JPH02259785A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子写真装置や静電記録装置において静電潜
像を可視像化する現像装置に係り、さらに詳しくは一成
分現像剤によって高品位の画像を得ることができる現像
装置に関する。

（従来の技術） 一成分現像剤を用いる現像方法の一つとして、加圧現像
法（Ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）
が知られている。この方法は、静電潜像とトナー粒子も
しくはトナー担持体とを、実質的に零の相対周辺速度で
接触させることを特徴としており（米国特許３．１５２
．０１２号明細書、同３，７３１，１４６号明細書、特
開昭４７−１３０８８号公報、同４７−１３０８９号公
報など）、磁性材料が不要であるため装置の簡素化およ
び小型化が可能であるとともに、トナーのカラー化も容
易であるなど多くの利点を有している。

ところで上記加圧現像法においては、トナー担特休に担
持させた所要のトナーを静電潜像に押圧乃至接触させて
現像を行うため、弾性および導電性を有する現像ローラ
をトナー担持体として用いることが必要となる。特に、
静電潜像保持体が剛体である場合には、これを傷つける
ことを避けるため、現像ローラを弾性体にて構成するこ
とが必須条件となる。また、周知の現像電極効果や現像
バイアス効果を得るためには、現像ローラ表面乃至表面
近傍に導電層を設け、必要に応じてこれにバイアス電圧
を印加することが好ましい。

このような構成の現像ローラの具体例としては、金属性
のローラ基材の表面にフオームラバーもくしはポリウレ
タンフォームのごとき弾性体層を設け、さらに可撓性導
電体層と結着用樹脂中にグラファイト粒子を分散した最
外層とを順次被覆した現像ローラが知られている（特開
昭４７−１３０８８号公報）。すなわち、アルミ処理さ
れたポリエチレンテレフタレートの薄板に水平塗布装置
を用いて、上記のグラファイト−結着樹脂混合物を約２
０μ量の厚さになるように塗布したもので表面層を構成
した現像ローラが知られれている。

また、現像ローラとして、本発明者らは先にポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの
シームレスチューブの外表面に、導電性カーボンを分散
することにより導電化したポリエステル樹脂をコーティ
ングしたチューブの内側に、このチューブの内径よりも
わずかに大きな外径を有する軟質ウレタンフオームを挿
入することにより、作成された弾性および導電性を有す
る現像ローラを提案した。さらに、現像ローラとして、
本発明者らは少なくとも外周表面にポリウレタン樹脂を
主成分とする抵抗値が１０１００ｃｍ以下の導電層を有
し、この導電層の内側にＪＩＳ規格に６３（１１のＡ型
硬度計でΔｐ１定した硬度が４０度以下、好ましくは３
５度以下で、抵抗値が１０Ｉ０Ωｃｍ以下の耐油性ゴム
からなる弾性体層を有する現像ローラを提案した。

また、たとえば特公昭５２−３６４１４号公報には、現
像ローラの表面粗さの画像への影響、すなわち表面が平
滑でないと、画像の白地部の汚れ（カブリ）を生じたり
、ラインがシャープでなくなるなどの問題が生じること
について開示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記現像ローラは弾性体層の条件に注目
したもので、この弾性体層が上記条件を満足しても、現
像ローラの変形が生じ画像に影響を与える場合があった
。つまり、弾性体層のみで変形を少なくした場合、弾性
体層が硬くなってしまい、現像ローラに偏心が生じたと
き、そのような変動をカバーできるだけの現像ニップ幅
を容品に得ることかできなくなり、画像濃度が不均一（
濃度ムラ）となる場合があった。さらに現像ローラの表
面平滑化については、下地を成す弾性体層の表面状態、
つまり材質に適合した形成条件に因っているか否かに影
響されると言う困難な問題があり、製造コストが高かっ
た。

また、現像ローラの耐久性について、弾性体層の上に導
電層を設けた現像ローラの場合、使用中に生じる傷や摩
耗あるいは導電層の剥がれについては、具体的な技術が
開示されておらず、導電層としてどのような耐久性を必
要とするかがわからず、要求される寿命に対して必要以
上に高価な現像ローラとなってしまったり、要求される
寿命が達成されなかったり、製造上の管理が難しく、ロ
フト毎のバラツキが大きくなったりしていた。

本発明は、係る従来技術の課題を解決すべくなされたも
ので、濃度ムラや地力ブリのない高品位の画像が得られ
、かつ長期間の使用においても、長期間の保存後におい
ても、画質の劣化が生じない低価格な製造し易い一成分
現像装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明によれば、現像バイアス電圧が印加されたトナー
担持体の表面にトナー薄層を形成し、このトナー薄層を
静電潜像保持層に接触させることによって静電潜像を可
視像化する現像装置において、前記トナー担持体が、弾
性を有するローラ基体とこのローラ基体の外周面に形成
された可撓性を有する導電体層とを備えており、所定の
測定方法において、圧縮永久歪率が２０％以下である弾
性導電ローラであることを特徴としている。前記トナー
担持体は、弾性を有するローラ基体とこのローラ基体の
外周面に形成された可撓性を有する導電体層とを備えて
おり、前記ローラ基体の表面粗さが２０ｕ　ｍ　Ｒｚ　
（ＪＩＳ　ＢＯ６０１）以下であり、５−０μＴＯＲｍ
ａｘ　（ＪＩＳ　ＢＯ６０１）以下である弾性導電ロー
ラであることが好ましい。

また、前記トナー担持体は、弾性を有するローラ基体と
このローラ基体の外周面に形成された可撓性を有する導
電体層とを備えており、所定の耐摩耗試験の後、前記弾
性導電ローラの表面粗さが１０μｔａ　Ｒｚ　（ＪＩＳ
　ＢＯ３０１）以下であることが好ましい。

さ゛らに、前記トナー担持体は、弾性を有するローラ基
体とこのローラ基体の外周面に形成された可撓性を有す
る導電体層とを備えており、所定の耐摩耗試験の後、前
記弾性導電ローラの抵抗値が１０ａΩ／　（！ＩＪ以下
であることが好ましい。

