JP2002207363A

JP2002207363A - 現像ロール及びそれを有する現像装置

Info

Publication number: JP2002207363A
Application number: JP2001333952A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakamura; 誠中村; 善之 ▲高▼野; Yoshiyuki Takano
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-11-13
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2002-07-26

Abstract

(57)【要約】【課題】低硬度化及び低抵抗化が可能になると共に静
電潜像へのリークが発生しない現像ロール並びにそれを
有する現像装置を提供する。【解決手段】芯軸１、弾性層２及び表面層３を順次有
する現像ロール１０において、表面層３の抵抗を弾性層
２の抵抗より小さくして、現像ロール１０全体の体積抵
抗を弾性層２の体積抵抗より小さくする。前記弾性層２
の体積抵抗は、好ましくは、１．０×１０⁹ Ω・ｃｍ以
下である。前記現像ロール１０全体の体積抵抗は、好ま
しくは、１．０×１０⁷ Ω・ｃｍ以下である。前記表面
層３の実抵抗は、好ましくは、１．０×１０⁸ Ω以下で
ある。前記表面層３の膜厚は、好ましくは、３０μｍ以
下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の電子写真装置において用いられる
現像ロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ
等の電子写真装置、特に、小型の電子写真装置の分野に
おいては、メンテナンスの簡素化が進められており、例
えば、特開昭５３−３２３３号公報に示されているよう
に、感光体表面、感光紙、記録紙等の画像担持体上に形
成された静電潜像を１成分トナーを使用して現像するタ
イプの現像装置（以下、「従来技術」という。）が実用
化されている。図１４は、このような従来技術に係わる
従来の現像装置の概略説明図である。

【０００３】図１４に示されているように、感光体ドラ
ム１０１は、表層部Ａと基体部Ｂとからなっている。表
層部Ａは、画像担持体として機能するものであり、そし
て、基体部Ｂは、画像担持体支持部材として機能するも
のである。基体部Ｂは、金属製ドラム１０２の表面に比
較的弾性を有する導電性ゴム１０３を接着し、そして、
その上にアルミニウム箔のような可撓性金属箔１０４を
接着してなり、また、表層部Ａは、さらにその上にセレ
ンのような金属を蒸着して形成した光導電性絶縁体層１
０５よりなる。感光体ドラム１０１の表面には、現像ロ
ール１０６が圧接して設けられている。現像ロール１０
６は、金属ロール１０７及びその表面に形成された導電
性の合成ゴム、ウレタンフォーム等よりなる弾性層１０
８を有している。このような現像ロール１０６の弾性層
１０８からブリードアウトしてきた可塑剤や低分子物質
が感光体ドラム１０１の表層部Ａを汚染したり、また、
トナーの粘着（タッキング）やフィルミングが現像ロー
ル１０６の弾性層１０８上に生じるので、現像ロール１
０６の弾性層１０８の表面にトナー離型性のよい樹脂か
らなる表面層（図示せず）を被覆して、前記可塑剤や低
分子物質のブリードアウトを防止すると共にトナーの粘
着やフィルミングを防止した現像ロールもある。

【０００４】そして、現像ロール１０６と感光体ドラム
１０１の基体部Ｂとの間には、バイアス電源１０９が接
続されている。現像ロール１０６の上部には、１成分非
磁性トナー１１０を収容したホッパー１１１がその開口
下部を現像ロール１０６の表面に所定の間隔を置いて設
けられている。ホッパー１１１の右側側壁の内側には、
摩擦帯電部材１１２が接着されている。現像ロール１０
６の右側側面には、均平部材１１３がその表面を現像ロ
ール１０６の表面に圧接して設けられている。この均平
部材１１３は、金属製ロール１１４の表面にゴム層１１
５を接着し、その上に摩擦帯電部材１１６を被覆してな
り、回転不能に設けられている。

