(57)【要約】【課題】  安定したトナー帯電性が得られる現像ローラ、及びＶＯＣの低減等、環境面に対応する現像ローラを提供する。また、このような性能を有する現像ローラを備えた現像装置、さらには画像形成装置を提供すること。【解決手段】  現像ローラは導電性の弾性体上にコーティング層を有する構造であって、該コーティング層は分子内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縮合架橋物により形成され、かつコーティング層の純水に対する接触角を前記分子内にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂単独で形成される層の接触角よりも大きくした。【選択図】  図７
2005338635.tif 000002
【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の形成された像担持体表面に接触もしくは近接して該像担持体表面にトナーを供給し、前記静電潜像を可視像化する現像ローラにおいて、導電性の弾性体上にコーティング層を有し、該コーティング層は分子内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縮合架橋物により形成され、かつ該コーティング層の純水に対する接触角を、前記分子内にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂単独で形成される層の純水に対する接触角よりも大きくしたことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
請求項１に記載の現像ローラにおいて、アミノ樹脂の表面自由エネルギーが６０ｄｙｎ／ｃｍ以上であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項３】
請求項１に記載の現像ローラにおいて、コーティング層の最外層が取り除かれていることを特徴とする現像ローラ。
【請求項４】
請求項１に記載の現像ローラにおいて、コーティング層内部の純水に対する接触角が、該コーティング層の最外層を取り除いた層の純水に対する接触角と少なくとも同等以上であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項５】
請求項１に記載の現像ローラにおいて、ポリウレタン樹脂が、水中に乳化分散されているポリウレタン樹脂組成物であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項６】
請求項１に記載の現像ローラにおいて、コーティング層表面は、アミノ樹脂による縮合架橋物の割合のほうが、分子内にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の割合よりも多いことを特徴とする現像ローラ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の現像ローラを備えていることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置であって、前記現像装置に備えられている現像ローラのコーティング層の最外層を取り除くことによって、トナー帯電量分布のピーク位置をマイナス側にシフトさせるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の画像形成装置であって、前記現像装置に備えられている現像ローラのコーティング層内部におけるトナー帯電量分布のピーク位置を安定させるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の画像形成装置であって、前記現像装置に備えられている現像ローラのコーティング層の最外層を取り除くことによって、トナー帯電量分布をシャープにした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、複写機、プリンター等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、静電潜像を一成分または二成分現像剤で可視化するための現像ローラ、そのような現像ローラを備えた現像装置、さらにはそのような現像装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機、プリンター、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、非磁性一成分トナーを用いた現像方式が実用化されている（図１参照）。それらは、一般に、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、ドラムあるいはベルト状感光体への接触現像方式であり、また、該現像ローラに関して種々提案されている。
静電潜像の形成されたドラムあるいはベルト状感光体に、弾性を有する現像ローラを当接させて、現像ローラ表面に薄層化されたトナーを現像電界に応じて前記感光体表面に移動させて可視像化する。この方法によれば、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を持つ。
