JP2001051495A

JP2001051495A - 現像ローラおよび現像装置

Info

Publication number: JP2001051495A
Application number: JP22281899A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Ozeki; 行弘大関; Manami Sekiguchi; 真奈実関口; Katsuhiro Sakaizawa; 勝弘境澤; Makoto Nonomura; 真野々村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体と接触した現像ローラ上に担持した
非磁性１成分トナーにより現像するに際し、現像ローラ
を低硬度とすることが可能で、現像時の振動によるトナ
ーの飛び散りを防ぐことができ、低融点トナーに対して
も劣化を防いで、安定した現像を実現可能とした現像ロ
ーラ、およびそれを備えた現像装置である。【解決手段】現像ローラ２は、外径６ｍｍの芯金２ｃ
上に、カーボン等の導電剤を分散した厚さ約５ｍｍの弾
性層２ｂを形成し、その表面にカーボン等の導電粉を分
散した、厚さ約１０μｍの導電性の帯電付与膜２ａをコ
ーティングして構成される。その現像ローラ２の表面の
硬度をアスカーＣ硬度で５０°以下、表面の動摩擦係数
を０．６以下とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式等の
画像形成装置において、像担持体上に形成された静電潜
像を可視化するのに用いられる現像装置、およびその現
像ローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法を用いた画像形成装置におい
て、１成分現像剤を使用する現像装置は、現像剤として
用いるトナー（１成分トナー）の種類によって構成を若
干異にする。特にトナー自身の磁性の有無によって、ト
ナーを現像ローラ（現像剤担持体）の表面へ担持させる
力が異なってくる。

【０００３】磁性１成分トナーの場合には、現像ローラ
内にマグネットを設けることによって、主に磁力により
トナーを現像ローラ表面に担持して、搬送させることが
可能となる。

【０００４】これに対し、非磁性１成分トナーの場合に
は、磁力を用いることができないので、トナー自身の帯
電量によって生じる現像ローラ表面への鏡映力が利用さ
れ、この鏡映力によりトナーを現像ローラに担持して、
搬送させることが可能となる。したがって、非磁性トナ
ーを使用する場合には、マグネットが不要になる代わり
に、現像ローラへのトナーの供給と、トナーに鏡映力を
生じさせる帯電量の付与とを行う手段が必要となる。こ
の手段には、一般に、現像ローラに当接配置されたトナ
ー供給ローラが用いられている。

【０００５】トナー供給ローラは、現像ローラへトナー
を供給するとともに、現像ローラとトナー供給ローラと
の当接ニップ領域で、これらとトナーとの間で生じる摺
擦によりトナーを摩擦帯電し、現像ローラに担持させる
のに足る鏡映力を生じる帯電量をトナーに付与する。

【０００６】この非磁性１成分トナーは、磁性体を含有
しないのでカラー化が容易に可能であり、現在、カラー
画像形成装置の現像装置で主に使用されているトナーは
非磁性トナーである。

【０００７】しかしながら、この非磁性トナーを用いた
従来の現像装置は、解決すべき問題点があるのを見出し
た。以下、非磁性トナーを用いる１成分接触現像装置の
代表的な例を図４により説明する。

【０００８】本現像装置１０１は、内に収容した絶縁性
の非磁性１成分トナーＴを担持して図中Ｙ方向に回転す
る、図中Ｘ方向に回転する像担持体である感光ドラム１
００に接触した現像ローラ１０２、この現像ローラ１０
２に非磁性１成分トナーＴを図中矢印Ｚ方向に回転する
ことによって供給するトナー供給ローラ１０４、現像ロ
ーラ１０２上のトナーＴの塗布量および帯電量を規制す
るトナー規制手段である現像ブレード１０３、トナーＴ
を攪拌するとともにトナー供給ローラ１０４に供給する
攪拌部材１０５等から構成されている。

【０００９】現像ローラ１０２が接触する感光ドラム１
００は剛体製とされ、現像ローラ１０２は弾性を有する
ことが好ましい。また現像ブレード１０３は金属製のも
のが、非磁性トナーに帯電付与するのに好適に用いられ
る。