【０００５】かかる現像ロール１０６によれば、その表
面に薄層化させたトナーを担持させ、これを静電潜像の
形成された感光体ドラム１０１に当接させると、トナー
が感光体ドラム１０１に現像電界に応じて移行するの
で、感光体ドラム１０１に形成された静電潜像が可視像
化される。このような現像ロール１０６においては、ト
ナーと現像ロール１０６の表面との接触による摩擦帯電
によってトナーの帯電の極性及び帯電量を制御する必要
がある。トナーの感光体ドラム１０１への移動は、トナ
ーの帯電の極性及び現像電解に応じて、静電潜像の画像
部及び非画像部（地肌部）を選択することにより行われ
る。この装置によれば、トナーに磁性材料を使うことな
く、カラー化が容易であるという利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術の「画像
担持体上に形成された静電潜像を１成分トナーを使用し
て現像するタイプの現像装置」においては、システムの
高寿命化のために、特に感光体の高寿命化として、低帯
電電位にして、帯電時のハザードを低減しようというこ
とが挙げられ、低現像ポテンシャルで現像できるシステ
ムが必要になってきている。また、高画質化という観点
からは、デジタルにおける画像の階調表現方法を面積階
調にするため、多値（画像の書き込み変調パターンを多
数の階調を用いて出すもの）から２値（画像の書き込み
変調パターンを２つの階調を用いて出すもの、即ち、ド
ットの濃度がすべて同じで、ドットの打ち方により階調
を変化させるもの）にするために、現像γ（静電電位に
対する画像濃度の特性曲線の勾配）をできるだけ立た
せ、且つ、飽和の現像ポテンシャルをできるだけ小さく
する必要性が生じてきた。

【０００７】現像γを立たせるために、現像ロールの抵
抗を低抵抗にするということは公知の事実であるが、現
像ロールの抵抗を低抵抗にすると、バイアス電圧とし
て、例えば、−２５０Ｖのような高電圧を印加すること
となるので、静電潜像担持体へのリークが発生するとい
う問題があった。そのために、従来においては、弾性層
にカーボンブラック等の導電性付与剤を添加して、弾性
層の抵抗を表面層の抵抗より低くすることにより、静電
潜像担持体へのリークを防止している。しかしながら、
カーボンブラック等の導電性付与剤を弾性層に高充填す
ると、弾性層の硬度が高くなるので、(1) 感光体ドラム
との間に十分なニップが取れなくなり、そのために、画
像に不具合が生じてしまうという問題があり、また、
(2) 加工性が損なわれることとなるので、弾性層をロー
ルの形状に成形することが難しくなるという問題があっ
た。

【０００８】本発明は、かかる問題を解決することを目
的としている。即ち、本発明は、低硬度化及び低抵抗化
が可能となると共に静電潜像へのリークが発生しない現
像ロール並びにそれを有する現像装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために、芯軸、弾性層及び表面層を順次有する
現像ロールにおいて、表面層の抵抗を弾性層の抵抗より
小さくして、現像ロール全体の体積抵抗を弾性層の体積
抵抗より小さくしたところ、現像ロールの低硬度化及び
低抵抗化が可能になると共に静電潜像へのリークが発生
しないことを見出して本発明を完成するに至った。

【００１０】即ち、請求項１に記載された発明は、芯
軸、弾性層及び表面層を順次有する現像ロールにおい
て、表面層の抵抗を弾性層の抵抗より小さくして、現像
ロール全体の体積抵抗を弾性層の体積抵抗より小さくし
たことを特徴とする現像ロールである。

【００１１】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、弾性層の体積抵抗が、１．０
×１０⁹ Ω・ｃｍ以下であることを特徴とするものであ
る。

【００１２】請求項３に記載された発明は、請求項１又
は２に記載された発明において、現像ロール全体の体積
抵抗が、１．０×１０⁷ Ω・ｃｍ以下であることを特徴
とするものである。

【００１３】請求項４に記載された発明は、請求項３に
記載された発明において、表面層の実抵抗が、１．０×
１０⁸ Ω以下であることを特徴とするものである。

【００１４】請求項５に記載された発明は、請求項１〜
４のいずれかに記載の発明において、表面層の膜厚が、
３０μｍ以下であることを特徴とするものである。

【００１５】請求項６に記載された発明は、請求項１〜
５のいずれかに記載の現像ロールを有することを特徴と
する現像装置である。

【００１６】請求項７に記載された発明は、請求項６に
記載された発明において、感光体における画像部の表面
電位と現像バイアスとの差が１５０Ｖ以下において感光
体上へのトナー付着量が飽和することを特徴とするもの
である。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態を
示す現像ロールの断面図である。図２は、本発明の一実
施の形態を示す現像ロールを有する現像装置の概略説明
図である。図３は、ロールの体積抵抗の測定法を説明す
るための説明図である。図４は、現像ロールの表面層の
抵抗の測定法を説明するための説明図である。

