(57)【要約】【課題】端部削れが発生せず、トナーの漏れのない現像部材及びそれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】表面に担持したトナーを画像形成体に供給するために使用される現像部材１において、現像部材１の表面４のユニバーサル硬度Ｕｒを、トナーのユニバーサル硬度をＵｔとしたとき、１０＜Ｕｒ×Ｕｔ＜１１０の範囲を満たす硬度とする。また、少なくとも表面に担持したトナーを画像形成体に供給するための現像部材を用いる画像形成装置において、現像部材として上述した現像部材を用いる。【選択図】図１
2005316106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に担持したトナーを画像形成体に供給するために使用される現像部材において、現像部材の表面のユニバーサル硬度Ｕｒを、トナーのユニバーサル硬度をＵｔとしたとき、１０＜Ｕｒ×Ｕｔ＜１１０の範囲を満たす硬度としたことことを特徴とする現像部材。
【請求項２】
前記現像部材の表面のユニバーサル硬度Ｕｒを、フィッシャー硬度計を用いて測定した、押し込み深さが４．５μｍ時のユニバーサル硬度としたことを特徴とする請求項１に記載の現像部材。
【請求項３】
前記トナーのユニバーサル硬度をＵｔを、フィッシャー硬度計を用いて測定した、押し込み荷重１．５ｍＮ時のユニバーサル硬度としたことを特徴とする請求項１または２に記載の現像部材。
【請求項４】
少なくとも表面に担持したトナーを画像形成体に供給するための現像部材を用いる画像形成装置において、現像部材として請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像部材を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に担持したトナーを画像形成体に供給するために使用される現像部材及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置として、静電潜像を保持した感光体等の画像形成体にトナーを供給し、トナーを潜像に付着させて可視化する画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、トナーを担持した現像部材を、静電潜像を保持した画像形成体に接触させて、トナーを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っている。そのため、現像部材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（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５７９５０号公報
【０００３】
図４は従来の画像形成装置の一例の構成を説明するための図である。図４に示す例において、トナー５７を供給するためのトナー塗布用ローラ５５と静電潜像を保持した画像形成体５６との間に、トナー５７を表面に担持して画像形成体５６に供給するための現像部材としての現像ローラ５１が配設されている。トナー塗布用ローラ５５、現像ローラ５１、画像形成体５６をそれぞれ図中矢印方向に回転させることで、トナー５７がトナー塗布用ローラ５５、現像ローラ５１を介して画像形成体５６に供給される。なお、図中５８は現像ローラ５１の表面上のトナー５７を均一な薄層に整えるための成層ブレードである。また、図中５９は転写部であり、ここで紙などの記録媒体にトナー画像を転写する。転写後、画像形成体５６の表面に残存するトナー５７は、クリーニング部６０に装置されたクリーニングブレード６１により、除去される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した画像形成装置では、不要なトナー５７が画像形成体５６に供給されないように、通常、現像ローラ５１、トナー塗布用ローラ５５、トナー５７を密封した容器内に配置してカートリッジ化して用いる。そして、現像ローラ５１の両端部（画像表示領域の外側の部分）からトナー５７が外部へ漏れないように、現像ローラ５１の両端部をカートリッジ本体に設けたフェルト等の部材で回転自在にシールする必要がある。その際、シール部の構成によっては、フェルトとの接触で現像ローラ５１の両端部が削れるいわゆる端部削れが発生し、削れた部分からトナー５７がカートリッジ外部に漏れてしまう問題があった。そして、端部削れの発生した現像ローラ５１を持つカートリッジをそのまま使用していると、画像形成体５６の画像表示部分の両端部に不要なトナー５７が付着してしまい、紙面の端部に汚れが発生していた。
【０００５】