【００１０】現像ブレード１０３により規制を受けたト
ナーＴは、現像ローラ１０２の回転にともない、感光ド
ラム１００と現像ローラ１０２とが当接した現像領域に
搬送され、図示しない電源から現像ローラ１０２に直流
の現像バイアスを印加することによって、鏡映力によっ
て担持された現像ローラ１０２から感光ドラム１００の
表面に形成された静電潜像にトナーを飛翔して付着、現
像し、潜像をトナー像として可視化する。

【００１１】現像に寄与せず、現像ローラ１０２の表面
に残留したトナーは、現像ローラ１０２の回転にともな
い現像装置１０１内に戻され、トナー供給ローラ１０４
を介して回収される。

【００１２】現像装置１０１は、上記のように、基本的
には、トナーＴとして絶縁性の非磁性１成分トナーを用
いるものであり、トナー供給ローラ１０４から供給した
トナーＴの現像ローラ１０２への担持は、トナー供給ロ
ーラ１０４と現像ローラ１０２との接触領域でトナーＴ
を摩擦帯電で生じる鏡映力によって行われる。またトナ
ーＴの現像ローラ１０２への担持量（コート量）の調整
は、現像ローラ１０２とトナー供給ローラ１０４との周
速差によって行われる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、現像
ローラ１０２には、一般に、硬度４０〜５０°の（ＪＩ
Ｓ−Ａ）の１層のソリッドゴム層からなる弾性ローラが
多用されている。このゴム弾性ローラからなる現像ロー
ラ１０２は、上記の硬度を得るため、また負極性帯電性
の非磁性トナーを負に摩擦帯電するために、トナーの帯
電極性と逆極性の正の帯電性を有する材料、たとえばシ
リコーンゴム、ウレタンゴム等が一般に用いられてい
る。

【００１４】接触現像系では、典型的には、感光ドラム
１００に対し所定の現像量を確保するために、感光ドラ
ム１００と現像ローラ１０２との間で周速差を付けてい
る。このような場合、現像ローラ１０２のゴム硬度が４
０〜５０°と高いので、現像ローラ１０２の感光ドラム
１００との当接を確実にするためには、現像ローラ１０
２の感光ドラム１００との当接圧を、たとえば約１００
ｇｆ／ｃｍ程度（線圧）に高くする必要があった。

【００１５】現像ローラ１０２の感光ドラム１００との
当接圧が低いと、感光ドラム１００への当接が不安定に
なり、現像ローラ１０２が感光ドラム１００から離れる
ことがあるため、現像した画像には、現像ローラ１０２
の回転周期で現像不良やピッチムラ等の画像不良が発生
する。そこで、上記のように、現像ローラ１０２の感光
ドラム１００への当接圧を高くして、画像不良の発生防
止を図っていた。

【００１６】しかしながら、現像ローラ１０２の感光ド
ラム１００との当接圧が高いので、低融点のトナーを用
いると、現像領域での高い摺擦力によりトナーが劣化
し、トナーが現像ローラ１０２の表面に融着することが
起こる。

【００１７】これに対し、現像ローラ１０２の硬度を低
下して、現像領域での摺擦力を低くすることが考えら
れ、本発明者らが確認したところ、現像ローラ１０２の
硬度を約３０〜５０°（アスカーＣ）に低硬度化するこ
とにより、トナー劣化を防止できる可能性があった。こ
のときの現像ローラ１０２の感光ドラム１００への当接
圧は約３０〜４０ｇｆ／ｃｍとされる。

【００１８】しかし、現像ローラ１０２の低硬度化によ
り、出力画像上、トナーの飛び散りが増加する問題点が
生じた。このトナーの飛び散りは、現像ローラ１０２と
感光ドラム１００との当接ニップ領域において、両者間
の摺擦により現像ローラ１０２の表面が振動するために
発生する現象であり、当然、出力画像上に現れる。

【００１９】本発明者らの検討によると、現像ローラ１
０２の硬度が４０〜５０°（ＪＩＳ−Ａ）と高ければ問
題ないが、上記のようにアスカーＣで３０〜５０°と低
硬度化されていると、摺擦時に発生する現像ローラ１０
２の表面に発生する歪みが大きくなり、現像ローラ１０
２の表面が大きく振動して、その結果、感光ドラ１００
上の現像したトナー像をかき乱し、トナーを飛び散らせ
て、出力画像上、トナーの飛び散りが酷く発生する。

