(57)【要約】【課題】現像ローラの表面層に、トナーの固着が発生すること、亀裂が発生すること、及び、削れによるスジ等の傷が発生することを防止すると共に、表面層の摩耗による弾性層の露出を防止した長寿命の現像ローラ並びにそれを有する現像装置を低コストで提供する。【解決手段】芯軸１、弾性層２及び表面層３を順次有する現像ローラ１０において、該表面層３が、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、１種以上のアミノ樹脂と、の架橋反応生成物で構成されていると共に、その表面層３の摩耗係数が、１．５×１０-3ｍｍ／ｇ以下であるものとする。前記表面層３の動摩擦係数は、好ましくは、０．７以下である。前記ポリウレタン樹脂の１００％モジュラスは、好ましくは、２５ＭＰａ以下であり、また、前記ポリウレタン樹脂の伸び率は、好ましくは、３００％以上である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯軸、弾性層及び表面層を順次有する現像ローラにおいて、該表面層が、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、１種以上のアミノ樹脂と、の架橋反応生成物で構成されていると共に、その表面層の摩耗係数が、１．５×１０-3ｍｍ／ｇ以下であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記表面層の動摩擦係数が、０．７以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記ポリウレタン樹脂の１００％モジュラスが、２５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記ポリウレタン樹脂の伸び率が、３００％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記表面層が、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と１種以上のアミノ樹脂とを水中に乳化分散して得たポリウレタン樹脂組成物のＬＶＬＰ方式による噴霧塗布によって形成された塗膜で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項６】
前記ポリウレタン樹脂組成物が、前記アミノ樹脂を前記ポリウレタン樹脂に対して３重量％以上の割合で含有していることを特徴とする請求項５に記載の現像ローラ。
【請求項７】
前記ポリウレタン樹脂組成物が、カーボンブラックを前記ポリウレタン樹脂に対して２５重量％以上の割合で含有していることを特徴とする請求項５又は６に記載の現像ローラ。
【請求項８】
現像ローラと、該現像ローラと平行に配置してこれにトナーを供給するマグネットローラよりなるトナー供給ローラと、該トナー供給ローラ上に付着したトナーを規制して薄層を形成するトナー規制部材と、を有する現像装置において、該現像ローラとして、前記請求項１〜７のいずれかに記載の現像ローラを有することを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置において用いられる現像ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置、特に、小型の電子写真装置の分野においては、メンテナンスの簡素化が進められており、非磁性１成分トナーを使用して現像するタイプの現像装置、例えば、感光体表面、感光紙、記録紙等の画像担持体上に形成された静電潜像を１成分トナーを使用して現像するタイプの現像装置が実用化されている。図５は、このような従来の現像装置の概略説明図である。
【０００３】
図５に示すように、従来の現像装置１２０においては、現像ローラ１１０、芯軸の周囲に弾性層を形成してなる補給ローラ１１１、及び、トナー攪拌部材１１２は、ケース１１３の側板に軸支されている。トナー１１７は、トナー攪拌部材１１２及び補給ローラ１１１を介して現像ローラ１１０の表面に供給される。現像ローラ１１０上に供給されたトナー１１７は、さらに、トナー層規制部材１１４によって所定量に薄層化され、回転する現像ローラ１１０によって感光体１１５に搬送される。現像ローラ１１０は、感光体１１５に接触し、電極を介して感光体１１５の帯電電位と光書き込み後（露光後）の残留電位の中間のバイアス電圧がバイアス電源１１６によって印加されている。現像ローラ１１０上のトナー１１７は、感光体１１５との接触部に搬送され、そこで、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１１７は、感光体１１５に付着し静電潜像が可視像化される。
【０００４】