しかしながら、図１に示すような現像装置においては、現像ローラ１への当接部材であるトナー層規制部材５および補給ローラ２との当接部におけるトナー７へのストレスにより、現像ローラ１の表面あるいはトナー層規制部材５の表面へのトナー７の固着が発生したり、現像ローラ１の削れやキズが発生することから、数Ｋ〜１０数Ｋプリントで交換できるカートリッジ形態が多い。近年は、環境問題からカートリッジのリサイクルを行わなければならないという問題が発生してきていることと、価格低下のために、現像装置を据え置きにして、プリント１枚当たりのランニングコストを下げる手段が提案されている。そのためには、現像装置を長寿命（例えば機械寿命の１２００Ｋプリント程度と同等）にする必要があるため、現像ローラ１の耐摩耗性を向上させることが重要になっている。
現像ローラの耐摩耗性を向上させるには、機械的な強度に優れるポリウレタン樹脂をコーティング層に用いることが多い。また更に機械的な強度を高めるために、アミノ樹脂によって縮合架橋物を形成させることも多い。しかしながら、コーティング層が全く摩耗しない場合には、トナーの固着が発生しやすく、良質な画像が提供できなくなる。そのため現像ローラのコーティング層は適当に摩耗した方が良いとされる。
【０００３】
アミノ樹脂は分子構造中に窒素基を多く有しており、この窒素基がトナーの帯電性に大きく寄与することが知られている。しかし、アミノ樹脂による縮合架橋物はコーティング層の表面に濃化する傾向があることが確認されている（例えば非特許文献１参照）。そのため、従来の現像ローラは、初期的にはトナー帯電量が高く、良質な画像を提供することが可能であった。しかし、使用によりコーティング層が摩耗するに連れて、コーティング層上にアミノ樹脂による縮合架橋物の比率が少なくなり、トナー帯電性が低下するという不具合がある。そのため、安定したトナー帯電性を得るには、アミノ樹脂による縮合架橋物を安定してコーティング層内部に存在させることが極めて重要になる。
ウレタンエラストマーコーティング層は密着性が強固で、フィルミングしやすい傾向があること、さらに摩擦力が強すぎる、トナーやごみ等を付着しやすい、感光体を汚染するといった諸問題を解決するものとして、ウレタン変性アクリル化合物とメラミン樹脂との混合物を硬化させてなる樹脂を含有する被覆層も提案されている（特許文献１参照）。
一方、近年、環境面において、塗装に関してＶＯＣ（Volatile Organic Compounds：揮発性有機化合物）の低減が求められており、溶剤系の塗料から水系塗料への移行が行なわれつつある。製造工程においても、作業環境の改善および有害物質の外部への排出を防止するために脱溶剤を図ることは重要である。
【特許文献１】特開２０００−３４７４９７公報
【非特許文献１】「ポリエステル−メラミン樹脂系硬化塗膜におけるメラミン樹脂濃化現象」  川西ら  日本接着学会誌  Vol.30 No.6(1994)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、安定したトナー帯電性が得られる現像ローラを提供すること、及びＶＯＣの低減等、環境面に対応する現像ローラを提供することを目的とする。また、このような性能を有する現像ローラを設けた現像装置、さらに該現像装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の請求項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の形成された像担持体表面に接触もしくは近接して該像担持体表面にトナーを供給し、前記静電潜像を可視像化する現像ローラにおいて、導電性の弾性体上にコーティング層を有し、該コーティング層は分子内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縮合架橋物により形成され、かつ該コーティング層の純水に対する接触角を、前記分子内にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂単独で形成される層の純水に対する接触角よりも大きくしたことを特徴とする。
また請求項２に記載の現像ローラは、請求項１に記載の現像ローラにおいて、アミノ樹脂の表面自由エネルギーが６０ｄｙｎ／ｃｍ以上であることを特徴とする。
また請求項３に記載の現像ローラは、請求項１に記載の現像ローラにおいて、コーティング層の最外層が取り除かれていることを特徴とする。
また請求項４に記載の現像ローラは、請求項１に記載の現像ローラにおいて、コーティング層内部の純水に対する接触角が、該コーティング層の最外層を取り除いた層の純水に対する接触角と少なくとも同等以上であることを特徴とする。
また請求項５に記載の現像ローラは、請求項１に記載の現像ローラにおいて、ポリウレタン樹脂が、水中に乳化分散されているポリウレタン樹脂組成物であることを特徴とする。
また、請求項６に記載の現像ローラは、請求項１に記載の現像ローラにおいて、コーティング層表面は、アミノ樹脂による縮合架橋物の割合のほうが、分子内にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の割合よりも多いことを特徴とする。
また請求項７に記載の現像装置は、請求項１ないし６のいずれかに記載の現像ローラを備えていることを特徴とする。
また請求項８に記載の画像形成装置は、請求項７に記載の現像装置を備えていることを特徴とする。