【００２０】なお、アスカー（Ａｓｋｅｒ）Ｃ硬度は、
ＪＩＳ−Ａ硬度よりも低硬度を測定するのに適してお
り、そのアスカーＣ硬度計による測定値は、ＪＩＳ−Ａ
硬度計による測定値よりも２０°ほど高い値となる。

【００２１】現像ローラ１０２の表面の歪みおよび振動
が発生する理由を説明する。弾性体製の現像ローラ１０
２は、上記したように、従来、シリコーンゴムやウレタ
ンゴムのソリッド層からなる弾性ローラが用いられてお
り、現像ローラ表面の動摩擦係数はおよそ０．６〜１．
５程度、表面粗さＲｚはおよそ５から１０μｍ程度とさ
れているのが一般的である。

【００２２】ここで、動摩擦係数の測定法を図５に示
す。本発明おける動摩擦係数もこの方法で測定した。現
像ローラ１０２の周面に厚さ０．０３ｍｍ、重さＷ２の
ステンレス薄板１１０を掛け、その薄板１１０の一端部
を水平に延出してデジタルフォースゲージ１１２に取り
付け、薄板１１０の他端部に重さＷ１の重り１１６を取
り付けて鉛直方向に引張り、薄板１１０が現像ローラ１
０２の表面にθ＝４５°にわたって接するように設置す
る。デジタルフォースゲージ１１２は、ステンレス薄板
１１０も重りＷ１も取り付けない無負荷時に値０に調整
しておく。

【００２３】ついで、ステンレス薄板１１０および重り
Ｗ１を取り付けた状態でデジタルフォースゲージ１１２
の値の読みが安定したら、現像ローラ１０２を図の矢印
Ｒで示す反時計方向に回転してステンレス薄板１１０と
摺擦し、フォースゲージ１１２でこのときの現像ローラ
１０２とステンレス薄板１１０間の摺擦力を測定する。
測定値はフォースゲージ１１２からのアナログ出力値を
レコーダで周波数１０Ｈｚでサンプリングし、サンプリ
ングしたデータをコンピュータ１１４に導入して、動摩
擦係数μを下記（１）式により計算する。これを現像ロ
ーラ１０２の１周について行い、その平均値を現像ロー
ラ１０２の動摩擦係数とする。

【００２４】 μ＝１／θ×ｌｏｇｅ（Ｆ／Ｗ）・・・・・（１）ただし、μ：動摩擦係数、θ＝４５°、Ｗ：Ｗ１＋Ｗ
２、Ｗ１：重りの重さ、Ｗ２：ステンレス薄板の重さ、
Ｆ：デジタルフォースゲージの測定値である。

【００２５】上記のように、ステンレス薄板に対して現
像ローラ１０２表面の動摩擦係数を測定したのは、現像
ブレード１０３が一般にステンレス薄板（厚さは０．１
ｍｍ程度）のものを使用しており、また感光ドラム１０
０もアルミニウム等の基体上に厚さ数１０μｍ程度の感
光層を設けたものを使用しているので、現像ローラ１０
２表面の動摩擦係数としては、ステンレス薄板に対する
ものを用いて比較することが現状に近く、より適切であ
ると判断されるからである。

【００２６】上記のように測定した動摩擦係数が大きい
と、現像ローラ１０２と感光ドラム１００との間の摺擦
力が大きくなり、現像ローラ１０２表面の振動が発生す
る。この現象は、現像ローラ１０２の硬度が低い方がよ
り顕著であり、特に弾性層として低硬度のソリッド層や
スポンジ層を用いた、硬度５０°（アスカーＣ）程度以
下のローラを用いると、現像ローラ１０２と感光ドラム
１００との当接ニップ領域が増加し、現像ローラ１０２
表面密着力が増し、摺擦力が増加する。このため現像ロ
ーラ１０２表面の動摩擦係数が大きいと、現像ローラ１
０２表面の歪みが大きくなり、振動がより顕著になっ
て、その影響が、出力画像上のトナーの飛び散りとなっ
て現れる。

