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WO2014002909A1 - 導電性ローラ用塗料組成物、それを用いた現像ローラおよび画像形成装置 - Google Patents

導電性ローラ用塗料組成物、それを用いた現像ローラおよび画像形成装置 Download PDF

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Publication number
WO2014002909A1
WO2014002909A1 PCT/JP2013/067133 JP2013067133W WO2014002909A1 WO 2014002909 A1 WO2014002909 A1 WO 2014002909A1 JP 2013067133 W JP2013067133 W JP 2013067133W WO 2014002909 A1 WO2014002909 A1 WO 2014002909A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coating composition
developing roller
toner
fine particles
conductive
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/067133
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐輔 藤沢
将吾 今井
Original Assignee
株式会社ブリヂストン
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ブリヂストン filed Critical 株式会社ブリヂストン
Priority to JP2014522603A priority Critical patent/JP6276179B2/ja
Priority to US15/300,586 priority patent/US20170183510A1/en
Publication of WO2014002909A1 publication Critical patent/WO2014002909A1/ja

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    • C08J2483/10—Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences
    • C08J2483/12—Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences containing polyether sequences

Definitions

  • the present invention relates to a coating composition for a conductive roller, a developing roller using the coating composition (hereinafter also simply referred to as “coating composition” and “roller”, respectively) and an image forming apparatus, and more specifically, for a conductive roller containing fine particles.
  • the present invention relates to a coating composition, a developing roller using the same, and an image forming apparatus.
  • toner is supplied to an image forming body such as a photosensitive drum that holds an electrostatic latent image, and the toner is applied to the latent image on the image forming body.
  • a pressure development method is used in which a latent image is visualized by adhering.
  • this pressure development method for example, after an image forming body is charged to a constant potential, an electrostatic latent image is formed on the image forming body by an exposure device, and a developing roller carrying toner is electrostatically charged. Development is performed by bringing the toner into contact with the latent image on the photosensitive drum by bringing it into contact with the image forming body holding the latent image.
  • the developing roller In the above-described image forming process, the developing roller must rotate while securely holding the developing roller in close contact with the image forming body. Therefore, the developing roller is generally a semiconductive elastic body in which carbon black or metal powder is dispersed in an elastomer such as polyurethane or silicone rubber on the outer periphery of a shaft made of a highly conductive material such as metal. It has a structure in which a semiconductive elastic layer made of a foamed material is carried. In some cases, a surface layer is further formed on the surface of the elastic layer for the purpose of controlling chargeability and adhesion to the toner and preventing contamination of the image forming body by the elastic layer.
  • Patent Document 1 As a conventional technique related to the developing roller, for example, in Patent Document 1, a roll surface layer is provided with scattered convex portions and concave portions formed between the convex portions and containing toner particles. There is disclosed a developing roll for an electrophotographic apparatus in which particles exist respectively below and below the convex portion, and the surface hardness of the concave portion is lower than the surface hardness of the convex portion.
  • Patent Document 2 includes a shaft body, a base layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body, and a surface layer formed on the outer periphery of the base layer, and the base layer is formed using silicone rubber.
  • the surface layer is a predetermined mixture of (A) a urethane raw material, (B) a conductive agent, and (C) a large particle having an average particle diameter of 10 to 14 ⁇ m and a small particle having an average particle diameter of 3 to 5 ⁇ m.
  • a developing roll formed by using a conductive composition containing mixed fine particles contained in a weight ratio is disclosed.
  • Patent Document 3 includes a shaft, an elastic layer formed on the outer periphery thereof, and a surface coating layer formed on the outer peripheral surface thereof.
  • the elastic layer is made of a foam
  • the surface coating layer is A developing roller containing a urethane resin obtained by crosslinking a lactone-modified polyol with at least two kinds of polyisocyanates containing at least isophorone diisocyanate is disclosed.
  • the development roller is also required to have higher durability.
  • toner fusion may occur as the toner deteriorates due to friction between the developing roller and the developing blade in contact therewith.
  • this toner fusion occurs on the blade, development streaks occur, and when it occurs on the developing roller, filming occurs, which causes image defects. Therefore, a developing roller capable of reducing toner deterioration as much as possible has been required.
  • an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and when used in a developing roller, a conductive roller coating composition capable of reducing toner deterioration during durable printing, a developing roller using the same, and An object is to provide an image forming apparatus.
  • the present inventors have found that the above problem can be solved by using fine particles contained in the surface layer forming the outermost surface of the developing roller that satisfy a predetermined glass transition temperature (Tg).
  • Tg glass transition temperature
  • the conductive roller coating composition of the present invention is a conductive roller coating composition containing a resin component containing polyol and isocyanate and fine particles, The fine particles have a Tg of ⁇ 13 ° C. or lower.
  • the Tg of the resin component is preferably 0 ° C. or lower.
  • fine-particles consist of polyurethane resins.
  • the average particle size of the fine particles is preferably 10 ⁇ m or more.
  • the fine particles are preferably contained in an amount of 1.5 to 6.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol component.
  • a universal hardness of the fine particles at an indentation depth of 1 ⁇ m is 2.0 or less.
  • the developing roller of the present invention is a developing roller including a shaft and an elastic layer carried on the outer periphery of the shaft.
  • the outer periphery of the elastic layer is coated with the conductive roller coating composition of the present invention.
  • the image forming apparatus of the present invention is characterized in that the developing roller of the present invention is mounted.
  • the conductive roller coating composition capable of reducing toner deterioration during durable printing, the developing roller using the same, and an image A forming apparatus can be realized.
  • the conductive roller coating composition of the present invention contains a resin component containing polyol and isocyanate and fine particles, and is used for forming a surface layer in the conductive roller.
  • the Tg of the fine particles is ⁇ 10 ° C. or lower, preferably ⁇ 13 ° C. or lower, more preferably ⁇ 30 ° C. or lower.
  • Friction can be reduced.
