(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して、使用上の耐久性を向上させた現像ローラ及び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、（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、の架橋反応生成物で構成されているものとする。【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、
（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、
（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、
の架橋反応生成物で構成されていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記表面層が、
（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、
（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、
を含有する樹脂組成物の塗布によって形成されてい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】
前記樹脂組成物が、水に乳化分散された前記ポリウレタン樹脂を含有していることを特徴とする請求項２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記樹脂組成物が、前記トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂を、前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対して３〜８０重量部の割合で含有していることを特徴とする請求項２又は３に記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記樹脂組成物が、カーボンブラックを前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対して２５重量部以上の割合で含有してい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。
【請求項６】
前記弾性層単属の体積抵抗を１．０×１０９　Ω・ｃｍ以下とし、そして、前記表面層単独の体積抵抗を弾性層の体積抵抗よりも低くしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項７】
前記表面層の初期の体積抵抗を１．０×１０３　Ω・ｃｍ以下とし、そして、その表面抵抗を１．０×１０６　Ω／□以下としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項８】
前記表面層の表面の十点平均粗さＲｚが、弾性層の表面の十点平均粗さＲｚより小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項９】
前記表面層の膜厚が、弾性層の表面の十点平均粗さＲｚ以上、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の現像ローラ。
【請求項１０】
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１〜９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して、使用上の耐久性を向上させた現像ローラ及び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、（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、の架橋反応生成物で構成したところ、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して、使用上の耐久性を向上させた現像ローラ及びそれを有する現像装置を低コストで提供す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、
（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、
（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、
の架橋反応生成物で構成されてい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、前記表面層が、
（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、
（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、
を含有する樹脂組成物の塗布によって形成されてい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２に記載された発明において、前記樹脂組成物が、水に乳化分散された前記ポリウレタン樹脂を含有してい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２又は３に記載された発明において、前記樹脂組成物が、前記トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂を、前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対して３〜８０重量部の割合で含有してい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２〜４のいずれかに記載された発明において、前記樹脂組成物が、カーボンブラックを前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対して２５重量部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。
