JP2006301344A - 導電性ローラ及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造に有機溶剤を使用する必要がなく、種々の塗工法を適用して製造することが可能な導電性ローラ、並びにそれを用いた画像形成装置を提供する。
【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少なくとも一層の樹脂被覆層４とを備えた導電性ローラ１において、前記樹脂被覆層が、水分散型紫外線硬化型樹脂、水溶性モノマー、微粒子及び導電剤を含有することを特徴とする導電性ローラ１、並びに、該導電性ローラ１を備えた画像形成装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性ローラ及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置等の画像形成装置に用いられる導電性ローラに関するものである。

一般的に、複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられるトナーカートリッジは、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、定着ローラの４種類のローラと、潜像を形成しトナーによって該潜像を可視化する感光体とを備えている。ここで、該トナーカートリッジが組み込まれた画像形成装置においては、潜像を保持した感光体等にトナーを供給し、感光体の潜像に該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、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体に接触させて、トナーを感光体の潜像に付着させることで現像を行う。そのため、上記現像ローラを、導電性を有する弾性体で形成する必要がある。また、感光体と現像ローラとの間に微小な間隙を設けてトナーを飛翔させたり、アパチャー電極を用いたトナージェット法等にもこのような導電性の弾性ローラが用いられている。

また、上記感光体の帯電には、従来コロナ放電方式が採用されていたが、コロナ放電方式では、6〜10kＶの高電圧を印加する必要があるため、装置の安全確保の観点から好ましくなく、更に、コロナ放電中にオゾン等の有害物質が発生するため、環境面からも好ましくなかった。これに対し、感光体に帯電ローラを当接させて、感光体と帯電ローラ間に電圧を印加して、感光体を帯電させる接触帯電方式が提案されている。

上記加圧現像法における現像ローラ、並びに上記接触帯電方式における帯電ローラは、感光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ため、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、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）、ポリウレタン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、トナーの搬送性、帯電性の制御や、弾性層による感光体の汚染防止等を目的として、弾性層の表面に、更に樹脂被覆層を形成することがある。

また、上記現像ローラ及び帯電ローラに加えて、現像ローラにトナーを供給するためのトナー供給ローラ、感光体上の潜像に付着したトナーを記録媒体に転写するための転写ローラ等にも、上述のようなシャフトの外周に半導電性弾性層を形成し、該弾性層の表面に更に樹脂被覆層を形成した構造の導電性ローラが用いられている。

従来、上記樹脂被覆層は、樹脂を有機溶剤に希釈してなる塗料中にシャフトと弾性層とからなるローラをディップしたり、該ローラに塗料をスプレーした後、熱風で乾燥硬化して形成されてきた。しかしながら、この方法では、有機溶剤を使用するため、生産コストが高くなり易く、また、環境保全の面でも大きな問題があった。更に、弾性体やその発泡体からなる弾性層の表面が、有機溶媒によって溶解或いは膨潤したりして損傷を受けるという問題もあった。

一方、上記樹脂被覆層を紫外線硬化型樹脂から形成する場合、有機溶剤を用いる必要は必ずしも無いが（特許文献１参照）、弾性層に塗布する塗工液の粘度が高くなるため、塗工法が限られ、プロセスの自由度に問題があった。

特開２００２−３１０１３６号公報

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、製造に有機溶剤を使用する必要がなく、種々の塗工法を適用して製造することが可能な導電性ローラを提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる導電性ローラを備え、良好な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、上記樹脂被覆層を構成する樹脂として、水分散型紫外線硬化型樹脂を用いることで、塗工液の溶媒として水を用いることができ、塗工液の粘度の調整が容易で、導電性ローラの製造に種々の塗工法を適用できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の導電性ローラは、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少なくとも一層の樹脂被覆層とを備えた導電性ローラにおいて、前記樹脂被覆層が、水分散型紫外線硬化型樹脂、水溶性モノマー、微粒子及び導電剤を含有することを特徴とする。ここで、水分散型紫外線硬化型樹脂とは、水に分散又は溶解可能なポリマーを紫外線照射により架橋・硬化させたものである。