また請求項９に記載の画像形成装置は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記現像装置に備えられている現像ローラのコーティング層の最外層を取り除くことによって、トナー帯電量分布のピーク位置をマイナス側にシフトさせるようにしたことを特徴とする。
また請求項１０に記載の画像形成装置は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記現像装置に備えられている現像ローラのコーティング層内部におけるトナー帯電量分布のピーク位置を安定させるようにしたことを特徴とする。
また、請求項１１に記載の画像形成装置は、請求項８に記載の画像形成装置であって、前記現像装置に備えられている現像ローラのコーティング層の最外層を取り除くことによって、トナー帯電量分布をシャープにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の現像ローラによれば、コーティング層の純水に対する接触角が、分子内にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂単独で形成される層の純水に対する接触角よりも大きいことから、コーティング層表面にアミノ樹脂による縮合架橋物がより多く存在し、トナー帯電性に寄与する窒素基もより多く存在するため、適切で、かつ安定したトナー帯電量分布が得られる現像ローラを提供することができる。
請求項２の現像ローラによれば、アミノ樹脂の表面自由エネルギーが６０ｄｙｎ／ｃｍ以上であることから、アミノ樹脂の表面自由エネルギーが大きく、そのためポリウレタン樹脂と相溶しやすく、縮合架橋物を形成しやすい。
請求項３の現像ローラによれば、コーティング層の最外層を取り除くことから、最外層に形成されている酸化生成物が除去されて、アミノ樹脂による縮合架橋物を表面に出すことができるため、適切で、かつ安定したトナー帯電量分布を有する現像ローラを得ることができる。
請求項４の現像ローラによれば、コーティング層内部の純水に対する接触角が、該コーティング層の最外層を取り除いた層の純水に対する接触角と少なくとも同等以上であることから、コーティング層内部にもアミノ樹脂による縮合架橋物がより多く存在するため、コーティング層が摩耗しても、安定したトナー帯電量分布を有する現像ローラを得ることができる。
請求項５の現像ローラによれば、ポリウレタン樹脂が、水中に乳化分散されているポリウレタン樹脂組成物であることから、ＶＯＣを低減することができ、塗装工程の作業環境が良好となると共に環境への負荷が低減される。また溶液が水であるため、塗料がレベリングしやすく、ローラ表面を平滑にすることができる。
【０００７】
請求項６の現像ローラによれば、コーティング層表面は、アミノ樹脂による縮合架橋物の割合のほうが、分子内にカルボキシル基を有するポリウレタン樹脂の割合よりも多いことから、トナー帯電量分布がよりマイナス側にシフトし、適切なトナー帯電量分布を有する現像ローラを得ることができる。
請求項７の現像装置によれば、上記本発明の現像ローラを設けたことから、現像ローラ上のトナー帯電量分布が適切で、かつ安定したトナー帯電性が得られる現像装置を提供することができる。
請求項８の画像形成装置によれば、上記現像装置を設けたことから、現像ローラ上のトナー帯電量分布が適切で、かつ経時で安定しているため、画質の良好な画像を安定して得ることができる。
請求項９の画像形成装置によれば、現像装置に設けた現像ローラのコーティング層の最外層を取り除くことによって、トナー帯電量分布のピーク位置がマイナス側にシフトすることから、トナー飛散を生じやすい、よりプラスに帯電したトナー（ｑ／ｄ：０〜１の範囲）が減少し、現像ローラ上のトナー帯電量分布が適切となるため、画質の良好な画像を得ることができる。
請求項１０の画像形成装置によれば、現像装置に設けた現像ローラのコーティング層内部におけるトナー帯電量分布のピーク位置が安定していることから、現像ローラ上のトナー帯電量分布が、経時でも適切な状態を保つことができ、画質の良好な画像を安定して得ることができる。
請求項１１の画像形成装置によれば、現像装置に設けた現像ローラのコーティング層の最外層を取り除くことによって、トナー帯電量分布がよりシャープになることから、トナー飛散を生じやすい、よりプラスに帯電したトナー（ｑ／ｄ：０〜１の範囲）と、地肌汚れを生じやすい、よりマイナスに帯電したトナー（ｑ／ｄ：−３〜−４の範囲）が減少するため、画質の良好な画像を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１、図２は本発明に係わる画像形成装置の一例を示す構成図である。図１の画像形成装置の動作としては、現像ローラ１、芯軸の周囲にスポンジを形成してなる補給ローラ（補給部材）２、トナー攪拌部材３は、ケース４の側板に軸支されている。トナー７はトナー攪拌部材３、および補給部材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上に供給されたトナーは、トナー層規制部材５によって所定量に薄層化され、トナー層規制部材５を通過する際に帯電される。帯電したトナーは現像ローラ１を経て感光体６に搬送される。現像ローラ１は感光体６に接触（食い込み）し、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）の残留電位の中間のバイアス電圧（図示しない）が印加されている。現像ローラ１上のトナーが感光体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。なお図１においては、トナー層規制部材５をブレードとしているが、ローラ形成方式（間欠回転、常時回転）を採ることもできる。