【００１４】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれかに記載された発明において、前記弾性層単属の体積抵抗を１．０×１０９　Ω・ｃｍ以下とし、そして、前記表面層単独の体積抵抗を弾性層の体積抵抗よりも低くした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１〜６のいずれかに記載された発明において、前記表面層の初期の体積抵抗を１．０×１０３　Ω・ｃｍ以下とし、そして、その表面抵抗を１．０×１０６　Ω／□以下とした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、請求項１〜７のいずれかに記載された発明において、前記表面層の表面の十点平均粗さＲｚが、弾性層の表面の十点平均粗さＲｚより小さいことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項９に記載された発明は、請求項１〜８のいずれかに記載された発明において、前記表面層の膜厚が、弾性層の表面の十点平均粗さＲｚ以上、３０μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１０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１〜９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。
【００１９】
【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、現像ローラの体積抵抗の測定法を説明するための説明図である。図４は、感光体上のトナー付着量と現像ポテンシャルとの関係を示すグラフである。
【００２０】
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。
【００２１】
このような現像ローラにおいては、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。
【００２２】
本発明においては、弾性層の体積抵抗値は、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。
【００２３】
本発明においては、弾性層の硬度は、特に制限されるものではないが、現像ローラ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。
【００２４】
また、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、（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、の架橋反応生成物で構成されている。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。このような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しているものである。本発明における「トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体」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トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体であってもかまわない。
【００２５】
本発明によれば、表面層３を、（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、の架橋反応生成物で構成したので、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し、さらには、加水分解性及び耐溶剤性を向上させて、現像ローラの使用上の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
前記表面層３は、（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、を含有する樹脂組成物を弾性層２の外周面にディップ法、スプレーコート、ローラコート等の被覆手段により形成される。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、水に乳化分散されたものとして樹脂組成物中に存在するので、ＶＯＣを低減することができ、塗装工程の作業環境が良くなる。このように分散溶液が水であるので、該樹脂組成物で構成される塗料がレベリングし易く、そのために、ローラ表面、即ち、表面層３を平滑にすることができる。
【００２７】
前記樹脂組成物は、前記トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂を前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対して３〜８０重量％の割合で含有している。前記トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体は、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂を架橋させることにより、表面層３の耐摩耗性等の機械的物性を向上させることができる。また、前記トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体は、分子構造中に窒素基を多く含有しているので、負帯電性のトナーに負の帯電を与えることができ、そのために、それらの添加量を増やすことによりトナー帯電性を高めることができる。しかしながら、添加量を増やしていくと、トリアジン系樹脂同士の自己縮合物質が多く形成されるので、塗膜が硬くなり、そのために、塗膜の物性を損なわない範囲で添加する必要がある。添加量が３重量部以下では、塗膜の物性を十分向上させることができない。反応点以上に添加した場合においても、自己縮合を行うので、単量体で存在することはなく、そのために、塗膜内部よりブリードすることはない。
【００２８】
前記「トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体」は、熱硬化性樹脂、即ち、加熱しなければ硬化反応を起こさない樹脂であるので、これを分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に添加して樹脂組成物（塗料）としても、そのポットライフが長いという利点がある。
