(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に導電性シャフトを配し、該導電性シャフトの周りに弾性層、該弾性層上に表面層を同心円状に順次積層して構成される現像ローラにおいて、
前記表面層が、ポリアミド若しくはポリウレタン樹脂、或いはアクリル酸エステルモノマーとメタアクリル酸エステルモノマーとの一方または双方およびカルボン酸ビニルモノマーを主原料とする共重合体、を主成分とし、
前記弾性層が、（Ａ）分子中に少なくとも１個のアルケニル基を含み、主鎖を構成する繰り返し単位が主にオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位からなる重合体と、（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を含む硬化剤と、（Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、（Ｄ）導電性付与剤と、を主成分とする硬化性組成物の反応物から構成され、
現像ローラ全体の静電容量Ｃ1が０．５ｎＦ以上２．５ｎＦ以下の値を有し、弾性層の静電容量Ｃ2が０.８ｎＦ以上２０ｎＦ以下の値を有し、かつ、弾性層の静電容量Ｃ2と現像ローラ全体の静電容量Ｃ1との比Ｃ2／Ｃ1が１．１以上１１以下の値を有する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、プリンタ、複写装置あるいはファクシミリの受信装置など、電子写真方式、背面露光方式（いわゆるチャージレス法）、または静電記録方式を採用した装置に組み込まれる現像ローラの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を採用する装置では、感光体などの静電潜像担持体の周辺に、静電潜像担持体へ電荷を一様に供給する帯電ローラ、トナーを静電潜像担持体へ供給する現像ローラ、そしてトナー像を記録用紙に転写させる転写ローラなどの各種ローラが配置される。これら各種ローラのうち、現像ローラは最も重要なものであり、種々の特性が求められる。
【０００３】
図１は、非磁性１成分トナー５，…による非磁性現像方式を採用した現像装置とその周辺とを模式的に示した断面図である。現像ローラ１は、ＳＵＳ製やアルミニウム合金製などの導電性シャフト２の周りに導電性弾性層３を同心円状に順次積層し、この導電性弾性層上に表面層４を被覆して構成される。また、導電性シャフト２と現像ローラの表面との間には電圧が印加されている。トナー５，…は、供給ローラ６によって確実に現像ローラ表面へ付着され、規制ブレード７や現像ローラ表面によって摩擦帯電されてトナー薄層８となった後、静電潜像担持体である感光体９の表面に供給されてトナー像１０となる。
【０００４】
よって、トナーの帯電特性は現像ローラの表面層の材質・表面構造に大きく依存する。その表面層には、トナーの帯電特性を制御するという観点から、トナーが負に帯電する場合、摩擦帯電列がトナーに対して正側にある材質がよく選定されている。例えば、トナーには、スチレン−アクリル系やポリエステル系かつ負帯電性のものがよく用いられるのに対し、表面層には、これらトナーに対して摩擦帯電列が正側にあるナイロン系樹脂やウレタン系樹脂が多く用いられている。
【０００５】
また、表面層には、上記した特性に加えてトナー離型性が求められる。これは、現像ローラを長期使用すると、その表面が現像に寄与しないトナーで覆われて現像特性が悪化する現象、いわゆるトナーフィルミングが生ずるので、これを防ぐためである。感光体と接触してトナーを供給する現像ローラの場合、トナーフィルミングが悪化すると、現像に寄与しないトナーによって感光体が汚染される場合も生じ得る。そこで、トナーフィルミングを防ぐため、上記した表面層を構成する樹脂にフッ素系粒子を添加したり、表面層に含フッ素成分を有するウレタン系樹脂（例えば、フッ素ポリオールとポリイソシアネートの反応硬化物）を使用するなどの方法が採られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現像ローラの表面層には、上記したトナーの帯電特性やトナー離型性などの特性をバランス良く満たすものを用いるのが好ましいとされている。しかし、依然として、トナーフィルミング問題が完全に解決されずに残っている。