  • the softer the fine particles the more the convex portions of the irregularities on the roller surface become softer when the toner is rubbed with the blade, and therefore the deterioration of the toner is considered to be reduced. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the deterioration of the toner during the durable printing, and thus it is possible to suppress the occurrence of the image defect due to the toner fusion to the roller or the blade.
  • fine particles having a universal hardness at an indentation depth of 1 ⁇ m of 2.0 or less for example, a low hardness in the range of 0.6 to 1.8.
  • the hardness of the fine particles is substantially proportional to the value of Tg, and the smaller the Tg, the smaller the hardness.
  • the above range is preferable as the specific hardness.
  • the universal hardness of the fine particles can be obtained by measuring a fine particle portion in the surface layer when the surface layer of the roller is formed using a Fischer hardness meter.
  • the material of the fine particles is not particularly limited as long as it satisfies the above Tg value.
  • a polyurethane resin having a hardness lower than that of a melamine resin or an acrylic resin can be preferably used.
  • the particle size of such fine particles is also important, and preferably, fine particles having an average particle size of 10 ⁇ m or more are used.
  • fine particles having an average particle size of 10 ⁇ m or more are used.
  • the content of such fine particles is preferably 1.5 to 6.0 parts by mass, more preferably 2.0 to 4.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol component. If the amount of fine particles is small, the gap between the layer formed using the coating composition and the blade is insufficient, and if the amount of fine particles is large, the effect of friction between the fine particles and the toner is large. Become. By setting the blending amount of the fine particles within the above range, it is possible to surely obtain the effect of reducing toner deterioration while ensuring toner transportability.
  • the resin component as the main component of the coating composition is not particularly limited as long as it contains a polyol and an isocyanate, but preferably Tg is 0 ° C. or lower, particularly ⁇ 10 ° C. or lower.
  • a resin component is used.
  • High-quality development that uses a coating composition that combines soft resin components with soft fine particles to further reduce friction between the formed layer and the toner, thereby reducing toner deterioration A roller can be obtained. It is known that the softer the resin component constituting the layer is, the more effective it is for reducing toner deterioration. However, if the hardness of the fine particles contained in the layer is high, its usefulness cannot be utilized.
  • a resin component specifically, for example, a urethane resin obtained by crosslinking a lactone-modified polyol with two or more kinds of polyisocyanates containing at least isophorone diisocyanate can be suitably used.
  • the lactone-modified polyol can be produced by modifying the end of the polyol with a lactone such as ⁇ -caprolactone, and a commercially available product can also be used. From the viewpoint of achieving both compression set performance and toner fusing resistance when applied to a conductive roller, the lactone-modified polyol has a polystyrene-equivalent number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography.
  • the expressed molecular weight distribution (Mw / Mn) is preferably 2.5 or less, and more preferably 2.0 or less.
  • Polyols modified with lactone include polyether polyols obtained by addition polymerization of alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide to glycerin, polytetramethylene glycol, glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, hexanediol. , Octanediol, polybutadiene polyol, polyisoprene polyol, polyester polyol and the like.
  • the polyisocyanate that crosslinks the lactone-modified polyol is at least two kinds of polyisocyanates containing at least isophorone diisocyanate.
  • the coating composition is applied to the developing roller when used for a long period of time.
  • the toner fusing resistance can be improved.
  • polyisocyanates other than isophorone diisocyanate include tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), crude diphenylmethane diisocyanate (crude MDI), hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated triphenyl isocyanate.
  • TDI tolylene diisocyanate
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • CAde MDI crude diphenylmethane diisocyanate
  • hydrogenated diphenylmethane diisocyanate hydrogenated triphenyl isocyanate
  • triphenyl isocyanate examples include diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), and nurate-modified hexamethylene diisocyanate.
  • two or more types of polyisocyanates used for crosslinking the lactone-modified polyol are isophorone diisocyanate and hexamethylene diisocyanate.
  • the molar ratio of isophorone diisocyanate to hexamethylene diisocyanate is more preferably 3: 1 to 1: 3.
  • the coating composition may further contain a catalyst for promoting the crosslinking reaction between the lactone-modified polyol and two or more types of polyisocyanates.
  • catalysts include organic tin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin thiocarboxylate and tin octenoate; organic lead compounds such as lead octenoate; triethylamine, Monoamines such as dimethylcyclohexylamine; diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine, and tetramethylhexanediamine; triamines such as pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine, and tetramethylguanidine; triethylenediamine, dimethylpiperazine, Cyclic amino acids such as methyle
  • organotin compounds are preferred. These catalysts may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. The amount of the catalyst used is preferably in the range of 0.001 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol.
  • a conductive agent such as an electronic conductive agent or an ionic conductive agent can be blended to adjust the conductivity.
  • Electronic conductive agents include conductive carbon such as ketjen black and acetylene black, carbon black for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT and MT, and carbon black for color subjected to oxidation treatment.
  • Pyrolytic carbon black natural graphite, artificial graphite, antimony-doped tin oxide, ITO, tin oxide, titanium oxide, zinc oxide and other metal oxides, nickel, copper, silver, germanium and other metals, polyaniline, polypyrrole, polyacetylene, etc.
  • Conductive whiskers such as conductive polymer, carbon whisker, graphite whisker, titanium carbide whisker, conductive potassium titanate whisker, conductive barium titanate whisker, conductive titanium oxide whisker, and conductive zinc oxide whisker.
  • ionic conductive agent tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, benzyltrimethylammonium, modified fatty acid dimethylethylammonium and the like perchlorate, chlorate, hydrochloride, bromate , Iodate, borofluoride, sulfate, ethyl sulfate, carboxylate, sulfonate, etc.
  • ammonium salt alkali metal such as lithium, sodium, potassium, calcium, magnesium, alkaline earth metal Examples include chlorate, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, sulfate, trifluoromethyl sulfate, sulfonate, and the like.
  • the said electrically conductive agent may be used individually by 1 type, may be used in combination of 2 or more type, and may combine an electronic conductive agent and an ionic conductive agent.
