(57)【要約】【課題】表面層への微粒子の配合により、ローラ表面の凹凸を良好に制御して十分なトナー搬送性能を得ると共に、その搬送性能の経時劣化を可及的に防止して、良好なトナー搬送性を長期に亘って維持し得る現像ローラを提供することを目的とする。【解決手段】芯金１の周囲に半導電性の弾性層２を形成し、更に該弾性層２上に直接又は中間層を介して表面樹脂層３を形成してなる現像ローラにおいて、前記表面樹脂層３が、平均粒径５〜３０μｍの微粒子が分散した厚さ３μｍ以上２０μｍ未満の層であることを特徴とする現像ローラを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金の周囲に半導電性の弾性層を形成し、更に該弾性層上に直接又は中間層を介して表面樹脂層を形成してなる現像ローラにおいて、
前記表面樹脂層が、平均粒径５〜３０μｍの微粒子が分散した厚さ３μｍ以上２０μｍ未満の層であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
上記微粒子が、表面樹脂層を形成する樹脂１００質量部に対して３〜４０質量部含有されている請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】
ローラ表面を形成する上記表面樹脂層表面の平均粗さＲｚが３〜２５μｍである請求項１又は２記載の現像ローラ。
【請求項４】
上記微粒子が、アクリル樹脂粒子、ポリウレタン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、シリカ粒子、フッ素樹脂粒子から選ばれる１種又は２種以上の粒子である請求項１〜３のいずれか１項記載の現像ローラ。
【請求項５】
上記表面樹脂層を構成する樹脂が光硬化性樹脂である請求項１〜４のいずれか１項記載の現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電潜像を担持した潜像保持体に現像剤を供給して該静電潜像を可視化する現像機構を具備した画像形成装置で、上記現像剤を潜像保持体に供給するために用いられる現像ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばプリンタや複写機等の電子写真装置といわれる画像形成装置では、静電潜像を担持した潜像保持体に現像剤（トナー）を供給して該静電潜像を可視化する現像操作が行われる。この場合、現像剤の供給には現像ローラとして半導電性の弾性ローラが一般的に用いられている。
【０００３】
この現像ローラとしては、図１に示したように、芯金１の周囲に半導電性の弾性層２を形成し、更にその外周に表面樹脂層３を形成した構成のものが一般的である。この場合、ローラの表面、つまり上記表面樹脂層３の表面粗さは、トナーの保持／搬送性に大きく影響し、表面樹脂層３の表面粗さを適正化することは、得られる画像の質や安定性に重要である。
【０００４】
従来、上記表面粗さを調整する手段として、上記表面樹脂層３に微粒子を分散配合する方法が提案されており、例えば特開２０００−３３０３７２号公報（特許文献１）には、合成樹脂からなる表面層に平均粒径５〜３０μｍの球状フィラーを所定量配合して、平均粗さＲａ０．５〜２．０μｍ、Ｒｚ２〜１０μｍに調整することが開示されている。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたフィラーを表面層に配合する方法では、トナー搬送性などを考慮して５〜３０μｍのフィラーが用いられるが、表面層の厚みを２０〜５０μｍ、より好ましくは２５〜５０μｍ、特には３０〜５０μｍとしており、このような表面層の厚みとフィラーの粒径の条件ではフィラーが表面層に埋もれてローラ表面に十分な凹凸が形成され難い場合があり、所期のトナー搬送性能が得られない可能性がある。
【０００６】
また、特に紫外線硬化型樹脂などを用いて表面層を形成する場合、表面層の厚み増大により硬度が増加して割れを発生するなどの問題を生じやすい。
【０００７】
一方、表面層に微粒子を配合することによりローラ表面に十分な凹凸を形成して十分なトナー搬送性を得る場合には、一般に印刷回数を重ねるにつれて表面から微粒子が脱落して、トナー搬送量が低下し、印刷濃度が低下してしまう問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３３０３７２号公報
【特許文献２】特開２００６−１７８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、表面層への微粒子の配合により、ローラ表面の凹凸を良好に制御して十分なトナー搬送性能を得ると共に、その搬送性能の経時劣化を可及的に防止して、良好なトナー搬送性を長期に亘って維持し得る現像ローラ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】
