JP3098583B2

JP3098583B2 - 現像装置

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Publication number: JP3098583B2
Application number: JP03233399A
Authority: JP
Inventors: 太平石渡
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1991-09-12
Publication date: 2000-10-16
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JPH0572882A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真方式による現
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】少なくとも弾性層を有する現像剤担持体
を使用し現像する現像装置としては、ＵＳＰ３１５２０
１２、特開昭４７−１３０８８、特開昭５４−１３９５
５２、特開昭５５−７７７６４、特開平１−１９１８８
０、特開平２−２５９７８５、特願平２−５８３２１等
が提案されている。前記の如き現像装置は、現像剤を潜
像担持体に接触し現像する現像装置であり、少なくとも
弾性層を有する現像剤担持体を使用することにより、現
像ギャップの厳密な管理が不要であり、現像ニップも広
くすることが可能であり、現像剤の薄層を容易に形成
し、かつ現像剤を均一に現像領域へ搬送することが可能
であり、高品質な画像を安定して現像することが可能で
ある。特に、弾性層が発泡体により構成される場合は硬
度の極めて低い現像剤担持体となり広い現像領域でのソ
フトな接触が可能となり、さらに高精細な画像の現像が
可能となる。

【０００３】現像剤担持体の表面部分の電気抵抗を規定
した従来例としては、特開昭６２−１１８３７２、特開
昭６３−３１１３６７、特開平１−１９１８８０等が挙
げられる。特開昭６２−１１８３７２は、反転現像にお
ける現像剤の電荷維持を目的とするものであり、具体的
には、表面部分の体積抵抗率を１０⁸（Ω・ｃｍ）以上
としている。また、特開昭６３−３１１３６７は、画像
濃度と階調性を両立させることを目的とするものであ
り、現像剤担持体の表面部分の厚さ及び体積抵抗率につ
いて規定し、具体的には、例えば、表面部分の厚さ１０
^-1（ｃｍ）の場合、体積抵抗率は１０⁸〜１０¹¹（Ω・
ｃｍ）としている。また、特開平１−１９１８８０は、
周知の現像電極効果あるいは現像バイアス効果を得るこ
とを目的とするものであり、具体的には、導電層の体積
抵抗率を１０⁹（Ω・ｃｍ）以下としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】少なくとも弾性層を有
する現像剤担持体としては、潜像担持体に接触するため
硬度が極めて低いこと、現像剤担持体は局部的な圧縮変
形及び変形からの回復を繰り返すため圧縮永久歪が極め
て小さいことが要求される。さらに、潜像担持体とニッ
プを確保しつつ安定的に接触させるために、小偏心、高
真円度な現像剤担持体の形成が容易であり、また、安定
した現像剤搬送を行うために、現像剤担持体の表面粗さ
の制御が容易であること、すなわち、現像剤担持体の加
工が容易であること等が要求される。しかし、現像剤担
持体が極めて低硬度の弾性体により構成される場合は、
現像剤担持体表面の研磨等の加工が困難であり、さら
に、弾性体として圧縮永久歪が小さい材料は極めて限定
されるという問題がある。

【０００５】少なくとも弾性層を有する現像剤担持体に
おいて、画像濃度を確保し、さらに、細線及び網点の再
現性が良好な、高解像度の画像形成を可能とするために
は、現像剤担持体が導電性であることが要求される。し
かし、導電性を付与するために、多量の導電性粒子を添
加することにより、現像剤担持体の弾性が失われ、潜像
担持体と現像剤担持体が充分なニップを確保することが
不可能となるという問題がある。現像剤担持体の弾性を
維持しつつ、導電性粒子を添加するためには、可塑剤
（例えば、ステアリン酸、ヒマシ油等の脂肪油系、パイ
ンタール等の松根油系、パラフィン等の石油系、クマロ
ン・インデン樹脂等のコールタール系、ＤＯＰ等の合成
樹脂系、シリコーンオイル、フッ素オイル等）を多量に
添加することが不可欠であるが、可塑剤が徐々に現像剤
担持体表面に滲み出すことにより、現像剤担持体の弾性
が失われ、潜像担持体と現像剤担持体がニップを確保し
つつ、安定的に接触することが不可能となり、また、潜
像担持体や現像剤に可塑剤が移行し、潜像担持体の劣化
（潜像担持体表面において潜像担持体を構成する樹脂が
可塑剤により膨潤あるいは溶解することによる軟化。潜
像担持体表面に付着した可塑剤が現像剤を構成する樹脂
を膨潤あるいは溶解することにより軟化した現像剤が潜
像担持体へ付着あるいはフィルミング。可塑剤が潜像担
持体に浸透することによる潜像担持体の抵抗低下に起因
する潜像の乱れやコントラスト低下等。また、潜像担持
体が感光体である場合には、ホールあるいは電子である
キャリアの移動の阻害による潜像担持体の光感度の低下
による潜像のコントラストの低下等。）、現像剤の軟化
・凝集、現像剤担持体への現像剤のフィルミングが生じ
るという問題がある。

【０００６】また、導電性の弾性層は、一般的に、導電
性粒子を分散させた弾性材料を金型に流し込み、硬化
（発泡体の場合は同時に発泡）させることにより形成さ
れるが、導電性粒子の分散ムラや金型に流し込む場合の
ムラ（例えば、複数の流し込み口から金型に弾性材料を
流し込んだ場合に別々の流し込み口から流し込まれた弾
性材料が金型内部で形成する界面等のムラ）により、弾
性層の抵抗が部分的にバラツキを生じ、その結果、現像
剤担持体に現像バイアスを印加した際に、現像剤担持体
の軸方向（長手方向）に不均一な現像電界が形成され、
画像に濃度ムラが生じるという問題がある。さらに、弾
性層の抵抗は、一般的に、外圧による弾性層の変位量や
湿度に影響され、例えば、現像剤担持体を潜像担持体に
一定の圧力で接触させながら現像を行う場合、温度変化
に応じて弾性層の硬度が変動することにより、現像剤担
持体と潜像担持体の接触部分における現像剤担持体に変
位量が変化することで、現像剤担持体の抵抗が変化し、
その結果、画像濃度が不安定となる等の問題がある。