【００２７】また本発明者らの検討によると、現像ロー
ラ１０２の感光ドラム１００への侵入量を小さくすると
（つまり、現像ローラ１０２と感光ドラム１００間の当
接圧を小さくすると）軽減されるが、現像ローラ１０２
と感光ドラム１００との接触不良が生じる機会が高くな
り、現像不良が発生しやすくなり危険である。従来装置
では、現像ローラ１０２の硬度を高める（一般に硬度４
０〜４５°（ＪＩＳ−Ａ）程度のソリッド層構成の弾性
ローラを用いる）ことによって、現像ローラ１０２の動
摩擦係数を大きくしても、現像ローラ１０２の表面に発
生する歪みを軽減し、振動を抑えて、トナーの飛び散り
を抑制していた。

【００２８】このように現像ローラ１０２の硬度を高め
ることは、上記したように、現像ローラ１０２と感光ド
ラム１００との当接圧画の上昇を招き、現像ローラ１０
２の駆動トルクが大きくなる。このため駆動モータのト
ルクが不足すると、現像ローラ１０２の回転ムラが発生
して、現像状態にムラが生じ、その結果、出力画像上、
濃度ムラが発生する。また現像ローラ１０２と感光ドラ
ム１００間の当接圧が上昇することは、これらの間の当
接ニップ領域における非磁性トナーへのダメージが大き
くなり、トナー劣化が促進されて、現像装置の寿命が短
くなる問題を生じる。その傾向は、特に低温定着に有利
な低融点トナーを用いると著しい。

【００２９】以上を要するに、従来の現像装置では、現
像ローラ１０２表面の動摩擦係数μが大きいため、現像
ローラ１０２と感光ドラム１００との間での摺擦が大き
くなり、現像ローラ１０２の低硬度化を図ろうとする
と、現像ローラ１０２表面の歪みが大きく、振動がより
顕著になって、出力画像上のトナーの飛び散りを招く。
これを解消しようとして、現像ローラ１０２の高度を上
げて感光ドラム１００との当接を高めると、現像ローラ
１０２の駆動トルクが増大し、さらにトナーのダメージ
増加によるトナー劣化が生じて、低融点トナーを使用す
ることが困難である問題があった。

【００３０】本発明の目的は、像担持体と接触した現像
ローラ上に担持した非磁性１成分トナーにより現像する
に際し、現像ローラを低硬度とすることが可能で、現像
時の振動によるトナーの飛び散りを防ぐことができ、低
融点トナーに対しても劣化を防いで、安定した現像を実
現可能とした現像ローラ、およびそれを備えた現像装置
を提供することである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
現像ローラおよび現像装置にて達成される。要約すれ
ば、本発明は、芯金上に少なくとも弾性層および薄層の
表面層を設けた弾性ローラからなり、その表面上に１成
分トナーを担持して回転することにより搬送する現像ロ
ーラにおいて、前記現像ローラは、アスカーＣ硬度で５
０°以下の硬度を有し、かつ表面の動摩擦係数が０．６
以下であることを特徴とする現像ローラである。

【００３２】本発明によれば、前記表面層は、前記トナ
ーの帯電極性と逆極性の帯電性を有する樹脂からなる。
前記トナーが負帯電性であり、前記樹脂がポリアミド樹
脂、シリコーン樹脂またはウレタン樹脂から選択され
る。前記弾性層は、低温硬化型シリコーンゴムからな
る。前記表面層および弾性層は、導電剤を含有すること
により、電気抵抗値が所定値に調整された。

【００３３】また本発明は、静電潜像が形成される像担
持体に接触して回転する現像ローラを有し、前記現像ロ
ーラ上に１成分トナーを担持して前記像担持体と対向し
た現像領域へ搬送し、前記像担持体上の静電潜像の現像
に供する現像装置において、前記現像ローラが上記いず
れかの現像ローラであることを特徴とする現像装置であ
る。前記１成分トナーが非磁性トナーであり、前記現像
ローラに接触して回転するトナー供給ローラを有し、前
記１成分トナーが前記トナー供給ローラにより前記現像
ローラに供給して担持される。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例を図面
に則して更に詳しく説明する。

【００３５】実施例１図１は、本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成図
である。

【００３６】図１において、符号１００は像担持体であ
る負極性の感光ドラムで、本実施例では、外径３００ｍ
ｍのＯＰＣ感光体を用いた。

【００３７】本実施例の現像装置１は、現像剤担持体と
しての現像ローラ２、トナー供給ローラ４および現像ブ
レード５等を備えてなっており、１成分現像剤の非磁性
トナー６を収容している。