  • the blending amount of the conductive agent in the coating composition is preferably 20 parts by mass or less, more preferably in the range of 0.01 to 20 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the resin component. A range of parts is more preferred.
  • the range of 1 to 70 parts by mass is preferable with respect to 100 parts by mass of the resin component, and the range of 5 to 50 parts by mass is more preferable.
  • the volume resistivity of the layer formed by using the coating composition, by the addition of the conductive agent it is preferred to be adjusted to the range of 10 3 ⁇ 10 10 ⁇ ⁇ cm , 10 4 ⁇ 10 8 ⁇ -It is more preferable to adjust so that it may become the range of cm.
  • the developing roller of the present invention includes a shaft and an elastic layer carried on the outer periphery thereof, and the outer periphery of the elastic layer is coated with the conductive roller coating composition of the present invention.
  • FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of an example of the developing roller of the present invention.
  • the developing roller 10 shown in the figure includes a shaft 1, an elastic layer 2 carried on the outer periphery thereof, and a surface layer 3 coated on the outer periphery thereof.
  • the surface layer 3 is formed of the coating composition, whereby friction between the roller and other members, for example, blades can be reduced, and durability is improved. It is possible to reduce the deterioration of the toner during printing and to suppress development streaks and roller filming.
  • the surface layer 3 is one layer in the illustrated example, but may be composed of two or more layers. In the developing roller of the present invention, since the surface layer 3 is disposed on the outer periphery of the elastic layer 2, it is possible to sufficiently suppress contamination of the photosensitive drum due to contaminants that have exuded from the elastic layer 2.
  • the shaft 1 is not particularly limited as long as it has good conductivity.
  • a metal core made of a solid metal such as iron, stainless steel, or aluminum, or a metal cylinder hollowed out inside.
  • a metal shaft such as a body, a highly conductive plastic shaft, or the like can be used.
  • the elastic layer 2 can be formed from a foam. Specifically, for example, polyurethane, silicone rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), natural rubber, styrene-butadiene rubber ( SBR), butadiene rubber, isoprene rubber, polynorbornene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber (ECO), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), and mixtures thereof.
  • a foam Specifically, for example, polyurethane, silicone rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), natural rubber, styrene-butadiene rubber ( SBR), butadiene rubber, isoprene rubber, polynorbornene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber (ECO
  • polyurethane is preferably used because it is composed of urethane, which is a resin component constituting the surface layer 3, and therefore has better adhesion to the surface layer 3.
  • the foam constituting the elastic layer 2 can be formed by chemically foaming the elastomer using a foaming agent or by mechanically entraining and foaming air like a polyurethane foam.
  • the expansion ratio of the foam constituting the elastic layer 2 is preferably in the range of 1.5 to 50 times, and the density is preferably in the range of 0.05 to 0.9 g / cm 3 .
  • the bubbles in the foam are closed cells.
  • a method of foaming the elastomer raw material by mechanical stirring is suitably employed.
  • the elastic layer 2 can be adjusted in conductivity by blending a conductive agent.
  • the conductive agent used for the elastic layer 2 include the same electronic conductive agent and ionic conductive agent as those used in the coating composition.
  • the compounding amount of the electronic conductive agent is preferably in the range of 1 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component constituting the elastic layer.
  • the blending amount of the ion conductive agent is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.05 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component constituting the elastic layer.
  • the elastic layer 2 has a resistance value of preferably 10 3 to 10 10 ⁇ cm, and more preferably 10 4 to 10 8 ⁇ cm, depending on the blending of a conductive agent. If the resistance value of the elastic layer 2 is less than 10 3 ⁇ cm, the electric charge may leak to the photosensitive drum or the like, and the developing roller itself may be broken by voltage. If the resistance value exceeds 10 10 ⁇ cm, ground fog tends to occur.
  • the elastic layer 2 may contain a crosslinking agent such as an organic peroxide or a vulcanizing agent such as sulfur, if necessary.
  • a crosslinking agent such as an organic peroxide or a vulcanizing agent such as sulfur, if necessary.
  • a vulcanization accelerator, a vulcanization acceleration aid, a vulcanization retarder, and the like may be included.
  • the elastic layer 2 contains various rubber compounds such as a filler, a peptizer, a foaming agent, a plasticizer, a softener, a tackifier, an anti-tacking agent, a separating agent, a release agent, an extender, and a colorant.
  • An agent may be included.
  • the surface layer 3 is formed using the coating composition of the present invention as described above.
  • the total thickness of the surface layer 3 is not particularly limited, but is preferably 30 ⁇ m or less, and more preferably in the range of 1 to 15 ⁇ m. If the total thickness of the surface layer 3 exceeds 30 ⁇ m, the surface layer 3 may become hard and the flexibility may be impaired, durability may be reduced, cracks may occur due to use, or the toner may be damaged. In addition, the toner adheres to the stratification blade, and there is a risk of image failure.
  • the method for forming the surface layer 3 is not particularly limited, and the coating composition containing each component constituting the surface layer 3 is prepared, and this coating composition is subjected to dipping, spraying, roll coating, or the like.
  • a method of curing by applying a known coating method followed by heating at 100 to 120 ° C. for 20 to 40 minutes is preferably used.
  • the surface layer 3 is disposed on the elastic layer 2.
  • an intermediate layer may be formed between the elastic layer 2 and the surface layer 3 ( Not shown). In this case, for example, by disposing an intermediate layer formed softer than the surface layer, damage to the toner can be greatly improved.
  • the intermediate layer can be suitably formed using any one or two or more water-based resins selected from rubber, urethane, and acrylic.
  • rubber type natural rubber (NR), chloroprene rubber (CR), nitrile rubber (NBR), latex such as styrene butadiene rubber (SBR), etc.
  • urethane type emulsion and dispersion
  • ether type emulsion and dispersion
  • ester type ether type
  • acrylic an emulsion such as acrylic or acrylic styrene can be suitably used.
