(57)【要約】【課題】  ウレタン樹脂と共に塗布されるアクリル樹脂として従来のものとは別種のアクリル樹脂を用いつつも、塗布ムラの少ないものとなりうる現像部材を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、ゴム基材と、該ゴム基材の表面側に設けられ、摩擦によりトナーを負帯電させる表面層とを備え、該表面層が、ウレタン樹脂とアクリル樹脂との混合物からなる電子写真装置用現像部材であって、  前記表面層は、前記混合物が溶媒に溶解された溶液を塗布することにより形成されてなり、  前記アクリル樹脂として、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体からなる主鎖にアミノエチル基がグラフトされてなるグラフト化合物が用いられてなることを特徴とする電子写真装置用現像部材を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム基材と、該ゴム基材の表面側に設けられ、摩擦によりトナーを負帯電させる表面層とを備え、該表面層が、ウレタン樹脂とアクリル樹脂との混合物からなる電子写真装置用現像部材であって、
前記表面層は、前記混合物が溶媒に溶解された溶液を塗布することにより形成されてなり、
前記アクリル樹脂として、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体からなる主鎖にアミノエチル基がグラフトされてなるグラフト化合物が用いられてなることを特徴とする電子写真装置用現像部材。
【請求項２】
前記ウレタン樹脂として、ポリエステルポリウレタン又はポリエーテルポリウレタンが用いられてなる請求項１記載の電子写真装置用現像部材。
【請求項３】
前記溶媒として、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、トルエンの群から選ばれし１種以上を含むものが用いられてなる請求項１又は２記載の電子写真装置用現像部材。
【請求項４】
前記グラフト化合物のアミン水素当量が、１０００〜１５００（ｇ・ｓｏｌｉｄ／ｅｑ）である請求項１乃至３の何れかに記載の電子写真装置用現像部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置用現像部材に関し、詳しくは、摩擦によりトナーを負帯電させる現像ローラ、現像ブレード等の電子写真装置用現像部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置に於いては、感光体上に形成された静電潜像上にトナーを付着させるべく、トナーを負帯電させる現像ローラや現像ブレード等の現像部材が用いられている。
斯かる現像部材に於いては、トナーとの摩擦によってトナーに負電荷を与える機能（トナー帯電性）が必要である。従って、従来、この種の現像部材としては、アクリル樹脂やシリコーン樹脂の溶液を塗布することにより、ローラやブレードの形態を成す基材上に、これらの樹脂からなる表面層を形成したものが用いられている。
しかしながら、アクリル樹脂からなる表面層を備えた現像部材は、硬く、基材の変形等に追従し難いことから、割れやすいという問題を有している。また、シリコーン樹脂からなる表面層を備えた現像部材は、感光体を汚染するという問題を有している。
【０００３】
これに対して、アクリル樹脂よりも柔軟な樹脂（ウレタン樹脂）の溶液にアクリル樹脂の粒子を混入して表面層を形成する方法が提案されている。しかしながら、この方法では、表面層の表面粗度の調整が煩雑で、製造が煩雑となる。
また、アクリル樹脂とウレタン樹脂との双方を溶媒に混入して混合液とし、該混合液を塗布することによって表面層を形成する方法も提案されている。しかしながら、アクリル樹脂は、本来、ウレタン樹脂と混ざり難いもの（即ち混和性の低いもの）であることから、この方法によって表面層を形成した場合には、アクリル樹脂とウレタン樹脂とが分離した塗布ムラが発生する。従って、このような方法によって表面層の形成された現像部材は、塗布ムラが原因となって、印刷画像等のムラ（濃淡ムラ等）を引き起こすという問題を有している。
【０００４】