【００１８】図１において、１０は現像ロールである。
現像ロール１０は、金属からなる芯軸１の周囲にゴム又
はエラストマーからなる弾性層２を有している。弾性層
２を構成する樹脂又はゴム材料としては、例えば、ポリ
ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合
（ＥＰＤＭ）、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、
ＮＢＲ、エピクロルヒドリンゴム、ポリイソプレンゴ
ム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、スチレン−
ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプ
レンゴム、アクリルゴム、及び、これらの混合物が挙げ
られる。ここに記載した樹脂又はゴム材料は、あくまで
も例示であって、本発明の目的に反しないかぎりその他
の樹脂又はゴム材料であってもかまわない。

【００１９】これらの樹脂又はゴム材料には、架橋して
ゴム弾性を出すために、架橋剤、加硫剤等の配合剤を添
加することができる。これらの配合剤を用いて有機過酸
化物架橋又は硫黄架橋をする場合には、いずれの場合に
おいても、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等の配合
剤を用いることができる。また、上記配合剤以外にもゴ
ム配合剤として一般に用いられている発泡剤、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、着色剤等の配合剤を弾性層２の特性を損なわない
範囲で樹脂又はゴム材料に添加することができる。

【００２０】弾性層２の硬度は、特に制限されるもので
はないが、現像ロール１０が感光体と接触する場合に
は、ＪＩＳ−Ａスケールで６０度以下であり、好ましく
は、２５〜５０度である。硬度が高すぎると、感光体が
ドラムである場合には、ニップ幅が小さくなるために、
良好な現像が行えなくなる可能性がある。逆に、硬度が
低くなりすぎると、圧縮永久歪みが大きくなり、現像ロ
ール１０に変形や偏芯が生じた場合、濃度ムラが発生す
る。また、低硬度側は材料の固有の物性に大きく左右さ
れるため、使用できる材料が限定される。弾性層２の硬
度を低硬度にする場合でも、圧縮永久歪みは小さくする
ことが望ましく、具体的には２０％以下とすることが好
ましい。

【００２１】現像ロール１０は、弾性層２の外周表面に
表面層３を有している。表面層３を構成する樹脂材料
は、トナー又は静電潜像担持体に対して非汚染性のもの
であれば特に制限されるものではないが、弾性層２の表
面にコーティングされるためには、柔軟性、耐摩耗性等
の性質を有しているものが要求される。かかる弾性層２
を構成する樹脂材料としては、例えば、ウレタン樹脂、
ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、フ
ルオロオレフィンとビニルエーテル類、アリルエーテル
類、ビニルエステル類などのエチレン性不飽和単量体の
共重合体が挙げられる。ここに記載した樹脂材料は、あ
くまでも例示であって、本発明の目的に反しないかぎり
その他の樹脂材料であってもかまわない。これらの樹脂
材料には、弾性層２を構成する樹脂材料に添加した添加
剤と同様の添加剤を添加することができる。また、表面
層３の耐トナー性、耐摩耗性等を向上させるために、硬
化剤を用いることも可能である。

【００２２】表面層３の膜厚としては、３０μｍ以下が
好ましい。表面層３の膜厚が３０μｍを越えると、表面
層３の硬度が弾性層２の硬度より硬くなるので、表面層
３が割れやすくなり、また、表面層３にしわが発生し易
くなるので、表面層３のクリープ特性が悪くなる(へこ
みの回復が遅くなる)等の不具合が発生する。それ故、
本発明によれば、表面層３の膜厚を３０μｍ以下にする
ことにより、弾性層２の硬度を損ねることなく、且つ、
収縮率等の影響を受けないためにしわ等の発生を防止す
ることができる。表面層３は、例えば、ディップ法、ス
プレーコート、ロールコート等の公知のコーティング方
法により弾性層２上に形成する。