さらにまた、前記トナー担持体は、弾性を有するローラ
基体とこのローラ基体の外周面に形成された可撓性を有
する導電体層とを備えており、前記ローラ基体と前記導
電体層との所定の測定方法における剥離強度が２０ｇ／
ａｍ以上であることが好ましい。

（作用） 本発明によれば、現像装置の長期使用あるいは長期保存
後であっても、現像ローラを圧縮永久歪率が２０％以下
である弾性導電ローラと設定したことにより、現像ロー
ラの変形に起因する画質の劣化がなく、高品位の画質が
維持できる。

また、ローラ基体の表面粗さが２０μｔｓ　Ｒｚ　ＣＪ
ＩＳＢＯ８０１）以下であり、５０μＩｌ）？ｌｌ１ａ
ｘ　（ＪＩＳ　８０８口１）以下と設定したことにより
、弾性導電ローラ（現像ローラ）は安価にかつ容易に製
造し得るばかりでなく、高品位な画質の現像装置が得ら
れる。

また、所定の摩耗試験後においても弾性導電ローラの表
面粗さが１０μｔ＊　Ｒｚ　（ＪＩＳ　ＢＯ６０１）以
下を維持するものとしているため、現像装置の長期使用
後であっても、表面が傷つきに＜＜、高品位の画質が維
持てきる。

さらに、所定の耐摩耗試験の後、弾性導電ローラの抵抗
値が■０６Ω／Ｃ−以下を維持するものとすることによ
り、現像装置の長期使用後であっても、画像の白地部と
画像部との比に画質が左右されず、高品位の画質が維持
できる。

さらにまた、ローラ基体と導電体層とは剥離強度が２０
ｇ／ｍｍ以上と強固に一体化することで、初期あるいは
長期使用においても、現像ローラの表向層か剥がれず、
高品位の画質が維持できる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る現像装置の要部構成例を断面的に
示すもので、現像装置１は一成分系トナー２を収納する
トナー容器３、前記−成分系トナー２を現像ローラ４上
に供給するトナー供給ローラ５、供給されたトナーを規
制して現像ローラ４上にほぼ均一な厚さにトナー層を形
成するコーティングブレード６、前記トナー層を担持し
て回転する現像ローラ４に対接し表面に形成担持してい
る静電潜像が加視像化される感光体ドラム７、トナー容
器３内のトナー２を攪拌する撹拌子８、前記コーティン
グブレード６を一定の荷重で現像ローラ４に押圧するス
プリング９などで構成されている。

また、前記感光体ドラム７の感光体は、たとえばセレン
系、硫化カドミウム系、酸化亜鉛系、非晶質シリコン系
、有機系のいずれでもよいが、本実施例では有機系感光
体のものを用いた。この感光体ドラム７は、スコロトロ
ン帯電器１０によって均一に負に帯電された後、画像変
調された光ビーム、たとえばレーザビーム１１により露
光され、表面に所要の静電潜像が形成される。この静電
潜像は上記のように現像装置１によって可視像化され、
トナー像が形成される。しかして、前記形成されたトナ
ー像は、転写チャージャー（転写装置）　１２にて像担
持体である転写紙１３に転写され、図示されていない定
着装置にて定着される。ここで、部転写されずに感光体
ドラム７面上に残留したトナーは、クリーニングブレー
ド１４などにより除去される。その後、感光体は除電ラ
ンプ１５による光照射を受けた後、再び帯電器１０によ
って帯電され、前記プロセスが繰返される。

ここで上記のようなプロセスにおける現像装置１による
潜像の可視像化、すなわち現像の原理を説明する。帯電
され露光された感光体（感光ドラム）７の表面電位のう
ち未露光部の電位をＶｏ。

露光部の電位をＶｑとし、直流電源１６により保護抵抗
１７を介して前記現像ローラ４に印加される現像バイア
ス電圧をｖｂとする。また、現像ローラ４の表面電位（
実効現像バイアス）Ｖｃを前記現像バイアス電圧ｖｂに
等しいものとし、静電潜像は負極性に帯電した一成分系
トナーにより反転現像される。この反転現像においては
、一般に、実効現像バイアスＶｅが ｔＶｏ　Ｉ＞ＩＶｃ　Ｉ＞ＩＶｑ　ｌ　　（Ｖｏ、Ｖｅ
、Ｖｑはいずれも負）を満たすように設定し、電位差１
Ｖｅ−Ｖｑｌにより現像を行いつつ、電位差ＩＶｏ−Ｖ
ｅｌによって非画像部へのトナー付着（白地部の汚れ、
いわゆるカブリ）の抑制がなされ、所要の現像が行われ
る。

次に、上記現像装置１の構成乃至要素部品について説明
する。まず、コーティングブレード６は、現像ローラ４
の表面に付着するトナー量を規制するとともに、摩擦帯
電によりトナー粒子にトリボ電荷を付与する役割をする
ので、摩擦帯電し易い材料で構成される。本発明ではト
ナー粒子を負に帯電するため、摩擦帯電序列で正側に位
置する物質、たとえばシリコーンゴム、ポリアミド樹脂
、メラミン・ホルマリン樹脂、ポリウレタンゴム、スチ
レンアクリロニトリル共重合体、羊毛、石英等から選ぶ
のが好ましい。実用上は、長期間に亘って使用してもコ
ーティングブレード６にトナーが固着せず、現像ローラ
４表面に均一なトナー層を形成できるような材質を選ぶ
とよく、本発明者らの実験によると、離型性を有するシ
リコーンゴムを用いた場合、Ａ４紙でｌＯ万枚の印字実
験でもトナーの固着が発生せず、常に均一な厚さのトナ
ー層を形成でき、また、トナー粒子は確実に負に帯電さ
れており、画質の劣化は認められなかった。

また、コーティングブレード６の形状および圧接様式に
ついてもいくつかの選択があり、平板の腹を押圧する方
法、平板のエツジを押圧する方法、平板の端部平面を押
圧する方法などがあり、いずれも適用可能であるが、本
実施例では端部を円弧状とし、円弧部分を押圧する手段
を用いた。この手段によれば、コーティングブレード６
の適正荷重が小さくでき、現像ローラの駆動トルクが小
さくできる。また、現像ローラ上のトナー層厚を均一に
、かつト尤−帯電量を均一に維持できる。

