(57)【要約】【課題】安定して良好な画像を得ることのできるトナー担持体、及び該トナー担持体を用いた画像形成装置を提供すること。【解決手段】表面にトナーを担持して該トナーの薄膜を形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該画像形成体表面にトナーを供給することにより可視画像を形成するトナー担持体において、該担持体表面のユニバーサル硬度を測定するに際し、１００ｍＮ／ｍｍ2／６０秒の測定条件でのユニバーサル硬度が３Ｎ／ｍｍ2以下であるトナー担持体、及びこれを装着してなる画像形成装置である。トナー担持体１の弾性層３の表面に、紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂の被覆層３ａが設けられている。【選択図】  図１
2004191638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナーを担持して該トナーの薄膜を形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該画像形成体表面にトナーを供給することにより可視画像を形成するトナー担持体であって、
シャフトと、該シャフトの外周に形成された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された少なくとも１層の樹脂被覆層とを有するトナー担持体において、
該樹脂被覆層は、紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂よりなり、
該担持体表面のユニバーサル硬度を測定するに際し、１００ｍＮ／ｍｍ2／６０秒の測定条件でのユニバーサル硬度が３Ｎ／ｍｍ2以下であることを特徴とするトナー担持体。
【請求項２】
請求項１において、該トナー担持体の表面から５μｍ以内における前記ユニバーサル硬度が３Ｎ／ｍｍ2以下であることを特徴とするトナー担持体。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ユニバーサル硬度が０．１〜３Ｎ／ｍｍ2であることを特徴とするトナー担持体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、該樹脂被覆層単体は、１０ｍＮ／ｍｍ2定荷重測定条件でのユニバーサル硬度が１０Ｎ／ｍｍ2以下であることを特徴とするトナー担持体。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、弾性層が、エチレン−プロピレンゴム、ブタジエンゴム、シリコーンゴム、又はウレタンゴムあるいはこれらと他のゴム材料との混合物を含有することを特徴とするトナー担持体。
【請求項６】
請求項１又は２において、該弾性層が、ウレタン結合を有する樹脂を含有することを特徴とするトナー担持体。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、該樹脂被覆層が、無溶剤の塗工液を塗布し、紫外線又は電子線を照射して硬化させることにより形成されたものであることを特徴とするトナー担持体。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、該樹脂被覆層の少なくとも最外層が、１×１０4〜１×１０14Ω・ｃｍの体積抵抗率を有することを特徴とするトナー担持体。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項において、該樹脂被覆層の少なくとも１層が、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アクリル変性シリコーン樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、これらの混合物あるいはこれらと他の樹脂との混合物を含有することを特徴とするトナー担持体。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項において、該樹脂被覆層の厚さが１〜５００μｍであることを特徴とするトナー担持体。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項において、表面におけるアスカーＣ硬度が３５〜８５度であることを特徴とするトナー担持体。
【請求項１２】
トナー担持体を有する画像形成装置において、該トナー担持体として請求項１〜１１のいずれかに記載のトナー担持体を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー担持体及びそれを用いた画像形成装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、複写機やプリンターなどの画像形成装置において、静電潜像を保持した感光体や紙等の画像形成体にトナーを供給して画像形成体表面に可視画像を形成するためのトナー担持体であって、画像むらのない高品質の画像を与え、かつ長期使用における特性変化が小さい耐久性に優れたトナー担持体、及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機，プリンター等の電子写真方式の画像形成方法において、静電潜像を保持した感光体等の画像形成体に一成分系トナーを供給し、該トナーを潜像に付着させて可視化する画像形成方法として加圧現像法が知られている。この加圧現像法は、トナーを担持したトナー担持体を、静電潜像を保持した画像形成体（感光体等）に接触させて、トナーを該画像形成体の潜像に付着させることにより画像形成を行うものであり、このため、上記トナー担持体を導電性と弾性を有する導電性弾性体で形成する必要がある。また、潜像保持体と現像ローラとの間に微少な間隙を設けてトナーを飛翔させたり、アパチャー電極を用いたトナージェット法等にもこのような半導電性弾性ローラが用いられている。