【００２３】本発明における現像ロール１０の重要な特
徴は、電気特性であり、表面層３の抵抗を弾性層２の抵
抗より小さくして、現像ロール１０全体の体積抵抗を弾
性層２の体積抵抗より小さくしたことである。前記「体
積抵抗」は、１Ｖの印加電圧でロールの周方向に測定し
たときの体積抵抗（Ω・ｃｍ）である。本明細書におい
ては、かかる体積抵抗を「体積抵抗」ということにす
る。

【００２４】本発明においては、表面層３の抵抗を弾性
層２の抵抗より小さくして、現像ロール１０全体の体積
抵抗を弾性層２の体積抵抗より小さくしたので、現像ロ
ール１０全体が電極として作用することになり、そのた
めに、それらの層に電流が多く流れることになって、現
像ロール１０全体の体積抵抗は、弾性層２単独の体積抵
抗よりも低抵抗になる。それ故、本発明のように、表面
層３の抵抗を弾性層２の抵抗より小さくして、現像ロー
ル１０全体の体積抵抗を弾性層２の体積抵抗より小さく
すると、現像ロール１０の低硬度化及び低抵抗化が可能
になると共に静電潜像へのリークが発生しなくなり、し
かも、弾性層２の選択の幅が広がる。

【００２５】本発明においては、弾性層２及び表面層３
の抵抗を調整するために、それらを構成する樹脂又はゴ
ム材料に種々の導電性付与材料を添加する。導電性付与
材料の添加量を多くすればするほど、弾性層２及び表面
層３の抵抗は小さくなる。導電性付与材料としては、例
えば、粉体として、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレ
ンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、Ｈ
ＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用
カーボン、酸化処理等を施したカラー用カーボン、熱分
解カーボン、インジウムドープ酸化スズ(ＩＴＯ)、酸化
スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、銅、銀、ゲルマニウム等
の金属、及び、金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロー
ル、ポリアセチレン等の導電性ポリマーが挙げられる。
また、導電性付与材料として、イオン導電性物質もあ
り、例えば、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、
過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導
電物質、並びに、変性脂肪酸ジメチルアンモニウムエト
サルファート、ステアリン酸アンモニウムアセテート、
ラウリルアンモニウムアセテート、オクタデシルトリメ
チルアンモニウム過塩素酸塩等の有機イオン性導電性物
質がある。

【００２６】本発明においては、弾性層２の抵抗値は、
好ましくは、１．０×１０⁹ Ω・ｃｍ以下であり、さら
に好ましくは、１０³ 〜１０⁹ Ω・ｃｍである。抵抗値
が１０³ Ω・ｃｍ未満では、材料の加工性を著しく損ね
ると共に硬度アップを招き、また、１０⁹ Ω・ｃｍを越
えると、表面層３をコーティングした現像ロール全体と
しての体積抵抗を好ましい値（１．０×１０⁷ Ω・ｃｍ
以下）にすることが難しくなる。

【００２７】本発明においては、現像ロール１０全体の
体積抵抗が１．０×１０⁷ Ω・ｃｍ以下であるので、従
来の現像システムにおける現像ポテンシャルよりはるか
に低電位の１５０Ｖ以下の現像ポテンシャルで感光体１
５上のトナー付着量を飽和させることができる。また、
現像ロール１０全体の体積抵抗を低くすることにより、
現像バイアスも低くでき、即ち、感光体１５の帯電電位
を低くすることができ(例えば３００Ｖ)、その場合、画
像部の電位は数十ボルトになり、そのために、現像バイ
アスとしては、地肌ポテンシャルを１００Ｖとして考え
た場合、２００Ｖ以下となる。

【００２８】本発明における表面層の実抵抗は、好まし
くは、１．０×１０⁸ Ω以下である。このように、表面
層の実抵抗を１．０×１０⁸ Ω以下にすると、従来の現
像システムにおける現像ポテンシャルよりはるかに低電
位の１５０Ｖ以下の現像ポテンシャルで感光体上のトナ
ー付着量を飽和させることができる。

