JPH0968860A - 現像ローラ、現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光ドラムなどの潜像保持体に形成された潜
像を現像ローラで現像する際に、感光体カブリや用紙カ
ブリが生じ難く、空運転をしなくても初期状態から正常
な印字が可能な画像形成装置、現像装置および現像ロー
ラを提供すること。 【解決手段】 外周に付着されたトナー１０の一部を、
感光ドラム１の外周面に、潜像に対応した所定のパター
ンで選択的に移動させて現像を行う現像ローラ８であっ
て、少なくとも表面がゴム弾性体２２で構成してあり、
表面の摩擦係数が０．１〜１．２、好ましくは０．１〜
０．８、さらに好ましくは０．１５〜０．６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、電子写真方式の画
像形成装置およびそれに用いる現像装置および現像ロー
ラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真プリンタのように電子写
真方式を利用した画像形成装置は、潜像保持体としての
感光ドラムの表面を一様かつ均一に帯電する帯電装置
と、均一に帯電された感光体の表面に静電潜像を書き込
むレーザ装置などの潜像形成装置と、トナーによって前
記静電潜像を現像する現像装置と、現像されたトナー像
を転写紙などに転写する部分とを有する。

【０００３】このような画像形成装置の現像装置は、現
像ローラを有する。現像ローラは、現像装置内で回転す
ることにより、摩擦による静電気力などにより現像装置
内のトナーが外周面に付着する。現像ローラの外周面に
付着されたトナーの一部は、現像ローラの表面が感光ド
ラムの表面に近接することにより、潜像パターンで選択
的に感光ドラムの表面に移動し、感光ドラムの静電潜像
が現像され、感光ドラムの表面にトナー像が形成され
る。このトナー像は、転写紙に転写され、転写紙上に画
像が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような現像ローラ
では、現像ローラの外周面に均一に且つ薄層にトナーを
付着させることが重要である。トナーがローラの外周面
に均一に付着しないと、感光ドラムの表面に静電潜像を
現像した時に、感光体カブリや用紙カブリが生じる。な
お、感光体カブリとは、感光体ドラムに付着すべきトナ
ーの極性と逆極性のトナーが感光ドラムに付着し、均一
帯電が困難になり、画質の低下などの問題を引き起こす
現象である。また、用紙カブリとは、感光ドラムの帯電
よりも高い同極性のトナーが感光ドラムの非画像部に付
着し、それが転写紙までも転写され、画質の低下などの
問題を引き起こす現象である。

【０００５】そこで、従来の現像ローラとしては、トナ
ーが静電的に付着し易くなるように、ローラの表面を固
有抵抗率が１０⁸ を超える弾性体で構成したものが開発
されている。また、現像ローラの表面電位を制御する手
段を設け、トナーの付着量を調整することができる現像
ローラが提案されている。

【０００６】しかしながら、これらの現像ローラでは、
均一なトナー層の形成が困難であり、前述した感光体カ
ブリや用紙カブリが依然として生じるおそれがあった。
また、従来の現像ローラでは、バージンの現像ローラを
使用する場合には、最初、現像ローラにトナーを馴染ま
せるために空運転（数十枚程度）を行い、現像ローラの
外周にトナー層を安定して形成させる必要があった。

【０００７】本発明の目的は、感光ドラムなどの潜像保
持体に形成された潜像を現像ローラで現像する際に、感
光体カブリや用紙カブリが生じ難く、空運転をしなくて
も初期状態から正常な印字が可能な画像形成装置、現像
装置および現像ローラを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来の現
像ローラを用いた場合に、感光体カブリや用紙カブリが
生じ易く、空運転が必要な原因について鋭意検討した結
果、従来の現像ローラの摩擦係数が１．２よりも大きく
設定されていることにあることを見い出し、本発明を完
成させるに至った。

【０００９】現像ローラ 本発明に係る現像ローラは、外周に付着されたトナーの
一部を、潜像保持体の外周面に、潜像に対応した所定の
パターンで選択的に移動させて現像を行う現像ローラで
あって、少なくとも表面がゴム弾性体で構成してあり、
その表面の摩擦係数が０．１〜１．２、好ましくは０．
１〜０．８、さらに好ましくは０．１５〜０．６であ
る。

【００１０】本発明では、現像ローラの表面の摩擦係数
を０．１〜１．２に設定することで、感光体カブリおよ
び用紙カブリなどの課題を解決することができた。ま
た、このような摩擦係数の範囲とすることで、バージン
の現像ローラを用いた場合でも、空運転をすることな
く、正常な印字が可能になった。摩擦係数が０．１より
も小さい現像ローラでは、ローラの表面がすべり過ぎ、
トナー層が均一に形成されないおそれがある。また、摩
擦係数が１．２よりも大きいと、トナー層が厚くなりす
ぎ、感光体カブリおよび用紙カブリなどの課題を生じ
る。