【０００３】
加圧現像法を例にとると、例えば添付図２に示されるように、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画像形成体（感光体等）５との間に、トナー担持体（現像ローラ）１が配設され、該トナー担持体（現像ローラ）１、画像形成体（感光体等）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によりトナー担持体（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により均一な薄膜に整えられた状態でトナー担持体（現像ローラ）１が画像形成体（感光体等）５と接触しながら回転することにより、薄膜に形成されたトナーがトナー担持体（現像ローラ）１から画像形成体（感光体等）５の潜像に付着して、該潜像が可視化するように構成されている。
【０００４】
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】
このような加圧現像方式による画像形成装置においては、トナー担持体１は画像形成体５に密着した状態を保持しつつ回転しなければならず、このため、例えば、添付図１の概略断面図に示されるように、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、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリウレタンゴム等の弾性ゴムやフォーム等に導電剤を配合して導電性を付与した導電性弾性体からなる導電性弾性層３を形成した構造となっている。更に、トナーに対する帯電性や付着性の制御のため、画像形成体及び成層ブレードとの摩擦力制御のため、あるいは弾性体による画像形成体の汚染防止等のため、樹脂等からなる被覆層３ａが導電性弾性層３の表面に設けられている。
【０００６】
一方、紙やＯＨＰ用紙等の紙葉類からなる画像形成体に、トナー担持体上に担持させたトナーを孔状の制御電極を介して直接飛翔せしめて画像を形成する画像形成方法も提案されている。また、感光体に近接して非接触状態に配設されたスリーブ状のトナー担持体の表面に、薄層に成層した非磁性トナーを担持し、これを感光体上に飛翔させて現像を行い、画像を形成する方法も提案されている（特開昭５８−１１６５５９号公報）。
【０００７】
上記２つの方法において、いずれもトナー担持体上に、トナーに対する帯電性や付着性の制御のため、あるいは感光体、成層ブレード、制御電極等の他の部材との摩擦力低減等のために、導電性弾性層の表面に樹脂等からなる被覆層が設けられている。本発明者らは、これまでにメラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂等の各樹脂を被覆層に使用するトナー担持体が、摩擦や画像特性を改良しうることを提案してきた（例えば特開２００２−４０８０１号公報）。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５８−１１６５５９号公報
【特許文献２】
特開２００２−４０８０１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、プリンター等の高速化、要求される画像微細性の向上、あるいはカラー画像化等により、画像形成性に対する要求が厳しくなり、従来のトナー担持体では対応できない種々の問題が顕在化してきた。特に、画質の均一性は一層要求が高度になり、また、トナー担持体を画像形成装置に組み込んで長期間使用して印刷枚数が増加した場合に、白画像のカブリ、またハーフトーン画像のザラツキ、あるいは黒画像の濃淡ムラ等の画像不良が発生するという問題があった。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、一層の高品質画像が得られ、長期的に使用しても、白画像のカブリやハーフトーン画像のザラツキあるいは黒画像の濃淡ムラ等の画像不良が発生することのない耐久性に優れたトナー担持体、及び該トナー担持体を用いた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
ところで、上記の樹脂被覆層３ａを設ける方法として、溶剤系又は水系の塗料中にローラをディップ又はスプレーした後に熱又は熱風で乾燥硬化する方法が行われているが、長時間の乾燥が必要であるため、量産には長い乾燥ラインが必要である。また、ローラのソリッド層はその用途から微妙な導電性、表面状態が要求されるため、乾燥ライン内の温度分布、風量のバラツキが性能に大きく影響する等、コスト、品質上の問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、長期保存した場合などにおいても安定して良好な画像を得ることができ、しかも製造に際し長いラインを必要としないトナー担持体と、このトナー担持体を備えた画像形成装置とを提供することをも目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねる過程において、以下の三点を確認した。