【００２９】本発明の現像装置は、感光体における画像
部の表面電位と現像バイアスとの差が１５０Ｖ以下にお
いて感光体上へのトナー付着量が飽和する。本発明の現
像装置は、このように、感光体における画像部の表面電
位と現像バイアスとの差が１５０Ｖ以下において感光体
上へのトナー付着量が飽和することにより、(イ) 低抵抗
ロールであるにもかかわらず感光体へのリーク等の発生
が起こらないようにすることができ、また、(ロ) 低電位
２値現像を達成することができ、さらに、(ハ)感光体の
帯電電位を下げることができるために感光体の寿命を伸
ばすことができる。

【００３０】図２に示すように、本発明の一実施の形態
を示す現像装置においては、現像ロール１０、芯軸の周
囲にスポンジを形成してなる補給ロール１１、及び、ト
ナー攪拌部材１２は、ケース１３の側板に軸支されてい
る。トナー１７は、トナー攪拌部材１２及び補給ロール
２を介して現像ロール１０の表面に供給される。現像ロ
ール１０上に供給されたトナー１７は、さらに、トナー
層形成部材１４によって所定量に薄層化され、回転する
現像ロール１０によって感光体１５に搬送される。現像
ロール１０は、感光体１５に接触し、電極を介して感光
体１５の帯電電位と光書き込み後（露光後）の残留電位
の中間のバイアス電圧がバイアス電源１６によって印加
されている。現像ロール１０上のトナー１７が感光体１
５との接触部に搬送され、感光体電位と現像バイアスに
よる現像電界に応じて、帯電したトナー１７が感光体１
５に付着し静電潜像が可視像化される。

【００３１】本発明において用いられるトナー１７は、
例えば、ポリエステル、ポリオ−ル、スチレ系樹脂、ア
クリル系樹脂等の樹脂に帯電制御剤（ＣＣＡ）及び色剤
を混合した樹脂粉末であるが、かかる樹脂粉末の周りに
シリカ、酸化チタン等の物質からなる添加剤を外添し
て、その流動性を高めている。添加剤の粒径は、通常
０．１〜１．５μｍの範囲である。色剤は、カ−ボンブ
ラック、フタロシアニンブル−、キナクリドン、カ−ミ
ン等を上げることができる。帯電極性は、負帯電であ
る。トナー１７は更に場合によってはワックス等を分散
混合させた母体トナーに上記種類の添加剤を外添してい
るものも使用することができる。トナー１７の体積平均
粒径の範囲は、好適には、３〜１２μｍであるが、本実
施例では７μｍであり、１２００ｄｐｉ以上の高解像度
の画像にも十分対応することが可能である。

【００３２】トナー層形成部材１４は、ステンレス、リ
ン青銅等の金属を使用することができ、また、ウレタン
ゴム、シリコーンゴム等の弾性体も用いることができ
る。そして、トナー層形成部材１４は、現像ロールと接
触する部分に種々の材料をコーティングすることが可能
である。

【００３３】

【実施例】（実施例１）カーボンブラック５重量％を分
散したポリオールとイソシアネートとからなる樹脂組成
物を予め接着剤を塗布した直径８ｍｍのステンレススチ
ール（ＳＵＳ）芯軸の周囲に１ショット法にて被覆して
ウレタンエラストマー層を形成し、このウレタンエラス
トマー層を外径研削して直径１６ｍｍに調整することに
より、ＳＵＳの芯軸の表面に４ｍｍ厚の弾性層を有する
ロールを形成した。そして、フッ素樹脂（住友３Ｍ社
製、ＴＨＶ２２０Ｐ）をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）
に溶解させた後、このフッ素樹脂溶液にカーボンブラッ
ク２０重量％（フッ素樹脂に対して）を分散させてフッ
素樹脂塗布液とし、このフッ素樹脂塗布液を前記ロール
の弾性層上にスプレー塗装して厚みが２０μｍの表面層
を形成することにより現像ロールとした。

【００３４】（実施例２）実施例１と同様にＳＵＳ芯軸
の表面に弾性層を有するロールを形成した。そして、Ｍ
ＥＫを溶剤とする導電性ウレタン塗料（日本ミラクトラ
ン社製、スパレックス）を前記ロールの弾性層上にスプ
レー塗装して厚みが２０μｍの表面層を形成することに
より現像ロールとした。