本発明の導電性ローラの他の好適例においては、前記導電剤がカーボン系電子導電剤である。ここで、該カーボン系電子導電剤の含有量は、前記水分散型紫外線硬化型樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部の範囲が好ましい。カーボン系電子導電剤の含有量が少ないと導電効果が得られず、一方、カーボン系電子導電剤の含有量が多いと黒色が紫外線を吸収するため硬化不良を引き起こす。

本発明の導電性ローラの他の好適例においては、前記導電剤がイオン導電剤である。ここで、該イオン導電剤の含有量は、前記水分散型紫外線硬化型樹脂100質量部に対して0.01〜30質量部の範囲が好ましい。

本発明の導電性ローラの他の好適例においては、前記水分散型紫外線硬化型樹脂は、(メタ)アクリロイル基を有するポリマーを水に分散させてなる分散液を塗布し、乾燥させた後、紫外線照射により硬化させたものである。ここで、前記分散液は、更に紫外線硬化開始剤を含むのが好ましく、該紫外線硬化開始剤は、紫外線によるポリマーの硬化（架橋）反応を開始させるものである。また、前記導電剤がカーボン系電子導電剤である場合、前記分散液は、前記紫外線硬化開始剤の少なくとも１種のみ、或いはこれと増感剤を含有することが望ましい。

また、本発明の画像形成装置は、少なくとも導電性ローラを備え、該導電性ローラが上記導電性ローラであることを特徴とする。

本発明によれば、樹脂被覆層を構成する樹脂として水分散型紫外線硬化型樹脂を用いた、製造に有機溶剤を使用する必要がなく、種々の塗工法を適用して製造することが可能な導電性ローラを提供することができる。また、かかる導電性ローラを備え、良好な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。

以下に、本発明の導電性ローラを、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の導電性ローラの一例の断面図である。図示例の導電性ローラ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樹脂被覆層４とを備える。図中、樹脂被覆層４は一層よりなるが、本発明の導電性ローラの樹脂被覆層４は、二層以上から構成されていてもよい。

本発明の導電性ローラ１においては、樹脂被覆層４が、水分散型紫外線硬化型樹脂、水溶性モノマー、微粒子及び導電剤を含有することを特徴とする。ここで、導電剤は、導電性ローラの導電性を適当な範囲に制御するために使用され、一方、水分散型紫外線硬化型樹脂は、導電性ローラのトナーの搬送性、帯電性を制御するため、並びに弾性層３による感光体の汚染を防止するために用いられる。

本発明の導電性ローラ１においては、例えば、上記弾性層３の外周面に、水に分散又は溶解可能で紫外線照射により架橋・硬化するポリマー、水溶性モノマー、微粒子及び導電剤を含み水を溶媒とする分散液を塗布し、乾燥・紫外線照射することで樹脂被覆層４を形成することができる。ここで、上記分散液は、スプレーコート、ロールコート、ダイコート等の各種塗工機に合わせた粘度に容易に調整することができる。また、上記水に分散又は溶解可能で紫外線照射により架橋・硬化するポリマーは、乾燥後にべたつきがない。更に、乾燥後、紫外線照射することにより、ポリマーが架橋・硬化して、樹脂被覆層４自体の強度を向上させることができ、紫外線照射量を調整することで、樹脂被覆層４の強度と柔軟性とを適宜調整することができ、最適な硬度及び耐久性を備える導電性ローラ１を製造することできる。また更に、上記分散液は、水を溶媒とし、有機溶媒が使用されていないため、分散液の弾性層３への塗布工程で弾性層３が溶解・膨潤することがなく、更に、乾燥工程で有機溶媒が揮発することがないので、環境面での問題（健康、臭気等）も解決することができる。