（１）  長期的に安定した高品質の画像を得るためには、長期的な運転条件においてもトナーの性状が変化しないことが不可欠であること。
（２）  トナーは現像槽中で常に撹拌されたストレスが与えられており、特にトナー担持体と層規制ブレード、トナー担持体とトナー供給部材との間でのトナーストレスは最も大きく、連続的に運転した場合に、その部分でトナーの劣化が促進されていること。
（３）  トナーに強いストレスが加わった場合、トナー粒子の変形、割れ、外添剤の剥離などが起こり、所定の帯電量が得られなくなることによって、全体の帯電量分布が不均一なものとなり、白画像のカブリやハーフトーン画像のザラツキあるいは黒画像の濃淡ムラ等の画像不良が発生すること。
【００１４】
特に、上記（２）のトナー劣化は、トナー担持体のごく表面近傍における硬度が高い場合に、著しく促進されることが、本発明者らの研究過程で明らかになった。
【００１５】
ところで、従来、トナー担持体の硬度については、アスカーＣやＪＩＳ  Ａに代表されるように、１ｋｇ程度の比較的大きい一定荷重をローラに付与し、そのときの変形度合いをもって評価するのが一般であった。
【００１６】
しかしながら、本発明者らの研究によれば、トナーがトナー担持体上で移動する際に起こる変形はごく僅かであり、トナーが受けるストレスの大きさは、従来のアスカーＣなどの硬度ではなく、トナー担持体の表面あるいはそのごく近傍における微小変形時の硬さによって大きく影響を受けることが明らかになった。そして、この表面のごく近傍における硬さを表す指標としては、ユニバーサル硬度が適しており、その値を一定値以下とすることでトナーの劣化を効果的に防止でき、その結果、長期的に安定した高画質画像を得ることに成功した。
【００１７】
本発明は上述したような経緯で成立したものである。
【００１８】
本発明のトナー担持体は、表面にトナーを担持して該トナーの薄膜を形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該画像形成体表面にトナーを供給することにより可視画像を形成するトナー担持体であって、シャフトと、該シャフトの外周に形成された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された少なくとも１層の樹脂被覆層とを有するトナー担持体において、該樹脂被覆層は、紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂よりなり、該担持体表面のユニバーサル硬度を測定するに際し、１００ｍＮ／ｍｍ2／６０秒の測定条件でのユニバーサル硬度が３Ｎ／ｍｍ2以下であることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の画像形成装置は、トナー担持体として本発明のトナー担持体を採用したものである。
【００２０】
かかる本発明のトナー担持体及び画像形成装置にあっては、トナー担持体表面のユニバーサル硬度を特定範囲としたことにより、超期間にわたって安定した高品質画像を得ることができる。また、樹脂被覆層を紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂にて形成するので、被覆層の成膜時間が著しく短いものとなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。本発明のトナー担持体は、シャフトと、該シャフトの外周に形成された弾性層と、この弾性層の外周面に形成された少なくとも１層の樹脂被覆層とを有する。このトナー担持体は、トナー担持体表面のユニバーサル硬度を測定する際に求められる１００ｍＮ／ｍｍ2／６０秒の測定条件下でのユニバーサル硬度を３Ｎ／ｍｍ2以下としている。
【００２２】
上記ユニバーサル硬度は、圧子を、荷重をかけながら測定対象物に押し込むことにより求められる物性値であり、
（試験荷重）／（試験荷重下での圧子の表面積）
として求められ、単位はＮ／ｍｍ2で表される。このユニバーサル硬度の測定は、例えば、Ｆｉｓｃｈｅｒ（フィッシャー）社製超微小硬度計Ｈ−１００Ｖなどの市販の硬度測定装置を用いて行うことができる。この測定装置では、四角錘あるいは三角錘形状の圧子を、試験荷重をかけながら被測定物に押し込み、所定の押し込み深さに達した時点でその押し込み深さから圧子が接触している表面積を求め、上記式よりユニバーサル硬度を求めるものである。つまり、定荷重測定条件で圧子を被測定物に押し込んだ際に、押し込まれた深さに対するそのときの応力をユニバーサル硬度として定義するものである。
【００２３】
本発明のトナー担持体では、上記ユニバーサル硬度測定における１００ｍＮ／ｍｍ2／６０秒の測定条件でのユニバーサル硬度が３Ｎ／ｍｍ2以下、好ましくは０．１〜３Ｎ／ｍｍ2、特に好ましくは０．１〜１．５Ｎ／ｍｍ2となるようにトナー担持体の表面を調整するものである。