【０００７】
本発明は、現像ローラの表面に要求される特性の中で、最も重要なトナーフィルミング防止のための特性を備えて、耐久性の向上を図らんとする現像ローラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するに当たり、鋭意検討を進めた結果、現像ローラおよび弾性層の静電容量がトナーフィルミングと密接に関係することを発見し、さらに検討を進めた結果、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、中心軸に導電性シャフトを配し、該導電性シャフトの周りに弾性層、該弾性層上に表面層を同心円状に順次積層して構成される現像ローラにおいて、前記表面層が、ポリアミド若しくはポリウレタン樹脂、或いはアクリル酸エステルモノマーとメタアクリル酸エステルモノマーとの一方または双方およびカルボン酸ビニルモノマーを主原料とする共重合体、を主成分とし、前記弾性層が、（Ａ）分子中に少なくとも１個のアルケニル基を含み、主鎖を構成する繰り返し単位が主にオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位からなる重合体と、（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を含む硬化剤と、（Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、（Ｄ）導電性付与剤と、を主成分とする硬化性組成物の反応物から構成され、現像ローラ全体の静電容量Ｃ1が０．５ｎＦ以上２．５ｎＦ以下の値を有し、弾性層の静電容量Ｃ2が０.８ｎＦ以上２０ｎＦ以下の値を有し、かつ、弾性層の静電容量Ｃ2と現像ローラ全体の静電容量Ｃ1との比Ｃ2／Ｃ1が１．１以上１１以下の値を有するという現像ローラである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る代表的な種々の実施例を説明する。
本実施例の現像ローラは、直径１〜１２ｍｍ程度のＳＵＳ製やアルミニウム合金製などの金属製シャフトの周りに弾性層が同心円状に設けられ、この弾性層の外周面が表面層で被覆されたものである。ここで、前記弾性層と表面層との間に、現像ローラの電気抵抗を調整するための抵抗調整層や、弾性層と表面層との間の接着性を向上させるためのプライマー層などを含むこともある。なお、本発明では、前記表面層の形成方法は、特に限定されるものではなく、例えば、表面層を構成する樹脂成分の粘度などに応じて、ディッピング、スプレー噴霧、ロールコート、刷毛塗りなどで現像ローラの主基材層である弾性層の外周面に塗布し、乾燥させて表面層を形成するもので良い。ここで、表面層は、１０〜１５０μｍの所定の厚みで形成される。
【００１４】
本発明の最大の特徴は、表面層被覆前および表面層被覆後の現像ローラの静電容量にある一定の制限を与える点にある。なお、本発明の現像ローラの静電容量とは、現像ローラを平板電極上に横たえ、そのシャフト両端に各５００ｇの荷重を加えて、現像ローラ表面を平板電極に押圧した状態で、金属製シャフトと平板電極との間の測定によって得られるものである。また、本発明では、表面層被覆前の現像ローラの静電容量を、単に、弾性層の静電容量と呼ぶ。
【００１５】
従って、本実施例の現像ローラは、表面層被覆後の静電容量C1が2.5 nF以下の値を有し、かつ、弾性層の静電容量C2が0.8 nF以上20 nF 以下の値を有するように構成される。これにより、現像ローラ表面でのトナーフィルミングが防止されるのである。さらに、この現像ローラは、弾性層の静電容量C2と現像ローラ全体の静電容量C1との比C2／C1が、1.1 以上11以下の値を有するように構成される。
【００１６】