【０００７】本発明の現像装置は、少なくとも弾性層を
有する現像剤担持体において、弾性層外周面をチューブ
により被覆することにより、上記の問題である、弾性層
を有する現像剤担持体の表面の加工性を改善するもので
ある。弾性層外周面の被覆手段として周知の方法として
は、塗装による塗膜の形成が挙げられるが、弾性層が表
面に開放孔を有する発泡体である場合には、弾性層表面
の開放孔において塗膜が形成されなかったり、塗料の弾
性層内部への浸入により弾性層が硬化したりするという
問題があるが、本発明においては、弾性層外周面をチュ
ーブにより被覆することにより、弾性層が表面に開放孔
を有する発泡体である場合においても、弾性層外周面を
完全に被覆することが可能である。

【０００８】さらに、本発明の現像装置は、現像剤担持
体の構成を弾性及び導電性について機能分離することに
より、上記の問題を改善するものであり、弾性層外周面
に導電層を形成された構成の現像剤担持体であり、前記
弾性層の外周面をチューブにより被覆し、前記チューブ
を導電層として機能させるものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の現像装置は、弾
性層中の可塑剤の現像剤担持体表面への滲み出しを防止
するものであり、そのためには、前記チューブを導電層
として機能させるために前記チューブに添加される導電
性粒子の吸油性及び添加量を管理することが必要である
ことを明らかにしたものであり、前記チューブが少なく
とも導電性粒子を含み、かつ、前記導電性粒子のＤＢＰ
（フタル酸ジブチル）吸油量Ｏab（ｍｌ/100ｇ）と前記
チューブ中の前記導電性粒子の含有率ｗ（重量％）が
式：Ｏab×ｗ²≦８×１０⁴ を満足し、かつ、充分な画像濃度及び良好な細線再現性
を得るためには、現像剤担持体における前記弾性層の外
周面を被覆し導電層として機能する前記チューブの体積
抵抗率のみならず、前記チューブの厚さも管理すること
が必要不可欠であることを明らかにしたものであり、少
なくとも弾性層を有する現像剤担持体において、前記弾
性層の外周面がチューブにより被覆され、前記チューブ
の体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）と厚さｄ（ｃｍ）の積ρ×
ｄ（Ω・ｃｍ²）が式： ρ×ｄ≦２×１０⁶ を満足し、かつ、前記チューブの体積抵抗率ρ（Ω・ｃ
ｍ）が式： ρ≦１×１０⁹ を満足し、かつ、弾性層の抵抗の部分的バラツキや環境
による画像濃度の変動を改善するものであり、弾性層の
抵抗バラツキや環境に依存せず、画像濃度を安定的に維
持するためには、前記弾性層及び前記チューブの体積抵
抗率の両方を管理する必要があることを明らかにしたも
のであり、前記チューブの体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）と
前記弾性層の体積抵抗率ρe（Ω・ｃｍ）が式：０＜ｌｏｇ（ρe／ρ）を満足することを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【作用】本発明の現像装置によれば、体積抵抗率ρ（Ω
・ｃｍ）と厚さｄ（ｃｍ）の積ρ×ｄ（Ω・ｃｍ²）が
式： ρ×ｄ≦２×１０⁶ を満足し、かつ、体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）が式： ρ≦１×１０⁹ を満足するチューブにより弾性層の外周面を被覆する構
成の現像剤担持体により、前記チューブが導電層として
機能するため、周知の現像電極効果により、良好な細線
再現性が得られる。また、前記チューブが絶縁層の場合
は、現像剤担持体と現像剤、弾性ブレード等の現像剤搬
送量規制部材あるいは潜像担持体との摩擦帯電等によ
り、現像剤担持体が経時的に電荷を蓄積し、現像剤担持
体・潜像担持体間に印加される現像バイアスの実効値が
減少し、画像濃度が低下してしまうが、本発明の現像装
置によれば、現像剤担持体の前記チューブが導電層とし
て機能するため、現像剤担持体が電荷を蓄積することが
無く、したがって、現像バイアスの実効値が一定に維持
されるため、画像濃度を長期間安定させることが可能と
なる。また、本発明の現像装置によれば、現像剤担持体
の（導電層として機能する）前記チューブが比較的高抵
抗である場合には、前記チューブの厚さを薄くすること
により、現像剤担持体・潜像担持体間に印加される現像
バイアスによる現像剤担持体・潜像担持体間の現像電流
の時定数を充分に小さくし、潜像を現像する現像剤量を
充分に確保することが可能となり、したがって、画像濃
度の高い画像を形成することが可能となる。

【００１３】また、本発明の現像装置によれば、現像剤
担持体の前記チューブの体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）及び
前記弾性層の体積抵抗率ρe（Ω・ｃｍ）について、
式：０＜ｌｏｇ（ρe／ρ）を満足させることにより、例えば、現像剤担持体を構成
するシャフト等の基体から現像バイアスを印加する場
合、印加された現像バイアスは、弾性層における低抵抗
部あるいは最短経路を通じて弾性層外周面を被覆し導電
層として機能するチューブに達し、さらに、チューブを
通じて速やかに現像剤担持体の軸方向に均一な現像バイ
アスが印加されることとなり、その結果、弾性層の製造
上の欠陥による部分的な抵抗のバラツキや温度、湿度等
の環境の変動による弾性層の抵抗の変動には影響されず
に、現像剤担持体の軸方向に均一な現像電界を形成し、
さらに、画像濃度ムラの無い画像を安定して形成するこ
とが可能となる。尚、チューブに直接的に現像バイアス
を印加した場合も同様である。

【００１４】また、本発明の現像装置によれば、現像剤
担持体の前記チューブに含まれる導電性粒子のＤＢＰ吸
油量Ｏab（ｍｌ/100ｇ）及び前記チューブ中の前記導電
性粒子の含有率（重量％）について、式：Ｏab×ｗ²≦８×１０⁴ を満足させることにより、弾性層に含まれる可塑剤がチ
ューブ内部の導電性粒子を伝わって、現像剤担持体表面
に滲み出すことを防止し、長期間安定して画像を形成す
ることが可能となる。