【００２４】
本発明のトナー担持体は、その表面近傍、好ましくは表面から５μｍ以内の領域における上述で定義した測定条件（即ち、上記ユニバーサル硬度測定における一定荷重印加速度１００／６０（ｍＮ／ｍｍ2／ｓｅｃ））でのユニバーサル硬度が、上記の通り、３Ｎ／ｍｍ2以下である。ここでユニバーサル硬度が３Ｎ／ｍｍ2を超えるものでは、トナーの劣化が大きく、長期にわたる安定した高品質画像を得ることが困難となる。
【００２５】
つまり、上記条件で求められるユニバーサル硬度は、トナー担持体の表面から好ましくは５μｍ以内の領域における硬度を直接的に評価する指標であり、トナー担持体の物性を判断する上で極めて有効である。
【００２６】
本発明のトナー担持体では、樹脂被覆層単体は、１０ｍＮ／ｍｍ2定荷重測定条件でのユニバーサル硬度が１０Ｎ／ｍｍ2以下例えば０．１〜１０．０Ｎ／ｍｍ2であることが好ましい。なお、樹脂被覆層単体とは、樹脂被覆層形成用の塗工液を金属板に塗布して紫外線又は電子線を照射して硬化させたフィルムである。
【００２７】
本発明のトナー担持体は、ユニバーサル硬度測定における１００ｍＮ／ｍｍ2／６０秒の測定条件でのユニバーサル硬度が３Ｎ／ｍｍ2以下であればよく、その構造や形状に制限はないが、通常は図１に示すように、良導電性シャフト２の外側に導電性を有する導電性弾性層３、更にその表面に被覆層３ａを形成したものである。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うるが、通常は金属製の中実体からなる芯金や内部を中空にくりぬいた金属性円筒体等の金属製シャフトが用いられる。
【００２８】
導電性弾性層３としては、エラストマー単体又はそれを発泡させたフォーム体に導電剤を添加して導電性を付与した弾性体が用いられる。ここで使用し得るエラストマーには、特に制限はなく、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム等が例示され、これらを単独であるいは２種以上組み合わせて用いることができる。本発明においては、これらのうち、エチレン−プロピレンゴム、ブタジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムが好ましく用いられる。また、これらと他のゴム材料との混合物もまた好ましく用いられる。特に、本発明においては、ウレタン結合を有する樹脂が好ましく用いられる。
【００２９】
また、これらエラストマーを発泡剤を用いて化学的に発泡させたり、ポリウレタンフォームのように空気を機械的に巻き込んで発泡させたフォーム体としても用いることができる。本発明では、シャフト２と弾性層３との一体化を行うための成形工程において、いわゆるＲＩＭ成形法を用いてもよい。即ち、弾性層３の原料成分を構成する２種のモノマー成分を筒状型内に混合射出して、重合反応させて、シャフト２と弾性層３とを一体化する。これにより原料の注入から脱型までの所要時間６０秒程度で成形工程を行うことができるので、生産コストを大幅に削減することが可能となる。
【００３０】
この導電性弾性層に添加される導電剤としては、イオン導電剤及び電子導電剤がある。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、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、ドデシ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、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等の過塩素酸塩、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、スルフォン酸塩等のアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属あるいは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、スルフォン酸塩等が例示される。
【００３１】
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、グラファイト；酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物；ニッケル、銅等の金属等を例示することができる。
【００３２】
これらの導電剤は、単独でもまた２種以上組み合わせて用いることもできる。また、その配合量は特に制限されるものではないが、イオン導電剤の場合はゴム成分１００重量部に対して０．０１〜５重量部、更に０．０５〜２重量部とすることが好ましく、電子導電剤の場合は、ゴム成分１００重量部に対して１〜５０重量部、更に５〜４０重量部とすることが好ましい。
【００３３】
本発明においては、導電性弾性層の体積抵抗率を１０3〜１０10Ω・ｃｍ、好ましくは１０4〜１０8Ω・ｃｍとなるように調整する。
【００３４】
トナー担持体は、画像形成体や成層ブレード等と当接して使用されることから、弾性層３は圧縮永久歪みが小さいことが好ましく、具体的には、２０％以下、更に１０％以下であることが好ましい。ゴム材料としてポリウレタンゴムを用いることは、圧縮永久歪みを小さく設計できることから好ましい。