かかる現像ローラ１１０によれば、その表面に薄層化させたトナーを担持させ、これを静電潜像の形成された感光体ドラム１１５に当接させると、トナーが感光体ドラム１１５に現像電界に応じて移行するので、感光体ドラム１１５に形成された静電潜像が可視像化される。このような現像ローラ１１０においては、トナー１１７と現像ローラ１１０の表面との接触による摩擦帯電によってトナーの帯電の極性及び帯電量を制御する必要がある。トナーの感光体ドラム１１５への移動は、トナーの帯電の極性及び現像電界に応じて、静電潜像の画像部及び非画像部（地肌部）を選択することにより行われる。この装置によれば、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がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の画像担持体上に形成された静電潜像を１成分トナーを使用して現像するタイプの現像装置１２０においては、現像ローラ１１０の表面の樹脂被覆層上にトナー層規制部材１１４及び補給ローラ１１１を当接させる必要があるが、それらの当接させた部分におけるトナーへのストレスにより、現像ローラ１１０の表面の樹脂被覆層に、トナーの固着が発生したり、亀裂が発生したり、また、削れによるスジ等の傷が発生するという問題があった。特に、現像ローラではバイアス電源を印加するためにその樹脂被覆層に電気抵抗制御剤を含有させる必要があるが、電気抵抗制御剤を樹脂被覆層に含有させると、樹脂被覆層に亀裂を発生させる現象を加速させるという問題があった。
【０００６】
そこで、従来の現像装置においては、数ｋ〜十数ｋプリントできるカートリッジ形態がとられているが、近年は、環境問題からカートリッジのリサイクルを進める必要にせまられており、そのために、一枚当たりのランニングコストを押し上げるという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、現像ローラの表面層に、トナーの固着が発生すること、亀裂が発生すること、及び、削れによるスジ等の傷が発生することを防止すると共に、表面層の摩耗による弾性層の露出を防止した長寿命の現像ローラ並びにそれを有する現像装置を低コストで提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、芯軸、弾性層及び表面層を順次有する現像ローラにおいて、該表面層を、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、１種以上のアミノ樹脂と、の架橋反応生成物で構成すると共に、その表面層の摩耗係数を１．５×１０-3ｍｍ／ｇ以下とすることにより、現像ローラの表面層に、トナーの固着が発生すること、亀裂が発生すること、及び、削れによるスジ等の傷が発生することを防止すると共に、表面層の摩耗による弾性層の露出を防止した長寿命の現像ローラ並びにそれを有する現像装置を低コストで提供できることを見出して本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、請求項１に記載された発明は、芯軸、弾性層及び表面層を順次有する現像ローラにおいて、該表面層が、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、１種以上のアミノ樹脂と、の架橋反応生成物で構成されていると共に、その表面層の摩耗係数が、１．５×１０-3ｍｍ／ｇ以下であることを特徴とする現像ローラである。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記表面層の動摩擦係数が、０．７以下であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記ポリウレタン樹脂の１００％モジュラスが、２５ＭＰａ以下であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された発明において、前記ポリウレタン樹脂の伸び率が、３００％以上であることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された発明において、前記表面層が、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と１種以上のアミノ樹脂とを水中に乳化分散して得たポリウレタン樹脂組成物のＬＶＬＰ方式による噴霧塗布によって形成された塗膜で構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に記載された発明は、請求項５に記載された発明において、前記ポリウレタン樹脂組成物が、前記アミノ樹脂を前記ポリウレタン樹脂に対して３重量％以上の割合で含有していることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７に記載された発明は、請求項５又は６に記載された発明において、前記ポリウレタン樹脂組成物が、カーボンブラックを前記ポリウレタン樹脂に対して２５重量％以上の割合で含有していることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８に記載された発明は、現像ローラと、該現像ローラと平行に配置してこれにトナーを供給するマグネットローラよりなるトナー供給ローラと、該トナー供給ローラ上に付着したトナーを規制して薄層を形成するトナー規制部材と、を有する現像装置において、該現像ローラとして、前記請求項１〜７のいずれかに記載の現像ローラを有することを特徴とする現像装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す現像ローラの断面図である。図２は、本発明の一実施の形態を示す現像ローラを有する現像装置の概略説明図である。図３は、現像ローラの摩耗試験方法を説明するための説明図である。図４は、キズ幅（ｍｍ）と荷重（ｇ）との関係を示すグラフである。
【００１８】