【００３５】（実施例３）エピクロロヒドリンゴムに炭
酸カルシウム、硫黄、加硫促進剤等を添加してエピクロ
ロヒドリンゴム組成物とした。このエピクロロヒドリン
ゴム組成物を予め接着剤を塗布した直径８ｍｍのステン
レススチール（ＳＵＳ）芯軸の周囲に押出し成形にて被
覆してエピクロロヒドリンゴム層を形成し、このエピク
ロロヒドリンゴム層を外径研削して直径１６ｍｍに調整
することにより、ＳＵＳの芯軸の表面に４ｍｍ厚の弾性
層を有するロールを形成した。そして、実施例１と同様
に調合したフッ素樹脂塗布液を前記ロールの弾性層上に
スプレー塗装して厚みが２０μｍの表面層を形成するこ
とにより現像ロールとした。

【００３６】（実施例４）実施例１と同様にＳＵＳ芯軸
の表面に弾性層を有するロールを形成した。そして、フ
ルオロオレフィンとエチレン性不飽和単量体の共重合体
であるフッ素系樹脂（旭ガラス社製、ルミフロン）をト
ルエンとキシレンとの混合溶媒に溶解させた後、このフ
ッ素樹脂溶液に金属酸化物（ＩＴＯ）６６重量％（フッ
素樹脂に対して）及び硬化剤２０重量％を分散させてフ
ッ素樹脂塗布液とし、このフッ素樹脂塗布液を前記ロー
ルの弾性層上にスプレー塗装し、続いて、フッ素樹脂を
加熱硬化させて、厚みが２０μｍの表面層を形成するこ
とにより現像ロールとした。

【００３７】（実施例５）実施例３と同様にＳＵＳ芯軸
の表面に弾性層を有するロールを形成した。そして、こ
の弾性層上に実施例４と同様に表面層を形成することに
より現像ロールとした。

【００３８】（比較例１）実施例１と同様にＳＵＳ芯軸
の表面に弾性層を有するロールを形成した。そして、フ
ッ素樹脂（住友３Ｍ社製、ＴＨＶ２２０Ｐ）をメチルエ
チルケトン（ＭＥＫ）に溶解させた後、このフッ素樹脂
溶液にカーボンブラック３重量％（フッ素樹脂に対し
て）を分散させてフッ素樹脂塗布液とし、このフッ素樹
脂塗布液を前記ロールの弾性層上にスプレー塗装して厚
みが２０μｍの表面層を形成することにより現像ロール
とした。

【００３９】（比較例２）実施例３と同様にＳＵＳ芯軸
の表面に弾性層を有するロールを形成した。そして、こ
の弾性層上に比較例１と同様に表面層を形成することに
より現像ロールとした。

【００４０】（比較例３）実施例１と同様にＳＵＳ芯軸
の表面に弾性層を有するロールを形成した。そして、フ
ルオロオレフィンとエチレン性不飽和単量体の共重合体
であるフッ素系樹脂（旭ガラス社製、ルミフロン）をト
ルエンとキシレンとの混合溶媒に溶解させた後、このフ
ッ素樹脂溶液に金属酸化物（ＩＴＯ）５８重量％（フッ
素樹脂に対して）及び硬化剤２０重量％を分散させてフ
ッ素樹脂塗布液とし、このフッ素樹脂塗布液を前記ロー
ルの弾性層上にスプレー塗装し、続いて、フッ素樹脂を
加熱硬化させて、厚みが２０μｍの表面層を形成するこ
とにより現像ロールとした。

【００４１】（比較例４）カーボンブラック２重量％を
分散したポリオールとイソシアネートとからなる樹脂組
成物を予め接着剤を塗布した直径８ｍｍのステンレスス
チール（ＳＵＳ）芯軸の周囲に１ショット法にて被覆し
てウレタンエラストマー層を形成し、このウレタンエラ
ストマー層を外径研削して直径１６ｍｍに調整すること
により、ＳＵＳの芯軸の表面に４ｍｍ厚の弾性層を有す
るロールを形成した。そして、この弾性層上に比較例３
と同様に表面層を形成することにより現像ロールとし
た。