【００１５】以下、実施例により本発明の詳細を示す。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の現像装置における現像剤担
持体の断面概略図である。

【００１７】現像剤担持体２は、シャフト等の基体３の
外周に弾性層４、チューブ５を順にそれぞれ同心円状に
配設したものである。

【００１８】弾性層４としては、公知のゴム、エラスト
マー、発泡体を形成可能なプラスチック材料を使用する
ことが可能である。例えば、天然ゴム、スチレン・ブタ
ジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリ
ルゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、エチレン
・プロピレンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エピク
ロルヒドリンゴム、スチロール樹脂、塩化ビニル、ポリ
ウレタン、フェノール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエチレン、メタクリル樹脂等を適用することが
可能である。尚、弾性層４を構成する弾性体のゴム硬度
（JIS-A）は、６０（゜）以下であることが望ましい。
また、チューブ５と弾性層４の密着性を充分に確保する
ために、また、弾性層４の表面の凹凸に起因するチュー
ブ５被覆後の現像剤担持体２の表面の凹凸を防止するた
めに、弾性層４に発泡体を使用する場合には、発泡体表
面にスキン層が形成されていることが望ましい。

【００１９】チューブ５を構成する樹脂としては、ポリ
アミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、
ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリフ
ッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン・フッ化プロピレン
共重合体、ニトリル・ブタジエンゴム、塩化ビニル、ポ
リカーボネート等が挙げられる。尚、チューブを構成す
る樹脂としては、ポリウレタン、ポリアミドが特に望ま
しい。チューブを構成する樹脂をポリウレタンあるいは
ポリアミドとすることにより、導電性粒子の分散性が良
好であるため、極めて低い体積抵抗率のチューブを作製
することが可能であり、また、耐オゾン性、耐摩耗性等
に優れたチューブを作製することが可能であり、また、
接着加工性が良好であるため、磁界発生層、現像剤付着
防止層、帯電制御層等の機能層をさらにチューブの外周
に形成することが極めて容易であり、また、導電性粒子
以外の添加物を溶解・分散することも容易であり、帯電
制御剤や磁性粉等を添加することにより、チューブ自身
に導電性以外の機能を付加することも極めて容易であ
る。

【００２０】チューブ５を構成する導電性粒子として
は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｐｔ、ステンレ
ス、ＳｎＯ₂、ＩｎＯ、カーボンブラック等が挙げられ
る。

【００２１】尚、本発明の現像装置に使用される現像剤
担持体は、上記の構成及び材料に限定されるものではな
く、例えば、現像剤担持体の構成としては、弾性層４と
チューブ５の間、あるいは、チューブ５の外周面に接着
層、表面保護層等の機能層があってもよく、また、チュ
ーブ５に導電性以外の、例えば、磁界発生、帯電制御等
の機能を付加すること目的として、磁性粉、帯電制御剤
等が添加されてあってもよい。

【００２２】（実施例１〜５）実施例１〜５において
は、チューブ５中の導電性粒子の添加量ｗを変化させる
ことによりチューブ５の体積抵抗率ρを変化させるとと
もに、それぞれの体積抵抗率ρのチューブ５について、
その膜厚を変化させた。

【００２３】ゴム硬度（JIS-A）２０（゜）、体積抵抗
率９×１０⁹（Ω・ｃｍ）のシリコーンゴムのスキン層
付き発泡体を弾性層４とし、表１に示す体積抵抗率ρ
（Ω・ｃｍ）及び膜厚ｄ（ｃｍ）のチューブ５を弾性層
４に被覆した構成の直径２０（ｍｍφ）の現像剤担持体
２を作製した。

【００２４】チューブ５は塩化ビニル中にＤＢＰ吸油量
１１４（ｍｌ/100ｇ）のカーボンブラックを分散させた
熱収縮チューブである。表１にカーボンブラックの添加
量ｗ（重量％）を示す。

【００２５】熱収縮前のチューブ５の内径は、２２（ｍ
ｍφ）であり、熱収縮前のチューブ５内部に弾性層４を
挿入した後、環境を減圧し、さらに１００（℃）に加熱
することにより、チューブ５を弾性層４に被覆し、現像
剤担持体２を作製した。

【００２６】尚、表１中の体積抵抗率ρ、膜厚ｄはチュ
ーブ５を熱収縮により弾性層４に被覆させた後の値（測
定環境：温度２５（℃）、湿度５０（％RH））である。

【００２７】

【表１】

【００２８】図２は、少なくとも弾性層を有する現像剤
担持体を使用し、現像剤を潜像担持体に接触し現像する
現像装置の断面概観図である。

【００２９】本実施例においては、本発明の特徴である
現像剤担持体２を図２に示される現像装置に使用して画
像の形成を行った。尚、本発明の現像装置は、図２に示
される現像装置において、現像剤担持体２以外の構成要
素に限定されるものではない。

【００３０】現像剤担持体２に保持された現像剤１は、
金属や樹脂で構成される薄板状の弾性ブレード７で均一
に薄層化され、現像剤担持体２の回転によって、支持電
極８上に静電像保持層９を形成した潜像担持体１０と現
像剤担持体２とが現像剤１を介して接触している現像領
域まで搬送される。

【００３１】さらに、現像剤１は、潜像担持体１０の電
位コントラスト及び、現像バイアス印加手段１１によ
り、潜像担持体１０の支持電極８と現像剤担持体２の基
体３に印加されたバイアスにより形成される現像電界に
応じて、潜像担持体１０に付着し静電潜像が顕像化され
る。尚、本実施例においては、基体３はステンレス製シ
ャフトとした。また、本実施例においては、現像電界を
形成するためのバイアスを基体３に印加したが、弾性ブ
レード７をリン青銅等の導電性材料により構成し、弾性
ブレード７にバイアスを印加することも可能である。
尚、本実施例において、現像剤１は、１成分非磁性トナ
ーである。