【００３８】現像ローラ２は、現像装置１の感光ドラム
１００と対向した開口部に配置され、感光ドラム１００
に対し所定の侵入量で当接されている。本実施例では、
現像ローラ２として外径１６ｍｍの弾性ローラを用い、
現像ローラ２の芯金２ｃの両端の軸に取り付けた侵入量
規制コロ３の外径を１５．５ｍｍとして、コロ３により
現像ローラ２の感光ドラム１００への侵入量を２５０μ
ｍ程度に設定した。現像ローラ２については後述する。

【００３９】トナー供給ローラ４は、現像ローラ２の感
光ドラム１００とは反対側の位置に、現像ローラ２に接
触して設置している。本実施例では、非磁性トナー６と
して球形で低融点な重合トナーを使用しており、このト
ナーを現像ローラ２の表面に供給するために、トナー供
給ローラ４として、外径１６ｍｍ、硬度２０度（アスカ
ーＣ）の絶縁性ウレタンスポンジローラを使用し、これ
を現像ローラ２に対する侵入量５００μｍ程度で接触配
置させた。

【００４０】現像装置１の現像ローラ２の上方位置に
は、現像剤量規制部材として現像ブレード５が設置さ
れ、この現像ブレード６は、トナー供給ローラ４よりも
回転方向下流側の位置に所定の当接圧で当接している。
現像ブレード５は、現像ローラ２上に担持された非磁性
トナーＴを規制して、所定量のトナー層に形成するとと
もに、摩擦帯電により所定量の摩擦帯電量を付与する。

【００４１】本現像装置１は、一般的な反転現像系の画
像形成装置（たとえばＬＢＰ、ＬＥＤ等のページプリン
ター）に好適に用いることができる。本実施例では、後
述する画像評価試験を、感光ドラム１００の帯電電位を
−６５０Ｖ、感光ドラム１００上の露光部の電位を−１
００Ｖ、現像ローラ２に印加する現像電圧をＤＣ−３５
０Ｖとした画像出力条件で行った。

【００４２】本発明者らは、従来の現像装置で問題とな
った低融点トナーを劣化させずに、現像時の現像ローラ
の振動によるトナーの飛び散りやピッチムラを防ぐに
は、現像ローラ２の硬度を低下させると同時に、現像ロ
ーラ２の表面の動摩擦係数を所定値以下に下げればよい
ことを見出した。以下、これについて説明する。

【００４３】従来は、現像ローラ２上にコートされるト
ナー量を所定値に設定するには、現像ローラ２の表面粗
さＲｚを所定値に設定する必要があるとされてきたが、
本発明者らの検討によると、現像ローラ２の表面にコー
トされるトナーコート量は、一概に現像ローラ２の表面
粗さＲｚとは相関しておらず、むしろ現像ローラ２の表
面にコーティングされる帯電付与膜の材質に大きく依存
していることが判った。たとえば、帯電付与膜としてポ
リアミド樹脂、シリコーン樹脂等を用いると、現像ロー
ラ２の表面粗さＲｚが小さくても、所定の十分なトナー
コート量を安定して得ることができる。

【００４４】この理由は、トナー供給ローラ４による現
像ローラ２へのトナー供給時のトナー６の摩擦帯電での
鏡映力によって、現像ローラ２の表面へのトナー６の担
持力が生じているからであると考えられる。したがっ
て、摩擦帯電性の高い材料で現像ローラ２の表面を形成
しておけば、トナー６の摩擦帯電量による現像ローラ２
表面への鏡映力によって、現像ローラ２上に安定して所
定のトナーコート量を得られる。

【００４５】すなわち、現像ローラ２表面の凹凸による
メカニカルな摩擦力による搬送力によらずとも、トナー
６の帯電量による現像ローラ２表面への鏡映力によっ
て、現像ローラ２の表面へのトナーコートを行うことが
可能である。