【００４２】そして、実施例１〜５及び比較例１〜４に
より得られた現像ロールの現像ポテンシャル（Ｖ）及び
感光体上トナー付着量（ｍｇ／ｃｍ² ）を測定して現像
ポテンシャル（Ｖ）と感光体上トナー付着量（ｍｇ／ｃ
ｍ² ）との関係を調べた。図５〜９は、それぞれ、実施
例１〜５の現像ロールの現像ポテンシャルと感光体トナ
ー付着量との関係を示すグラフである。図１０〜１３
は、それぞれ、比較例１〜４の現像ロールの現像ポテン
シャルと感光体トナー付着量との関係を示すグラフであ
る。

【００４３】また、実施例１〜５及び比較例１〜４によ
り得られた現像ロールにおける弾性層の「体積抵抗（Ω
・ｃｍ）」及び「ＪＩＳ−Ａ硬度（度）」を測定し、そ
して、それらの現像ロールの「表面抵抗（Ω）」、「全
体の体積抵抗（Ω・ｃｍ）、即ち、（弾性層＋表面層）
体積抵抗（Ω・ｃｍ）」及び「飽和現像ポテンシャル」
を測定した。測定結果は、次の表１に示す。

【００４４】但し、前記「体積抵抗（Ω・ｃｍ）」につ
いては、抵抗計（アドバンテスト社製、Ｒ８３４０Ａ）
を用いて測定した。図３は、このようなロールの体積抵
抗の測定法を説明するための説明図である。即ち、図３
に示すように、ロールを平板電極に平行に押し当て、そ
の両シャフトに各５００ｇの荷重を平行電極方向に加え
た状態で導電シャフトと平行電極との間に１Ｖの電圧を
３０秒印加して測定した。また、前記「表面抵抗
（Ω）」については、抵抗計（アドバンテスト社製、Ｒ
８３４０Ａ）を用いて測定した。図４は、このような現
像ロールの表面層の抵抗の測定法を説明するための説明
図である。即ち、図４に示すように、現像ロールをロー
ル電極に平行に押し当て、導電シャフトとロール電極と
の間に１Ｖの電圧を３０秒印加して測定した。

【００４５】

【表１】

【００４６】前記表１の「抵抗比較」における「弾＞
表」は、弾性層の抵抗が表面層の抵抗より大きいことを
意味し、そして、「弾＜表」は、弾性層の抵抗が表面層
の抵抗より小さいことを意味する。前記表１の「飽和現
像ポテンシャル」は、感光体上のトナー付着量が飽和す
る現像ポテンシャルであって、図５〜１３のグラフから
導きだしたものである。

【００４７】

【発明の効果】(1) 請求項１，６に記載された発明によ
れば、表面層の抵抗を弾性層の抵抗より小さくして、現
像ロール全体の体積抵抗を弾性層の体積抵抗より小さく
したので、現像ロール全体が電極として作用することに
なり、そのために、それらの層に電流が多く流れること
になって、現像ロール全体の体積抵抗は、弾性層単独の
体積抵抗よりも低抵抗になる。それ故、請求項１，６に
記載された発明によれば、現像ロールの低硬度化及び低
抵抗化が可能になると共に静電潜像へのリークが発生し
なくなり、しかも、弾性層の選択の幅が広がる。

【００４８】(2) 請求項２，６に記載された発明によれ
ば、弾性層の体積抵抗が１．０×１０⁹ Ω・ｃｍ以下で
あるので、表面層をコーティングした現像ロール全体と
しての体積抵抗を好ましい値（１．０×１０⁷ Ω・ｃｍ
以下）にすることが難しくなる。

【００４９】(3) 請求項３，６に記載された発明によれ
ば、現像ロール全体の体積抵抗が１．０×１０⁷ Ω・ｃ
ｍ以下であるので、従来の現像システムにおける現像ポ
テンシャルよりはるかに低電位の１５０Ｖ以下の現像ポ
テンシャルで感光体上のトナー付着量を飽和させること
ができる。また、請求項３，６に記載された発明によれ
ば、現像ロール全体の体積抵抗を低くすることにより、
現像バイアスも低くでき、即ち、感光体の帯電電位を低
くすることができ(例えば３００Ｖ)、その場合、画像部
の電位は数十ボルトになり、そのために、現像バイアス
としては、地肌ポテンシャルを１００Ｖとして考えた場
合、２００Ｖ以下となる。