本発明の導電性ローラのシャフト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を用いることができる。

本発明の導電性ローラの弾性層３は、エラストマーと導電剤とを含み、必要に応じて充填剤等の他の成分を含む。該弾性層３に用いるエラストマーとしては、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（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）、ポリウレタン及びこれらの混合物等が挙げられ、これらの中でも、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、ＥＣＯ及び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てもよい。

上記シャフト２と弾性層３とは、反応射出成形法（ＲＩＭ成形法）を用いて一体化してもよい。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、重合反応させて、シャフト２と弾性層３とを一体化することができる。これにより原料の注入から脱型までの所要時間を短縮し、生産コストを大幅に削減することができる。

上記弾性層３に用いる導電剤としては、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。

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。

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、電荷が感光体等にリークしたり、電圧により導電性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。

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。

本発明の導電性ローラの樹脂被覆層４は、水分散型紫外線硬化型樹脂、水溶性モノマー、微粒子及び導電剤を含有する。導電剤としては、上記弾性層３用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、それらの中でも、カーボン系電子導電剤及びイオン導電剤好ましい。ここで、カーボン系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、カーボンウィスカー、黒鉛ウィスカー等が挙げられる。

上記樹脂被覆層４にカーボン系電子導電剤を用いた場合、該カーボン系電子導電剤の含有量は、後述する水分散型紫外線硬化型樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部の範囲が好ましい。カーボン系電子導電剤の含有量が0.1質量部未満では、導電効果が十分に得られず、一方、カーボン系電子導電剤の含有量が5質量部を超えると、黒色が紫外線を吸収するため硬化不良を引き起こすことがある。また、樹脂被覆層４にイオン導電剤を用いた場合、該イオン導電剤の含有量は、後述する水分散型紫外線硬化型樹脂100質量部に対して0.01〜30質量部の範囲が好ましい。

紫外線照射により架橋して上記水分散型紫外線硬化型樹脂となる水に分散又は溶解可能なポリマーとしては、(メタ)アクリロイル基を有するウレタンポリマー、(メタ)アクリロイル基を有するエポキシポリマー、(メタ)アクリロイル基を有するエステルポリマー等が挙げられる。これらポリマーは、紫外線照射により架橋・硬化して、十分な強度を有する紫外線硬化型樹脂となる。

上記(メタ)アクリロイル基を有するウレタンポリマーとしては、構造中にポリエーテル、ポリカーボネート、ポリエステル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレートの他、アルカリ金属スルホン酸塩、カルボン酸の有機アミン塩、四級アンモニウム塩、モルホリン骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、上記(メタ)アクリロイル基を有するエポキシポリマーとしては、構造中にポリエーテル、ポリエステル骨格を有するエポキシ(メタ)アクリレートの他、カルボン酸の有機アミン塩、四級アンモニウム塩、モルホリン骨格を有するエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。

上記樹脂被覆層４は、上記導電剤、水溶性モノマー、微粒子及び上記(メタ)アクリロイル基を有するポリマーを水に分散させてなる分散液を上記弾性層３上に塗布し、乾燥させた後、紫外線照射によりポリマーを硬化（架橋）させて形成されることが好ましい。ここで、分散液中の(メタ)アクリロイル基を有するポリマーの含有率は、10〜70質量％の範囲が好ましく、該ポリマーの含有率を調整することで、分散液の粘度を所望の範囲に調整することができる。

なお、上記分散液を弾性層３の表面に塗布する方法としては、スプレー法、ロールコーター法、ディッピング法、ダイコート法等が挙げられる。また、紫外線照射に用いる光源としては、水銀灯、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が挙げられる。更に、紫外線照射の条件は、水分散型紫外線硬化型樹脂の種類や塗布量に応じて適宜選択され、例えば、照射強度100〜700mW/cm²、積算光量200〜3000mJ/cm²の範囲が好ましい。