斯かる問題に対して、表面層を形成するアクリル樹脂として、テトラヒドロフラン等に可溶で、ウレタン樹脂と混ざりやすいものも提案されているが（下記特許文献１）、入手が困難で且つ高価である等、実用性に乏しいものである。従って、ウレタン樹脂と共に塗布されるアクリル樹脂として別種のアクリル樹脂を用いつつも、塗布ムラの少ない表面層を備えた現像部材が要望されている。
【特許文献１】特許第２８７８８３５号公報（特許請求の範囲参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記要望に鑑み、ウレタン樹脂と共に塗布されるアクリル樹脂として従来のものとは別種のアクリル樹脂を用いつつも、塗布ムラの少ないものとなりうる現像部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、本発明は、ゴム基材と、該ゴム基材の表面側に設けられ、摩擦によりトナーを負帯電させる表面層とを備え、該表面層が、ウレタン樹脂とアクリル樹脂との混合物からなる電子写真装置用現像部材であって、
前記表面層は、前記混合物が溶媒に溶解された溶液を塗布することにより形成されてなり、
前記アクリル樹脂として、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体からなる主鎖にアミノエチル基がグラフトされてなるグラフト化合物が用いられてなることを特徴とする電子写真装置用現像部材を提供する。
【０００７】
斯かる電子写真装置用現像部材に於いては、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体からなる主鎖にアミノエチル基がグラフトされてなるグラフト化合物が、ウレタン樹脂を溶解する溶媒に対して十分に可溶であり且つウレタン樹脂との混和性が良好であることから、該グラフト化合物とウレタン樹脂とを溶媒に十分に溶解させて溶液とし、該溶液を用いて表面層を形成することにより、トナー帯電性に優れ且つ塗布ムラの少ないものとなりうる。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によれば、従来のものと異なるアクリル樹脂を用いつつも、表面層が塗布ムラの少ないものとなりうる電子写真装置用現像部材を提供しうる。従って、技術の多様化、実用性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の電子写真装置用現像部材の好ましい形態として、現像ローラを例に取って説明する。
図１は、本実施形態の現像ローラを示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の現像ローラは、トナー８を担持して感光体５に供給しうるように構成され、芯金２と、該芯金２の外周に周設されたゴム基材３と、トナー８等との摩擦によりトナー８を負帯電させ且つ負帯電したトナー８を担持すべく、該ゴム基材３の表面に直接（他の層を介さずに）周設された表面層４とを備えている。
【００１０】
前記ゴム基材３は、カーボンブラック及び絶縁性無機微粒子の配合されたゴム組成物から形成されてなり、表面層４の摩擦帯電量を所定範囲に調整すべく、所定の導電性に調整されている。
前記絶縁性無機微粒子としては、炭酸カルシウム、タルク、シリカ等を挙げることができる。
前記ゴム基材３を構成するゴムとしては、ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＩＲ、アクリルゴム、エピクロルヒドリン、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体から選ばれし１種又は２種以上からなるものや熱可塑性ウレタン等を挙げることができる。
前記芯金２は、導電性の棒状体、具体的には、断面円形で且つ中空又は中実の金属製棒状体である。この芯金２を構成する材料としては、例えば、銅、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル等を挙げることができる。
【００１１】
前記表面層４は、トナー８との摩擦によってトナー８に負電荷を付与するように、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物から構成されている。
尚、この表面層４は、アクリル樹脂とウレタン樹脂とが溶媒に溶解された溶液を塗布することにより形成されてなる。
尚、前記表面層４の厚さは、通常、３〜８０ｍｍに調整されている。
【００１２】