【００１１】現像ローラの表面を構成するゴム弾性体と
しては、特に限定されないが、スチレン−ブタジエン系
共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合
体ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ウレ
タンゴム、シリコンゴムなど、好ましくはエピクロロヒ
ドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体
ゴムとのブレンドゴムが用いられる。

【００１２】本発明に係る現像ローラは、たとえば導電
性シャフトの外周に、ゴム弾性体を被覆することにより
製造される。導電性シャフトは、たとえばステンレスな
どの金属で構成される。導電性シャフトの外周にゴム弾
性体を被覆させるには、導電性シャフトの外周にプレス
成形および押し出し成形などの手段でゴム弾性体を被着
させれば良い。この場合、特に押し出し成形が好まし
い。量産に適していると共に、プレス成形と異なり割型
の線が形成されないからである。

【００１３】現像ローラの表面を前記範囲の摩擦係数と
するための手段としては、現像ローラの外周面を円筒切
削盤などで研磨後に、紫外線照射を行い、ゴム弾性体の
不飽和部分を架橋させ、摩擦係数を上記範囲内に調節す
る手段を採用することができる。紫外線照射の条件は、
たとえば８０Ｗ／cmの光源を用い、２〜３分間照射する
条件である。

【００１４】本発明に係る現像ローラを導電性シャフト
とゴム弾性体とで構成する場合には、ゴム弾性体の表面
と導電性シャフトの表面との間の電気抵抗は、１０⁵ 〜
１０ ⁸ Ω（５００Ｖ電圧印加時）であることが好まし
い。ゴム弾性体の抵抗が低く過ぎると、現像ローラから
潜像担持体（感光ドラム）へ電流が流れるおそれがある
と共に、トナーが持つ電荷が現像ローラにリークするお
それがあることから好ましくない。また、ゴム弾性体の
抵抗が高すぎると、表面が摩擦により帯電して現像に悪
影響を与えるおそれがあることから好ましくない。

【００１５】本発明に係る現像ローラの周方向表面粗さ
は１０μm 以下であり、かつ軸方向表面粗さが１０μm
以下であることが好ましい。周方向の表面粗さが１０μ
m よりも大きいと、周方向に沿って感光体カブリや用紙
カブリが生じる傾向が高くなり、また、軸方向の表面粗
さが１０μm よりも大きいと、軸方向に沿って感光体カ
ブリや用紙カブリが生じる傾向が高くなる。

【００１６】なお、本発明において、表面粗さとは、ロ
ーラ表面を指針でなぞり、その動きを記録して該表面の
凹凸形状を表面粗さ曲線として表わし、その曲線の十点
平均粗さ（Ｒｚ）を言う。また、本発明において摩擦係
数とは、図７に示すオイラーベルト方式の摩擦係数測定
法により求められた係数である。

【００１７】図７に示すように、まず、測定用紙（通常
では、コピー用紙）４０を一定の幅（たとえば約２０m
m）にカットする。次に、現像ローラ８（測定用ロー
ラ）の回りに測定用紙の略中央を約９０度巻回し、その
一端に所定の重さの分銅４２を取り付けると共に、その
他端にテンションゲージ４４を取り付ける。次に、分銅
４２のゆれがない状態で、ローラ８表面の測定用紙４０
を一定速度（約１００±２０mm／分）で引っ張る。そし
て、ローラ表面で測定用紙４０が動き始めた瞬間のテン
ションゲージ４４の目盛りを読み取る。

【００１８】テンションゲージ４４で読み取られた測定
値Ｆと分銅４２の重さＷとを、下記の数式に代入して求
められた数値が、本発明での摩擦係数μ_s である。

【００１９】

【数１】

【００２０】現像装置 本発明に係る現像装置は、前記現像ローラと、現像ロー
ラが回転自在に配置され、トナーが収容されるケーシン
グとを有する。この現像ローラの外周には、現像ローラ
の外周に付着されるトナーの層厚を一定にするトナー層
厚規制部材を配置し、そのトナー層厚規制部材の先端が
現像ローラの外周に摺接するように構成しても良い。ト
ナー層厚規制部材は、たとえばゴム弾性体で構成してあ
る。

【００２１】現像装置のケーシング内には、現像ローラ
の外周面にトナーを良好に付着させることを補助するト
ナー供給ローラを、現像ローラに近接して回転自在に配
置しても良い。現像ローラの導電性シャフトには、バイ
アス電圧が印加されるように構成することが好ましい。
反転現像の場合には、現像ローラの導電性シャフトに
は、潜像保持体の静電潜像と同じ極性の電圧が印加され
る。

