JP2014146010A - 現像ローラ、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】低温定着性に富んだトナーを用いて高速・長寿命化対応を行っても、トナーのフィルミングや磨耗を大幅に抑制できる現像ローラの提供。
【解決手段】導電性軸体と、該導電性軸体の外周に形成された導電性弾性層と、該導電性弾性層の外側に設けたトナー担持層とを備えた現像ローラであって、前記トナー担持層の樹脂成分として、イソシアヌレート構造を有しイソシアネート基と水酸基のモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）が９０〜１１０であるポリウレタン樹脂を使用し、かつ前記トナー担持層の、水の接触角が１３５°〜１５５°で静摩擦係数が０．１０〜０．１５である現像ローラ。
【選択図】なし
【解決手段】導電性軸体と、該導電性軸体の外周に形成された導電性弾性層と、該導電性弾性層の外側に設けたトナー担持層とを備えた現像ローラであって、前記トナー担持層の樹脂成分として、イソシアヌレート構造を有しイソシアネート基と水酸基のモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）が９０〜１１０であるポリウレタン樹脂を使用し、かつ前記トナー担持層の、水の接触角が１３５°〜１５５°で静摩擦係数が０．１０〜０．１５である現像ローラ。
【選択図】なし
Description
本発明は、現像ローラ、これを用いた現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法に関する。
小型レーザープリンターに代表される一成分接触現像方式において、低ＣＰＰ・低環境負荷といった観点からトナーの低温定着化の要求が高まっているが、現像ローラも低コストはもちろん、高速・長寿命化対応が求められている。
しかし、今までの現像ローラは、長期使用に伴い現像ローラの表面にトナー由来の成分（主に外添剤）がフィルミングし、その影響で荷電の低下やベタ追従性の悪化を来したり、摺擦によるローラ削れを起こすといった問題があった。これらの問題は、低温定着性に富んだトナーを用いた高速・長寿命化対応に進んで行くと、より悪化する傾向がある。
特許文献１には、高温高湿下での印字に対応するため、現像ローラのトナー担持層にフッ素系のウレタン樹脂を添加し、トナーとの離型性を高めてトナー成分のフィルミングを抑制した発明が開示されている。しかし、低温定着性に富んだトナーでのフィルミングの抑制や、ローラの磨耗を抑えて高速・長寿命化に対応するという問題には対応できない。
しかし、今までの現像ローラは、長期使用に伴い現像ローラの表面にトナー由来の成分（主に外添剤）がフィルミングし、その影響で荷電の低下やベタ追従性の悪化を来したり、摺擦によるローラ削れを起こすといった問題があった。これらの問題は、低温定着性に富んだトナーを用いた高速・長寿命化対応に進んで行くと、より悪化する傾向がある。
特許文献１には、高温高湿下での印字に対応するため、現像ローラのトナー担持層にフッ素系のウレタン樹脂を添加し、トナーとの離型性を高めてトナー成分のフィルミングを抑制した発明が開示されている。しかし、低温定着性に富んだトナーでのフィルミングの抑制や、ローラの磨耗を抑えて高速・長寿命化に対応するという問題には対応できない。
本発明は、低温定着性に富んだトナーを用いて高速・長寿命化対応を行っても、トナーのフィルミングや磨耗を大幅に抑制できる現像ローラの提供を目的とする。
上記課題は、次の１）の発明によって解決される。
１） 導電性軸体と、該導電性軸体の外周に形成された導電性弾性層と、該導電性弾性層の外側に設けたトナー担持層とを備えた現像ローラであって、前記トナー担持層の樹脂成分として、イソシアヌレート構造を有しイソシアネート基と水酸基のモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）が９０〜１１０であるポリウレタン樹脂を使用し、かつ前記トナー担持層の、水の接触角が１３５°〜１５５°で静摩擦係数が０．１０〜０．１５であることを特徴とする現像ローラ。
１） 導電性軸体と、該導電性軸体の外周に形成された導電性弾性層と、該導電性弾性層の外側に設けたトナー担持層とを備えた現像ローラであって、前記トナー担持層の樹脂成分として、イソシアヌレート構造を有しイソシアネート基と水酸基のモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）が９０〜１１０であるポリウレタン樹脂を使用し、かつ前記トナー担持層の、水の接触角が１３５°〜１５５°で静摩擦係数が０．１０〜０．１５であることを特徴とする現像ローラ。
本発明によれば、低温定着性に富んだトナーを用いて高速・長寿命化対応を行っても、トナーのフィルミングや磨耗を大幅に抑制できる現像ローラを提供できる。
以下、上記本発明１）について詳しく説明するが、本発明の実施の態様には次の２）〜９）も含まれるので、これらについても併せて説明する。
２） 前記イソシアヌレート構造を有するポリウレタン樹脂が、イソシアヌレート体を形成するポリイソシアネートプレポリマーと、フッ素基若しくはシリコーン系の官能基を有する化合物、又は側鎖に長鎖アルキル基を有する化合物との反応物であることを特徴とする１）に記載の現像ローラ。
３） 前記フッ素基若しくはシリコーン系の官能基を有する化合物が、フルオロエチレンビニルエーテルの共重合体、パーフルオロアルキル基を有するカルボン酸、パーフルオロアルキル基を有するアルコール、パーフルオロアルキル基を有するアミン、パーフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤のいずれかであることを特徴とする２）に記載の現像ローラ。
４） 前記側鎖に長鎖アルキル基を有する化合物が、長鎖アルキル基を有するポリオール、長鎖アルキル基を有するアルコール、長鎖アルキル基を有するアミンのいずれかであることを特徴とする２）に記載の現像ローラ。
５） 前記ポリイソシアネートプレポリマーが、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）及び／又はトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）から成ることを特徴とする２）〜４）のいずれかに記載の現像ローラ。
６） 潜像担持体に供給する現像剤を表面に担持して表面移動する現像ローラと、該現像剤を前記現像ローラ表面に供給する現像剤供給部材と、前記現像ローラの表面に担持された現像剤を薄層化する現像剤層規制部材と、現像剤を収納する現像剤収納器とを備える現像装置において、前記現像ローラが１）〜５）のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とする現像装置。
７） 潜像担持体と、少なくとも潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、現像装置として、６）に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
８） 潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段と、潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し可視像化する現像手段と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記現像手段が、６）に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
９） 潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電工程と、帯電した潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光工程と、現像ローラ上に現像剤層規制部材により所定層厚の現像剤層を形成し、現像剤層を介して潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像し、可視像化する現像工程と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、被転写体上の可視像を定着させる定着工程とを有し、前記現像ローラとして、１）〜５）のいずれかに記載の現像ローラを用いることを特徴とする画像形成方法。
