(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金の外周面上に、シリコーンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーン変性エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ウレタンゴムのいずれか１種類の又は複数のゴムに、導電性を付与した材料より形成され且つ体積抵抗が１０2〜１０10Ω・ｃｍでＪＩＳ  Ａ硬度が２０゜〜６０゜の導電層を設け、その最外層の少なくとも両端部に、平均粒子径が０．１〜２０μｍである微粉状のポリメチルシルセスキオキサンを含有した自己接着タイプのシリコーンゴムからなり且つ重り重量１４．８ｇで紙に当接させて送り速度５０ｍｍ／ｍｉｎで紙を移動させることにより測定される紙との動摩擦係数が０．８以下である被覆層を設けたことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
金属製の芯金と、
この芯金の外周面に被覆された、シリコーンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーン変性エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ウレタンゴムのいずれか１種類の又は複数のゴムに、導電性を付与した材料より形成され且つ体積抵抗が１０2〜１０10Ω・ｃｍでＪＩＳ  Ａ硬度が２０゜〜６０゜の導電層と、
該導電層の外周面の少なくとも両端部に被覆され、平均粒子径が０．１〜２０μｍである微粉状のポリメチルシルセスキオキサンを含有した自己接着タイプのシリコーンゴムからなり且つ重り重量１４．８ｇで紙に当接させて送り速度５０ｍｍ／ｍｉｎで紙を移動させることにより測定される紙との動摩擦係数が０．８以下である被覆層とを具備することを特徴とする現像ローラ。
【請求項３】
前記被覆層は、前記芯金の端面部分を外周部分から連続的に被覆していることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記シリコーンゴムが室温硬化型シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記シリコーンゴムが加熱硬化型シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の現像ローラ。
【請求項６】
前記導電層を構成するゴムが、シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の現像ローラ。
【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、ファクシミリ、レーザービームプリンタ、トナージェットプリンタ等の非磁性１成分トナーを使用する画像形成装置に用いられる、現像ローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置の非磁性１成分トナーを使用する画像形成装置の現像装置では、芯金の上に導電層を設けた現像ローラの外周面の両端部からのトナー漏れを防止する為に、現像ローラの外周面の両端部の端面にスポンジ等の弾性体からなるシール部材を圧接させて、現像ローラの外周面の端部からのトナー漏れを防止していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなトナーシール機構では、トナーシールを確実なものにしようとすると、現像ローラの外周面の両端面とトナーシール部材の摩擦力を大きく設定せざるを得ず、駆動時に現像ローラの端面にかかる負荷が大きくなってしまうことになる。この結果、長時間に渡り使用すると、現像ローラの外周面の端部が欠けたり、現像ローラの外周面の端部が摩耗して、トナーが漏れ出てトナーシールが達成できない等の不具合があり、改善が要望されている。
【０００４】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、この発明の目的は、現像ローラとトナーシール部材の摩擦力を低減し、現像ローラの端部への負荷を低減し、端部欠けや端部摩耗によるトナー漏れがない現像ローラを提供する事にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決し目的を達成するために、この発明に係わる現像ローラは、請求項１の記載によれば、芯金の外周面上に、シリコーンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーン変性エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ウレタンゴムのいずれか１種類の又は複数のゴムに導電性を付与した材料より形成され且つ体積抵抗が１０2〜１０10Ω・ｃｍでＪＩＳ  Ａ硬度が２０゜〜６０゜の導電層を設け、その最外層の少なくとも両端部に、平均粒子径が０．１〜２０μｍである微粉状のポリメチルシルセスキオキサンを含有した自己接着タイプのシリコーンゴムからなり且つ重り重量１４．８ｇで紙に当接させて送り速度５０ｍｍ／ｍｉｎで紙を移動させることにより測定される紙との動摩擦係数が０．８以下である被覆層を設けたことを特徴としている。
【０００６】