【００３５】
この導電性弾性層３には、必要に応じて上記エラストマーを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。
【００３６】
ポリウレタン又はＥＰＤＭを基材として弾性層３を形成する場合には、例えば現像ローラ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ＥＰＤＭ１００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。
【００３７】
導電性弾性層３の硬度は、特に制限されるものではないが、アスカーＣ硬度で８５度以下、特に３５〜８５度とりわけ４０〜７０度とすることが好ましい。この場合、硬度が８５度を超えると、現像ローラ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。更に、トナーに損傷を与え感光体や成層ブレードへのトナー固着などが発生して画像不良となりやすい。逆に、あまり低硬度にすると感光体や成層ブレードとの摩擦力が大きくなり、ジッターなどの画像不良が発生する虞がある。
【００３８】
この導電性弾性層３は、感光体や成層ブレードなどに当接して使用されるため、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。
【００３９】
本発明においては、上記導電性弾性層３の表面粗さは、ＪＩＳ１０点平均粗さで１〜２０μｍＲｚ、更に１．５〜１８μｍＲｚとすることが好ましい。平均粗さが２０μｍＲｚを超えると、トナー担持体の被覆層を厚く形成する必要があるためトナー担持体表面が硬くなり、その結果、トナーにダメージを与えて画像形成体や成層ブレードへのトナー固着等が発生し画像不良を引き起すことがある。一方、平均粗さが１μｍＲｚより小さい場合は、被覆層を形成したときにトナー担持体の表面の平均粗さが小さくなりすぎ、トナー担持量が少なくなることから画像濃度が低下する恐れがある。本発明においては、上記表面粗さは、表面粗さ計「サーフコム５９０Ａ」（東京精密社製）を用いて、軸方向に対して直交した向きに測定長さ２．４ｍｍ、測定速さ０．３ｍｍ／ｓｅｃ、カットオフ波長０．８ｍｍでローラのシャフト方向及び円周方向で偏りがないように３００箇所以上測定して求めた値である。
【００４０】
本発明のトナー担持体においては、トナーに対する帯電性や付着性の制御のため、画像形成体及び成層ブレード等との摩擦力低減のため、あるいは弾性体による画像形成体の汚染防止のため、上記導電性弾性層の表面に紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂からなる被覆層３ａを設ける。
【００４１】
この樹脂被覆層３ａは、ガラス転移点１０℃以下、特に−５〜０℃の樹脂を含有する樹脂材料で形成することが好ましい。ガラス転移点が１０℃を超える樹脂を用いる場合は、使用環境温度によって、被覆層の物理的特性が大きく変動し、トナーの搬送量及び帯電量がばらついてしまう恐れがあり、また、被覆層が脆くなり導電性弾性層の変形に追従することができず、被覆層が割れやすくなるなど問題がある。
【００４２】
樹脂被覆層３ａは、その動的弾性率Ｅ’が１０7〜１０9.8ｄｙｎ／ｃｍ2、更に１０8〜１０9.6ｄｙｎ／ｃｍ2であることが好ましく、また損失正接ｔａｎδが０．７以下、更に０．０５〜０．５であることが好ましい。ここで損失正接とは、試料に応力を加えた際の動的弾性率Ｅ’に対する動的損失Ｅ''の比を表すものである。
【００４３】
樹脂被覆層３ａとしては、溶剤（アセトン等の良溶媒）に対する不溶分が７０重量％以上のものが好ましく用いられる。溶剤不溶分が７０重量％を下回ると、長期放置により画像形成体や成層ブレード等トナー担持体と接触している他の部材の圧接部に、単分子量分の移行が生じ、画像に黒横線等の不具合が発生する恐れがある。このような点から、上記溶剤不溶分は８０重量％以上であることが特に好ましい。
【００４４】
この樹脂被覆層３ａを形成する紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などが挙げられ、これらの１種又は２種以上を混合して用いることができる。更に、これらの樹脂に特定の官能基を導入した変性樹脂を用いることもできる。
【００４５】
紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂としては、特に限定されるものではないが、（メタ）アクリレートオリゴマーを含む（メタ）アクリレート系樹脂組成物が好適である。
【００４６】
かかる（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマー、エポキシ系（メタ）アクリレートオリゴマー、エーテル系（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリカーボネート系（メタ）アクリレートオリゴマー等、また、フッ素系、シリコーン系のアクリルオリゴマーなどを挙げることができる。
【００４７】