２） 前記イソシアヌレート構造を有するポリウレタン樹脂が、イソシアヌレート体を形成するポリイソシアネートプレポリマーと、フッ素基若しくはシリコーン系の官能基を有する化合物、又は側鎖に長鎖アルキル基を有する化合物との反応物であることを特徴とする１）に記載の現像ローラ。
３） 前記フッ素基若しくはシリコーン系の官能基を有する化合物が、フルオロエチレンビニルエーテルの共重合体、パーフルオロアルキル基を有するカルボン酸、パーフルオロアルキル基を有するアルコール、パーフルオロアルキル基を有するアミン、パーフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤のいずれかであることを特徴とする２）に記載の現像ローラ。
４） 前記側鎖に長鎖アルキル基を有する化合物が、長鎖アルキル基を有するポリオール、長鎖アルキル基を有するアルコール、長鎖アルキル基を有するアミンのいずれかであることを特徴とする２）に記載の現像ローラ。
５） 前記ポリイソシアネートプレポリマーが、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）及び／又はトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）から成ることを特徴とする２）〜４）のいずれかに記載の現像ローラ。
６） 潜像担持体に供給する現像剤を表面に担持して表面移動する現像ローラと、該現像剤を前記現像ローラ表面に供給する現像剤供給部材と、前記現像ローラの表面に担持された現像剤を薄層化する現像剤層規制部材と、現像剤を収納する現像剤収納器とを備える現像装置において、前記現像ローラが１）〜５）のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とする現像装置。
７） 潜像担持体と、少なくとも潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、現像装置として、６）に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
８） 潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段と、潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し可視像化する現像手段と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記現像手段が、６）に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
９） 潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電工程と、帯電した潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光工程と、現像ローラ上に現像剤層規制部材により所定層厚の現像剤層を形成し、現像剤層を介して潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像し、可視像化する現像工程と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、被転写体上の可視像を定着させる定着工程とを有し、前記現像ローラとして、１）〜５）のいずれかに記載の現像ローラを用いることを特徴とする画像形成方法。
本発明の現像ローラのトナー担持層は、その樹脂成分として、イソシアヌレート構造を有しイソシアネート基と水酸基のモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）が９０〜１１０であるポリウレタン樹脂を使用する。そして、トナー担持層の水の接触角が１３５°〜１５５°で静摩擦係数が０．１０〜０．１５となるようにポリウレタン樹脂の材料を選択する。これにより現像ローラ表面の離型性の向上と低摩擦化を図ることができ、トナーとの摺擦時にトナーが現像ローラ表面に付着しにくくなり、現像ローラ表面が滑りやすくなる。その結果、付着性が増大する低温定着性のトナーを用いた場合でもフィルミングを抑制できる。更に、この低摩擦化によって現像ローラの磨耗や削れも抑制できる。
水の接触角は１３５°〜１５５°とする必要がある。水の接触角が１５５°を超えると、現像ローラ上のトナー成分のフィルミングは抑えられるものの、現像ローラとトナー間の付着力が低すぎるためトナーが摩擦帯電しにくくなり、結果的にトナーの帯電性が低下して地汚れの悪化といった問題を引き起こす可能性がある。一方、１３５°未満の場合には、トナー担持層の離型性が低下するためトナーとの付着力が強くなり、長期使用に伴ってトナー担持層がトナーフィルミングされやすくなり、ベタ追従性の低下などの問題が引き起こされる。
また、静摩擦係数は０．１０〜０．１５とする必要がある。静摩擦係数が０．１０未満では、現像ローラのトナー掻き取り性が落ちて搬送の安定性の低下が懸念される。一方、０．１５を超えると、現像ローラと端部部材との摺擦によって現像ローラの磨耗が進行し、磨耗がひどい場合はそこからトナーがこぼれて画像上に現れ、あるいはプリンターの内部に飛散する可能性がある。また、摺擦熱によってトナーがその部分で融けてローラ上に融着してしまう可能性もある。
また、静摩擦係数は０．１０〜０．１５とする必要がある。静摩擦係数が０．１０未満では、現像ローラのトナー掻き取り性が落ちて搬送の安定性の低下が懸念される。一方、０．１５を超えると、現像ローラと端部部材との摺擦によって現像ローラの磨耗が進行し、磨耗がひどい場合はそこからトナーがこぼれて画像上に現れ、あるいはプリンターの内部に飛散する可能性がある。また、摺擦熱によってトナーがその部分で融けてローラ上に融着してしまう可能性もある。
本発明で用いるポリウレタン樹脂としては、イソシアヌレート構造を有し、かつ前記水の接触角及び静摩擦係数を満足させるものであれば特に限定されないが、イソシアヌレート体を形成するポリイソシアネートプレポリマーと、フッ素基若しくはシリコーン系の官能基を有する化合物、又は側鎖に長鎖アルキル基を有する化合物との反応物が好ましい。これらの反応物を用いると、トナー担持層の表面近傍にフッ素系やシリコーン系の官能基、あるいは長鎖アルキル基が偏析し、前述した本発明の効果が得られる。
前記イソシアヌレート体を形成するポリイソシアネートプレポリマーとしては、イソシアネート（ＮＣＯ）基を２個以上有するポリイソシアネートが挙げられる。
前記ポリイソシアネートとしては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフチレン１，５−ジイソシアネート（ＮＤＩ）、テトラメチルキシレンジイソシアネート(ＴＭＸＤＩ)、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水添キシリレンジイソシアネート（Ｈ６ＸＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ１２ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ダイマー酸ジイソシアネート（ＤＤＩ）、ノルボルネンジイソシアネート（ＮＢＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）等のイソシアヌレート体などが挙げられる。これらの中でも、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体が好ましい。これらの市販品としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製、Ｄ１７０Ｎ）、トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製、Ｄ２６２）などが挙げられる。
