JPH11311898A - トナー担持ローラ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境依存性が少なく、濃度むらや地かぶりな
どのない高品質で均一な画像が得られるとともに、高度
な階調性を達成しうるトナー担持ローラ、及びそれを用
いた画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 画像形成体に接触又は近接してトナーを
供給し、該画像形成体表面に可視画像を形成させるもの
であって、トナー担持ローラが低抵抗樹脂材料からなる
樹脂層と弾性層とを有し、かつ印加電圧１００Ｖでのロ
ーラ周方向における回転時のローラ抵抗の最大値と最小
値の差が、対数で1.０以内であるトナー担持ローラ、及
びそれを装着した画像形成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー担持ローラ
及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、複写機やプ
リンターなどの画像形成装置において、静電潜像を保持
した画像形成体にトナーを供給して、該画像形成体表面
に可視像を形成させるためのものであって、濃度むらの
ない高品質の画像を与えるとともに、高度な階調性を達
成しうるトナー担持ローラ、及びそれを装着した画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機やプリンターなどの電子写
真方式の画像形成装置などにおいて、静電潜像を保持し
た感光体などの画像形成体に一成分トナーを供給し、該
トナーを潜像に付着させて可視化する画像形成方法とし
て、加圧現像法が知られている（米国特許第３１５２０
１２号明細書、同第３７３１１４６号明細書）。この加
圧現像法は、トナーを担持したトナー担持ローラを、静
電潜像を保持した画像形成体である感光体に接触させ
て、トナーを該画像形成体の潜像に付着させることによ
り画像形成を行うもので、このため上記トナー担持ロー
ラを導電性と弾性を有する導電性弾性体で形成する必要
がある。すなわち、この加圧現像法では、例えば図１に
示したように、トナーを供給するためのトナー塗布用ロ
ーラ２と静電潜像を保持した画像形成体（感光体）３と
の間に、トナー担持ローラ（現像ローラ）１が配設さ
れ、これらトナー担持ローラ１、画像形成体３及びトナ
ー塗布用ローラ２がそれぞれ図中矢印方向に回転するこ
とにより、トナー４がトナー塗布用ローラ２によりトナ
ー担持ローラ１の表面に供給され、このトナーが成層ブ
レード５により均一な薄膜に整えられ、この状態でトナ
ー担持ローラ１が画像形成体３と接触しながら回転する
ことにより、薄層に形成されたトナーがトナー担持ロー
ラ１から画像形成体３の潜像に付着して、該潜像が可視
化するようになっている。なお、図中６は転写部であ
り、ここで紙等の記録媒体にトナー画像を転写するよう
になっており、８はクリーニング部であり、そのクリー
ニングブレード７により転写後に画像形成体３表面に残
存するトナーを除去するようになっている。

【０００３】この場合、上記トナー担持ローラ１は、上
記画像形成体３に密着した状態を保持しつつ回転しなけ
ればならず、このため図２に示したように、金属等の良
導電性材料からなるシャフト１０の外周にシリコーンゴ
ム，ＮＢＲ，ＥＰＤＭ，ポリウレタンゴム等の弾性ゴム
やフォーム等に導電剤を配合して導電性を付与した導電
性弾性体からなる導電性弾性層１１を形成した構造とな
っている。また、特開昭５８−１１６５５９号公報に開
示されているように、画像形成体に近接して非接触状態
に配設された現像スリーブの表面に、薄層に成層した非
磁性トナーを担持し、これを画像形成体上に飛翔させて
トナーを画像形成体に供給し、現像を行う方法も提案さ
れている。更に、上記画像形成体がドラム状ではなく、
ベルト状である場合や、紙，ＯＨＰ，印画紙等の紙葉類
などの記録媒体にトナー担持ローラから直接トナーを供
給して画像を形成する方式もあり、このような方式にお
いても同様のトナー担持ローラを用いることができる。
一方、近年においては、従来の文字のみを印字する、現
像特性がいわゆる白黒二値的な現像特性のみならず、写
真画像出力等の高画質化要求により、高階調性も要求さ
れるようになってきており、この要求に応えるため実行
現像バイアスに対するトナー現像量が緩やかに変化する
ようなトナー担持ローラの設計が必要になってきてい
る。このような特性を得るためには、ローラ抵抗を１０
⁶ 〜１０⁹Ω程度に高抵抗化し、更にローラ表面抵抗を
１０⁸ Ω・ｃｍ以上に相当高抵抗化した設計指針が考え
られ、従来このようなローラを得るために、イオン導電
性をもつ樹脂材料を用いることが提案されている。