トナー供給ローラ５としては、たとえば、セル数１００
個／２５ｍ＋＊のウレタンフオームが適しており、これ
を導電化処理をしたものは、トナーの静電凝集をほぐし
、より均一なトナー層を形成するので好ましい。その他
、ブラシローラや低硬度ゴムローラも使用しうる。しか
して、このトナー供給ローラ５は、現像ローラ４に対す
る接触深さを０．１〜１．０ｍｍ程度とし、現像ローラ
４の周速の１７４〜２倍程度に設定して回転させること
により、全面黒ベタ現像の場合など、大量にトナーを消
費するときにも所要のトナー供給が可能となる。

次に、現像ローラ４について説明する。現像ローラ４は
第２図に一部切欠して斜視的に示す如く、導電性シャフ
ト４ａを中心軸として順次、弾性を有するローラ基体を
成す弾性体層４ｂ、可撓性を有する導電層４Ｃが同軸的
に配設、構成されており、かつ表面導電層４ｃは、ロー
ラ４の端面側に延設させてシャフト４ａに連接して、ロ
ーラ４表面とシャフト４ａとの間は電気的に導通状態を
保持している。

（第１の実施例） 上記した現像ローラ４において、本実施例では、所定の
測定方法における圧縮永久歪率が２０％以下である現像
ローラを使用した。先ず、第３図を参照して本発明にお
いて規定する圧縮永久歪率の測定方法について説明する
。圧縮永久歪については、ＪＩＳ　Ｋ２ＳＯ３に、その
測定法が記載きれているが、試験片の形状が本実施例と
は一致しないので、本発明においては以下のような現像
ローラを試験片とした現実の使用法に近い簡便な測定法
によっている。つまり、第１図で説明したように、現像
ローラ４はいくつかの部品により押圧されており、未使
用時や長期間保存した場合に、押圧部の変形が弾性回復
せず、いわゆる歪みを生じ、これが大きい場合に歪みの
部分に均一なトナー層が形成できなくなったり、感光ド
ラム７との間に生じる電界が変動したりするために、画
像の劣化をもたらし、ひどい場合には画像に白筋を生じ
てしまう。このような歪みのＡＦ１定は現像装置１を用
いて７１１１１定できればよいが、数値化が難しい。そ
こで、第３図（ａ）に示すように、寸法精度の高いロー
ラ、たとえばステンレス製のローラ１８と、被測定物で
ある現像ローラ４を一定の間隔をおいて並べ、光学系１
９を用いて光学的に間隔を測定する。このとき、両者の
中心距離が一定に保持できるようにし、被測定物をとり
ばすした後も、再度、中心距離をとりはずし前と同じ距
離に保持でき、同じ部分の両者の間隔を光学的に測定で
きるようにした。

第３図（ａ）では、ローラ１８の外径は２０　ｗｍとし
、両者の中心距離は２０．２ｍｍとした。被測定物の精
度がよければ両者の間隔は０．２ｍｍとしてＪＩ１１定
される。

また、被測定物４のシャフト以外の部分の肉厚をｔｏ■
■とする。ここでは、シャフトの外径を８１１ＩＩｉと
したので、ｔｏ＝８ｍ＋ｓである。このように、先にシ
ャフトの外径をｎｊ定しておけば被測定物４の肉厚が測
定される。次に、第３図（ｂ）で示すように、上記によ
り被ｎ１定物４の間隔を測定した（第３図（ａ））部分
を治具２０を用い圧縮する。

この圧縮については、ＪＩＳ　Ｋ８３０１にのっとり、
肉厚ｔｏの２５％を圧縮し、７０℃の環境で２２時間保
持した。このときの肉厚をｔ２とすると、ｔ２−４゜５
龍である。次に、圧縮をやめ、室温で３０分放置し、第
３図（Ｃ）で示すように、圧縮した部分の間隔を光学的
にδ―ｊ定する。このとき、中心距離は第３図（ａ）の
ときと等しく保持する。このときの間隔が０．３關と測
定されれば、このときの肉厚ｔ１はｔ　１　＝５．９　
ｍｍ、となる。しかして、圧縮永久歪率は次式で計算さ
れる。（以下余白）ｔ　　ｏ　　−ｔ　　＋ 圧縮永久歪率−−Ｘ　１００　（％） ｔ　ｏ　−ｔ　２ したがって、上記の例では、ｔｏ＝（ｉ、ｔ＋−５，９
、ｔ　ｓ　−４，５として６．７％となる。

ところで、本発明においては、現像ローラ４の圧縮永久
歪率を２０％以下に選択、設定したことにより、前述の
歪みによる画像の劣化を防止できる。

但し、このときのコーティングブレード６の押圧力は１
０〜ｌＯＤｇ／ｃｎ＋である。押圧力が最も大きい場合
などの条件の変化を考えると、現像ローラ４の圧縮永久
歪率は好ましくは１０％以下がよい。なお、上記では圧
縮のときの温度設定を７０℃としたが、これは運搬時や
保存時の温度を見込んだものであり、もっと高温下に保
持される場合または低温下にさらされる場合にも、前記
圧縮のときの温度設定を適宜選択し本測定法で測定し得
る。本発明者らは低温については一２０℃においてａｌ
定した。

ここで、第２図のような弾性体層の上に可撓性導電体層
を設けた構成の現像ローラ４の圧縮永久歪みについて従
来発明者らは、ローラ基体である弾性体層４ｂの圧縮永
久歪が２０％以下がよいとしてきたが、本発明において
新たに第２図のような構造のローラ４については、可撓
性の表面層を含んだ現像ローラ４の圧縮永久歪率が２０
％以下、好ましくは１０％以下とすることを提案する。