【００５０】(4) 請求項４，６に記載された発明によれ
ば、表面層の実抵抗が１．０×１０ ⁸ Ω以下であるの
で、従来の現像システムにおける現像ポテンシャルより
はるかに低電位の１５０Ｖ以下の現像ポテンシャルで感
光体上トナー付着量を飽和させることができる。

【００５１】(5) 請求項５，６に記載された発明によれ
ば、表面層の膜厚が３０μｍ以下であるので、弾性層２
の硬度を損ねることなく、且つ、収縮率等の影響を受け
ないためにしわ等の発生を防止することができる。

【００５２】(6) 請求項７に記載された発明によれば、
感光体における画像部の表面電位と現像バイアスとの差
が１５０Ｖ以下において感光体上へのトナー付着量が飽
和するので、(イ) 低抵抗ロールであるにもかかわらず感
光体へのリーク等の発生が起こらないようにすることが
でき、また、(ロ) 低電位２値現像を達成することがで
き、さらに、(ハ) 感光体の帯電電位を下げることができ
るために感光体の寿命を伸ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す現像ロールの断面
図である。

【図２】本発明の一実施の形態を示す現像ロールを有す
る現像装置の概略説明図である。

【図３】ロールの体積抵抗の測定法を説明するための説
明図である。

【図４】現像ロールの表面層の抵抗の測定法を説明する
ための説明図である。

【図５】実施例１の現像ロールの現像ポテンシャルと感
光体トナー付着量との関係を示すグラフである。

【図６】実施例２の現像ロールの現像ポテンシャルと感
光体トナー付着量との関係を示すグラフである。

【図７】実施例３の現像ロールの現像ポテンシャルと感
光体トナー付着量との関係を示すグラフである。

【図８】実施例４の現像ロールの現像ポテンシャルと感
光体トナー付着量との関係を示すグラフである。

【図９】実施例５の現像ロールの現像ポテンシャルと感
光体トナー付着量との関係を示すグラフである。

【図１０】比較例１の現像ロールの現像ポテンシャルと
感光体トナー付着量との関係を示すグラフである。

【図１１】比較例２の現像ロールの現像ポテンシャルと
感光体トナー付着量との関係を示すグラフである。

【図１２】比較例３の現像ロールの現像ポテンシャルと
感光体トナー付着量との関係を示すグラフである。

【図１３】比較例４の現像ロールの現像ポテンシャルと
感光体トナー付着量との関係を示すグラフである。

【図１４】従来の現像装置の概略説明図である。

【符号の説明】

１芯軸２弾性層３表面層１０現像ロール１１補給ロール１２トナー攪拌部１３ケース１４トナー層形成部材１５感光体１６バイアス電源１７トナー２０現像装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H073 BA02 BA13 BA23 BA45 CA02 2H077 AD02 AD06 AD35 FA12 FA21 3J103 AA02 AA13 AA32 BA41 EA03 EA07 FA18 GA02 GA57 GA58 GA60 HA02 HA12 HA20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯軸、弾性層及び表面層を順次有する現
像ロールにおいて、表面層の抵抗を弾性層の抵抗より小
さくして、現像ロール全体の体積抵抗を弾性層の体積抵
抗より小さくしたことを特徴とする現像ロール。
【請求項２】弾性層の体積抵抗が、１．０×１０⁹ Ω
・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現
像ロール。
【請求項３】現像ロール全体の体積抵抗が、１．０×
１０⁷ Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１又
は２に記載の現像ロール。
【請求項４】表面層の実抵抗が、１．０×１０⁸ Ω以
下であることを特徴とする請求項３に記載の現像ロー
ル。
【請求項５】表面層の膜厚が、３０μｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の現像ロ
ール。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の現像ロ
ールを有することを特徴とする現像装置。
【請求項７】感光体における画像部の表面電位と現像
バイアスとの差が１５０Ｖ以下において感光体上へのト
ナー付着量が飽和することを特徴とする請求項６記載の
現像装置。