナーとしては、非磁性の一成分現像剤が好適に用いら
れるが、磁性タイプの一成分現像剤を用いることもで
き、例えば磁性一成分現像剤を用いて白黒画像印字を行
う場合にも、本発明のトナー担持体及び画像形成装置を
好適に用いることができる。

【００２０】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳しく
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。なお、実施例及び比較例で得られ
たローラ（トナー担持体）について、下記の要領で特性
試験を行った。（１）被覆層の層厚被試験ローラの垂直切断面を走査型電子顕微鏡により観
察して測定した。（２）被覆層の溶剤不溶率被試験ローラとは別に、ガラス板を用意して、各ローラ
の被覆層形成に用いた塗工液をガラス板に塗布し、各ロ
ーラの作製と同一の条件で塗膜を加熱し、硬化させて塗
膜試料を作製した。このガラス板を、塗工液の調製に用
いたものと同様の溶媒中に常温で２４時間浸漬した後、
乾燥させて、浸漬前後の塗膜の重量を測定し、下記の式
により溶剤不溶率を算出し、ローラの被覆層の溶剤不溶
率とし、この被覆層の溶剤不溶率が７０重量％以上かど
うかを確認した。溶剤不溶率＝〔（溶剤に浸漬、乾燥後の塗膜重量）／
（溶剤に浸漬前の塗膜重量）〕×１００（重量％）

【００２１】（３）屈曲試験被試験ローラとは別に、ポリプロピレン製トレーを用意
して、各ローラの被覆層形成に用いた塗工液をこのトレ
ー中に広げ、該塗工液の溶媒を揮発させた後、各ローラ
の作製と同一の条件で加熱乾燥させ、硬化させて塗膜試
料を作製した。塗工液の使用量は、最終的に膜厚１５μ
ｍ程度の試料が得られるように適宜調節した。得られた
塗膜をトレーから丁寧に引き剥がし、３０ｍｍ×３０ｍ
ｍの大きさに切り出して試験片とした。この試験片の対
角が重なるように屈曲させ、膨らんだ試験片の中央部を
折り目が付く程度にまで潰していく、という作業を折り
目が十分に塑性変形するまで繰り返し、この間に試験片
に折り目が生じるかどうかを確認した。（４）表面粗さ（Ｒｚ）被試験ローラについて、表面粗さ計サーフコム５９０Ａ
（東京精密社製）を用い、軸方向に対して直行した向き
（円周方向）に測定長さ2.４ｍｍ、測定速さ0.３ｍｍ／
ｓｅｃ．、カットオフ波長0.８ｍｍで、ローラのシャフ
ト方向及び円周方向で偏りがないように、３００箇所以
上測定した値を平均してＪＩＳ１０点平均粗さを求め
た。

【００２２】（５）ローラの抵抗被試験ローラの両端に各５００ｇの荷重をかけて銅板上
に押し付け、抵抗率計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社
製）を用い、１００Ｖの電圧を印加して抵抗値を測定し
た。（６）トナー帯電量被試験ローラを現像ローラとして、図２に示した現像ユ
ニット部に装着し、現像ローラを５０ｍｍ／秒の周速で
回転させ、この現像ローラ表面にトナー薄層を形成し、
このトナー薄層を吸引してファラディゲージ内に導入
し、電荷量を測定した。これと同時に、吸引されたトナ
ー量も測定し、単位重量当たりのトナー帯電量〔ｑ／ｍ
（μＣ／ｇ）〕を求めた。（７）画像評価被試験ローラを現像ローラとして図２に示した現像ユニ
ットに組み込み、現像バイアス−４００Ｖ、ブレードバ
イアス６００Ｖとし、平均粒径７μｍの負帯電非磁性一
成分トナーを用い、線速６０ｍｍ／秒の周速で回転させ
ながら反転現像で画像出しを行い、白地画像、ハーフト
ーン画像及び黒地画像における画像評価を行った。初期
画像として１０枚目、耐久画像として１万枚目の印刷画
像の前後の計５枚について評価し、評価結果とした。