この違いについて説明すると、本発明者らの実験によれ
ば、ローラ基体４ｂの圧縮永久歪率が２０％以下であっ
ても、画質の劣化の起こる場合があり、これは必ずしも
前述のローラ４への圧縮荷重などの条件の変化によるも
のではなく、ローラ４の構造と材料によることが判明し
た。また、表面の可撓性層４ｃの存在により圧縮永久歪
率が大きくなるものと小さくなるものとがあることが分
かった。まず、歪率が小さくなる理由については、弾性
体を圧縮する場合と表面に可撓性層のある弾性体を圧縮
する場合を考えると、後者の方が加重を広い部分で受け
るようになり、そのときの変形は加重を受けた部分だけ
でなく、他の部分も変形するためである。

しかも、最も変形の大きい部分から変形していない部分
までの変形量の変化の仕方が緩やかになり、歪み自体の
画質の劣化への影響も少なくなる。すなわち、永久歪み
が起きたときのローラ４上の鋭い折れや鋭い凹みが生じ
にくくなる。また、歪率が大きくなる理由については、
表面層４ｃ自体が歪んでしまう場合や、表面層４ｃが熱
等により変形してしまう場合などある。この場合には、
弾性体層４ｂの歪率を１０％以下、好ましくは７ｘ以下
とし、現像ローラ４の歪率を２０％以下にできた。この
ように弾性体層４ｂだけでは歪みの画像への影響は判断
できるものではないので、現像ローラ４としての歪みを
考慮するとよい。一方、凹みが生じた場合、その凹みの
深さが０．１ｍｌ以下であれば画質への影響はほとんど
なかった。また、凹みの幅が１ｍ■以上の凹みが緩やか
なものについては、深さが０．２器以下であれば画質へ
の影響はなかった。この凹みは現像ローラ４の反発弾性
（弾性回復力）により徐々に目立たなくなり、使用中に
なくなる。なくなるまでの時間は、圧縮永久歪率や硬度
などに依存し、圧縮永久歪率は小さいほどよく、好まし
くは２０％以下がよく、硬度は高い方がよいが、現像ロ
ーラ４として硬度が高くなると現像装置１の駆動トルク
が大きくなったり、装置、部品の加工精度や取付は精度
が厳しくなってしまうので、圧縮永久歪率を小さくした
方がよい。

また、硬度については上記の理由から、従来本発明者ら
は弾性体層４ｂの硬度が４０度（ＪＬＳ　Ｋ８３０１Ａ
型）以下を提案しているが弾性体層４ｂの上に可撓性層
４ｃを設けると散文はど硬度が高くなるが、これは硬度
計が被測定物を押圧する部分が針状なので、可撓性層４
ｃの上からΔ−ノ定した場合、針により押圧される部分
の回りも凹み、針にかかる荷重は増え、硬度は高く２脚
１定される。本発明者らは実験の結果、可撓性層４ｃを
有する現像ローラ４の硬度は４５度以下、好ましくは２
０〜３５度ががよいことが分かった。また、ばらつきに
ついては±５度以下好ましくは±３度以下がよい。れに
より、現像装置の駆動トルクが１ｋｇ−ｃｍ以下となり
、また、装置、部品の加工精度や取付は精度が緩和され
る。

本実施例では、第２図に示した構造の現像ローラ４を用
いて説明したが、この形態に限定されるものではなく、
弾性体層４ｂの上に可撓性層４ｃを有するものや、それ
らの単数または複数の層を有するもので少なくとも一層
が可撓性層４ｃのものに適用可能である。また、接触式
の現像方°法に限定されるものでもない。特に、表面が
可撓性導電体層４Ｃのものや、−さらにその上に抵抗層
を設けたものに適用でき、導電性弾性体層４ｂの外側に
少なくとも表面が可撓性の抵抗層を設けたものに適用で
きる。

（第２の実施例） 本実施例では、第２図に示した構造の現像ローラ４にお
いて、ローラ基体である弾性体層４ｂの表面粗さ２０ｐ
　ｔａ　Ｒｚ　（ＪＩＳ　ＢＯ（ｉｏｌ　）以下で、か
つ５０μｍ　Ｒｍａｘ　（ＪＩＳ　ＢＯ（ｉｏＬ−）以
下に設定した現像ローラ４を使用した。

本発明者らは現像ローラの表面層の平滑性乃至粗さにつ
いて、３　ｕｍ　Ｒｚ　（ＪＩＳ　ＢＯ６０１）以下が
よいとしてきた。つまり、現像ローラ４上に形成される
トナー層の層厚や帯電量の均一さが損なわれることかな
くなり、画像に濃度ムラやカブリの発生を防止すること
ができるからである。本実施例では表面層の内部の弾性
体層４ｂの表面粗さを上記のようにすることによって、
その外側に形成される表面層４ｃの表面粗さを容易に３
μｍ　Ｒｚ　（ＪＡ８１３０６０１）以下とすることが
できた。特に、弾性体層４ｂの表面粗さをｌＯμｌ　Ｒ
ｚ　（ＪＩＳ　ＢＯ３０１）以下とすることによって、
表面層４ｃの表面粗さを表面層形成後に仕上げすること
なしに３μｖａ　Ｒｚ　（ＪＩＳ　ＢＯＧＯｌ）以下と
することができた。このときの表面層４ｃの厚さは２０
ｐ１以上であれば前述の粗さを満足した。但し、表面層
４ｃを形成するときにホコリが混入したり、表面層材料
の大粒子などの影響かあるときは仕上げが必要であるが
、従来のものに比較すれば容易に仕上げることができた
。また、弾性体層４ｂの表面粗さを２０μＩｘ　Ｒｚ　
（ＪＩＳ　ＢＯ６０１）以下で、５０μｓ　Ｒｍａｘ　
（ＪＩＳ　ＢＯ６０１）以下とすることによって、表面
層４ｃの表面粗さを６μｍＲｚ（ＪＩＳ８０８０１　）
以下であっても、現像ローラ上に形成されるトナー層は
均一であり、画質の劣化はなかった。この点について、
第４図を参照して説明する。

