JP2005352071A - 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005352071A JP2005352071A JP2004171555A JP2004171555A JP2005352071A JP 2005352071 A JP2005352071 A JP 2005352071A JP 2004171555 A JP2004171555 A JP 2004171555A JP 2004171555 A JP2004171555 A JP 2004171555A JP 2005352071 A JP2005352071 A JP 2005352071A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- developing roller
- resin
- meth
- acrylate
- toner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
【課題】 斑点などの画像不良や濃度むら、更には白画像かぶりの発生を可及的に防止して、カラー画像にも良好に対応することができる高品位な画像を確実に得ることができる現像ローラとこの現像ローラを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 現像ローラ1は、金属製パイプよりなるシャフト部材2と、その半径方向外側に配置された一層以上の樹脂層4を有し、外周面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8kVの電圧を印加してコロナ放電を発生させてこの外周面を帯電させた場合の、0.35秒後の表面電位の最大値が90V以下である。
【選択図】図3
【解決手段】 現像ローラ1は、金属製パイプよりなるシャフト部材2と、その半径方向外側に配置された一層以上の樹脂層4を有し、外周面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8kVの電圧を印加してコロナ放電を発生させてこの外周面を帯電させた場合の、0.35秒後の表面電位の最大値が90V以下である。
【選択図】図3
Description
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置に用いられる現像ローラと、この現像ローラを用いた画像形成装置に関する。
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、潜像を保持した感光ドラム等の潜像保持体に非磁性現像剤(トナー)を供給し、潜像保持体の潜像にトナーを付着させて潜像を可視化することが行われており、その現像方法の一般的なものの一つとして、潜像保持体との間に微小なギャップを設けて配置された現像ローラの外周上に帯電したトナーを担持させ、潜像保持体と現像ローラとの間に電圧をかけた状態で現像ローラを回転させることにより、トナーを潜像保持体に飛翔させる非磁性ジャンピング現像法がある。
非磁性ジャンピング現像法を、図1を参照してさらに説明する。トナーを供給するためのトナー供給用ローラ94と静電潜像を保持した感光ドラム(潜像保持体)95との間に、感光ドラム95に対して微小なギャップ92を空けて、現像ローラ91が配設され、これら現像ローラ91、感光ドラム95及びトナー供給用ローラ94がそれぞれ図中矢印方向に回転するとともに、感光ドラム95と現像ローラ91との間に、所定の電圧を印加することにより、トナー96がトナー供給用ローラ94により現像ローラ91の表面に供給され、トナー96が成層ブレード97によって均一な薄層に整えられ、薄層に形成されたトナー96が、ギャップ92を越えて感光ドラム95に飛翔して潜像に付着し、この潜像が可視化されるようになっている。
なお、図中98は転写部であり、ここで紙等の記録媒体にトナー画像を転写するようになっている。また99はクリーニング部であり、そのクリーニングブレード99aにより転写後に感光ドラム95表面に残留するトナー6を除去するよう構成されている。
図2は、非磁性ジャンピング現像法に用いられる、従来の現像ローラ91を示す断面図であり、現像ローラ91は、一般的に、金属等の良導電性材料からなる中実円柱状もしくは中空円筒状のシャフト部材82の外周に、トナーに対する帯電性や付着性、あるいは現像ローラと成層ブレードとの間の摩擦力等を最適化するための樹脂層84を設けて構成される(例えば、特許文献1参照。)。
そして、シャフト部材82は、強度的に許容される限り軽量にするのが好ましくそのため中空円筒状をなすのが好ましく、その場合、金属製パイプ85と、金属製パイプ85の両端に取付けられたそれぞれの軸付きキャップ86とを具え、これらの軸付きキャップ86には、シャフト部材82の長さ方向両端部を構成する軸部86aが設けられ、画像形成装置のローラ支持部に軸支される。
特開2002−14534号公報
現像ローラを用いた画像形成により高画質画像を得るためには、現像ローラ上に保持された現像剤が潜像保持体にいたる際に常に一定の電荷を保ち、また均一な帯電状態となっていることが求められる。
即ち、プリンタ等の画像形成装置に高画質が要求される場合やカラー画像に対応しようとする場合には、現像ローラの電気特性がローラ全面においてばらついていると、斑点などの画像不良や濃度むら、更には白画像のかぶりが発生するという問題を生じることとなる。また、連続印刷時などの際には現像ローラ上に保持された現像剤の帯電量が漸次変化する場合があり、また部分的に黒べた画像を印字した場合などにはその部分に新たに保持される現像剤の帯電量が周囲と異なる場合があり、これにより生じる現像剤帯電分布の不均一性などによって不均一画像不良が発生する場合がある。これらの現象は、現像ローラ表面に与えられた電荷が逃げ難い状況となった場合に発生しやすい。
この場合、現像ローラ表面に与えられた電荷は、主に表面から導電性のシャフト部材を通じて接地されることで減衰していくと考えられるが、例えば磁性トナー現像に用いられる現像金属単体スリーブでは、基体が金属であるために極めて導電性がよく、表面電荷は容易に接地部へと流れ込むことが可能であり、残留表面電荷が問題となることはほとんどない。しかしながら、基材として半導電性物質を用いた非磁性一成分トナー現像に用いられる現像ローラや金属表面上に塗膜層を設けたローラでは、表面の残留電荷が逃げにくく長時間残留しやすいため、それに基づく不都合が発生してしまう。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、斑点などの画像不良や濃度むら、更には白画像かぶりの発生を可及的に防止して、カラー画像にも良好に対応することができる高品位な画像を確実に得ることができる現像ローラとこの現像ローラを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
<1>本発明は、長さ方向両端部を軸支されて取付けられるシャフト部材の半径方向外側に一層以上の樹脂層を設けてなり、外周面上に担持した非磁性現像剤を潜像保持体に供給する現像ローラにおいて、
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとするとともに、外周面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8kVの電圧を印加してコロナ放電を発生させてこの外周面を帯電させた場合の、0.35秒後の表面電位の最大値を、90V以下としてなる現像ローラである。
なお、以下において、上記条件(間隔、電圧、時間)で測定された表面電位の最大値を単に「最大表面電位」と称すこととする。
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとするとともに、外周面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8kVの電圧を印加してコロナ放電を発生させてこの外周面を帯電させた場合の、0.35秒後の表面電位の最大値を、90V以下としてなる現像ローラである。
なお、以下において、上記条件(間隔、電圧、時間)で測定された表面電位の最大値を単に「最大表面電位」と称すこととする。
<2>本発明は、<1>において、少なくとも一層の樹脂層は、導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる現像ローラである。
本明細書において、電子線硬化型樹脂とは、架橋剤、重合開始剤、開裂補助剤を含有せず、これらの助剤を用いなくとも、電子線照射によるエネルギーによって自己架橋を進行させる特性を有する樹脂をいうものとする。だだし、実際の製造においてこれらを架橋剤等を配合して層を形成することは差し支えなく、電子線硬化型樹脂は、これらを架橋剤等との配合を拒むものではない。