本発明の目的は上述した問題点を解消して、端部削れが発生せず、トナーの漏れのない現像部材及びそれを用いた画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の現像部材は、表面に担持したトナーを画像形成体に供給するために使用される現像部材において、現像部材の表面のユニバーサル硬度Ｕｒを、トナーのユニバーサル硬度をＵｔとしたとき、１０＜Ｕｒ×Ｕｔ＜１１０の範囲を満たす硬度としたことことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の画像形成装置は、少なくとも表面に担持したトナーを画像形成体に供給するための現像部材を用いる画像形成装置において、現像部材として上述した構成の現像部材を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の現像部材によれば、現像部材の表面のユニバーサル硬度Ｕｒを、トナーのユニバーサル硬度をＵｔとしたとき、１０＜Ｕｒ×Ｕｔ＜１１０の範囲を満たす硬度とすることで、端部削れが発生せず、トナーの漏れのない現像部材及びそれを用いた画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の現像部材の一例の構成を示す図であり、図１（ａ）はその正面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図を示している。図１（ａ）、（ｂ）に示す例において、現像部材としての現像ローラ１は、中心の良導電性シャフト２と、良導電性シャフト２の外側に設けられた導電性弾性層３と、導電性弾性層３の表面に設けられた被覆層４と、から構成されている。この現像ローラ１において、両端部の被覆層４ａの部分がカートリッジ本体（図示せず）に設けたフェルトと接触してシール部を構成する部分となる。
【００１０】
本発明の特徴は、現像ローラ１の表面の被覆層４の硬さをトナーとの関係で規定した点にあり、具体的には、現像ローラ１の被覆層４のユニバーサル硬度Ｕｒを、トナーのユニバーサル硬度をＵｔとしたとき、１０＜Ｕｒ×Ｕｔ＜１１０の範囲を満たす硬度とした点にある。
【００１１】
また、本発明において、被覆層４のユニバーサル硬度Ｕｒは、硬度測定装置としてフィッシャースコープＨ１００Ｃ（（株）フィッシャー・インストルメンツ社製）を使用し、図２（ａ）に示すように、ビッカース圧子１１を被覆層４の表面に押し込み、押し込み深さが４．５μｍの時の硬さ値をユニバーサル硬度Ｕｒとした。なお、荷重速度は、０→１００ｍＮの荷重を６０秒かけて負荷する速度とした。一方、本発明において、トナーのユニバーサル硬度Ｕｔは、同じく硬度測定装置としてフィッシャースコープＨ１００Ｃ（（株）フィッシャー・インストルメンツ社製）を使用し、図２（ｂ）に示すように、先端が５０μｍφとなるように加工したロックウェル圧子１２により測定台１３上に設置した１粒のトナー１４を押し込み、押し込み荷重１．５ｍＮ時の硬さ値をユニバーサル硬度Ｕｔとした。なお、荷重速度は、０→１００ｍＮの荷重を６０秒かけて負荷する速度とした。また、図２（ｂ）に示す例で使用した加工圧子１２では正確な接触面積は測定できないため、便宜上ビッカース圧子の場合の算出式を用いた。
【００１２】
なお、トナーのユニバーサル硬度Ｕｔを測定する際、押し込み荷重１．５ｍＮ時の硬さ値を測定したのは以下の理由による。まず、種々のトナーにおける押し込み深さと荷重との関係を求めると例えば図３（ａ）のようになる。ここで、トナーＡの挙動をみればわかるように、荷重が大きいとトナーが押しつぶされている。実際の使用条件を想定すると、トナーが押しつぶされる程の荷重はかからないはずである（一度つぶされると形状回復しせず、トナー流動性が著しく低下してしまう）。よって、図３（ｂ）に示すように、いずれのトナーにおいても曲線が変曲する直前の荷重１．５ｍＮを、硬さ算出条件とした。
【００１３】
本発明の現像部材としての現像ローラ１を構成する良導電性シャフト２、導電性弾性層３、被覆層４としては、従来から知られている材料を用いることができる。その一例を以下に示す。
【００１４】
良導電性シャフト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製円筒体等の金属シャフトが用いられる。
【００１５】
導電性弾性層３としては、適宜なゴム材料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。ここで使用し得るゴム材料には、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、ＥＰＤＭ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種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１６】
導電性弾性層３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。
【００１７】