【００３２】本実施例１〜５の現像剤担持体２を使用し
て、潜像担持体１０上に形成されたライン潜像及びソリ
ッド潜像の現像を行った結果（環境：温度２５（℃）、
湿度５０（％RH））を表２に示す。

【００３３】表２中、「画像濃度」は初期のソリッド画
像の画像濃度である。また、「ライン画像」は、つぶれ
やカスレが無く形成されたライン画像の解像度（ＤＰ
Ｉ）である。尚、本実施例における最も解像度の高いラ
イン画像のパターンは６００ＤＰＩである。また、「濃
度変化」は、Ａ４サイズ紙１００枚相当の画像を連続し
て形成した場合のソリッド画像における画像濃度の変化
量である。尚、画像濃度（ＯＤ値）は、マクベス反射濃
度計により測定した。

【００３４】表２中、「評価」における◎は、画像濃度
１．５以上、再現可能なライン画像６００ＤＰＩ、濃度
変化±０．０５未満をすべて満たす場合を示す。また、
○は、画像濃度１．４以上、再現可能なライン画像６０
０ＤＰＩ、濃度変化±０．１未満をすべて満たす場合を
示す。また、△は、画像濃度１．４未満、６００ＤＰＩ
のライン画像再現不可、濃度変化０．１以上のいずれか
を満たす場合を示す。また、×は、画像濃度１．４未
満、６００ＤＰＩのライン画像再現不可、濃度変化０．
１以上のすべてを満たす場合を示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】上記に示されるように、本実施例において
は、潜像担持体１０上に６００ＤＰＩのライン画像がつ
ぶれることなく形成され、また、ＯＤ値１．４以上の高
濃度なソリッド画像を形成することができた。さらに、
Ａ４サイズ紙１００枚相当の画像を連続して形成した
が、潜像担持体１０上に６００ＤＰＩのライン画像はつ
ぶれることなく形成され、また、ソリッド画像における
画像濃度の低下は０．１以下であり、画像を安定して形
成することができた。

【００３７】（比較例１〜５）比較例１〜５は、実施例
１〜５に対応するものであり、比較例１〜５において
は、チューブ５中の導電性粒子の添加量ｗを変化させる
ことによりチューブ５の体積抵抗率ρを変化させるとと
もに、それぞれの体積抵抗率ρのチューブ５について、
その膜厚を変化させた。

【００３８】実施例１〜５同様に、表３に示すカーボン
ブラック添加量ｗ（重量％）、体積抵抗率ρ（Ω・ｃ
ｍ）及び膜厚ｄ（ｃｍ）のチューブ５を弾性層４に被覆
した構成の直径２０（ｍｍφ）の現像剤担持体２を作製
した。

【００３９】

【表３】

【００４０】実施例１〜５同様に、本比較例の現像剤担
持体２を図２に示される現像装置に使用して画像の形成
を行った結果を表４に示す。尚、表４は表２に対応する
ものである。

【００４１】

【表４】

【００４２】上記のように、比較例１〜４においては、
潜像担持体１０上に６００ＤＰＩのライン画像は目視で
識別不能であり、ライン画像の再現性は不良であった。
比較例１，２においては、ソリッド画像におけるＯＤ値
は１．２未満であり、画像濃度不足であった。さらに、
Ａ４サイズ紙１００枚相当の画像を連続して形成したと
ころ、比較例１〜５において、ソリッド画像における画
像濃度の低下は０．１以上であり、画像を安定して形成
することが不可能であった。

【００４３】（実施例６〜１５）実施例６〜１５におい
ては、体積抵抗率ρ及び膜厚を変化させたチューブ５を
体積抵抗率ρeを変化させた弾性層４に被覆したもので
ある。

【００４４】ゴム硬度（JIS-A）４０（゜）のクロロプ
レンゴムを弾性層４とする。表５に弾性層４の体積抵抗
率ρe（Ω・ｃｍ）を示す。ただし、本実施例における
クロロプレンゴムは、カーボンブラックを分散させるこ
とにより、導電性を付与しているが、カーボンブラック
をクロロプレンゴム中に分散させる際の混練時間を通常
よりも短時間にしたため、カーボンブラックの分散状態
が不均一となっており、弾性層４の体積抵抗率に局部的
なバラツキが生じている。本実施例の弾性層４の体積抵
抗率の局部的なバラツキは体積抵抗率ρeに対して±約
１０²（Ω・ｃｍ）である。

【００４５】チューブ５はポリエチレンテレフタレート
中にＤＢＰ吸油量１１４（ｍｌ/100ｇ）のカーボンブラ
ックを分散させたチューブである。表３にチューブ５の
体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）カーボンブラックの添加量ｗ
（重量％）を示す。尚、被覆後のチューブ５の膜厚ｄは
３×１０^-3（ｃｍ）である。

【００４６】本実施例においては、チューブ５の内側で
クロロプレンゴムを成形し、融着することにより、チュ
ーブ５を弾性層４に被覆した構成の直径２０（ｍｍφ）
の現像剤担持体２を作製した。

【００４７】表５中の体積抵抗率等の値は、温度２５
（℃）、湿度５０（％RH）における測定値である。

【００４８】

【表５】

【００４９】実施例１〜５同様に、本実施例の現像剤担
持体２を図２に示される現像装置に使用して画像の形成
を行った。本実施例６〜１５の現像剤担持体２を使用し
て、潜像担持体１０上に形成されたライン潜像及びソリ
ッド潜像の現像を行った結果（環境：温度２５（℃）、
湿度５０（％RH））を表６に示す。尚、表６中「濃度ム
ラ」は、ソリッド画像における濃度の最大値と最小値の
差を示す。

【００５０】表６中、「評価」における◎は、画像濃度
１．５以上、濃度ムラ０．０５未満、濃度変化±０．０
５未満をすべて満たす場合を示す。また、○は、画像濃
度１．４以上、濃度ムラ０．１未満、濃度変化±０．１
未満をすべて満たす場合を示す。また、△は、画像濃度
１．４未満、濃度ムラ０．１以上、濃度変化０．１以上
のいずれかを満たす場合を示す。また、×は、濃度ムラ
０．１以上であり、かつ画像濃度１．４未満あるいは濃
度変化０．１以上の少なくとも１つを満たす場合を示
す。