表面層被覆後の静電容量C1が2.5 nF以下の値を有し、かつ、弾性層の静電容量C2が0.8 nF以上20 nF 以下の値を有する現像ローラの表面でトナーフィルミングが抑制される理由は、以下のように考えられる。すなわち、電気回路的には、現像ローラは、弾性層と表面層とが直列接続されたものとみなせる。現像ローラ表面に付着しているトナーが感光体へ移動した直後、現像ローラ表面には、移動したトナーの総電荷量の絶対値に等しく、かつ極性が反対の電荷が残存している。表面層被覆後の現像ローラの静電容量C1を2.5 nF以下にすることで、現像ローラの時定数（静電容量と電気抵抗との積）が十分に小さくなり、シャフト側から注入された電荷が表面層へ素早く移動でき、残存した電荷をすぐに中和する。この中和は素早く行われるので、現像ローラ表面への現像に寄与しないトナーの静電気的付着を抑えることができ、トナーフィルミングを防止できる。従って、現像ローラ表面には、現像に寄与するトナーのみによる均一なトナー薄層形成が可能になるのである。ここで、弾性層の静電容量C2が0.8 nF以上20 nF 以下の値を有していることで、現像ローラの電気抵抗と静電容量とのバランスが良好となり、現像ローラが、非磁性１成分トナーを表面に付着して感光体へ供給するために有効に機能することが可能となる。
【００１７】
また、本実施例では、静電容量C1が2.5 nF以下の値を有するとともに、1.1 ≦C2／C1≦11なる関係式を満たす現像ローラを採用している。その理由は、現像時に、弾性層と表面層との何れか一方の層に過剰な電圧が加わって、絶縁破壊などが生じないようにするためである。
【００１８】
このような現像ローラの弾性層は、具体的には、
（Ａ）分子中に少なくとも１個のアルケニル基を含み、主鎖を構成する繰り返し単位が主にオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位からなる重合体と、
（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を含む硬化剤と、
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、
（Ｄ）導電性付与剤と、
を主成分とする硬化性組成物の反応物から構成される。
【００１９】
この硬化性組成物における（Ａ）成分の重合体は、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応して硬化する成分であり、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を含むため、ヒドロシリル化反応が起こって高分子状になり硬化する。（Ａ）成分に含まれるアルケニル基の数は、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応するという点から少なくとも１個以上必要であるが、充分なゴム弾性を得るという点からは、直鎖状分子の場合、分子の両末端に２個のアルケニル基が存在し、分岐のある分子の場合、分子末端に２個以上のアルケニル基が存在することが好ましい。（Ａ）成分の主鎖を構成する主な繰り返し単位は、オキシアルキレン単位または飽和炭化水素単位である。
【００２０】
先ず、（Ａ）成分の主鎖を構成する主な繰り返し単位がオキシアルキレン単位からなる重合体の場合について説明する。このとき、硬化物に（Ｄ）成分である導電性付与剤が少量添加されていると、硬化物の体積抵抗率が108 Ωcm〜109 Ωcmとなるため好ましい。また、硬化物の低硬度化の観点から、前記繰り返し単位がオキシアルキレン単位であるオキシアルキレン系重合体、さらには、前記繰り返し単位がオキシプロピレン単位であるオキシプロピレン系重合体が望ましい。
【００２１】
ここで、前記オキシアルキレン系重合体とは、主鎖を構成する単位のうち３０％以上、好ましくは、５０％以上がオキシアルキレン単位からなる重合体をいう。オキシアルキレン単位以外に含有される単位は、重合体製造時の出発物質として使用される、活性水素を２個以上含む化合物、例えば、エチレングリコール、ビスフェノール系化合物、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールなどからなる単位などである。なお、前記繰り返し単位がオキシプロピレン系の場合、エチレンオキシド、ブチレンオキシドなどからなる単位との共重合体（グラフト共重合体を含む。）であっても良い。
【００２２】
このようなオキシアルキレン系重合体の分子量は、反応性および低硬度化のバランスを良くする観点から、数平均分子量（Ｍｎ）で５００〜５０，０００、さらには１，０００〜４０，０００であることが好ましい。特に、数平均分子量が５，０００以上のもの、さらには５，０００〜４０，０００にあるものが好ましい。数平均分子量が５００未満の場合、この硬化性組成物を硬化させたときに充分な機械的特性（ゴム硬度、伸び率）などが得られにくくなる。一方、数平均分子量があまり大きくなると、分子中に含まれるアルケニル基１個あたりの分子量が大きくなったり、立体障害で反応性が落ちたりするため、硬化が不充分になることが多く、また、粘度が高くなりすぎて加工性が悪くなる傾向にある。