【００２９】
このような樹脂組成物を弾性層２の外表面に塗布して表面層３とするためには、カーボンブラック等の導電剤を用いて樹脂組成物の導電化が必要であるが、本発明においては、前記樹脂組成物は、好ましくは、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。前記樹脂組成物中にカーボンブラックを分散するに際しては、これに分散剤、消泡剤等の各種添加剤を、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。
【００３０】
本発明においては、好ましくは、弾性層２単属の体積抵抗を１．０×１０９　Ω・ｃｍ以下とし、そして、表面層３単独の体積抵抗を弾性層の体積抵抗よりも低くする。体積抵抗が高抵抗の弾性層に低抵抗の表面層を形成しても、１５０Ｖ以下の現像ポテンシャルで飽和現像を達成するためのローラ抵抗以下にすることができないが、本発明においては、弾性層の硬度を損なわないようにして、１５０Ｖ以下の現像ポテンシャルで飽和現像を達成することができる。
また、本発明においては、好ましくは、表面層３の初期の体積抵抗を１．０×１０３　Ω・ｃｍ以下とし、そして、その表面抵抗を１．０×１０６　Ω／□以下とする。表面層３の初期の体積抵抗及び表面抵抗をこのような値にすると、１５０Ｖ以下の現像ポテンシャルで飽和現像を達成できるローラ抵抗である１０７　Ω・ｃｍ以下（１Ｖ印加）を達成できる。
このように、表面層３の体積抵抗を達成するために、カーボンブラックを前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対して２５重量部以上の割合で含有させる。
【００３１】
本発明においては、表面層３の表面の十点平均粗さＲｚは、弾性層の表面の十点平均粗さＲｚより小さいものとなっている。現像ローラにおいては、弾性層は研削等の外径加工が行われるので、表面粗さを小さくすることができないが、高画質にするためには、ローラ表面粗さを小さくする必要がある。それ故、本発明においては、前記樹脂組成物で構成される塗料のコーティング時のレベリングにより、弾性層２の粗さより表面層３の形成後の粗さを小さくする。
【００３２】
本発明においては、表面層３の膜厚は、弾性層２の表面の十点平均粗さＲｚ以上、３０μｍ以下となっている。このように、表面層３の膜厚を弾性層２の表面の十点平均粗さＲｚ以上、３０μｍ以下とすると、前記樹脂組成物で構成される塗料のレベリングによる表面層３の膜厚に偏差が生じても弾性層２が露出することがない。従って、表面層３の膜厚は、弾性層２の表面の十点平均粗さＲｚ以上の膜厚が必要である。また、表面層３の膜厚が３０μｍ近くあれば、表面層３がトナー及び現像剤と摺擦されても、仮に１２００ｋプリント後であっても、弾性層２が露出することはない（予測値として）。さらに、水系塗料は、樹脂皮膜形成時に樹脂粒子の凝集により収縮するので、その膜厚が３０μｍを越えると、しわが発生しやすく、表面のうねりが大きくなるが、本発明においては、表面層３の膜厚が３０μｍ以下であるので、表面層３にしわやうねりが発生することはない。
【００３３】
最近の高画質化に対応するためには、現像ローラの表面粗さはできるだけ小さいことが望ましいが、弾性層の硬度の低硬度化（ＪＩＳ−Ａ硬度；４０度以下）に伴い、弾性層の表面粗さを小さくすることが難しくなっている。それ故、表面層の形成において、ローラ表面を平滑にする必要が生じてきた。本発明においては、表面層３を弾性層２の表面粗さ以上の膜厚にして、弾性層２の凹凸を埋めるような塗装方法を行う。
【００３４】
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１〜９のいずれかに記載の現像ローラ１５を有している。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。
【００３５】
本発明の現像装置２０は、このように請求項１〜９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し、さらには、加水分解性及び耐溶剤性を向上させることができ、そのために、現像装置の耐久性を向上させることができる。特に、本発明の現像装置においては、硬い磁性体で形成されたキャリア粒子からなる磁気ブラシにより現像ローラが摺擦されるが、現像ローラが柔軟性に富んでおり、しかも、耐摩耗性が高い材料で形成された表面層を有しているので、その耐久性を向上させることができることとなる。また、本発明の現像装置２０は、このような現像ローラを有しているので、感光体上の画像部の表面電位と現像バイアスの差が１５０Ｖ以下で、感光体上のトナー付着量を飽和させることができる。また、本発明の現像装置２０は、マグネットローラよりなるトナー供給ローラ１３を有しているので、トナーの帯電をトナー供給ローラ１３の外周に形成された磁気ブラシで行うことができ、そのために、マグネットローラと現像ローラの電位差でトナーを現像ローラへ供給することができ、帯電不足、過剰帯電、逆帯電トナーを供給することはない。よって、適正な帯電量のトナーのみを選択的にトナー坦持体上に坦持させ、ドット再現性が良くかつ、地汚れの少ない画像を得ることができる。また、現像ローラへの当接部材が低減されるため、現像ローラ及び、トナーへのストレスが低減できるため、現像ローラの傷の発生防止、現像ローラ及び、トナー層形成部材へのトナー固着を防止することができる。また、前記トナーには、低軟化点物質（ワックス）を含有させることができる。
【００３６】
【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を抵抗計（アドバンテスト社製、Ｒ８３４０Ａ）で測定した。即ち、図３に示すように、ローラを平板電極に押し当て、その両シャフトに各５００ｇの加重を平行電極方向に加えた状態で導電シャフトと導電電極との間に１Ｖの電圧を３０秒間印加して測定した。その結果、前記弾性層の表面抵抗は、６．１×１０６　Ω・ｃｍであった。また、前記弾性層のＪＩＳ−Ａ硬度を測定したところ、その硬度は、３２度であった。
そして、ポリカーボネートウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１０重量部にメチル化メラミン樹脂（三和ケミカル社製）５重量部及びカーボンブラック２５重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００３７】