【００５１】

【表６】

【００５２】上記に示すように、本実施例においては、
ＯＤ値１．４以上の高濃度なソリッド画像を形成するこ
とができ、さらに、弾性層４の体積抵抗率ρeの部分的
バラツキによるソリッド画像の濃度ムラは、０．１以下
であった。また、潜像担持体１０上に６００ＤＰＩのラ
イン画像がつぶれることなく形成された。さらに、Ａ４
サイズ紙１００枚相当の画像を連続して形成したが、潜
像担持体１０上に６００ＤＰＩのライン画像はつぶれる
ことなく形成され、また、ソリッド画像における画像濃
度の低下は０．１以下であり、画像を安定して形成する
ことができた。

【００５３】また、さらに、画像形成時の環境を温度１
０（℃）、湿度１０（％RH）として、同様に画像の形成
を行った結果を表７に示す。

【００５４】

【表７】

【００５５】上記に示されるように、画像形成時の環境
を温度１０（℃）、湿度１０（％RH）として、同様に画
像の形成を行った場合においても、画像にほとんど変化
は認められず、細線再現性に優れ、画像濃度の高い、高
品質な画像が形成された。

【００５６】（比較例６〜１０）比較例６〜１０は、実
施例６〜１５に対応するものであり、比較例６〜１０に
おいては、体積抵抗率ρ及び膜厚を変化させたチューブ
５を体積抵抗率ρeを変化させた弾性層４に被覆したも
のである。

【００５７】本比較例においては、実施例６〜１５同様
に、表８に示すカーボンブラック添加量ｗ（重量％）、
体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）のチューブ５を表８に示す体
積抵抗率ρe（Ω・ｃｍ）の弾性層４に被覆した構成の
直径２０（ｍｍφ）の現像剤担持体２を作製した。尚、
被覆後のチューブ５の膜厚ｄは３×１０^-3（ｃｍ）であ
る。

【００５８】また、弾性層４は、実施例６〜１５と同様
にして作製された、カーボンブラックを分散させること
により導電性を付与したクロロプレンゴムであり、カー
ボンブラックの分散状態が不均一であるために、弾性層
４の体積抵抗率に局部的なバラツキが生じており、その
体積抵抗率の局部的なバラツキは体積抵抗率ρeに対し
て±約１０²（Ω・ｃｍ）である。

【００５９】

【表８】

【００６０】実施例６〜１５同様に、本比較例の現像剤
担持体２を図２に示される現像装置に使用して、潜像担
持体１０上に形成されたライン潜像及びソリッド潜像の
現像を行った結果（環境：温度２５（℃）、湿度５０
（％RH））を表９に示す。尚、表９は表６に対応するも
のである。

【００６１】

【表９】

【００６２】上記に示すように、潜像担持体１０上のソ
リッド画像は、弾性層４を構成するクロロプレンゴムの
成型時のムラに起因する抵抗値のばらつきに応じて、画
像に濃淡が生じ、そのＯＤ値の差は０．１以上であっ
た。

【００６３】（実施例１６〜３１）実施例１６〜３１に
おいては、ＤＢＰ吸油量Ｏabの異なる導電性粒子を含有
率ｗを変化させながら添加したチューブ５を弾性層４に
被覆したものである。

【００６４】弾性層４を表１０に示す弾性体によりそれ
ぞれ作製し、表１１に示すチューブ５を被覆し、直径２
０（ｍｍφ）の現像剤担持体２を作製した。

【００６５】

【表１０】

【００６６】チューブ５はポリウレタン中に表１１に示
されるＤＢＰ吸油量Ｏab（ｍｌ/100ｇ）の導電性粒子を
分散させた熱収縮チューブである。表１１にチューブ５
の導電性粒子の含有率ｗ（重量％）、体積抵抗率ρ（Ω
・ｃｍ）を示す。

【００６７】熱収縮前のチューブ５の内径は、２２（ｍ
ｍφ）であり、熱収縮前のチューブ５内部に弾性層４を
挿入した後、環境を減圧し、さらに１００（℃）に加熱
することにより、チューブ５を弾性層４に被覆し、現像
剤担持体２を作製した。

【００６８】尚、表１１中の体積抵抗率ρはチューブ５
を熱収縮により弾性層４に被覆させた後の値（測定環
境：温度２５（℃）、湿度５０（％RH））である。

【００６９】また、チューブ５の膜厚ｄは、チューブ５
を熱収縮により弾性層４に被覆させた後の値（測定環
境：温度２５（℃）、湿度５０（％RH））であり、膜厚
ｄ＝２×１０^-3（ｃｍ）である。

【００７０】

【表１１】

【００７１】実施例１〜５同様に、本実施例の現像剤担
持体２を図２に示される現像装置に使用して、潜像担持
体１０上に形成された６００ＤＰＩのライン潜像及びソ
リッド潜像の現像を行った（環境：温度２５（℃）、湿
度５０（％RH））ところ、潜像担持体１０上に６００Ｄ
ＰＩのライン画像がつぶれることなく形成され、また、
ＯＤ値１．４以上のソリッド画像を形成することができ
た。さらに、Ａ４サイズ紙１０００枚相当の画像を連続
して形成させたが、画像に変化は認められなかった。

【００７２】また、画像形成時の環境を温度５０
（℃）、湿度８０（％RH）として、同様に画像の形成を
行ったが、画像に変化は認められなかった。さらに、Ａ
４サイズ紙１０００枚相当の画像を連続して形成させた
が、画像に変化は認められなかった。

【００７３】（比較例１１〜２１）比較例１１〜２１
は、実施例１６〜３１に対応するものであり、比較例１
１〜２１においては、ＤＢＰ吸油量Ｏabの異なる導電性
粒子を含有率ｗを変化させながら添加したチューブ５を
弾性層４に被覆したものである。

【００７４】実施例１６〜３１において使用した弾性体
Ａ〜Ｄに、実施例１６〜３１同様に作製したチューブ５
を弾性層４に被覆し、直径２０（ｍｍφ）の現像剤担持
体２を作製した。