前記アクリル樹脂としては、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体からなる主鎖に、アミノエチル基（−ＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2）がグラフトされてなる下記一般式（１）で示される重合単位を含むグラフト化合物が用いられる。
Ｃ11Ｈ19ＮＯ4      ・・・（１）
具体的には、例えば、下記一般式（２）で示されるように、メタクリル酸−メタクリル酸メチルのランダム共重合体を主鎖とし、メタクリル酸のカルボキシル基の活性水素がアミノエチル基に置換されたグラフト化合物が用いられる。
【化１】
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尚、一般式（２）に於いては、ランダム共重合された主鎖が例示されているが、本発明に於いて、主鎖は、ブロック共重合されたものであっても良く、又、それらが混在するものであっても良い。
前記グラフト化合物は、通常、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体にエチレンイミンを反応させて得ることができる。
斯かるグラフト化合物としては、通常、平均分子量Ｍｗが１万〜５０万のものが好ましい。
尚、平均分子量Ｍｗは、ＧＰＣ法により下記条件にて測定される。
標準試薬：ＴＳＫ標準ポリスチレン（Ａ−５００、Ａ−２５００、Ｆ−１、Ｆ−４、              Ｆ−２０、Ｆ−１２８；東ソー社製）
溶媒    ：ＴＨＦ
カラム  ：ＧＦ−１Ｇ７Ｂ＋ＧＦ−７ＭＨＱ（昭和電工社製）
【００１３】
前記グラフト化合物は、アミン水素当量が、１０００〜１５００（ｇ・ｓｏｌｉｄ／ｅｑ）であるものが好ましい。
斯かる範囲のものであれば、ウレタン樹脂との混和性により優れ、塗布ムラのより少ない表面層となりうる。
尚、アミン水素当量は、反応させるエチレンイミンの量を調整することにより調整され、下記測定により求められる。
〈アミン水素当量の測定〉
グラフト化合物１ｇにフェニルグリシジルエーテル溶液（フェニルグリシジルエーテル５重量％、プロピレングリコールモノメチルエーテル９５重量％）１５ｍｌを加えて溶解させ、更に、純水０．４ｇ、プロピレングリコールモノメチルエーテル４ｇを加えて混合し、１２０℃で１時間還流加熱する。冷却後、塩化水素剤（試薬特級塩酸３．５ｍｌ、ピリジン２５．０ｍｌ、プロピレングリコールモノメチルエーテル７５．０ｍｌを混合したもの）１５ｍｌを加え、１１０℃で４０分間還流加熱し、次いで、冷却後、クレゾールレッド（クレゾールレッド０．１ｇ、エタノール２０ｍｌ、水１００ｍｌの割合で混合したもの）を指示薬として、０．１ｍｏｌ／Ｌ−ＫＯＨアルコール性標準溶液で滴定し、同時に空試験も行い、下記式でアミン水素当量を求める。
アミン水素当量［ｇ・ｓｏｌｉｄ／ｅｑ］
＝〔（Ｗ×Ｖ×０．０１）÷｛０．１×Ｆ×（Ａ−Ｂ）｝〕×１０００
Ｗ：グラフト化合物量（ｇ）
Ｖ：固形分（ｗｔ％）
Ｆ：０．１ｍｏｌ／Ｌ−ＫＯＨアルコール性標準溶液の力価
Ａ：グラフト化合物液の標準液滴定量（ｍｌ）
Ｂ：空試験の標準溶液滴定量（ｍｌ）
【００１４】
前記ウレタン樹脂としては、溶媒に可溶である限り特に限定されるものではないが、ポリエステルポリウレタン（ポリエステルポリオールとイソシアネートとの重合物）又はポリエーテルポリウレタンが好ましく、特に、ポリエステルウレタンが好ましい。
ポリエステルポリウレタンとしては、アジペート系ポリエステルポリウレタンが好ましい。
【００１５】
前記溶媒としては、通常、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、トルエンの群から選ばれし１種以上を含むものが用いられる。前記溶媒として、好ましくは、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン・メチルエチルケトン混合溶媒、テトラヒドロフラン・メチルイソブチルケトン混合溶媒、トルエン・メチルエチルケトン混合溶媒、トルエン・メチルイソブチルケトン混合溶媒が用いられる。
特に、前記ウレタン樹脂がアジペート系ポリウレタンの場合には、溶媒としてはメチルエチルケトン、テトラヒドロフランが好ましい。
【００１６】
前記アクリル樹脂及びウレタン樹脂の配合割合は、全樹脂成分中、アクリル樹脂２０〜８０重量％、ウレタン樹脂８０〜２０重量％が好ましい。
