現像ローラ及びそれを備えた画像形成装置
【課題】感光ドラムを汚染したり、トナーを劣化させることがなく、更には圧縮永久歪が小さい現像ローラを提供する。
【解決手段】シャフト２と、該シャフト２の外周に形成された弾性層３と、該弾性層３の外周面に形成された表面被覆層４とを備えた現像ローラ１において、前記表面被覆層４にラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を適用する。該ウレタン樹脂としては、前記ラクトン変性ポリオールを２種以上のポリイソシアネートで架橋したものが好ましい。
【解決手段】シャフト２と、該シャフト２の外周に形成された弾性層３と、該弾性層３の外周面に形成された表面被覆層４とを備えた現像ローラ１において、前記表面被覆層４にラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を適用する。該ウレタン樹脂としては、前記ラクトン変性ポリオールを２種以上のポリイソシアネートで架橋したものが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に感光ドラムを汚染したり、トナーを劣化させることがなく、更には圧縮永久歪が小さい現像ローラと、該現像ローラを備え、良好な画像を形成することが可能な画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、潜像を保持した感光ドラムにトナーを供給し、感光ドラムの潜像にトナーを付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られている。該加圧現像法においては、例えば、感光ドラムを一定電位に帯電した後、露光機により感光ドラム上に静電潜像を形成し、更に、トナーを担持した現像ローラを、静電潜像を保持した感光ドラムに接触させて、トナーを感光ドラムの潜像に付着させることで現像を行う。
【０００３】
上記加圧現像法において、現像ローラは、感光ドラムに密着した状態を確実に保持しながら回転しなければならないため、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、ポリウレタン、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）等のエラストマーにカーボンブラックや金属粉を分散させた半導電性の弾性体やこれらを発泡させた発泡体からなる半導電性弾性層を形成した構造となっている。また、トナーに対する帯電性や付着性の制御、弾性層による感光ドラムの汚染の防止等を目的として、上記弾性層の表面に、更に表面被覆層を形成する場合がある。
【０００４】
一方、近年、画像形成装置のカラー化、高速化、高画質化、省エネルギー化に伴い、低融点のトナーを使用した画像形成装置が増えつつある。ここで、低融点のトナーを使用する場合、該低融点のトナーが、各部品間で圧縮又は摩擦を繰り返し受けることによりダメージを受けて、トナーが凝集・融着する等して、かぶり等の画像不良が発生し易くなる。即ち、トナーカートリッジの寿命終了時にはトナーが劣化して、帯電性が不均一になるため、画像不良が発生したり、寿命が短くなるという問題がある。そのため、トナーにダメージを与え難い低硬度の現像ローラが求められている。
【０００５】
これに対し、画像形成装置に低硬度の現像ローラを用いた場合、現像ローラ表面に感光ドラム、ブレード、供給ローラ等による圧接痕が発生し易いという問題がある。そのため、昨今、低硬度であることに加え、圧縮永久歪の小さい現像ローラが求められている。しかしながら、低硬度の材料は、圧縮永久歪が大きくなる傾向があるため、従来、硬度及び圧縮永久歪の両方を十分に低くバランスすることが、非常に難しかった（特許文献１〜３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１９０２６３号公報
【特許文献２】特開２００１−７５３５４号公報
【特許文献３】特開２００４−６７７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、感光ドラムを汚染したり、トナーを劣化させることがなく、更には圧縮永久歪が小さい現像ローラを提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる現像ローラを備え、かぶり等の画像不良を発生することがなく、良好な画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、表面被覆層を備えた現像ローラにおいて、該表面被覆層にラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を用いることで、現像ローラの硬度及び圧縮永久歪を十分に小さくして、トナーを劣化させ難くすることができ、更に、該現像ローラを画像形成装置に組み込むことで、良好な画像を安定して形成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明の現像ローラは、シャフトと、該シャフトの外周に形成された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された表面被覆層とを備えた現像ローラにおいて、
前記表面被覆層がラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の現像ローラの好適例においては、前記ウレタン樹脂は、前記ラクトン変性ポリオールを２種以上のポリイソシアネートで架橋したものである。
【００１１】
本発明の現像ローラの他の好適例においては、前記弾性層がポリウレタンからなる。
【００１２】
本発明の現像ローラの他の好適例においては、前記弾性層が発泡体からなる。ここで、前記弾性層が発泡体からなる場合、該発泡体の気泡が独立気泡であることが更に好ましい。
【００１３】
本発明の現像ローラの他の好適例においては、前記ラクトン変性ポリオールの重量平均分子量が500以上である。
【００１４】
本発明の現像ローラの他の好適例においては、前記表面被覆層が更に導電剤を含有する。この場合、表面被覆層の導電性を容易に制御することが可能となる。
【００１５】
本発明の現像ローラは、表面のＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒｚ）が10μm以下であることが好ましい。この場合、トナー帯電量を十分に確保して、画像に地カブリや階調不良が発生するのを防止することができる。
【００１６】
また、本発明の画像形成装置は、上記現像ローラを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、表面被覆層にラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を用いた、感光ドラムを汚染することがなく、トナーを劣化させず、圧縮永久歪が小さい現像ローラを提供することができる。また、該現像ローラを備え、良好な画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜現像ローラ＞
以下に、本発明の現像ローラを、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の現像ローラの一例の断面図である。図示例の現像ローラ１は、シャフト２と、該シャフト２の外周に形成された弾性層３と、該弾性層３の外周面に形成された表面被覆層４とを備える。図中、表面被覆層４は一層よりなるが、本発明の現像ローラの表面被覆層４は、二層以上から構成されていてもよい。本発明の現像ローラにおいては、弾性層３の外周面に表面被覆層４が配設されているため、弾性層３から染み出した汚染物質が感光ドラムを汚染するのを十分に防止することができる。