本明細書において、電子線硬化型樹脂とは、架橋剤、重合開始剤、開裂補助剤を含有せず、これらの助剤を用いなくとも、電子線照射によるエネルギーによって自己架橋を進行させる特性を有する樹脂をいうものとする。だだし、実際の製造においてこれらを架橋剤等を配合して層を形成することは差し支えなく、電子線硬化型樹脂は、これらを架橋剤等との配合を拒むものではない。
<3>本発明は、<1>もしくは<2>において、導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる樹脂層は、無溶剤の塗工液を塗布し、紫外線もしくは電子線を照射することにより形成されてなる現像ローラである。
<4>本発明は、<1>〜<3>のいずれかにおいて、前記シャフト部材と最内側の樹脂層との間に、弾性層を配設してなる現像ローラである。
<5>本発明は、<1>〜<4>のいずれかの現像ローラを設けてなる画像形成装置である。
<1>の発明によれば、外周面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8kVの電圧を印加してコロナ放電を発生させてこの外周面を帯電させた場合の、0.35秒後の表面電位の最大値(最大表面電位)を、90V以下としたので、残留電荷に起因する斑点などの画像不良や濃度むら、更には白画像かぶりの発生を可及的に防止することができ、しかも連続印刷、または部分的画像印字時においても良好な画質を確実に保持することができ、カラー画像にも良好に対応することができる高品位な画像を確実かつ安定的に得ることができる。
<2>の発明によれば、少なくとも一層の樹脂層は、導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなるものとしたので、紫外線照射もしくは電子線照射の代わりに熱もしくは熱風で乾燥して硬化させて形成するのに対比して、乾燥のための大掛かりな設備とスペースとを節減することができ、しかも、乾燥プロセスの制御が難しいことに起因する成膜のばらつきを抑制し、樹脂層を高精度に形成することができる。
<3>の発明によれば、少なくとも一層の樹脂層は、無溶剤の塗工液を塗布し、紫外線もしくは電子線を照射することにより形成したので、上記と同様の効果をもたらすことができる。
<4>の発明によれば、前記シャフト部材と半径方向最内側の樹脂層との間に、弾性層を配設したので、樹脂層が潜像保持体や成層ブレードに押し当てられる際の、樹脂層にかかる応力を緩和することができ、樹脂層の耐久性を向上させるとともに、トナーに対する応力も緩和することができ、このことにより、長期にわたって安定した画像の形成に資することができる。
<5>の発明によれば、<1>〜<4>のいずれかの現像ローラを設けて構成されるので、濃度むらや白画像のかぶりの発生を可及的に防止することができ、しかも、連続印刷、又は部分的画像印字時においても良好な画質を確実に保持することができ、カラー画像にも良好に対応することができる高品位な画像を確実かつ安定的に得ることができる。
本発明の実施形態についてさらに詳しく説明する。図3(a)は、本実施形態の現像ローラを示す断面図であり、図3(b)は、図3(a)のb−b矢視に対応する側面図である。現像ローラ1は、シャフト部材2の外周上に半導電性の弾性層3を形成し、更にこの弾性層3上に半導電性の樹脂層4を形成してなるが、弾性層3は必須の構成ではない。シャフト部材2は、中空円筒状の金属製パイプ5と、金属製パイプ5の両端に取付けられたそれぞれの軸付きキャップ6とを具え、シャフト部材2の長さ方向両端部となる、軸付きキャップ6には、シャフト部材2の長さ方向両端部を構成する軸部6aが設けられ、図示しない、画像形成装置のローラ支持部に軸支される。
シャフト部材2は、金属製であり、良好な導電性を有する。シャフト部材2に用いられる金属材料としては、特に限定するものではないが、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウムやこれらを含む合金等を用いることができる。
パイプの肉厚は、強度的に十分であるかぎり、軽量化の点で薄い方が好ましく、例えば、0.3〜2mmとすることができる。また、金属製パイプ5と軸付きキャップ6とを組立てるには、例えば、図3(b)に示すように、金属製パイプ5に設けた凸部5aと、軸付きキャップ6に設けた凹部6bとを回り止めのため係合させたあと、金属製パイプ5と軸付きキャップ6とを接着剤、ピン止め等により固定すればよい。
ここで、樹脂層4は、一層もしくは複数の層よりなり、このうち少なくとも一層は、導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなるのが好ましい。
樹脂層4は、トナーや画像形成装置の仕様に応じて、トナーに所要の帯電量を付与するともに所要のトナー搬送量を得ることができ、また、潜像保持体へのトナー供給量が所要のものととなるよう、電気抵抗や表面性状等の特性が設定される。
この樹脂層4を形成する紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂としてはポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などが挙げられ、これらの1種又は2種以上を混合して用いることができる。更に、これらの樹脂に特定の官能基を導入した変性樹脂を用いることもできる。
紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂としては、特に限定されるものではないが、(メタ)アクリレートオリゴマーを含む(メタ)アクリレート系樹脂組成物が好適である。
かかる(メタ)アクリレートオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ系(メタ)アクリレートオリゴマー、エーテル系(メタ)アクリレートオリゴマー、エステル系(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリカーボネート系(メタ)アクリレートオリゴマー等、また、フッ素系、シリコーン系のアクリルオリゴマーなどを挙げることができる。
上記(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールとε−カプロラクトンの付加物等の化合物と、(メタ)アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシアネート化合物及び水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物をウレタン化することにより合成することができる。
ウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシアネート化合物と水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。
エポキシ系(メタ)アクリレートオリゴマーの例としては、グリシジル基を有する化合物と(メタ)アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよいが、中でもベンゼン環、ナフタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、かつグリシジル基を有する化合物と(メタ)アクリル酸の反応生成物が好ましい。
更に、エーテル系(メタ)アクリレートオリゴマー、エステル系(メタ)アクリレートオリゴマー及びポリカーボネート系(メタ)アクリレートオリゴマーは、各々に対するポリオール(ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール)と(メタ)アクリル酸との反応によって得ることができる。
樹脂層4を成膜するための樹脂組成物には、必要に応じて粘度調整のために重合性二重結合を有する反応性希釈剤を配合する。このような反応性希釈剤としては、アミノ酸や水酸基を含む化合物に(メタ)アクリル酸がエステル化反応及びアミド化反応で結合した構造の、例えば、単官能、2官能または多官能の重合性化合物等を使用することができる。これらの希釈剤は、(メタ)アクリレートオリゴマー100重量部当たり、通常10〜200重量部用いることが好ましい。
樹脂層4の樹脂に配合される導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤等が用いられる。