  • the surface roughness of the developing roller of the present invention is preferably 10 ⁇ m or less in JIS 10-point average roughness (Rz). If the JIS 10-point average roughness (Rz) of the developing roller exceeds 10 ⁇ m, the toner conveyance amount tends to increase, but the toner charge amount is insufficient, causing background fogging and poor gradation in the image. .
  • the resistance value of the developing roller of the present invention is not particularly limited, but in order to obtain a good image, the electric resistance is preferably 10 3 to 10 10 ⁇ , and 10 4 to 10 8 ⁇ . It is more preferable. If the resistance value of the developing roller is less than 10 3 ⁇ , gradation control is extremely difficult, and bias leakage may occur when the photosensitive drum is defective. On the other hand, if the resistance value exceeds 10 10 ⁇ , for example, when developing toner on a photosensitive drum, the developing bias causes a voltage drop due to the high resistance of the developing roller itself, and it becomes impossible to secure a developing bias sufficient for development. As a result, a sufficient image density cannot be obtained.
  • the resistance value can be measured, for example, by pressing the outer peripheral surface of the developing roller against a flat plate or cylindrical counter electrode with a predetermined pressure, applying a voltage of 100 V between the shaft and the counter electrode, and calculating the resistance value from the current value at that time. Can be sought. In this way, by appropriately and uniformly controlling the resistance value of the developing roller, the electric field strength for moving the toner can be kept appropriate and uniform.
  • the developing roller of the present invention preferably has an Asker C hardness of 60 ° or less.
  • an Asker C hardness of 60 ° or less By using a low-hardness developing roller having an Asker C hardness of 60 ° or less, the toner is damaged between the developing roller and the photosensitive drum, blade, toner supply roller, and the like when incorporated in the image forming apparatus. And a sufficiently good image can be formed.
  • FIG. 2 shows a partial sectional view of an example of the image forming apparatus of the present invention.
  • the image forming apparatus of the present invention shown in the figure is configured to adhere an electrostatic latent image by adhering an image forming body 21 such as a photosensitive member holding an electrostatic latent image and a toner 20 held on the surface in contact with the image forming body 21.
  • a developing roller 10 that visualizes an image and a toner supply roller 22 that supplies toner 20 to the developing roller 10 are provided.
  • the toner 20 is supplied from the toner container 23 to the toner supply roller 22 and the developing roller 10.
  • the image formation is performed by a series of processes of conveying to the image forming body 21 via the.
  • the image forming apparatus of the present invention can further be provided with known components that are usually used in the image forming apparatus (not shown).
  • an electrostatic latent image is formed on the image forming body 21 by an exposure device (not shown).
  • the toner supply roller 22, the developing roller 10, and the image forming body 21 rotate in the direction of the arrow in the figure, so that the toner 20 on the toner supply roller 22 passes through the developing roller 10 and the image forming body 21.
  • Sent to. The toner 20 on the developing roller 10 is adjusted to a uniform thin layer by the stratification blade 24, and the toner 20 is rotated from the developing roller 10 to the image forming body 21 by rotating while the developing roller 10 and the image forming body 21 are in contact with each other. And the latent image is visualized.
  • the toner 20 attached to the latent image is transferred onto a recording medium such as paper by a transfer roller 26, and the toner 20 remaining on the image forming body 21 after the transfer is removed by a cleaning blade 28 of the cleaning unit 27.
  • a recording medium such as paper
  • a transfer roller 26 the toner 20 remaining on the image forming body 21 after the transfer is removed by a cleaning blade 28 of the cleaning unit 27.
  • the developing roller of the present invention since the developing roller of the present invention is used as the developing roller 10, the toner adherence to the blade is reduced while ensuring toner transportability and reducing the deterioration of the toner during durable use. And occurrence of roller filming can be suppressed.
  • urethane prepolymer synthesized from tolylene diisocyanate (TDI) and polyether polyol and 2 parts by mass of acetylene black are mixed to prepare a urethane prepolymer in which acetylene black is dispersed. did.
  • 30 parts by mass of polyether polyol and 0.1 part by mass of sodium perchlorate (NaClO 4 ) were mixed while heating to 70 ° C., and 4.5 parts by mass of polyether-modified silicone oil (foam stabilizer).
  • component B 0.2 part by mass of dibutyltin dilaurate (catalyst) were mixed to prepare a mixture, which was designated as component B.
  • the A component and the B component are foamed by a mechanical floss method, and further injected into a cylindrical mold set with a core metal, and a roller body having an elastic layer made of foamed polyurethane is formed by RIM molding. Produced.
  • Each of the obtained test rollers was mounted on a printer LBP5050 manufactured by Canon Inc., and durable printing was performed to check whether development streaks and filming occurred.
  • 10K ⁇ when development streaking and filming did not occur up to 10,000 sheets of printing, 10K ⁇ , when printing did not occur up to 8000 sheets, but occurred until reaching 10,000 sheets, 10K ⁇ , printing 6000 Up to 80K sheets but not generated up to 80 million sheets, 8K ⁇ , not printed up to 4000 sheets, but up to 6000 sheets, up to 6K ⁇ , printed up to 4000 sheets
  • the case where it occurred was defined as 4Kx.
  • the results are also shown in the following table.
  • Example 6 the development roller of each example was prepared by changing the number of blended fine particles per 100 parts by mass of the polyol component as shown in the following table, and in the same manner as described above, development streak and fill The presence or absence of ming was confirmed. Furthermore, the toner transportability was also evaluated according to the following. These results are also shown in the table below.
  • Each test roller was incorporated in a commercially available printer as a developing roller, and then rotated idly in the printer to form a uniform toner thin layer on the surface of the developing roller.
  • This thin layer of toner is sucked and introduced into the Faraday gauge, the weight of the sucked toner is measured, and the area of the developing roller surface where the toner is removed by sucking is measured to determine the unit area.
  • the toner transport amount was calculated by calculating the toner weight per unit.