第４図はローラバ体である弾性体層４ｂの表面に表面層
４ｃを形成した例を模式的に示す断面図である。

第４図（ａ）は弾性体層１−２の表面が粗いものであり
、第４図（ｂ）は弾性体層１−２の表面が平滑なもので
ある。第４図（ａ）の場合には表面を押圧したときの弾
性変形などの挙動が部分的に異なり、現像ローラ４上に
形成されるトナー層が均一になりにくい。したがって、
第４図（ａ）の場合、表面層の表面粗さは第４図（ｂ）
の場合よりも小さくしなければならず、また、弾性体層
４ｂの表面粗さがひどい場合には、表面層４Ｃの表面粗
さを小さくしても画質はよくならないし、表面層４ｃの
表面粗さを小さくすることも容品ではない。

また、現像ローラ４上に形成するトナー層の厚さや、ト
ナーの付着し易さなどは、現像ローラ４の表面粗さが影
響するので、表面層４Ｃの表面粗さを本実施例よりも大
きくする場合があるが、このときもローラ基体である弾
性体層４ｂの表面粗さは２０μＩＩＩＲｚ　（ＪＩＳ　
ＢＯ６０１）以下で、５０μｔｘ　Ｒｍａｘ　（ＪＩＳ
ＢＯ８０１）以下がよい。何故なら、前述したように、
現像ローラ４の弾性変形の挙動が部分的に異なることや
、表面層４ｃの表面粗さが均一にしにくいことにより、
現像ローラ４上に形成される！・ナー層が均一にしにく
くなるからである。

次に、上記のような表面層の形成方法について説明する
。まず、弾性体層４ｂの上に表面層４Ｃを所定値以上の
厚さに形成し、その後、所定値の近傍の厚さに仕上げる
ことを少なくとも１回行うような形成方法がよい。何故
なら、現像ローラ４として表面層に要求される特性とし
て表面層４Ｃの厚さは、その抵抗値に影響する。本発明
者らは、従来、表面層４ｃの抵抗値については、比抵抗
で１０’Ω備以下、また表面抵抗でｌＸｌ０’Ω／　ａ
ｌｔ以下、好ましくはｔｘｉｏ’Ω／　ｃｄ以下がよい
としているが、このように抵抗値が広い範囲で許される
現像方法に適用した場合には、表面層４ｃは抵抗値１０
７Ω（１）以下の材料である値以上の厚さに形成すれば
よい。

たとえば１０’Ω備程度の材料を使えば３０μｍ以上の
厚さにすればよい。但し、弾性体層４ｂの表面粗さが２
０μＩＩＩＲｚ　（ＪＩＳ　ＢＯ３０１）以下でなけれ
ばいけない。製品毎のバラツキを考慮すれば、３０μ層
以上の厚さに形成した後、３０μｍ程度まで研磨仕上げ
などにより仕上げるとよい。この表面層４ｃの厚さにつ
いては、抵抗値だけに着目した場合の例について述べた
ので、耐摩耗性や研磨仕上げの精度を考慮して５０μｍ
〜２００μｍ程度の値でもよい。

また、特に、表面層４ｃの抵抗値が画質に影響するよう
な許される抵抗範囲が狭い現像方法に適用した場合、こ
のような表面層４ｃの形成方法により、表面層４Ｃの層
厚が均一化できるので有効である。

また、より高精度な厚さが必要な場合には、層形成と仕
上げを複数回行うとよい。さらに、層厚を厚くした場合
や、異種の層を重ねる場合にもこのような工程を複数回
行うとよい。また、所定値以上に表面層４ｃを形成した
後、仕上げを複数回行ってもよいし、層形成を複数回行
ってから仕上げてもよい。

また、所定値以上の表面粗さの表面層４ｃを形成した後
、所定値以下の粗さに仕上げることを少なくとも１回行
うとよい。これは、弾性体層４ｂの表面粗さが表面層と
の密告性に関与し、弾性体層４ｂの表面粗さを小さくで
きない場合や、弾性体層４ｂの表面粗さを小さくするの
が容易でない場合、たとえば材料自体が粘りのあるもの
の場合、表面は粗れ易い。また、弾性体層４ｂが発泡体
の場合は表面に発泡セルがでるので、表面を平滑にはで
きない。このような場合に、弾性体層４ｂの上に表面の
粗い表面層を形成し、その後、仕上げによって所望の表
面°粗さとするとよい。特に、発泡体上に表面層を形成
するときは、表面層を形成するのを複数回行うとよく、
その都度、仕上げてもよい。また、弾性体層４ｂの表面
粗さが小さいものでも、表面層を形成するときに、ホコ
リなどの影響で所定値以下の表面粗さとするのに容易で
ない場合がある。このような場合にも、表面層を形成し
た後、仕上げるとよい。前述した表面層の層厚の仕上げ
と同時に行ってもよい。

本発明は、第１の実施例の場合と同様に、本実施例で説
明した形態に限られるものではなく、弾柱体層４ｂの上
に可撓性層４ｃを有するもの゛や、それらの単数または
複数の層を有するものに適用可能であり、また、接触式
の現像方法に限定されるものでもない。特に、表面が可
撓性導電体層４ｃのものや、さらにその上に抵抗層を設
けたもの、あるいは導電性弾性体層４ｂをローラ基体と
する現像ローラ４で少なくとも表面に可撓性の抵抗層を
有するものに適用できる。