電子導電剤を例示すれば、ケッチェンブラック,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−(インク)用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、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、カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカー等が挙げられる。
これらの電子導電剤の配合量は、樹脂100重量部に対し100重量部以下、例えば、1〜100重量部、特に1〜80重量部、とりわけ10〜50重量部であることが好適である。
ただし、カーボン系導電剤を紫外線硬化型樹脂に含有する場合は、樹脂100重量部に対し20重量部以下、特に10重量部以下、とりわけ5重量部以下であることが、好適となり、20重量部を越えた場合には、カーボン系導電剤は紫外線を吸収しやすいため、導電剤の量が多いほど紫外線が層の奥まで到達にくくなり、そのため紫外線硬化反応の進行が十分進まなくなってしまう虞がある。
また、イオン導電剤を例示すれば、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩;リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。これらイオン導電剤の配合量は、通常樹脂100重量部に対して0.01〜10重量部、特に0.05〜5重量部の範囲で好適に用いられる。
なお、上記導電剤は、1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよく、この場合電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせることも可能である。
なお、導電剤が酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム及びニッケル、銅などの金属及び金属酸化物のような透明導電剤であると、紫外線が透過しやすく、紫外線硬化型樹脂の重合を妨げないという効果が得られる。この透明導電剤配合量は、樹脂100重量部に対し100重量部以下、特に1〜80重量部、とりわけ10〜50重量部であることが好適である。
樹脂層4を構成する樹脂が紫外線硬化型樹脂の場合、重合開始剤を含有することが好ましい。紫外線重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エステル、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノンおよび3,3−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4,4−ジメトキシベンゾフェノン、4,4−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス(4−ジアルキルアミノフェニル)ケトン、ベンジルおよびベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾインおよびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン誘導体、ベンゾインイソプロピルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、キサントン、チオキサントンおよびチオキサントン誘導体、フルオレン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1,2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(モルホリノフェニル)−ブタノン−1等が挙げられるこれらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、かかる紫外線重合開始剤の配合量は、(メタ)アクリレートオリゴマー100重量部当たり0.1〜10重量部が好ましい。
本発明においては、上記必須成分以外に、必要に応じて、上記の光重合開始剤による光重合反応を促進するためにトリエチルアミン、トリエタノールアミン等の第3級アミン、トリフェニルホスフィン等のアルキルホスフィン系光重合促進剤、p−チオジグリコール等のチオエーテル系光重合促進剤などを添加してもよい。これらの化合物の添加量は、通常(メタ)アクリレートオリゴマー100重量部当たり0.01〜10重量部の範囲が好ましい。
また、少なくとも最外側に位置する樹脂層に関しては、これを構成する樹脂に、フッ素および珪素の一方もしくは両方を含有させるのが好ましく、このことにより、最外層の樹脂層の表面エネルギーを低減することができ、その結果、現像ローラの摩擦抵抗を低下させるとともに、トナーの離型性も向上し、長期間の使用における摩耗を低減し耐久性を向上させることができる。
フッ素を含む紫外線硬化型樹脂を形成する原料としては、重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物を含有することが好ましく、この重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物のみからなってもよく、重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物と他種の重合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物とをブレンドした組成物よりなるものであってもよい。
重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物としては、フルオロオレフィン類、フルオロ(メタ)アクリレート類が好適である。
フルオロオレフィン類としては、1ないしすべての水素原子がフッ素と置換された炭素数2〜12のものが好適であり、具体的には、ヘキサフルオロプロペン[CF3CF=CF2,フッ素含有率76重量%]、(パーフルオロブチル)エチレン[F(CF2)4CH=CH2,フッ素含有率69重量%]、(パーフルオロヘキシル)エチレン[F(CF2)6CH=CH2,フッ素含有率71重量%]、(パーフルオロオクチル)エチレン[F(CF2)8CH=CH2,フッ素含有率72重量%]、(パーフルオロデシル)エチレン[F(CF2)10CH=CH2,フッ素含有率73重量%]、クロロトリフルオロエチレン[CF2=CFCl,フッ素含有率49重量%]、1−メトキシ−(パーフルオロ−2−メチル−1−プロペン[(CF3)2C=CFOCH3,フッ素含有率63重量%]、1,4−ジビニルオクタフルオロブタン[(CF2)4(CH=CH2)2,フッ素含有率60重量%]、1,6−ジビニルドデカフルオロヘキサン[(CF2)6(CH=CH2)2,フッ素含有率64重量%]、1,8−ジビニルヘキサデカフルオロオクタン[(CF2)8(CH=CH2)2,フッ素含有率67重量%]が例示される。
フルオロ(メタ)アクリレート類としては、1ないしすべての水素原子がフッ素と置換された炭素数5〜16のフルオロアルキル(メタ)アクリレートが好適であり、具体的には、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート(CF3CH2OCOCH=CH2、フッ素含有率34重量%)、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルアクリレート(CF3CF2CH2OCOCH=CH2、フッ素含有率44重量%)、F(CF2)4CH2CH2OCOCH=CH2(フッ素含有率51重量%)、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート[CF3CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率37重量%]、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルアクリレート[CF3CF2CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率47重量%]、2−(パーフルオロブチル)エチルアクリレート[F(CF2)4CH2CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率54重量%]、3−(パーフルオロブチル)−2−ヒドロキシプロピルアクリレート[F(CF2)4CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率49重量%]、2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート[F(CF2)6CH2CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率59重量%]、3−(パーフルオロヘキシル)−2−ヒドロキシプロピルアクリレート[F(CF2)6CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率55重量%]、2−(パーフルオロオクチル)エチルアクリレート[F(CF2)8CH2CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率62重量%]、3−(パーフルオロオクチル)−2−ヒドロキシプロピルアクリレート[F(CF2)8CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率59重量%]、2−(パーフルオロデシル)エチルアクリレート[F(CF2)10CH2CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率65重量%]、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エチルアクリレート[(CF3)2CF(CF2)2CH2CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率57重量%]、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−2−ヒドロキシプロピルアクリレート[(CF3)2CF(CF2)2CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率52重量%]、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチルアクリレート[(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率61重量%]、3−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)−2−ヒドロキシプロピルアクリレート[(CF3)2CF(CF2)4CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率57重量%]、2−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)エチルアクリレート[(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率64重量]、3−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)−2−ヒドロキシプロピルアクリレート[(CF3)2CF(CF2)6CH2CH(OH)CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率60重量%]、1H,1H,3H−テトラフルオロプロピルアクリレート[H(CF2)2CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率41重量%]、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレート[H(CF2)4CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率53重量%]、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルアクリレート[H(CF2)6CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率59重量%]、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニルアクリレート[H(CF2)8CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率63重量%]、1H−1−(トリフルオロメチル)トリフルオロエチルアクリレート[(CF3)2CHOCOCH=CH2,フッ素含有率51重量%]、1H,1H,3H−ヘキサフルオロブチルアクリレート[CF3CHFCF2CH2OCOCH=CH2,フッ素含有率48重量%]、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート[CF3CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率34重量%]、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート[CF3CF2CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率44重量%]、2−(パーフルオロブチル)エチルメタクリレート[F(CF2)4CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率51重量%]、3−(パーフルオロブチル)−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート[F(CF2)4CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率47重量%]、2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート[F(CF2)6CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率57重量%]、3−(パーフルオロヘキシル)−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート[F(CF2)6CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率53重量%]、2−(パーフルオロオクチル)エチルメタクリレート[F(CF2)8CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率61重量%]、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート[F(CF2)8CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率57重量%]、2−(パーフルオロデシル)エチルメタクリレート[F(CF2)10CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率63重量%]、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エチルメタクリレート[(CF3)2CF(CF2)2CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率55重量%]、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート[(CF3)2CF(CF2)2CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率51重量%]、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチルメタクリレート[(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率59重量%]、3−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート[(CF3)2CF(CF2)4CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率56重量%]、2−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)エチルメタクリレート[(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率62重量%]、3−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート[(CF3)2CF(CF2)6CH2CH(OH)CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率59重量%]、1H,1H,3H−テトラフルオロプロピルメタクリレート[H(CF2)2CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率51重量%]、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート[H(CF2)4CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率51重量%]、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルメタクリレート[H(CF2)6CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率57重量%]、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニルメタクリレート[H(CF2)8CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率61重量%]、1H−1−(トリフルオロメチル)トリフルオロエチルメタクリレート[(CF3)2CHOCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率48重量%]、1H,1H,3H−ヘキサフルオロブチルメタクリレート[CF3CHFCF2CH2OCOC(CH3)=CH2,フッ素含有率46重量%]などが例示される。