【００２３】
なお、前記オキシアルキレン系重合体が有するアルケニル基に特に制限はないが、下記一般式（１）で示されるアルケニル基が、硬化性に優れる点で特に好ましい。
【００２４】
Ｈ2 Ｃ＝Ｃ（Ｒ1 ）−                （１）
（式中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基）
【００２５】
また、この硬化性組成物の特徴の一つは、低硬度化にしやすいことであり、この特徴を発揮させるには、アルケニル基の数は分子末端に２個以上存在することが好ましい。但し、（Ａ）成分の分子量に比してアルケニル基の数が多くなりすぎると剛直になり、良好なゴム弾性が得られにくくなる。
【００２６】
次に、（Ａ）成分が、主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽和炭化水素単位である重合体の場合について説明する。この重合体は、低吸水率であり、電気抵抗の環境変動が小さくなる硬化物を得られるという点で好ましいものである。また、前記オキシアルキレン系重合体の場合と同様に、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応して硬化する成分であり、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有するため、ヒドロシリル化反応が起こって高分子状になり硬化するものである。さらに、（Ａ）成分に含まれるアルケニル基の数は、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応するという点から少なくとも１個必要であるが、良好なゴム弾性を得るという点から、直鎖状分子の場合は、分子の両末端に２個存在することが好ましく、分岐を有する分子の場合は、分子末端に２個以上存在することが好ましい。
【００２７】
前記主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽和炭化水素単位である重合体の代表例としては、イソブチレン系重合体、水添イソプレン系重合体、水添ブタジエン系重合体が挙げられる。これら重合体は、共重合体などの他成分の繰り返し単位を含むものであっても構わないが、少なくとも飽和炭化水素単位を５０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上含有することが、飽和炭化水素系の、吸水率が低いという特徴を損なわないようにする上で、重要である。
【００２８】
この主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽和炭化水素単位である（Ａ）成分の重合体の分子量としては、数平均分子量（Ｍｎ）で５００〜５０，０００程度、さらには１，０００〜１５，０００程度であって、常温において液状物で流動性を有するものが、取扱い易さ、加工性などの点で好ましい。
【００２９】
このような飽和炭化水素系重合体に導入されるアルケニル基については、前記オキシアルキレン系重合体の場合と同様である。
【００３０】
したがって、（Ａ）成分としての、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を含み、主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽和炭化水素単位である重合体の好ましい具体例としては、両末端にアルケニル基を２個有し、直鎖状の数平均分子量（Ｍｎ）が２，０００〜１５，０００で、Ｍｗ／Ｍｎが１．１〜１．２のポリイソブチレン系、水添ポリブタジエン系、水添ポリイソプレン系重合体などが挙げられる。
【００３１】
