(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱形の導電性軸体と、この導電性軸体の周囲に形成された円筒の弾性層からなるローラとを備え、電子写真方式の画像形成装置に使用されてトナーを搬送する現像ローラであって、
ローラの表面を♯４００の砥石付きの円筒研削盤で研磨し、この研磨したローラの表面にウレタン系塗料、煙霧質シリカ系充填材、及びポリイソシアネート系架橋剤を添加してスプレーコーティングを塗布するとともに、１５０℃×３０ｍｉｎの条件で加熱硬化し、
加熱硬化したローラの表面三箇所を表面輝度値測定装置のＣＣＤカメラにより撮影してその画像をコンピュータの画像処理ソフトウェアで解析し、測定した場合の表面輝度値の平均値を３０〜２２０の範囲とし、ローラの表面三箇所を表面粗さ計で測定した場合の表面粗さＲｚの平均値を１〜２０μｍとしたことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
円柱形の導電性軸体と、この導電性軸体の周囲に形成された円筒の弾性層からなるローラとを備え、電子写真方式の画像形成装置に使用されてトナーを搬送する現像ローラであって、
ローラの表面を♯４００の砥石付きの円筒研削盤で研磨し、この研磨したローラの表面にウレタン系塗料、煙霧質シリカ系充填材、及びポリイソシアネート系架橋剤を添加してスプレーコーティングを塗布するとともに、１５０℃×３０ｍｉｎの条件で加熱硬化し、
加熱硬化したローラの表面三箇所を表面輝度値測定装置のＣＣＤカメラにより撮影してその画像をコンピュータの画像処理ソフトウェアで解析し、測定した場合の表面輝度値の平均値を３０〜２２０の範囲とし、ローラの表面三箇所を表面粗さ計で測定した場合の表面粗さＲｚの平均値を２５μｍとしたことを特徴とする現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等からなる画像形成装置の現像ローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置は、図示しないが、帯電ローラにより感光体ドラムの表面が一様かつ均一に帯電し、露光装置により感光体ドラムの表面に静電潜像が形成され、現像ローラで静電潜像にトナーが付着し、静電潜像が可視像化してトナー像となる。このトナー像は、転写ローラで媒体に転写され、定着装置により定着される。
ところで、現像ローラにおいては、その表面状態によりトナーの搬送力が左右されるので、ブレードにより形成されるトナー層の厚さが変化することとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来における電子写真方式の画像形成装置は、以上のように構成され、トナー搬送力の低い現像ローラを使用する場合、ブレードにより現像ローラ上に形成されるトナー層が薄くなるので、これに伴い最終的に媒体に転写される画像の濃度が薄くなり、良好な画像を得ることがきわめて困難となる。
この点に鑑み、トナー搬送力の高い現像ローラを使用すると、ブレードにより現像ローラ上に形成されるトナー層が必要以上に厚くなり、結果として最終的に媒体に転写される画像の濃度も高くなり、やはり良好な画像を得ることが困難になる。
【０００４】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、トナー搬送力を適切にして良好な画像を得ることのできる現像ローラを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、現像ローラの搬送力とローラ表面の表面輝度値とが強い相関関係にあることを見出し、適切なトナー搬送力により良好な画像を得ることのできる現像ローラを提供するものである。
すなわち、本発明においては上記課題を解決するため、円柱形の導電性軸体と、この導電性軸体の周囲に形成された円筒の弾性層からなるローラとを備え、電子写真方式の画像形成装置に使用されてトナーを搬送するものであって、
ローラの表面を♯４００の砥石付きの円筒研削盤で研磨し、この研磨したローラの表面にウレタン系塗料、煙霧質シリカ系充填材、及びポリイソシアネート系架橋剤を添加してスプレーコーティングを塗布するとともに、１５０℃×３０ｍｉｎの条件で加熱硬化し、
