(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを担持して回転しながら、静電潜像が形成された像担持体に接触または近接して該像担持体の表面にトナーを供給することによって、前記静電潜像を可視化する現像ローラであって、外周の表面層がフタログアナミン、フタログアナミン誘導体、フタログアナミン系縮合物のうち一種以上を含有することを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
トナーを担持して回転しながら、静電潜像が形成された像担持体に接触または近接して該像担持体の表面にトナーを供給することによって、前記静電潜像を可視化する現像ローラであって、外周の表面層が、主鎖または側鎖末端にヒドロキシル基を有する樹脂またはプレポリマーと、フタログアナミン、フタログアナミン誘導体、フタログアナミン系縮合物のうち１種以上とからなる縮合架橋物を含有することを特徴とする現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置における乾式１成分トナーの現像ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置、特に小型機分野においてはメンテナンスの簡素化が進んでおり、乾式１成分トナーの現像方式が実用化されている。
【０００３】
特に、特開昭５３−３２３３号公報に開示されているような、ゴムまたはエラストマーの弾性材料で構成される現像ローラを用いた、感光体への接触現像方式、またそれに用いられる現像ローラが種々提案されている。
この接触現像方式では、静電潜像の形成されたドラム感光体に弾性を有する現像ローラを当接させて、現像ローラ表面で薄層化されたトナーを現像電界に応じて移動させ、可視像化する。この方法は、トナーに磁性材料を使うことなくカラー化が容易であるという利点を持つ。
【０００４】
現像ローラを感光体に当接させるため、現像ローラの構成は、金属シャフトの周囲に導電性の合成ゴム、ウレタンフォームなどからなる弾性層が形成されている。この現像ローラでは弾性層のゴム、ウレタンフォームなどからの可塑剤や低分子成分のブリードアウトによる感光体の汚染、あるいはトナーの粘着（タッキング）やフィルミングなどを防止する目的で、弾性層の周囲には、該弾性層表面への可塑剤などのブリードをブロックする、トナー離型性の良い樹脂からなる表面層を被覆する構成が一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の現像ローラにおいては、トナーと現像ローラ表面との接触による摩擦帯電によってトナー帯電の極性、帯電量を制御する必要がある。トナーの感光体への移動は、トナーの帯電極性および現像電界に応じて、静電潜像の画像部、地肌部（非画像部）を選択して行われる。トナーの帯電量が低く、逆極性のトナーが多い場合、地肌部へのトナー付着が発生し、転写紙上での出力画像では地肌部のかぶり（地肌かぶり）となって現れる不具合がある。また、トナーの帯電量が低く、その立ち上がりが悪い場合には、用紙の前端部および後端部で画像濃度の差が生じる。またゴーストが現れるなど濃度安定性が悪くなる不具合がある。さらに、高温多湿環境においては、特にトナーの帯電量が低下し、地肌かぶりが発生しやすくなり、画像濃度が不安定になりやすい傾向にある。
【０００６】
また、使用の初期にはこのような問題が発生しない場合でも、長期にわたり連続使用していくうちに、印刷枚数の増加に伴って、現像ローラ表面にトナーがフィルミングし、また塗膜自体の劣化（削られていく）などによりトナーの帯電量が低下し、地肌かぶりが多くなる。このようなことにより充分な画像濃度が得られなくなるなどの不具合から、実使用上充分な耐久性が得られないなどの問題点があった。
【０００７】
このような問題点から、現像ローラの表面層には環境、長期にわたる使用においても、トナーに安定した帯電量を付与することが重要となる。また、表面層は、感光体あるいはトナーシール部材に押圧されながら回転するため、長期にわたる使用によってヒビ割れなどの問題が発生する場合があった。ヒビ割れは画像欠陥となって出力画像に現れるので、外層押圧された弾性層の変形に充分追従する可撓性が必要になる。
【０００８】
本発明は、このような種々の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は高温多湿の環境下で使用した場合や、長期にわたって連続使用した場合にも、安定した停電量をトナーに付与することにより、地肌かぶりや画像濃度低下のない、また、表面層がヒビ割れしたりすることのない、長期にわたって安定な耐久性を有する現像ローラを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の現像ローラは、トナーを担持して回転しながら、静電潜像が形成された像担持体に接触または近接して該像担持体の表面にトナーを供給することによって、前記静電潜像を可視化する現像ローラであって、外周の表面層がフタログアナミン、フタログアナミン誘導体、フタログアナミン系縮合物のうち一種以上を含有することを特徴とする。
【００１０】