上記分散液は、更に紫外線硬化開始剤を含むことが好ましい。この場合、紫外線照射による上記(メタ)アクリロイル基を有するポリマーの架橋反応を容易に開始させることができる。該紫外線硬化開始剤としては、公知のものを使用することができるが、水分散の紫外線硬化開始剤が好ましく、例えば、ベンジルケタール、α-ヒドロキシアセトフェノン、α-アミノアセトフェノン、モノアシルフォスフィンオキサイド、ビスアシルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。これら紫外線硬化開始剤は、１種を単独で用いてもよいが、２種以上を混合して用いるのが好ましい。ここで、上記紫外線硬化開始剤の配合量は、上記(メタ)アクリロイル基を有するポリマー100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲が好ましい。

上記樹脂被覆層４の形成に用いる分散液に紫外線硬化開始剤を配合する場合、紫外線硬化開始剤による重合反応を促進するために、チオキサントン類、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の第３級アミン類、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類、チオジグリコール等のチオエーテル類等を更に添加してもよい。これらの添加量は、上記(メタ)アクリロイル基を有するポリマー100質量部に対して0.01〜10質量部の範囲が好ましい。

上記樹脂被覆層４に使用する導電剤がカーボン系電子導電剤である場合、上記分散液は、上述した紫外線硬化開始剤の少なくとも１種のみ、或いはこれと増感剤を含有することが好ましい。ここで、複数の紫外線硬化開始剤を分散液に用い、各紫外線硬化開始剤の吸収ピークを適宜選択することで、カーボン系電子導電剤の紫外線吸収に起因する樹脂被覆層４内部におけるポリマーの未架橋を十分に抑制することができる。なお、紫外線硬化開始剤としては、１-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、２-ヒドロキシ-２-メチル-１-フェニル-プロパン-１-オン、１-[４-(２-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-２-ヒドロキシ-２-メチル-１-プロパン-１-オン、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サイド、２,４-ジメチルチオキサントン、２-クロロチオキサントン、２-イソプロピルチオキサントンと４-イソプロピルチオキサントンとの混合物等が好ましく、増感剤としては、エチル-４-(ジメチルアミノ)ベンゾエート、２-(ジメチルアミノ)エチルベンゾエート、２-エチルヘキシル-４-(ジメチルアミノベンゾエート)等が挙げられる。

上記水分散型紫外線硬化型樹脂を成膜するにあたっては、成膜助剤機能を持った水溶性モノマーを添加する必要があり、更に必要に応じて成膜助剤機能を持った可塑剤・成膜助剤を添加してもよい。成膜助剤機能を有する水溶性モノマーとしては、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ヒドロキシ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、可塑剤・成膜助剤としては、２,２,４-トリメチル-１,３-ペンタンジオールモノイソブチレート、フタル酸ジブチル、ジエチレングリコールモノブチルアセテート等が挙げられる。

上記樹脂被覆層４の形成に用いる分散液には、更に必要に応じて、水溶性の(メタ)アクリレートモノマーやエポキシモノマーを添加することができる。これらモノマーを添加することで、樹脂被覆層４の引っ張り強度及び伸び等の諸物性を容易に制御することができる。

上記樹脂被覆層４は、更に微粒子を含有する。樹脂被覆層４に微粒子を含有させることで、樹脂被覆層４の表面に適度な微小凹凸を形成することができる。ここで、該微粒子としては、ゴム又は合成樹脂製の微粒子やカーボン製の微粒子およびシリカ系微粒子等の無機微粒子が好ましく、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ウレタンエラストマー、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、ウレタンアクリレート、メラミン樹脂、フェノール樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ガラス状カーボン製の微粒子およびシリカ微粒子が特に好ましい。これら微粒子は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、該微粒子の含有量は、上記水分散型紫外線硬化型樹脂100質量部に対して0.1〜100質量部の範囲が好ましく、5〜80質量部の範囲が更に好ましい。また、上記微粒子は、平均粒径が1〜50μmであるのが好ましく、3〜20μmであるのが更に好ましい。