上記（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールとε−カプロラクトンの付加物等の化合物と、（メタ）アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシアネート化合物及び水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物をウレタン化することにより合成することができる。
【００４８】
ウレタン系（メタ）アクリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシアネート化合物と水酸基を有する（メタ）アクリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。
【００４９】
エポキシ系（メタ）アクリレートオリゴマーの例としては、グリシジル基を有する化合物と（メタ）アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよいが、中でもベンゼン環、ナフタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、かつグリシジル基を有する化合物と（メタ）アクリル酸の反応生成物が好ましい。
【００５０】
更に、エーテル系（メタ）アクリレートオリゴマー、エステル系（メタ）アクリレートオリゴマー及びポリカーボネート系（メタ）アクリレートオリゴマーは、各々に対するポリオール（ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール）と（メタ）アクリル酸との反応によって得ることができる。
【００５１】
樹脂被覆層３ａを成膜するための樹脂組成物には、必要に応じて粘度調整のために重合性二重結合を有する反応性希釈剤を配合する。このような反応性希釈剤としては、アミノ酸や水酸基を含む化合物に（メタ）アクリル酸がエステル化反応及びアミド化反応で結合した構造の、例えば、単官能、２官能または多官能の重合性化合物等を使用することができる。これらの希釈剤は、（メタ）アクリレートオリゴマー１００重量部当たり、通常１０〜２００重量部用いることが好ましい。
【００５２】
この樹脂被覆層３ａには、その導電性を制御する目的で導電剤を配合することができ、導電剤としては、上記導電性弾性層３に用いられる導電剤として例示したものと同様のものを例示することができる。樹脂被覆層を形成するための樹脂が紫外線硬化型樹脂である場合、樹脂に配合する導電剤はイオン導電剤又は透明導電剤であることが好ましい。
【００５３】
イオン導電剤の配合量は樹脂１００重量部に対し２０重量部以下、特に０．０１〜２０重量部、とりわけ１〜１０重量部であることが好ましい。
【００５４】
透明導電剤としては、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物の微粒子；ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属の酸化物；導電性酸化チタンウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー等の導電性ウィスカー；などが例示される。この透明導電剤の配合量は、樹脂１００重量部に対し１００重量部以下、特に１〜８０重量部、とりわけ１０〜５０重量部が好適である。
【００５５】
樹脂被覆層を形成するための樹脂が電子線硬化型樹脂の場合には、導電剤としてカーボンブラックを配合してもよく、その配合量は樹脂１００重量部に対し１００重量部以下、特に１〜８０重量部、とりわけ１〜５０重量部とするのが好ましい。
【００５６】
樹脂被覆層の樹脂が紫外線硬化型樹脂の場合は、重合開始剤を含有することが好ましい。重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸エステル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノンおよび３，３−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、４，４−ジメトキシベンゾフェノン、４，４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス（４−ジアルキルアミノフェニル）ケトン、ベンジルおよびベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾインおよびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン誘導体、ベンゾインイソプロピルエーテル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、キサントン、チオキサントンおよびチオキサントン誘導体、フルオレン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１，２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（モルホリノフェニル）−ブタノン−１等が挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５７】
樹脂が電子線硬化型樹脂の場合、重合開始剤は配合されなくてもよい。
【００５８】
なお、かかる重合開始剤の配合量は、（メタ）アクリレートオリゴマー１００重量部当たり０．１〜１０重量部が好ましい。