【００１９】
本発明の現像ローラは、上記表面被覆層４がラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を含むことを特徴とする。表面被覆層４が該ウレタン樹脂を含むことで、現像ローラの硬度が低下して、トナーにダメージを与えることがなくなり、更に、現像ローラの圧縮永久歪が低減され、良好な画像を形成することが可能となる。
【００２０】
本発明の現像ローラのシャフト２としては、良好な導電性を有する限り特に制限はなく、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフト、或いは良導電性のプラスチック製シャフト等を用いることができる。
【００２１】
本発明の現像ローラの弾性層３は、エラストマーから形成され、必要に応じて導電剤等の他の成分を含むことができる。該弾性層３に用いるエラストマーとしては、ポリウレタン、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びこれらの混合物等が挙げられ、これらの中でも、ポリウレタンが好ましい。上記弾性層３には、上記エラストマーを非発泡体として用いてもよいが、上記エラストマーを発泡剤を用いて化学的に発泡させたり、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る等して、上記エラストマーを発泡体として用いることが好ましい。ここで、弾性層３が発泡体からなる場合、その発泡倍率は1.5〜50倍の範囲が好ましく、密度は0.05〜0.9g/cm3の範囲が好ましい。
【００２２】
また、上記弾性層３に上記エラストマーの発泡体を用いることが好ましく、更に、発泡体の気泡を独立気泡とすることで、圧縮永久歪性能が向上する点から、該発泡体中の気泡は独立気泡であることが好適である。ここで、発泡体の気泡を独立気泡とするには、上記エラストマーの原料を機械撹拌発泡して発泡体とする手法が好適に採用される。
【００２３】
上記弾性層３に用いることができる導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤等が挙げられる。電子導電剤としては、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ブラック、酸化処理等を施したカラー用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープ酸化スズ、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、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、カーボンウィスカー、黒鉛ウィスカー、炭化チタンウィスカー、導電性チタン酸カリウムウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー、導電性酸化チタンウィスカー、導電性酸化亜鉛ウィスカー等の導電性ウィスカー等が挙げられる。上記電子導電剤の配合量は、上記エラストマー100質量部に対して1〜50質量部の範囲が好ましく、5〜40質量部の範囲が更に好ましい。
【００２４】
また、上記イオン導電剤としては、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、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属、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、ホウフッ化水素酸塩、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。上記イオン導電剤の配合量は、上記エラストマー100質量部に対して0.01〜10質量部の範囲が好ましく、0.05〜5質量部の範囲が更に好ましい。上記導電剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよく、電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせてもよい。
【００２５】
上記弾性層３は、上記導電剤の配合により、その抵抗値を103〜1010Ωcmとすることが好ましく、104〜108Ωcmとすることが更に好ましい。弾性層３の抵抗値が103Ωcm未満では、電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧により現像ローラ自体が破壊する場合があり、1010Ωcmを超えると、地かぶりが発生しやすくなる。
【００２６】
上記弾性層３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、有機過酸化物等の架橋剤、硫黄等の加硫剤を含有してもよく、更に加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を含有してもよい。また、上記弾性層３は、更に、充填剤、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、着色剤等のゴム用配合剤を含有してもよい。
【００２７】
本発明の現像ローラの表面被覆層４は、ラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を主として含み、必要に応じて導電剤等の他の成分を含む。上記ラクトン変性ポリオールは、ポリオールの末端をε-カプロラクトン等のラクトンで変性して製造することができ、市販品を利用することもできる。また、該ラクトン変性ポリオールは、重量平均分子量（Ｍw）が500以上であることが好ましく、1000以上であることが更に好ましい。
【００２８】
上記ラクトンで変性されるポリオールとしては、グリセリン等にエチレンオキシドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加重合させたポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレングリコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリエステルポリオール等が挙げられる。
【００２９】
また、上記ラクトン変性ポリオールを架橋するポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルードＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等が挙げられる。これらポリイソシアネートは、１種単独で用いてもよいが、２種以上を混合して用いることが好ましい。
【００３０】