  • the toner transportability is reduced even if the number of blended parts of the fine particles is too large or too small, while ensuring the toner transportability by making the blended number of fine particles within an appropriate range, It was confirmed that toner deterioration can be reduced.

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Abstract

　現像ローラに用いた際に、耐久印字時におけるトナーの劣化を低減することのできる導電性ローラ用塗料組成物、それを用いた現像ローラおよび画像形成装置を提供する。　ポリオールおよびイソシアネートを含む樹脂成分と、微粒子とを含有する導電性ローラ用塗料組成物において、微粒子のＴｇが－１３℃以下である。シャフト１と、シャフト１の外周に担持された弾性層２と、を含む現像ローラにおいて、弾性層２の外周に、上記導電性ローラ用塗料組成物が被覆されている。

Description

導電性ローラ用塗料組成物、それを用いた現像ローラおよび画像形成装置
　本発明は導電性ローラ用塗料組成物、それを用いた現像ローラ（以下、それぞれ単に「塗料組成物」および「ローラ」とも称する）および画像形成装置に関し、詳しくは、微粒子を含む導電性ローラ用塗料組成物、それを用いた現像ローラおよび画像形成装置の改良に関する。
　一般に、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置における現像方法としては、静電潜像を保持する感光ドラム等の画像形成体にトナーを供給し、画像形成体上の潜像にトナーを付着させて潜像を可視化する、加圧現像法が用いられている。この加圧現像法においては、例えば、画像形成体を一定電位に帯電させた後、露光器により画像形成体上に静電潜像を形成し、さらに、トナーを担持した現像ローラを、静電潜像を保持した画像形成体に接触させて、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。
　上記画像形成のプロセスにおいて、現像ローラは、画像形成体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。そのため、現像ローラは一般に、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、ポリウレタンやシリコーンゴム等のエラストマー中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担持させ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、弾性層による画像形成体の汚染の防止等を目的として、弾性層の表面に、さらに表層を形成する場合もある。
　現像ローラに係る従来技術としては、例えば、特許文献１に、ロール表層が、点在する凸部と、前記凸部間に形成され、トナー粒子が入る凹部とを備え、前記表層において、前記凹部下および前記凸部下には、それぞれ粒子が存在し、前記凹部における表面硬度が、前記凸部における表面硬度よりも低い電子写真機器用現像ロールが開示されている。また、特許文献２には、軸体と、この軸体の外周面に形成されるベース層と、このベース層の外周に形成される表層とを備え、上記ベース層がシリコーンゴムを用いて形成され、上記表層が（Ａ）ウレタン原料、（Ｂ）導電剤、および、（Ｃ）平均粒子径１０～１４μｍの大粒径粒子と平均粒子径３～５μｍの小粒径粒子とを所定の混合重量比で含む混合微細粒子を含有する導電性組成物を用いて形成されてなる現像ロールが開示されている。
　さらに、特許文献３には、シャフトと、その外周に形成された弾性層と、その外周面に形成された表面被覆層とを備え、前記弾性層が発泡体からなり、前記表面被覆層が、ラクトン変性ポリオールを、少なくともイソホロンジイソシアネートを含む２種類以上のポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を含む現像ローラが開示されている。
特開２００９－２３７０４２号公報（特許請求の範囲等） 特開２００５－２５８２０１号公報（特許請求の範囲等） 特開２００７－２９８６６２号公報（特許請求の範囲等）
　近年、電子写真機器の高耐久化の要請に伴って、現像ローラにも、より一層の高耐久化が要求されている。しかしながら、特に、過酷な環境下で耐久印字を行う場合、現像ローラと、これに接触する現像ブレードとの間での摩擦によるトナーの劣化に伴って、トナーの融着が起こる場合があった。このトナーの融着が、ブレードに生ずると現像スジが発生し、また、現像ローラに生ずるとフィルミングが発生し、いずれにしても画像の不具合の原因となる。よって、トナーの劣化を極力低減することのできる現像ローラが必要とされていた。
　そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、現像ローラに用いた際に、耐久印字時におけるトナーの劣化を低減することのできる導電性ローラ用塗料組成物、それを用いた現像ローラおよび画像形成装置を提供することにある。
　本発明者は鋭意検討した結果、現像ローラの最表面をなす表層に含有させる微粒子について、所定のガラス転移温度（Ｔｇ）を満足するものを用いることで、上記問題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明の導電性ローラ用塗料組成物は、ポリオールおよびイソシアネートを含む樹脂成分と、微粒子とを含有する導電性ローラ用塗料組成物であって、
　前記微粒子のＴｇが－１３℃以下であることを特徴とするものである。
　本発明の塗料組成物においては、前記樹脂成分のＴｇが０℃以下であることが好ましい。また、本発明の塗料組成物においては、前記微粒子がポリウレタン樹脂からなることが好ましい。さらに、本発明の塗料組成物において、前記微粒子の平均粒径は、好適には１０μｍ以上である。さらにまた、本発明の塗料組成物においては、前記ポリオール成分１００質量部に対し、前記微粒子を１．５～６．０質量部にて含有することが好ましい。さらにまた、本発明の塗料組成物においては、前記微粒子の、押込み深さ１μｍでのユニバーサル硬度が２．０以下であることが好ましい。
　また、本発明の現像ローラは、シャフトと、該シャフトの外周に担持された弾性層と、を含む現像ローラにおいて、
　前記弾性層の外周に、上記本発明の導電性ローラ用塗料組成物が被覆されていることを特徴とするものである。
　さらに、本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像ローラが搭載されていることを特徴とするものである。
　本発明によれば、上記構成としたことにより、現像ローラに用いた際に、耐久印字時におけるトナーの劣化を低減することのできる導電性ローラ用塗料組成物、それを用いた現像ローラおよび画像形成装置を実現することが可能となった。
本発明の現像ローラの一例を示す長手方向断面図である。 本発明の画像形成装置の一例を示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