図１において、１０は現像ローラである。現像ローラ１０は、金属からなる芯軸１の周囲にゴム又はエラストマーからなる弾性層２を有している。弾性層２は、例えば、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、ＮＢＲ、エピクロルヒドリンゴム、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、これらの混合物で構成される。これらのゴム又はエラストマーには、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。その際、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等を併用することができる。また、これらのゴム又はエラストマーには、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、着色剤等の配合剤を弾性層２の特性を損なわない範囲で添加することができる。
【００１９】
このような現像ローラ１０においては、電気特性、特に、電気抵抗が重要であるので、電気抵抗を調整するために、種々の導電性付与材料を弾性層を構成するゴム又はエラストマーに添加する。前記導電性付与材料には、粉体として、例えば、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、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラー用カーボン、熱分解カーボン、インジウムドープ酸化スズ(ＩＴＯ)、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、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がある。また、前記導電性付与材料には、イオン導電性物質として、例えば、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、変性脂肪酸ジメチルアンモニウムエトサルファート、ステアリン酸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等の有機イオン性導電性物質がある。
【００２０】
前記弾性層２の体積抵抗値は、１０3 〜１０9 Ω・ｃｍとすることが望ましい。体積抵抗値が１０3 Ω・ｃｍ未満では、材料の加工性を著しく損ねると共に硬度アップを招く。一方、１０9 Ω・ｃｍを越えると、表面層をコーティングしたローラ全体としての抵抗を目的の抵抗にすることが難しくなる。
【００２１】
前記弾性層２の硬度は、特に制限されるものではないが、現像ローラ１０が感光体と接触する場合には、ＪＩＳ−Ａスケールで６０°以下であり、好ましくは、２５°〜５０°である。硬度が高すぎる場合、感光体がドラムの場合は、ニップ幅が小さくなるために、良好な現像が行えなくなる可能性がある。逆に硬度が低くなりすぎると、圧縮永久歪みが大きくなり、現像ローラ１０に変形や偏芯が生じた場合、濃度ムラが発生する。また、低硬度側は、材料の固有の物性に大きく左右されるので、使用できる材料が限定される。弾性層２の硬度を低硬度にする場合でも、圧縮永久歪みは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。
【００２２】
本発明においては、現像ローラ１０は、弾性層２の外周面に表面層３を有している。表面層３は、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、１種以上のアミノ樹脂と、の架橋反応生成物で構成されており、また、その表面層３の摩耗係数は、１．５×１０-3ｍｍ／ｇ以下である。
【００２３】
前記「分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂」は、主鎖又は側鎖にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂であって、水性ウレタン樹脂として斯界でよく知られたものである。この水性ウレタン樹脂は、水中で乳化重合された分子量十数万の樹脂であり、分子中にカルボン酸を有し、アルカリ(アミン)で中和して水中に分散されている。
【００２４】
前記「アミノ樹脂」は、例えば、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、及び、グアナミン誘導体であり、好ましくは、メチル化メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂であるが、本発明の目的に反しない限り、ここに挙げた以外のアミノ樹脂であってもかまわない。
【００２５】
本発明によれば、該表面層３が、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、１種以上のアミノ樹脂と、の架橋反応生成物で構成されていると共に、その表面層３の摩耗係数が、１．５×１０-3ｍｍ／ｇ以下であるので、現像ローラ１０の表面層３に、トナーの固着が発生すること、亀裂が発生すること、及び、削れによるスジ等の傷が発生することを防止すると共に、表面層３の摩耗による弾性層２の露出を防止した長寿命（例えば、機械寿命同等の１２００ｋプリント程度）の現像ローラ１０を低コストで提供することができる。
【００２６】
本発明のおいては、表面層３の動摩擦係数は、０．７以下である。このように、表面層３の動摩擦係数が０．７以下であると、現像ローラ１０と接触する部材間における摺動性が良好となるので、耐摩耗性が向上し、そのために、高寿命の現像ローラとすることができる。
【００２７】