【００４６】本実施例では、現像ローラ２の表面に帯電
付与膜を形成することによって、現像ローラ２の表面の
動摩擦係数を低く抑えても、０．４ｍｇ／ｃｍ²程度の
トナーコート量を確保することができる。現像ローラ２
の周速を感光ドラム１００の周速の１５０％程度に設定
すれば、本実施例における現像効率が１００％（現像ロ
ーラ２の表面に存在するトナーがすべて現像に寄与す
る）とすると、感光ドラム１００上に約０．６ｍｇ／ｃ
ｍ²程度の現像トナー量を得ることができる。この現像
トナー量は、画像濃度１．４以上（マクベス濃度計によ
り測定）を得るのに十分な値である。

【００４７】本実施例で用いた現像ローラ２についてさ
らに説明する。

【００４８】本実施例において、現像ローラ２は、図２
に示すように、外径６ｍｍの芯金２ｃ上に、カーボン等
の導電剤を分散した厚さ約５ｍｍの弾性層２ｂを形成
し、その表面にカーボン等の導電粉を分散した、厚さ約
１０μｍの導電性の帯電付与膜２ａをコーティングして
なっている。帯電付与膜２ａの形成方法は、スプレーコ
ーティングでもディッピングでもよい。帯電付与膜２ａ
の厚さとしては１０〜２０μｍ程度がよい。帯電付与膜
２ａの樹脂としては、トナーに対する負の帯電付与性を
持たせるために、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、ウ
レタン樹脂等の正帯電性の樹脂を用いることができる。
帯電付与膜２ａを形成した現像ローラ２表面の動摩擦係
数は、この樹脂の選択によって制御することができる。

【００４９】現像ローラ２の電気抵抗値は、現像ローラ
２からの感光ドラム１００へのリークが生じない抵抗で
ある約１０²Ωｃｍ程度を下限とすることが好ましい。
上限は通常約１０⁸Ωｃｍ程度にすればよい。本実施例
では、カーボン分散により現像ローラ２の体積抵抗率を
１０⁵Ωｃｍ程度に調整した。現像ローラ２の周方向上
の抵抗値ムラは、１オーダー程度あっても、出力画像上
は問題ない。これは、現像ローラ２の抵抗値が感光ドラ
ム１００の表面抵抗よりかなり（数オーダー程度）低い
ため、現像ローラ２の周方向に抵抗値ムラがあっても、
現像電界にほとんど影響を与えないからである。

【００５０】現像ローラ２の表面粗さは、Ｒｚが約７μ
ｍ程度、Ｒｍａｘ（ＪＩＳＢ０６０１）が１５μｍ以
下が好ましい。この表面粗さは弾性層２ｂの表面を研磨
することによって調整することができる。

【００５１】本実施例において、現像ローラ２の硬度お
よび動摩擦係数よる効果の相違を見るために、画像評価
実験を行った。現像ローラ２として、表１に示すよう
に、硬度および動摩擦係数をいくつかに変えて、Ｎｏ１
〜１２の１２種類の弾性ローラを作成した。現像ローラ
２の硬度は、弾性層２ｂに使用するＬＴＶ（低温硬化
型）シリコーンゴムの種類を変更することによって変え
た。現像ローラ２の動摩擦係数は、帯電付与膜２ａに使
用する樹脂の種類を変更することによって変えた。な
お、現像ローラＮｏ６、７、１２では帯電付与膜を形成
しなかった。動摩擦係数は、先に説明した図５に示す方
法で測定した。

【００５２】現像ローラの硬度は、アスカーＣ硬度計お
よびＪＩＳ−Ａ硬度計の両方で測定した。前述したよう
に、低硬度現像ローラの硬度測定にはアスカーＣ硬度計
が適し、高硬度現像ローラの高度測定にはＪＩＳ−Ａ硬
度計が適している。表１中、現像ローラＮｏ１〜７は低
硬度現像ローラに属し、アスカーＣ硬度計による硬度測
定が適しているので、ＪＩＳ−Ａ硬度計による測定値は
参考値として掲げた。同様に、現像ローラＮｏ８〜１２
は高硬度現像ローラに属し、ＪＩＳ−Ａ硬度計による硬
度測定が適しているので、アスカーＣによる測定値は参
考値として掲げた。

【００５３】

【表１】上記の各現像ローラＮｏ１〜１２を図１の現像装置に装
着し、前述したように、感光ドラム１００の帯電電位を
−６５０Ｖ、感光ドラム１００上の露光部の電位を−１
００Ｖ、現像ローラ２に印加する現像電圧をＤＣ−３５
０Ｖとした画像出力条件で画像形成し、画像評価を行っ
た。結果を図３のグラフ示す。