上記の重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物は、モノマー、オリゴマーあるいはモノマーとオリゴマーの混合物であることが好ましい。オリゴマーとしては2〜20量体が好ましい。
この重合可能な炭素原子間二重結合を有するフッ素含有化合物とブレンドされてもよい他種の重合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、(メタ)アクリレートモノマー又はオリゴマー、あるいはモノマーとオリゴマーの混合物が好適である。
この(メタ)アクリレートモノマー又はオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系(メタ)アクリレート、エポキシ系(メタ)アクリレート、エーテル系(メタ)アクリレート、エステル系(メタ)アクリレート、ポリカーボネート系(メタ)アクリレート等のモノマー又はオリゴマー、また、シリコーン系の(メタ)アクリルのモノマー又はオリゴマーなどを挙げることができる。
上記(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールとε−カプロラクトンの付加物等の化合物と、(メタ)アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシアネート化合物及び水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物をウレタン化することにより合成することができる。
ウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシアネート化合物と水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。
エポキシ系(メタ)アクリレートオリゴマーの例としては、グリシジル基を有する化合物と(メタ)アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよいが、中でもベンゼン環、ナフタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、かつグリシジル基を有する化合物と(メタ)アクリル酸の反応生成物が好ましい。
更に、エーテル系(メタ)アクリレートオリゴマー、エステル系(メタ)アクリレートオリゴマー及びポリカーボネート系(メタ)アクリレートオリゴマーは、各々に対するポリオール(ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール)と(メタ)アクリル酸との反応によって得ることができる。
また、珪素を含む紫外線硬化型樹脂を形成する原料としては、重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物を含有することが好ましく、この重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物のみからなってもよく、重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物と他種の重合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物とをブレンドした組成物よりなるものであってもよい。
重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物としては、両末端反応性シリコーンオイル類、片末端反応性シリコーンオイル類、(メタ)アクリロキシアルキルシラン類が好適である。反応性シリコーンオイル類としては、末端に(メタ)アクリル基を導入したものが好ましい。
本発明に好適な珪素含有化合物の具体例を以下に示す。
これらの珪素含有化合物は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよく、他の珪素を含有しない炭素間二重結合を有する化合物を用いてもよい。
また、これらの重合可能な炭素間二重結合を有する珪素含有化合物及び他の珪素を含有しない炭素間二重結合を有する化合物は、モノマー、オリゴマー或いはモノマーとオリゴマーの混合物として好ましく用いられる。
この重合可能な炭素原子間二重結合を有する珪素含有化合物とブレンドされてもよい他種の重合可能な炭素原子間二重結合を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、(メタ)アクリレートモノマー又はオリゴマー、あるいはモノマーとオリゴマーの混合物が好適である。オリゴマーとしては、2〜20量体が好ましい。
この(メタ)アクリレートモノマー又はオリゴマーとしては、例えば、ウレタン系(メタ)アクリレート、エポキシ系(メタ)アクリレート、エーテル系(メタ)アクリレート、エステル系(メタ)アクリレート、ポリカーボネート系(メタ)アクリレート等、また、フッ素系の(メタ)アクリルのモノマー又はオリゴマーなどを挙げることができる。
上記(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、多価アルコールとε−カプロラクトンの付加物等の化合物と、(メタ)アクリル酸との反応により、あるいはポリイソシアネート化合物及び水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物をウレタン化することにより合成することができる。
ウレタン系(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリオール、イソシアネート化合物と水酸基を有する(メタ)アクリレート化合物とをウレタン化することによって得られる。
エポキシ系(メタ)アクリレートオリゴマーの例としては、グリシジル基を有する化合物と(メタ)アクリル酸との反応生成物であればいずれでもよいが、中でもベンゼン環、ナフタレン環、スピロ環、ジシクロペンタジエン、トリシクロデカン等の環状構造を有し、かつグリシジル基を有する化合物と(メタ)アクリル酸の反応生成物が好ましい。
更に、エーテル系(メタ)アクリレートオリゴマー、エステル系(メタ)アクリレートオリゴマー及びポリカーボネート系(メタ)アクリレートオリゴマーは、各々に対するポリオール(ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及びポリカーボネートポリオール)と(メタ)アクリル酸との反応によって得ることができる。
なお、樹脂層4を構成する紫外線硬化型樹脂には、その他必要に応じて種々の添加剤を適量添加することができる。
さらに、樹脂層4には微粒子を分散させることが好ましく、このことにより、樹脂層4の表面に微小な凹凸を形成して、外周面に担持したトナーの潜像保持体への搬送力を確実ものにすることができる。
上記微粒子としては、ゴム又は合成樹脂の微粒子やカーボン微粒子が好適であり、具体的にはシリコーンゴム、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル/スチレン共重合体、フッ素樹脂、ウレタンエラストマー、ウレタンアクリレート、メラミン樹脂、フェノール樹脂の1種又は2種以上が好適である。
微粒子の添加量は、樹脂100重量部に対し0.1〜100重量部特に5〜80重量部が好適である。