【００２２】画像形成装置 本発明に係る画像形成装置は、前記現像装置と、前記現
像ローラの外周に付着されたトナーの一部が潜像に対応
した所定のパターンで選択的に移動することによりトナ
ー像が形成され、このトナー像を転写材に転写する潜像
保持体とを有する。

【００２３】潜像保持体は、たとえば感光ドラムで構成
される。転写材は、たとえば転写紙である。本発明に係
る画像形成装置は、潜像保持体の周囲に、潜像保持体の
表面を一様かつ均一に帯電する帯電装置と、均一に帯電
された感光体の表面に静電潜像を書き込むレーザ装置な
どの潜像形成装置と、前記現像装置と、現像されたトナ
ー像を転写紙などに転写する部分とを有することが好ま
しい。前記転写部分と帯電装置との間には、潜像保持体
の表面に付着している余分なトナーなどを取り除くクリ
ーニング装置を配置しても良い。なお、現像と同時にク
リーニングを行う場合には、このクリーニング装置は必
ずしも必要としない。

【００２４】トナー 本発明で用いることができるトナーとしては、特に限定
されないが、以下に示すトナーが好ましい。本発明で用
いることが好ましいトナーとしては、体積平均粒径（ｄ
ｖ）が３〜１５μｍ、特に５〜１０μｍの範囲で、体積
平均粒径（ｄｖ）と個数平均粒径（ｄｎ）の比（ｄｖ／
ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲である球形トナー、
さらに好ましくは、粒子の絶対最大長を直径とした円の
面積（Ｓｃ）を粒子の実質投影面積（Ｓｒ）で割った値
（Ｓｃ／Ｓｒ）が１．００〜１．３０の範囲、かつＢＥ
Ｔ法による比表面積（Ａ）（ｍ² ／ｇ）、個数平均粒径
（ｄｎ）（μm ）および真比重（Ｄ）の積（Ａ×ｄｎ×
Ｄ）が５〜１０の範囲の実質的に球形で、さらに、帯電
量（Ｑ）（μｃ／ｇ）と比表面積（Ａ）の比（Ｑ／Ａ）
が８０〜１５０の範囲にある非磁性一成分球形トナーで
ある。

【００２５】この非磁性一成分球形トナーは、ビニル系
単量体と着色剤を含む均一混合液を懸濁重合法により重
合させて得ることができる。具体的な懸濁重合法として
は、例えば、ビニル系単量体、着色剤、ラジカル重合開
始剤、所望により各種添加剤などを含む混合物をボール
ミル等で均一に分散させて均一混合液を調製し、次いで
この均一混合液を高剪断攪拌により水中に微細化分散さ
せた水分散液として、通常３０〜２００°Ｃの温度で懸
濁重合する方法が挙げられる。

【００２６】ここで用いられるビニル系単量体として
は、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルス
チレン等のスチレン系モノマー；アクリル酸、メタクリ
ル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチル
ヘキシル、メタアクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキ
シル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリロニ
トリル、アクリルアミド等のアクリル酸もしくはメタク
リル酸の誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン等の
エチエン性不飽和モノオレフィン；塩化ビニル、塩化ビ
ニリデン、フッ化ビル等のハロゲン化ビニル；酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル；ビニルメ
チルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテ
ル；ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトン
等のビニルケトン；２−ビニルピリジン、４−ビニルピ
リジン、Ｎ−ビニルピロリドン等の含窒素ビニル化合物
等が挙げられる。これらのビニル系モノマーは、それぞ
れ単独で、あるいは２種以上のモノマーを組み合わせて
用いることができる。

【００２７】これらのビニル系モノマーとともに任意の
架橋剤を用いることができる。架橋剤としては、例え
ば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンおよびその
誘導体等の芳香族ジビニル化合物；エチレングリコール
ジメタクリレート、ジエチレングコールジメタクリレー
ト等のジエチレン性不飽和カルボン酸エステル；Ｎ，Ｎ
−ジビニルアニリン、ジビニルエテール等のジビニル化
合物、および３個以上のビニル基を有する化合物を挙げ
ることができる。こられの架橋剤は、単独あるいは２種
以上を組み合わせて用いることができる。

【００２８】本発明に用いられる着色剤としては、例え
ば、カーボンブラック、アニリンブラック、クリスタル
バイオレット、ローダミンＢ、マラカイトグリーン、リ
グロシン、銅フタロシアニン、アゾ染料等の顔料、染料
を挙げることができる。これらの着色剤は、それぞれ単
独で、あるいは２種以上組み合わせて用いることができ
る。

【００２９】さらに、ニグロシン染料、モノアゾ染料、
含金属染料、亜鉛ヘキサデシルサクシネート、ナフトエ
酸のアルキルエステルまたはアルキルアミド、ニトロフ
ミン酸、Ｎ，Ｎ′−テトラメチルジアミンベンゾフェノ
ン、Ｎ，Ｎ′−テトラメチルベンジジン、トリアジン、
サリチル酸金属錯体等のこの分野で帯電制御剤と呼ばれ
る極性の強い物質を１種または２種以上含有させてもよ
い。