また、硬化性組成物中の（Ｂ）成分は、分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する化合物である限り特に制限はないが、分子中に含まれるヒドロシリル基の数が多すぎると、硬化後も多量のヒドロシリル基が硬化物中に残存し易くなり、ボイドやクラックの原因となるため、分子中に含まれるヒドロシリル基の数は５０個以下が良い。さらにはこの数は、硬化物のゴム弾性のコントロールや貯蔵安定性の点から、２〜３０個、より好ましくは２〜２０個であることが好ましく、さらに、硬化時の発泡を容易に防ぐという点では、２０個以下、そしてヒドロシリル基が失活しても硬化不良が発生しにくいという点では、３個が好ましく、最も好ましい範囲は、３〜２０個である。
【００３２】
ところで、本発明では、前記ヒドロシリル基を１個有するとは、Ｓｉに結合するＨを１個有することをいい、ＳｉＨ2 の場合には、ヒドロシリル基を２個有することを意味するが、Ｓｉに結合するＨは異なるＳｉに結合する方が、硬化性やゴム弾性の点から好ましい。
【００３３】
さて、（Ｂ）成分の分子量は、（Ｄ）成分である導電性付与剤を添加する場合の分散性やローラ加工性などの点から、数平均分子量（Ｍｎ）で３０，０００以下にあることが好ましく、さらには２０，０００以下、特には１５，０００以下が好ましい。（Ａ）成分との反応性や相溶性まで考慮すると、数平均分子量が３００〜１０，０００にあることが好ましい。
【００３４】
この（Ｂ）成分に関しては、（Ａ）成分の凝集力が（Ｂ）成分の凝集力に比べて大きいために、相溶性の点でフェニル基含有変性が重要であり、（Ａ）成分との相溶性、入手のし易さの点でスチレン変性体などが好ましく、貯蔵安定性の点でα−メチルスチレン変性体が好ましい。
【００３５】
また、（Ｃ）成分であるヒドロシリル化触媒としては、ヒドロシリル化触媒として使用し得るものである限り、特に制限はなく、白金単体、アルミナなどの単体に固体白金を担持させたもの、塩化白金酸（アルコールなどの錯体も含む。）、白金の各種錯体、ロジウム、ルテニウム、鉄、アルミニウム、チタンなどの金属の塩化物などが挙げられる。これらの中でも、触媒活性の点から塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体が望ましい。これらの触媒は、単独で使用しても良く、２種以上で併用しても良い。
【００３６】
以上のような硬化性組成物中の（Ａ）成分に対する（Ｂ）成分の使用割合として、（Ａ）成分中のアルケニル基１モル当たり、（Ｂ）成分中のヒドロシリル基が０．２〜５．０モル、さらには０．４〜２．５モル存在するように設定されると、良好なゴム弾性を得る点から好ましい。
【００３７】
また、（Ｃ）成分の使用量としては、（Ａ）成分中のアルケニル基１モルに対して１０-1〜１０-8モル、特に１０-3〜１０-6モルの範囲で用いるのが好ましい。（Ｃ）成分の使用量が１０-8モルに満たないと反応が進行しない。一方で、ヒドロシリル化触媒は、一般に高価で、また腐食性を有し、しかも水素ガスが大量に発生して硬化物が発泡してしまう性質を有しているので、１０-1モルを超えて用いない方が好ましい。
【００３８】
さらに、上記した硬化性組成物に、（Ｄ）成分である導電性付与剤を添加して導電性組成物とすれば、現像ローラとして好適である。この（Ｄ）成分の導電性付与剤としては、カーボンブラックや、金属微粉末、さらには第４級アンモニウム塩基、カルボン酸基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基などを有する有機化合物もしくは重合体、エーテルエステルアミド、もしくはエーテルイミド重合体、エチレンオキサイド−エピハロヒドリン共重合体、メトキシポリエチレングリコールアクリレートなどで代表される導電性ユニットを有する化合物、または高分子化合物などの帯電防止剤などの、導電性を付与できる化合物などを挙げることが出来る。これらの導電性付与剤は、単独で使用しても、２種以上のものを併用しても構わない。
【００３９】
なお、（Ｄ）成分である導電性付与剤の添加量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量に対して３０重量％以下とすることが、ゴム硬度を上げない点から好ましい。一方、均一な体積抵抗を得るためには、この添加量が１０重量％以上であるのが好ましく、さらに、硬化物の体積抵抗が１０3 〜１０10Ωｃｍであるように添加量を定めることが好ましい。
【００４０】