フタログアナミン、フタログアナミン誘導体は構造式が下記［化１］で示されるものである。
【００１１】
【化１】
0003569454.tif 000002
【００１２】
（ただし、Ｘ１  乃至Ｘ８  は水素原子、メチロール、ブチロール、メトキシメチル、ブトキシメチル基などを表す。）
【００１３】
本発明者らはフタログアナミン、フタログアナミン誘導体または、フタログアナミン系縮合物を現像ローラ表面層に含有させることにより、本発明の目的である、長期にわたってトナーに安定した帯電量を付与し、地肌かぶりを防止することが可能であることを見い出した。
【００１４】
請求項２に記載の現像ローラは、トナーを担持して回転しながら、静電潜像が形成された像担持体に接触または近接して該像担持体の表面にトナーを供給することによって、前記静電潜像を可視化する現像ローラであって、外周の表面層が、主鎖または側鎖末端にヒドロキシル基を有する樹脂またはプレポリマーと、フタログアナミン、フタログアナミン誘導体、フタログアナミン系縮合物のうち１種以上とからなる縮合架橋物を含有することを特徴とする。
【００１５】
上記フタログアナミン系縮合物は、フタログアナミン誘導体の脱水反応や、脱アルコール反応により得られる縮合反応物であり、構造式が下記［化２］で示されるものである。
【００１６】
【化２】
0003569454.tif 000003
【００１７】
本発明者らは、フタログアナミン誘導体、あるいはその縮合物との反応性を有する、ヒドロキシル基（水酸基）を含有する樹脂またはプレポリマーをフタログアナミン誘導体あるいは、その縮合物で架橋反応させて得られる縮合架橋物をローラ表面層中に含有させることにより、感光体汚染やトナーのタッキング防止、さらには弾性層に対する粘着や、表面層のヒビ割れ防止に効果的な現像ローラが得られることを見い出したものである。
【００１８】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係わる現像ローラを用いた現像装置の概略説明図である。
この現像装置において現像ローラ１、芯軸の周囲にスポンジ層を形成してなる補給ローラ２、およびトナー搬送部材３は、ケース４の側板に軸支されている。トナーはトナー搬送部材３および補給ローラ２を介して現像ローラ１の表面に供給される。
現像ローラ１（トナー担持体）上のトナーは、トナー層形成部材５によって所定量に薄層化され、現像ローラ１の回転により感光体６に搬送される。現像ローラ１は感光体６に平行に接触し、電源７の板バネ電極を介して感光体６の帯電電位と光書き込み後（露光後）の残留電位とのほぼ中間のバイアス電圧が印加される。
現像ローラ１上のトナーは感光体６との接触部に搬送され、感光体電位と現像バイアスによる現像電界に応じて帯電したトナーが感光体６に付着し、静電潜像が可視像化される。
【００１９】
図２は現像ローラ１の構造を示す断面図である。現像ローラ１は、金属からなる芯軸１１の周囲にゴムまたはエラストマーからなる弾性層１２と、その周囲に表面層１３とを被覆して構成されたものである。
弾性層１２の材料としては例えば、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、スチレンゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムまたはフォームなど公知のゴムやエラストマーが使用可能である。表面層１３を形成するには、弾性層１２の周囲に例えばディップ法、スプレーコート、ロールコートなど公知のコーティング法により塗膜を形成するか、あるいはチューブ状の成形物で弾性層１２の周囲を被覆すれば良い。
【００２０】
つぎに、本発明の実施例および比較例について説明する。
実施例１
接着剤を塗布したφ８ｍｍのＳＵＳ芯軸の周囲に、弾性層として下記組成からなるエピクロルヒドリンゴムをクロス押し出し成形後、加熱加硫を行った。その後、外径研削によりφ２０ｍｍに調整することで６ｍｍ厚の弾性層を得た。
エピクロルヒドリンゴム      １００重量部
炭酸カルシウム                ３０重量部
加硫促進剤                      ３重量部
イオウ                          １重量部
【００２１】
つぎに、下記組成からなる材料を弾性層上にスプレーコートし、この塗膜を１５０℃×１時間の条件で焼成して表面層を形成した。
アクリル樹脂                  ７０重量部
フタログアナミンの縮合物      ３０重量部
【００２２】
実施例２
実施例１と同様に弾性層を形成した後、下記組成の架橋物からなる表面層をスプレーコートで形成し、この表面層を１５０℃×１時間の条件で焼成した。
アクリルポリオール            ７０重量部
フタログアナミン              ３０重量部
【００２３】
実施例３
実施例１と同様に弾性層を形成した後、下記組成の架橋物からなる表面層をスプレーコートによって形成し、１５０℃×１時間の条件で焼成した。
ポリエステルポリオール        ７０重量部
フタログアナミン              ３０重量部
【００２４】
比較例１