【００７５】本比較例におけるチューブ５は熱収縮チュ
ーブであり、表１２に本比較例におけるチューブ５に添
加した導電性粒子のＤＢＰ吸油量Ｏab（ｍｌ/100ｇ）、
チューブ５における導電性粒子の含有率ｗ（重量％）、
体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）を示す。尚、膜厚ｄ＝２×１
０^-3（ｃｍ）である。また、本比較例においては、導電
性粒子として、カーボンブラックを使用した。

【００７６】

【表１２】

【００７７】実施例１６〜３１同様に、本比較例の現像
剤担持体２を図２に示される現像装置に使用して、潜像
担持体１０上に形成されたライン潜像及びソリッド潜像
の現像を行った。

【００７８】本比較例においては、実施例１６〜３１同
様に、画像形成時の環境を温度２５（℃）、湿度５０
（％RH）及び温度５０（℃）、湿度８０（％RH）とし
て、それぞれの環境下において、Ａ４サイズ紙１０００
枚相当の画像を連続して形成させた。

【００７９】画像形成時の環境を温度２５（℃）、湿度
５０（％RH）として、画像形成を行った結果、画像形成
１回目においては、潜像担持体１０上に６００ＤＰＩの
ライン画像がつぶれることなく形成され、また、ＯＤ値
１．４以上のソリッド画像を形成することが可能であっ
たが、比較例１１〜１５においては、Ａ４サイズ紙９０
０枚相当の画像を形成した時点で、ソリッド画像に点状
の画像抜けが認められ、９００枚以後は急速に画像抜け
の数量が増大し、１０００枚相当の画像を形成した時点
では、ソリッド画像１（ｃｍ²）当り１箇所以上の画像
抜けが認められた。また、比較例１６、１７、１９、２
０においては、Ａ４サイズ紙５００枚相当の画像を形成
した時点で、ソリッド画像に点状の画像抜けが認めら
れ、以後は急速に画像抜けの数量が増大し、１０００枚
相当の画像を形成した時点では、ソリッド画像１（ｃｍ
²）当り４箇所以上の画像抜けが認められた。また、比
較例１８、２１においては、Ａ４サイズ紙３００枚相当
の画像を形成した時点で、ソリッド画像に点状の画像抜
けが認められ、以後は急速に画像抜けの数量が増大し、
１０００枚相当の画像を形成した時点では、ソリッド画
像１（ｃｍ²）当り１０箇所以上の画像抜けが認められ
た。

【００８０】さらに、本比較例においては、実施例１６
〜３１同様に、画像形成時の環境を温度５０（℃）、湿
度８０（％RH）として、画像形成を行ったところ、比較
例１１〜１５においては、画像形成１回目においては、
潜像担持体１０上に６００ＤＰＩのライン画像がつぶれ
ることなく形成され、また、ＯＤ値１．４以上のソリッ
ド画像を形成することが可能であったが、Ａ４サイズ紙
４００枚相当の画像を形成した時点で、ソリッド画像に
点状の画像抜けが認められ、以後は急速に画像抜けの数
量が増大し、１０００枚相当の画像を形成した時点で
は、ソリッド画像１（ｃｍ²）当り５箇所以上の画像抜
けが認められた。また、比較例１６、１７、１９、２０
においては、画像形成１回目から、ソリッド画像に点状
の画像抜けが認められ、画像形成とともに急速に画像抜
けの数量が増大し、１０００枚相当の画像を形成した時
点では、ソリッド画像１（ｃｍ²）当り２０箇所以上の
画像抜けが認められた。また、比較例１８、２１におい
ては、画像形成１回目から、現像剤が非画像部へ線状
（現像剤担持体の軸方向）に付着しており、さらに、ソ
リッド画像には画像抜けが認められた。非画像部への線
状の現像剤付着は、現像装置停止時に現像剤担持体が潜
像担持体に接触していた部分であり、潜像担持体の当該
部分に常に現像剤が付着することにより発生したもので
あった。また、ソリッド画像における画像抜けは、画像
形成とともに急速に数量が増大し、１０００枚相当の画
像を形成した時点では、ソリッド画像１（ｃｍ²）当り
３０箇所以上の画像抜けが認められた。

【００８１】尚、画像抜けが発生した時の現像剤担持体
２表面には現像剤担持体２の弾性層４に含まれる可塑剤
である、エチレングリコール、ファクチース、ＤＯＰに
より軟化した現像剤の付着（フィルミング）が認められ
た。また、非画像部の現像剤付着が発生した時の潜像担
持体１０２表面には現像剤担持体２の弾性層４に含まれ
る可塑剤である、エチレングリコール、ファクチース、
ＤＯＰの付着が認められた。

【００８２】（実施例３２、３３）実施例３２、３３に
おいては、チューブ５を構成する樹脂を変化させた。

【００８３】本実施例においては、ゴム硬度（JIS-A）
２０（゜）、体積抵抗率ρeが１０⁹（Ω・ｃｍ）のシリ
コーンゴムのスキン層を有する発泡体を弾性層４とす
る。

【００８４】チューブ５は導電性粒子としてＤＢＰ吸油
量Ｏabが１１４（ｍｌ/100ｇ）であるカーボンブラック
を分散させた熱収縮チューブである。

【００８５】本実施例においては、チューブ５を弾性層
４に被覆し、直径２０（ｍｍφ）の現像剤担持体２を作
製した。

【００８６】熱収縮前のチューブ５の内径は、２２（ｍ
ｍφ）であり、熱収縮前のチューブ５内部に弾性層４を
挿入した後、環境を減圧し、さらに１００（℃）に加熱
することにより、チューブ５を弾性層４に被覆し、現像
剤担持体２を作製した。

【００８７】チューブ５を構成する樹脂、チューブ５の
体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）を表１３に示す。尚、表１３
中の体積抵抗率ρはチューブ５を熱収縮により弾性層４
に被覆させた後の値（測定環境：温度２５（℃）、湿度
５０（％RH））である。また、チューブ５の膜厚ｄは、
チューブ５を熱収縮により弾性層４に被覆させた後の値
（測定環境：温度２５（℃）、湿度５０（％RH））であ
り、膜厚ｄ＝２×１０^-3（ｃｍ）である。