　まず、本発明の導電性ローラ用塗料組成物は、ポリオールおよびイソシアネートを含む樹脂成分と、微粒子とを含有し、導電性ローラにおける表層の形成に用いられる。
　本発明の塗料組成物においては、上記微粒子のＴｇが、－１０℃以下、好適には－１３℃以下、より好適には－３０℃以下である点が重要である。塗料組成物中に、Ｔｇが低い、すなわち、低硬度の微粒子を含有させたことで、これを用いて導電性ローラの表層を形成した際に、ローラと他部材、例えば、ブレードとの間における摩擦を低減することができる。すなわち、微粒子が柔軟であるほど、ブレードとの間でトナーが擦られる際に、ローラ表面の凹凸中の凸の部分が柔軟となるので、トナーの劣化が低減されるものと考えられる。よって、本発明によれば、耐久印字時におけるトナーの劣化を低減することができるので、これにより、ローラないしブレードに対するトナー融着に起因する画像不具合の発生を抑制することが可能となる。
　本発明において、かかる微粒子としては、押込み深さ１μｍでのユニバーサル硬度が２．０以下、例えば、０．６～１．８の範囲の低硬度のものを用いることが好ましい。微粒子の硬度が大きくなると、トナーへの負荷が大きくなり、ブレードと微粒子との間でトナーが潰れて、ブレードへのトナー融着が起こり易くなると考えられ、現像スジの発生要因となってしまう。微粒子の硬度はＴｇの値にほぼ比例し、Ｔｇが低いほど小さいが、具体的な硬度としては、上記範囲が好適である。なお、本発明において、微粒子のユニバーサル硬度は、ローラの表層を形成した際における表層中の微粒子部分を、フィッシャー硬度計を用いて測定することにより、得ることができる。
　かかる微粒子の材質については、上記Ｔｇの値を満足するものであれば特に制限はなく、例えば、メラミン樹脂やアクリル樹脂などよりも低硬度であるポリウレタン樹脂を好適に用いることができる。
　また、本発明においては、かかる微粒子の粒径も重要であり、好適には、平均粒径が１０μｍ以上の微粒子を用いる。微粒子の粒径をある程度大きくすることで、塗料組成物を用いて形成された層とブレードとの間に間隙を確保でき、これによりトナー搬送性を高めるとともに、トナー劣化の低減効果を得ることができる。一方で、微粒子の粒径を大きくし過ぎると画像ムラが発生してしまうので、より好適には平均粒径１０～１６μｍ、さらに好適には１２～１４μｍの微粒子を用いる。１６μｍよりも大きな粒径の微粒子を用いると、画像ムラが発生するおそれがあるので、現像ローラには好ましくない。
　かかる微粒子の含有量としては、ポリオール成分１００質量部に対し、好適には１．５～６．０質量部、より好適には２．０～４．５質量部である。微粒子の配合量が少ないと、塗料組成物を用いて形成された層とブレードとの間の間隙が不十分となり、微粒子の配合量が多いと、微粒子とトナーとの間の摩擦の影響が大きくなる。微粒子の配合量を上記範囲とすることで、トナー搬送性を確保しつつ、トナー劣化の低減効果を確実に得ることができる。
　塗料組成物の主成分である樹脂成分としては、ポリオールおよびイソシアネートを含むものであれば、特に制限されるものではないが、好適には、Ｔｇが０℃以下、特には、－１０℃以下である樹脂成分を用いる。柔軟な微粒子とともに、柔軟な樹脂成分を組み合わせた塗料組成物を用いることで、形成される層とトナーとの間の摩擦をより低減して、これによりトナーの劣化を低減した、高品質の現像ローラを得ることが可能となる。なお、層を構成する樹脂成分が柔軟であるほど、トナー劣化の低減に有効であることは知られているが、層中に含有させる微粒子の硬度が高いと、その有用性が活かされない。本発明においては、柔軟な微粒子を用いた上で、さらに、これに柔軟な樹脂成分を組み合わせることで、より大きなトナー劣化低減効果が得られるものである。Ｔｇが－２０℃よりも低いと表面の硬度が著しく低下し、カートリッジに組み付けた状態での高温高湿下放置試験においてブレードセット痕が発生してしまうため、好ましくない。
　かかる樹脂成分としては、具体的には例えば、ラクトン変性ポリオールを、少なくともイソホロンジイソシアネートを含む２種類以上のポリイソシアネートで架橋したウレタン樹脂を、好適に用いることができる。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、導電性ローラに適用した際の圧縮永久歪性能と耐トナー融着性とを両立させる観点から、ラクトン変性ポリオールは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）が、１０００～５０００であることが好ましく、１０００～３０００であることがより好ましく、また、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比で表される分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が、２．５以下であることが好ましく、２．０以下であることがより好ましい。
　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。
　また、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は、少なくともイソホロンジイソシアネートを含む２種類以上のポリイソシアネートであり、イソホロンジイソシアネートを使用することによって、塗料組成物を現像ローラに適用した際の長期間使用時における耐トナー融着性を向上できる。上記２種類以上のポリイソシアネートのうちイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）以外の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）、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）、ヌレート変性ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。なお、塗料組成物により形成される層の低硬度化と圧縮永久歪性能とを両立させる観点から、上記ラクトン変性ポリオールの架橋に用いる２種類以上のポリイソシアネートは、イソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートであることが好ましく、イソホロンジイソシアネートとヘキサメチレンジイソシアネートとのモル比が３：１～１：３であることがより好ましい。
　塗料組成物中には、さらに、ラクトン変性ポリオールと２種類以上の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有させることができる。かかる触媒としては、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、一種を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、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。
　また、塗料組成物中には、電子導電剤やイオン導電剤等の導電剤を配合して、導電性を調整することができる。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。
　また、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。