【０００９】
図２に記載の現像装置の動作としては、トナーの帯電を現像剤１１で行い、マグネットローラ１３の表面に磁力で付着した現像剤のトナー１６を、現像ローラ１５へバイアス電源１８から供給される供給バイアスにより供給し、感光体１７上の静電潜像を現像する。
用いるトナー１６はポリエステル、ポリオール等の樹脂に帯電制御剤（ＣＣＡ）、色剤、低軟化点物質（ワックス）を分散混合し、その周囲にシリカ、酸化チタン等の物質を外添して、流動性を高めたものである。トナーは、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。
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、シリカ等を挙げることができる。外添剤の粒径は通常０．１〜１．５μｍの範囲であり、添加量としては、トナー粒子１００重量部に対し、０．０１〜１０重量部が用いられ、好ましくは０．０５〜５重量部が用いられる。これらの外添剤は単独で用いてもあるいは、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。
色剤はカーボンブラック、フタロシアニンブルー、キナクリドン、カーミン等を挙げることができる。
トナーの体積平均粒径の範囲は３〜１２μｍが好適であるが、本実施例では約６．５μｍであり、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、エステルワックスおよびこれらの誘導体またはこれらのグラフト／ブロック化合物等を挙げることができる。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。
【００１０】
本発明で用いられる現像ローラ２０は、図３に示すように金属の芯金２１上にゴムの弾性層２２を形成し、トナー帯電性、耐摩耗性、トナー固着性等を考慮して、表面層２３が設けられている。
現像ローラの弾性層としては、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、アクリルゴムおよび、これらの混合物を挙げることができる。さらに、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。この場合、有機過酸化物架橋および、硫黄架橋のいずれの場合でも、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等を用いることもできる。更にまた、上記以外にもゴム配合剤として一般に用いられている発泡剤、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、特性を損なわない範囲で添加することができる。
次に、このような現像ローラは、電気特性、特に電気抵抗が重要であり、抵抗を調整するために、種々の導電性付与剤を添加する。導電性材料としては、粉体としては、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および、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等を挙げることができる。また導電性付与剤として、イオン導電性物質もあり、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、更に、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。
【００１１】
本発明においては、弾性層の抵抗値は１０3〜１０9Ω・ｃｍとすることが望ましい。抵抗値が１０3Ω・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、１０9Ω・ｃｍを越えると、表層をコーティングしたローラ全体としての抵抗を適切な抵抗にすることが難しくなる。
この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、６０度以下（タイプＡ）であり、望ましくは、２５〜５０度である。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ため、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望ましく、具体的には２０％以下とすることが望ましい。
現像ローラの表面層に求められる機能としては、トナー帯電性、トナー非固着性、耐摩耗性が挙げられる。これらを満足する材料としてはウレタン系樹脂が良く知られている。数種のウレタン系材料（水系）を検討した結果、分子中にカルボキシル基を有する水系ウレタン樹脂をアミノ樹脂であるメラミン樹脂で架橋させることにより、耐トナー性（固着性）が向上すると共に、トナー帯電性、耐摩耗性が向上することを確認した。メラミン樹脂は、熱硬化型であり、加熱されなければ、硬化反応が起こらないために、塗料のポットライフも長いという利点がある。
水系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グラフトし、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。