前記ポリイソシアネートとしては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフチレン１，５−ジイソシアネート（ＮＤＩ）、テトラメチルキシレンジイソシアネート(ＴＭＸＤＩ)、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水添キシリレンジイソシアネート（Ｈ６ＸＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ１２ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ダイマー酸ジイソシアネート（ＤＤＩ）、ノルボルネンジイソシアネート（ＮＢＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）等のイソシアヌレート体などが挙げられる。これらの中でも、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体が好ましい。これらの市販品としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製、Ｄ１７０Ｎ）、トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製、Ｄ２６２）などが挙げられる。
また、前記フッ素基若しくはシリコーン系の官能基を有する化合物としては、例えば、フルオロエチレンビニルエーテルの共重合体、パーフルオロアルキル基を有するカルボン酸、パーフルオロアルキル基を有するアルコール、パーフルオロアルキル基を有するアミン、パーフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤が挙げられる。
また、前記側鎖に長鎖アルキル基を有する化合物としては、長鎖アルキル基を有するポリオール、長鎖アルキル基を有するアルコール、長鎖アルキル基を有するアミンなどが挙げられる。
また、前記側鎖に長鎖アルキル基を有する化合物としては、長鎖アルキル基を有するポリオール、長鎖アルキル基を有するアルコール、長鎖アルキル基を有するアミンなどが挙げられる。
上記効果を生じるメカニズムについて、図１〜図４を用いて説明する。
図１に本発明の現像ローラの一例の断面図及びトナー担持層の拡大イメージ図を示す。導電性軸体の上に導電性弾性層を設け、その上にトナー担持層を設けた構成である。
図１は、ポリウレタン樹脂の材料としてフッ素系やシリコーン系ポリオールを用いた場合であるが、表面エネルギーの低いフッ素系やシリコーン系ポリオールがトナー担持層の表面近傍に偏析することにより、トナーに対する付着力を低減することができ、経時でトナーのフィルミングを抑制できる。更に、それらの偏析によりトナー担持層の表面の滑り性が上がるため、各部材と摺擦を繰り返しても磨耗や削れを抑制できる。
図１に本発明の現像ローラの一例の断面図及びトナー担持層の拡大イメージ図を示す。導電性軸体の上に導電性弾性層を設け、その上にトナー担持層を設けた構成である。
図１は、ポリウレタン樹脂の材料としてフッ素系やシリコーン系ポリオールを用いた場合であるが、表面エネルギーの低いフッ素系やシリコーン系ポリオールがトナー担持層の表面近傍に偏析することにより、トナーに対する付着力を低減することができ、経時でトナーのフィルミングを抑制できる。更に、それらの偏析によりトナー担持層の表面の滑り性が上がるため、各部材と摺擦を繰り返しても磨耗や削れを抑制できる。
前記導電性軸体の形状、構造、大きさ、材料等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。形状は、例えば円柱状の中実体、内部が中空の円筒状などが挙げられ、構造は単層構造でも積層構造でもよく、大きさは、現像ローラの大きさ等に応じて適宜選択できる。導電性軸体の体積抵抗は１０１０Ω・ｃｍ以下が好ましい。
導電性軸体の材料としては、例えば、（１）鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で形成された金属製の基体、（２）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の芯体表面に金属皮膜をメッキ処理した基体、（３）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の芯体表面に金属皮膜を蒸着処理した基体、（４）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂に導電性付与剤としてカーボンブラックや金属粉末等を配合した樹脂組成物により一体に形成した基体などを使用することができる。
導電性軸体の材料としては、例えば、（１）鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等で形成された金属製の基体、（２）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の芯体表面に金属皮膜をメッキ処理した基体、（３）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の芯体表面に金属皮膜を蒸着処理した基体、（４）熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂に導電性付与剤としてカーボンブラックや金属粉末等を配合した樹脂組成物により一体に形成した基体などを使用することができる。
導電性弾性層は、弾性材料を含有し、導電剤、更に必要に応じてその他の成分を含有する。導電性弾性層の体積抵抗は１０１０Ω・ｃｍ以下が好ましい。
前記弾性材料としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ブタジエンゴム、ポリウレタンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、又はこれらの混合物等のゴム或いはエラストマーなどが挙げられる。これらは、１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、適度な硬さを有することから、エピクロロヒドリンゴムが特に好ましい。
前記弾性材料としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ブタジエンゴム、ポリウレタンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、又はこれらの混合物等のゴム或いはエラストマーなどが挙げられる。これらは、１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、適度な硬さを有することから、エピクロロヒドリンゴムが特に好ましい。
前記導電剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン導電剤、又は電子導電剤が用いられる。
前記イオン導電剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ラウリ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、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ステアリルトリメチルアンモニウム）、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド等の過塩素酸塩、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、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属や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。
前記イオン導電剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ラウリ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、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えば、ステアリルトリメチルアンモニウム）、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド等の過塩素酸塩、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、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属や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。