また、この発明に係わる現像ローラは、請求項２の記載によれば、金属製の芯金と、この芯金の外周面に被覆された、シリコーンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーン変性エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ウレタンゴムのいずれか１種類の又は複数のゴムに、導電性を付与した材料より形成され且つ体積抵抗が１０2〜１０10Ω・ｃｍでＪＩＳ  Ａ硬度が２０゜〜６０゜の導電層と、該導電層の外周面の少なくとも両端部に被覆され、平均粒子径が０．１〜２０μｍである微粉状のポリメチルシルセスキオキサンを含有した自己接着タイプのシリコーンゴムからなり且つ重り重量１４．８ｇで紙に当接させて送り速度５０ｍｍ／ｍｉｎで紙を移動させることにより測定される紙との動摩擦係数が０．８以下である被覆層とを具備することを特徴としている。
【０００７】
また、この発明に係わる現像ローラは、請求項３の記載によれば、前記被覆層は、前記芯金の端面部分を外周部分から連続的に被覆していることを特徴としている。
【００１０】
また、この発明に係わる現像ローラは、請求項４の記載によれば、前記シリコーンゴムが室温硬化型シリコーンゴムであることを特徴としている。
【００１１】
また、この発明に係わる現像ローラは、請求項５の記載によれば、前記シリコーンゴムが加熱硬化型シリコーンゴムであることを特徴としている。
【００１３】
また、この発明に係わる現像ローラは、請求項６の記載によれば、前記導電層を構成するゴムが、シリコーンゴムであることを特徴としている。
【００１４】
【発明の概要】
本発明は現像ローラ端部とトナーシール部材の摩擦力を低減し、現像ローラの端部欠けや端部の摩耗を原因とするトナー漏れの問題を解決する為に、研究を重ね、ポリメチルシルセスキオキサンを含有させたシリコーンゴム被膜が、非粘着性、耐摩耗性、滑り性に優れていることを見出した。そして、現像ローラの両端部にポリメチルシルセスキオキサンを含有する低摩擦の被覆層を設けることで、上記の課題を解決できる技術を発明した。
【００１５】
本発明の現像ローラは非磁性１成分トナーを使用し、現像ローラの端部にウレタンスポンジ等のトナーシール部材を圧接させて、現像ロールの端部からのトナー漏れを防止している現像装置に用いられる。
【００１６】
以下に、この発明に係わる現像ローラの構成を、図１乃至図３を参照して詳細に説明する。
【００１７】
この発明に係わる現像ローラ１０は、金属性の芯金１２と、この芯金１２の外周面上に被覆された導電層１４とを備えている。この芯金１２は、その両端部に夫々外方に同軸に突出する状態で、ボス部１２Ａを一体的に備え、各ボス部１２Ａからは、更に外方に同軸に突出する状態で、支軸１２Ｂが固着されている。
【００１８】
そして、導電層１４としては、体積抵抗が１０［２］〜１０［１０］Ω・ｃｍ（ここで［］内の数字は、べき乗の数を示すものとし、以下同様とする）でＪＩＳ  Ａ硬度が２０゜〜６０゜のシリコーンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーン変性エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ウレタンゴム等を用いることができる。尚、導電層１４の外周面上には必要に応じて、ウレタン樹脂等のコート層を必要に応じて全面に渡りコーティングしても良い。
【００１９】
上述した構成の現像ローラ１０の最外層、即ち、コート層が設けられていない場合においては、上述した導電層１４の外周面の両端部には、低摩擦層として機能する被覆層１６が被覆されている。
【００２０】
次に、この発明の特徴をなす被覆層１６について説明する。被覆層１６は図示するように、現像ローラ１０のボス部１２Ａを除く端面を被覆すると共に、現像ローラ１０の両端部における各端縁から夫々略５ｍｍ程度内方に入り込んだ範囲を被覆するように設けられている。
【００２１】
尚、この現像ローラ１０を図示しない現像装置に組み込んだ際に、現像ローラ１０とトナーシール部材としてのウレタンスポンジ等とが接する部分に被覆されていればよいものであり、例えば、トナーシール部材が現像ローラ１０の外周面の両端部のみに接触する構造においては、図４に示すように、被覆層１６′は、現像ローラ１０′の外周面の両端部のみに被覆されている。
【００２２】
被覆層１６は、ポリメチルシルセスキオキサン微粉末を含有したシリコーンゴム又はシリコーンレジンを硬化させたものが使用できるが、各種のシリコーンゴムやシリコーンレジンの中でも自己接着タイプの室温硬化型シリコーンゴムが、金属芯金１２や導電層１４との接着に優れ、プライマー処理等が不要で加工が簡単なことから、ポリメチルシルセスキオキサン微粉末を含有させる被覆層として適している。しかしながら、室温硬化型シリコーンゴムに限定されることなく、加熱硬化型シリコーンゴムも適用可能であることは、言うまでもない。
【００２３】
被覆層１６に使用するポリメチルシルセスキオキサン微粉末は、東芝シリコーン（株）製のトスパール（商品名）や東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製のトレフィル（商品名）等を用いることができる。微粉末の粒径としては０．１〜２０μｍのものが使用できるが、被覆層１６の厚さとして１０μｍ以下が良いので、微粉末の粒径としては平均粒径が１０μｍ以下のものが好ましく、あまり大きな物は使用できない。
【００２４】
また、ポリメチルシルセスキオキサン微粉末の含有量は、シリコーンゴムを１００部としたときに１〜２００重量部の範囲で任意に含有させることができるが、ポリメチルシルセスキオキサン微粉末は、使用する微粉末の粒径や形状によって含有量に対する効果に違いがあるため、単純に何重量部以上含有させれば効果がでるとは断定できない。その為、含有量の決定は、できあがった被覆層の動摩擦係数を測定し、その結果から各ポリメチルシルセスキオキサン微粉末の含有量を決定する必要がある。