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。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。
【実施例】
【００１８】
以下、実際の例について説明する。
試験Ｎｏ．１〜５の現像部材としての現像ローラ１を以下のような良導電性シャフト２、導電性弾性層３、被覆層４を用いて準備した。
【００１９】
試験Ｎｏ．１〜５のいずれの例においても、良導電性シャフト２としては中空の芯金を用いた。同様に、試験Ｎｏ．１〜５のいずれの例においても、以下のようにして作製した導電性弾性層３を用いた。まず、ポリエーテルポリオール（エクセノール８２８）：１００ｐｈｒ、１，４−ブダンジオール：５ｐｈｒ、シリコーン界面活性剤（ＢＹ１６−２０１）：５ｐｈｒ、ジブチルチンジラウリレート：０．０１ｐｈｒ、アセチレンブラック：３ｐｈｒからなる基材ポリマーを混合後、硬化剤としてウレタン変性ＭＤＩ（スミジュールＰＦ）：１７．５ｐｈｒを加え、準備した良導電性シャフト２とともに金型に注型した。注型後、９０℃で８Ｈｒ硬化後離型して、表面を研削してＪＩＳ１０点平均粗さ（Ｒｚ）８μｍに調整して、導電性弾性層３を得た。
【００２０】
表面の被覆層４としては、試験Ｎｏ．１〜５の各々において、以下の表１に示す樹脂を表１に示す配合量で混合して、表１に示す粘度の塗料を準備した。そして、準備した塗料中に上述した導電性弾性層３をディッピングし、表面に被覆層を形成させ、その後１１０℃で４Ｈｒ硬化させて被覆層４を得た。以上の工程で、試験Ｎｏ．１〜５の現像ローラ１を準備した。
【００２１】
【表１】
2005316106.tif 000003
【００２２】
次に、準備した試験Ｎｏ．１〜５に係る現像ローラ１の表面のユニバーサル硬度Ｕｒを上述した方法で測定するとともに、使用する２種のトナーであるトナーＡとトナーＢのユニバーサル硬度Ｕｔについても上述した方法で測定した。結果を以下の表２に示す。その後、準備した現像ローラ１とトナーＡ及びトナーＢを使用して、図４に示す構成と同様の構成の画像形成装置を準備し、準備した試験Ｎｏ．１〜５に係る画像形成装置を用いて耐久試験を実施した。
【００２３】
【表２】
2005316106.tif 000004
【００２４】
耐久試験は、画像形成装置を構成する各部材として、現像ローラの外径を２０．００±０．０５ｍｍとし、シャフト２を保持し測定した外径振れは０．０３μｍ以内とし、トナーＡ、Ｂとも正帯電、非製磁性１成分、重合トナーとし、ブレードはシリコーンゴムとした例に対し行った。使用する用紙としては、ＸＥＲＯＸ社製"BUSSINESS MULTIPURPOSE 4200 PAPER"を用い、常温常湿の試験環境で２２℃、５５％であった。そして、文字を印字し、用紙面積に対し、所定の占有面積％となるように文字数を調整し、印字枚数は１％印字の場合１４０００枚を上限とした。そして、耐久試験終了まで、現像ローラ１とシール部との接触部からトナーが全く洩れない場合を「○○」、若干のトナー漏れはあるが使用上問題がない場合を「○」、トナー漏れがある場合を「×」、激しいトナー漏れの場合を「××」とした。結果を以下の表３に示す。
【００２５】
【表３】
2005316106.tif 000005
【００２６】
表３の結果から、現像ローラ１の表面のユニバーサル硬度Ｕｒを、トナーのユニバーサル硬度をＵｔとしたとき、１０＜Ｕｒ×Ｕｔ＜１１０の範囲を満たす硬度とした場合、トナー漏れが問題ないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
両端部のシール部からのトナー漏れをなくすことができる本発明の現像部材及びそれを用いた画像形成装置は、複写機、プリンター、ＦＡＸ等に使用される、例えば現像ローラとして好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の現像部材の一例の構成を示す図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ現像部材の表面及びトナーのユニバーサル硬度の測定方法を説明するための図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれトナーのユニバーサル硬度の測定方法における条件を説明するための図である。
【図４】画像形成装置の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  現像ローラ
２  良導電性シャフト
３  導電性弾性層
４  被覆層
４ａ  被覆層の両端部
１１  ビッカース圧子
１２  ロックウェル圧子
１３  測定台
１４  トナー
【図１】
2005316106.tif 000006
【図２】
2005316106.tif 000007
【図３】
2005316106.tif 000008
【図４】
2005316106.tif 000009