【００５９】
本発明においては、上記成分以外に、必要に応じて、上記の重合開始剤による重合反応を促進するためにトリエチルアミン、トリエタノールアミン等の第３級アミン、トリフェニルホスフィン等のアルキルホスフィン系重合促進剤、ｐ−チオジグリコール等のチオエーテル系重合促進剤などを添加してもよい。これらの化合物の添加量は、通常（メタ）アクリレートオリゴマー１００重量部当たり０．０１〜１０重量部の範囲が好ましい。
【００６０】
なお、この樹脂被覆層３ａには、その他必要に応じて種々の添加剤を適量添加することができる。
【００６１】
この樹脂被覆層３ａを導電性弾性層３上に形成する方法としては、上記樹脂成分及び添加剤を含有する組成物よりなる塗工液を上記半導電性弾性層３の表面に塗布し、紫外線又は電子線を照射する方法が好適に採用される。この塗工液は溶剤を含まないものであることが好ましい。
【００６２】
この塗工液を塗布する方法としては、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。
【００６３】
この樹脂被覆層３ａの厚さは、特に制限されるものではないが、通常１〜５００μｍ特に３〜２００μｍとりわけ５〜１００μｍ程度とすることが好ましい。厚さが１μｍ未満であると、耐久時の摩擦により十分に表面層の帯電性能が確保することができなくなる場合があり、また、局所的な放電が起り、画像に白横線が発生するおそれがある。一方５００μｍを超えると、現像ローラ表面が硬くなり、トナーにダメッジを与えて感光体等の画像形成体や成層ブレードへのトナーの固着が発生して画像不良となる場合がある。
【００６４】
上記樹脂被覆層は、少なくとも最外層が１×１０４〜１×１０１４Ω・ｃｍの体積抵抗率を有することが好ましい。
【００６５】
本発明のトナー担持体は、電気抵抗を１×１０３〜１×１０１０Ω特に１×１０４〜１×１０８Ωとすることが好ましい。この場合抵抗値が１×１０３Ω未満であると、階調性コントロールが著しく困難となり、また感光体等の画像形成体に欠陥があった場合バイアスリークが生じることもある。一方、抵抗値が１×１０１０Ωを超えると、例えばトナーを感光体等の潜像保持体に現像する場合、現像バイアスがトナー担持体自体の高抵抗のために電圧降下をおこし、現像に十分な現像バイアスが確保できなくなって、十分な画像濃度が得られなくなってしまう。なお、この抵抗値の測定は、例えば平板又は円筒状の対極に現像ローラの外周面を所定圧力で押し当て、シャフトと対極との間に１００Ｖの電圧を印加して、その時の電流値から求めることができる。
【００６６】
このように、トナー担持体の抵抗値を適正かつ均一に制御することはトナーが移動するための電界強度を適正かつ均一に保つ点で重要である。
【００６７】
本発明のトナー担持体は、トナーを用いる画像形成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、本発明のトナー担持体（現像ローラ）１を感光ドラム５と接触又は近接した状態で配設し、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。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。
【００６８】
【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、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６９】
［実施例１］
分子量５０００のポリエーテルポリオール（ＯＨ価：３３）１００部（重量部、以下同じ）に、１，４−ブタンジオール１．０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２．０部を添加し、混合機を用いて混合してポリオール組成物を調製した。このポリオール組成物を減圧下攪拌して脱泡した後、ウレタン変性ＭＤＩを１７．５部加えて２分間攪拌し、次いでシャフトを配置し、予め１１０℃に加熱した金型に注型し、１１０℃で２時間硬化させて金属シャフトの外周に導電性弾性体を形成してローラ本体を得た。得られたローラの外径は１２ｍｍ、弾性層部分の全長は２１０ｍｍである。
【００７０】
このようにして製作したローラ本体の外周面に、表１に示すように、イオン導電剤として過塩素酸ナトリウムを２ＰＨＲ配合したウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂組成物よりなる塗工液を厚み３０μｍになるように、ロールコータで塗布した後、ウシオ電機（株）製ユニキュアＵＶＨ−０２５２Ｃ装置を用いてローラを回転させながら、照度４００ｍＷ，積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ２で紫外線を照射したところ、塗膜は瞬時に硬化して弾力性のある樹脂被覆層が形成された。
【００７１】
得られたローラは、表１に示す特性を有し、現像ローラに適したものであった。
【００７２】
ローラのユニバーサル硬度は、Ｆｉｓｃｈｅｒ社製超微小硬度計Ｈ−１００Ｖを用い、下記の測定条件により荷重を印加して測定した１００ｍＮ／ｍｍ2／６０秒の値である。
【００７３】
圧子：対面角度１３６°の四角錘型ダイヤモンド