　塗料組成物における導電剤の配合量は、イオン導電剤の場合には、樹脂成分１００質量部に対し２０質量部以下が好ましく、０．０１～２０質量部の範囲がより好ましく、１～１０質量部の範囲がさらに好ましい。一方、電子導電剤の場合には、樹脂成分１００質量部に対し１～７０質量部の範囲が好ましく、５～５０質量部の範囲がより好ましい。塗料組成物を用いて形成される層の体積抵抗値は、上記導電剤の添加により、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より好ましい。
　次に、本発明の現像ローラは、シャフトと、その外周に担持された弾性層とを含み、弾性層の外周に、上記本発明の導電性ローラ用塗料組成物が被覆されているものである。図１に、本発明の現像ローラの一例の長手方向断面図を示す。
　図示する現像ローラ１０は、シャフト１と、その外周に担持された弾性層２と、その外周に被覆された表層３とを備えている。本発明の現像ローラ１０においては、表層３が、上記塗料組成物により形成されているものであり、これにより、ローラと他部材、例えば、ブレードとの間における摩擦を低減することができ、耐久印字時におけるトナーの劣化を低減して、現像スジやローラフィルミングの発生を抑制することが可能となる。なお、表層３は、図示する例では１層であるが、２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２の外周に表層３が配設されているので、弾性層２から染み出した汚染物質が感光ドラムを汚染することを十分に抑制することができる。
　シャフト１としては、良好な導電性を有するものであ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、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。
　弾性層２は、発泡体から形成することができ、具体的には例えば、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のエラストマーにより形成できる。これらのエラストマーの中でも、表層３を構成する樹脂成分であるウレタンから構成され、そのため表層３との接着がより良好であることから、ポリウレタンを用いることが好ましい。弾性層２を構成する発泡体は、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などすることにより、形成できる。ここで、弾性層２を構成する発泡体の発泡倍率は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。
　また、弾性層２を構成する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ため、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的撹拌により発泡させて発泡体とする手法が好適に採用される。
　弾性層２には、導電剤を配合して、導電性を調整することができる。弾性層２に用いる導電剤としては、上記塗料組成物に用いられるのと同様の電子導電剤およびイオン導電剤を挙げることができる。このうち電子導電剤の配合量は、弾性層を構成する樹脂成分１００質量部に対して、好適には１～５０質量部、より好適には５～４０質量部の範囲である。また、イオン導電剤の配合量は、弾性層を構成する樹脂成分１００質量部に対して、好適には０．０１～１０質量部、より好適には０．０５～５質量部である。弾性層２は、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とすることがより好ましい。弾性層２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。
　弾性層２には、エラストマーをゴム状物質とするために、必要に応じて、有機過酸化物等の架橋剤や硫黄等の加硫剤を含有させてもよく、また、加硫助剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を含有させてもよい。さらに、弾性層２には、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、着色剤等の各種ゴム用配合剤を含有させてもよい。
　表層３は、上述したように、上記本発明の塗料組成物を用いて形成される。表層３の総厚みは、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の範囲がより好ましい。表層３の総厚みが３０μｍを超えると、表層３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、画像不良となるおそれがある。
　表層３の形成方法は、特に限定されるものではなく、表層３を構成する各成分を含む上記塗料組成物を調製して、この塗料組成物を、ディッピング法やスプレー法、ロールコート法等の公知の塗工方法により塗布した後、１００～１２０℃にて２０～４０分間加熱して硬化させる方法が好ましく用いられる。
　なお、図示する現像ローラ１０においては、弾性層２上に表層３が配設されているが、本発明においては、弾性層２と表層３との間に、中間層を形成してもよい（図示せず）。この場合、例えば、表層より軟らかく形成した中間層を配設することによって、トナーへのダメージを大きく改善することができる。
　中間層は、ゴム系、ウレタン系およびアクリル系のうちから選択されるいずれか１種または２種以上の水系樹脂を用いて、好適に形成することができる。ゴム系としては、天然ゴム（ＮＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のラテックス、ウレタン系としては、エーテル系、エステル系等のエマルジョンやディスパージョン、アクリル系としては、アクリル、アクリルスチレン等のエマルジョンを好適に用いることができる。
　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。
　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であることがより好ましい。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に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、平板また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の電圧を印加して、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。
　また、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とすることで、画像形成装置に組み込んだ際に、現像ローラと、感光ドラム、ブレードおよ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。