【０００４】しかしながら、ほとんどのイオン導電性樹
脂は現像中の水分の影響を受け易く、高温高湿環境下と
低温低湿環境下とでイオンの移動度が大きく異なり、環
境変動による抵抗値の変動が著しく、安定的に使用する
ことが困難であるという欠点がある。このため、電子導
電性をもつ、例えばカーボンや金属微粒子等を添加した
基材を用いることが好適であるが、多くの場合、電子導
電性樹脂材料は、導電性の安定化が難しく、低抵抗領域
であっても、ローラの周方向における回転時のローラ抵
抗のバラツキについては、イオン導電性樹脂の場合と比
較して明らかに大きい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、環境依存性が少なく、濃度むらや地かぶ
りなどのない高品質で均一な画像が得られるとともに、
高度な階調性を達成しうるトナー担持ローラ、及びそれ
を装着した画像形成装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、トナー担持ロ
ーラの表面にトナーを担持してその薄層を形成し、この
状態で該ローラ表面を、静電潜像を表面に保持した画像
形成体に接触又は近接させて、該画像形成体表面にトナ
ーを供給することにより、画像形成体表面に可視画像を
形成させる場合に、該トナー担持ローラとして、弾性層
の外周に低抵抗樹脂材料からなる樹脂層が設けられ、弾
性層のもつ回転時のローラ抵抗のバラツキを低減させた
ローラを用いることにより、その目的を達成しうること
を見出した。本発明はかかる知見に基いて完成したもの
である。すなわち、本発明は、（１）表面にトナーを担
持してその薄膜を形成し、この状態で画像形成体に接触
又は近接して、該画像形成体表面に該トナーを供給する
ことにより、画像形成体表面に可視画像を形成させるト
ナー担持ローラにおいて、前記トナー担持ローラが低抵
抗樹脂材料からなる樹脂層と弾性層とを有し、かつ印加
電圧１００Ｖでのローラ周方向における回転時のローラ
抵抗の最大値と最小値の差が、対数で1.０以内であるこ
とを特徴とするトナー担持ローラ、及び、（２）トナー
担持ローラが装着されてなり、かつトナー担持ローラの
表面にトナーを担持してその薄膜を形成し、このトナー
担持ローラを画像形成体に接触又は近接させて、該画像
形成体表面にトナーを供給することにより、画像形成体
表面に可視画像を形成させる画像形成装置において、該
トナー担持ローラとして、上記（１）のトナー担持ロー
ラを用いたことを特徴とする画像形成装置、を提供する
ものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のトナー担持ローラは、通
常、図２で示すように、良導電性シャフト１０の外周に
弾性層１１が形成された構造を有しており、そして、こ
の弾性層１１の外周（例えば表面）に低抵抗樹脂材料か
らなる樹脂層１２を施すことで、回転時のローラ抵抗の
バラツキの少ない周方向で均一な抵抗を示す。すなわ
ち、印加電圧１００Ｖでのローラ周方向における回転時
のローラ抵抗の最大値と最小値の差が、対数で1.０以内
である。なお、弾性層１１の表面に直接低抵抗樹脂材料
からなる樹脂層１２を形成してもよく、また弾性層１１
の外周に複数の樹脂層を形成し、そのうちの少なくとも
１つを低抵抗樹脂材料からなる樹脂層とする構成であっ
てもよい。ここで、上記シャフト１０としては、良好な
導電性を有するものであれば、いずれのものも使用しう
るが、通常は金属性の中実体からなる芯金や内部を中空
にくりぬいた金属製円筒体等の金属製シャフトが用いら
れる。また、このシャフト１０の外周に形成する弾性層
１１は、ポリウレタン若しくはＥＰＤＭ等のエラストマ
ー，フォーム材料又は樹脂成形体などを基材として用
い、それにカーボンブラック，金属，金属酸化物粉など
の導電性粉体や、過塩素酸ナトリウムなどのイオン性導
電物質を混入することにより、導電性をトナー担持ロー
ラとして最適な中抵抗領域１０³ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍ、特
に１０⁴ 〜１０⁸Ω・ｃｍに調整したものが好適であ
る。