メラミン樹脂の添加量としては、ポリウレタン樹脂１００に対して、３〜８０重量％の範囲で添加することができる。メラミン樹脂は、分子構造中に窒素基を多く含有しているため、そ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、塗膜が硬くなるため、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％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、自己縮合するために、単量体で存在することはなく、そのため塗膜内部よりブリードすることはない。
【００１２】
現像ローラの表面層として使用するためには、塗料の導電化が必要であり、カーボンブラック等の導電剤を用いて導電化を行う。本実施例では、一般的な導電性カーボンを用いて導電化を行っており、カーボンブラックの添加量としては、樹脂１００に対して１０重量％添加しているが、これに限定されるものではない。
また水系塗料へのカーボンブラックの分散に際しては、分散剤あるいは、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。本発明で使用した導電性水系ウレタン塗料においては、添加剤は添加していない。
表面層の膜厚は、現像ローラの寿命に応じて摩耗量との兼ね合いで決定されるものであり、任意である。しかし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く、弾性層の低硬度化（タイプＡで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。従って、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。そのためには、弾性層の表面粗さ以上の膜厚にして、弾性層の凹凸を埋めるような塗装方法を行う。
表面層は、例えばディップ法、スプレーコート、ロールコートなどの種々公知のコーティング方法により、弾性層上に形成する。
【００１３】
次に本発明における計測方法について説明する。
［接触角］
測定装置：自動接触角測定装置OCAH200（dataphysics製）英弘精機
液滴滴下速度：１０μｌ／ｓｅｃ
液滴量：５μl
測定回数：液滴滴下点を変えて、同一塗膜ｎ＝５測定
手順：テストピースに、マイクロシリンジから純水を５μｌ滴下し、滴下から３０ｓｅｃ後の液滴の形状から接触角＝（θ１＋θ２）／２を計測した。図４はポリウレタン樹脂単独（未架橋）塗膜の測定例を示した図である。
［表面自由エネルギーγｃの算出方法］
下記式（１）にて算出（上記非特許文献１から引用）
2005338635.tif 000003
式中、
γｃ ：塗膜の表面自由エネルギー
γH  ：水の表面自由エネルギー（７３ｄｙｎ／ｃｍ）
Φ  ：接着仕事関数（＝1）
式（１）から、接触角が大きい方が表面自由エネルギーは小さく、接触角が小さい方が表面自由エネルギーは大きくなることが分かる。
［トナー帯電量分布ｑ／ｄ］
（単位はｆＣ／１０μｍで、粒径１０μｍ当たりのトナー帯電量を表す。）
測定装置：Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザー（ホソカワミクロン社製）
現像装置：図２
キャリア：ノンコートタイプ
トナー：ポリエステル系樹脂（母材）＋帯電制御剤（ＣＣＡ）、体積平均粒径６．５μｍ
トナー濃度：５〜７ｗｔ％に調整
マグネットローラ線速：６２１ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラ線速：２７０ｍｍ／ｓｅｃ
供給バイアス（マグネットローラと現像ローラ間の電位差）：１００Ｖ
手順：図２に示す現像装置にて、トナー濃度を５〜７ｗｔ％に調整した現像剤（キャリアとトナー）をマグネットローラへ供給し、マグネットローラ上で、−２〜−２．５ｆＣ／１０μｍにピーク帯電量を持つように帯電させたトナーを、現像ローラに供給し、現像ローラ上のトナー帯電量分布をＥ−Ｓｐａｒｔアナライザーで測定した。
【００１４】
以下、実施例および比較例に基づき、本発明の構成をさらに具体的に説明する。
［弾性層の形成］
接着剤を塗布したφ８ｍｍのＳＵＳ芯軸の周囲に、カーボンブラックを分散したポリオール（住友バイエルウレタン社製）とイソシアネート（住友バイエルウレタン社製）を用いて１ショット法にてウレタンエラストマーの弾性層を成形した。その後、外径研削により、φ１６ｍｍに調整することで、４ｍｍ厚の弾性層を得た。
［コーティング層の形成］
＜ベース樹脂＞
旭電化工業社製のＡＭ３６（水系ウレタン樹脂）にカーボンブラックを１０重量％添加・分散させ、導電化したものを調合した（以降ＡＭ３６Ｅと記載する）。
＜アミノ樹脂＞
以下１３種類のアミノ樹脂をベース樹脂の固形分に対して２０重量％添加した。
メラミン樹脂：ＨＷ１１（旭電化）、ＭＸ０３５、ＭＸ７３０、ＭＸ７０６、ＭＸ０４２、ＭＷ２２、ＭＷ３０（以上、三和ケミカル）、Ｍ３０ＷＴ、Ｍ４０ＷＴ、Ｍ５０ＷＴ（以上、住友化学）
グアナミン樹脂：ＳＢ２０１、ＳＢ２０３、ＳＢ３０１（以上、三和ケミカル）
［テストピースおよびローラの作製］
ローラに巻きつけたＰＥＴフィルム上に下表に示す処方の塗料をスプレーコートにて塗布した後、１３０℃×１ｈｒの条件で加熱硬化させ、テストピースを作製した。