上記表面被覆層４は、更に、上記ラクトン変性ポリオールとポリイソシアネートとの架橋反応を促進するための触媒を含むことができる。該触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート，ジブチルスズジアセテート，ジブチルスズチオカルボキシレート，ジブチルスズジマレエート，ジオクチルスズチオカルボキシレート，オクテン酸スズ等の有機スズ化合物；オクテン酸鉛等の有機鉛化合物；トリエチルアミン，ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類；テトラメチルエチレンジアミン，テトラメチルプロパンジアミン，テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類；ペンタメチルジエチレントリアミン，ペンタメチルジプロピレントリアミン，テトラメチルグアニジン等のトリアミン類；トリエチレンジアミン，ジメチルピペラジン，メチルエチルピペラジン，メチルモルホリン，ジメチルアミノエチルモルホリン，ジメチルイミダゾール等の環状アミン類；ジメチルアミノエタノール，ジメチルアミノエトキシエタノール，トリメチルアミノエチルエタノールアミン，メチルヒドロキシエチルピペラジン，ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類；ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル，エチレングリコールビス(ジメチル)アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類等が挙げられる。これら触媒の中でも、有機スズ化合物が好ましい。これら触媒は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。上記触媒の使用量は、上記ラクトン変性ポリオール100質量部に対して0.001〜2.0質量部の範囲が好ましい。
【００３１】
上記表面被覆層４には、その導電性を制御する目的で導電剤を配合することができ、該導電剤としては、上記弾性層３に用いられる導電剤として例示したものと同様のものを例示することができる。ここで、表面被覆層４における導電剤の配合量は、イオン導電剤の場合には、表面被覆層４を構成する上記ウレタン樹脂100質量部に対し20質量部以下が好ましく、0.01〜20質量部の範囲が更に好ましく、1〜10質量部の範囲がより一層好ましく、一方、電子導電剤の場合には、表面被覆層４を構成する上記ウレタン樹脂100質量部に対し1〜70質量部の範囲が好ましく、5〜50質量部の範囲が更に好ましい。上記表面被覆層４は、上記導電剤の添加により、体積抵抗値が103〜1010Ω・cmの範囲になるように調整されることが好ましく、104〜108Ω・cmの範囲になるように調整されることが更に好ましい。
【００３２】
上記表面被覆層４の厚さは、特に制限されるものではないが、30μm以下であることが好ましく、1〜15μmの範囲が更に好ましい。表面被覆層４の厚さが30μmを超えると、表面被覆層４が硬くなって柔軟性が損なわれる場合があり、耐久性が低下して使用によりクラックが発生したり、トナーにダメージを与えて感光ドラム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おそれがある。
【００３３】
上記表面被覆層４の形成方法は、特に限定されるものではなく、表面被覆層４を構成する各成分を含む塗料を調製し、該塗料をディッピング法やスプレー法、或いはロールコート法により塗布し、乾燥する方法が好ましく用いられる。
【００３４】
本発明の現像ローラの表面粗さは、ＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒｚ）が10μm以下であることが好ましい。現像ローラのＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒｚ）が10μmを超えると、トナー搬送量が増加する傾向があるものの、トナーの帯電量が不足し、画像に地カブリや階調不良を発生させてしまう。
【００３５】
本発明の現像ローラの抵抗値は、特に制限されるものではないが、良好な画像を得るために電気抵抗が103〜1010Ωであることが好ましく、104〜108Ωであることが更に好ましい。現像ローラの抵抗値が103Ω未満であると、階調性コントロールが著しく困難となり、また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、抵抗値が1010Ωを超えると、例えばトナーを感光ドラムに現像する場合、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なくなって、十分な画像濃度が得られなくなってしまう。なお、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の外周面を所定圧力で押し当て、シャフトと対極との間に100Ｖの電圧を印加し、その際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により、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ことができる。
【００３６】
本発明の現像ローラは、アスカーＣ硬度が60°以下であることが好ましい。アスカーＣ硬度が60°以下の低硬度な現像ローラであれば、画像形成装置に組み込んだ場合に、現像ローラと、感光ドラム、ブレード及びトナー供給ローラ等との間でトナーが損傷を受けるのを防止して、十分に良好な画像を形成することができる。
【００３７】
＜画像形成装置＞
本発明の画像形成装置は、感光ドラムを汚染することがなく、トナーを劣化させず、圧縮永久歪が小さい上述の現像ローラを備えることを特徴とし、かぶり等の画像不良を発生することがなく、良好な画像を安定して形成することができる。本発明の画像形成装置は、上記現像ローラを用いる以外、特に制限はなく、公知の方法で製造することができる。
【００３８】
以下に、図を参照して本発明の画像形成装置を詳細に説明する。図２は、本発明の画像形成装置の一例の部分断面図である。図示例の画像形成装置は、トナー５を供給するためのトナー供給ローラ６と、静電潜像を保持した感光ドラム７と、トナー供給ローラ６と感光ドラム７との間に配置された上述の現像ローラ１と、現像ローラ１の近傍（図では上部）に設けられた成層ブレード８と、感光ドラム７の近傍（図では上方）に位置する帯電ローラ９と、感光ドラム７の近傍（図では下方）に位置する転写ローラ１０と、感光ドラム７に隣接して設けられたクリーニング部１１とを備える。なお、本発明の画像形成装置は、更に画層形成装置に通常用いられる公知の部品（図示せず）を備えることができる。
【００３９】
図示例の画像形成装置においては、帯電ローラ９によって、感光ドラム７が一定電位に帯電した後、露光機（図示せず）により静電潜像が感光ドラム７上に形成される。次に、トナー供給ローラ６と、現像ローラ１と、感光ドラム７とが、図中の矢印方向に回転することで、トナー供給ローラ６上のトナー５が現像ローラ１を経て感光ドラム７に送られる。現像ローラ１上のトナー５は、成層ブレード８により、均一な薄層に整えられ、現像ローラ１と感光ドラム７とが接触しながら回転することにより、トナー５が現像ローラ１から感光ドラム７の静電潜像に付着し、該潜像が可視化する。潜像に付着したトナー５は、転写ローラ１０で紙等の記録媒体に転写され、また、転写後に感光ドラム７上に残留するトナー５は、クリーニング部１１のクリーニングブレード１２によって除去される。ここで、本発明の画像形成装置においては、現像ローラ１に、上述した感光ドラムを汚染することがなく、トナーを劣化させず、圧縮永久歪が小さい本発明の現像ローラを用いることで、良好な画像を安定して形成することが可能となる。
【００４０】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００４１】