加熱硬化したローラの表面三箇所を表面輝度値測定装置のＣＣＤカメラにより撮影してその画像をコンピュータの画像処理ソフトウェアで解析し、測定した場合の表面輝度値の平均値を３０〜２２０の範囲とし、ローラの表面三箇所を表面粗さ計で測定した場合の表面粗さＲｚの平均値を１〜２０μｍとしたことを特徴としている。
また、円柱形の導電性軸体と、この導電性軸体の周囲に形成された円筒の弾性層からなるローラとを備え、電子写真方式の画像形成装置に使用されてトナーを搬送するものであって、
ローラの表面を♯４００の砥石付きの円筒研削盤で研磨し、この研磨したローラの表面にウレタン系塗料、煙霧質シリカ系充填材、及びポリイソシアネート系架橋剤を添加してスプレーコーティングを塗布するとともに、１５０℃×３０ｍｉｎの条件で加熱硬化し、
加熱硬化したローラの表面三箇所を表面輝度値測定装置のＣＣＤカメラにより撮影してその画像をコンピュータの画像処理ソフトウェアで解析し、測定した場合の表面輝度値の平均値を３０〜２２０の範囲とし、ローラの表面三箇所を表面粗さ計で測定した場合の表面粗さＲｚの平均値を２５μｍとしたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における現像ローラ１は、図１に示すように、円柱形の導電性軸体２と、この導電性軸体２の表面を被覆する円筒のローラとを備え、ローラの表面輝度値を３０〜２２０の範囲とし、さらにローラの表面粗さＲｚを１〜２０μｍの範囲あるいは２５μｍとし、電子写真方式の画像形成装置に使用される。
【０００７】
導電性軸体２は、特に材料が限定されるものではないが、鉄、アルミ、ＳＵＳ、真鍮で構成された、いわゆる「芯金」、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の芯体表面に金属皮膜がメッキ処理されたもの、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の芯体表面に金属皮膜が蒸着処理されたもの、あるいは熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂に導電性付与剤としてカーボンブラックや金属粉末等が配合された芯体等が用いられる。
【０００８】
ローラとしては、シリコーンゴム、エチレン‐プロピレン‐ジエンゴム、ポリウレタン、クロロプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン‐ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレン‐プロピレンゴム、アクリルゴム、及びこれらの混合物、いわゆるゴムあるいはエラストマーいずれか１つ以上に煙霧質シリカ、沈降性シリカ、補強性カーボンブラック等の充填材、及び導電性カーボンブラック、ニッケル、アルミニウム、銅等の金属粉末、酸化亜鉛、酸化錫等の金属酸化物、硫酸バリウム、酸化チタン、あるいはチタン酸カリウム等の芯材に酸化錫をコーティングした導電性充填材等を配合し、パーオキサイド、白金触媒存在下でのハイドロジェンシロキサン、イソシアネート等の加硫剤と一緒に混練したものが用いられる。
【０００９】
現像ローラ１の表面は、弾性層３を無処理しても良く、弾性層３の表面に表面層を設けても良い。ローラの表面層を形成する材料としては、特に制限されるものではないが、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物があげられる。
【００１０】
現像ローラ１の表面輝度値は、良好な値を得るため、３０〜２２０の範囲であることが好ましい。これは、表面輝度値が３０未満の場合には、黒ベタ印字サンプルの画像濃度が必要以上に高くなり、中間トーンの印字サンプルでは濃度ムラが発生し、ドットの再現性が低下するからである。逆に、表面輝度値が２２０を超える場合、黒ベタ印字サンプルの画像濃度が低く、印字媒体である紙が透けて見えてしまい、良好な画像結果を得ることができないからである。また、中間トーンの印字サンプルでは、ドットの再現性も低下する。いずれにしろ、良好な画像を得ることは困難である。
【００１１】