【０００８】この場合、基材としてはポリウレタン，Ｅ
ＰＤＭ，天然ゴム，ブチルゴム，ニトリルゴム，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
合物等が挙げられるが、特にポリウレタンとＥＰＤＭが
好ましい。また、基材として用いられるその他の樹脂と
しては、フェノール樹脂，ポリエステル，ポリカーボネ
ートなどが好ましく用いられる。上記弾性層の基材とし
て用いられるポリウレタンについて説明すると、ポリウ
レタンエラストマーやフォーム材は種々の方法で製造さ
れたいずれのものでもよく、例えばカーボンブラックを
ポリウレタンプレポリマー中に配合し、プレポリマーを
架橋反応させる方法、ポリオールに導電性材料を配合
し、このポリオールをワン・ショット法にてポリイソシ
アネートと反応させる方法などで得ることができる。

【０００９】ポリウレタンを得る場合に用いられるポリ
ヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ポリウレタン
フォームやウレタンエラストマー製造に用いられるポリ
オール、例えば末端にヒドロキシル基を有するポリエー
テルポリオール，ポリエステルポリオール、及び両者の
共重合物であるポリエーテルポリエステルポリオールな
どが挙げられるほか、ポリブタジエンポリオールやポリ
イソプレンポリオール等のポリオレフィンポリオール，
ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を重合させて得
られるいわゆるポリマーポリオールなどの一般的なポリ
オールが使用できる。また、ポリイソシアネート化合物
としては、同様に一般的な軟質ポリウレタンフォームや
ウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネ
ート、すなわち、トリレンジイソシアネート（ＴＤ
Ｉ）、粗製ＴＤＩ、４，４' −ジフェニルメタンジイソ
シアネート（ＭＤＩ）、粗製ＭＤＩ、炭素数２〜１８の
脂肪族ポリイソシアネート、炭素数４〜１５の脂環式ポ
リイソシアネート及びこれらポリイソシアネートの混合
物や変性物、例えば部分的にポリオール類と反応させて
得られるプレポリマー等が用いられる。

【００１０】一方、ＥＰＤＭについては、この場合エチ
レンとプロピレンと第３成分とからなる三元重合体であ
り、上記第３成分としては、特に制限されるものではな
いが、ジシクロペンタジエン，エチリデンノルボルネ
ン、１，４−ヘキサジエン等が好適に用いられる。ま
た、上記エチレン，プロピレン及び第３成分の割合は、
特に制限されるものではないが、エチレン単位の含有量
が５〜９５重量％、プロピレン単位の含有量が５〜９５
重量％、第３成分単位の含有量がヨウ素価で０〜５０と
することが好ましい。なお、ヨウ素価の異なる２種以上
のＥＰＤＭを混合して用いることもできる。上記ＥＰＤ
Ｍには、シリコーンゴム又はシリコーン変性ＥＰＤＭあ
るいはこれら双方をブレンドして用いることもできる。
この場合、シリコーンゴム、シリコーン変性ＥＰＤＭの
混合量は、ＥＰＤＭ１００重量部に対して５〜８０重量
部程度とすることができる。なお、上記シリコーン変性
ＥＰＤＭとは、シラノール化合物やシロキサンを介して
ＥＰＤＭ及びシリコーンの両ポリマー間の結合力を高め
たハイブリッドゴムをいう。

【００１１】また、弾性層を架橋してゴム状物質とする
ために架橋剤，加硫剤を添加することができる。この場
合、有機過酸化物架橋及び硫黄架橋のいずれの場合でも
加硫助剤，加硫促進剤，加硫促進助剤，加硫遅延剤等を
用いることができる。更に、上記以外にもゴムの配合剤
として一般に用いられているしゃく解剤，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，着色剤などを添加することができる。この
ポリウレタン又はＥＰＤＭを基材として弾性層を形成す
る場合には、表面上のトナー帯電量をコントロールする
目的でニグロシン，トリアミノフェニルメタン，カチオ
ン染料などの各種荷電制御剤，シリコーン樹脂，シリコ
ーンゴム，ナイロンなどの微粉体を添加することができ
る。この場合、これらの添加剤の添加量は、上記ポリウ
レタン又はＥＰＤＭ１００重量部に対して、上記荷電制
御剤は１〜５重量部、上記微粉体は１〜１０重量部とす
ることが好ましい。