（ローラ本体の作製）
トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とポリエーテルポリオールとから合成したウレタンプレポリマー100質量部と、アセチレンブラック2質量部とを混合して、アセチレンブラックが分散したウレタンプレポリマーを調製し、これをＡ成分とした。一方、ポリエーテルポリオール30質量部と、過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ4）0.1質量部とを70℃に加熱しながら混合し、更にポリエーテル変性シリコーンオイル（整泡剤）4.5質量部と、ジブチルスズジラウレート（触媒）0.2質量部とを混合して混合物を調製し、これをＢ成分とした。次に、上記Ａ成分とＢ成分とをメカニカルフロス法により発泡させて、更に、芯金をセットした円筒形状の金型に注入し、ＲＩＭ成形によって、発泡ポリウレタンからなる弾性層を有するローラ本体を作製した。
【００４２】
（実施例１）
カプロラクトン変性ポリオール［ダイセル化学工業製：ＰＣＬ２０５、分子量500］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。得られた塗料を上記発泡ポリウレタンからなる弾性層を有するローラ本体の外周に塗布し表面被覆層を形成して、現像ローラを作製した。次に、得られた現像ローラのローラ抵抗、ＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒz）、アスカーＣ硬度、トナー帯電性を公知の方法で評価し、更に該現像ローラをレーザープリンターに装着して印刷を行い、画像特性を評価した。また、得られた現像ローラをカートリッジに組み込み、50℃、90％ＲＨの環境に１週間保存した後、感光ドラムの汚染の有無と、現像ローラ表面におけるブレード圧接痕の有無を調べた。結果を表１に示す。
【００４３】
（実施例２）
カプロラクトン変性ポリオール［ダイセル化学工業製：ＰＣＬ２１０Ｎ、分子量1000］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをＭＥＫ 300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。このようにして得られた塗料を実施例１で調製した塗料の代わりに用いて、現像ローラを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４４】
（実施例３）
カプロラクトン変性ポリオール［ダイセル化学工業製：ＰＣＬ２２０、分子量2000］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをＭＥＫ 300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。このようにして得られた塗料を実施例１で調製した塗料の代わりに用いて、現像ローラを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４５】
（実施例４）
カプロラクトン変性ポリオール［ダイセル化学工業製：ＰＣＬ３１２、分子量1200］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをＭＥＫ 300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。このようにして得られた塗料を実施例１で調製した塗料の代わりに用いて、現像ローラを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４６】
（比較例１）
ポリカーボネートジオール変性ポリウレタン塗料［日本ポリウレタン工業製：Ｎ５１９６］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをＭＥＫ 300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。このようにして得られた塗料を実施例１で調製した塗料の代わりに用いて、現像ローラを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４７】
（比較例２）
アジピン酸変性ポリウレタン塗料［日本ポリウレタン工業製：Ｎ３１２６］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをＭＥＫ 300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。このようにして得られた塗料を実施例１で調製した塗料の代わりに用いて、現像ローラを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４８】
【００４９】
表１から明らかなように、本発明に従う実施例の現像ローラは、感光ドラムを汚染することがない上、圧縮永久歪が小さいため、ブレードの圧接痕が無く、また、トナーへのダメージが小さいため、良好な画像を安定して形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の現像ローラの一例の断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一例の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 現像ローラ
２ シャフト
３ 弾性層
４ 表面被覆層
５ トナー
６ トナー供給ローラ
７ 感光ドラム
８ 成層ブレード
９ 帯電ローラ
１０ 転写ローラ
１１ クリーニング部
１２ クリーニングブレード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に感光ドラムを汚染したり、トナーを劣化させることがなく、更には圧縮永久歪が小さい現像ローラと、該現像ローラを備え、良好な画像を形成することが可能な画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、潜像を保持した感光ドラムにトナーを供給し、感光ドラムの潜像にトナーを付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られている。該加圧現像法においては、例えば、感光ドラムを一定電位に帯電した後、露光機により感光ドラム上に静電潜像を形成し、更に、トナーを担持した現像ローラを、静電潜像を保持した感光ドラムに接触させて、トナーを感光ドラムの潜像に付着させることで現像を行う。
【０００３】
上記加圧現像法において、現像ローラは、感光ドラムに密着した状態を確実に保持しながら回転しなければならないため、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、ポリウレタン、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）等のエラストマーにカーボンブラックや金属粉を分散させた半導電性の弾性体やこれらを発泡させた発泡体からなる半導電性弾性層を形成した構造となっている。また、トナーに対する帯電性や付着性の制御、弾性層による感光ドラムの汚染の防止等を目的として、上記弾性層の表面に、更に表面被覆層を形成する場合がある。
【０００４】
