JPH1069165A

JPH1069165A - 現像ローラ及び現像装置

Info

Publication number: JPH1069165A
Application number: JP14102697A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Takizawa; 喜夫滝沢; Mitsuharu Takagi; 光治高木; Hiroshi Kaneda; 博金田; Hideyuki Niwa; 英之丹羽; Taro Miyamoto; 太郎宮本; Manabu Yakushiji; 薬師寺　　学; Takahiro Kawagoe; 隆博川越
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1994-02-09
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【構成】良導電性シャフトの外周に導電性を有する弾
性層を形成してなり、前記弾性層表面に一成分現像剤を
担持して該現像剤の薄層を形成して、上記現像剤を供給
する現像ローラにおいて、前記弾性層が、その表面に樹
脂成分を有し、かつこの樹脂成分を有さない場合のロー
ラ抵抗をＲ₁、この樹脂成分を有する場合のローラ抵抗
をＲ₂としたとき、ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３なる関係を満たすことを特徴とする現像ローラ。【効果】本発明の現像ローラによれば、濃度むらや地
かぶり等のない高品位の画像が得られ、しかも長期の使
用においても画質の劣化を生じることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンタ等の
電子写真装置や静電記録装置などにおいて、感光ドラム
等の画像形成体に現像剤を供給して、該画像形成体表面
に可視画像を形成する現像ローラ、及び該現像ローラを
用いた現像装置に関し、更に詳述すると、耐汚染性に優
れ、長期使用においても良好な画像を確実に得ることが
できる現像ローラ及び該ローラを用いた現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ等の電子写真装
置や静電記録装置などにおいて、潜像を保持した感光ド
ラム等に非磁性一成分現像剤を供給し、感光ドラムの潜
像に該現像剤を付着させて潜像を可視化する現像方法と
して、加圧現像法が知られており（米国特許第３１５２
０１２号、同第３７３１１４６号等）、この方法によれ
ば、磁性材料が不要であるため装置の簡素化、小型化が
容易であると共に、トナーのカラー化が容易である。

【０００３】この加圧現像法は、表面にトナー（非磁性
一成分現像剤）を担持した現像ローラから感光ドラム等
の潜像保持体表面にトナーを供給して該潜像保持体表面
の潜像に付着させることにより、潜像保持体表面にトナ
ー像を行うものである。

【０００４】即ち、この加圧現像法では、例えば図２に
示されているように、トナーを供給するためのトナー塗
布用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間
に、上記現像ローラ１が感光ドラム５と接触又は近接し
た状態で配設され（図では、離間した状態を示した）、
これら現像ローラ１、感光ドラム５及びトナー塗布用ロ
ーラ４がそれぞれ図中矢印方向に回転することにより、
トナー６がトナー塗布用ローラ４により現像ローラ１の
表面に供給され、このトナーが成層ブレード７により均
一な薄層に整えられ、この状態で現像ローラ１が感光ド
ラム５と接触又は近接して回転することにより、薄層に
形成されたトナーが現像ローラ１から感光ドラム５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。
なお、図中８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おり、また９はクリ
ーニング部であり、そのクリーニングブレード１０によ
り転写後に感光ドラム５表面に残留するトナーを除去す
るようになっている。

【０００５】この場合、現像ローラ１は、通常図１に示
されているように、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、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の
弾性ゴムやウレタンフォームなどに導電剤を配合して導
電性を付与した弾性体からなる弾性層３を形成した構造
となっている。

【０００６】また、特開昭５８−１１６５５９号公報に
開示されているように、潜像保持体に近接した非接触状
態に配設された現像スリーブの表面に、薄層に成層した
非磁性トナーを担持し、これを潜像保持体上に飛翔させ
てトナーを潜像保持体に供給し、現像を行う方法も提案
されている。更に、上記潜像保持体がドラム状ではな
く、ベルト状である場合や、紙，ＯＨＰ，印画紙等の紙
葉類などの記録媒体に現像ローラから直接トナーを供給
して画像を形成する方式もあり、このような方式におい
ても同様の現像ローラを用いることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の現像ローラには、その弾性層の特性から以下の欠点
がある。１．シリコーンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の弾性ゴムで
弾性層を形成した場合、良好な密着性を得るために低硬
度化すると、前記加圧現像法の場合感光ドラムの汚染が
発生する場合がある。２．ウレタンフォーム等のスポンジ体で弾性層を形成し
た場合、トナーが弾性層内部に侵入して、長期的に使用
するとトナーの目詰りによってローラが固くなってしま
ったり、トナーの帯電不良が生じて画質が低下する場合
がある。この傾向はスポンジ体だけでなく、トナーが付
着しやすい表面を有するローラの場合も同様である。３．一般に現像ローラを単層で構成する場合、表面摩擦
係数が非常に大きいため、現像ブレード、感光体及び電
極体等との間に大きな負荷を与え、トナーの搬送の不均
一化、あるいは駆動におけるジッタにより画像欠陥をも
たらしやすい。また、一般に単層の弾性層からなる現像
ローラは、ローラ上のトナーの帯電立上り特性が十分で
なく、また、ローラ表面がトナーによって汚染されやす
いため、トナーの帯電不良によるかぶり、印刷濃度低下
などの問題を生じやすく、特に、長期の連続印刷により
印刷品位が著しく低下してしまう。なお、このような現
像はトナー帯電量を比較的高く設定する必要がある非磁
性トナー現像において顕著となる。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、感光体等の画像形成体を汚染するような不都合を生
じることなく、かつ濃度むらや地かぶり等のない高品位
の画像が得られ、しかも長期の使用においても画質の劣
化を生じることのない現像ローラ及び該現像ローラを用
いた現像装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、前記弾性
層の表面に樹脂成分を付着させると共に、該樹脂成分を
表面に有しない場合のローラ抵抗をＲ₁、該樹脂成分を
表面に有する場合のローラ抵抗をＲ₂としたとき、ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３の関係を与えるように上記樹脂成分を付着させることに
より、潜像保持体（感光体）の汚染を有効に防止し得、
低摩擦である現像ローラが得られることを知見した。