【００１２】次に、この弾性層に導電性を付与するため
に用いられる導電性材料としては、まず粉体について例
示すれば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ブラック、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡ
Ｆ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カ
ーボンブラック、酸化処理等を施したカラー（インク）
用カーボンブラック，熱分解カーボンブラック，天然グ
ラファイト，人造グラファイト，アンチモンドープの酸
化錫，酸化チタン，酸化亜鉛，ニッケル，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等が挙げ
られる。この中で、価格が安く、少量で導電性を制御し
やすいものは、カーボンブラックである。これらの導電
性粉体は、通常基材樹脂１００重量部に対して0.５〜５
０重量部、特に１〜３０重量部の範囲で好適に用いられ
る。

【００１３】ここで、導電性材料としては、上記各種カ
ーボンブラック類、各種金属及び金属酸化物及び各種導
電性ポリマーなどの電子導電性物質が特に好適に使用さ
れ、このような電子導電性物質を含む弾性層と後述する
樹脂層との組合わせによって、印加電圧１００Ｖでのロ
ーラ周方向における回転時のローラ抵抗の最大値と最小
値の差が、対数で1.０以内となり、周方向で、バラツキ
の少ない均一な抵抗を示す。この場合必要に応じて、イ
オン導電性物質を適量混合することもできる。なお、イ
オン導電性物質としては、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、更に変性脂肪族ジメチルアンモニ
ウムエトサルフェート，ステアリル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，テトラブチルアン
モニウムホウフッ酸塩等の有機イオン性導電物質などが
例示される。

【００１４】本発明において、弾性層は、特に制限され
るものではないが、上記導電性材料の配合により、上述
のように、その体積固有抵抗値を１０³ 〜１０¹⁰Ω・ｃ
ｍ、特に１０⁴ 〜１０⁸ Ω・ｃｍとすることが好まし
い。この抵抗値が１０³ Ω・ｃｍ未満であると電荷が感
光ドラム等にリークしたり、電圧によりトナー担持ロー
ラ自身が破壊したりする場合があり、一方１０¹⁰Ω・ｃ
ｍを超えると、地かぶりが発生しやすくなる。この弾性
層の硬度は、特に制限されるものではないが、トナー担
持ローラが感光ドラム等の画像形成体と接触する場合に
は、ＪＩＳ−Ａスケールで６０°以下、特に２５〜５５
°とすることが好ましい。この場合、硬度が６０°を超
えると感光ドラム等との接触面積が小さくなり、良好な
現像が行えなくなるおそれがあるが、逆にあまり低硬度
にすると圧縮永久歪が大きくなり、なんらかの理由でト
ナー担持ローラに変形や偏心が生じた場合、画像の濃度
むらが発生するおそれがある。このため、弾性層の硬度
を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪をなるべ小さ
くすることが好ましく、具体的には２０％以下とするこ
とが好ましい。

【００１５】本発明のトナー担持ローラは、この弾性層
の外周に、低抵抗樹脂材料からなる樹脂層を形成したも
のである。この低抵抗樹脂材料としては、特に制限され
るものではないが、感光ドラム等の画像形成体に対して
非汚染性であることが好ましく、その樹脂成分の具体例
としては、尿素樹脂，メラミン樹脂，アルキッド樹脂，
フェノール変性・シリコーン変性等の変性アルキッド樹
脂，オイルフリーアルキッド樹脂，アクリル樹脂，シリ
コーン樹脂，フッ素樹脂，フェノール樹脂，ポリアミド
樹脂，エポキシ樹脂，ポリエステル樹脂，マレイン酸樹
脂，ウレタン樹脂等を挙げることができる。これらの中
では、特に成膜性，密着性の観点から、尿素樹脂，メラ
ミン樹脂，シリコーン樹脂，フェノール樹脂，アルキッ
ド樹脂，変性アルキッド樹脂，オイルフリーアルキッド
樹脂及びアクリル樹脂の中から選ばれる一種又は二種以
上が好適に使用される。