【００１０】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、芯金の周囲に半導電性の弾性層を形成し、更にこの弾性層の外周に直接又は中間層を介して表面樹脂層を形成して現像ローラを得る際に、該表面樹脂層に微粒子を配合分散させてローラの表面に凹凸を形成することにより良好なトナー搬送性を確保する場合に、用いる微粒子の大きさと表面樹脂層の厚さとを適正化することにより、十分なトナー搬送性を得ることが出来ると共に、微粒子の脱落を効果的に防止して、トナー搬送性能の経時劣化を防止し得、良好なトナー搬送性を長期に亘って維持し得る現像ローラが得られ、平均粒径５〜３０μｍの微粒子を用い、表面樹脂層の厚さを３μｍ以上２０μｍ未満としたときに、これら作用効果が効果的かつ確実に得られることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１１】
従って、本発明は、
（１）芯金の周囲に半導電性の弾性層を形成し、更に該弾性層上に直接又は中間層を介して表面樹脂層を形成してなる現像ローラにおいて、前記表面樹脂層が、平均粒径５〜３０μｍの微粒子が分散した厚さ３μｍ以上２０μｍ未満の層であることを特徴とする現像ローラを提供するものである。
【００１２】
また、本発明者は、更に検討を進めた結果として、上記本発明現像ローラの好適な実施態様として、下記（２）〜（５）の現像ローラを提供する。
（２）上記微粒子が、表面樹脂層を形成する樹脂１００質量部に対して３〜４０質量部含有されている上記（１）の現像ローラ。
（３）ローラ表面を形成する上記表面樹脂層表面の平均粗さＲｚが３〜２５μｍである上記（１）又は（２）の現像ローラ。
（４）上記微粒子が、アクリル樹脂粒子、ポリウレタン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、シリカ粒子、フッ素樹脂粒子から選ばれる１種又は２種以上の粒子である（１）〜（３）のいずれかの現像ローラ。
（５）上記表面樹脂層を構成する樹脂が光硬化性樹脂である（１）〜（４）のいずれかの現像ローラ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像ローラは、良好なトナー搬送性能を有し、かつそのトナー搬送性能を長期に亘って良好に維持し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】現像ローラを用いた現像機構の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、例えば図１に示したように、芯金１と、該芯金１の周囲に形成された弾性層２と、該弾性層２の外周に形成された表面樹脂層３を有するものであり、本発明では、この表面樹脂層３に微粒子を配合分散したものである。
【００１６】
上記弾性層２を形成する材料は、特に制限はなく、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ），ニトリルゴム（ＮＢＲ），ブタジエンゴム（ＢＲ）等の汎用ゴム；ポリエステル系又はスチレン系熱可塑性エラストマー；ポリウレタン；シリコーンゴム；フッ素ゴムなどのエラストマーや発泡体など、公知の弾性体を用いて形成することができるが、本発明では、特にポリウレタンが好ましく用いられ、更にはポリウレタンフォームが硬度と圧縮永久歪とのバランス、低コスト化などの観点から好ましく用いられる。
【００１７】
ここで、ポリウレタンとしては、特に制限はなく、ポリオール成分とイソシアネート成分とを反応させて得られる、樹脂中にウレタン結合を有するものであれば良い。
【００１８】
この場合、ポリオール成分としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリカーボネートジオール、ひまし油系ポリオールなどが例示され、これらの１種又は２種以上を用いることができる。なお、これらの中でも、プロピレンオキサイド（ＰＯ）とエチレンオキサイド（ＥＯ）とからなるポリエーテルポリオール、ポリスチレン及び／又はポリアクリレートを含有するポリマーポリオールが特に好ましく用いられる。
【００１９】
次に、イソシアネート成分についても、特に限定されず、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ノルボルネンジイソシアネート（ＮＢＤＩ）や、これらの変性物などが例示され、これらの１種又は２種以上を用いることができるが、特に変性ＴＤＩ、変性ＭＤＩ、変性ＨＤＩが好ましく用いられ、より具体的には、ポリオール変性ＴＤＩ、ポリオール変性ＭＤＩ、ポリオール変性ＨＤＩがより好ましく用いられる。
【００２０】
ここで、特に制限されるものではないが、これらイソシアネートのＮＣＯ含有率は、１〜２５％であることが好ましく、ＮＣＯ含有率が１％未満であると反応が遅く、キュアに時間がかかってしまう。また、架橋が不十分となりやすく、未反応成分が汚染物質として染み出しやすくなる。一方２５％を超えると、反応が速くなりすぎて成形時に型への注入が難しくなる場合がある。