【００１０】またこの場合、上記樹脂成分を表面に与え
る手段として、弾性層の表面を可溶性ナイロン、アクリ
ル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、ポリカーボネー
ト、フッ素樹脂等の樹脂成分の濃度９重量％以下の樹脂
溶液で表面処理することが有効であることを知見した。
更に、上記樹脂成分１００重量部に対してシリコーン樹
脂、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、シ
リコン系カップリング剤及びシリカ粉体から選ばれる１
種又は２種以上を１〜１００重量部配合することがより
有効であることを知見した。

【００１１】即ち、感光体への汚染は、現像ローラ表面
と感光体表面との間に現像剤がない状態、つまり使用前
の初期状態で発生し易いが、上記樹脂成分の付与がかか
る汚染防止に効果的であること、また特に、可溶性ナイ
ロン、ウレタン変性アクリル樹脂、ポリカーボネート、
フッ素樹脂溶液による表面処理は、弾性層からの汚染物
のブロッキングに有効であること、更にシリコーン樹
脂、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、シ
リコン系カップリング剤及びシリカ粉体から選ばれる１
種又は２種以上を含有させることにより、現像ローラを
潜像保持体などの画像形成体に接触させて画像の形成を
行う場合でも、ローラの駆動性、トナー搬送性を向上さ
せることができ、しかもローラ表面上の現像剤帯電量を
適正化して、濃度むらや地かぶり等のない高品位の画像
を得ることができると共に、長期の使用においても画質
の低下を生じることもないことを知見し、本発明をなす
に至ったものである。

【００１２】従って、本発明は、良導電性シャフトの外
周に導電性を有する弾性層を形成してなり、前記弾性層
表面に一成分現像剤を担持して該現像剤の薄層を形成し
て、上記現像剤を供給する現像ローラにおいて、前記弾
性層が、その表面に樹脂成分を有し、かつこの樹脂成分
を有さない場合のローラ抵抗をＲ₁、この樹脂成分を有
する場合のローラ抵抗をＲ₂としたとき、ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３なる関係を満たすことを特徴とする現像ローラを提供す
る。

【００１３】また、本発明は、外周面に一成分現像剤を
担持した状態で回転することにより、前記一成分現像剤
を供給する現像ローラを具備してなる現像装置におい
て、前記現像ローラとして上記本発明の現像ローラを用
いたことを特徴とする現像装置を提供する。

【００１４】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の現像ローラは、図１に示すように、良導電性シ
ャフト２の外周に導電性を有する弾性層３を形成したも
のであるが、本発明においては、この弾性層がその表面
に樹脂成分を有し、しかもこの樹脂成分を有さない場合
のローラ抵抗をＲ₁、この樹脂成分を有する場合のロー
ラ抵抗をＲ₂としたとき、ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３なる関係を満たすように構成したものである。

【００１５】ここで、上記シャフト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、通常は金属性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。

【００１６】次に、このシャフト２の外周に形成する弾
性層３は、ポリウレタン又はＥＰＤＭ等のエラストマー
やフォーム材料を基材として用い、それにカーボンブラ
ック、金属、金属酸化物粉などの導電性粉体や、過塩素
酸ナトリウムの如きイオン性導電物質を混入することに
より、導電性を用途に応じて最適な中抵抗領域１０³〜
１０¹⁰Ωｃｍ、特に１０⁴〜１０⁸Ωｃｍに調整されたも
のが好適である。

【００１７】この場合、基材はポリウレタン、天然ゴ
ム、ブチルゴム、ニトリルゴム、ポリイソプレンゴム、
ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタ
ジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレン
ゴム、アクリルゴム、及びこれらの混合物等が挙げられ
るが、特にポリウレタンとＥＰＤＭが好ましい。

【００１８】まずポリウレタンについて記述すると、ポ
リウレタンエラストマーやフォーム材は種々の方法で製
造されたいずれのものでもよく、例えばカーボンブラッ
クをポリウレタンプレポリマー中に配合し、プレポリマ
ーを架橋反応させる方法、ポリオールに導電性材料を配
合し、このポリオールをワン・ショット法にてポリイソ
シアネートと反応させる方法などの方法で得ることがで
きる。