さらに、上記硬化性組成物には、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分の他、貯蔵安定性改良剤、例えば、脂肪族不飽和結合を有する化合物、有機リン化合物、有機硫黄化合物、チッ素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物などを加えても良い。その具体例としては、例えば、ベンゾチアゾール、チアゾール、ジメチルマレート、ジメチルアセチレンカルボキシレート、２−ペンテンニトリル、２，３−ジクロロプロペン、キノリンなどが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。これらの中では、ポットライフおよび速硬化性の両立という点から、チアゾール、ジメチルマレートが、特に好ましい。なお、前記貯蔵安定性改良剤は、単独で用いても良く、２種以上で併用しても良い。
【００４１】
また、上記硬化性組成物には、加工性やコストを改善するという点から、充填剤、保存安定剤、可塑剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料などを添加しても良い。
【００４２】
次に、弾性層上に被覆する表面層について説明する。この表面層は、トナーの帯電性を考慮すると、−ＮＨＣＯ−結合を有するポリアミドやポリウレタンを主成分とする樹脂組成物から構成されるのが好ましく、表面層の弾力性や電気抵抗を考慮すると、ポリウレタンの中でもポリエーテル骨格を有するものが好ましい。また、環境安定性の観点からは、ポリウレタンの中でもポリカーボネート骨格のような−ＲＯＣＯ2 −の繰り返し単位を有する樹脂を主成分とする樹脂組成物や、ポリメチルメタアクリレートなどのアクリルで変性したポリウレタンも使用可能であり、これらをブレンドしたブレンド樹脂を用いることも出来る。
【００４３】
前記ポリアミドの具体例としては、−ＮＨＣＯ−結合の水素の一部を変性し、メトキシメチル化したナイロンが挙げられるが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００４４】
前記ポリカーボネートウレタンの具体例としては、−ＲＯＣＯ2 −のＲがビスフェノールＡタイプのものが一般的であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、ビスフェノールＡの変性体や、脂環式の基、アルキル基などであっても構わない。低硬度と低吸収率とのバランスを考慮すると、これはアルキル基であることが望ましい。
【００４５】
前記ブレンド樹脂の一例としては、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミドなどに希釈したポリアミドやポリウレタン樹脂のブレンド樹脂が挙げられる。
【００４６】
また、前記表面層として、アクリル−カルボン酸ビニル系共重合体を主成分とする樹脂組成物を用いることもできる。このアクリル−カルボン酸ビニル系共重合体とは、アクリル酸エステルモノマー成分、メタアクリル酸エステルモノマー成分およびカルボン酸ビニルモノマー成分の合計量が樹脂成分中に５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上含有される共重合体であり、かつ、カルボン酸ビニルモノマー成分が樹脂成分中に３重量％以上、好ましくは５重量％以上、より好ましくは１０重量％以上含有される共重合体である。
【００４７】
前記カルボン酸ビニルモノマー成分としては、重合が良好に進行するという観点から、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、吉草酸ビニル、イソ吉草酸ビニルなどが挙げられる。これらの中でも、入手のし易さやトナーをマイナス帯電させる点などから、特に酢酸ビニルを用いることが好ましい。
【００４８】
前記アクリル酸エステルモノマー成分としては、重合が良好に進行するという観点から、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシルなどが挙げられる。また、前記メタアクリル酸エステルモノマー成分としては、重合が良好に進行するという観点から、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸ブチルなどが挙げられる。これらの中でも、入手のし易さからメタアクリル酸メチルが好ましい。