本発明においては、表面層３を構成するポリウレタン樹脂の１００％モジュラスは、２５ＭＰａ以下である。このように、表面層３を構成するポリウレタン樹脂の１００％モジュラスが２５ＭＰａ以下であると、カーボンブラックを多量に添加しても物性を大きく損ねることがなく、且つ、弾性層２への追従性が良好となるので、他の部材と接触して機械的ストレスを受けても、表面層３が変形し、そのために、表面層３が磨耗しにくいものとなる。
【００２８】
本発明においては、表面層３を構成するポリウレタン樹脂の伸び率は、３００％以上である。このように、表面層３を構成するポリウレタン樹脂の伸び率が３００％以上であると、カーボンブラックを多量に添加しても物性を大きく損ねることがなく、且つ、弾性層２への追従性が良好となるので、他の部材と接触して機械的ストレスを受けても、表面層３が変形し、そのために、塗膜が磨耗しにくいものとなる。
【００２９】
本発明においては、表面層３は、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と１種以上のアミノ樹脂とを水中に乳化分散して得たポリウレタン樹脂組成物をＬＶＬＰ方式による噴霧塗布によって形成した塗膜で構成されている。前記「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」は、低圧低容量方式による噴霧塗布とも呼ばれ、吹き付けエアー圧を０．５Ｋｇ／ｃｍ2 程度に低くし、且つ、エアー容量を２５Ｌ／分程度に少なくする噴霧塗布である。本明細書では、かかる噴霧塗布を「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」という。「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」は、それ自体としては、塗布の分野で知られたものであるが、本発明者が現像ローラ１０の表面層３の塗布に初めて適用したものである。
【００３０】
従来においては、「ＨＶＬＰ方式による噴霧塗布」が現像ローラの表面層の塗布に採用されていた。前記「ＨＶＬＰ方式による噴霧塗布」は、低圧高容量方式による噴霧塗布ともよばれ、吹き付けエアー圧を１．２Ｋｇ／ｃｍ2 程度に低くし、且つ、エアー容量を２００Ｌ／分程度に多くする噴霧塗布である。
【００３１】
本発明によれば、表面層３が、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と１種以上のアミノ樹脂とを水中に乳化分散して得たポリウレタン樹脂組成物の「ＨＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって形成した塗膜で構成されているので、塗料粒子を小さくすることができると共に、塗膜の緻密性を高くすることができ、そのために、塗膜の表面を滑らかにすることができ、よって、表面層３の摩耗係数を１．５×１０-3ｍｍ／ｇ以下とすることができる。また、本発明によれば、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を低減することができるので、塗装工程の作業環境が良くなると共に、環境への負荷を低減することができる。
【００３２】
これに対して、従来の「ＨＶＬＰ方式による噴霧塗布」は、塗料粒子が大きく、塗着効率が上がるが、現像ローラの表面性を良くするためには、ある程度、圧力を高くしなければならないので、塗膜の緻密性が低いものとなり、そのために、塗膜の表面を滑らかにすることができなくなって、塗膜が、いわゆる“ゆず肌”になる。したがって、従来の「ＨＶＬＰ方式による噴霧塗布」は、本発明のように、表面層３の摩耗係数を１．５×１０-3ｍｍ／ｇ以下とすることができない。
【００３３】
本発明においては、表面層３を形成する前記ポリウレタン樹脂組成物が前記アミノ樹脂を前記ポリウレタン樹脂に対して３重量％以上の割合で含有している。前記ポリウレタン樹脂組成物が前記アミノ樹脂を前記ポリウレタン樹脂に対して３重量％以上の割合で含有していると、アミノ樹脂とポリウレタン樹脂のカルボン酸とが架橋構造をとることができるので、耐摩耗性及び耐水性が向上し、また、動摩擦係数が低減する。
【００３４】
本発明においては、表面層３を形成する前記ポリウレタン樹脂組成物がカーボンブラックを前記ポリウレタン樹脂に対して２５重量％以上の割合で含有している。このように、前記ポリウレタン樹脂組成物がカーボンブラックを前記ポリウレタン樹脂に対して２５重量％以上の割合で含有していると、現像ローラにおいて必要な低抵抗を得ることができ、しかも、カーボンブラックが固体潤滑剤の役割を果たすことにより、現像ローラの摺動性が向上し、また、現像ローラの動摩擦係数が低下すると共に耐摩耗性が向上する。
【００３５】
前記抵抗としては、弾性層２の抵抗より表面層３の抵抗を低くして、現像ローラ１０の全体の抵抗を低くするために、塗料を低抵抗にする必要がある。現像ローラの抵抗、即ち、塗装膜の抵抗(絶縁性基板上)としては、その体積抵抗を１０-3Ω・ｃｍ以下にし、その表面抵抗を１０-6Ω／□以下にすることにより、１５０Ｖ以下の現像ポテンシャルで飽和現像を達成できるものである。前記塗料には、カーボンブラックの分散に際して、分散剤、消泡剤等の各種添加剤をトナー、感光体への非汚染性の点から適宜、添加することができる。
【００３６】