【００１９】上記弾性層の基材として用いられるウレタ
ンとしては、ポリヒドロキシル化合物として、一般の軟
質ポリウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に
用いられるポリオール、例えば、末端にポリヒドロキシ
ル基を有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポ
リオール、及び両者の共重合物であるポリエーテルポリ
オールが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールや
ポリイソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオー
ル、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させ
て得られる所謂ポリマーポリオールなどの一般的なポリ
オールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物
としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームや
ウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネ
ート、即ち、トリジイソシアネート（ＴＤＩ）、粗製Ｔ
ＤＩ、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（Ｍ
ＤＩ）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の脂肪族ポリイソ
シアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポリイソシアネー
ト及びこれらポリイソシアネートの混合物や変性物、例
えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレポ
リマー等が用いられる。

【００２０】一方、ＥＰＤＭについては、この場合エチ
レンとプロピレンと第３成分とからなる三元重合体であ
り、上記第３成分としては、特に制限されるものではな
いが、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネ
ン、１，４−ヘキサジエン等が好適に用いられる。ま
た、上記エチレン、プロピレン及び第３成分の割合は、
特に制限されるものではないが、エチレンの含有量が５
〜９５重量％、プロピレンの含有量が５〜９５重量％、
第３成分の含有量がヨウ素価で０〜５０とすることが好
ましい。なお、ヨウ素価の異なる２種以上のＥＰＤＭを
混合して用いることもできる。上記ＥＰＤＭには、シリ
コーンゴム又はシリコーン変性ＥＰＤＭあるいはこれら
双方をブレンドして用いることもできる。この場合、シ
リコーンゴム、シリコーン変性ＥＰＤＭの混合量は、Ｅ
ＰＤＭ１００重量部に対して５〜８０重量部とすること
ができる。なお、上記シリコーン変性ＥＰＤＭとは、シ
ラノール化合物やシロキサンを介してＥＰＤＭ及びシリ
コーンの両ポリマー間の結合力を高めたハイブリッドゴ
ムをいう。

【００２１】更にまた、弾性層を架橋してゴム状物質と
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。

【００２２】このポリウレタン又はＥＰＤＭを主基材と
する弾性層には、例えば現像部材として使用する際の表
面上のトナー帯電量をコントロールする目的でニグロシ
ン、トリアミノフェニルメタン、カチオン染料などの各
種荷電制御剤、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ナイ
ロンなどの微粉体を添加することができる。この場合、
これら添加剤の添加量は、上記ポリウレタン又はＥＰＤ
Ｍ１００重量部に対して、上記荷電制御剤は１〜５重量
部、上記微粉体は１〜１０重量部とすることが好まし
い。

【００２３】導電性材料としては、まず粉体について例
示すればケッチェンブラックＥＣ，アセチレンブラック
等の導電性カーボン、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥ
Ｆ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボン、
酸化処理等を施したカラ−（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、ア
ンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッ
ケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、
ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電
性ポリマー等が挙げられる。この中で、価格が安く、少
量で導電性を制御し易いものは、カーボンブラックであ
る。通常は、ウレタン１００重量部に対して０．５〜５
０重量部、特に１〜３０重量部の範囲で好適に用いられ
る。

【００２４】イオン導電性物質を例示すれば、過塩素酸
ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、
塩化リチウム等の無機イオン性導電物質、更に変性脂肪
族ジメチルアンモニウムエトサルフェート、ステアリル
アンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテ
ート、オクタデシルトリメチルアンモニウム過塩素酸
塩、テトラブチルアンモニウムほうふっ酸塩等の有機イ
オン性導電物質が例示される。

【００２５】本発明において、弾性層３は、特に制限さ
れるものではないが、上記カーボンブラックの配合によ
り、その抵抗値を１０³〜１０¹⁰Ωｃｍ、特に１０⁴〜１
０⁸Ωｃｍとすることが好ましい。抵抗値が１０³Ωｃｍ
未満であると電荷が感光ドラム等の画像形成体にリーク
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１０¹⁰Ωｃｍを超えると、地かぶりが発
生しやすくなる。

【００２６】また、弾性層３の硬度は、特に制限される
ものではないが、本発明現像ローラを感光ドラム等の画
像形成体に接触させて使用する場合には、ＪＩＳ−Ａス
ケールで６０°以下、特に２５〜５５°とすることが好
ましい。この場合、硬度が６０°を超えると感光ドラム
等との接触面積が小さくなり、良好な現像が行えなくな
るおそれがあるが、逆にあまり低硬度にすると圧縮永久
歪が大きくなり、なんらかの理由で現像ローラに変形や
偏心が生じた場合、画像の濃度むらが発生することとな
る。このため、弾性層の硬度を低硬度に設定する場合で
も、圧縮永久歪をなるべく小さくすることが好ましく、
具体的には２０％以下とすることが好ましい。なお、本
発明現像ローラを画像形成体と非接触の近接状態で使用
する場合には、この弾性層３の硬度が得られる画像に影
響することはない。