一方、近年、画像形成装置のカラー化、高速化、高画質化、省エネルギー化に伴い、低融点のトナーを使用した画像形成装置が増えつつある。ここで、低融点のトナーを使用する場合、該低融点のトナーが、各部品間で圧縮又は摩擦を繰り返し受けることによりダメージを受けて、トナーが凝集・融着する等して、かぶり等の画像不良が発生し易くなる。即ち、トナーカートリッジの寿命終了時にはトナーが劣化して、帯電性が不均一になるため、画像不良が発生したり、寿命が短くなるという問題がある。そのため、トナーにダメージを与え難い低硬度の現像ローラが求められている。
【０００５】
これに対し、画像形成装置に低硬度の現像ローラを用いた場合、現像ローラ表面に感光ドラム、ブレード、供給ローラ等による圧接痕が発生し易いという問題がある。そのため、昨今、低硬度であることに加え、圧縮永久歪の小さい現像ローラが求められている。しかしながら、低硬度の材料は、圧縮永久歪が大きくなる傾向があるため、従来、硬度及び圧縮永久歪の両方を十分に低くバランスすることが、非常に難しかった（特許文献１〜３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１９０２６３号公報
【特許文献２】特開２００１−７５３５４号公報
【特許文献３】特開２００４−６７７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、感光ドラムを汚染したり、トナーを劣化させることがなく、更には圧縮永久歪が小さい現像ローラを提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる現像ローラを備え、かぶり等の画像不良を発生することがなく、良好な画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、表面被覆層を備えた現像ローラにおいて、該表面被覆層にラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を用いることで、現像ローラの硬度及び圧縮永久歪を十分に小さくして、トナーを劣化させ難くすることができ、更に、該現像ローラを画像形成装置に組み込むことで、良好な画像を安定して形成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明の現像ローラは、シャフトと、該シャフトの外周に形成された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された表面被覆層とを備えた現像ローラにおいて、
前記表面被覆層がラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の現像ローラの好適例においては、前記ウレタン樹脂は、前記ラクトン変性ポリオールを２種以上のポリイソシアネートで架橋したものである。
【００１１】
本発明の現像ローラの他の好適例においては、前記弾性層がポリウレタンからなる。
【００１２】
本発明の現像ローラの他の好適例においては、前記弾性層が発泡体からなる。ここで、前記弾性層が発泡体からなる場合、該発泡体の気泡が独立気泡であることが更に好ましい。
【００１３】
本発明の現像ローラの他の好適例においては、前記ラクトン変性ポリオールの重量平均分子量が500以上である。
【００１４】
本発明の現像ローラの他の好適例においては、前記表面被覆層が更に導電剤を含有する。この場合、表面被覆層の導電性を容易に制御することが可能となる。
【００１５】
本発明の現像ローラは、表面のＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒｚ）が10μm以下であることが好ましい。この場合、トナー帯電量を十分に確保して、画像に地カブリや階調不良が発生するのを防止することができる。
【００１６】
また、本発明の画像形成装置は、上記現像ローラを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、表面被覆層にラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を用いた、感光ドラムを汚染することがなく、トナーを劣化させず、圧縮永久歪が小さい現像ローラを提供することができる。また、該現像ローラを備え、良好な画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜現像ローラ＞
以下に、本発明の現像ローラを、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の現像ローラの一例の断面図である。図示例の現像ローラ１は、シャフト２と、該シャフト２の外周に形成された弾性層３と、該弾性層３の外周面に形成された表面被覆層４とを備える。図中、表面被覆層４は一層よりなるが、本発明の現像ローラの表面被覆層４は、二層以上から構成されていてもよい。本発明の現像ローラにおいては、弾性層３の外周面に表面被覆層４が配設されているため、弾性層３から染み出した汚染物質が感光ドラムを汚染するのを十分に防止することができる。
【００１９】
本発明の現像ローラは、上記表面被覆層４がラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を含むことを特徴とする。表面被覆層４が該ウレタン樹脂を含むことで、現像ローラの硬度が低下して、トナーにダメージを与えることがなくなり、更に、現像ローラの圧縮永久歪が低減され、良好な画像を形成することが可能となる。
【００２０】
本発明の現像ローラのシャフト２としては、良好な導電性を有する限り特に制限はなく、例えば、鉄、ステンレススチール、アルミニウム等の金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフト、或いは良導電性のプラスチック製シャフト等を用いることができる。
【００２１】
本発明の現像ローラの弾性層３は、エラストマーから形成され、必要に応じて導電剤等の他の成分を含むことができる。該弾性層３に用いるエラストマーとしては、ポリウレタン、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びこれらの混合物等が挙げられ、これらの中でも、ポリウレタンが好ましい。上記弾性層３には、上記エラストマーを非発泡体として用いてもよいが、上記エラストマーを発泡剤を用いて化学的に発泡させたり、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る等して、上記エラストマーを発泡体として用いることが好ましい。ここで、弾性層３が発泡体からなる場合、その発泡倍率は1.5〜50倍の範囲が好ましく、密度は0.05〜0.9g/cm3の範囲が好ましい。
【００２２】
また、上記弾性層３に上記エラストマーの発泡体を用いることが好ましく、更に、発泡体の気泡を独立気泡とすることで、圧縮永久歪性能が向上する点から、該発泡体中の気泡は独立気泡であることが好適である。ここで、発泡体の気泡を独立気泡とするには、上記エラストマーの原料を機械撹拌発泡して発泡体とする手法が好適に採用される。
【００２３】