本発明の導電性ローラの表面粗さは、ＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒｚ）が0.2〜30μmであるのが好ましく、0.2〜20μmであるのが更に好ましい。導電性ローラのＪＩＳ １０点平均粗さ（Ｒｚ）が0.2μm未満では、現像ローラとして使用した場合トナー搬送性が不良となる場合があり、30μmを超えると、帯電ローラとして使用した場合に画像斑が不良となる場合がある。

本発明の導電性ローラは、電気抵抗が10³〜10¹⁰Ωであるのが好ましく、10⁴〜10⁸Ωであるのが更に好ましい。例えば、該導電性ローラを現像ローラとして用いた場合、導電性ローラの抵抗値が10³Ω未満では、階調性コントロールが難しく、また、感光体等に欠陥があった場合、バイアスリークが生じることがあり、一方、導電性ローラの抵抗値が10¹⁰Ωを超えると、トナーを感光体等に現像する際に、現像バイアスが導電性ローラ自体の高抵抗により電圧降下を起こし、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る。なお、抵抗値の測定は、例えば、平板又は円筒状の対極に導電性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。なお、導電性ローラの抵抗値を適正且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且つ均一に保つ点で重要である。

本発明の画像形成装置は、表面のトナー付着が少なく、耐久性に優れた上述の導電性ローラを備えることを特徴とし、良好な画像を形成することができる。本発明の画像形成装置は、上記導電性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。ここで、本発明の画像形成装置においては、上記導電性ローラを、現像ローラ、帯電ローラ、トナー供給ローラ及び転写ローラの一つ以上に用いるのが好ましく、現像ローラに用いるのが特に好ましい。

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体７と、トナー供給ローラ６と感光体７との間に配置された現像ローラ８と、現像ローラ８の近傍（図では上部）に設けられた成層ブレード９と、感光体７の近傍（図では上方）に位置する帯電ローラ１０と、感光体７の近傍（図では下方）に位置する転写ローラ１１と、感光体７に隣接して設けられたクリーニング部１２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定着ローラ等の公知の部品（図示せず）を備えることができる。

図示例の画像形成装置においては、帯電ローラ１０によって、感光体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体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８と、感光体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８を経て感光体７に送られる。現像ローラ８上のトナー５は、成層ブレード９により、均一な薄層に整えられ、現像ローラ８と感光体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８から感光体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１１で紙等の記録媒体に転写され、また、転写後に感光体７上に残留するトナー５は、クリーニング部１２のクリーニングブレード１３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、トナー供給ローラ６、現像ローラ８、帯電ローラ１０、転写ローラ１１等の導電性ローラの一つ以上に、上述した適度な導電性を有し、トナーの搬送性及び帯電性が良好で、感光体７を汚染することがない導電性ローラ１を用いることで、長期に渡って良好な画像を形成することが可能となる。

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１）
サンニックスＦＡ９５２［三洋化成工業株式会社製ポリエーテルポリオール、ＯＨ価＝37］100質量部、ＳＲＸ２７４Ｃ［東レダウコーニングシリコーン株式会社製整泡剤］1質量部、ＴＯＹＯＣＡＴ ＮＰ［東ソー株式会社製アミン触媒］2.8質量部、ＴＯＹＯＣＡＴ ＥＰ［東ソー株式会社製アミン触媒］1.5質量部及びサンフォームＩＣ-７１６［三洋化成株式会社トリレンジイソシアネート］59質量部を機械的に撹拌して発泡させた。次に、内径16mm、長さ250mmで、表面をフッ素加工した金属製円筒型モールドの片側開口部から、外径8.0mm、長さ240mmの金属製シャフトを配置し、上記の発泡ポリウレタン原料8.0gを発泡機から注入した。次に、発泡ポリウレタン原料が注入されたモールドを80℃のオーブン中で20分間加熱した後脱型し、外径16mm、フォーム部分の全長が230mmのウレタンフォームからなる弾性層を備えたローラ本体を作製した。