【００３０】また、本発明で用いることができる非磁性
一成分球形トナーには、帯電性、導電性、流動性、ある
いは感光体または定着ローラへの付着性を制御するため
の添加剤を内添もしくは外添させることができる。この
ような添加剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレ
ン、低分子量ポリエチレン、各種ワックス、シリコーン
オイル等の離型剤、カーボンブラック、シリカ、アルミ
ナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、炭酸カルシ
ウム等の無機微粉末等が挙げられる。

【００３１】作用 本発明に係る現像ローラ、現像装置および画像形成装置
では、少なくとも表面がゴム弾性体で構成してあり、表
面の摩擦抵抗が０．１〜１．２である現像ローラを用い
る。このため、現像ローラの表面に付着するトナー層厚
が薄く均一になり、トナーの帯電均一化により、感光体
カブリや用紙カブリがなくなり、安定した画質を得るこ
とができる。

【００３２】特に、前述した好ましい球形トナーと本発
明に係る現像ローラとを組合せて用いることにより、ロ
ーラ周囲の球形トナーが実質的に単層（ローラ表面のト
ナーの充填密度０．２〜０．４ｍｇ／cm² ）により、感
光体カブリや用紙カブリがなくなり、さらに安定した画
像を得ることができる。

【００３３】また、バージンの現像ローラを用いた場合
でも、空運転をすることなく、正常な印字が可能にな
る。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る現像ローラ、
現像装置および画像形成装置を、図面に示す実施形態に
基づき、詳細に説明する。第１実施形態 図１に示すように、本発明の一実施形態に係る画像形成
装置は、潜像保持体としての感光ドラム１を有する。感
光ドラム１は、矢印Ａ方向に回転自在に装着してある。
感光ドラム１は、導電性支持ドラム体の上に光導電層を
設けたものであり、光導電層は、たとえば有機系感光
体、セレン感光体、酸化亜鉛感光体、アモルファスシリ
コン感光体などで構成される。

【００３５】感光ドラム１の周囲には、その周方向に沿
って、帯電装置３、潜像形成装置４、現像装置５、転写
装置６およびクリーニング装置２が配置してある。帯電
装置３は、感光ドラム１の表面を、プラスまたはマイナ
スに一様に帯電するためのものであり、たとえばコロナ
放電装置、帯電ドラム、帯電ブレードなどにより構成さ
れる。

【００３６】潜像形成装置４は、画像信号に対応した光
を感光ドラムの表面に照射し、一様に帯電されたドラム
の表面に所定のパターンで光を照射して、光が照射され
た部分に静電潜像を形成する（反転現像の場合）、また
は光が照射されない部分に静電潜像を形成する（正規現
像の場合）ためのものであり、たとえばレーザ装置と光
学系とで構成される。または、ＬＥＤアレイと光学系と
で構成することもできる。

【００３７】現像装置５は、感光ドラム１の静電潜像に
トナーを付着させるためのものであり、反転現像におい
ては光照射部にのみトナーを付着させ、正規現像におい
ては、光非照射部にのみトナーを付着させるように、現
像ローラ８と感光ドラム１との間にバイアス電圧が印加
される。この現像装置の詳細については、後述する。

【００３８】転写装置６は、現像装置５により形成され
た感光ドラム表面のトナー像を転写紙７に転写するため
のものであり、たとえば転写装置あるいは転写ローラな
どで構成される。クリーニング装置２は、感光ドラム１
の表面に残留したトナーを清掃するためのものであり、
たとえば清掃用ブレードなどにより構成される。このク
リーニング装置は、現像時に同時にクリーニング作用を
行う方式の場合には、必ずしも必要ではない。

【００３９】次に、本実施形態に係る現像装置５につい
て説明する。この現像装置５は、球形トナー１０が収容
されるケーシング１１内に、現像ローラ８と供給ローラ
１２とを有する。現像ローラ８は、感光ドラム１に一部
接触するように近接して配置され、感光ドラム１と反対
方向Ｂに回転するようになっている。供給ローラ１２
は、現像ローラ８に接触して現像ローラ８と同じ方向Ｃ
に回転し、現像ローラ８の外周に球形トナー１０を供給
するようになっている。

【００４０】現像ローラ８の周囲において、供給ローラ
１２との接触点から感光ドラム１との接触点との間の位
置には、トナー層厚規制部材としての層厚規制ブレード
９が配置してある。このブレード９は、たとえば導電性
ゴム弾性体で構成してある。次に、本実施形態に係る現
像ローラ８について説明する。