前記電子導電剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、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；ＳＡＦ、IＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン；酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト；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、銀、ゲルマニウム等の金属などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。
前記導電剤の添加量には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記イオン導電剤の場合には、前記弾性材料１００質量部に対して、０．０１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。前記電子導電剤の場合には、前記弾性材料１００質量部に対して、１〜５０質量部が好ましく、５〜４０質量部がより好ましい。
前記導電剤の添加量には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記イオン導電剤の場合には、前記弾性材料１００質量部に対して、０．０１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。前記電子導電剤の場合には、前記弾性材料１００質量部に対して、１〜５０質量部が好ましく、５〜４０質量部がより好ましい。
前記その他の成分としては、例えば、軟化剤、加硫剤、加工助剤、老化防止剤、充填剤、補強剤などが挙げられる。
前記弾性層の平均厚みは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１〜１０ｍｍが好ましい。
前記弾性層の平均厚みは特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１〜１０ｍｍが好ましい。
図２に、現像ローラのトナー担持層とトナーの間の付着力（以下、付着力ということもある）、及びフィルミング量を示す。「●」が付着力を示し、棒グラフがフィルミング量を示す。
サンプルＡ〜Ｄは全てＰＥＴフィルムにトナー担持層塗工液をコーティングしたものであり、サンプルＡは比較例１で用いたトナー担持層塗工液、サンプルＢは実施例１及び２で用いたトナー担持層塗工液（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）、サンプルＣは比較例３で用いたトナー担持層塗工液、サンプルＤは比較例２で用いたトナー担持層塗工液である。
図２から、付着力とフィルミング量には相関があり、付着力が小さいほどフィルミングが抑えられることが分かる。そして本発明者らは、この付着力と水の接触角の間にも相関があることを見出したので、本発明では付着力を水の接触角で規定することにした。要するに、接触角が大きい場合、つまりトナー担持層の表面エネルギーが高い場合には付着力が下がり、接触角が小さい場合、つまりトナー担持層の表面エネルギーが低い場合には付着力が上がることになる。
サンプルＡ〜Ｄは全てＰＥＴフィルムにトナー担持層塗工液をコーティングしたものであり、サンプルＡは比較例１で用いたトナー担持層塗工液、サンプルＢは実施例１及び２で用いたトナー担持層塗工液（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）、サンプルＣは比較例３で用いたトナー担持層塗工液、サンプルＤは比較例２で用いたトナー担持層塗工液である。
図２から、付着力とフィルミング量には相関があり、付着力が小さいほどフィルミングが抑えられることが分かる。そして本発明者らは、この付着力と水の接触角の間にも相関があることを見出したので、本発明では付着力を水の接触角で規定することにした。要するに、接触角が大きい場合、つまりトナー担持層の表面エネルギーが高い場合には付着力が下がり、接触角が小さい場合、つまりトナー担持層の表面エネルギーが低い場合には付着力が上がることになる。
図３に、サンプルＡを用いて作製した現像ローラＡ（後述する比較例１に相当）と、サンプルＢを用いて作製した現像ローラＢ（後述する実施例１に相当）のフィルミング量と荷電低下及びベタ追従性の関係を示す。
フィルミング量の多い現像ローラＡは、フィルミング量の少ない現像ローラＢよりも長期使用に伴う帯電量の減少幅が大きい。また、現像ローラＢは、トナー担持層中で荷電性に寄与するＮＣＯ基がＯＨ基よりも遥かに多い（９０〜１１０倍）ため帯電性能も高い。
フィルミング量の多い現像ローラＡは、フィルミング量の少ない現像ローラＢよりも長期使用に伴う帯電量の減少幅が大きい。また、現像ローラＢは、トナー担持層中で荷電性に寄与するＮＣＯ基がＯＨ基よりも遥かに多い（９０〜１１０倍）ため帯電性能も高い。
表１に、現像ローラＡと現像ローラＢの長期使用前後の中心線平均表面粗さ（Ｒａ）と十点平均表面粗さ（Ｒｚ）を示す。
現像ローラＡはフィルミングが著しいため、長期使用後は表面粗さが小さくなっているのに対し、現像ローラＢは、長期使用してもフィルミングが少ないため、初期と比べて表面粗さの変化が小さい。即ち、トナーの掻き取り・搬送性が低下しないことになる。
現像ローラＡはフィルミングが著しいため、長期使用後は表面粗さが小さくなっているのに対し、現像ローラＢは、長期使用してもフィルミングが少ないため、初期と比べて表面粗さの変化が小さい。即ち、トナーの掻き取り・搬送性が低下しないことになる。
図４は前記現像ローラＡ、Ｂにおけるベタ追従性能の違いを示す図であり、図の上から下に向かって印字した場合を示している。
図から分かるように、左側の現像ローラＢの画像は、画像の先端から後端まで濃度が薄くなることもなく一定の濃度で印字されているが、右側の現像ローラＡの画像は、後端になると白くかすれた領域が現れている。これは、現像ローラＡは、現像ローラ上のトナー成分のフィルミングが著しく、その影響により、ベタ画像のように現像ローラ上のトナーを一気に現像する場合、現像直後の現像ローラが供給ローラからトナーを掻き取る能力が低下し、それによって画像が白くかすれるようになる。これがベタ追従性の低下である。一方、現像ローラＢはトナーフィルミングが抑制されているのでトナーの掻き取り能力が低下せず、画像の先端から後端まで安定した濃度を出すことができる。一般に現像ローラはトナーの掻き取り性や搬送性を考え、表面は鏡面化ではなく研磨や粗さ粒子で荒らすことが多いが、現像ローラＡのように表面をトナー成分が覆ってしまうと、表面粗さの低下の影響で、掻き取り性や搬送性は低下してしまう。
図から分かるように、左側の現像ローラＢの画像は、画像の先端から後端まで濃度が薄くなることもなく一定の濃度で印字されているが、右側の現像ローラＡの画像は、後端になると白くかすれた領域が現れている。これは、現像ローラＡは、現像ローラ上のトナー成分のフィルミングが著しく、その影響により、ベタ画像のように現像ローラ上のトナーを一気に現像する場合、現像直後の現像ローラが供給ローラからトナーを掻き取る能力が低下し、それによって画像が白くかすれるようになる。これがベタ追従性の低下である。一方、現像ローラＢはトナーフィルミングが抑制されているのでトナーの掻き取り能力が低下せず、画像の先端から後端まで安定した濃度を出すことができる。一般に現像ローラはトナーの掻き取り性や搬送性を考え、表面は鏡面化ではなく研磨や粗さ粒子で荒らすことが多いが、現像ローラＡのように表面をトナー成分が覆ってしまうと、表面粗さの低下の影響で、掻き取り性や搬送性は低下してしまう。
本発明の現像ローラは、種々の方式の現像装置の現像ローラとして好適に使用することができる。また、該現像装置を組み込んでプロセスカートリッジや画像形成装置を作製することもできる。
また、帯電工程、露光工程、現像ローラを利用した現像工程、転写工程、定着工程等を有する公知の画像形成方法において、現像工程における現像ローラとしても好適に使用することができる。
また、帯電工程、露光工程、現像ローラを利用した現像工程、転写工程、定着工程等を有する公知の画像形成方法において、現像工程における現像ローラとしても好適に使用することができる。
以下、実施例及び比較例を示して、本発明についてより具体的に説明する。なお、実施例における「部」は「重量部」を示す。
実施例１
＜導電性弾性層の形成＞