【００２３】実施例１グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイ
ドを付加し、分子量５０００としたポリエーテルポリオ
ール（ＯＨ価：３３ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００重量部に
１，４−ブタンジオール1.０重量部、ニッケルアセチル
アセトネート0.５重量部、ジブチルチンジラウレート0.
０１重量部及びアセチレンブラック2.０重量部を添加
し、混合機を用いて混合してポリオール組成物を調製し
た。このポリオール組成物を減圧下に攪拌して脱泡した
後、ウレタン変性ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシア
ネート）を１7.５重量部加えて２分間攪拌し、これを、
金属シャフトを配置し予め１１０℃に加熱した金型に注
型し、１１０℃で２時間硬化させて金属シャフトの外周
に導電性弾性層を形成してローラを得た。得られたロー
ラの表面を研磨して、表面をＪＩＳ１０点平均粗さ１0.
５μｍＲz に調整した。なお、この表面粗さは、上述し
たように、表面粗さ計「サーフコム５９０Ａ」（東京精
密社製）を用いて測定した（以下の例においても同
様）。

【００２４】次に、ウレタン変性アクリル化合物として
ＥＡＵ−６５Ｂ（亜細亜工業社製，アクリル樹脂成分６
０重量％，固形分率４０重量％）、メラミン樹脂として
スーパーベッカミンＬ−１４５−６０（大日本インキ化
学工業社製，固形分率６０重量％）を用い、溶媒として
メチルエチルケトンとトルエンを重量比９／１で混合し
たものに、上記化合物を固形分重量比５０／５０となる
ように混合し、導電剤としてカーボンブラックＰｒｉｎ
ｔｅｘ３５（デグサジャパン社製）を、上記混合物の固
形分１００重量部に対して固形分で３０重量部となるよ
うに添加し、分散させて全体固形分濃度２５重量％の塗
工液を調製した。当該塗工液中に、上記導電性弾性ロー
ラを浸漬して引き上げ、これを１３０℃にて４時間加熱
し、硬化した被覆層を有する図１と同様のローラ状トナ
ー担持体を得た。このトナー担持体の特性を第１表に示
す。実施例２実施例１における被覆層の形成において、ウレタン変性
アクリル化合物とメラミン樹脂とを固形分重量比７５／
２５となるように混合した以外は、実施例１と同様にし
てローラ状トナー担持体を作製した。このトナー担持体
の特性を第１表に示す。

【００２５】比較例１実施例１における被覆層の形成において、ウレタン変性
アクリル化合物とメラミン樹脂とを固形分重量比１００
／０、すなわちウレタン変性アクリル化合物のみを用
い、反応剤としてエクセルハードナーＨＸ（亜細亜工業
社製，イソシアネート）をウレタン変性アクリル化合物
の固形分に対して4.８２重量％添加した以外は、実施例
１と同様にしてローラ状トナー担持体を作製した。この
トナー担持体の特性を第１表に示す。比較例２実施例１における被覆層の形成において、ウレタン変性
アクリル化合物の代わりにオイルフリーアルキッド樹脂
（大日本インキ化学工業社製、商品名：Ｍ６４０２）を
用いた以外は、実施例１と同様にしてローラ状トナー担
持体を作製した。このトナー担持体の特性を第１表に示
す。比較例３実施例１における被覆層の形成において、ウレタン変性
アクリル化合物及びメラミン樹脂との混合物の代わり
に、ポリエステルポリオール１００重量部にウレタン変
性ＭＤＩを１０重量部加えたものを用いた以外は、実施
例１と同様にしてローラ状トナー担持体を作製した。こ
のトナー担持体の特性を第１表に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】第１表から、実施例のトナー担持体は、良
好なトナー帯電性を示し、被覆層において屈曲による亀
裂が発生することのない柔軟性を有し、かつ良好に耐久
画像を再現しうるものであることが確認できた。

【００２８】

【発明の効果】本発明の現像剤担持体は、メラミン樹脂
により硬化させたウレタン変性アクリル化合物を用い
て、導電性弾性層の表面に設けられる被覆層を構成する
ことにより、長期間連続使用しても、該被覆層に割れや
削れが生じることがなく、各種画像不良の発生を防止す
ることができ、良好な画像を長期に渡って再現すること
ができるものであって、各種画像形成装置の現像剤担持
体として好適に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像剤担持体の一例を示す概略断面
図である。