実施例１と同様に弾性層を形成した後、アクリル樹脂のみからなる表面層をスプレーコートによって形成し、１５０℃×１時間の条件で焼成した。
【００２５】
比較例２
実施例１と同様に弾性層を形成した後、下記組成の架橋物からなる表面層をスプレーコートによって形成し、１５０℃×１時間の焼成を行った。
アクリルポリオール            ７０重量部
ベンゾグアナミン              ３０重量部
【００２６】
実施例１〜３および比較例１，２で得られた現像ローラについて、トナー帯電性とそれに関わる地肌かぶり、および画像濃度の安定性を、２３℃×５０％ＲＨの環境および３０℃×８０％ＲＨの環境で評価した。また、長期の使用による安定性を１万枚プリント後に評価した。さらに、現像ローラと感光体との当接放置による感光体汚染、また１万枚プリント後の膜（表面層）のヒビ割れの有無についても評価を行った。結果を下記［表１］〜［表４］に示す。
【００２７】
ただし、［表１］および［表２］は、「使用初期」の現像ローラに係わるものであり、［表３］および［表４］は１万枚プリント後の現像ローラに係わるものである。また、これらの表において◎は「特に優れる」、○は「良好」、△は「やや劣る」、×は「劣る」を示す。
【００２８】
【表１】
0003569454.tif 000004
【００２９】
【表２】
0003569454.tif 000005
【００３０】
【表３】
0003569454.tif 000006
【００３１】
【表４】
0003569454.tif 000007
【００３２】
実施例１と比較例１との比較から、本発明のフタログアナミン系化合物を表面層に含有させることにより、トナーの帯電性が向上していることがわかる。またこれにより地肌かぶりが抑えられ、画像濃度の安定性も向上している。
ただし、実施例１においては、フタログアナミン系化合物との反応性がないアクリル樹脂を用いているため無架橋であるころから、表面層が弾性層からのブリードをブロックすることができず感光体の汚染防止性が劣っている。また、膜のヒビ割れがある。
【００３３】
主鎖および側鎖末端にヒドロキシル基を導入したアクリルポリオールを用いた実施例２では、焼成によってヒドロキシル基とフタログアナミン化合物との脱水・脱アルコールによる縮合反応によってヒドロキシル基を架橋点とした架橋反応が起こる。
これによって表面層の膜強度が増加し、長期にわたる使用においてもヒビ割れすることなく耐久性が確保できる。また、感光体の汚染防止性も向上する。
さらに比較例２との比較から、ベンゾグアナミン系化合物よりもフタログアナミン系化合物を用いたほうが、経時でのトナー帯電量の低下が少ないことが分かる。
このような結果になったのは、フタログアナミンは両端にトリアジン環を有しているため、表面層の塗膜表面にはこれらのトリアジン環の少なくとも一方が存在するのに対し、ベンゾクアナミン系化合物ではトリアジン環が塗膜中で偏在しやすいためと考えられる。
【００３４】
実施例３は、アクリルポリオールに代えてポリエステルポリオールを用いたものであるが、この場合も同様にトナー帯電性、すなわち地肌かぶりや画像濃度安定性が良好で、かつ耐久性、感光体汚染防止性も確保できる。すなわち、主鎖または側鎖末端にヒドロキシル基を有する樹脂またはプレポリマーと、フタログアナミン系化合物とからなる縮合架橋物を表面層に含有せしめることで、本発明の目的が達成される。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば以下の効果が得られる。
（１）請求項１の発明による効果
この現像ローラでは、表面層にフタログアナミン、フタログアナミン誘導体またはフタログアナミン系縮合物を含有するので、高温多湿環境における使用、長期にわたる使用においても、トナーに充分な帯電量を付与することができ、地肌かぶりや濃度低下のない画像を安定して形成することができる。
【００３６】
（２）請求項２の発明による効果
この現像ローラでは表面層に、主鎖または側鎖末端にヒドロキシル基を有する樹脂またはプレポリマーと、フタアログアナミン、フタログアナミン誘導体、フタログアナミン系縮合物のうち１種以上とからなる縮合架橋物を含有しているので、高温多湿環境における使用、長期にわたる使用においても、トナーに充分な帯電量を付与することができ、地肌かぶりや濃度低下のない画像を安定して形成することができるとともに、この現像ローラを感光体に当接させた状態で放置しても感光体が汚染することがなく、また長期にわたる使用においても、膜のヒビ割れ等のない、耐久性の高い現像ローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の現像ローラを用いた現像装置の概略説明図である。
【図２】本発明の現像ローラの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１    現像ローラ
２    補給ローラ
３    トナー搬送部材
４    ケース
５    トナー層形成部材
６    感光体
７    電源
１１  芯軸
１２  弾性層
１３  表面層
【図１】
0003569454.tif 000008
【図２】
0003569454.tif 000009