この微粒子の平均粒径aは1〜50μm、特に3〜20μmが好適である。また、微粒子を分散させた樹脂よりなる層の厚さbは、1〜50μmであることが好ましく、微粒子の平均粒径a(μm)とこの厚さb(μm)との比a/bは1.0〜5.0とするのが好ましく、a/b比をこの範囲とすることにより、樹脂層4の表面に適正な微小凹凸を形成することができる。
紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる樹脂層4を層形成する方法としては、上記樹脂成分及び導電剤、その他の添加剤を含有する組成物よりなる塗工液を表面に塗布し、紫外線もしくは電子線を照射する方法が好適に採用される。この塗工液は溶剤を含まないものであることが好ましく、もしくは、常温でも揮発性の高い溶剤を溶媒として用いることとしてもよい。
この塗工液を塗布する方法として、樹脂液中に樹脂層のない現像ローラをディップ液に浸漬するディップ法やスプレーコート法、ロールコート法などの中から、状況に応じて適宜選択して用いることができる。
この樹脂層4の厚さは、特に制限されるものではないが、通常1〜500μm、特に3〜200μm、とりわけ5〜100μm程度とすることが好ましい。厚さが1μm未満であると、長期使用時の摩擦により十分に表面層の帯電性能を確保することができなくなる場合があり、一方500μmを超えると、現像ローラ表面が硬くなり、トナーにダメージを与えて感光体等の潜像保持体や成層ブレードへのトナーの固着が発生して画像不良となる場合がある。
次に弾性層3について説明する。弾性層3は必須の構成ではないが、樹脂層4が潜像保持体や成層ブレードに押し当てられる際の、樹脂層4にかかる応力を緩和することができ、樹脂層の耐久性を向上させる等の目的のため半導電性の弾性層3を設けることが好ましく、弾性層3としては、エラストマー単体又はそれを発泡させたフォーム体に導電剤を添加して導電性を付与した弾性体が用いられる。ここで使用し得るエラストマーには、特に制限はなく、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム等が例示され、これらを単独であるいは2種以上組み合わせて用いることができる。本発明においては、これらのうち、エチレン−プロピレンゴム、ブタジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムが好ましく用いられる。また、これらと他のゴム材料との混合物もまた好ましく用いられる。特に、本発明においては、ウレタン結合を有する樹脂が好ましく用いられる。
また、これらエラストマーを発泡剤を用いて化学的に発泡させ、あるいは、ポリウレタンフォームのように空気を機械的に巻き込んで発泡させたフォーム体としても用いることができる。本発明では、シャフト部材2と弾性層3との一体化を行うための成形工程において、いわゆるRIM成形法を用いてもよい。即ち、弾性層3の原料成分を構成する2種のモノマー成分を筒状型内に混合射出して、重合反応させて、シャフト部材2と弾性層3とを一体化する。これにより原料の注入から脱型までの所要時間60秒程度で成形工程を行うことができるので、生産コストを大幅に削減することが可能となる。
弾性層3に添加される導電剤としては、樹脂層4を構成する樹脂に配合される導電剤と同じものを用いることができる。
本発明においては、半導電性の弾性層の体積抵抗率を1×103〜1×1010Ω・cm、好ましくは1×104〜1×108Ω・cmとなるように調整する。抵抗値が103Ωcm未満であると電荷が潜像保持体等にリークしたり、電圧により現像ローラ自身が破壊したりする場合があり、一方1010Ωcmを超えると、地かぶりが発生しやすくなる。
現像ローラ1は、潜像保持体や成層ブレード等と当接して使用されることから、弾性層3は圧縮永久歪みが小さいことが好ましく、具体的には、20%以下、更に10%以下であることが好ましい。ゴム材料としてポリウレタンゴムを用いることは、圧縮永久歪みを小さく設計できることから好ましい。
半導電性の弾性層3には、必要に応じて上記エラストマーを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、有機過酸化物架橋及び硫黄架橋のいずれの場合でも加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を用いることができる。更にまた、上記以外にもゴムの配合剤として一般に用いられているしゃく解剤、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、着色剤等を添加することができる。
弾性層3の硬度は、特に制限されるものではないが、アスカーC硬度で80度以下、特に30〜70度とすることが好ましい。この場合、硬度が80度を超えると、現像ローラやトナーに加わる応力を緩和するという、弾性層本来の機能を発現しえなくなり、例えば、現像ローラと潜像保持体等との接触面積が小さくなり、良好な現像が行えなくなるおそれがある。更に、トナーに損傷を与え感光体や成層ブレードへのトナー固着などが発生して画像不良となりやすい。逆に、あまり低硬度にすると感光体や成層ブレードとの摩擦力が大きくなり、ジッターなどの画像不良が発生する虞がある。
弾性層3は、感光体や成層ブレードなどに当接して使用されるため、硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪をなるべく小さくすることが好ましく、具体的には20%以下とすることが好ましい。
本発明においては、弾性層3の表面粗さは、JIS10点平均粗さで1〜20μmRz、更に1.5〜18μmRzとすることが好ましい。平均粗さが20μmRzを超えると、現像ローラの被覆層を厚く形成する必要があるため現像ローラ表面が硬くなり、その結果、トナーにダメージを与えて潜像保持体や成層ブレードへのトナー固着等が発生し画像不良を引き起すことがある。
一方、平均粗さが1μmRzより小さい場合は、被覆層を形成したときに現像ローラの表面の平均粗さが小さくなりすぎ、トナー担持量が少なくなることから画像濃度が低下する恐れがある。本発明においては、上記表面粗さは、表面粗さ計「サーフコム590A」(東京精密社製)を用いて、軸方向に対して直交した向きに測定長さ2.4mm、測定速さ0.3mm/sec、カットオフ波長0.8mmでローラの長さ方向及び円周方向で偏りがないように300箇所以上測定して求めた値である。
本発明の現像ローラ1は、特に制限されるものではないが、100V印加時の電気抵抗値を104〜1010Ω、特に105〜109Ωとすることが好ましい。この抵抗値が104Ω未満であると、階調性コントロールが著しく困難となる場合があり、また感光体等の感光ドラムに欠陥があった場合、バイアスリークが生じることもある。一方、この抵抗値が1010Ωを超えると、例えばトナーを感光体等の潜像保持体に現像する場合、現像バイアスが現像ローラ自体の高抵抗のために電圧降下を起こし、現像に十分な現像バイアスが確保できずに、満足した画像濃度が得られなくなる場合がある。なお、この抵抗値の測定は、例えば平板又は円筒状の対極に現像ローラを所定圧力で押し当て、シャフト部材と対極との間に100Vの電圧を印加して、その時の電流値から求めることができる。
このように、現像ローラの抵抗値を適正かつ均一に制御することはトナーが移動するための電界強度を適正かつ均一に保つ点で重要であるが、更に、この抵抗値に加えて現像ローラ表面の電荷保持能力を制御し、また均一に保つこと、更に表面残留電位が一定速度で減衰することがトナー帯電量の適正化及び均一化には重要である。この場合、表面電荷保持能力は、通常一対の電極を現像ローラ表面に配置し、両極間に一定電圧を印加することにより表面抵抗を測定して検討されるが、この場合には電流は表面のみを流れるわけではなく現像ローラ内部をも流れてしまうため、正確な現像ローラ表面の評価を行うことはできない。
そこで、本発明では、22℃、50%RHの測定環境において、現像ローラ表面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8kVの電圧を印加してコロナ放電を発生させて表面を帯電させた場合の0.35秒後の表面電位の最大値により表面電荷保持能力を評価し、その最大値を90V以下、好ましくは50V以下とするものである。この場合、上記最大値が90Vを超えると、トナーが画像形成体へと供給されて、現像ローラ表面からトナーが除去された際に、その部分の電荷が逃げることなくそこに留まってしまうため、次に同じ部分で帯電させられるトナーの帯電量は低いものとなってしまう。また、残留電荷によって発生した電位により実効現像バイアスにばらつきが生じ、トナー現像量が不均一になることから画像ムラを引き起こす可能性が高くなる。さらに、現像ローラが、潜像保持体へトナーを供給することなく連続的に回転し続けた場合にトナー電荷が漸増し、場合によってはトナー荷電により発生した電界が極大値を超えることによって感光体等の潜像保持体との間に放電が生じ、画像不良が発生することもある。