【００４９】
【実施例】
さて、以下に、本発明に係る現像ローラの具体的な実施例１〜４および６を詳細に説明した後に、これら現像ローラと従来の現像ローラである比較例１〜３との比較を行う。
【００５０】
先ず、弾性層は、以下に示す３種類のものを用いる。これら弾性層１〜３は、全て、直径１０ｍｍのＳＵＳ製シャフト上に厚さ７．５ｍｍで形成される。
【００５１】
弾性層１は、以下のように作製される。すなわち、
（Ａ−１）数平均分子量（Ｍｎ）が８，０００、分子量分布２の末端アリル化ポリオキシプロピレン系重合体の１００重量部に対して、
（Ｂ−１）ポリシロキサン系硬化剤（ＳｉＨ価０．３６モル／１００ｇ）を６．６重量部、
（Ｃ−１）塩化白金酸の１０％イソプロピルアルコール溶液を０．０６重量部、
（Ｄ−１）カーボンブラック３０３０Ｂ（三菱化学社製）を８重量部、
を混合し、１０ｍｍＨｇ以下で１２０分間減圧脱泡して得られた組成物を、シャフトの上に被覆し、金型内１２０℃の環境下で３０分間静置して硬化させ、厚さ７．５ｍｍのゴム弾性体からなる弾性層１を作製した。この弾性層１の静電容量C2は、１８．５ｎＦであった。
【００５２】
弾性層２は、以下のように作製される。すなわち、
（Ａ−２）数平均分子量（Ｍｎ）が１０，０００、末端にビニル基を２個有するポリイソブチレン重合体の１００重量部に対して、
（Ｂ−２）ポリシロキサン系硬化剤（ＳｉＨ価０．３６モル／１００ｇ）を２．７重量部、
（Ｃ−２）塩化白金酸の１０％イソプロピルアルコール溶液を０．０６重量部、
（Ｄ−２）カーボンブラック３０３０Ｂ（三菱化学社製）を１０重量部、
（Ｅ）可塑剤ＰＳ−３２（出光興産社製）を７５重量部、
からなる組成物を前記シャフトの上に被覆し、金型内１２０℃の環境下で３０分間静置して硬化させ、厚さ７．５ｍｍのゴム弾性体からなる弾性層２を作製した。この弾性層２の静電容量C2は、１０．３ｎＦであった。
【００５３】
弾性層３は、以下のように作製される。すなわち、前記弾性層１の構成要素（Ａ−１），（Ｂ−１）および（Ｃ−１）と、（Ｄ−３）カーボンブラック３０３０Ｂ（三菱化学社製）の５重量部とを混合し、１０ｍｍＨｇ以下で１２０分間減圧脱泡して得られた組成物を、シャフト上に被覆し、金型内１２０℃の環境下で３０分間静置して硬化させ、厚さ７．５ｍｍのゴム弾性体からなる弾性層３を作製した。この弾性層３の静電容量C2は、１．２ｎＦであった。
【００５４】
次に、これら弾性層の外周面に、以下に示す表面層１〜５を被覆した現像ローラを作製し、実施例１〜６とした。これら実施例は、本発明に係る静電容量の関係式を満たすものである。
【００５５】
実施例１は、上記弾性層１の外周面に、エーテル系ウレタン溶液（ハイムレンＹ−２３７：大日精化社製）をシクロヘキサノンとジメチルホルムアミドの混合溶液で希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて得られる厚さ２０μｍの表面層１を形成したものである。
【００５６】
実施例２は、上記弾性層２の外周面に、エーテル系ウレタン溶液（ハイムレンＹ−２５８：大日精化社製）をメチルエチルケトンとジメチルホルムアミドの混合溶液で希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて得られる厚さ２０μｍの表面層２を形成したものである。
【００５７】
実施例３は、上記弾性層２の外周面に、カーボネートウレタン溶液（レザミンＭＥ８２２０ＬＰ：大日精化社製）をメチルエチルケトンで固形分が５重量％になるまで希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて得られる厚さ１０μｍの表面層３を形成したものである。
【００５８】
実施例４は、上記弾性層３の外周面に、前記実施例３で用いた表面層３を形成したものである。
【００５９】
比較例３は、上記弾性層１の外周面に、メトキシメチル化ナイロン（ＥＭ−２０：鉛市社製）をメタノールで希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて得られる厚さ１５μｍの表面層４を形成したものである。
【００６０】
そして、実施例６は、上記弾性層１の外周面に、アクリル−酢酸ビニル共重合体（カネビラックＬ−ＤＢＦ：鐘淵化学工業社製）を酢酸エチルで希釈した溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて得られる厚さ１０μｍの表面層５を形成したものである。