このような現像ローラ１の表面輝度値は、図２の表面輝度値測定装置により測定される。この表面輝度値測定装置は、対物レンズ１０(株式会社ニコン  商品名ＣＦ  ＩＣ  ＢＤ  Ｐｌａｎ２０Ｘ)、ＣＣＤカメラ１１(株式会社ソニー  商品名ＸＣ‐００３)、照明ランプ１２(フィリッブス７７２４１)からなる顕微鏡本体１３(株式会社ニコン  商品名ＥＰＩ‐Ｕ)を備え、この顕微鏡本体１３の下部に、現像ローラ１がセットされており、照明ランプ１２に供給される電圧を電圧調製器１４でＤＣ１０Ｖに調整して現像ローラ１を垂直照射方式で照明する。
【００１２】
ＣＣＤカメラ１１は、画像処理ソフトウェア(王子計測機器株式会社  商品名ＤＡ‐６０００)のインストールされたコンピュータ１５に接続され、撮影した画像をコンピュータ１５に取り込んでその撮影画像を画像処理ソフトウェアで解析し、表面輝度値を測定する。測定に際しては、現像ローラ１一本につき、三箇所の表面輝度値を測定し、その平均値を使用する。
【００１３】
ローラの表面粗さＲｚの測定に際しては、先端半径２μｍの測定プローブを備えた表面粗さ計(株式会社東京精密  商品名５９０Ａ)に現像ローラ１をセットし、測定長２４ｍｍ、カットオフ波長０．８ｍｍ、カットオフ種別ガウシアンにより粗さを測定する。測定頻度は現像ローラ１一本につき三箇所の表面粗さを測定し、その平均値を用いる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例に係る現像ローラを比較例と共に説明する。
実施例１
導電性軸体として、ＳＵＭ２２に無電解ニッケルメッキした直径１０ｍｍ、長さ３００ｍｍのシャフトを使用し、これにシリコーン系プライマー・プライマーＮＯ．１６(信越化学工業株式会社製  商品名)を塗布し、ギヤーオーブン中で１５０℃、１０分間焼き付け処理を実施した。
【００１５】
ローラとしては、メチルビニルシリコーン生ゴムＫＥ−７８ＶＢＳ(信越化学工業株式会社製  商品名)１００重量部に、ジメチルシリコーン生ゴム・ＫＥ−７６ＶＢＳ(信越化学工業株式会社製  商品名)２０重量部にカーボンブラック・アサヒサーマル(旭カーボン株式会社製  商品名)１０重量部、煙霧質シリカ系充填材・ＡＥＲＣＳＩＬ  ２００(日本アエロジル株式会社製  商品名)１５重量部、白金触媒・Ｃ−１９Ａ(信越化学工業株式会社製  商品名)０．５部、ハイドロジェンシロキサン・Ｃ−１９Ｂ(信越化学工業株式会社製  商品名)２．０部を添加し、加圧ニーダーで混練してシリコーンゴム組成物を調製した。
【００１６】
次いで、係るシリコーンゴム組成物を押出機でクロスヘッドを介し一体化して分出しし、ギヤーオーブンで３００℃、１５分間加熱加硫し、シャフトからなる導電性軸体にφ２２ｍｍで加硫接着成形した。そして、ギヤーオーブン中で２００℃、４時間二次加硫を行い、ＧＣ♯４００の砥石を備えた円筒研削盤で外周を研摩し、直径φ２０ｍｍ、ゴム部の長さ２５０ｍｍのローラ基材を作製して実施例１における現像ローラのサンプルとした。このサンプルの表面輝度値は３２、表面粗さＲｚは２５μｍであった。
【００１７】
実施例２
実施例１と同様の方法により導電性軸体とローラとをそれぞれ作製し、このローラの表面にウレタン系塗料・ニッポラン５１９６(日本ポリウレタン株式会社製商品名  不揮発分３０％)塗料１００重量部に煙霧質シリカ系充填材・ＡＥＲＯＳＩＬ  ２００(日本アエロジル株式会社製  商品名)５部とポリイソシアネート系架橋剤・コロネート‐Ｌ(日本ポリウレタン株式会社製  商品名)１０重量部を添加するとともに、スプレーコーティングを一回塗りし、１５０℃×３０ｍｉｎ加熱硬化し、これを実施例２における現像ローラのサンプルとした。このサンプルの表面輝度値は１５０、表面粗さＲｚは７．０μｍであった。
【００１８】
実施例３
実施例１と同様の方法により導電性軸体とローラとをそれぞれ作製し、このローラの表面にウレタン系塗料・ニッポラン５１９６(日本ポリウレタン株式会社製商品名  不揮発分３０％)塗料１００重量部にポリイソシアネート系架橋剤・コロネート‐Ｌ(日本ポリウレタン株式会社製  商品名)１０重量部を添加するとともに、スプレーコーティングを一回施し、１５０℃×３０ｍｉｎ加熱硬化し、これを実施例３における現像ローラのサンプルとした。このサンプルの表面輝度値は２１０、表面粗さＲｚは１．５μｍであった。
【００１９】
比較例１