【００４１】図２に示すように、この現像ローラ８は、
導電性シャフト２０の外周に、ゴム弾性体２２を被覆す
ることにより製造される。導電性シャフト２０は、たと
えばステンレスなどの金属で構成される。導電性シャフ
ト２０の外周にゴム弾性体２２を被覆させるには、導電
性シャフト２０の外周にプレス成形および押し出し成形
などの手段でゴム弾性体２２を被着させれば良い。この
場合、特に押し出し成形が好ましい。量産に適している
と共に、プレス成形と異なり割型の線が形成されないか
らである。

【００４２】ゴム弾性体２２の表面と導電性シャフト２
０の表面との間の電気抵抗は、１０ ⁵ 〜１０⁸ Ω（５０
０Ｖ電圧印加時）であることが好ましい。ゴム弾性体２
２の抵抗が低く過ぎると、現像ローラ８から感光ドラム
１へ電流が流れるおそれがあると共に、トナーが持つ電
荷が現像ローラ８にリークするおそれがあることから好
ましくない。また、ゴム弾性体２２の抵抗が高すぎる
と、表面が摩擦により帯電して現像に悪影響を与えるお
それがあることから好ましくない。

【００４３】ゴム弾性体２２としては、特に限定されな
いが、スチレン−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリロ
ニトリル−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリルゴム、
エピクロロヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム
など、好ましくはエピクロロヒドリンゴムとアクリロニ
トリル−ブタジエン系共重合体ゴムとのブレンドゴムな
どが用いられる。

【００４４】本実施形態では、ゴム弾性体２２の表面の
摩擦係数が、０．１〜１．２、好ましくは０．１〜０．
８、さらに好ましくは０．１５〜０．６である。ゴム弾
性体２２の表面の摩擦係数を、このような範囲とするこ
とで、ローラ表面上のトナー層を層厚規制ブレード９に
より密度０．２〜０．４ｍｇ／cm² に安定して形成し易
くなり、球形トナーを均一に摩擦帯電することができ、
感光体カブリや用紙カブリを低減することができる。

【００４５】ゴム弾性体２２の表面の周方向表面粗さ
は、１０μm 以下であり、かつ表面の軸方向表面粗さが
１０μm 以下であることが好ましい。本実施形態では、
周方向表面粗さおよび軸方向表面粗さは、１０μm 以下
であれば、０に限りなく近づいても良いが、量産性およ
び経済性を考慮すれば、６〜８μm 程度が好ましい。

【００４６】周方向および軸方向の表面粗さを１０μm
以下にすることで、感光体カブリや用紙カブリをさらに
低減することができる。表面粗さを前記範囲とするため
には、ゴム弾性体２２の外周面を円筒研削盤などで研磨
すれば良い。また、摩擦係数を上記範囲とするために
は、現像ローラの外周面を研磨後に、紫外線照射を行え
ば良い。紫外線照射の条件は、たとえば９０〜１００Ｗ
／cmの光源を用い、２〜３分間照射する条件である。

【００４７】本実施形態に係る現像装置５に収容される
球形トナー１０としては、体積平均粒径（ｄｖ）が３〜
１５μｍ特に５〜１０μｍの範囲で、体積平均粒径（ｄ
ｖ）と個数平均粒径（ｄｎ）の比（ｄｖ／ｄｎ）が１．
００〜１．４０の範囲にあるもの、好ましくは粒子の絶
対最大長を直径とした円の面積（Ｓｃ）を粒子の実質投
影面積（Ｓｒ）で割った値（Ｓｃ／Ｓｒ）が１．００〜
１．３０の範囲、かつＢＥＴ法による比表面積（Ａ）
（ｍ² ／ｇ）、個数平均粒径（ｄｎ）（μm ）および真
比重（Ｄ）の積（Ａ×ｄｎ×Ｄ）が５〜１０の範囲の実
質的に球形で、さらに、帯電量（Ｑ）（μｃ／ｇ）と比
表面積（Ａ）の比（Ｑ／Ａ）が８０〜１５０の範囲にあ
る非磁性一成分トナーである。

【００４８】このような比較的粒径が揃った特に５〜１
０μm 程度の球形のトナーを用い、しかも現像ローラ８
の外周面の摩擦係数を０．１〜１．２の範囲に設定する
ことで、図３に示すように、現像ローラ８の表面に付着
するトナー１０の層厚を均一にし易くなる。

【００４９】第２実施形態 本実施形態は、前記第１実施形態に示す装置（但しクリ
ーニング装置２は設けていない）を用いて、反転現像を
行い、現像同時クリーニングを行う場合の例である。