上記弾性層３に用いることができる導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤等が挙げられる。電子導電剤としては、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ブラック、酸化処理等を施したカラー用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープ酸化スズ、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、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、カーボンウィスカー、黒鉛ウィスカー、炭化チタンウィスカー、導電性チタン酸カリウムウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー、導電性酸化チタンウィスカー、導電性酸化亜鉛ウィスカー等の導電性ウィスカー等が挙げられる。上記電子導電剤の配合量は、上記エラストマー100質量部に対して1〜50質量部の範囲が好ましく、5〜40質量部の範囲が更に好ましい。
【００２４】
また、上記イオン導電剤としては、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、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩；リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属、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、ホウフッ化水素酸塩、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。上記イオン導電剤の配合量は、上記エラストマー100質量部に対して0.01〜10質量部の範囲が好ましく、0.05〜5質量部の範囲が更に好ましい。上記導電剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよく、電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせてもよい。
【００２５】
上記弾性層３は、上記導電剤の配合により、その抵抗値を103〜1010Ωcmとすることが好ましく、104〜108Ωcmとすることが更に好ましい。弾性層３の抵抗値が103Ωcm未満では、電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧により現像ローラ自体が破壊する場合があり、1010Ωcmを超えると、地かぶりが発生しやすくなる。
【００２６】
上記弾性層３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、有機過酸化物等の架橋剤、硫黄等の加硫剤を含有してもよく、更に加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を含有してもよい。また、上記弾性層３は、更に、充填剤、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、着色剤等のゴム用配合剤を含有してもよい。
【００２７】
本発明の現像ローラの表面被覆層４は、ラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を主として含み、必要に応じて導電剤等の他の成分を含む。上記ラクトン変性ポリオールは、ポリオールの末端をε-カプロラクトン等のラクトンで変性して製造することができ、市販品を利用することもできる。また、該ラクトン変性ポリオールは、重量平均分子量（Ｍw）が500以上であることが好ましく、1000以上であることが更に好ましい。
【００２８】
上記ラクトンで変性されるポリオールとしては、グリセリン等にエチレンオキシドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加重合させたポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレングリコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、ポリエステルポリオール等が挙げられる。
【００２９】
また、上記ラクトン変性ポリオールを架橋するポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルードＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等が挙げられる。これらポリイソシアネートは、１種単独で用いてもよいが、２種以上を混合して用いることが好ましい。
【００３０】
上記表面被覆層４は、更に、上記ラクトン変性ポリオールとポリイソシアネートとの架橋反応を促進するための触媒を含むことができる。該触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート，ジブチルスズジアセテート，ジブチルスズチオカルボキシレート，ジブチルスズジマレエート，ジオクチルスズチオカルボキシレート，オクテン酸スズ等の有機スズ化合物；オクテン酸鉛等の有機鉛化合物；トリエチルアミン，ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類；テトラメチルエチレンジアミン，テトラメチルプロパンジアミン，テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類；ペンタメチルジエチレントリアミン，ペンタメチルジプロピレントリアミン，テトラメチルグアニジン等のトリアミン類；トリエチレンジアミン，ジメチルピペラジン，メチルエチルピペラジン，メチルモルホリン，ジメチルアミノエチルモルホリン，ジメチルイミダゾール等の環状アミン類；ジメチルアミノエタノール，ジメチルアミノエトキシエタノール，トリメチルアミノエチルエタノールアミン，メチルヒドロキシエチルピペラジン，ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類；ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル，エチレングリコールビス(ジメチル)アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類等が挙げられる。これら触媒の中でも、有機スズ化合物が好ましい。これら触媒は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。上記触媒の使用量は、上記ラクトン変性ポリオール100質量部に対して0.001〜2.0質量部の範囲が好ましい。
【００３１】
上記表面被覆層４には、その導電性を制御する目的で導電剤を配合することができ、該導電剤としては、上記弾性層３に用いられる導電剤として例示したものと同様のものを例示することができる。ここで、表面被覆層４における導電剤の配合量は、イオン導電剤の場合には、表面被覆層４を構成する上記ウレタン樹脂100質量部に対し20質量部以下が好ましく、0.01〜20質量部の範囲が更に好ましく、1〜10質量部の範囲がより一層好ましく、一方、電子導電剤の場合には、表面被覆層４を構成する上記ウレタン樹脂100質量部に対し1〜70質量部の範囲が好ましく、5〜50質量部の範囲が更に好ましい。上記表面被覆層４は、上記導電剤の添加により、体積抵抗値が103〜1010Ω・cmの範囲になるように調整されることが好ましく、104〜108Ω・cmの範囲になるように調整されることが更に好ましい。
【００３２】
上記表面被覆層４の厚さは、特に制限されるものではないが、30μm以下であることが好ましく、1〜15μmの範囲が更に好ましい。表面被覆層４の厚さが30μmを超えると、表面被覆層４が硬くなって柔軟性が損なわれる場合があり、耐久性が低下して使用によりクラックが発生したり、トナーにダメージを与えて感光ドラム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おそれがある。