（第３の実施例） 本実施例は、表面粗さが所定の耐摩耗性試験の後、ｌＯ
μｓ　Ｒｚ　（ＪＩＳ　ＢＯ３０１）以下である現像ロ
ーラ４を使用した例である。先ず、第５図を参照して、
耐摩耗性試験について説明する。第５図は、耐摩耗性試
験の状態を模式的に示す斜視図で、４は現像ローラ、２
１はサンドペーパー、２２は加圧板である。加圧板２２
は、板厚ｔは４　ａｍで、現像ローラ４の軸方向に沿う
長さは、現像ローラ４の軸長よりも長い。荷重Ｗが加圧
されたとき、現像ローラ４との間に挟まれたサンドペー
パー２１と現像ローラ４とに、軸方向の長さ当りに均一
な加重が加わるような構造となっている。また、現像ロ
ーラ４は荷ｍｗが加圧された状態でサンドペーパー２１
とこすれながら回転できるようになっている。試験時の
回転周速度は現像装置１として使用するときの速度と同
じ速度とする。このとき、サンドペーパー２１は加圧板
２２に保持され、ずれないように接着されている。サン
ドペーパー２１は田宮模型（製造元（株）小松原研磨製
作所）の６００番と１８０＄を使用する。６００番を使
用するときは、荷重Ｗは１００ｇ／ｃｍとし、ｉａｏ番
を使用するときは、荷重Ｗは７０ｇ／ａｍとする。まず
、第１の耐摩耗性試験としては、６００番でｌｏｏｇ／
ｃｍの荷重で、ｉｏ秒間回転する。その後、表面粗さを
測定する。また、別の新しい現像ローラ４を用いて、１
８０番で７０ｇ／ｃｍの荷重で１０秒間回転し、その後
、表面粗さをΔＰＪ定する。本実施例では、回転周速度
は現像ローラ４の現像時の周速度が約７０ｍｍ／ｓなの
で、約７０ａｍ　／　ｓとした。第１の耐摩耗性試験の
結果は、Ｂ。

０番でも１８０番でも１０μｔｓ　Ｒｚ　（ＪＩＳ　Ｂ
Ｏ６０１）以下であった。第１の耐摩耗性試験は、現像
装置の使用中に、ホコリ、ゴミ、トナーの塊などにより
現像ローラ４が傷つき、画質が劣化するのを防止するた
めのものである。すなわち、第１の耐摩耗性試験の後、
現像ローラ４の表面粗さが１０μＩＩＲｚ（ＪＩＳ　Ｂ
Ｏ３０１）以下であれば、現像ローラ４が傷つくことに
よって画質か劣化することがない。次に、第２の耐摩耗
性試験としては、８００番で１００ｇ／ｃａの荷重でＮ
　Ｔ　／　ｋ　＞秒間回転し、その後、現像ローラ４の
表面粗さを１Ｉｌｌ定する。また、別の新しいローラ４
を用い、１８０番で７０ｇ／ａｍの荷重でＮ　Ｔ　／　
ｋ　２秒間回転し、その後、現像ローラ４の表面粗さを
測定する。ここで、Ｎは現像装置の耐刷枚数（寿命）の
仕様で、本実施例ではｌＯ万枚とした。Ｔは１枚印刷す
るのに必要な現像ローラ４の回っている平均的−時間（
秒）で、本実施例では１０秒とした。ｋ　Ｉ　ｓ　ｋ　
２は加速係数で、ｋｌは１０００でに２は２０００であ
る。したがって本実施例では、Ｎ　Ｔ　／　ｋ　＋は１
６分３６秒であり、ＮＴ／に２は８分１８秒である。第
２の耐摩耗性試験の結果、６００番でも１８０番でも現
像ローラ４の表面粗さは１０μ■Ｒｚ　（ＪＩＳ　ＢＯ
３０１）以下であった。第２の耐摩耗性試験は、長期使
用における現像ローラの摩耗による画質の劣化を防止す
るためのものである。すなわち、第２の耐摩耗性試験の
後、現像ローラ４の表面粗さが１０μＩＩＲｚ　（ＪＩ
Ｓ　ＢＯ６０１）以下であれば、長期使用においても現
像ローラ４の摩耗による画質の劣化が防止できる。なお
、本発明者らの実験によれば、上記の現像ローラ４を使
用し、１０万枚の印刷試験を行った結果、現像ローラ４
が傷ついて画質が劣化することがなく、現像ローラ４が
摩耗して画質が劣化することもなかった。

本発明は、本実施例で説明した形態に限られるものでは
なく、弾性体層４ｂの上に可撓性層４ｃを有するものや
、それらの単数または複数の層を有するものに適用可能
であり、また、接触式の現像方法に限定されるものでも
ない。特に、表面が可撓性導電体層４Ｃのものや、さら
に、その上に抵抗層を設けたもの、あるいは導電性弾性
体層４ｂをローラ基体とする現像ローラ４で少なくとも
表面に可撓性の抵抗層を有するものに適用できる。

（第４の実施例） 本実施例は、抵抗値が所定の耐摩耗性試験の後、１、Ｘ
ｌＯ’Ω／　ｃｄ以下である現像ローラを使用して成る
現像装置である。先ず、第１の耐摩耗性試験は、前記の
第１の耐ＩＹ耗性試験と同しである。

第１の耐摩耗性試験の結果、６００番でも１８０番でも
ｌＸｌ０’Ω／’　Ｃ♂以下であった。このような現像
ローラ４であれば、現像装置の使用中に現像ローラ４か
錫つくことによって抵抗値か変化し、画質が劣化するこ
とを防１Ｆできた。次に、第２の耐摩耗性試験も前記の
第２の耐摩耗性試験と同じである。第２の耐摩耗性Ｊ：
験の結果、６００番でも１８０番でもｌＸｌ０’Ω／　
ｃｄ以下であった。このような現像ローラてあれば、現
像装置の長期使用においても現像ローラ４の摩耗により
抵抗値が変化し、画質が劣化することを防止できた。本
実施例においても、１ｃ万枚の印刷試験の結果、抵抗値
は許容範囲のｌＸｌ０’Ω／　ｃｄ以下てあり、画質の
劣化はなか−、た。なお、抵抗測定時の電位差はＩＯＶ
で測定した。

本発明は、本実施例の形態に限定されるものではなく、
表面の抵抗値が画質に影響するような現像ローラを有す
る現像装置に適用できるものである。その場合は、耐摩
耗試験の後の抵抗値の許容範囲は、各現像装置、現像方
法によるが、各々における初期画像への抵抗値の影響か
ら決定される。

また、表面が可撓性導電体層４ｃのものや、さらに、そ
の上に抵抗層を設けたもの、あるいは導電性弾性体層４
ｂをローラ基体とする現像ローラ４で少なくとも表面に
可撓性の抵抗層を有するものに適用できる。