図２に示されているように、本発明の現像装置２０は、現像ローラ１５と、該現像ローラ１５と平行に配置してこれにトナー１６を供給するマグネットローラよりなるトナー供給ローラ１３と、該トナー供給ローラ１３上に付着したトナーを規制して薄層を形成するトナー規制部材１４と、を有する現像装置２０において、該現像ローラ１５として、前記請求項１〜７のいずれかに記載の現像ローラ１５を有している。そして、図２において、１１は、現像剤（キャリア、トナー）、１２は、撹拌部材、１６は、トナー、１７は、感光体、１８、１９は、バイアス電源である。
【００３７】
本発明の現像装置２０は、このように請求項１〜７のいずれかに記載の現像ローラ１５を有しているので、現像ローラ１５の表面層（図１における３参照。）に、トナー１６の固着が発生すること、亀裂が発生すること、及び、削れによるスジ等の傷が発生することを防止すると共に、表面層３の摩耗による弾性層２の露出を防止した長寿命（例えば、機械寿命の１２００ｋプリント程度）の現像ローラとすることができ、そのために、長寿命の現像装置を低コストで提供することができる。
【００３８】
本発明の現像装置２０においては、トナー１６の帯電を現像剤１１で行い、トナー供給ローラ（マグネットローラ）１３の表面に磁力で付着した現像剤１１のトナー１６を、現像ローラ１５へバイアス電源１９から供給される供給バイアスにより供給して、感光体１７上の静電潜像を現像する。
【００３９】
用いるトナー１６は、ポリエステル、ポリオ−ル等の樹脂に帯電制御剤（ＣＣＡ）、色剤、低軟化点物質(ワックス)等を分散混合し、その周りにシリカ、酸化チタン等の物質を外添して、その流動性を高めたものである。トナー１６は、従来の粉砕法あるいは、乳化、懸濁重合法等の重合法により製造されるものである。
【００４０】
外添剤としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セルウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物、窒化ケイ素等の窒化物、炭化ケイ素等の炭化物、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の金属塩、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩、カーボンブラック、シリカ等をあげることができる。外添剤の粒径は、通常０．１〜１．５μｍの範囲であり、また、その添加量は、トナー粒子１００重量部に対して、０．０１〜１０重量部、好ましくは、０．０５〜５重量部である。これらの外添剤は、単独で用いても、複数を併用しても構わない。また、これらの外添剤は、疎水化処理されたものを用いるのがより好ましい。
【００４１】
色剤は、カ−ボンブラック、フタロシアニンブル−、キナクリドン、カ−ミン等をあげることができる。
トナーの体積平均粒径の範囲は、好ましくは、３〜１２μｍである。このような範囲にすると、１２００ｄｐｉ以上の高解像度の画像にも十分対応することが可能である。
また、トナー内部に低軟化物質を内添することも可能であり、低軟化点物質としては、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、フィッシャートロピッシュワックス、アミドワックス、高級脂肪酸、エステルワックス及びこれらの誘導体又はこれらのグラフト／ブロック化合物等が挙げられ、この様な低軟化点物質を添加する場合は、トナー中へ５〜３０質量％程度添加することが好ましい。
【００４２】
【実施例】
（実施例１）
ポリオールとポリイソシアネートとからなるウレタンエラストマー１００重量部にカーボンブラック２５重量部を分散したウレタンエラストマー組成物を予め接着剤を塗布した直径８ｍｍのステンレススチール（ＳＵＳ）の芯軸の周囲に１ショット法にて被覆してウレタンエラストマー層を形成し、この被覆層を外径研削にて直径１６ｍｍとすることにより、４ｍｍ厚の弾性層を有するローラを形成した。このようにして得られたローラの弾性層の体積抵抗は、６．１×１０6 Ω・ｃｍであり、また、そのＪＩＳ−Ａ硬度は、３２度であった。
そして、伸び率：６６０（％）及び１００％モジュラス：７．４（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、メチル化メラミン５重量％及びカーボンブラック５０重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした。このようにして得られた現像ローラの表面層の膜厚は、約２０μｍであった。
但し、前記「伸び率」は、ＪＩＳ  Ｋ６３０１で測定された伸び率（％）であって、前記ポリウレタン樹脂の試験片を引張り試験機で引張った際に破断する時までの伸び量である。そして、「１００％モジュラス」は、試験片を１００％（２倍）引張る時に必要な荷重（ＭＰａ）である。前記「伸び率」及び「１００％モジュラス」は、以下の実施例及び比較例においても、同様に定義される。
【００４３】
（実施例２）
伸び率：５１０（％）及び１００％モジュラス：１７．１（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、メチル化メラミン５重量％及びカーボンブラック５０重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした以外は、実施例１と同様に現像ローラを形成した。
【００４４】
（実施例３）
伸び率：３８０（％）及び１００％モジュラス：２１．０（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、メチル化メラミン５重量％及びカーボンブラック４０重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした以外は、実施例１と同様に現像ローラを形成した。