【００３３】
上記表面被覆層４の形成方法は、特に限定されるものではなく、表面被覆層４を構成する各成分を含む塗料を調製し、該塗料をディッピング法やスプレー法、或いはロールコート法により塗布し、乾燥する方法が好ましく用いられる。
【００３４】
本発明の現像ローラの表面粗さは、ＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒｚ）が10μm以下であることが好ましい。現像ローラのＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒｚ）が10μmを超えると、トナー搬送量が増加する傾向があるものの、トナーの帯電量が不足し、画像に地カブリや階調不良を発生させてしまう。
【００３５】
本発明の現像ローラの抵抗値は、特に制限されるものではないが、良好な画像を得るために電気抵抗が103〜1010Ωであることが好ましく、104〜108Ωであることが更に好ましい。現像ローラの抵抗値が103Ω未満であると、階調性コントロールが著しく困難となり、また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、抵抗値が1010Ωを超えると、例えばトナーを感光ドラムに現像する場合、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なくなって、十分な画像濃度が得られなくなってしまう。なお、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の外周面を所定圧力で押し当て、シャフトと対極との間に100Ｖの電圧を印加し、その際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により、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ことができる。
【００３６】
本発明の現像ローラは、アスカーＣ硬度が60°以下であることが好ましい。アスカーＣ硬度が60°以下の低硬度な現像ローラであれば、画像形成装置に組み込んだ場合に、現像ローラと、感光ドラム、ブレード及びトナー供給ローラ等との間でトナーが損傷を受けるのを防止して、十分に良好な画像を形成することができる。
【００３７】
＜画像形成装置＞
本発明の画像形成装置は、感光ドラムを汚染することがなく、トナーを劣化させず、圧縮永久歪が小さい上述の現像ローラを備えることを特徴とし、かぶり等の画像不良を発生することがなく、良好な画像を安定して形成することができる。本発明の画像形成装置は、上記現像ローラを用いる以外、特に制限はなく、公知の方法で製造することができる。
【００３８】
以下に、図を参照して本発明の画像形成装置を詳細に説明する。図２は、本発明の画像形成装置の一例の部分断面図である。図示例の画像形成装置は、トナー５を供給するためのトナー供給ローラ６と、静電潜像を保持した感光ドラム７と、トナー供給ローラ６と感光ドラム７との間に配置された上述の現像ローラ１と、現像ローラ１の近傍（図では上部）に設けられた成層ブレード８と、感光ドラム７の近傍（図では上方）に位置する帯電ローラ９と、感光ドラム７の近傍（図では下方）に位置する転写ローラ１０と、感光ドラム７に隣接して設けられたクリーニング部１１とを備える。なお、本発明の画像形成装置は、更に画層形成装置に通常用いられる公知の部品（図示せず）を備えることができる。
【００３９】
図示例の画像形成装置においては、帯電ローラ９によって、感光ドラム７が一定電位に帯電した後、露光機（図示せず）により静電潜像が感光ドラム７上に形成される。次に、トナー供給ローラ６と、現像ローラ１と、感光ドラム７とが、図中の矢印方向に回転することで、トナー供給ローラ６上のトナー５が現像ローラ１を経て感光ドラム７に送られる。現像ローラ１上のトナー５は、成層ブレード８により、均一な薄層に整えられ、現像ローラ１と感光ドラム７とが接触しながら回転することにより、トナー５が現像ローラ１から感光ドラム７の静電潜像に付着し、該潜像が可視化する。潜像に付着したトナー５は、転写ローラ１０で紙等の記録媒体に転写され、また、転写後に感光ドラム７上に残留するトナー５は、クリーニング部１１のクリーニングブレード１２によって除去される。ここで、本発明の画像形成装置においては、現像ローラ１に、上述した感光ドラムを汚染することがなく、トナーを劣化させず、圧縮永久歪が小さい本発明の現像ローラを用いることで、良好な画像を安定して形成することが可能となる。
【００４０】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００４１】
（ローラ本体の作製）
トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とポリエーテルポリオールとから合成したウレタンプレポリマー100質量部と、アセチレンブラック2質量部とを混合して、アセチレンブラックが分散したウレタンプレポリマーを調製し、これをＡ成分とした。一方、ポリエーテルポリオール30質量部と、過塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ4）0.1質量部とを70℃に加熱しながら混合し、更にポリエーテル変性シリコーンオイル（整泡剤）4.5質量部と、ジブチルスズジラウレート（触媒）0.2質量部とを混合して混合物を調製し、これをＢ成分とした。次に、上記Ａ成分とＢ成分とをメカニカルフロス法により発泡させて、更に、芯金をセットした円筒形状の金型に注入し、ＲＩＭ成形によって、発泡ポリウレタンからなる弾性層を有するローラ本体を作製した。
【００４２】
（実施例１）
カプロラクトン変性ポリオール［ダイセル化学工業製：ＰＣＬ２０５、分子量500］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。得られた塗料を上記発泡ポリウレタンからなる弾性層を有するローラ本体の外周に塗布し表面被覆層を形成して、現像ローラを作製した。次に、得られた現像ローラのローラ抵抗、ＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒz）、アスカーＣ硬度、トナー帯電性を公知の方法で評価し、更に該現像ローラをレーザープリンターに装着して印刷を行い、画像特性を評価した。また、得られた現像ローラをカートリッジに組み込み、50℃、90％ＲＨの環境に１週間保存した後、感光ドラムの汚染の有無と、現像ローラ表面におけるブレード圧接痕の有無を調べた。結果を表１に示す。
【００４３】
（実施例２）
カプロラクトン変性ポリオール［ダイセル化学工業製：ＰＣＬ２１０Ｎ、分子量1000］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをＭＥＫ 300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。このようにして得られた塗料を実施例１で調製した塗料の代わりに用いて、現像ローラを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４４】
（実施例３）