【００５０】反転現像を行うために、本実施形態では、
図１に示す帯電装置３により、感光ドラム１の表面を、
図４（Ａ）に示すように、たとえばＶｃ＝＋５００Ｖ程
度に一様に帯電させる。次に、図１に示す潜像形成装置
４により所定のパターンで光を照射し、帯電された感光
ドラム１の表面を部分的に帯電を解除し、所定のパター
ンで静電潜像を形成する。静電潜像が形成される領域の
電位は、たとえば０Ｖに近い電圧である。

【００５１】次に、図１に示す現像装置５において、感
光ドラム１の表面の静電潜像を現像する。現像装置５の
現像ローラ８の表面には、前記第１実施形態の現像ロー
ラの作用により、一層の球形トナー１０が形成してあ
る。また、図４（Ｂ）に示すように、現像ローラ８の表
面電位ＶD が３００Ｖとなるように、現像ローラ８と感
光ドラム１との間にはバイアス電圧が印加してある。こ
のため、現像ローラ８の周面に付着してあるプラスに帯
電されたトナー１０は、光照射部である静電潜像のパタ
ーンで、感光ドラム１の表面に移動し、感光ドラム１の
表面には、図４（Ｃ）に示すように、静電潜像のパター
ンでトナー像が形成される。

【００５２】また、図４（Ｂ）に示すように、感光ドラ
ム１の静電潜像以外の領域に付着しているプラスの残留
トナー１０ａは、感光ドラムの表面電位と現像ローラ８
の表面電位に基づく電界により、現像ローラ８側に移動
する。その結果、現像と同時に、感光ドラム１の表面の
クリーニングを行うことができる。

【００５３】本実施形態に係る画像形成装置では、図１
に示すクリーニング装置２が不要となる。なお、本実施
形態において、現像同時クリーニングを行うための条件
としては、感光ドラム１の表面の帯電電位をＶｃとし、
現像ローラ８の表面の電位をＶDとした場合に、Ｖｃ−
ＶD が５０Ｖ以上であれば良い。また、好ましくは、図
１に示す層厚規制ブレードの先端の電位をＶBLとし、供
給ローラ１２の表面電位をＶｓとした場合には、ＶD ≦
ＶBL≦Ｖｓであることが好ましい。なお、トナー１０の
帯電極性および感光ドラム１の表面電位の極性が負であ
る場合には、Ｖｃ−ＶD の絶対値が５０Ｖ以上であり、
ＶD の絶対値≦ＶBLの絶対値≦Ｖｓの絶対値の関係にあ
れば良い。この関係は、正規現像における現像同時クリ
ーニングの場合にも同様である。

【００５４】本実施形態のその他の構成および作用は、
前記第１実施形態と同様である。第３実施形態 本実施形態では、図５に示すように、現像ローラ８ａ
を、導電性シャフト２０ａと、導電性ゴム弾性体３０
と、ゴム弾性体２２ａとで構成した以外は、前記第１実
施形態と同様にして、現像ローラ８ａ、現像装置および
画像形成装置を構成した。

【００５５】この現像ローラ８ａでは、導電性シャフト
２０ａおよびゴム弾性体２２ａの材質は、前記第１実施
形態での導電性シャフト２０およびゴム弾性体２２の材
質と同一である。本実施形態では、導電性シャフト２０
ａの外周に直接ゴム弾性体２２ａを介在させることな
く、その間に導電性ゴム弾性体３０を介在させている。
導電性ゴム弾性体２２ａは、体積抵抗率が約１０⁴ Ω・
ｃｍのクロロプレンゴムなどで構成される。

【００５６】この実施形態に係る現像ローラ８ａ、これ
を用いた現像装置および画像形成装置でも、前記第１実
施形態に係る現像ローラ、現像装置および画像形成装置
と同様な作用効果を奏する。第４実施形態 本実施形態では、図６に示すように、現像ローラ８ｂ
を、導電性筒状シャフト３６と、ゴム弾性体２２ｂとで
構成し、導電性筒状シャフト３６の内周側に磁石３４を
配置した以外は、前記第１実施形態と同様にして、現像
ローラ８ｂ、現像装置および画像形成装置を構成した。

【００５７】この現像ローラ８ｂでは、導電性筒状シャ
フト３６およびゴム弾性体２２ｂの材質は、前記第１実
施形態での導電性シャフト２０およびゴム弾性体２２の
材質と同一である。本実施形態では、導電性筒状シャフ
ト３６の内周に、外周面が周方向にＮＳに交互に着磁さ
れた磁石を配置することで、現像ローラ８ｂの外周に、
帯電力と磁力との相互作用により、トナーを付着させ
る。その他の構成は、前記第１実施形態と同様である。

【００５８】この実施形態に係る現像ローラ８ｂ、これ
を用いた現像装置および画像形成装置でも、前記第１実
施形態に係る現像ローラ、現像装置および画像形成装置
と同様な作用効果を奏する。なお、本発明は、上述した
実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で
種々に改変することができる。