【００５４】図３において、各プロットの記号の意味
は、○および●：出力画像上、トナー飛び散りおよびピ
ッチムラが全く生じなかった場合を示し、△：ややトナ
ー飛び散りが発生したことを示し、×：トナー飛び散り
がかなり多く発生し、画像品質が低下したことを示す。
各プロットには現像ローラのナンバーを付してある。図
３から明らかなように、低硬度の現像ローラＮｏ１〜７
の場合は○、△、×のいずれかの結果に、高硬度の現像
ローラＮｏ８〜１２の場合は●の結果になっている。

【００５５】図３には、現像動作中の現像ブレード上の
トナー融着の発生状況も示した。アスカーＣ硬度５０°
（ＪＩＳ−Ａ硬度３０°）を示すラインＢの右側がトナ
ー融着発生領域、左側がトナー融着不発生領域である。
現像ローラとしてアスカーＣ硬度が約５０°以上で、現
像ブレードへのトナー融着が見られた。現像ローラＮｏ
１２では、現像ローラ表面にもトナー融着が認められ
た。これに対し、アスカーＣ硬度が５０°以下では、現
像ブレード上、現像ローラ上の両者とも、トナー融着が
認められなかった。

【００５６】図３に示すように、アスカーＣ硬度が５０
°以上では、現像ローラ表面の動摩擦係数の数値によら
ずに、トナー飛び散り等は発生せず、画像品質は良好で
あった。アスカーＣ硬度が５０°以下では、現像ローラ
表面の動摩擦係数が０．２程度で、トナー飛び散り等が
発生しなかったが、約０．６程度で若干トナートナー飛
び散りが発生した。動摩擦係数が１．０程度では、トナ
ー飛び散りおよびピッチムラがかなり発生し、画像品質
は不良となった。

【００５７】つまり、ラインＡより下側は、トナー融着
不発生領域において、画像評価のレベルが許容できる範
囲であった。ラインＡより上側は、トナー融着不発生領
域において、画像評価のレベルが不良な範囲であった。

【００５８】このように、現像ローラ２の表面の動摩擦
係数μと現像時のトナー飛び散り、および現像ローラ硬
度とトナー劣化は相関しており、現像ローラ表面の動摩
擦係数の低下と、現像ローラ表面の硬度低下とにより、
トナーの劣化を防止し、かつ現像時に生じるトナー飛び
散り等を防止することが可能となる。

【００５９】以下、その理由を記す。従来、一般に用い
られているアスカーＣで約５０°以上の高硬度の現像ロ
ーラでは、本実施例の感光ドラム１００への侵入量が約
２５０μｍの設定条件で、感光ドラムに対する当接圧が
約１００ｇｆ／ｃｍとなる。これに対し、本発明で用い
るアスカーＣで約５０°以下の低硬度な現像ローラで
は、当接圧が上記の侵入量設定条件で約３０ｇｆ／ｃｍ
程度となり、従来の１／３程度に低減されるため、現像
ローラ２の表面の動摩擦係数を、図３に示すように、約
０．６以下に低下させれば、現像ローラ表面の摺擦力の
低下と相俟って、現像ローラと感光ドラム１００間の摺
擦によるトナーへのストレスが減少する。これにより、
トナーへのダメージが減って、トナー劣化が防止される
とともに、現像領域中における現像ローラ表面の振動が
低下し、トナーの飛び散りの発生が防止できる。

【００６０】以上から、本発明では、表面に電荷付与層
を有する弾性ローラからなる現像ローラ２について、表
面の硬度をアスカーＣ硬度で５０°以下、表面の動摩擦
係数を０．６以下とする。これにより、低融点のトナー
を用いて接触現像を行っても、トナーの劣化を防止で
き、またトナーの飛び散り、ピッチムラのない良好な出
力画像を得ることができる。

【００６１】実施例２実施例１では、現像ローラ２の弾性層２ｂをＬＴＶシリ
コーンゴムによるソリッドゴム弾性体で形成したが、現
像ローラ２のさらなる低硬度化を図るために、弾性層２
ｂをスポンジで形成してもよい。