６φの金属シャフト表面に、エピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製Ｈｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６）を塗工し、膜厚が３ｍｍの導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の表面をゴムローラ用研磨機（水口製作所製ＬＥＯ−６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥ）で粗研磨、仕上げ研磨し、更に研磨機（水口製作所製ＳＺＣ）で研磨して、表面に導電性弾性層を形成したローラ基材１を得た。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例１の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・フッ素系ポリオール：ルミフロン（旭硝子社製、ＬＦ２００ＭＥＫ）…０．０９９部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２２重量部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
＜導電性弾性層の形成＞
６φの金属シャフト表面に、エピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製Ｈｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６）を塗工し、膜厚が３ｍｍの導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の表面をゴムローラ用研磨機（水口製作所製ＬＥＯ−６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥ）で粗研磨、仕上げ研磨し、更に研磨機（水口製作所製ＳＺＣ）で研磨して、表面に導電性弾性層を形成したローラ基材１を得た。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例１の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・フッ素系ポリオール：ルミフロン（旭硝子社製、ＬＦ２００ＭＥＫ）…０．０９９部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２２重量部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
実施例２
＜導電性弾性層の形成＞
６φの金属シャフト表面に、エピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製Ｈｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６）を塗工し、膜厚が３ｍｍの導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の表面をゴムローラ用研磨機（水口製作所製ＬＥＯ−６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥ）で粗研磨、仕上げ研磨して、表面に導電性弾性層を形成したローラ基材２を得た。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）
実施例１と同じトナー担持層塗工液及び加工条件により、ローラ基材２の上にトナー担持層を形成して、実施例２の現像ローラを得た。
＜導電性弾性層の形成＞
６φの金属シャフト表面に、エピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製Ｈｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６）を塗工し、膜厚が３ｍｍの導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の表面をゴムローラ用研磨機（水口製作所製ＬＥＯ−６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥ）で粗研磨、仕上げ研磨して、表面に導電性弾性層を形成したローラ基材２を得た。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）
実施例１と同じトナー担持層塗工液及び加工条件により、ローラ基材２の上にトナー担持層を形成して、実施例２の現像ローラを得た。
実施例３
＜導電性弾性層の形成＞
６φの金属シャフト表面に、エピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製Ｈｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６）を塗工し、膜厚が３ｍｍの導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の表面をゴムローラ用研磨機（水口製作所製ＬＥＯ−６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥ）で粗研磨、仕上げ研磨し、更に研磨粉を予め付着させたテープを用いて研磨して、表面に導電性弾性層を形成したローラ基材３を得た。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）
実施例１と同じトナー担持層塗工液及び加工条件により、ローラ基材３の上にトナー担持層を形成して、実施例３の現像ローラを得た。
＜導電性弾性層の形成＞
６φの金属シャフト表面に、エピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製Ｈｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６）を塗工し、膜厚が３ｍｍの導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の表面をゴムローラ用研磨機（水口製作所製ＬＥＯ−６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥ）で粗研磨、仕上げ研磨し、更に研磨粉を予め付着させたテープを用いて研磨して、表面に導電性弾性層を形成したローラ基材３を得た。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）
実施例１と同じトナー担持層塗工液及び加工条件により、ローラ基材３の上にトナー担持層を形成して、実施例３の現像ローラを得た。
実施例４
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝９０）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例４の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・フッ素系ポリオール：ルミフロン（旭硝子社製ＬＦ２００ＭＥＫ）…０．１０９７部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２２部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝９０）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例４の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・フッ素系ポリオール：ルミフロン（旭硝子社製ＬＦ２００ＭＥＫ）…０．１０９７部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２２部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
実施例５