カプロラクトン変性ポリオール［ダイセル化学工業製：ＰＣＬ２２０、分子量2000］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをＭＥＫ 300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。このようにして得られた塗料を実施例１で調製した塗料の代わりに用いて、現像ローラを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４５】
（実施例４）
カプロラクトン変性ポリオール［ダイセル化学工業製：ＰＣＬ３１２、分子量1200］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをＭＥＫ 300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。このようにして得られた塗料を実施例１で調製した塗料の代わりに用いて、現像ローラを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４６】
（比較例１）
ポリカーボネートジオール変性ポリウレタン塗料［日本ポリウレタン工業製：Ｎ５１９６］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをＭＥＫ 300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。このようにして得られた塗料を実施例１で調製した塗料の代わりに用いて、現像ローラを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４７】
（比較例２）
アジピン酸変性ポリウレタン塗料［日本ポリウレタン工業製：Ｎ３１２６］100質量部と、カーボンブラック35質量部と、ヌレート変性ＨＤＩ［日本ポリウレタン製：コロネートＨＸ］50質量部とをＭＥＫ 300質量部に分散させ、表面被覆用の塗料を調製した。このようにして得られた塗料を実施例１で調製した塗料の代わりに用いて、現像ローラを作製し、評価した。結果を表１に示す。
【００４８】
【００４９】
表１から明らかなように、本発明に従う実施例の現像ローラは、感光ドラムを汚染することがない上、圧縮永久歪が小さいため、ブレードの圧接痕が無く、また、トナーへのダメージが小さいため、良好な画像を安定して形成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の現像ローラの一例の断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一例の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 現像ローラ
２ シャフト
３ 弾性層
４ 表面被覆層
５ トナー
６ トナー供給ローラ
７ 感光ドラム
８ 成層ブレード
９ 帯電ローラ
１０ 転写ローラ
１１ クリーニング部
１２ クリーニングブレード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、該シャフトの外周に形成された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された表面被覆層とを備えた現像ローラにおいて、
前記表面被覆層がラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を含むことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記ウレタン樹脂が前記ラクトン変性ポリオールを２種以上のポリイソシアネートで架橋してなることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記弾性層がポリウレタンからなることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記弾性層が発泡体からなることを特徴とする請求項１又は３に記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記発泡体の気泡が独立気泡であることを特徴とする請求項４に記載の現像ローラ。
【請求項６】
前記ラクトン変性ポリオールの重量平均分子量が500以上であ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７】
前記表面被覆層が更に導電剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項８】
表面のＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒｚ）が10μm以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の現像ローラを備えた画像形成装置。
【請求項１】
シャフトと、該シャフトの外周に形成された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された表面被覆層とを備えた現像ローラにおいて、
前記表面被覆層がラクトン変性ポリオールをポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を含むことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
前記ウレタン樹脂が前記ラクトン変性ポリオールを２種以上のポリイソシアネートで架橋してなることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項３】
前記弾性層がポリウレタンからなることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項４】
前記弾性層が発泡体からなることを特徴とする請求項１又は３に記載の現像ローラ。
【請求項５】
前記発泡体の気泡が独立気泡であることを特徴とする請求項４に記載の現像ローラ。
【請求項６】
前記ラクトン変性ポリオールの重量平均分子量が500以上であ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７】
前記表面被覆層が更に導電剤を含有することを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項８】
表面のＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒｚ）が10μm以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像ローラ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の現像ローラを備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−１３３２２８（Ｐ２００７−１３３２２８Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２７５６４（Ｐ２００５−３２７５６４）
【出願日】平成１７年１１月１１日（２００５．１１．１１）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１１日（２００５．１１．１１）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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