アクリル樹脂を２０重量％以上とすることにより、ＯＰＣカブリの発生を著しく低減できる。
前記溶液中に於けるこれらの総樹脂濃度は、通常１〜３０重量％、好ましくは３〜２０重量％である。
【００１７】
前記溶液には、表面層４が所望の半導電性となるように、通常、カーボンブラックや無機微粒子が配合される。
カーボンブラックの配合量は、通常、樹脂成分１００重量部に対して０．１〜１０重量部、絶縁性無機微粒子の配合量は、通常、樹脂成分１００重量部に対して１〜３０重量部である。
【００１８】
本実施形態の電子写真装置用現像ローラは、例えば、芯金２に未加硫ゴム組成物を周設した後、加硫すること等によって、芯金２にゴム基材３が周設された成形体を調製し、次いで、該成形体のゴム基材３表面に前記溶液を塗布し、溶媒を揮発させることと等によって製造される。
【００１９】
本実施形態の現像ローラは、上記の如く構成されてなるが、次に、該現像ローラの好ましい使用態様について説明する。
図２は、本実施形態の現像ローラを用いた電子写真装置の要部一例を示す概略模式図である。
図２に示すように、前記現像ローラは、ドラム状の感光体５とトナー供給ローラ７との間に介装され且つこれらに当接するように配置されて使用される。このように使用されることで、該現像ローラは、トナー供給ローラ７から供給されたトナー８を摩擦によって負帯電させると共に、負帯電したトナー８を表面層４で担持し、感光体５に供給しうるものとなる。
尚、現像ローラに担持されるトナー８の層の厚さは、現像ローラ近傍に配された現像ブレード６によって薄層化される。
【００２０】
本実施形態の現像部材は、上記の如く構成され上記の如く使用されたが、本発明の現像部材は、上記構成に限定されるものではない。
例えば、本実施形態に於いては、ゴム基材３に表面層４が直接周設されたが、他の層を介して周設されているものであっても本発明の意図する範囲内である。
また、本発明の現像部材は、現像ローラに限定されるものではなく、摩擦によりトナー８を負帯電させる上述と同様の表面層４を備えた現像ブレード（図２、符号６参照）であっても本発明の意図する範囲内である。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１〜５、比較例１〜５
まず、芯金に、ＪＩＳ  Ａ硬度４０°、表面粗度Ｒｚ６μｍ、５０Ｖに於ける電気抵抗値１×１０4Ωに設定されたポリエステル系ウレタン樹脂製のゴム基材が周設された成形体をそれぞれ準備した。
各成形体のゴム基材表面に、下記表１の割合でそれぞれ配合された溶液を塗布し乾燥させることにより、表面層が表１にそれぞれ示す厚さに調整された実施例１〜５、比較例１〜５の現像ローラを得た。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
尚、アクリル樹脂Ａとして、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体からなる主鎖にアミノエチル基がグラフトされてなる上記化学式（２）で示される市販のグラフト化合物（Ｔｇ＝１００℃、Ｍｗ＝１０万、アミン水素当量＝１１００（ｇ・ｓｏｌｉｄ／ｅｑ））を用いた。また、アクリル樹脂Ｂとして、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体からなる主鎖にアミノエチル基がグラフトされてなる上記化学式（２）で示される市販のグラフト化合物（Ｔｇ＝４０、Ｍｗ＝１０万、アミン水素当量＝１４００（ｇ・ｓｏｌｉｄ／ｅｑ））を、アクリル樹脂Ｃとして、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体（Ｍｗ＝１０万）を、ウレタン樹脂として、熱可塑性ポリエーテル系ウレタン樹脂を、カーボンブラックとして、ケッチェンブラックＥＣを、無機微粒子として、炭酸マグネシウム（商品名「ＰＳ」、神島化学製）を、有機微粒子として、アクリル微粒子（商品名「テクポリマーＭＢ３０Ｘ−５」、積水化成品工業製）をそれぞれ用いた。
【００２４】
試験例
各実施例及び比較例の現像ローラを用いて下記試験に供した。
【００２５】
＜表面層の表面状態＞
目視により、塗布ムラが認められないものを良好、認められるものを不良と評価した。
＜表面粗度＞