【００６２】このスポンジにはシリコーンスポンジ等を
用いることができる。このスポンジ層表面には厚さ５０
０μｍ程度のソリッド層を形成することが重要である。
スポンジ層表面に直接、帯電付与膜を形成すると、スポ
ンジ層表面の凹凸形状が現像ローラ表面に現れてしま
い、所定の表面粗さＲｍａｘ、Ｒｚを得ることができな
い。

【００６３】スポンジ層表面にソリッド層を設けておけ
ば、スポンジ層の歪み、うねり等を補正することが可能
となり、現像ローラ２表面の粗さＲｍａｘを大きくする
ことができる。ただし、表面粗さＲｍａｘは１５μｍ以
上になると、現像ローラ表面の粗さが出力画像に現れて
しまい、画像品質が著しく低下する。

【００６４】ソリッド層の厚さは、薄いとスポンジ層表
面の凹凸が現像ローラ表面に現われ、また厚いと現像ロ
ーラの硬度が上昇するので、本発明者らの検討によれ
ば、ソリッド層の厚さを５００μｍ〜１ｍｍ程度にする
のが好適である。

【００６５】本発明は、上記のように、現像ローラ２の
弾性層２ｂがスポンジからなる場合にも適用することが
でき、実施例１と同様な効果を達成することができる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
弾性層および薄層の表面層を設けた弾性ローラ製の現像
ローラを像担持体に接触して、現像ローラ上に担持した
１成分トナーにより像担持体上の静電潜像を現像するに
際し、現像ローラの硬度をアスカーＣ硬度で５０°以
下、表面の動摩擦係数を０．６以下としたので、現像ロ
ーラが低硬度で、かつ現像時の振動によるトナーの飛び
散りを防ぐことができ、低融点トナーに対しても劣化を
防いで、安定した現像を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す断面図であ
る。

【図２】図１の現像装置に設置した現像ローラの層構成
を示す図である。

【図３】図２の現像ローラの硬度と動摩擦係数とに対す
る画質の良否の分布領域を示したグラフである。

【図４】従来の現像装置を示す断面図である。

【図５】動摩擦係数の測定法を示す説明図である。

【符号の説明】

１現像装置２現像ローラ２ａ帯電付与膜２ｂ弾性層２ｃ芯金４トナー供給ローラ５現像ブレード６非磁性トナー１００感光ドラム

フロントページの続き (72)発明者境澤勝弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者野々村真東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H077 AD06 AD35 AE02 EA14 EA15 FA01 FA13 FA21 FA22 FA27 GA17 3J103 AA02 AA14 AA23 AA51 BA41 FA30 GA02 GA52 GA56 HA12 HA20 HA22 HA41 HA46 HA47 HA52 HA53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯金上に少なくとも弾性層および薄層の
表面層を設けた弾性ローラからなり、その表面上に１成
分トナーを担持して回転することにより搬送する現像ロ
ーラにおいて、前記現像ローラは、アスカーＣ硬度で５
０°以下の硬度を有し、かつ表面の動摩擦係数が０．６
以下であることを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】前記表面層は、前記トナーの帯電極性と
逆極性の帯電性を有する樹脂からなる請求項１の現像ロ
ーラ。
【請求項３】前記トナーが負帯電性であり、前記樹脂
がポリアミド樹脂、シリコーン樹脂またはウレタン樹脂
から選択される請求項１または２の現像ローラ。
【請求項４】前記弾性層は、低温硬化型シリコーンゴ
ムからなる請求項１〜３のいずれかの項に記載の現像ロ
ーラ。
【請求項５】前記表面層および弾性層は、導電剤を含
有することにより、電気抵抗値が所定値に調整された請
求項１〜４のいずれかの項に記載の現像ローラ。
【請求項６】静電潜像が形成される像担持体に接触し
て回転する現像ローラを有し、前記現像ローラ上に１成
分トナーを担持して前記像担持体と対向した現像領域へ
搬送し、前記像担持体上の静電潜像の現像に供する現像
装置において、前記現像ローラが請求項１〜５のいずれ
かの項に記載の現像ローラであることを特徴とする現像
装置。
【請求項７】前記１成分トナーが非磁性トナーであ
り、前記現像ローラに接触して回転するトナー供給ロー
ラを有し、前記１成分トナーが前記トナー供給ローラに
より前記現像ローラに供給して担持される請求項６の現
像装置。