【００２７】また、弾性層３の表面粗さ、即ち本発明現
像ローラの表面粗さは、特に制限されるものではない
が、ＪＩＳ１０点平均粗さで１５μｍＲｚ以下、特に１
〜１０μｍＲｚとすることが好ましい。表面粗さが１５
μｍＲｚ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が、１５
μｍＲｚ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。

【００２８】本発明の現像ローラは、上述したように前
記弾性層がその表面に樹脂成分を有し、かつこの樹脂成
分を有さない場合のローラ抵抗をＲ₁、この樹脂成分を
有する場合のローラ抵抗をＲ₂としたとき、ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３なる関係を満たすように構成するもので、ｌｏｇ（Ｒ₂
／Ｒ₁）≦３、より好ましくはｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦２
とすることにより本発明の目的を達成することができ
る。

【００２９】この場合、かかる樹脂成分を弾性層表面に
付与する手段としては、樹脂溶液で弾性層を表面処理す
る方法が有効に採用される。この樹脂溶液中の樹脂成分
濃度は、上記ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３の関係を満たす限
り特に制限されるものではないが、樹脂成分濃度が９重
量％以下、より好ましくは５重量％以下とすることが好
適である。また、樹脂の種類も種々選択されるが、特に
感光ドラム等の画像形成体に接触させた状態でトナーの
供給を行う場合には、この画像形成体に対して非汚染性
であるものが好ましく、具体的には可溶性ナイロン、ウ
レタン変性アクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ
ート、フッ素樹脂などが例示され、これらの１種を単独
で又は２種以上を組み合せて用いることができる。

【００３０】ここで、可溶性ナイロンとは、通常のナイ
ロン６、ナイロン６６等に対し異種のポリアミド単位を
共重合したり、アミド基を化学的に変性することによ
り、一般的な有機溶媒に可溶としたナイロンである。

【００３１】共重合ナイロンとしては、三元共重合でア
ルコール可溶性としたものが多く、例えば６／６６／１
２、６／６６／６１０／１２、６／６１０／１１／１２
ナイロン等が挙げられる。

【００３２】変性したナイロンとしては、アミド基の水
素原子をアルコキシル基で置換したＮ−メトキシメチル
化ナイロン、Ｎ−エトキシエチル化ナイロン等が用いら
れる。

【００３３】また、ウレタン変性アクリル樹脂とは、ア
クリル樹脂にウレタン成分を導入することにより柔軟
性、可撓性を付与したものである。

【００３４】アクリル樹脂をウレタン成分で変性する方
法としては、例えば、相溶性、液安定性、膜柔軟性等の
観点から、ウレタン樹脂とアクリル樹脂成分を化学的に
結合することが効果的である。具体的には、β−ヒドロ
キシエチルメタ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
をもつウレタンプレポリマーとの反応、又は、下記のよ
うな分子末端（片末端又は両末端）に水酸基をもつアク
リル成分とウレタンプレポリマーとの反応により合成さ
れる（Ａ：アクリル酸、アクリル酸エステルモノマーあ
るいはオリゴマー）。こうして得られる重合体におい
て、ウレタン鎖とアクリル鎖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。

【００３５】

【化１】

【００３６】本発明で用いるウレタン変性アクリル樹脂
は、上述の方法で得られたものに限定されるものではな
く、その他にも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、そのウ
レタンアクリレートを重合する方法等によっても得るこ
とができる。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Ｔ
ｇが室温から約１１０℃までのものが好ましく、上記β
−ヒドロキシエチルメタクリレートの他に、例えば、エ
チルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、グリ
シジルメタクリレート等を含むものが用いられる。この
際のウレタン変性アクリル樹脂中におけるアクリル成分
の組成としては５〜９０重量％、特に２０〜８０重量％
であることが好ましく、とりわけ５０〜７０重量％であ
ることが好ましい。

【００３７】なお、アクリル樹脂成分として、アクリル
モノマーのほかにスチレン等の他のモノマーを含んでい
てもよい。

【００３８】更に、感光ドラム等の画像形成体と接触し
た状態で用いる場合には、密着性改良の観点から、ウレ
タン変性アクリル樹脂中にシリコーン成分を含むことも
できる。具体的には、例えばシリコーン鎖を含むポリオ
ールを原料として用いたウレタンプレポリマーとアクリ
ル成分との反応により合成する等の方法が考えられる。
この場合、ウレタンプレポリマー中におけるシリコーン
成分の組成としては２〜８０重量％、特に５〜５０重量
％であることが好ましい。また、反応後のウレタン変性
アクリル樹脂中におけるシリコーン成分の組成としては
１〜５０重量％、特に３〜３０重量％であることが望ま
しい。

【００３９】本発明に用いられるポリカーボネートとし
ては、下記一般式（１）で示されるビスフェノールＡタ
イプのもの、及び下記一般式（２）、（３）で示される
構造を繰り返し単位として含む重合体が好適に使用され
る。なお、重合度は特に限定されるものではないが、通
常１０〜１０００、好ましくは５０〜２００程度とされ
る。