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１１０）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例５の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・フッ素系ポリオール：ルミフロン（旭硝子社製ＬＦ２００ＭＥＫ）…０．０８９７部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２２部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１１０）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例５の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・フッ素系ポリオール：ルミフロン（旭硝子社製ＬＦ２００ＭＥＫ）…０．０８９７部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２２部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
実施例６
＜導電性弾性層の形成＞
６φの金属シャフト表面に、エピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製Ｈｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６）を６０重量％、アクリロニトリルブタジエンゴム（同社製ＤＮ４０１Ｌ）を４０重量％混ぜて膜厚が３ｍｍの導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の表面をゴムローラ用研磨機（水口製作所製ＬＥＯ−６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥ）で粗研磨、仕上げ研磨して、表面に導電性弾性層を形成したローラ基材６を得た。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝９５）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材６の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例６の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製、Ｄ２６２）…１部
・ポリウレタンポリオール（三井化学社製、Ａ２７８９）…０．２９１部
・シリコーングラフトアクリル樹脂（日本油脂社製モディパーＦＳ７２０）…０．１部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２５部
・メチルエチルケトン…０．２９１部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
＜導電性弾性層の形成＞
６φの金属シャフト表面に、エピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製Ｈｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６）を６０重量％、アクリロニトリルブタジエンゴム（同社製ＤＮ４０１Ｌ）を４０重量％混ぜて膜厚が３ｍｍの導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の表面をゴムローラ用研磨機（水口製作所製ＬＥＯ−６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥ）で粗研磨、仕上げ研磨して、表面に導電性弾性層を形成したローラ基材６を得た。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝９５）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材６の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例６の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製、Ｄ２６２）…１部
・ポリウレタンポリオール（三井化学社製、Ａ２７８９）…０．２９１部
・シリコーングラフトアクリル樹脂（日本油脂社製モディパーＦＳ７２０）…０．１部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２５部
・メチルエチルケトン…０．２９１部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
実施例７
＜導電性弾性層の形成＞
６φの金属シャフト表面に、エピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製Ｈｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６）を６０質量％、アクリロニトリルブタジエンゴム（同社製ＤＮ４０１Ｌ）を４０質量％混ぜて、膜厚が３ｍｍの導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の表面をゴムローラ用研磨機（水口製作所製ＬＥＯ−６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥ）で粗研磨、仕上げ研磨し、更に研磨機（水口製作所製ＳＺＣ）で研磨して、表面に導電性弾性層を形成したローラ基材７を得た。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１０５）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材７の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例７の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製、Ｄ２６２）…１部
・シリコーングラフト系ポリオール（東亜合成社製、ＧＳ１０１５）…０．０１７部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２５部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
＜導電性弾性層の形成＞
６φの金属シャフト表面に、エピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製Ｈｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６）を６０質量％、アクリロニトリルブタジエンゴム（同社製ＤＮ４０１Ｌ）を４０質量％混ぜて、膜厚が３ｍｍの導電性弾性層を形成し、該導電性弾性層の表面をゴムローラ用研磨機（水口製作所製ＬＥＯ−６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥ）で粗研磨、仕上げ研磨し、更に研磨機（水口製作所製ＳＺＣ）で研磨して、表面に導電性弾性層を形成したローラ基材７を得た。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１０５）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材７の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例７の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製、Ｄ２６２）…１部
・シリコーングラフト系ポリオール（東亜合成社製、ＧＳ１０１５）…０．０１７部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２５部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
実施例８
＜導電性弾性層の形成＞
実施例６で得たローラ基材６を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材６の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例８の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製、Ｄ２６２）…１部
・ポリウレタンポリオール（三井化学社製、Ａ２７８９）…０．２７６部