【００６１】
一方、上記弾性層外周面に、以下に示す２種類の表面層を被覆した現像ローラを比較例１，２とした。これら比較例は、本発明に係る静電容量の関係式を満たさないものである。
【００６２】
比較例１は、上記弾性層１の外周面に、共重合ナイロン（ＣＭ−８０００：東レ社製）をメタノールで希釈後、エレカットＳ５１２（第４級アンモニウム塩：竹本油脂社製）を、ＣＭ−８０００の１００重量部に対して、１０重量部加えた溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて得られる厚さ２０μｍの表面層６を形成したものである。
【００６３】
比較例２は、上記弾性層１の外周面に、メトキシメチル化ナイロン（ＥＭ−２０：鉛市社製）をメタノールで希釈後、ＫＫＳ−００１（アクリル系ポリマー：竹本油脂社製）を、ＥＭ−２０の１００重量部に対して、２０重量部加えた溶液をディッピングし、８０℃のオーブン内で１時間乾燥させて得られる厚さ１５μｍの表面層７を形成したものである。
【００６４】
このようにして得られた実施例１〜４、６および比較例１〜３の静電容量を測定して得た結果が表１である。また、トナーフィルミングについては、現像ローラを市販プリンタ（６ｐｐｍ）に設置し、ポリエステル系トナーを用いて５時間連続の耐久画出し試験を行い、試験後の現像ローラ表面を目視観察することで評価した。この評価は、表面層上にトナー付着が全く観察されない良好なものを○、僅かにトナー付着が観察されるものを△、明確にトナー付着が観察されるものを×で示した。
【００６５】
【表１】
0003829430.tif 000002
【００６６】
この結果が示すように、現像ローラ全体の静電容量C1が2.5 nF以下の値を有し、弾性層の静電容量C2が0.8 nF以上20 nF 以下の値を有する実施例において、トナーフィルミングが確実に防止されていることがわかる。
【００６７】
【発明の効果】
上述の如く、本発明は、現像ローラ全体の静電容量C1が2.5 nF以下の値を有し、弾性層の静電容量C2が0.8 nF以上20 nF 以下の値を有する現像ローラであるので、現像に寄与しないトナーの静電気的付着が抑えられる程に現像ローラの時定数が十分小さくなり、現像ローラ表面のトナーフィルミングを防止することができ、もって現像ローラの耐久性を向上させることが可能となる。さらに、本発明が、1.1 ≦C2／C1≦11なる関係式を満たすように構成されると、現像時において、弾性層と表面層とのそれぞれの層に加わる電圧のバランスを適正に保つことができ、現像ローラを絶縁破壊などから防ぐことができる。
【００６８】
また、表面層として、ポリアミドまたはポリウレタン樹脂を主成分とするものを使用すると、弾力性が良好で、電気抵抗の環境変動の少ない表面層を得ることができ、より耐久性の高い現像ローラの作製が可能となる。一方で、表面層として、アクリル酸エステルモノマーとメタアクリル酸エステルモノマーとの一方または双方、およびカルボン酸ビニルモノマーを主原料とする共重合体を主成分とするものを使用すると、トナー帯電性を向上する点で有利な現像ローラの作製が可能となる。
【００６９】
さらに、本発明の弾性層として使用する硬化性組成物の反応物において、その主鎖を構成する主な繰り返し単位にオキシアルキレン単位からなる重合体を採用すると、少量の導電性付与剤の添加で硬化物の体積抵抗率を設定しやすく、かつ低硬度化への設定もしやすいため、現像ローラの時定数を適切な値に設定でき、現像ローラのゴム弾性を良好なものにできる。一方で、主鎖を構成する主な繰り返し単位に飽和炭化水素単位からなる重合体を採用すると、低吸水率の硬化物が得られ、その電気抵抗の環境変動が少なく、現像ローラの時定数の環境変動も少なくなり、耐久性の高い現像ローラを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】現像ローラとその周辺の構成とを示す説明図。
【符号の説明】
１  現像ローラ
２  導電性シャフト
３  弾性層
４  表面層
５  トナー
６  供給ローラ
７  規制ブレード
８  トナー薄層
９  感光体
１０  トナー像
【図１】
0003829430.tif 000003