【００８８】

【表１３】

【００８９】実施例１〜５同様に、本実施例の現像剤担
持体２を図２に示される現像装置に使用して、潜像担持
体１０上に形成されたライン潜像及びソリッド潜像の現
像を行った（環境：温度２５（℃）、湿度５０（％R
H））ところ、潜像担持体１０上に６００ＤＰＩのライ
ン画像がつぶれることなく形成され、また、実施例３２
におけるソリッド画像の画像濃度は１．５４、実施例３
２におけるソリッド画像の画像濃度は１．５１であり、
高濃度なソリッド画像を形成することができた。

【００９０】さらに、Ａ４サイズ紙１００００枚相当の
画像を連続して形成させたが、画像に変化は認められな
かった。また、現像剤担持体２にも、傷、表面の研磨等
の変化は認められなかった。

【００９１】また、現像剤担持体２をオゾン濃度５ｐｐ
ｍの環境中に２４時間放置したが、現像剤担持体２に変
化は認められなかった。

【００９２】（実施例３４）本実施例においては、チュ
ーブ５表面にさらに機能層として磁界発生層を形成した
現像剤担持体の例を示す。

【００９３】図３は、本実施例における現像剤担持体の
断面概略図である。

【００９４】現像剤担持体２は、シャフト等の基体３の
外周に弾性層４、チューブ５、磁界発生層６を順にそれ
ぞれ同心円状に配設したものである。

【００９５】本実施例においては、ゴム硬度（JIS-A）
４０（゜）、体積抵抗率ρeが１０⁶（Ω・ｃｍ）のシリ
コーンゴムを弾性層４とする。

【００９６】本実施例におけるチューブ５は実施例３２
と同様にして作製した、ポリウレタンにカーボンブラッ
クを分散させた熱収縮チューブである。

【００９７】チューブ５に分散させたカーボンブラック
のＤＢＰ吸油量Ｏabは、１１４（ｍｌ/100ｇ）である。
また、チューブ５を熱収縮により弾性層４に被覆させた
後の、チューブ５の体積抵抗率ρは、３×１０²（Ω・
ｃｍ）、膜厚ｄは、２×１０^-3（ｃｍ）である（測定環
境：温度２５（℃）、湿度５０（％RH））。

【００９８】本実施例における熱収縮前のチューブ５の
内径は、２２（ｍｍφ）であり、熱収縮前のチューブ５
内部に弾性層４を挿入した後、環境を減圧し、さらに１
００（℃）に加熱することにより、チューブ５を弾性層
４に被覆した。さらに、チューブ５外周面に磁性粉、カ
ーボンブラック、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体及び
ポリウレタンから構成される磁界発生層６を形成し、直
径約２０（ｍｍφ）の現像剤担持体２とした。尚、本実
施例の磁界発生層６における磁性粉はＣｏ被着酸化鉄で
あり、磁界発生層における含有率は６０（重量％）、体
積抵抗率は、１×１０²（Ω・ｃｍ）、膜厚ｄは、約２
０（ｃｍ）である。また、磁界発生層は、磁性粉、導電
性粒子及び結着用樹脂をメチルエチルケトン、トルエン
等からなる混合有機溶媒に溶解・分散した磁性塗料をロ
ーラーコーティング装置により塗布し、さらに、硬化・
乾燥させることにより作製した。

【００９９】本実施例においては、本発明の特徴である
現像剤担持体２を図４に示される現像装置に使用して画
像の形成を行った。尚、本発明の現像装置は、図４に示
される現像装置において、現像剤担持体２以外の構成要
素に限定されるものではない。

【０１００】現像剤担持体２に保持された現像剤１は、
磁性もしくは非磁性の金属や樹脂で構成される薄板状の
弾性ブレード７で均一に薄層化され、現像剤担持体２の
回転によって、支持電極８上に静電像保持層９を形成し
た潜像担持体１０と現像剤担持体２とが現像剤１を介し
て接触している現像領域まで搬送される。尚、本実施例
における現像剤１は、１成分磁性現像剤である。

【０１０１】さらに、現像剤１は、潜像担持体１０の電
位コントラスト及び、現像バイアス印加手段１１によ
り、潜像担持体１０の支持電極８と現像剤担持体２の基
体３に印加されたバイアスにより形成される現像電界に
応じて、潜像担持体１０に付着し静電潜像が顕像化され
る。尚、本実施例においては、基体３はステンレス製シ
ャフトとした。

【０１０２】本実施例の現像剤担持体２を使用して、潜
像担持体１０上に形成された６００ＤＰＩのライン潜像
及びソリッド潜像の現像を行った（環境：温度２５
（℃）、湿度５０（％RH））ところ、潜像担持体１０上
に６００ＤＰＩのライン画像がつぶれることなく形成さ
れ、また、ＯＤ値１．５８の高濃度なソリッド画像を形
成することができた。さらに、Ａ４サイズ紙１００枚相
当の画像を連続して形成したが、潜像担持体１０上に６
００ＤＰＩのライン画像はつぶれることなく形成され、
また、ソリッド画像における画像濃度の低下は０．０３
であり、画像を安定して形成することができた。

【０１０３】（実施例３５）本実施例においては、チュ
ーブ５に導電性以外の機能を付加した例として、チュー
ブ５が磁界発生層としても機能する現像剤担持体の例を
示す。

【０１０４】本実施例においては、実施例３４同様の弾
性層４を使用する。

【０１０５】本実施例におけるチューブ５は実施例３３
と同様にして作製した、ポリアミドにＤＢＰ吸油量Ｏab
１１４（ｍｌ/100ｇ）のカーボンブラックを導電性粒子
として分散させた熱収縮チューブであるが、本実施例に
おいては、さらに、Ｃｏ被着酸化鉄を磁性粉として分散
させている。尚、チューブ５における磁性粉の含有率は
５０（重量％）である。