【００５９】

【実施例】以下、本発明を、さらに具体的な実施例に基
づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されな
い。なお、以下の実施例中では、部および％は、特に断
わりがない限り重量基準である。

【００６０】実施例１ 図２に示すように、直径１０mmのステンレス製シャフト
２０の外周に、エピクロロヒドリンゴムとアクリロニト
リル−ブタジエン系共重合体ゴムのブレンドゴムで構成
されたゴム弾性体２２を、押し出し成形により、厚さ
４．４mmで形成した。その後、ゴム弾性体２２の外周面
を円筒研削盤で研磨することにより、その外周面の表面
粗さを軸方向および周方向で４μm とした。

【００６１】次に、そのゴム弾性体を回転させながら、
その表面に紫外線を８０Ｗ／cmのランプを用いて2 分間
の条件で照射した。その結果、ゴム弾性体の表面の摩擦
係数は、０．６となった。この現像ローラ８を、図１に
示すように、感光ドラム１に接触幅が約２mmとなるよう
に接触させて配置した。

【００６２】感光ドラム１としては、有機系感光体ドラ
ムを用い、その外径は、３０mmであった。帯電装置３と
しては、感光ドラム１の表面電位がＶｃ＝−６５０Ｖ程
度に一様に成るようなコロナ放電装置を用いた。静電潜
像形成装置４としては、レーザ装置と光学系とを組み合
わせたものを用いた。供給ローラ１２としては、外径１
４．４mmのウレタン製のローラを用いた。この供給ロー
ラ１２は、現像ドラム８に接触幅が約２mmとなるように
接触させた。

【００６３】層厚規制ブレード９としては、ウレタン製
のゴム弾性体を用い、線圧が０．７〜２ｇ／mmと成るよ
うに現像ローラ８の外周に接触させて取り付けた。現像
装置５の内部に収容される球形トナー１０としては、次
に示す製法により得られたトナーを用いた。

【００６４】スチレン９０部、ステアリルメタクリレー
ト１０部、低分子量ポリプロピレン４部、カーボンブラ
ック（商品名ブラックパール１３０）７部、クロム系染
料（商品名ボントロンＳ−３４）０．５部および２，
２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）２
部をボールミル分散して均一混合液を得た。

【００６５】次に、上記混合液を、リン酸カルシウム
４．５部を微細に分散した純水４００部中に添加し、水
分散液を得た。この水分散液をрН９以上の条件下でロ
ーターステーター型ホモミキサーより高剪断攪拌を行っ
て、上記混合液を水中に微細化して分散させた。この水
分散液を攪拌翼の付いた反応器に入れて、６５°Ｃで４
時間、攪拌下に重合を行った。

【００６６】このようにして得られた重合体を含む分散
液を酸洗浄、水洗浄を充分に行った後、分離、乾燥して
トナー材料を得た。上記トナー材料１００部に、流動化
剤として疎水性シリカ０．３部を外添し、非磁性一成分
トナーを得た。得られた非磁性一成分トナーは、実質的
に球型の粒子であった。このトナーの体積平均粒径（ｄ
ｖ）は６．５μｍであり、体積平均粒径（ｄｖ）と個数
平均粒径（ｄｎ）の比（ｄｖ／ｄｎ）が１．１８であ
り、粒子の絶対最大長を直径とした円の面積（Ｓｃ）を
粒子の実質投影面積（Ｓｒ）で割った値（Ｓｃ／Ｓｒ）
が１．０７であり、かつＢＥＴ法による比表面積（Ａ）
（ｍ² ／ｇ）、個数平均粒径（ｄｎ）（μm ）および真
比重（Ｄ）の積（Ａ×ｄｎ×Ｄ）が５．６で、さらに、
帯電量（Ｑ）（μｃ／ｇ）と比表面積（Ａ）の比（Ｑ／
Ａ）が１２０であった。

【００６７】また、本実施例では、反転同時現像を行う
ために、現像ローラ８の表面電位ＶD が−３００Ｖとな
るように、現像ローラ８と感光ドラム１との間にバイア
ス電圧を印加した。また、層厚規制ブレード９の先端の
電位がＶBL＝−３００Ｖと成るようにバイアス電圧を印
加し、供給ローラ１２の表面電位Ｖｓ＝−６００Ｖと成
るように、バイアス電圧を印加する。本実施例では、現
像同時クリーニングなので、図１に示すクリーニング装
置は不要となる。

【００６８】本実施例に係る画像形成装置において、感
光ドラム１を周速４７．６mm／秒で矢印Ａ方向に回転
し、現像ローラ８を周速１０５mm／秒で矢印Ｂ方向に回
転し、供給ローラ１２を周速１３６mm／秒で矢印Ｃ方向
と逆方向に回転し、用紙７に、１０回転写した。