【００１６】この低抵抗樹脂材料は、前記弾性層より低
抵抗のものが好ましく、具体的には１０⁰ 〜１０⁶ Ω・
ｃｍ程度、特に１０² 〜１０⁴ Ω・ｃｍの範囲の体積固
有抵抗値を有するものが好ましく用いられる。該低抵抗
樹脂材料には、上記の低抵抗を発現させるために、例え
ば導電性カーボンブラック，カラー用カーボンブラッ
ク，インク用カーボンブラック，グラファイト，金属，
金属酸化物などの粉体を添加することができる。これら
の導電性粉体の添加量は、前述の樹脂成分１００重量部
に対し、通常0.５〜５０重量部の範囲で選ばれる。この
ような低抵抗樹脂材料からなる樹脂層を、弾性層表面に
直接形成するか、あるいは他の層を介してその外周に形
成するには、まず、該低抵抗樹脂材料を含有する塗工液
を調製し、この塗工液を用い、例えば弾性層表面に直接
形成する場合は、ローラの弾性層をスプレー法，ロール
コーター法，ディッピング法などにより表面処理する方
法が好ましく用いられる。また弾性層上に他の層を介し
て低抵抗樹脂材料からなる樹脂層を形成する場合は、弾
性層を他の層で被覆した後、上記と同様の方法によれば
よい。

【００１７】例えば、ディッピング法により、ローラの
弾性層を表面処理する場合には、低抵抗樹脂材料を適当
な濃度で含有する塗工液中に、ローラを通常室温で５秒
〜５分間程度、好ましくは１０秒〜１分間程度浸漬した
のち、引き上げ、乾燥処理する方法を採用することがで
きる。なお、スプレー法を採用する場合には、塗工液中
の低抵抗樹脂材料の濃度を、ディッピング法より高く設
定することができ、例えば１０〜３０重量％濃度に調整
したものを使用することも可能である。この塗工液を調
製するための溶剤は、前記樹脂成分を溶解するものであ
ればいずれのものでもよいが、通常はメタノール，エタ
ノール，イソプロパノール等の低級アルコール類、アセ
トン，メチルエチルケトン，シクロヘキサノン等のケト
ン類、トルエン，キシレンなどが好ましく用いられる。

【００１８】このようにして、低抵抗樹脂材料からなる
樹脂層を弾性層上に形成することにより、ローラ表面の
低摩擦化はある程度達成されるが、更なる摩擦低減のた
め、この樹脂材料中に種々の添加剤を添加することがで
きる。この場合、画像形成体への汚染がなく、表面処理
の均一性が低下することなく、摩擦低減が可能な添加剤
として、シリコーン樹脂，シリコーン樹脂粉体，フッ素
系及びシリコーン系界面活性剤，ケイ素系カップリング
剤及びシリカ粉体が好適に用いられる。上記シリコーン
樹脂としては、溶剤可溶性のもの、例えばメチルシリコ
ーン樹脂，メチルフェニルシリコーン樹脂，あるいはこ
れらの変性体，シリコーンエポキシプロック共重合体等
が挙げられる。シリコーン樹脂粉体としては、例えばメ
チルシリコーンあるいはメチルフェニルシリコーン重合
体，アミノ基変性シリコーン重合体の微粉体などが挙げ
られ、平均粒径0.１〜１００μｍの真球状及び不定形の
ものが好適に用いられる。フッ素系界面活性剤として
は、フッ化アルキルとカルボン酸，カルボン酸塩，スル
ホン酸塩等が結合したイオン性のもの、フッ化アルキル
とアルコール、エーテル等が結合した非イオン性のも
の、更に側鎖、主鎖にフッ化アルキルを含む重合体、共
重合体などの高分子系のものなどが挙げられる。シリコ
ーン系界面活性剤としては、一般的なシロキサンオキシ
エチレンのようなメチルシリコーンと親水性、親油性セ
グメントとの結合体、メチルシリコーンとアクリルセグ
メントとの共重合体等の高分子系のものなどが挙げられ
る。ケイ素系カップリング剤としては、通常のシランカ
ップリング剤だけでなく、末端にアミノ基，イソシアネ
ート基，ビニル基等が導入されたシラン等が含まれる。