（実施例２）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、ポリカーボネートウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１００重量部にメチル化メラミン樹脂（三和ケミカル社製）３０重量部及びカーボンブラック４０重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００３８】
（実施例３）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、ポリカーボネートウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１００重量部にメチル化メラミン樹脂（三和ケミカル社製）８０重量部及びカーボンブラック２５重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００３９】
（実施例４）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、アクリル複合ウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１００重量部にメチル化メラミン樹脂（三和ケミカル社製）５重量部及びカーボンブラック２５重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００４０】
（実施例５）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、アクリル複合ウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１００重量部にメチル化メラミン樹脂（三和ケミカル社製）３０重量部及びカーボンブラック４０重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００４１】
（実施例６）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、アクリル複合ウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１００重量部にメチル化メラミン樹脂（三和ケミカル社製）８０重量部及びカーボンブラック２５重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００４２】
（実施例７）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、アクリル複合ウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１００重量部にベンゾグアナミン樹脂（三和ケミカル社製）３０重量部及びカーボンブラック２５重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００４３】
（比較例１）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、ポリカーボネートウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１００重量部にカーボンブラック１５重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００４４】
（比較例２）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、ポリカーボネートウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１００重量部にカーボンブラック２０重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００４５】
（比較例３）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、アクリル複合ウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１００重量部にカーボンブラック１５重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００４６】
（比較例４）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、アクリル複合ウレタン（旭電化工業社製水系ウレタン塗料）１００重量部にカーボンブラック２０重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００４７】
（比較例５）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、シリコーングラフトアクリルポリマー１００重量部にカーボンブラック２０重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００４８】
（比較例６）
実施例１と同様に弾性層を有するローラを形成した。そして、アクリルシリコーン１００重量部にカーボンブラック２０重量部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スプレーコートし、そして、このスプレーコートしたローラをオーブンにて１５０℃で１時間焼成し、架橋反応を進行させて、表面層を形成することにより、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３０μｍであった。
【００４９】
実施例１〜７及び比較例１〜６により得られた現像ローラの▲１▼表面層の体積抵抗（Ω・ｃｍ）、▲２▼表面抵抗（Ω／□）、▲３▼飽和現像ポテンシャル（Ｖ）及び▲４▼２００ｋプリント後の摩耗量（μｍ）を測定した。前記▲１▼〜▲３▼は、次のようにして測定した。
◆表面層の体積抵抗（Ω・ｃｍ）
表面層の体積抵抗（Ω・ｃｍ）は、図３に示されるように、ローラを平板電極に押し当て、その両シャフトに各５００ｇの加重を平行電極方向に加えた状態で導電シャフトと導電電極との間に１Ｖの電圧を３０秒間印加して測定した。
【００５０】
◆表面抵抗（Ω／□）
表面抵抗（Ω／□）は、絶縁性の基盤、即ち、ＰＥＴフィルム上に塗布した塗膜の抵抗を４探針法（Ｋ７１９４）で測定した。
◆飽和現像ポテンシャル（Ｖ）