【００２１】
この弾性層２には、必要に応じて、整泡剤、導電剤、架橋剤、発泡剤（水、低沸点物、ガス体等）、界面活性剤、触媒等の公知の添加剤を適量添加することができる。
【００２２】
上記整泡剤としては、シリコーン整泡剤（ジメチルポリシロキサンとポリエーテルのブロックコポリマー等）、ポリジメチルシロキサン−ポリエチレンオキサイド共重合体などが例示される。
【００２３】
上記導電剤としては、公知のイオン導電剤又は電子導電剤を用いることができる。イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、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）、ベンジ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などの過塩素酸塩、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、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなど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例示される。
【００２４】
また、電子導電剤としては、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例示される。
【００２５】
また上記触媒としては、例えば、有機金属触媒のジブチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート、スタナスオクトエート、ジブチルチンマーカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンジマレニート、ジオクチルチンマーカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、フェニル水銀、プロピオン酸銀、オクテン酸錫、アミン触媒のトリエチルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン、ジメチルアミノエタノール、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７等が好ましく用いられる。これらの触媒は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
上記ポリウレタンフォームで弾性層を形成する場合、その発泡方法は、機械的撹拌などにより発泡させるメカニカルフロス法でも、水等の発泡剤を用いて発泡させる方法のいずれでもよい。
【００２７】
上記表面樹脂層３を形成する樹脂材料としては、現像ローラの表面層として従来公知の樹脂組成物を用いて形成することができ、例えばウレタン樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂などが例示される。またこの場合、紫外線照射などにより硬化する光硬化性樹脂も好ましく使用され、例えば紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂が例示される。
【００２８】
本発明では、この表面樹脂層３に平均粒径５〜３０μｍの微粒子を配合分散する。この微粒子としては、特に制限されるものではなく、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂粒子、ポリウレタン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、シリカ粒子、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂粒子などが挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。
【００２９】
この微粒子は、上記の通り、平均粒径５〜３０μｍのものが用いられるが、その平均粒径の測定方法は動的光散乱法である。この平均粒径が５μｍ未満であると、印刷を繰り返すことにより経時的に粒子が脱落してトナー搬送量が低下し、本発明の目的を達成し得ない場合がある。
【００３０】
また、この微粒子の形状には特に制限はなく、球状、凹凸を有する球状、粉砕不定形などの種々の形状のものを用いることができる。
【００３１】
この微粒子の配合量は、表面樹脂層３の厚さや微粒子の大きさ、形状などに応じて適宜調整され、特に制限されるものではないが、通常は、表面樹脂層３を形成する樹脂１００質量部に対して３〜４０質量部とすることが好ましく、３質量部未満では、十分なトナー搬送性を得ることができない場合がある。
【００３２】
本発明では、この表面樹脂層３の厚さを３μｍ以上２０μｍ未満とするものであり、表面樹脂層３の厚さが３μｍ未満又は２０μｍ以上であると、いずれも本発明の目的を達成し得ない。
【００３３】