【００４５】
（実施例４）
伸び率：３２０（％）及び１００％モジュラス：１１．３（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、メチル化メラミン５重量％及びカーボンブラック５０重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした以外は、実施例１と同様に現像ローラを形成した。
【００４６】
（実施例５）
伸び率：３４０（％）及び１００％モジュラス：３４．８（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、メチル化メラミン５重量％及びカーボンブラック２５重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした以外は、実施例１と同様に現像ローラを形成した。
【００４７】
（実施例６）
伸び率：４００（％）及び１００％モジュラス：１０．０（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、メチル化メラミン１０重量％及びカーボンブラック５５重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした以外は、実施例１と同様に現像ローラを形成した。
【００４８】
（実施例７）
伸び率：４５０（％）及び１００％モジュラス：１５．０（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、メチル化メラミン２０重量％及びカーボンブラック５５重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした以外は、実施例１と同様に現像ローラを形成した。
【００４９】
（比較例１）
伸び率：２９０（％）及び１００％モジュラス：３３．０（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、メチル化メラミン２重量％及びカーボンブラック１５重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした以外は、実施例１と同様に現像ローラを形成した。
【００５０】
（比較例２）
伸び率：２００（％）及び１００％モジュラス：２９．８（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、メチル化メラミン２重量％及びカーボンブラック１０重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした以外は、実施例１と同様に現像ローラを形成した。
【００５１】
（比較例３）
伸び率：１５０（％）及び１００％モジュラス：３０．６（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、カーボンブラック５重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした以外は、実施例１と同様に現像ローラを形成した。
【００５２】
（比較例４）
伸び率：１０（％）及び１００％モジュラス：４０（ＭＰａ）の分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に対して、メチル化メラミン２重量％及びカーボンブラック２０重量％を分散させてなる樹脂組成物を、前記弾性層を有するローラの表面に、「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布し、そして、この噴霧塗布したローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成して架橋反応を進行させることにより、表面層を形成して現像ローラとした以外は、実施例１と同様に現像ローラを形成した。
【００５３】
以上、実施例１〜７及び比較例１〜４により得られた現像ローラについて、
（イ）摩耗係数（ｍｇ／ｇ）を測定し、
（ロ）動摩耗係数を測定し、そして、
（ハ）該現像ローラを図２に示されるような実機（リコー社製、Ｉｐｓｉｏ  Ｃｌｏｒ５１００を改造したもの）に搭載して、画像面積が５％の画像１２００ｋプリント後の現像ローラの表面を評価した。
前記（イ）〜（ロ）は、次のようにして測定し、そして、前記（ハ）は、次の基準で評価した。
【００５４】
（１）摩耗係数（ｍｇ／ｇ）
実施例１〜７及び比較例１〜４で用いられる樹脂組成物を基盤上に「ＬＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって噴霧塗布して塗膜を形成し、これを図３に示されるように、先端にアルミナボールを取り付けたロードセルを荷重（Ｗ）で押圧しながら低速で摺動させて、塗膜に摩耗キズを形成し、そして、図４に示されるように、荷重Ｗ（ｇ）とキズ幅（ｍｍ）の関係をグラフに記載して、そのグラフの直線の傾きを摩耗係数（ｍｍ／ｇ）として測定した。
【００５５】
（２）動摩擦係数
前記（１）と同様に、塗膜に摩耗キズを形成し、そして、図３に示されるように、荷重（Ｗ）を測定しながら、ロードセルからの出力を記録してＦを測定して、Ｆ／Ｗを動摩擦係数とした。
【００５６】
（３）１２００ｋプリント後の現像ローラ表面の評価基準