・ポリグリセリン脂肪酸エステル（坂本薬品工業社製、ＩＳ−２０２Ｐ）…０．０５部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２４部
・メチルエチルケトン…０．２７６部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
＜導電性弾性層の形成＞
実施例６で得たローラ基材６を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材６の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例８の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・トリレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製、Ｄ２６２）…１部
・ポリウレタンポリオール（三井化学社製、Ａ２７８９）…０．２７６部
・ポリグリセリン脂肪酸エステル（坂本薬品工業社製、ＩＳ−２０２Ｐ）…０．０５部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２４部
・メチルエチルケトン…０．２７６部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
実施例９
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例９の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・パーフルオロアルキル基含有オリゴマー：メガファック（ＤＩＣ製Ｆ４７７）
…０．０２部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２４部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、実施例９の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・パーフルオロアルキル基含有オリゴマー：メガファック（ＤＩＣ製Ｆ４７７）
…０．０２部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２４部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
比較例１
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、比較例１の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・ポリウレタンポリオール（三井化学社製、Ａ２７８９）…０．２７６部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２３部
・メチルエチルケトン…０．２７６部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１００）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、比較例１の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・ポリウレタンポリオール（三井化学社製、Ａ２７８９）…０．２７６部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２３部
・メチルエチルケトン…０．２７６部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
比較例２
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝８５）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、比較例２の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・フッ素系ポリオール：ルミフロン（旭硝子社製ＬＦ２００ＭＥＫ）…０．１１６２部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２３部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝８５）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、比較例２の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・フッ素系ポリオール：ルミフロン（旭硝子社製ＬＦ２００ＭＥＫ）…０．１１６２部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２３部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
比較例３
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１１５）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、比較例３の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・フッ素系ポリオール：ルミフロン（旭硝子社製ＬＦ２００ＭＥＫ）…０．０８５８部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２２部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
＜導電性弾性層の形成＞
実施例１で得たローラ基材１を用いた。
＜トナー担持層の形成＞（ＮＣＯ／ＯＨ＝１１５）
下記処方の塗工液材料を混合し、触媒（日東化成社製ネオスタンＵ−８２０）を０．１部添加して、トナー担持層塗工液を調製した。
次いで、前記ローラ基材１の導電性弾性層の上に、トナー担持層塗工液をスプレーコートし、１３０℃で０．５時間、１４５℃で１時間アニール処理して熱硬化させ、比較例３の現像ローラを得た。
（トナー担持層塗工液材料）
・ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（三井化学社製Ｄ１７０Ｎ）
…１部
・フッ素系ポリオール：ルミフロン（旭硝子社製ＬＦ２００ＭＥＫ）…０．０８５８部
・カーボンブラック（冨士色素社製）…０．２２部
・酢酸ブチル…１部
・酢酸エチル…９部
比較例４
特許文献１の実施例３を参考にして現像ローラを試作し、比較例４とした。
特許文献１の実施例３を参考にして現像ローラを試作し、比較例４とした。
上記実施例及び比較例で得た各現像ローラについて、下記のようにして各種特性を測定し、評価した。
＜水の接触角＞
ＮＮ（Ｎａｔｕｅｒ Ｎｅｔ）環境下（２３℃、相対湿度４５％）で、協和界面科学社製の自動接触角計ＤＭ−５０１を用いて、現像ローラ上に水滴を落とし、滴下後６０秒に達するまで１０秒間隔で接触角を計測し、その平均値を算出した。値が高いほど表面エネルギーが低く、離型性は高くなる。
＜水の接触角＞
ＮＮ（Ｎａｔｕｅｒ Ｎｅｔ）環境下（２３℃、相対湿度４５％）で、協和界面科学社製の自動接触角計ＤＭ−５０１を用いて、現像ローラ上に水滴を落とし、滴下後６０秒に達するまで１０秒間隔で接触角を計測し、その平均値を算出した。値が高いほど表面エネルギーが低く、離型性は高くなる。
＜Ｓｉピーク強度＞
トナーの外添剤に含まれるＳｉが現像ローラ上に付着しやすく、経時で増えていく点に着目し、長期使用中の現像ローラをＡＴＲ法で計測することによって、そのピーク強度をフィルミングの程度を表す指標として採用した。
リコー社製ＩＰＳＩＯ ＳＰ Ｃ３１０を用いて、ＮＮ環境下（２３℃、相対湿度４５％）で、１％チャートの所定の画像パターンを５０００枚印字した後、現像ローラを取り外して表面のトナーをエアブローで除去し、そのローラ表面をＦＴ−ＩＲ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｎｉｃｏｌｅｔ社製 ＮＥＸＵＳ４７０）、ＡＴＲ法を用いて分析した。得られた吸収スペクトルから外添剤Ｓｉ（４７０ｃｍ−１近傍）のピーク強度を算出し下記の基準で評価した。このピーク強度が高いほど、現像ローラ上にトナーのフィルミング量が多いことになる。