【００１９】これらは単独で用いてもよく、２種以上を
組み合わせて用いてもよい。なお、フッ素樹脂も摩擦低
減剤として有効に作用する。上記摩擦低減剤の使用量
は、前記樹脂成分１００重量部に対して、通常１〜１０
０重量部、好ましくは１０〜７５重量部である。また、
導電性材料としてイオン導電性物質を用いる場合には、
上記塗工液中に添加するイオン導電性物質の量は、該樹
脂成分１００重量部に対して、0.００１〜１重量部の範
囲が好ましく、一方導電性材料としてカーボン等の導電
性粉体を用いる場合には、この導電性粉体の添加量は、
該樹脂成分１００重量部に対して、１〜５０重量部の範
囲が好ましい。さらに、弾性層上に形成するこの樹脂層
の厚さは、特に制限されるものではないが、0.１〜５０
μｍ、特に１〜２０μｍの範囲が好ましい。

【００２０】なお、弾性層上に樹脂層を形成する前又は
形成した後に、所望により、該弾性層表面又は低抵抗層
（樹脂層）上に、その他の抵抗調整層を設けることもで
きる。この場合、材料としては、前記樹脂層と同様のも
のを使用することができ、また、その抵抗値は適宜選択
することができる。本発明のトナー担持ローラは、弾性
層上に上記低抵抗樹脂材料からなる樹脂層を形成するこ
とによって、印加電圧１００Ｖでのローラ周方向におけ
る回転時のローラ抵抗の最大値と最小値の差が、対数で
1.０以内になるようにしたものである。この場合、該低
抵抗樹脂材料が、１０⁰ 〜１０⁶ Ω・ｃｍ程度の体積固
有抵抗値を有することが重要であり、１０⁶ Ω・ｃｍを
超えると樹脂層の厚みを変化させても回転時のローラ抵
抗のバラツキを小さくできなくなる。

【００２１】本発明のトナー担持ローラは、画像形成装
置に組み込まれ、表面にトナーを担持して該トナーの薄
層を形成し、この状態で画像形成体に接触又は近接し
て、該画像形成体表面にトナーを供給することにより、
画像形成体表面に可視画像を形成するものであり、この
場合本発明のトナー担持ローラが用いられる画像形成装
置としては、特に制限はなく、例えば（１）トナーを担
持したトナー担持ローラを静電潜像を保持した画像形成
体（感光体）に接触させて、トナーを該画像形成体の潜
像に付着させることにより画像形成を行う加圧現像方式
の装置、（２）トナー担持ローラに担持させたトナーを
制御電極に形成した小孔を通して直接紙葉類からなる画
像形成体に飛翔せしめて、画像を形成する方式の装置、
（３）画像形成体（感光体）に近接して非接触状態に配
設されたトナー担持ローラの表面に、薄膜に成層したト
ナーを担持し、これを感光体上に飛翔させて現像を行
い、画像を形成する方式の装置、などいずれの方式の画
像形成装置であってもよい。本発明の画像形成装置の一
例として、具体的には前述の図１に示す加圧現像方式の
装置と同様の装置を例示することができる。なお、この
装置については、すでに説明しているので、ここではそ
の説明を省略する。また、本発明のトナー担持ローラに
担持させるトナーとしては、非磁性の一成分現像剤が好
適に用いられるが、磁性タイプの一成分現像剤を用いる
こともでき、例えば磁性一成分現像剤を用いて白黒画像
印字を行う場合にも本発明のトナー担持ローラ及び画像
形成装置を好適に用いることができる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳しく
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。なお、各例で得られたトナー担持
ローラの諸特性を、以下に示す要領に従って求めた。 （１）回転抵抗測定 図３に示した装置を用い、ローラ軸端片側５００ｇずつ
合計１０００ｇの荷重でトナー担持ローラを電極ローラ
に押し当て、電極ローラを３０ｒｐｍで回転させてトナ
ー担持ローラ１を従動回転させた。この状態で直流電圧
電源より１００Ｖの電圧をトナー担持ローラ軸・電極ロ
ーラ間に印加したときの電流値を観測し、５秒間通電時
の値から平均抵抗値を算出した。また、周方向で等間隔
に３０点抵抗値を測定し、その最大値と最小値の差の対
数（抵抗むら）を求めた。