（第５の実施例） 本実施例は、現像ローラ基体である弾性体層４ｂと可撓
性表面層４ｃとか所定の測定方法において剥離強度２０
ｇ／ｍｍ以上で一体化して成る現像ローラを使用した場
合である。先ず、第６図を参照して剥離強度の測定方法
について説明する。第６図はＪＩｌ　離強度のＡＩＪ定
法を説明する模式図で、４は現像ローラ、４ｂはローラ
基体である弾性体層、４ｃは可撓性表面層で一部剥がさ
れている。現像ローラ４はシャフト４ａを中心に回動自
在に支持されている。

表面層４ｃは剥がされている部分が図のように幅Ｗて、
回転方向、すなわち現像ローラ４とし使用するときに、
摩擦あるいは引きｉｌｌがされる方向に剥がず。このと
き、表面層４ｃには、幅Ｗで切り込み（図中のｃｕｔｌ
ｊｎｃ　）を入れておき、他部分の影響を少なくする。

また、表面層４ｃを容易に剥がせないときは、背片工業
製の白色５ＵＬＩＯＮ　ＴＡＰＥ　　（いわゆるガムテ
ープ）を剥がす部分に貼り、表面層４ｃとともに剥かす
とよい。また、さらに密着性の強いものについては、表
面層４ｃと５ＵＬＩＯＮ　ＴＡＰＥとの間に東亜合成化
学制のアロンアルファを流（２接着してから剥がすとよ
い。また、５ＵＬＩＯＮ　ＴＡＰＥで剥がれるものは、
既に２０ｇ／ｍｕ以下であり、部品的にば５ＵＬＩＯＮ
　ＴＡＰＥにて判断できる。また、テープを使うときは
テープを接着してから切り込みを入れるとよい。

このようにして、表面層４ｃを幅Ｗ（＋ｎｎ）で剥がし
てい（と、現像ローラ４は回動自在に支持されているの
で、はぼローラ４の法線方向に９１１７５＜　ｔことが
できる。剥がすときの力Ｆ（ｇ）は、ローラ４の法線方
向で、軸に直角方向に引張る。剥がす速さは約１ｍｍ／
ｓとする。実施例においては、幅Ｗは１０ＩＩＩ１１と
した。力Ｆの測定は荷重変換器を用い、常温、常温、好
ましくは２０℃、５０％ＲＩの環境において、力Ｆを記
録計にて引張っている時間とともに記録した。引張る速
さが分かっているので、剥がした長さ、位置とそのとき
の力との関係が容易に分かる。このようにして求められ
た力Ｆ（ｇ）と幅Ｗ（ｍｍ）から長さ当りの剥離力がＦ
／Ｗ　＜ｇ／ｍｍ）として求められ、これを剥離強度（
ｇ／ｍｍ）とした。また、記録計の記録によれば、力Ｆ
は通常一定ではなく波状であるので、ローラ４−周分の
６や１定値の中で、異常な所たとえば表面層４ｃか一部
剥がれなかったり、他の部分と著し、く異なる値の所や
、最初と最後を除き、最も大きい値から５番目までと、
最も小さい値から５番目までとの１０点の平均値を用い
た。さらに、別の場所を剥がして、同様に数ケ所の値を
求めて、それらの平均値を平均して求めた。また、ロー
ラ１周の中で力Ｆが小さい場所が、別の場所でのローラ
４−周の中での場所と近い場合には、１０点の平均でな
く、そのときの力Ｆを用いた。また、軸方向に差がある
場合には、力Ｆの平均値の最も小さい場所でのローラ４
−周の力Ｆの平均値を用いた。本実施例においては、剥
離強度は２０ｇ／ｍ＋ｓ以上であった。また、好ましく
は、４０ｇ／ａｍ以上がよく、理想的には上記の方法で
は剥がれないものがよい。本実施例のような現像ローラ
４によれば、長期間使用においても、表 おいても、表面層４ｃが剥がれることによる画質の劣化
のない現像装置が得られた。また、前記第２の実施例で
説明した表面層４ｃの形成方法も、本実施例に適用でき
る。また、表面が可撓性導電体層４Ｃのものや、さらに
、その上に抵抗層を設けたもの、あるいは導電性弾性体
層４ｂをローラ基体とする現像ローラ４で少なくとも表
面に可撓性の抵抗層を有するものに適用できる。

（第６の実施例） 本実施例は、現像ローラ４の表面抵抗層４ｃか少なくと
もウレタンを含有する材料またはフッ素樹脂を含有する
材料または少なくともシリコーンを含有する材料より形
成されており、ローラ基体である弾性体層４ｂが少なく
ともウレタンを含有する材料、少なくともエチレンプロ
ピレンゴム（ＥＰＩ？もしくはＥＰＤＭ）を含有する材
料、少なくともＮ１３１？ゴムを含有する材料または少
なくともシリコーンを含有する材料より形成されている
現像ローラ４を使用した場合の例である。

前記第１〜第５および後記の第７実施例の各実施例にい
ずれも適用し得るものである。この中で特に、表面抵抗
層４ｃがウレタンエラストマーで、弾性体層４ｂがウレ
タン、ＥＰＤＭまたはＮ１）Ｉ？ゴムなどが好ましい。