なお、トナーはＩＰＳＩＯ ＳＰ Ｃ３１０の純正品ではなく、それを全て取り除き、特開２０１１−１２３４８３号公報の実施例２の現像剤２を参考にして試作したものを採用した。
〔評価基準〕
・５０００枚印字後のＳｉピーク強度が
◎：０．０５未満
○：０．０５以上、０．１未満
△：０．１以上、 ０．３未満
×：０．３以上
トナーの外添剤に含まれるＳｉが現像ローラ上に付着しやすく、経時で増えていく点に着目し、長期使用中の現像ローラをＡＴＲ法で計測することによって、そのピーク強度をフィルミングの程度を表す指標として採用した。
リコー社製ＩＰＳＩＯ ＳＰ Ｃ３１０を用いて、ＮＮ環境下（２３℃、相対湿度４５％）で、１％チャートの所定の画像パターンを５０００枚印字した後、現像ローラを取り外して表面のトナーをエアブローで除去し、そのローラ表面をＦＴ−ＩＲ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｎｉｃｏｌｅｔ社製 ＮＥＸＵＳ４７０）、ＡＴＲ法を用いて分析した。得られた吸収スペクトルから外添剤Ｓｉ（４７０ｃｍ−１近傍）のピーク強度を算出し下記の基準で評価した。このピーク強度が高いほど、現像ローラ上にトナーのフィルミング量が多いことになる。
なお、トナーはＩＰＳＩＯ ＳＰ Ｃ３１０の純正品ではなく、それを全て取り除き、特開２０１１−１２３４８３号公報の実施例２の現像剤２を参考にして試作したものを採用した。
〔評価基準〕
・５０００枚印字後のＳｉピーク強度が
◎：０．０５未満
○：０．０５以上、０．１未満
△：０．１以上、 ０．３未満
×：０．３以上
＜ベタ追従性＞
リコー社製ＩＰＳＩＯ ＳＰ Ｃ３１０を用いて、ＮＮ環境下（２３℃、相対湿度４５％）で１％チャートの所定の画像パターンを５０００枚印字した後、ベタ画像を２枚連続して印字し、２枚目の画像について、ベタ追従性による画像カスレを目視で観察し、下記の基準でランク評価を行った。
なお、トナーはＩＰＳＩＯ ＳＰ Ｃ３１０の純正品ではなく、それを全て取り除き、特開２００７−２７９６８９の公報の記載を参考にして試作したものを採用した。
〔評価基準〕
◎：後端までカスレがなく、画像品質上全く問題のないレベル
○：後端に若干のカスレがあるが、画像品質上問題のないレベル
×：カスレがひどく、画像品質上問題のあるレベル
リコー社製ＩＰＳＩＯ ＳＰ Ｃ３１０を用いて、ＮＮ環境下（２３℃、相対湿度４５％）で１％チャートの所定の画像パターンを５０００枚印字した後、ベタ画像を２枚連続して印字し、２枚目の画像について、ベタ追従性による画像カスレを目視で観察し、下記の基準でランク評価を行った。
なお、トナーはＩＰＳＩＯ ＳＰ Ｃ３１０の純正品ではなく、それを全て取り除き、特開２００７−２７９６８９の公報の記載を参考にして試作したものを採用した。
〔評価基準〕
◎：後端までカスレがなく、画像品質上全く問題のないレベル
○：後端に若干のカスレがあるが、画像品質上問題のないレベル
×：カスレがひどく、画像品質上問題のあるレベル
＜静摩擦係数＞
ＮＮ環境下（２３℃、相対湿度４５％）で、特開２００３−０２９５２７号公報の段落００８２に記載されている方法を参考にして計測を行った。ＯＨＰシートに代えてリコー製コピー用紙タイプ６２００を用いた点以外は、該公報記載の方法と同じである。
ＮＮ環境下（２３℃、相対湿度４５％）で、特開２００３−０２９５２７号公報の段落００８２に記載されている方法を参考にして計測を行った。ＯＨＰシートに代えてリコー製コピー用紙タイプ６２００を用いた点以外は、該公報記載の方法と同じである。
＜端部削れ量＞
リコー社製ＩＰＳＩＯ ＳＰ Ｃ３１０を用いて、ＨＨ（高温高湿）環境下（２７℃、相対湿度８０％）で１％チャートの所定の画像パターンを２０００枚印字した後、現像ローラにおける駆動側端部の削れ量を、ミツトヨ社製の測定投影機ＰＪ−Ｈ３０を用いて計測し、下記の基準で評価した。
〔評価基準〕
◎：削れ量が１００μｍ未満
○：削れ量が１００μｍ以上、２５０μｍ未満
×：削れ量が２５０μｍ以上
リコー社製ＩＰＳＩＯ ＳＰ Ｃ３１０を用いて、ＨＨ（高温高湿）環境下（２７℃、相対湿度８０％）で１％チャートの所定の画像パターンを２０００枚印字した後、現像ローラにおける駆動側端部の削れ量を、ミツトヨ社製の測定投影機ＰＪ−Ｈ３０を用いて計測し、下記の基準で評価した。
〔評価基準〕
◎：削れ量が１００μｍ未満
○：削れ量が１００μｍ以上、２５０μｍ未満
×：削れ量が２５０μｍ以上
Claims (9)
- 導電性軸体と、該導電性軸体の外周に形成された導電性弾性層と、該導電性弾性層の外側に設けたトナー担持層とを備えた現像ローラであって、前記トナー担持層の樹脂成分として、イソシアヌレート構造を有しイソシアネート基と水酸基のモル比（ＮＣＯ／ＯＨ）が９０〜１１０であるポリウレタン樹脂を使用し、かつ前記トナー担持層の、水の接触角が１３５°〜１５５°で静摩擦係数が０．１０〜０．１５であることを特徴とする現像ローラ。
- 前記イソシアヌレート構造を有するポリウレタン樹脂が、イソシアヌレート体を形成するポリイソシアネートプレポリマーと、フッ素基若しくはシリコーン系の官能基を有する化合物、又は側鎖に長鎖アルキル基を有する化合物との反応物であることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
- 前記フッ素基若しくはシリコーン系の官能基を有する化合物が、フルオロエチレンビニルエーテルの共重合体、パーフルオロアルキル基を有するカルボン酸、パーフルオロアルキル基を有するアルコール、パーフルオロアルキル基を有するアミン、パーフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤のいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の現像ローラ。
- 前記側鎖に長鎖アルキル基を有する化合物が、長鎖アルキル基を有するポリオール、長鎖アルキル基を有するアルコール、長鎖アルキル基を有するアミンのいずれかであることを特徴とする請求項２に記載の現像ローラ。
- 前記ポリイソシアネートプレポリマーが、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）及び／又はトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）から成ることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の現像ローラ。
- 潜像担持体に供給する現像剤を表面に担持して表面移動する現像ローラと、該現像剤を前記現像ローラ表面に供給する現像剤供給部材と、前記現像ローラの表面に担持された現像剤を薄層化する現像剤層規制部材と、現像剤を収納する現像剤収納器とを備える現像装置において、前記現像ローラが請求項１〜５のいずれかに記載の現像ローラであることを特徴とする現像装置。
- 潜像担持体と、少なくとも潜像担持体上の潜像を現像剤で現像する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、現像装置として、請求項６に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段と、潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し可視像化する現像手段と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体上の可視像を定着させる定着手段と、を備える画像形成装置であって、前記現像手段が、請求項６に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
- 潜像担持体表面に均一に帯電を施す帯電工程と、帯電した潜像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光工程と、現像ローラ上に現像剤層規制部材により所定層厚の現像剤層を形成し、現像剤層を介して潜像担持体表面に形成された静電潜像を現像し、可視像化する現像工程と、潜像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、被転写体上の可視像を定着させる定着工程とを有し、前記現像ローラとして、請求項１〜５のいずれかに記載の現像ローラを用いることを特徴とする画像形成方法。
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