図２に示される現像装置に現像ローラを組み込み、感光体をアース（０Ｖ）して、現像ローラに印加する現像バイアスを−２００Ｖから０Ｖ側へ変化させていった時の感光体上のトナー付着量を測定して現像γを評価した。現像γは、どのローラも図４に示されるようなものになった。飽和現像ポテンシャルは、現像ポテンシャルを大きくしても感光体上のトナー付着量が変化しないものであり、図では１００Ｖとなる。この飽和の電位は、抵抗によって変化する。飽和現像ポテンシャル、感光体潜像電位及び現像バイアスの関係は、次のとおりとなる。
飽和現像ポテンシャル＝感光体潜像電位−現像バイアス
【００５１】
測定結果及び評価結果は、次の表１に示される。
１２００ｋプリント後の表面摩耗量を２００ｋプリント後の摩耗量から予測して、摩耗量が３０μｍ以上を不可（×）とし、そして、３０μｍ未満を良（○）とすることにより、１２００ｋプリント後の表面摩耗量を評価した。
【００５２】
【表１】
2004037551.tif 000003
【００５３】
【発明の効果】
（１）請求項１、２に記載された本発明によれば、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、（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、の架橋反応生成物で構成されているので、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し、さらには、加水分解性及び耐溶剤性を向上させて、現像ローラの使用上の耐久性を向上させることができる。
【００５４】
（２）請求項３に記載された本発明によれば、（イ）分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂と、（ロ）トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂と、を含有する樹脂組成物が、水に乳化分散された前記ポリウレタン樹脂を含有しているので、ＶＯＣを低減することができ、塗装工程の作業環境が良くなる。また、このように分散溶液が水であるので、該樹脂組成物で構成される塗料がレベリングし易く、そのために、ローラ表面、即ち、表面層３を平滑にすることができる。
【００５５】
（３）請求項４に記載された本発明によれば、樹脂組成物が、トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体から選ばれる少なくとも１種の樹脂を、前記ポリウレタン樹脂１００重量部に対して３〜８０重量部の割合で含有しているので、前記トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体を、分子中にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂に架橋させることにより、表面層の耐摩耗性等の機械的物性を向上させることができる。また、前記トリアジン系樹脂及びトリアジン系樹脂誘導体は、分子構造中に窒素基を多く含有しているので、負帯電性のトナーに負の帯電を与えることができ、そのために、それらの添加量を増やすことによりトナー帯電性を高めることができる。
【００５６】
（４）請求項５に記載された本発明によれば、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１００重量部に対して２５重量部以上の割合で含有しているので、１５０Ｖ以下の現像ポテンシャルで飽和現像を達成するためのローラ抵抗以下にすることができる。
【００５７】
（５）請求項６に記載された本発明によれば、弾性層単属の体積抵抗を１．０×１０９　Ω・ｃｍ以下とし、そして、前記表面層単独の体積抵抗を弾性層の体積抵抗よりも低くしたので、弾性層の硬度を損なわないようにして、１５０Ｖ以下の現像ポテンシャルで飽和現像を達成することができる。
【００５８】
（６）請求項７に記載された本発明によれば、表面層の初期の体積抵抗を１．０×１０３　Ω・ｃｍ以下とし、そして、その表面抵抗を１．０×１０６　Ω／□以下としたので、１５０Ｖ以下の現像ポテンシャルで飽和現像を達成できるローラ抵抗である１０７　Ω・ｃｍ以下（１Ｖ印加）を達成できる。
【００５９】
（７）請求項８に記載された本発明によれば、表面層の表面の十点平均粗さＲｚが弾性層の表面の十点平均粗さＲｚより小さいので、樹脂組成物で構成される塗料のコーティング時のレベリングにより、弾性層の粗さより表面層の形成後の粗さを小さくすることができ、そのために、高画質にすることができる。
【００６０】
（８）請求項９に記載された本発明によれば、表面層の膜厚が弾性層の表面の十点平均粗さＲｚ以上、３０μｍ以下であるので、樹脂組成物で構成される塗料のレベリングによる表面層の膜厚に偏差が生じても弾性層が露出することがなく、また、表面層にしわやうねりが発生することもない。
【００６１】
（９）請求項１０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１〜９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し、さらには、加水分解性及び耐溶剤性を向上させることができ、そのために、現像装置の耐久性を向上させることができる。特に、本発明の現像装置においては、硬い磁性体で形成されたキャリア粒子からなる磁気ブラシにより現像ローラが摺擦されるが、現像ローラが柔軟性に富んでおり、しかも、耐摩耗性が高い材料で形成された表面層を有しているので、その耐久性を向上させることができることとなる。また、本発明の現像装置は、このような現像ローラを有しているので、感光体上の画像部の表面電位と現像バイアスの差が１５０Ｖ以下で、感光体上のトナー付着量を飽和させることができる。
【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】現像ローラの体積抵抗の測定法を説明するための説明図である。
【図４】感光体上のトナー付着量と現像ポテンシャル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】
2004037551.tif 000004
【図２】
2004037551.tif 000005
【図３】
2004037551.tif 000006
【図４】
2004037551.tif 000007
【図５】
2004037551.tif 000008