なお塗料２５と２６は、アミノ樹脂単独では成膜しなかったため、接触角は未評価である。また塗料２７は成膜していたが、未硬化のため、接触角の評価に値しなかった。
塗料１〜１４のテストピースは、塗膜深さゼロと最外層除去および塗膜内部（３ヶ所）での接触角を測定した。塗料１５〜２４のテストピースは最外層を除去してから接触角を測定した。なお最外層除去および塗膜内部（３ヶ所）のサンプルは、研磨テープによる研磨を実施した。
塗料１〜１４については、上記弾性層にスプレーコートにて塗布した後、１３０℃×１ｈｒの条件で加熱硬化させ、ローラを試作した。該ローラは、初期状態と最外層除去および３μｍ以上研磨でトナーの帯電量分布を測定した。
【表１】
2005338635.tif 000004
【表２】
2005338635.tif 000005
【００１５】
先ずアミノ樹脂単独塗膜（塗料１５〜２４）の表面自由エネルギーについて説明する。
アミノ樹脂単独で形成した塗膜の表面自由エネルギー（接触角から算出）は、図５の通りである。ＭＸ０３５、ＭＸ７３０、ＭＸ７０６、ＭＸ０４２、Ｍ３０ＷＴ、Ｍ５０ＷＴの６種類は６０ｄｙｎ／ｃｍ以上の表面自由エネルギーを有している。
次いで本発明の基準となる塗料１（アミノ樹脂未添加のため、塗膜はＡＭ３６Ｅ単独の未架橋塗膜）について説明する。図６（ａ）は塗料１の塗膜の接触角、（ｂ）は該塗膜のトナー帯電量分布を示すグラフである。以下、・マークで測定結果を、→マークで測定結果に基づく考察を記載する。
・塗膜深さゼロ（最外層が取り除かれていない状態）では、接触角は５５度程度であるが、最外層を取り除いた以降は、６５度程度で安定している。
→塗膜深さゼロの層には、酸化生成物が形成されており、その影響で接触角は小さいが、酸化生成物が取り除かれると、ＡＭ３６Ｅ単独の未架橋塗膜が最表面に現れる。よって本塗膜の接触角は６５度程度で、かつ塗膜内部方向で安定した塗膜が形成されていると言える。
・トナー帯電量分布のピークは、いずれも−０．５ｆＣ／１０μｍである。
→（本発明において）適切なトナー帯電量分布は、−３〜−１ｆＣ／１０μｍの範囲にピークを有するものである。トナー帯電性に寄与するアミノ樹脂が存在していないため、適切な帯電量分布に対してプラス側に位置している。
・最外層除去および３μｍ研磨では、初期の帯電量分布に対しては、よりプラスに帯電したトナー（０〜１の範囲：トナー飛散を生じやすい）と、よりマイナスに帯電したトナー（−３〜−４の範囲：地肌汚れを生じやすい）が若干減少していて、形状はややシャープになっている。
→トナー帯電量分布はシャープな方が適切であり、若干適切な形状に近づいていると言える。
・最外層除去と３μｍ研磨とでは、ほとんど有意差は見られない。
→塗膜内部方向で安定した塗膜が形成されていると言える。
【００１６】
（実施例１）＜塗料２＞
アミノ樹脂としてＭＸ０３５（表面自由エネルギー７０．６ｄｙｎ／ｃｍ）を用いた場合であり、塗料２の塗膜の接触角を図７（ａ）に、該塗膜のトナー帯電量分布を図７（ｂ）に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より若干大きい接触角を示しているにすぎない。
→塗料１と同様に、塗膜深さゼロ位置には酸化生成物が形成されているためである。
・最外層を取り除いた以降は、塗料１より確実に大きい接触角を示している。
→酸化生成物が取り除かれ、アミノ樹脂による縮合架橋物（架橋塗膜）が、測定表面により多く存在するようになったためである。
・塗膜内部は、最外層を取り除いた直後より大きい接触角を示している。
→塗膜内部にも、アミノ樹脂による縮合架橋物（架橋塗膜）がより多く存在しているためである。
・初期のトナー帯電量分布のピークは、−０．５ｆＣ／１０μｍである。
→塗料１とほぼ同等であり、酸化生成物の影響と言える。また適切な帯電量分布に対してプラス側に位置している。
・最外層を取り除くと、ピーク位置は大きくマイナス側にシフトし、かつ−３〜−４の範囲のトナーも減少している。
→適切な帯電量分布を示すようになった。
・以降塗膜深さ３μｍまでトナー帯電量分布は安定している。
→塗膜が摩耗しても、適切でかつ安定したトナー帯電量分布が得られることが分かった。
（実施例２）＜塗料３＞
アミノ樹脂としてＭＸ７３０（表面自由エネルギー６７．４ｄｙｎ／ｃｍ）を用いた場合であり、塗料３の塗膜の接触角を図８に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より大きい接触角を示している。
・最外層を取り除いた以降も、塗料１より大きい接触角を示している。
・塗膜内部は、最外層を取り除いた直後より大きい接触角を示している。
→実施例１（塗料２）と類似の結果である。
・トナー帯電量分布も、実施例１（塗料２）と類似であり、適切でかつ安定したトナー帯電量分布が得られることが分かった。
【００１７】
（実施例３）＜塗料４＞
アミノ樹脂としてＭＸ７０６（表面自由エネルギー６８．６ｄｙｎ／ｃｍ）を用いた場合であり、塗料４の塗膜の接触角を図９に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より大きい接触角を示している。
・最外層を取り除いた以降も、塗料１より大きい接触角を示している。
・塗膜内部は、最外層を取り除いた直後より大きい接触角を示している。
→実施例１（塗料２）と類似の結果である。
・トナー帯電量分布も、実施例１（塗料２）と類似であり、適切でかつ安定したトナー帯電量分布が得られることが分かった。