表面抵抗層４ｃとしてのウレタンエラストマーが弾性体
層４ｂと充分な剥離強度が得られないときは、弾性体層
４ｂをプライマーなどで表面処理するとよい。また、表
面抵抗層４ｃがフッ素系のもので、弾性体層４ｂがシリ
コーンの場合が好ましい。この場合は、弾性体層４ｂを
プライマーなどで表面処理するのも好ましい。さらに、
表面抵抗層４ｃがシリコーンで、弾性体層４ｂがシリコ
ーンまたはウレタンのものが好ましく、また表面抵抗層
４Ｃがシリコーンでその表面にさらにフッ素系の抵抗層
を設けたものも好ましい。これらの組合せは各層間の剥
離強度が充分なものであり、いずれも剥離強度は４０ｇ
／ｍｍ以上であった。しかして、表面抵抗層４ｃは摩擦
帯電極性により選択され、表面が正極性としたい場合に
は、ウレタンまたはシリコーンがよく、負極性としたい
場合には、フッ素系のものがよい。各層の抵抗値は、導
電性カーボンや金属粉、金属繊維を分散含有させ調整さ
れ、表面層については、特に層厚の調整も重要であり、
この際第１〜第５および後記第７の各実施例で述べた特
性を考慮する必要がある。本発明者らは、表面層４ｃと
しては、日本ミラクトラン製のスパレックスＤ１１−２
０ｚ３１３および必要に応じてプライマーあるいは大泰
化工製のエレクトロバックＺ−２７９あるいは日本ポリ
ウレタン製ＡＥ−８５をウレタンエラストマーとして使
用し、フッ素系としては、テフロンやラテックス（商品
名）を使用した。弾性体層４ｂとしては、大和ゴム製Ｅ
ＰＤＭゴムローラ、バンド−化学製ウレタンゴムローラ
、日本ゼオン（加工は南化研）製ＮＢＲゴムローラ、ブ
リジストン製ｌ、１．ラバー（ウレタン系ゴムスポンジ
）、東洋ポリマー製ルビセル（ウレタン系スポンジ）、
東芝シリコーン（加工は昭和電線電纜）製シリコーンロ
ーラ、弁上）ＩＴＰ　ｔＡＥＮＤυＲ（ウレタンスポン
ジ）などを使用した。この中で、弾性体層４ｂとして低
抵抗化できるもの（１０’Ω印以下）は、大和ゴム製Ｅ
ＰＤＭゴムローラ、バンド−化学製ウレタンゴムローラ
、東洋ポリマー製ルビセル、東芝シリコーン製シリコー
ン、東しシリコーン製シリコーンがある。

（第７の実施例） 本実施例は、所定の測定方法による摩擦係数が０．６以
下である現像ローラ４を使用した場合の例である。先ず
、第７図を参照して摩擦係数の測定方法について説明す
る。第７図は摩擦係数の測定方法を模式的に示す斜視図
で、用王板２２に両面テープなどにより東芝ＰＰＣ用指
定紙２３が貼られている。指定紙２３は、加圧板２２と
現像ローラ４に挟まれて、現像ローラ４に均一な荷重Ｗ
か加圧できるようになっている。加圧板２２は、板厚ｔ
はｌ　Ｏｍｍで、現像ローラ４の軸方向に沿う長さは現
像ローラ４の軸長よりも長い。また、現像ローラ４は荷
重Ｗが加圧された状態で指定紙２３とこすれながら回転
できるようになっている。測定するときは常温、常温、
好ましくは２０℃、５０％の環境において荷重Ｗが加圧
された状態で、静１に状態において現像ローラ４を回し
始めるのに必要な最大トルクを測定１１、指定紙２３と
接している部分の接線方向の最大の力を求める。この力
を指定紙２３と接している部分に働く全荷重（前ｍ　Ｗ
に必要に応じて加圧板の竺さを加えたもの）で除するこ
とにより一１指定紙２３と現像ローラ４との最大静止摩
擦係数が求まる。

本実施例では、この値を０．６以下とした。本実施例に
よれば、現像装置における現像ローラ４の駆動トルクを
小さくでき、駆動モータの小型化、低価格化ができる。

この実施例では、現像ローラ４とトナー供給ローラ５な
どの現像装置の駆動部品の全駆動トルクを合せて、１ｋ
ｇｃｍ以下とすることができた。また、摩擦係数は好ま
しくは０．５以下がよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、長期使用、長期保存後であっても高画
質な、低価格の現像装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る現像装置の要部構成例を示す断面
図、第２図は本発明に係る現像装置に用いた現像ローラ
のｔＭ成例を示す一部切欠斜視図、第３図（ａ＞　、　
（ｂ）および（ｃ）は圧縮永久歪率の測定方法を模式的
に示す側面図、第４図（ａ）および（ｂ）は現像装置用
現像ローラの要部）を成例を比較して示す断面図、第５
図は現像装置用現像ローラの耐摩耗性試験法を模式的に
示す斜視１図、第６図は現像装置用現像ローラの剥離強
度の測定法をＦＭ式的に示す斜視図、第７図は現像装置
用現像ロラの摩擦係数の測定法を模式的に示す斜視図で
ある。 １・・・・・・・・現像装置 ２・・　・・・・トナー ３・・・・・・・・トナー容器 ４・・・・・・・トナー担持体（現像ローラ）４ｂ・・
・・・・・・弾性を有するローラ基体４Ｃ・・・・・・
・・可撓性を有する導電体層５・・・・・・・トナー供
給ローラ ６・・・・・・・コーティングブレード７・・・・・・
・感光体ドラム（静電／？！像保持体）１０・・・・・
・・・帯電器 １１・・・・・・・・・レーザビーム（露光手段）１２
・・・・・・転写チア−ジャー １３・・・・・・・転写紙 １４・・・・・・・・・クリーニングブレード１５・・
・・・・・除電ランプ １６・・・・・・・・・直流電源 １７・・・・・・・・・保護抵抗 ２１・・・・・・・・・サンドベーパー２２・・・・・
・・・・加圧板 ２３・・・・・・・・ＰＰＣ用指疋紙 （１＋） 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トナー担持体と、このトナー担持体表面にトナー
   薄層を形成する手段と、このトナー薄層に接触して保持
   する静電潜像を可視像化する静電潜像保持体とを具備し
   て成る現像装置において、前記トナー担持体は、弾性を
   有するローラ基体およびこのローラ基体の外周面に形成
   された可撓性を有する導電体層を備え、かつ圧縮永久歪
   率が２０％以下の弾性導電ローラであることを特徴とす
   る現像装置。
2. （２）請求項１において、弾性導電ローラを成すローラ
   基体が少なくともウレタンを含有する材料またはエチレ
   ンプロピレンゴムを含有する材料、ＮＢＲゴムを含有す
   る材料もしくはシリコーンを含有する材料より形成され
   、かつ導電体層が少なくともウレタンを含有する材料も
   しくは少なくともフッ素樹脂を含有する材料より形成さ
   れていることを特徴とする現像装置。