【００４０】

【化２】（但し、式（２）及び（３）中、Ｒ ₁、Ｒ₂、Ｒ₃、Ｒ ₄は
水素原子、又は、置換もしくは未置換の炭素数１〜１０
の一価炭化水素基（脂肪族基、炭素環基又は芳香族基）
を示し、Ｒ ₅、Ｒ₆、Ｒ₇、Ｒ ₈、Ｒ ₉、Ｒ₁₀、Ｒ ₁₁、Ｒ₁₂
は水素原子、ハロゲン原子、又は、置換もしくは未置換
の炭素数１〜１０の一価の脂肪族基又は炭素環基を示
し、Ｚは置換もしくは未置換の炭素数１〜１０の炭素環
又は複素環を形成するのに必要な原子群を示す。また、
式（２）及び（３）中、ｍは０〜１０の整数、ｎは０又
は１、Ａ，Ｂのｐは１〜１０の整数である。）

【００４１】ここで、これらのポリカーボネートは、例
えば下記式（４）で示されるようなジオール化合物を塩
化メチレン溶液にアルカリ存在下でホスゲンを作用させ
ることにより容易に合成される。

【００４２】

【化３】

【００４３】なお、本発明に用いるポリカーボネートの
構造は上記したものに限定されるものではなく、これら
の共重合体、さらには、他の脂肪族、芳香族ジオール化
合物との共重合体としても良い。

【００４４】また、アクリル樹脂としては、ポリアクリ
レート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルエタク
リレート、これらの側鎖末端をヒドロキシアルキル基等
で置換したもの、及び、これらの共重合体等が用いられ
る。

【００４５】本発明で用いられるフッ素樹脂としては、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、
四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体等の一
般的なフッ素を含む重合体が用いられるが、特に溶剤可
溶型フッ素樹脂が好ましく用いられる。溶剤可溶型フッ
素樹脂としては、ＣＨ₂ＣＦ₂，Ｃ₂Ｆ₄及びＣ₃Ｆ₆の三元
共重合体等のフッ化ビニリデン共重合体、Ｃ₂Ｆ₄，Ｃ₂
Ｆ₃Ｃｌなどのフルオロオレフィンとビニルエーテル，
ビニルエステル，ビニルシランなどの炭化水素系オレフ
ィンとの共重合体、フルオロアクリレートとアクリレー
トとの共重合体等の各種共重合体、及び、パーフルオロ
アルキル基によって置換されたジエポキシ化合物の重合
体などが用いられる。

【００４６】これらの樹脂は本発明の樹脂成分として単
独で用いられてもよく、また他の樹脂と混合して用いら
れてもよい。

【００４７】これらの中で汚染性の低減、更にはトナー
の付着性低減の観点から、可溶性ナイロン、フッ素樹脂
が特に好ましく用いられる。

【００４８】以上の樹脂による表面処理により、ローラ
表面の低摩擦化はある程度達成されるが、特にローラを
画像形成体と接触させて現像を行う場合には、更なる摩
擦低減のため種々の添加剤を用いることもできる。本発
明者は鋭意検討の結果、感光体等の画像形成体への汚染
がなく、表面処理の均一性が低下することなく、摩擦低
減が可能な添加剤として、シリコーン樹脂、シリコーン
樹脂粉体、フッ素系及びシリコーン系界面活性剤、シリ
コン系カップリング剤及びシリカ粉体が有効であること
を見い出した。

【００４９】溶剤可溶型シリコーン樹脂としては、例え
ばメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、ある
いはこれらの変性体、シリコーンエポキシブロック共重
合体等が用いられる。

【００５０】シリコーン樹脂粉体としては、例えばメチ
ルシリコーンあるいはメチルフェニルシリコーン重合体
の微粉体などが挙げられ、平均粒径０．１〜１００μｍ
の真球状及び不定形のものが用いられる。

【００５１】フッ素系界面活性剤としては、フッ化アル
キルとカルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩等が結
合したイオン性のもの、フッ化アルキルとアルコール、
エーテル等が結合した非イオン性のもの、更に側鎖、主
鎖にフッ化アルキルを含む重合体、共重合体などの高分
子系のものが挙げられる。

【００５２】シリコーン系界面活性剤としては、一般的
なシロキサンオキシエチレンのようなメチルシリコーン
と親水性、親油性セグメントとの結合体、メチルシリコ
ーンとアクリルセグメントとの共重合体等の高分子系の
ものが挙げられる。

【００５３】シリコン系カップリング剤としては、通常
のシランカップリング剤だけでなく、末端にアミノ基、
イソシアネート基、ビニル基等が導入されたシラン等が
含まれる。

【００５４】これらは単独で用いてもよく２種以上組合
せて用いてもよい。なお、フッ素樹脂も添加剤として好
適に用いられる。上記添加剤の使用量は、上記樹脂成分
１００重量部に対して１〜１００重量部、好ましくは１
０〜７５重量部である。

【００５５】また、上記処理液中には必要に応じて前述
のカーボンブラック等の導電性粉体やイオン導電性物質
を含むこともできる。上記導電性粉体やイオン導電性物
質の配合量は、上記樹脂成分１００重量部に対して０．
００１〜１重量部であることが好ましい。