（実施例４）＜塗料５＞
アミノ樹脂としてＭＸ０４２（表面自由エネルギー６７．３ｄｙｎ／ｃｍ）を用いた場合であり、塗料５の塗膜の接触角を図１０に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より大きい接触角を示している。
・最外層を取り除いた以降も、塗料１より大きい接触角を示している。
・塗膜内部は、最外層を取り除いた直後より大きい接触角を示している。
→実施例１（塗料２）と類似の結果である。
・トナー帯電量分布も、実施例１（塗料２）と類似であり、適切でかつ安定したトナー帯電量分布が得られることが分かった。
【００１８】
（実施例５）＜塗料６＞
アミノ樹脂としてＭ３０ＷＴ（表面自由エネルギー６９．５ｄｙｎ／ｃｍ）を用いた場合であり、塗料６の塗膜の接触角を図１１に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より大きい接触角を示している。
・最外層を取り除いた以降も、塗料１より大きい接触角を示している。
・塗膜内部は、最外層を取り除いた直後より大きい接触角を示している。
→実施例１（塗料２）と類似の結果である。
・トナー帯電量分布も、実施例１（塗料２）と類似であり、適切でかつ安定したトナー帯電量分布が得られることが分かった。
（実施例６）＜塗料７＞
アミノ樹脂としてＭ５０ＷＴ（表面自由エネルギー７１．２ｄｙｎ／ｃｍ）を用いた場合であり、塗料７の塗膜の接触角を図１２に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より大きい接触角を示している。
・最外層を取り除いた以降も、塗料１より大きい接触角を示している。
・塗膜内部は、最外層を取り除いた直後より大きい接触角を示している。
→実施例1（塗料2）と類似の結果である。
・トナー帯電量分布も、実施例１（塗料２）と類似であり、適切でかつ安定したトナー帯電量分布が得られることが分かった。
【００１９】
（比較例１）＜塗料８＞
アミノ樹脂としてＨＷ１１（表面自由エネルギー５９．１ｄｙｎ／ｃｍ）を用いた場合であり、塗料８の塗膜の接触角を図１３（ａ）に、該塗膜のトナー帯電量分布を図１３（ｂ）に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より大きい接触角を示している。
・最外層を取り除いた以降も、しばらくは塗料１より大きい接触角を示しているが、塗膜深さ３μｍ強では、塗料１よりも小さい接触角を示している。また最外層を取り除いた直後より小さい接触角を示している。
・トナー帯電量分布のピークは、初期と最外層除去では−１．０ｆＣ／１０μｍであり、塗料１よりも適切なトナー帯電量分布に近い。
・３μｍ研磨ではピークがプラス側にシフトし、−０．５ｆＣ／１０μｍとなった（塗料１と同等）。
→ＨＷ１１による架橋塗膜が塗膜表面により多く、塗膜内部に少ないために生じた変化であり、この場合、初期的には適切なトナー帯電量分布が得られるが、塗膜が摩耗（経時）すると、安定したトナー帯電量分布は得られないことが分かった。
（比較例２）＜塗料９＞
アミノ樹脂としてＳＢ２０１（表面自由エネルギー５９．１ｄｙｎ／ｃｍ）を用いた場合であり、塗料９の塗膜の接触角を図１４に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より大きい接触角を示している。
・最外層を取り除いた以降は、塗料１と同等の接触角を示している。
・塗膜内部は、最外層を取り除いた直後と同等以下の接触角を示している。
・トナー帯電量分布は、塗料１と類似であり、トナー帯電量分布は安定しているが、適切な帯電量分布からはプラス側にシフトしたままであることが分かった。
【００２０】
（比較例３）＜塗料１０＞
アミノ樹脂としてＳＢ２０３（表面自由エネルギー５５．１ｄｙｎ／ｃｍ）を用いた場合であり、塗料１０の塗膜の接触角を図１５に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より大きい接触角を示している。
・最外層を取り除いた以降も、しばらくは塗料１より大きい接触角を示しているが、塗膜内部は塗料１と同等の接触角を示すようになる。
・塗膜内部は、最外層を取り除いた直後と同等以下の接触角を示している。
・トナー帯電量分布は、塗料１とほぼ類似であり、トナー帯電量分布はほぼ安定しているが、適切な帯電量分布からはプラス側にシフトしたままであることが分かった。
（比較例４）＜塗料１１＞
アミノ樹脂としてＳＢ３０１（表面自由エネルギー５５．１ｄｙｎ／ｃｍ）を用いた場合であり、塗料１１の塗膜の接触角を図１６に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より大きい接触角を示している。
・最外層を取り除いた以降は、塗料１と同等の接触角を示している。
・塗膜内部は、最外層を取り除いた直後と同等以下の接触角を示している。
・トナー帯電量分布は、塗料１と類似であり、トナー帯電量分布はほぼ安定しているが、適切な帯電量分布からはプラス側にシフトしたままであることが分かった。
【００２１】
（比較例５）＜塗料１２＞
アミノ樹脂としてＭＷ２２（表面自由エネルギーは未測定）を用いた場合であり、塗料１２の塗膜の接触角を図１７に示す。
・比較例１（塗料８）ほど変化は大きくないが、類似の結果である。