【図２】本発明の画像形成装置の一例を示す概略断面
図である。

【符号の説明】

１：トナー担持体（現像ローラ）２：シャフト３：導電性弾性層４：被覆層５：トナー塗布用ローラ６：画像形成体（感光体）７：トナー８：成層ブレード９：転写部 10：クリーニング部 11：クリーニングブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川越隆博埼玉県所沢市青葉台1302−57 Ｆターム(参考） 2H077 AD06 AD35 AE10 EA14 EA15 EA16 FA01 FA13 FA16 FA22 FA25 3J103 AA02 AA13 AA51 AA83 CA02 FA30 GA02 GA57 GA58 HA53 HA54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に現像剤を担持してその薄膜を形成
し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該画像
形成体表面に該現像剤を供給することにより、画像形成
体表面に可視画像を形成させる現像剤担持体において、
現像剤担持体が、導電性弾性層の表面に、ウレタン変性
アクリル化合物とメラミン樹脂との混合物を硬化させて
なる樹脂を含有する材料からなる被覆層を有するもので
あることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項２】ウレタン変性アクリル化合物とメラミン
樹脂との混合割合（ウレタン変性アクリル化合物：メラ
ミン樹脂）が、固形分重量比２０：８０〜９８：２であ
る請求項１記載の現像剤担持体。
【請求項３】ウレタン変性アクリル化合物中のアクリ
ル樹脂成分が、β−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレ
ート，β−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート，
メチル（メタ）アクリレート，エチル（メタ）アクリレ
ート，イソブチル（メタ）アクリレート，ｎ−ブチル
（メタ）アクリレート及びグリシジル（メタ）アクリレ
ートから選ばれるものである請求項１又は２記載の現像
剤担持体。
【請求項４】ウレタン変性アクリル化合物中のアクリ
ル樹脂成分の含有量が、５〜８０重量％である請求項１
〜３のいずれかに記載の現像剤担持体。
【請求項５】メラミン樹脂が、トリメチロールメラミ
ン樹脂，ヘキサメトキシメチルメラミン樹脂，ｎ−ブチ
ルエーテルメラミン樹脂及びイソブチルエーテルメラミ
ン樹脂の中から選ばれた少なくとも一種である請求項１
〜４のいずれかに記載の現像剤担持体。
【請求項６】導電性弾性層を構成するゴム弾性体が、
ブタジエンゴム，エチレンプロピレンゴム，エチレンプ
ロピレンジエンゴム及びウレタンゴムの中かれ選ばれた
少なくとも一種である請求項１〜５のいずれかに記載の
現像剤担持体。
【請求項７】導電性弾性層の固有抵抗値が１０³〜１
０¹⁰Ω・ｃｍ、硬度がＪＩＳ−Ａで６０゜以下、圧縮永
久歪が２０％以下及び表面粗さがＪＩＳ１０点平均粗さ
で１５μｍＲｚ以下である請求項１〜６のいずれかに記
載の現像剤担持体。
【請求項８】被覆層の厚さが、３〜５０μｍである請
求項１〜７のいずれかに記載の現像剤担持体。
【請求項９】被覆層の溶剤に対する不溶率が、７０重
量％以上である請求項１〜８のいずれかに記載の現像剤
担持体。
【請求項１０】被覆層の固有抵抗値が、１０⁹〜１０
¹⁵Ω・ｃｍである請求項１〜９のいずれかに記載の現像
剤担持体。
【請求項１１】現像剤担持体の抵抗が１０³〜１０¹²
Ω及び表面粗さがＪＩＳ１０点平均粗さで１０μｍＲｚ
以下である請求項１〜１０のいずれかに記載の現像剤担
持体。
【請求項１２】現像剤担持体が装着されてなり、かつ
現像剤担持体の表面に現像剤を担持してその薄膜を形成
し、この現像剤担持体を画像形成体に接触又は近接させ
て、該画像形成体表面に現像剤を供給することにより、
画像形成体表面に可視画像を形成させる画像形成装置に
おいて、上記現像剤担持体として、請求項１〜１１のい
ずれかに記載の現像剤担持体を用いたことを特徴とする
画像形成装置。