　次に、本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像ローラが搭載されている点に特徴を有するものである。図２に、本発明の画像形成装置の一例の部分断面図を示す。図示する本発明の画像形成装置は、静電潜像を保持する感光体等の画像形成体２１と、この画像形成体２１に当接して表面に担持したトナー２０を付着させることにより静電潜像を可視画像化する現像ローラ１０と、この現像ローラ１０にトナー２０を供給するトナー供給ローラ２２とが設けられており、トナー２０を、トナー収容部２３から、トナー供給ローラ２２および現像ローラ１０を介して画像形成体２１まで搬送する一連のプロセスにより、画像形成が行われる。なお、本発明の画像形成装置には、さらに、画像形成装置に通常用いられる公知の部品を設けることができる（図示せず）。
　図示する画像形成装置においては、帯電ローラ２５によって、画像形成体２１が一定電位に帯電した後、露光器（図示せず）により、画像形成体２１上に静電潜像が形成される。次に、トナー供給ローラ２２と、現像ローラ１０と、画像形成体２１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２２上のトナー２０が現像ローラ１０を経て画像形成体２１に送られる。現像ローラ１０上のトナー２０は、成層ブレード２４により均一な薄層に整えられ、現像ローラ１０と画像形成体２１とが接触しながら回転することにより、トナー２０が現像ローラ１０から画像形成体２１の静電潜像に付着し、潜像が可視化される。潜像に付着したトナー２０は、転写ローラ２６で紙等の記録媒体に転写され、また、転写後に画像形成体２１上に残留するトナー２０は、クリーニング部２７のクリーニングブレード２８によって除去される。本発明の画像形成装置においては、現像ローラ１０として、本発明の現像ローラを用いたので、トナーの搬送性を確保しつつ、耐久使用時におけるトナーの劣化を低減して、ブレードへのトナー付着やローラフィルミングの発生を抑制することが可能である。
　以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
　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。
　ポリオール（プラクセルＬ２０５ＡＬ，ダイセル化学工業（株）製）１００質量部に対しポリイソシアネート（エクセルハードナーＨＸ，亜細亜工業（株）製）２００質量部を配合した樹脂成分（Ｔｇ：０℃超）、ポリオール（プラクセル２１０Ｎ，ダイセル化学工業（株）製）１００質量部に対しポリイソシアネート（エクセルハードナーＨＸ，亜細亜工業（株）製）１００質量部を配合した樹脂成分（Ｔｇ：－９℃）、および、ポリオール（プラクセル２２０ＡＬ，ダイセル化学工業（株）製）１００質量部に対しポリイソシアネート（エクセルハードナーＨＸ，亜細亜工業（株）製）５０質量部を配合した樹脂成分（Ｔｇ：－２０℃）に、さらに、下記表中にそれぞれ示す条件にて、微粒子を２質量部添加して、塗料組成物を調製した。得られた塗料組成物を、上記弾性層上に塗布し、１１５℃３０分で加熱して硬化させることにより、表層を形成した。このようにして、各実施例および比較例の現像ローラを得た。
　得られた各供試ローラを、キヤノン（株）製のプリンタＬＢＰ５０５０に搭載して、耐久印字を行い、現像スジおよびフィルミングの発生の有無を確認した。結果は、現像スジおよびフィルミングが、印字１万枚まで発生しなかった場合を１０Ｋ◎、印字８０００枚までは発生しなかったが１万枚に達するまでに発生した場合を１０Ｋ○、印字６０００枚までは発生しなかったが８０００万枚に達するまでに発生した場合を８Ｋ○、印字４０００枚までは発生しなかったが６０００枚に達するまでに発生した場合を６Ｋ△、印字４０００枚までに発生した場合を４Ｋ×とした。この結果を、下記の表中に併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 ＊１）オプトビーズ１０５００Ｍ（日産化学工業（株）製）
＊２）アートパールＧＲ４００（根上工業（株）製）
＊３）アートパールＣ４００（根上工業（株）製）
＊４）アートパールＣ８００（根上工業（株）製）
＊５）アートパールＰ４００（根上工業（株）製）
＊６）アートパールＪＢ４００（根上工業（株）製）
＊７）フィッシャー硬度計Ｈ１００Ｃを用いて、ビッカーズ圧子を使用し、２０ｍＮ／２０ｓで、押込み深さ１μｍにて押し込んだ際の硬度を測定した。
＊８）アートパールＵ４００（根上工業（株）製）
＊９）アートパールＣ６００（根上工業（株）製）
　上記表中に示すように、ポリオールおよびイソシアネートを含む樹脂成分と、Ｔｇが－１３℃以下である微粒子とを含有する塗料組成物を用いて表層を形成した各実施例の現像ローラにおいては、現像スジおよびローラフィルミングの発生がいずれも抑制されていることが確かめられた。
　また、実施例６の配合において、ポリオール成分１００質量部に対する微粒子の配合部数を下記表中に示すように変えて、各実施例の現像ローラを作製し、上記と同様にして、現像スジおよびフィルミングの発生の有無を確認した。さらに、トナー搬送性についても、以下に従い評価を行った。これらの結果を、下記の表中に併せて示す。
　各供試ローラを、現像ローラとして市販のプリンタに組み込んだ後、プリンタ内で空回転をさせて現像ローラ表面に均一なトナーの薄層を形成した。このトナーの薄層を吸引してファラデーゲージ内に導入し、吸引されたトナーの重量を測定するとともに、現像ローラ表面のうち、吸引してトナーが除去された部分の面積を測定し、単位面積当たりのトナー重量を算出して、トナー搬送量を求めた。結果は、プリンタの参照現像ローラ対比で、±１０％以内の場合を○、±１０％を超え１５％以内の場合を△、±１５％を超える場合を×とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表中に示すように、微粒子の配合部数が多すぎても少なすぎてもトナー搬送性は低下しており、微粒子の配合部数を適正範囲とすることで、トナー搬送性を確保しつつ、トナー劣化を低減できることが確かめられた。
１　シャフト
２　弾性層
３　表層
１０　現像ローラ
２０　トナー
２１　画像形成体
２２　トナー供給ローラ
２３　トナー収容部
２４　成層ブレード
２５　帯電ローラ
２６　転写ローラ
２７　クリーニング部
２８　クリーニングブレード

Claims (8)

  1. 　ポリオールおよびイソシアネートを含む樹脂成分と、微粒子とを含有する導電性ローラ用塗料組成物であって、
    　前記微粒子のＴｇが－１３℃以下であることを特徴とする導電性ローラ用塗料組成物。
  2. 　前記樹脂成分のＴｇが０℃以下である請求項１記載の導電性ローラ用塗料組成物。
  3. 　前記微粒子がポリウレタン樹脂からなる請求項１または２記載の導電性ローラ用塗料組成物。
  4. 　前記微粒子の平均粒径が１０μｍ以上である請求項１～３のうちいずれか一項記載の導電性ローラ用塗料組成物。
  5. 　前記ポリオール成分１００質量部に対し、前記微粒子を１．５～６．０質量部にて含有する請求項１～４のうちいずれか一項記載の導電性ローラ用塗料組成物。
  6. 　前記微粒子の、押込み深さ１μｍでのユニバーサル硬度が２．０以下である請求項１～５のうちいずれか一項記載の導電性ローラ用塗料組成物。
  7. 　シャフトと、該シャフトの外周に担持された弾性層と、を含む現像ローラにおいて、
    　前記弾性層の外周に、請求項１～６のうちいずれか一項記載の導電性ローラ用塗料組成物が被覆されていることを特徴とする現像ローラ。
  8. 　請求項７記載の現像ローラが搭載されていることを特徴とする画像形成装置。
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