【０１０６】また、チューブ５を熱収縮により弾性層４
に被覆させた後の、チューブ５の体積抵抗率ρは、３×
１０⁴（Ω・ｃｍ）、膜厚ｄは、２×１０^-3（ｃｍ）で
ある（測定環境：温度２５（℃）、湿度５０（％R
H））。

【０１０７】実施例１〜５同様に、本実施例の現像剤担
持体２を図２に示される現像装置に使用して、潜像担持
体１０上に形成されたライン潜像及びソリッド潜像の現
像を行った（環境：温度２５（℃）、湿度５０（％R
H））ところ、潜像担持体１０上に６００ＤＰＩのライ
ン画像がつぶれることなく形成され、ソリッド画像の画
像濃度は１．５５であり、高濃度なソリッド画像を形成
することができた。尚、本実施例においては、１成分磁
性現像剤を使用した。

【０１０８】以上実施例を述べたが、本発明は以上の実
施例のみならず、広く電子写真等の現像装置、特にプリ
ンタ、複写機、ファクシミリ等の現像装置に応用でき
る。尚、応用可能な現像方法としては、１成分非磁性現
像法、１成分磁性現像法、２成分磁性現像法のいずれも
可能である。ただし、チューブ５による現像電極効果を
最も発揮させるためには、チューブ５を潜像担持体に近
接させることが必要であり、したがって、現像剤を現像
剤担持体上に薄層にして搬送し、潜像担持体に接触し現
像する現像方法が最も望ましい。そのような現像方法と
しては、１成分非磁性または磁性現像剤を使用した接触
現像法が最も適している。

【０１０９】チューブ５の製造方法としては、公知の樹
脂成形方法が適用可能であるが、チューブ成形法として
は最も広範囲に行われている押し出し成形が最も簡便か
つ低コストであり、また、量産性にも優れており、チュ
ーブ５の製造方法として最も望ましい。

【０１１０】また、弾性層４外周面に被膜を形成する方
法としては、チューブによる被覆以外には、塗装による
被膜の形成が公知であり、一般的ではあるが、塗装では
弾性層４が表面にスキン層がない発泡体である場合には
被膜の形成が実用上不可能であり、また、被膜の塗装、
乾燥等に比較的大きな設備を要し、さらに、被膜形成に
要する工程が長いという問題があるが、チューブ被覆に
より弾性層４外周面に被膜を形成する場合は、弾性層４
の構成に関係なく、被覆が可能であり、また、チューブ
５内部で弾性層４を形成することによりチューブ５と弾
性層４の一体成型が可能であり、また、チューブ５を熱
収縮チューブとすることにより短時間かつ単純な加熱処
理のみで被覆が可能であり、低コストかつ簡単な工程
で、現像剤担持体を製造することが可能である。

【０１１１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の現像装置に
おいては、体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）と厚さｄ（ｃｍ）
の積ρ×ｄ（Ω・ｃｍ²）が式： ρ×ｄ≦２×１０⁶ を満足し、かつ、体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）が式： ρ≦１×１０^９を満足するチューブにより弾性層の外周面を被覆する構
成の現像剤担持体を使用することにより、細線の再現性
が良好であり、かつ、ソリッド部分の画像濃度が高い画
像を形成することが可能である。

【０１１２】また、本発明の現像装置においては、前記
チューブの体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）及び前記弾性層の
体積抵抗率ρｅ（Ω・ｃｍ）について、式：０＜ｌｏｇ（ρe／ρ）を満足させることにより、弾性層の製造上の欠陥による
部分的な抵抗のバラツキや温度、湿度等の環境の変動に
よる弾性層の抵抗の変動には影響されずに、現像剤担持
体の軸方向に均一な現像電界を形成し、さらに、画像濃
度ムラの無い画像を安定して形成することが可能とな
る。

【０１１３】また、本発明の現像装置においては、前記
チューブに含まれる導電性粒子のＤＢＰ吸油量Ｏab（ｍ
ｌ/100ｇ）及び前記チューブ中の前記導電性粒子の含有
率（重量％）について、式：Ｏab×ｗ²≦８×１０⁴ を満足させることにより、弾性層に含まれる可塑剤がチ
ューブ内部の導電性粒子を伝わって、現像剤担持体表面
に滲み出すことを防止し、可塑剤による現像剤担持体や
潜像担持体の劣化を防止することにより、長期間安定し
て画像を形成することが可能となる。

【０１１４】上記のように、本発明によれば、高品質な
画像を安定して現像することが可能であり、また、寿命
が極めて長い、現像装置を低コストかつ簡単な工程で製
造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の現像剤担持体の断面概略
図。

【図２】少なくとも弾性層を有する現像剤担持体を使
用し、現像剤を潜像担持体に接触し現像する現像装置の
断面概観図。

【図３】本発明の実施例における現像剤担持体の断面
概略図。

【図４】少なくとも弾性層、磁界発生層を有する現像
剤担持体を使用し、現像剤を潜像担持体に接触し現像す
る現像装置の断面概観図。

【符号の説明】

１現像剤２現像剤担持体３基体４弾性層５チューブ７弾性ブレード８支持電極９静電像保持層１０潜像担持体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも導電性粒子を含む弾性層を有
し、かつ前記弾性層の外周面を導電層により被覆された
現像剤担持体を、潜像担持体上に形成した潜像を顕像化
すべく、前記潜像担持体に接触させる現像装置におい
て、前記導電層が少なくとも導電性粒子を含み、かつ、
前記導電層中の前記導電性粒子のＤＢＰ（フタル酸ジブ
チル）吸油量Ｏab（ｍｌ/100g）と前記導電層中の前記
導電性粒子の含有率ｗ（重量％）が、式：Ｏab×ｗ²
≦８×１０⁴ を満足し、かつ、前記導電層の体積抵抗率ρ（Ω・ｃ
ｍ）と、前記弾性層の体積抵抗率ρe（Ω・ｃｍ）と、
前記導電層の厚さ厚さｄ（ｃｍ）が、 ρ≦１×１０⁹、かつ ρ×ｄ≦２×１０⁶、かつ０＜ｌｏｇ（ρe/ρ）を満足することを特徴とする現像装置。