上記ローラ本体の外周面に、水分散紫外線硬化型ウレタンポリマー［ＲＰ-１１６Ｓ, 新中村化学製］80質量部、水溶性モノマー［２-ヒドロキシエチルアクリレート, ＨＯＡ, 共栄社化学］20質量部、開始剤としての１-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン［ＩＲＧＡＣＵＲＥ １８４, ＣＩＢＡ製］2質量部及びビス(２,４,６-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド［ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９, ＣＩＢＡ製］2質量部、導電性カーボン［ケッチェンＥＣ, ケッチェンブラックインターナショナル製］3質量部、微粒子［ＣＦＢ-１０１-４０, 大日本インキ製］10質量部、及び水5質量部からなる水系の分散液を厚さが10〜20μmとなるようにスプレー法で塗布した後、乾燥機中70℃で10分間乾燥させて塗膜を形成し、更に、日本文化精工製の紫外線照射機を用いてローラを回転させながら、照度200mW/cm²、積算光量1000mJ/cm²で紫外線照射したところ、塗膜が瞬時に硬化して弾力性のある樹脂被覆層が形成され、ローラ本体の外周面に樹脂被覆層を備えた導電性ローラが得られた。なお、乾燥中、臭気等の環境面での問題は特に無かった。
次に、得られた導電性ローラを現像ローラとして画像形成装置に組み込み、初期の画像濃度、かぶりの有無、先後端濃度差、ハーフトーン斑の有無を公知の方法で評価し、更に10000枚印刷した後の現像ローラ表面のトナー付着の有無を調べた。これらの結果を表１に示す。

（実施例２〜７及び比較例１〜４）
表１に示す配合の分散液を用いる以外は実施例１と同様にして導電性ローラを作製し、得られた導電性ローラを現像ローラとして組み込んだ画像形成装置の画質及び耐久性等を同様に評価した。結果を表１に示す。

表中、９ＥＧ-Ａ（共栄社化学）は、ＰＥＧ＃４００ジアクリレート［ＣＨ₂＝ＣＨ-ＣＯＯ-(ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ)_n-ＣＯＣＨ＝ＣＨ₂, ｎ≒９］である。

表１から明らかなように、実施例の導電性ローラは、現像ローラとして十分な物性を有していることが確認された。

本発明の導電性ローラの一例の断面図である。 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

１ 導電性ローラ
２ シャフト
３ 弾性層
４ 樹脂被覆層
５ トナー
６ トナー供給ローラ
７ 感光体
８ 現像ローラ
９ 成層ブレード
１０ 帯電ローラ
１１ 転写ローラ
１２ クリーニング部
１３ クリーニングブレード

Claims (10)

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少なくとも一層の樹脂被覆層とを備えた導電性ローラにおいて、
   前記樹脂被覆層が、水分散型紫外線硬化型樹脂、水溶性モノマー、微粒子及び導電剤を含有することを特徴とする導電性ローラ。
2. 前記導電剤がカーボン系電子導電剤であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
3. 前記カーボン系電子導電剤の含有量が、前記水分散型紫外線硬化型樹脂100質量部に対して0.1〜5質量部であることを特徴とする請求項２に記載の導電性ローラ。
4. 前記導電剤がイオン導電剤であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
5. 前記イオン導電剤の含有量が、前記水分散型紫外線硬化型樹脂100質量部に対して0.01〜30質量部であることを特徴とする請求項４に記載の導電性ローラ。
6. 前記水分散型紫外線硬化型樹脂は、(メタ)アクリロイル基を有するポリマーを水に分散させてなる分散液を塗布し、乾燥させた後、紫外線照射により硬化させたものであることを特徴とする請求項１に記載の導電性ローラ。
7. 前記分散液が更に紫外線硬化開始剤を含むことを特徴とする請求項６に記載の導電性ローラ。
8. 前記導電剤がカーボン系電子導電剤であって、前記分散液が前記紫外線硬化開始剤を２種以上含有することを特徴とする請求項７に記載の導電性ローラ。
9. 前記分散液が、紫外線硬化開始剤と増感剤とを含有することを特徴とする請求項７に記載の導電性ローラ。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の導電性ローラを備えた画像形成装置。

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