ここで、表面電位の測定をコロナ放電の発生による帯電時から0.35秒後としたのは次の理由による。即ち、コロナ放電による帯電直後の表面電位を計測することは困難で、またごく初期の表面電位は不安定であるためこの部分での特性値を制御することは好ましくない。現像などの画像形成における実際のプロセスを考えた場合、例えば現像ローラがローラ形状の場合、回転速度は通常0.35sec/1回転となり、表面における残留電荷の制御はこの時間で行えばよい。
現像ローラの最大表面電位の測定は、例えば図4に示した装置により行うことができる。即ち、現像ローラ1のシャフト部材2の両端部をチャック11に把持させて、現像ローラ1を支持し、小型のコロトロン放電器(コロナ放電器)12と表面電位計13とを、図5に例示するように、所定間隔離間して並設した計測ユニット14を上記現像ローラ1の表面と1mmの間隙をもって対向配置し、上記現像ローラ1を静止させた状態のまま、上記計測ユニット14を現像ローラ1の長さ方向一端から他端まで一定速度で移動させることにより、表面電荷を与えつつその表面電位を測定する方法が好適に採用される。
本発明では、また樹脂層を形成する紫外線硬化型樹脂組成物又は電子線硬化型樹脂組成物を、銅板、SUS等の金属板の片面に硬化後の厚さが30μmの厚さとなるように塗布して紫外線又は電子線を照射することにより硬化させて形成した樹脂層について、上記と同様にして測定した最大表面電位が150V以下、特に90V以下であることが好ましい。このように樹脂層の最大表面電位が150V以下となるようにするには、例えば、紫外線硬化型樹脂、または、電子線硬化型樹脂組成物に適当な導電剤の適当量を配合すれば良い。
最大表面電位が90V以下の現像ローラを実現するには、上述のように形成した樹脂層の最大表面電位が150V以下であることが好ましい。また、この最大表面電位が150Vを超えても樹脂層の厚さを例えば3〜10μmと薄くすることにより、最大表面電位が90V以下の現像ローラを実現することができる。
本発明の現像ローラ1は、トナーを用いる画像形成装置に組み込むことができ、具体的には図1に示すように、トナーを供給するためのトナー供給用ローラ94と静電潜像を保持した感光ドラム(潜像保持体)95との間に、感光ドラム95に対して微小なギャップ92を空けて、現像ローラ91を配設し、これら現像ローラ91、感光ドラム95及びトナー供給用ローラ94をそれぞれ図中矢印方向に回転させ、感光ドラム95と現像ローラ91との間に、所定の電圧を印加することにより、トナー96をトナー供給用ローラ94により現像ローラ91の表面に供給し、成層ブレード97によって均一な薄層に整え、薄層に形成されたトナー96を、ギャップ92を越えて感光ドラム95に飛翔させ潜像を視化することができる。なお、図1の詳細については、背景技術において説明しているのでその説明を省略する。
以下、実施例、比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
現像ローラが弾性層を具えない場合は、アルミニウムのパイプよりなるシャフト部材上に直接樹脂層を形成し、もしくは、現像ローラが弾性層を具える場合には、シャフト部材上に弾性層を形成した後樹脂層を形成し、図3に示した構造の現像ローラを作製し、実施例1〜10とし、また、実施例の現像ローラとの比較対比のため、樹脂層を有さないシャフト部材だけの現像ローラを含む、本発明とは一部の構成を異にする現像ローラを作成し比較例1〜3とした。そして、これらの実施例および比較例の現像ローラについて、ローラ特性の測定評価、および、画像評価を行った。それぞれの現像ローラの諸元およびこれらの評価の結果を、表6〜表8に示した。
それぞれの樹脂層の形成に際しては、表6に示した材料を表7、8の「配合(重量部)」に示す重量部で配合し、配合された樹脂材料を溶解した溶液に前記シャフト部材を浸漬塗布し(ディップ方式)、もしくは、その配合樹脂材料よりなる塗料をロールコータで塗布し(コータ方式)、その後、これを、熱硬化(加熱もしくは風乾)、紫外線硬化、あるいは電子線硬化させた。
それぞれのサンプルの作製に関し、ディップ方式とコータ方式とのいずれによって樹脂を塗布したか、また、熱硬化(加熱もしくは風乾)、紫外線硬化、あるいは電子線硬化のいずれの方式によって硬化処理を行ったかについては、表7、8の対応する欄に記載した。
紫外線によって、樹脂層を硬化させるには、樹脂層が塗布された現像ローラを回転させながら、ウシオ電機(株)製ユニキュアUVH−0252C装置を用いて、照度400mW,積算光量1000mJ/cm2で紫外線を照射した。また、電子線によって、樹脂を硬化させる場合には、ウシオ電機(株)製Min−EB装置を用いてローラを回転させながら、加圧電圧30kV、管電流300μA、照射距離100mm、窒素雰囲気760mmTorr、照射時間1分の条件で電子線照射した。
それぞれのサンプルの作製に関し、ディップ方式とコータ方式とのいずれによって樹脂を塗布したか、また、熱硬化(加熱もしくは風乾)、紫外線硬化、あるいは電子線硬化のいずれの方式によって硬化処理を行ったかについては、表7、8の対応する欄に記載した。
紫外線によって、樹脂層を硬化させるには、樹脂層が塗布された現像ローラを回転させながら、ウシオ電機(株)製ユニキュアUVH−0252C装置を用いて、照度400mW,積算光量1000mJ/cm2で紫外線を照射した。また、電子線によって、樹脂を硬化させる場合には、ウシオ電機(株)製Min−EB装置を用いてローラを回転させながら、加圧電圧30kV、管電流300μA、照射距離100mm、窒素雰囲気760mmTorr、照射時間1分の条件で電子線照射した。
弾性層の有無と、弾性層を形成した場合の弾性層の材料については、「弾性層の有無・種類」の欄に記載した。
弾性層をウレタンよりなるものとした場合には、グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加して、分子量5000としたポリエーテルポリオール(OH値33)100重量部に、1,4−ブタンジオール1.0重量部、シリコーン界面活性剤1.5重量部、ニッケルアセチルアセトネート0.5重量部、ジブチルチンジラウレート0.01重量部及び過塩素酸ナトリウム0.01重量部を添加し、混合機で混合して、ポリオール組成物を調製した。このポリオール組成物を減圧下にて撹拌して脱泡した後、ウレタン変性したMDIを17.5重量部加えて2分間撹拌し、次いで、シャフト部材が中に配置され、110℃に加熱された金型もしくは容器に注型し、2時間硬化させ、外周を研磨仕上げして外径が12mm、弾性層部分の厚さが500μmで、全長が210mmの弾性層を形成した。
また、弾性層をシリコーンよりなるものとした場合には、シャフト部材がインサートされた金型のキャビティ内に、液状シリコーンゴムを射出し、金型内で冷却硬化させて、外径が12mm、弾性層部分の厚さが300μmで、全長が210mmの弾性層を形成した。
表7、8におけるトナー帯電量、およびトナー搬送量は次のようにして求めた。すなわち、画像形成装置に現像ローラを装着したカートリッジを組み込み、印刷させずに現像ローラを空回転させたあとカートリッジを取りだし、現像ローラ表面のトナーをファラデーゲージ内へ取り込むことによりトナー帯電量を測定し、また、上記のようにしてトナー帯電量を測定した際に、取り去ったトナーの重量を測定するとともに、トナーを取り去った現像ローラ表面部分の面積を算出することにより、単位面積あたりのトナー重量を求めトナー搬送量とした。
また、画像評価は、次のようにして行った。すなわち、図1に示した、非磁性ジャンピング方式の現像ユニット部を有する市販のプリンタに、それぞれの実施例および比較例の現像ローラを装着し、直流に交流を重畳した現像バイアス電圧を印加し、平均粒径7μmの負帯電非磁性1成分トナーを用いて反転ジャンピング現像を行った。「初期」の画像評価は、現像ローラ装着直後に、全面黒地画像、全面白地画像、ハーフトーン画像、パターン画像を印刷しその印刷画質を、表中のそれぞれの評価項目毎に目視で判定し、判定結果を五段階評価で表わした。
五段階評価において、5は「特に良好」、4は「良好」、3は「合格レベル」、2は「やや悪い」、そして、1は「NG」を示すものとし、3以上が製品として合格可能なレベルである。
また、低温低湿(15℃x10%)から高温高湿(32℃x85%)まで環境を変化させ、同様にして印刷画像の五段階評価(数字が大きいほど環境の影響が最も少ない)での判定を行い、その結果を「環境変動の影響」の欄に記した。
さらに、「1万枚耐久後」の画像評価は、5%印字濃度の画像を1万枚連続印刷した後、「初期」と同様に評価を行った。