１２００ｋプリント後の現像ローラ表面に弾性層が露出しないものを「○」とした。そして、１２００ｋプリント後の現像ローラ表面に一部露出があるか、又は、塗膜に剥がれがあるものを「×」とした。
【００５７】
測定結果及び評価結果は、次の表１に示される。
【００５８】
【表１】
2004198710.tif 000003
【００５９】
【発明の効果】
（１）表面層が分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と１種以上のアミノ樹脂との架橋反応生成物で構成されていると共に、その表面層の摩耗係数が１．５×１０-3ｍｍ／ｇ以下であるので、現像ローラの表面層に、トナーの固着が発生すること、亀裂が発生すること、及び、削れによるスジ等の傷が発生することを防止すると共に、表面層の摩耗による弾性層の露出を防止した長寿命（例えば、機械寿命同等の１２００ｋプリント程度）の現像ローラを低コストで提供することができる。
【００６０】
（２）請求項２に記載された本発明によれば、表面層の動摩擦係数が０．７以下であるので、現像ローラと接触する部材間における摺動性が良好となり、そのために、耐摩耗性が向上し、よって、高寿命の現像ローラとすることができる。
【００６１】
（３）請求項３に記載された本発明によれば、表面層を構成するポリウレタン樹脂の１００％モジュラスが２５ＭＰａ以下であるので、カーボンブラックを多量に添加しても物性を大きく損ねることがなく、且つ、弾性層への追従性が良好となり、そのために、他の部材と接触して機械的ストレスを受けても、表面層が変形し、よって、表面層が磨耗しにくいものとなる。
【００６２】
（４）請求項４に記載された本発明によれば、表面層を構成するポリウレタン樹脂の伸び率が３００％以上であるので、カーボンブラックを多量に添加しても物性を大きく損ねることがなく、且つ、弾性層への追従性が良好となり、そのために、他の部材と接触して機械的ストレスを受けても、表面層が変形し、よって、塗膜が磨耗しにくいものとなる。
【００６３】
（５）請求項５に記載された本発明によれば、表面層が、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と１種以上のアミノ樹脂とを水中に乳化分散して得たポリウレタン樹脂組成物の「ＨＶＬＰ方式による噴霧塗布」によって形成した塗膜で構成されているので、塗料粒子を小さくすることができると共に、塗膜の緻密性を高くすることができ、そのために、塗膜の表面を滑らかにすることができ、よって、表面層の摩耗係数を１．５×１０-3ｍｍ／ｇ以下とすることができる。また、本発明によれば、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を低減することができるので、塗装工程の作業環境が良くなると共に、環境への負荷を低減することができる。
【００６４】
（６）請求項６に記載された本発明によれば、表面層を形成するポリウレタン樹脂組成物がアミノ樹脂を前記ポリウレタン樹脂に対して３重量％以上の割合で含有しているので、アミノ樹脂とポリウレタン樹脂のカルボン酸とが架橋構造をとることができ、そのために、耐摩耗性及び耐水性が向上し、また、動摩擦係数が低減する。
【００６５】
（７）請求項７に記載された本発明によれば、表面層を形成するポリウレタン樹脂組成物がカーボンブラックを前記ポリウレタン樹脂に対して２５重量％以上の割合で含有しているので、現像ローラにおいて必要な低抵抗を得ることができ、しかも、カーボンブラックが固体潤滑剤の役割を果たすことにより、現像ローラの摺動性が向上し、また、現像ローラの動摩擦係数が低下すると共に耐摩耗性が向上する。
【００６６】
（８）請求項８に記載された本発明によれば、現像ローラと、該現像ローラと平行に配置してこれにトナーを供給するマグネットローラよりなるトナー供給ローラと、該トナー供給ローラ上に付着したトナーを規制して薄層を形成するトナー規制部材と、を有する現像装置において、該現像ローラとして、前記請求項１〜７のいずれかに記載の現像ローラを有しているので、現像ローラの表面層に、トナーの固着が発生すること、亀裂が発生すること、及び、削れによるスジ等の傷が発生することを防止すると共に、表面層の摩耗による弾性層の露出を防止した長寿命（例えば、機械寿命の１２００ｋプリント程度）の現像ローラとすることができ、そのために、長寿命の現像装置を低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す現像ローラの断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態を示す現像ローラを有する現像装置の概略説明図である。
【図３】現像ローラの摩耗試験方法を説明するための説明図である。
【図４】キズ幅（ｍｍ）と荷重（ｇ）との関係を示すグラフである。
【図５】従来の現像装置の概略説明図である。
【符号の説明】
１  芯軸
２  弾性層
３  表面層
１０  現像ローラ
１１  現像剤（キャリア、トナー）
１２  撹拌部材
１３  トナー供給ローラ
１４  トナー規制部材
１５  現像ローラ
１６  トナー
１７  感光体
１８、１９  バイアス電源
２０  現像装置
【図１】
2004198710.tif 000004
【図２】
2004198710.tif 000005
【図３】
2004198710.tif 000006
【図４】
2004198710.tif 000007
【図５】
2004198710.tif 000008