・トナー帯電量分布も、比較例１（塗料８）と類似で、初期的には適切なトナー帯電量分布が得られるが、塗膜が摩耗（経時）すると、安定したトナー帯電量分布は得られないことが分かった。
（比較例６）＜塗料１３＞
アミノ樹脂としてＭＷ３０（表面自由エネルギーは未測定）を用いた場合であり、塗料１３の塗膜の接触角を図１８に示す。
・塗膜深さゼロでは、塗料１より大きい接触角を示している。
・最外層を取り除いた以降、塗膜深さ１．５μｍで大きく低下し、塗料１および最外層を取り除いた直後より小さい接触角を示した。
・トナー帯電量分布も、塗膜深さ１．５μｍ程度で一旦ピーク位置が０ｆＣ／１０μｍを示し、安定したトナー帯電量分布は得られないことが分かった。
注）塗料１３のローラでは研磨量１．５μｍでも帯電量分布を測定した。
（比較例７）＜塗料１４＞
アミノ樹脂としてＭ４０ＷＴ（表面自由エネルギーは未測定）を用いた場合であり、塗料１４の塗膜の接触角を図１９に示す。
・最外層を取り除いた以降は、塗料１と同等の接触角を示している。
・塗膜内部は、最外層を取り除いた直後と同等の接触角を示している。
・トナー帯電量分布は、塗料１と類似であり、トナー帯電量分布は安定しているが、適切な帯電量分布からはプラス側にシフトしたままであることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の利用可能性として、帯電ローラや転写ローラなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】現像装置の一例を示す構成図である。
【図２】現像装置の他の例を示す構成図である。
【図３】現像ローラの構成図である。
【図４】塗膜の接触角の測定例を示した図である。
【図５】アミノ樹脂単独塗膜の表面自由エネルギーを示すグラフ図である。
【図６】（ａ）は本発明の基準となる塗料の塗膜の接触比を示すグラフ図、（ｂ）は該塗膜のトナー帯電量分布を示すグラフ図である。
【図７】（ａ）は実施例１の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図、（ｂ）は該塗膜のトナー帯電量分布を示すグラフ図である。
【図８】実施例２の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【図９】実施例３の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【図１０】実施例４の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【図１１】実施例５の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【図１２】実施例６の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【図１３】（ａ）は実施例７の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図、（ｂ）は該塗膜のトナー帯電量分布を示すグラフ図である。
【図１４】実施例８の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【図１５】実施例９の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【図１６】実施例１０の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【図１７】実施例１１の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【図１８】実施例１２の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【図１９】実施例１３の塗料の塗膜の接触角を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  現像ローラ、２  補給ローラ、３  トナー攪拌部材、４  ケース、５  トナー層規制部材、６  感光体、７  トナー、８  バイアス電源、１１  現像剤（キャリアおよびトナー）、１２  攪拌部材、１３  マグネットローラ、１４  規制部材、１５  現像ローラ、１６  トナー、１７  感光体、１８  バイアス電源、１９  バイアス電源、２０  現像ローラ、２１  芯軸、２２  弾性層、２３  表面層
【図１】
2005338635.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005338635.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005338635.tif 000014
【図１０】
2005338635.tif 000015
【図１１】
2005338635.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
2005338635.tif 000018
【図１４】
2005338635.tif 000019
【図１５】
2005338635.tif 000020
【図１６】
2005338635.tif 000021
【図１７】
2005338635.tif 000022
【図１８】
2005338635.tif 000023
【図１９】
2005338635.tif 000024