最大荷重：１００ｍＮ／ｍｍ2
荷重印加速度：１００／６０ｍＮ／ｍｍ2／ｓｅｃ
【００７４】
なお、樹脂被覆層単体を製造し、そのユニバーサル硬度を測定した結果を表１に『塗膜単体のユニバーサル硬度』として示した。
【００７５】
この樹脂被覆層単体は、上記樹脂被覆層を形成するための樹脂組成物（塗工液）を銅板上に５０μｍ厚にて塗布し、同様に紫外線照射して硬化させたフィルムである。
【００７６】
このフィルム（銅板付きのフィルム）について、Ｆｉｓｃｈｅｒ社製超微小硬度計Ｈ−１００Ｖ（圧子は対面角度１３６°の四角錘型ダイヤモンド）を用い、荷重印加速度：１０／３０ｍＮ／ｍｍ2／ｓｅｃにて３０秒間荷重を増加させながら印加した時の測定開始１秒後の値が『塗膜単体のユニバーサル硬度』である。
【００７７】
画像評価は、該トナー担持体を現像ローラとして、図２に示した現像ユニットにおいて、現像バイアス−４００Ｖ、ブレードバイアス−６００Ｖとし、平均粒径７μｍの負帯電性非磁性一成分トナーを用い、線速６０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回転させながら、反転現像で画像出しを行い、白地、ハーフトーン、黒地画像における初期画像について、計５枚を評価して行った。この画像は、初期及び１万枚現像後のいずれにおいても良好である。また、１万枚現像後においても、トナー漏れやロール傷付きは生じなかった。
【００７８】
［実施例２］
硬化後のユニバーサル硬度が実施例１よりも高いウレタンアクリレートを用いて塗膜を成膜すると共に塗膜厚みを５μｍと実施例１よりも小さくしたこと以外は実施例１と同様にして現像ローラを製作した。このローラも、表１に示す特性を有し、現像ローラに適したものであった。
【００７９】
［実施例３］
弾性層を発泡ＲＩＭウレタンとしたほかは実施例１と同様にして現像ローラを製作した。このローラも、表１に示す特性を有し、現像ローラに適したものであった。
【００８０】
なお、この実施例３におけるローラ本体の製造方法は次の通りである。サンニックスＦＡ９５２（三洋化成工業株式会社製ポリエーテルポリオール、ＯＨ価＝３７）１００部、ＳＲＸ２７４Ｃ（東レダウコーニングシリコン株式会社製製泡剤）１部、ＴＯＹＯＣＡＴ  ＮＰ（東ソー株式会社製アミン触媒）２．８部、ＴＯＹＯＣＡＴ  ＥＰ（東ソー株式会社製アミン触媒）１．５部及びサンフォームＩＣ−７１６（三洋化成工業株式会社製トリレンジイソシアネート）５９部を機械的に撹拌して発泡させた。
【００８１】
内径１６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの、表面をフッ素加工した金属製円筒型の片側開口部から、外径６．０ｍｍ、長さ２４０ｍｍの金属製シャフトを配置し、上記の発泡ポリウレタン原料をＲＩＭ成形用発泡機から注入した。
【００８２】
次いで、発泡ポリウレタン原料が注入されたモールドを８０℃のオーブン中で２０分間キュアした後脱型し、外径が１２ｍｍ、弾性層部分の全長が２１０ｍｍの弾性層を有するローラ本体を得た。
【００８３】
［実施例４］
導電剤としてカーボンブラックを２０ＰＨＲ配合すると共に、電子線照射により硬化を行ったこと以外は実施例１と同様にして現像ローラを製作した。このローラも、表１に示す特性を有し、現像ローラに適したものであった。なお、電子線照射装置はウシオ電機（株）製Ｍｉｎ−ＥＢであり、加速電圧３０ｋＶ、管電流３００μＡ、照射距離１００ｍｍ、雰囲気１Ｔｏｒｒとした。
【００８４】
［比較例１］
紫外線硬化型樹脂として硬化後のユニバーサル硬度が高いウレタンアクリレート系のものを用いたこと以外は実施例１と同様にして現像ローラを製作した。この場合、表２の通り、画像品位が実施例よりも低い。また、トナー漏れ及びローラ表面のキズ発生が生じた。
【００８５】
［比較例２］
電子線硬化型樹脂として硬化後のユニバーサル硬度が高いウレタンアクリレート系のものを用いたこと以外は実施例４と同様にして現像ローラを製作した。この場合、表２の通り、画像品位が実施例よりも低い。また、トナー漏れ及びローラ表面のキズ発生が生じた。
【００８６】
［比較例３］
樹脂被覆層の膜厚を１２０μｍとしたこと以外は実施例１と同様にして現像ローラを製作した。この場合、表２の通り、画像品位が実施例よりも低い。また、トナー漏れ及びローラ表面のキズ発生が生じた。
【００８７】
【表１】
2004191638.tif 000003
【００８８】
【表２】
2004191638.tif 000004
【００８９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のトナー担持体は、表面の硬度を最適化することによって、安定して良好な画像を得ることができるものであって、各種画像形成装置のトナー担持体として好適に用いられる。また、本発明のトナー担持体は、その製造に際し長いラインが不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像ローラの断面図である。
【図２】画像形成装置の構成図である。
【符号の説明】
１  トナー担持体（現像ローラ）
２  シャフト
３  導電性弾性層
３ａ  樹脂被覆層
６  トナー
【図１】
2004191638.tif 000005
【図２】
2004191638.tif 000006