この表面樹脂層３の表面粗さ、即ちローラの表面粗さは、上記微粒子の配合により、ＪＩＳ  Ｂ０６１０の十点平均粗さＲｚで、３〜２５μｍとすることが好ましく、３μｍ未満であると良好なトナー搬送性が得られない場合がある。
【００３４】
この表面樹脂層には、ローラの用途等に応じて適宜な添加剤を配合することができ、例えば上記弾性層で例示したものと同様の導電剤や樹脂の硬化剤などを必要に応じて適量添加することができる。
【００３５】
この表面樹脂層３は、通常、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、メタノール、エタノール、トルエン、キシレン、ヘキサン、酢酸エチル、クロロホルム、イソプロピルエーテルなどの溶剤に、上記樹脂や添加剤を溶解、分散した塗料を塗布することにより形成される。
【００３６】
なお、本発明の現像ローラの層構成は、図１に示したものに限定されるものではなく、例えば、上記表面樹脂層３と弾性層２との間には、適宜な中間層を形成することも可能である。
【００３７】
本発明の現像ローラは、静電潜像を担持した潜像保持体に現像剤を供給して該静電潜像を可視化する現像機構を具備した画像形成装置において、上記現像剤を担持して潜像保持体に供給する現像ローラとして用いられるものである。このような画像形成装置としては、例えば図２に示した構成の装置が例示される。
【００３８】
即ち、この装置は、感光ドラム（潜像保持体）６に現像ローラ５を当接又は近接させた状態に配置すると共に、更にこの現像ローラ５にトナー搬送ローラ４を当接させた状態に配置して、これら感光ドラム６、現像ローラ５、及びトナー搬送ローラ４をそれぞれ図中矢印方向に回転させることにより、トナーカセット内のトナー溜りからトナー搬送ローラ４によってトナーｔを搬送して現像ローラ５の表面に供給し、このトナーｔを成層ブレード７により均一な薄層に整え、この状態で現像ローラ５が感光ドラム６と接触又は近接した状態で回転することにより、薄層に形成されたトナーｔが現像ローラ５から感光ドラム６の潜像に付着して、該潜像を可視化することにより現像が行われ画像が形成させるものである。ここで、図中８は転写部であり、ここで紙等の記録媒体９にトナー画像を転写するようになっており、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により転写後に感光ドラム６表面に残留するトナーを除去するようになっている。そして、本発明の現像ローラはこのような装置の上記現像ローラ５として用いられ、良好なトナー搬送性を長期に亘って維持し得るものである。なお、図２では、帯電ローラ等の帯電手段は省略されている。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例，比較例を示し、本発明をより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。
【００４０】
［実施例，比較例］
芯金の外周にポリウレタンフォームを発泡成形し、ポリウレタンフォームからなる弾性層を形成した。
【００４１】
次に、市販の紫外線硬化型ウレタンアクリレート塗料に表１〜４に示した微粒子を配合分散し、グラビアロール塗布により上記弾性層上に厚さ１０μｍの表面樹脂層を形成し、紫外線照射により硬化させて、図１に示したものと同様の構造の現像ローラを作成した。
【００４２】
得られた各ローラをレーザービームプリンタに現像ローラとして装着し、濃度１％で黒ベタ画像を３０００枚印刷し、印刷初期と３０００枚印刷時とで濃度差を調べた。結果を表１〜４に示す。
【００４３】
また、ローラ表面の表面光沢度を測定し、印刷前と３０００枚印刷ごとで光沢度の差を調べ、表面粗さの変化を評価した。この場合、光沢度は数値が大きいほど粗さが小さいことを示し、光沢度の差が大きくなれば表面粗さが小さくなったことを表す。結果を表１〜４に示す。
【００４４】
【表１】
2010276953.tif 000003
【００４５】
【表２】
2010276953.tif 000004
【００４６】
【表３】
2010276953.tif 000005
【００４７】
【表４】
2010276953.tif 000006
【００４８】
上記表１〜４の通り、厚さ１０μｍの表面樹脂層に平均粒径５〜３０μｍの微粒子を分散した本発明にかかる実施例１〜１５の現像ローラは、繰り返し使用に対しても表面粗さの変化が少なく、良好なトナー搬送性能を有し、かつそのトナー搬送性能を長期に亘って良好に維持し得、長期に亘って良好な画像が得られるものであることが確認された。
【符号の説明】
【００４９】
１  芯金
２  弾性層
３  表面樹脂層
４  トナー搬送ローラ
５  現像ローラ
６  感光ドラム（潜像保持体）
７  成層ブレード
８  転写部
９  紙（記録媒体）
１０  クリーニング部
１１  クリーニングブレード
ｔ  トナー
【図１】
2010276953.tif 000007
【図２】
2010276953.tif 000008