【００５６】表面処理としては、処理液を調製した後、
スプレー法、ロールコーター法、ディッピング法などに
より行うことができる。例えば、ディッピングによる表
面処理は、上記濃度の樹脂溶液に通常室温で５秒〜５
分、好ましくは１０秒〜１分浸漬し、これを引き上げ、
乾燥する方法を採用することができる。なお、スプレー
法を採用する場合、処理液中の樹脂濃度をディッピング
法より高く設定でき、例えば１０〜３０％の濃度に調整
したものを使用することも可能であり、要は、ｌｏｇ
（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３となるように樹脂成分を弾性層表面に
与えることができれば、本発明の目的を達成し得る。

【００５７】樹脂溶液を調製するための溶剤は、上記樹
脂を溶解するものであればいずれのものでもよいが、通
常はメタノール、エタノール、イソプロパノール等の低
級アルコール、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類、トルエン、キシレンなどが好
ましく用いられる。

【００５８】この場合、上記表面処理された現像ローラ
表面には、前記各樹脂により均一な被覆層が形成されて
いるわけではなく、所々弾性層の研磨目が突出している
と考えられる。このことは処理後のローラ表面をＳＥＭ
にて観察することにより容易に判断でき、またローラ抵
抗の測定においても、本来弾性層上に均一な膜が形成さ
れるのであれば処理樹脂濃度にほぼ比例して急激にロー
ラ抵抗が上昇するはずであるが、本発明の樹脂濃度で処
理されたローラは、例えば共重合ナイロンで処理した場
合には図３で示す如く、濃度６〜７重量％までは緩やか
に抵抗上昇し、その後急激に上昇する傾向を示している
ことからも予想されることである。

【００５９】従って、以上のように本発明の表面処理に
おいては、通常平滑な面上に処理した場合、数ミクロン
の均一なコーティング層が形成されるのとは異なり、弾
性層表面に不均一に樹脂を付着させ、弾性層の粗さ形状
を保持しつつ表面特性を改良できるようにしたものであ
る。

【００６０】本発明の現像ローラは、一成分現像剤を用
いる通常の現像装置に組み込むことができ、具体的には
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４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間
に、本発明現像ローラ１を配設し、トナー塗布用ローラ
４によりトナー６をこの現像ローラ１に供給し、これを
成層ブレード７により均一な薄層に整え、更にこの薄層
からトナーを感光ドラム５に供給し、該感光ドラム５の
静電潜像にトナーを付着させて潜像を可視化することが
できる。この場合、上記感光ドラム５と本発明の現像ロ
ーラ１とは接触した状態であっても所定間隔離間した近
接状態であってもよく、本発明の現像ローラ１によれ
ば、このような非接触状態で使用した場合にも現像剤の
付着を防止し、かつ現像剤の帯電均一性を向上させて、
濃度むらや地かぶり等のない高品位の画像を確実に得る
ことができるものであり、しかも長期の使用における画
質の低下を可及的に防止し得るものである。なお、図２
の詳細については、従来技術において説明しているので
その説明を省略する。

【００６１】ここで、本発明の現像ローラは、感光ドラ
ムなどのような静電潜像を保持した潜像保持体に現像剤
を供給して、静電潜像を可視化する場合に好適に用いら
れるものであるが、制御電極を用いて制御しながら紙等
の記録媒体に直接トナーを供給して、画像を形成するト
ナー供給体としても好適に使用されるものである。

【００６２】このようなトナー供給体を用いた画像形成
機構としては、例えば図４に示したように、トナー供給
ローラ（トナー供給体）１１表面にトナー塗布用ローラ
１４からトナー１５を担持させ、このトナー供給ローラ
１１表面のトナー１５を成層ブレード１６で均一な薄層
に整え、これをトナー供給ローラ１１の回転により、ト
ナーが通過する多数（図では１つしか示していない）の
小孔１８が形成されていると共に、該各小孔１８ごとに
トナーの通過を制御する制御電極（図示せず）を備えた
電極体１７の一面側に接触又は近接させ、該電極体１７
の他面側に配置された紙等の画像形成体１９の表面に、
このトナー１５を前記小孔１８を通して飛翔させ供給す
ることにより、画像形成体１９表面にトナーによる画像
を形成する画像形成装置を例示することができ（例え
ば、特開平８−１２９２９３号公報等）、このような画
像形成機構の上記トナー供給ローラ１１として本発明の
ローラを好適に使用することができるものである。な
お、図中２０はトナー１５を上記画像形成体１９側へと
引きつけるための背面電極である。また、図ではトナー
供給ローラ１１と電極体１７との間、及びトナー供給ロ
ーラ１１とトナー塗布用ローラ１４との間は離間した状
態になっているが、これらの間はこのように近接した状
態であっても、接触した状態であってもよい。更に、図
４では、画像形成体１９として紙，ＯＨＰ用紙，印画紙
等の紙葉類を示したが、この画像形成体１９はドラム、
ベルトなどの紙葉類以外の画像形成体であってもよい。

【００６３】

【実施例】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、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、下記の例で、表面処理は室温で処理液
に３０秒浸漬することによって行った。