得られた現像ローラにつき、図6に示した回転抵抗測定器を用いて対極電極(金属ドラム)との間に100Vの電圧を印加した時の抵抗値を測定した。
また、図4に示した装置を用い、ローラに8kVの電圧を印加してコロナ放電によりローラ表面を帯電させ、計測ユニット14を200mm/secの速度で移動させ、コロナ帯電させてから0.35秒後の表面電位を測定した。なお、計測ユニットの形状及び寸法は図11の通りである。この方法により、ローラ表面をくまなく測定し、その中の最大値を表面電位の値とした。なお、測定環境は、温度22℃,湿度50%に制御した。
表7、8から、明らかなように、実施例のいずれの現像ローラサンプルも、良好な画像評価結果を得ることができた。
本発明に係る現像ローラは、普通紙複写機、普通紙ファクシミリ機、レーザビームプリンタ、カラーレーザビームプリンタ、トナージェットプリンタなどの画像形成装置に帯電ローラ,現像ローラ,転写ローラ,給紙ローラ、トナー供給ローラ等として装着して好適に用いられる。
1 現像ローラ
2 シャフト
3 弾性層
4 樹脂層
5 金属製パイプ
5a 金属製パイプの凸部
6 軸付きキャップ
6a 軸部
6b 軸付きキャップの凹部
11 チャック
12 コロナ放電器
13 表面電位計
14 計測ユニット
20 回転抵抗測定器
21 金属ドラム
22 電流計
2 シャフト
3 弾性層
4 樹脂層
5 金属製パイプ
5a 金属製パイプの凸部
6 軸付きキャップ
6a 軸部
6b 軸付きキャップの凹部
11 チャック
12 コロナ放電器
13 表面電位計
14 計測ユニット
20 回転抵抗測定器
21 金属ドラム
22 電流計
Claims (5)
- 長さ方向両端部を軸支されて取付けられるシャフト部材の半径方向外側に一層以上の樹脂層を設けてなり、外周面上に担持した非磁性現像剤を潜像保持体に供給する現像ローラにおいて、
前記シャフト部材を金属製パイプよりなるものとするとともに、外周面と1mmの間隔をもって配置されたコロナ放電器に、8kVの電圧を印加してコロナ放電を発生させてこの外周面を帯電させた場合の、0.35秒後の表面電位の最大値を、90V以下としてなる現像ローラ。 - 少なくとも一層の樹脂層は、導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる請求項1に記載の現像ローラ。
- 導電剤を含有する紫外線硬化型樹脂もしくは電子線硬化型樹脂よりなる樹脂層は、無溶剤の塗工液を塗布し、紫外線もしくは電子線を照射することにより形成されてなる請求項1もしくは2に記載の現像ローラ。
- 前記シャフト部材と最内側の樹脂層との間に、弾性層を配設してなる請求項1〜3のいずれかに記載の現像ローラ。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の現像ローラを設けてなる画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004171555A JP2005352071A (ja) | 2004-06-09 | 2004-06-09 | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004171555A JP2005352071A (ja) | 2004-06-09 | 2004-06-09 | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005352071A true JP2005352071A (ja) | 2005-12-22 |
Family
ID=35586621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004171555A Withdrawn JP2005352071A (ja) | 2004-06-09 | 2004-06-09 | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005352071A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011053342A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Oki Data Corp | 現像剤担持体、現像装置、及び画像形成装置 |
KR101894129B1 (ko) * | 2015-11-06 | 2018-10-04 | 세대산전 주식회사 | 쇼케이스 및 쇼케이스용 선반 |
-
2004
- 2004-06-09 JP JP2004171555A patent/JP2005352071A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011053342A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Oki Data Corp | 現像剤担持体、現像装置、及び画像形成装置 |
KR101894129B1 (ko) * | 2015-11-06 | 2018-10-04 | 세대산전 주식회사 | 쇼케이스 및 쇼케이스용 선반 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011065188A (ja) | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 | |
JPWO2005121906A1 (ja) | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 | |
JP4616297B2 (ja) | 導電性ローラ及びそれを備えた画像形成装置 | |
JP2004191561A (ja) | 現像ローラ及び画像形成装置 | |
JP2005352014A (ja) | 現像ローラ及びそれを備えた画像形成装置 | |
JP4881573B2 (ja) | 導電性ローラ及びそれを備えた画像形成装置 | |
JP2020166227A (ja) | 電子写真用部材、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置 | |
CN100511010C (zh) | 显影辊和使用其的图像形成装置 | |
JP2004191638A (ja) | トナー担持体及び画像形成装置 | |
JP2005352084A (ja) | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 | |
JP2006023703A (ja) | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 | |
JP6894346B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2005352071A (ja) | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 | |
JP2004240389A (ja) | 現像ローラ及び画像形成装置 | |
JP2006184785A (ja) | 導電性エンドレスベルト、その製造方法およびそれを用いた画像形成装置 | |
JP2005352015A (ja) | 現像ローラ及びそれを備えた画像形成装置 | |
JP2005352089A (ja) | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 | |
JP2006023701A (ja) | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 | |
JP2005352017A (ja) | 現像ローラ及びそれを備えた画像形成装置 | |
JP2006023700A (ja) | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 | |
JP2005352072A (ja) | 現像ローラおよびそれを用いた画像形成装置 | |
JP2004191637A (ja) | トナー担持体及び画像形成装置 | |
JP5060730B2 (ja) | 導電性ローラ及びそれを備えた画像形成装置 | |
JP4186709B2 (ja) | 現像ローラ、その製造方法及び画像形成装置 | |
JP2004333638A (ja) | トナー担持体及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060720 |
|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070904 |