【００６９】感光体カブリおよび用紙カブリについて観
察した結果、感光体カブリに関して定量化した数値は、
２．０％であり、用紙カブリに関して定量化した数値
は、０．２％であり、双方ともに小さいことが確認され
た。感光体カブリの観察は、感光体ドラム上のカブリの
部分のトナーをメンディングテープで紙に転写し白色度
計で測定した反射率の値を、メンディングテープだけを
紙に貼った時の反射率を白色度計（日本電色製）で測定
した値から引いた値を比較することで行った。この値が
大きいほど感光体カブリが多い。

【００７０】また、用紙カブリの観察は、定着後の用紙
の非画像部のカブリ部分を白色度計で測定した反射率の
値を、印字前の用紙の反射率を白色度計で測定した値か
ら引いた値を比較することで行った。また、本実施例に
係るバージンの現像ローラを用いて印字を行った場合に
は、トナーを馴染ませるための空運転をすることなく初
期から正常な印字が可能であった。

【００７１】実施例２ 現像ローラ８の表面の摩擦係数を０．４とした以外は、
前記実施例１と同様にして、現像ローラ、現像装置およ
び画像形成装置を構成した。前記実施例１と同様にし
て、感光体カブリおよび用紙カブリを観察したところ、
これらの定量化した数値は、それぞれ１．８％および
０．１％であった。また、本実施例に係るバージンの現
像ローラを用いて印字を行った場合には、トナーを馴染
ませるための空運転をすることなく初期から正常な印字
が可能であった。

【００７２】実施例３ 現像ローラ８の表面の摩擦係数を０．２とした以外は、
前記実施例１と同様にして、現像ローラ、現像装置およ
び画像形成装置を構成した。前記実施例１と同様にし
て、感光体カブリおよび用紙カブリを観察したところ、
これらの定量化した数値は、それぞれ１．４％および
０．１％であった。また、本実施例に係るバージンの現
像ローラを用いて印字を行った場合には、トナーを馴染
ませるための空運転をすることなく初期から正常な印字
が可能であった。

【００７３】比較例１ 現像ローラの表面の研磨後に紫外線を照射せず、現像ロ
ーラ８の表面の摩擦係数を１．５とした以外は、前記実
施例１と同様にして、現像ローラ、現像装置および画像
形成装置を構成した。

【００７４】前記実施例１と同様にして、感光体カブリ
および用紙カブリを観察したところ、これらの定量化し
た数値は、それぞれ３１．０％および１１．０％であっ
た。また、印字開始の初期から感光体カブリおよび用紙
カブリが観察された。比較例２ 現像ローラ８の表面の摩擦係数を０．０５とした以外
は、前記実施例１と同様にして、現像ローラ、現像装置
および画像形成装置を構成した。

【００７５】前記実施例１と同様にして、感光体カブリ
および用紙カブリを観察したところ、現像ローラの表面
にトナーが付着せず、正常な印字が困難であった。

【００７６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、感光ドラムなどの潜像保持体に形成された潜像を現
像ローラで現像する際に、感光体カブリや用紙カブリが
生じ難い画像形成装置、現像装置および現像ローラを提
供することができる。また、空運転をしなくても初期状
態から正常な印字が可能な画像形成装置、現像装置およ
び現像ローラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置
の概略図である。

【図２】図２は図１に示す現像ローラの一部破断斜視図
である。

【図３】図３は図２に示す現像ローラの要部拡大断面図
である。

【図４】図４（Ａ）〜（Ｃ）は反転現像における現像同
時クリーニングの作用を示す概略図である。

【図５】図５は本発明の他の実施形態に係る現像ローラ
の断面図である。

【図６】図６は本発明のさらに他の実施形態に係る現像
ローラの断面図である。

【図７】図７は摩擦係数の測定方法を示す図である。

【符号の説明】

１… 感光ドラム ２… クリーニング装置 ３… 帯電装置 ４… 潜像形成装置 ５… 現像装置 ６… 転写装置 ７… 転写紙 ８… 現像ローラ １０… 球形トナー １２… 供給ローラ ２０… 導電性シャフト ２２… ゴム弾性体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周に付着されたトナーの一部を、潜像
   保持体の外周面に、潜像に対応した所定のパターンで選
   択的に移動させて現像を行う現像ローラであって、 少なくとも表面がゴム弾性体で構成してあり、その表面
   の摩擦係数が０．１〜１．２である現像ローラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の現像ローラと、 前記現像ローラが回転自在に配置され、トナーが収容さ
   れるケーシングとを有する現像装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の現像装置と、 前記現像ローラの外周に付着されたトナーの一部が潜像
   に対応した所定のパターンで選択的に移動することによ
   りトナー像が形成され、このトナー像を転写材に転写す
   る潜像保持体とを有する画像形成装置。