【００２５】
ここで、上述した動摩擦係数は、（株）東洋精機製作所の摩擦測定機ＴＲ型で、ローラの回転なし、送り速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、重り重量１４．８ｇの測定条件で、紙と被覆層１６との間の動摩擦係数を測定する。被覆層１６は、紙との動摩擦係数が０．８以下のものが良く、該動摩擦係数が０．５以下になるようにポリメチルシルセスキオキサン微粉末の含有させた被覆層がより好ましい。
【００２６】
被覆層１６の加工方法（被覆方法）としては、ポリメチルシルセスキオキサン微粉末を含有した自己接着タイプの室温硬化型シリコーンゴムを溶剤で希釈し、刷毛塗り、スプレー塗装等の方法で現像ローラの端部に塗り硬化させて被覆層を形成する。
【００２７】
【発明を実施する形態】
以下に、この発明に係わる現像ローラ１０を実際に作成した実施例と比較例とを用いて、この発明を実施する形態を更に具体的に説明するが、これら実施例はこの発明を実施する形態の一部であり、この発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００２８】
実施例１
外径が１６ｍｍの鉄製のシャフト芯金１２の外周面に、体積抵抗が１０［６］Ω・ｃｍでＪＩＳ  Ａ硬度が６０゜の導電性シリコーンゴムを導電層１４として被覆して、外径が１８ｍｍのゴムローラを作製した。そして、自己接着タイプの室温硬化型シリコーンゴムにポリメチルシルセスキオキサン微粉末を５重量部含有させ、トルエン２００重量部で希釈した後、ゴムローラの各端面と、最外層の両端部の４ｍｍの範囲に刷毛塗り後、室温で放置し塗膜を硬化させ、紙との動摩擦係数が０．７７で膜厚約２μｍの被覆層１６を有する現像ローラ１０を作製した。
【００２９】
実施例２
実施例１のポリメチルシルセスキオキサン微粉末の含有量を１０重量部に変えて、紙との動摩擦係数が０．４８で膜厚約２μｍの被覆層１６を有する現像ローラ１０を作製した。
【００３０】
比較例１
実施例１の自己接着タイプの室温硬化型シリコーンゴムにポリメチルシルセスキオキサン微粉末を入れずに、実施例１と同様に現像ローラを作製した。この場合、被覆層の紙に対する動摩擦係数は１．１で膜厚が約２μｍであった。
【００３１】
比較例２
実施例１と同様に体積抵抗が１０［６］Ω・ｃｍでＪＩＳ  Ａ硬度が６０゜の導電性シリコーンゴムを被覆し、端部の被覆層のない現像ローラを実施例１と同様に作製した。シリコーンゴム層の紙に対する動摩擦係数は１．１であった。
【００３２】
現像ローラ１０の最外層の両端部に被覆した被覆層１６の効果を確認するために、実施例１、実施例２、比較例１，比較例２で夫々作製した現像ローラをローラ端部のトナーシール部材としてウレタンスポンジを使用した耐久試験を実施した。この耐久試験においては、現像ローラを順次、Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘのプリンタ、Ｐｈａｓｅｒ  ５６０Ｊに組み込み、２０００枚の通紙試験を行い、現像ローラの端部欠け、端部の耐摩耗性、トナー漏れに対する被覆層の効果を確認するための試験を行った。
【００３３】
各項目の評価方法としては、現像ローラの端部欠けは、多少でも端部に欠けが有ったら×、欠けがなければ○とした。端部の耐摩耗性は、摩耗が発生していたら×、摩耗が発生していなかったら○とし、どちらとも判断できないものは△とした。トナー漏れは、トナーシール部で多少でもトナーが漏れていたら×、漏れていなかったら○とした。結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
0003952428.tif 000002
【００３５】
その結果、この表１から明らかなように、実施例１と実施例２の現像ローラでは、端部欠けとトナー漏れは見られなかったが、比較例１、比較例２は、共に、端部の欠けとトナー漏れが発生した。このことより現像ローラの端部欠けとトナー漏れに対して、トナーシール部材と接する部分に低摩擦の被覆層を形成するのが有効である事がわかった。また、この試験結果より、端部被覆層の動摩擦係数が０．８以下の被覆層が、端部欠け等の問題に有効である事がわかった。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、現像ローラのトナーシール部材と接する面に、シリコーンゴムにポリメチルシルセスキオキサン微粉末を含有させた、紙との動摩擦係数が０．８以下の低摩擦の被覆層を形成することで、トナーシール部材との摩擦抵抗が減少するので、トナーシール部での摩耗が少なく、端部欠けやトナー漏れのない、優れた現像ローラが提供された事になる。
【００３７】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる現像ローラの構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す現像ローラを、Ａ−Ａ線に沿って切断した状態で示す断面図である
【図３】図１に示す現像ローラを、Ｂ−Ｂ線に沿って切断した状態で示す断面図である。
【図４】この発明に係わる現像ローラを、被覆層が最外層の両端部のみに被覆された状態で示す正面図である。
【符号の説明】
１０（１０′）    現像ローラ
１０Ａ    ボス部
１０Ｂ    支軸
１２    芯金
１４    導電層
１６（１６′）    被覆層
【図１】
0003952428.tif 000003
【図２】
0003952428.tif 000004
【図３】
0003952428.tif 000005
【図４】
0003952428.tif 000006