【００６４】［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て、分子量５００
０としたポリエーテルポリオール（旭硝子株式会社のエ
クセノール８２８）（ＯＨ値３３）１００部（重量部、
以下同じ）に、１，４−ブタンジオール１．０部、シリ
コーン界面活性剤（日本ユニカ社製、Ｌ−５２０）１．
５部、ニッケルアセチルアセトネート０．５部、ジブチ
ルチンジラウレート０．０１部及びアセチレンブラック
（デンカ社製、ｐＨ６．９）２．０部を添加し、混合機
を用いて予備混合した後、ペイントロールで混練してア
セチレンブラックを均一に分散させ、ポリオール組成物
を調製した。

【００６５】このポリオール組成物を減圧下に撹拌して
脱泡した後、ウレタン変性したＭＤＩ（住友バイエルウ
レタン社製、スミジュールＰＦ）を１７．５部加えて２
分間撹拌し、次いで１１０℃に加熱した金型に注型し、
２時間硬化させて金属性シャフトの外周に弾性層を形成
して図１に示した構造のローラを得た。得られたローラ
の表面を研摩して表面をＪＩＳ１０点平均粗さ７μｍＲ
ｚに調整し、現像ローラを作成した。

【００６６】次に、上記現像ローラを、メタノール中に
可溶性ナイロン（ＣＭ８０００、東レ社製）を３重量％
溶解した溶液中に浸漬し、これを引き上げ、乾燥して、
表面処理を行った。

【００６７】［実施例２］分子量２５００のポリイソプ
レンポリオール（ＯＨ価＝４７．１）１００部に、アセ
チレンブラックを３．３２部配合し、３０分間撹拌し
た。その後、グルードＭＤＩ（ＮＣＯ％＝３１．７）を
１３．３３部、ジブチル錫ジラウレートを０．００１部
加え、３分間撹拌した。次に、シャフトを配置し、予め
９０℃に加熱されたモールドにこの反応混合物を流し込
み、９０℃で１２時間硬化反応を行いローラを得た。

【００６８】得られたローラ表面を研磨してＪＩＳ１０
点平均粗さ７μｍＲｚに調整し、現像ローラを作成し
た。

【００６９】次に上記現像ローラをトルエン中に溶剤可
溶性フッ素樹脂（ベルフロン１０００、日本油脂社製）
を５重量％溶解した溶液中に浸漬し、これを引き上げ乾
燥して表面処理を行った。

【００７０】［実施例３］可溶性ナイロン溶液の代りに
ポリメチルメタクリレート（ダイヤナールＬＲ１７７、
三菱レイヨン社製）の３重量％トルエン／メチルエチル
ケトン溶液を用いて表面処理を行った以外は実施例１と
同様に操作した。

【００７１】［実施例４］ＥＰＤＭ（日本合成ゴム社
製、ＥＰ３３）１００部に対してＩＳＡＦカーボン２５
部、亜鉛華５部、ステアリン酸１部、ジクミルパーオキ
サイド１部をロールミルにて混合し、該混合物を金属製
シャフトの外周に巻き付け、１５０℃に予熱した金型内
で１００ｋｇ／ｃｍ²の圧力により３０分間成型して図
１に示した構造のローラを得、その表面を研磨してから
ＪＩＳ１０点平均粗さを７μｍＲｚとした。

【００７２】次に、上記現像ローラを、トルエン中にポ
リカーボネート（Ｚ２００、三菱ガス化学社製）を３重
量％濃度で溶解した溶液に浸漬し、これを引き上げ、乾
燥して、表面処理を行った。

【００７３】［実施例５］実施例１において、可溶性ナ
イロン溶液中に可溶性ナイロン１００部に対し溶剤可溶
型フッ素樹脂（日本油脂製、ベルフロン）５０部を添加
し、同様に表面処理を行った。

【００７４】［実施例６］実施例１において、可溶性ナ
イロン１００部に対しシリコーン樹脂微粒子（東芝シリ
コン製、トスパール２４０）２００部を添加し、同様に
表面処理を行った。

【００７５】［実施例７］実施例１において、可溶性ナ
イロン１００部に対しシリコーン系界面活性剤（日本油
脂製、モディパーＦＳ７１０）を固形分で５部添加し、
同様に表面処理を行った。

【００７６】［実施例８］実施例１において、可溶性ナ
イロン１００部に対し正帯電シリカＨ２０５０ＥＰ（ヘ
キサスジャパン製）１０部を添加し、同様に表面処理を
行った。

【００７７】［実施例９］ＥＰＤＭ１００部に対してシ
リコーンゴム（日本合成ゴム社製、ＥＨ５２５０Ｕ）を
５０部加えた以外は実施例３と同様にして現像ローラを
得た。次に、上記現像ローラを、トルエン／メチルエチ
ルケトン／イソプロピルアルコール中にウレタン変性ア
クリル樹脂（ＥＡＵ８Ｂ、亜細亜工業社製）を３重量％
濃度及び過塩素酸ナトリウムを０．３重量％濃度で溶解
した溶液に浸漬し、これを引き上げ、乾燥して、表面処
理を行った。