表面層の表面粗度Ｒｚを、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠して測定した。
尚、測定装置としては、サーフテスト（「ＳＪ−３０１」、（株）ミツトヨ社製）を用いた。
＜ローラ抵抗＞
各現像ローラーを導電平板上に静置し、芯金両端部に５００ｇ下方荷重をかけた後、芯金と導電平板との間に１００Ｖの電圧を印加し、印加開始３０秒後の抵抗値を測定した。  尚、抵抗測定器は、アドバンテスト製エレクトロメーターＲ８３４０Ａを使用した。
【００２６】
＜初期トナー帯電量Ｑ／Ｍ＞
各現像ローラを、それぞれ市販の電子写真プリンターに組み込み、非印字パターン（ホワイトパターン）を１枚印字後、該現像ローラを取り出し、表面層上のトナーをファラデーゲージに吸引して、エレクトロメーターにて電荷量を測定した。得られた測定値を、ファラデーゲージに吸引したトナー重量で除してＱ／Ｍ（μｃ／ｇ）を求めた。
＜初期トナー搬送量Ｍ／Ａ＞
ファラデーゲージに吸引したトナー重量を測定し、得られた測定値を吸引した面積で除してＭ／Ａ（ｇ／ｃｍ2）を求めた。
【００２７】
＜初期画像印刷後の評価＞
各現像ローラを、それぞれ市販の電子写真プリンターに組み込み、黒ベタ部分、ハーフトーン部分（６００ｄｐｉ解像度パターンに於ける２ｄｏｔ／インチパターンで印刷）、白色部分を含む同一の画像を２枚印刷し、下記評価（１）〜（３）を行った。
（１）表面層のはがれ、クラック
現像ローラを取り外し、表面層の表面を１００倍に拡大して、表面層のはがれ、クラックの有無を目視にて判断した。
（２）画像濃度、地かぶり、ハーフトーンの画像あれ（ハーフトーンの濃淡ムラ）、黒ベタ部の抜け
画像濃度は、黒ベタ部分を対象とし、地かぶりは、白色部分に現れた地かぶり部分を対象とし、マクベス反射型濃度計を用いて濃度を測定した。
ハーフトーン濃度ムラ、黒ベタ部の濃淡ムラは、目視によりその有無を判断した。
（３）ＯＰＣかぶり
ホワイトパターンで印字する際の静電潜像現像後の感光体表面（本来トナーが現像されていては行けない状態の感光体表面）に、メンディングテープを貼付して剥離することにより、感光体表面のトナーはがし取り、そのテープを白色の紙に貼付した後、そのテープ貼付部分の濃度をマクベス濃度計により測定した。
【００２８】
＜５０００枚印刷後の評価＞
５０００枚印刷後、初期画像印刷後の評価と同様に、上記（１）〜（３）の評価を行った。
【００２９】
各評価結果を下記表２に示した。また、＜初期画像印刷後の評価＞に於ける（３）ＯＰＣかぶりの結果に基づき、表面層の樹脂成分中に於けるアクリル樹脂比率（ｗｔ％）とＯＰＣかぶりとの関係を表３に示した。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
【表３】
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【００３２】
表２に示すように、各実施例の現像ローラは、表面層に塗布ムラが無く、各試験に於いて良好な結果を示した。
また、アクリル樹脂Ａ、Ｂを用いていない比較例１に於いては、塗布ムラが発生した。更に、この現像ローラを用いた印刷画像に於いては、塗布ムラに起因したムラ模様（黒ベタ部濃度ムラ）が現れた。
アクリル樹脂を用いていない比較例２、３は、トナー帯電性の低いものであった。
アクリル微粒子を用いた比較例４は、表面粗度が高いものであった。この結果から明らかなように、アクリル微粒子を用いると、表面粗度の調整が煩雑になると認められる。
ウレタン樹脂を用いていない比較例５は、初期画像印刷後の評価と５０００枚印刷後の評価とを対比すると明らかなように、表面層が脆く、経時劣化することが認められた。
また、表２及び表３から明らかなように、表面層に於けるアクリル樹脂Ａの割合が２０重量％（前記樹脂成分中）以上のものは、トナー帯電性に優れ、ＯＰＣかぶりが著しく低減されたものであった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一実施形態の電子写真装置用現像部材を示す斜視図。
【図２】同実施形態の電子写真装置用現像部材の使用形態を示す概略模式図。
【符号の説明】
【００３４】
３・・・ゴム基材、  ４・・・表面層、  ８・・・トナー
【図１】
2005283995.tif 000007
【図２】
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