実施例１と同様の方法で導電性軸体とローラとをそれぞれ作製して加硫接着し、ＧＣ♯１２０砥石を使用してローラの表面を研磨し、これを比較例１における現像ローラのサンプルとした。このサンプルの表面輝度値は２０、表面粗さＲｚは２５μｍであった。
【００２０】
比較例２
実施例１と同様の方法で導電性軸体とローラとをそれぞれ作製して表面を研磨し、ウレタン系塗料・ニッポラン５１９６(日本ポリウレタン株式会社製商品名不揮発分３０％)塗料１００重量部にポリイソシアネート系架橋剤・コロネート‐Ｌ(日本ポリウレタン株式会社製  商品名)１０重量部を添加するとともに、スプレーコーティングを二回施し、１５０℃×３０ｍｉｎ加熱硬化し、これを比較例２における現像ローラのサンプルとした。このサンプルの表面輝度値は２３０、表面粗さＲｚは０．７μｍであった。
【００２１】
比較結果
実施例と比較例のサンプルとを電子写真方式のプリンタにそれぞれセットし、黒ベタ、中間トーンの印字試験を行い、表１にまとめた。黒ベタ印字サンプルでは、透過式濃度計(ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ社製  商品名Ｄ２００‐II)により画像濃度を測定した。また、中間トーンの印字サンプルでは、濃度ムラの評価と、１００倍の顕微鏡によりドットの再現性を評価した。
【００２２】
【表１】
0004100900.tif 000002
【００２３】
表１に示す通り、実施例１(表面輝度値３２、表面粗さＲｚ２５μｍ)、実施例２(表面輝度値１５０、表面粗さＲｚ７μｍ)、実施例３(表面輝度値２１０、表面粗さＲｚ１μｍ)の現像ローラを使用した印字サンプルでは、黒ベタ印字サンプルの画像濃度、中間トーン印字サンプルの濃度ムラ、ドット再現性になんら問題はなかった。そして、表面輝度値が３０〜２００、表面粗さＲｚが１〜２０μｍの範囲では、さらに良好な画像を得ることができた。
【００２４】
これに対し、比較例１(表面輝度値２０、表面粗さＲｚ３０μｍ)では、黒ベタ印字サンプルの画像濃度が必要以上に高くなった。また、中間トーン印字サンプルでは、濃度ムラが発生し、ドットの再現性も低下した。
また、比較例２(表面輝度値２３０、表面粗さＲｚ０．７μｍ)では、黒ベタ印字サンプルの画像濃度が低く、印字媒体である紙が透けて見えて良好な画像が得られなかった。また、中間トーン印字サンプルでは、ドットの再現性が低下した。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ローラの表面を♯４００の砥石付きの円筒研削盤で研磨し、この研磨したローラの表面にウレタン系塗料、煙霧質シリカ系充填材、及びポリイソシアネート系架橋剤を添加してスプレーコーティングを塗布するとともに、１５０℃×３０ｍｉｎの条件で加熱硬化し、加熱硬化したローラの表面三箇所を表面輝度値測定装置のＣＣＤカメラにより撮影してその画像をコンピュータの画像処理ソフトウェアで解析し、測定した場合の表面輝度値の平均値を３０〜２２０の範囲とし、ローラの表面三箇所を表面粗さ計で測定した場合の表面粗さＲｚの平均値を１〜２０μｍ又は２５μｍとするので、トナー搬送力を適切化して良好な画像を得ることができるという効果がある。
特に、ローラの表面輝度値の平均値が３０未満ではないので、黒ベタ印字サンプルの画像濃度が必要以上に高くなり、中間トーンの印字サンプルで濃度ムラの発生することがない。また、ドットの再現性低下を招くこともない。また、ローラの表面輝度値の平均値が２２０を超えないので、黒ベタ印字サンプルの画像濃度が低く、印字媒体である紙が透けて見えてしまい、良好な画像結果を得ることができないこともない。さらに、中間トーンの印字サンプルでドットの再現性が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像ローラの実施形態を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係る現像ローラの実施形態における表面輝度値測定装置を示す全体説明図である。
【符号の説明】
１          現像ローラ
２          導電性軸体
３          弾性層
【図１】
0004100900.tif 000003
【図２】
0004100900.tif 000004