【００７８】［比較例１］実施例１において、表面コー
ティング層を形成する前の現像ローラを評価サンプルと
した。

【００７９】［比較例２］実施例１において、可溶性ナ
イロンの１２重量％メタノール溶液を用いて、表面に約
１０μｍのコーティング層を形成した。

【００８０】［比較例３］実施例１において、ポリ塩化
ビニル（エスレックＥ、積水化学工業社製）の２重量％
溶液を用いて、表面処理を行った。

【００８１】上記実施例及び比較例で得た現像ローラに
ついて、以下の特性試験を行った。結果を表１に示す。（１）ローラ抵抗各ローラを銅板に両端５００ｇ荷重で押し付け、抵抗率
計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）を用い、１００
Ｖの電圧を印加して測定した。（２）表面粗さ各ローラに対し、表面粗さ計ハンディーサーフＥ−３０
Ａ型（東京精密社製）を用いて測定した。（３）トナー帯電量各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、５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させ、現像
ローラ表面に均一なトナー薄層を形成し、このトナー薄
層をエアーで吸引してファラデーゲージ内に導入し、電
荷量を測定した。（４）画像出し各ローラを現像ローラ１として、感光ドラム５と非接触
の近接状態で図２に示した現像ユニットに装着し、平均
粒径７μｍの非磁性一成分トナーを用いて、線速６０ｍ
ｍ／ｓｅｃの周速で回転させながら反転現像で画像出し
を行い、初期及び２０００プリント後の画質（シャープ
さ、濃度均一性）、かぶり、トナーチリの発生を評価し
た。結果を表１に示す。また、実施例１において、樹脂
濃度を種々変化させた場合のローラ抵抗を測定した。結
果を図３に示す。

【００８２】

【表１】

【００８３】また、上記各ローラを図４に示した画像形
成ユニットにトナー供給ローラ１１として装着し、線速
６０ｍｍ／ｓｅｃで画像形成体（普通紙）を搬送しなが
ら画像出しを行い、初期及び２０００プリント後の画像
のカブリ、トナーチリの発生を評価した。また、同時に
２０００プリント後のローラ表面のトナーフィルミング
状態も観察した。結果を表２に示す。

【００８４】

【表２】

【００８５】

【発明の効果】本発明の現像ローラによれば、感光体等
を汚染するような不都合を生じることなく、かつ濃度む
らや地かぶり等のない高品位の画像が得られ、しかも長
期の使用においても画質の劣化を生じることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明現像ローラの一例を示す概略断面図であ
る。

【図２】本発明現像装置の一例を示す概略断面図であ
る。

【図３】表面処理による樹脂濃度とローラ抵抗との関係
を示すグラフである。

【図４】本発明現像装置の他の例を示す概略断面図であ
る。

【符号の説明】

１現像ローラ１１トナー供給ローラ２シャフト３弾性体４，１４トナー塗布ローラ５感光ドラム（潜像保持体）６，１５トナー（非磁性一成分現像剤）７，１６成層ブレード８転写部９クリーニング部１０クリーニングブレード１７電極体１８小孔１９紙葉類（画像形成体）２０背面電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮本太郎東京都小平市小川東町３−５−５−610 (72)発明者薬師寺学東京都小平市小川東町３−５−５−612 (72)発明者川越隆博埼玉県所沢市青葉台1302−57

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】良導電性シャフトの外周に導電性を有す
る弾性層を形成してなり、前記弾性層表面に一成分現像
剤を担持して該現像剤の薄層を形成し、上記現像剤を供
給する現像ローラにおいて、前記弾性層が、その表面に
樹脂成分を有し、かつこの樹脂成分を有さない場合のロ
ーラ抵抗をＲ₁、この樹脂成分を有する場合のローラ抵
抗をＲ₂としたとき、ｌｏｇ（Ｒ₂／Ｒ₁）≦３なる関係を満たすことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】上記樹脂成分が、可溶性ナイロン、アク
リル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、ポリカーボネー
ト及びフッ素樹脂から選ばれる１種又は２種以上である
請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】上記樹脂成分に、更にシリコーン樹脂、
フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、シリコ
ン系カップリング剤及びシリカ粉体から選ばれる１種又
は２種以上を上記樹脂成分１００重量部に対して１〜１
００重量部配合した請求項１又は２記載の現像ローラ。
【請求項４】上記樹脂成分に導電性物質を添加した請
求項１，２又は３記載の現像ローラ。
【請求項５】上記弾性層が、その表面を上記樹脂成分
の濃度９重量％以下の樹脂溶液に浸漬することにより表
面処理されたものである請求項１乃至４のいずれか１項
記載の現像ローラ。
【請求項６】上記弾性層が、ポリウレタンエラストマ
ー又はＥＰＤＭを主材とする請求項１乃至５のいずれか
１項記載の現像ローラ。
【請求項７】外周面に一成分現像剤を担持した状態で
回転することにより、前記一成分現像剤を供給する現像
ローラを具備してなる現像装置において、前記現像ロー
ラとして請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像ロ
ーラを用いたことを特徴とする現像装置。