【００２３】（２）体積抵抗測定 弾性層を測定する場合は、５ｍｍ厚みのシートサンプル
を作成し、１００Ｖの電圧を印加したときの電流値を観
測し、５秒間通電時の値から体積抵抗値を算出した。ま
た、塗膜を測定する場合は、同様に膜サンプルを作成
し、１Ｖ／μｍの電界強度にて体積抵抗値を算出した。 （ａ）画像評価 図１に示した、画像形成装置にトナー担持ローラを組み
込み、画像出しを行って、濃度むら及び階調性を下記の
ように評価した。 濃度むら；ｄｏｔエリア１０％画像にて、目視にて現像
ローラピッチのムラを判断 階調性；ｄｏｔエリア１〜３０％の階調パターン画像を
任意のレベルで数水準出力し、階調性の検討を行った。 実施例１ 分子量２５００のポリイソプレンポリオール（ＯＨ値＝
４7.１）１００重量部に、アセチレンブラック3.３２重
量部を配合し、３０分間攪拌した。その後、グルードＭ
ＤＩ（ＮＣＯ重量％＝３1.７）を１3.３８重量部、ジブ
チル錫ジラウレートを0.００１重量部加え、３分間攪拌
した。次に、シャフトを配置し、予め９０℃に加熱され
たモールドにこの反応混合物を流し込み、９０℃で１２
時間硬化反応を行いローラを得た。

【００２４】このイソプレン系ウレタン樹脂からなるロ
ーラは、抵抗値が１０⁴ Ω・ｃｍであった。一方、オイ
ルフリーアルキッド樹脂〔大日本インキ化学工業社製，
商品名Ｍ６４０２〕とメラミン樹脂〔大日本インキ化学
工業社製，商品名：Ｌ１４５〕とを、重量比７：３の割
合で混合し、メチルエチルケトンに樹脂濃度が２０重量
％になるように溶解して樹脂溶液を調整したのち、これ
に導電性カーボンブラック〔デグサ社製，商品名：Ｐｒ
ｉｎｔｅｘ３５〕を、混合樹脂１００重量部当たり、４
０重量部の割合で加えて、分散させ、低抵抗塗工液を調
製した。次に、この塗工液中に、上記イソプレン系ウレ
タン樹脂ローラを室温で３０秒間浸漬することにより、
表面処理が施されたトナー担持ローラを得た。

【００２５】このローラの塗膜の体積固有抵抗値を測定
したところ、電界強度１Ｖ／μｍにて、１×１０¹ Ω・
ｃｍであった。また、このローラの静止抵抗は、印加電
圧１００Ｖで１×１０⁴ Ωであり、抵抗むらは0.８（対
数値）であった。これらの結果と共に、画像評価結果を
第１表に示す。 実施例２ 実施例１と同様にして、イソプレン系ウレタン樹脂ロー
ラを作製した。次に、アクリルウレタン系樹脂〔三洋化
成社製，商品名：ＩＢ５８２〕２０重量％濃度の，メチ
ルエチルケトン溶液に、カラー用カーボンブラックを該
樹脂１００重量部当たり４０重量部の割合で分散させて
得られた低抵抗塗工液中に、上記イソプレン系ウレタン
樹脂ローラを室温で３０秒間浸漬して表面処理した。次
いで、その外周に、さらに、ポリエステル樹脂１００重
量部にカラー用カーボンブラック１５重量部を分散させ
てなる中抵抗層を施し、トナー担持ローラを得た。この
ローラの諸特性を第１表に示す。

【００２６】比較例１ 実施例１において、塗工液の調製に、導電性カーボンブ
ラック２５重量部の代わりに、カラー用カーボンブラッ
ク１５重量部を用いた以外は、実施例１と同様にしてト
ナー担持ローラを作製した。このローラの諸特性を第１
表に示す。 比較例２ 実施例１と同様にして作製したイソプレン系ウレタン樹
脂ローラに、レゾールタイプフェノール樹脂〔住友デュ
レズ社製，商品名：ＰＲ２３〕で表面処理を施し、トナ
ー担持ローラを作製した。このローラの諸特性を第１表
に示す。 比較例３ 実施例１と同様にして、イソプレン系ウレタン樹脂ロー
ラを作製し、表面処理せずに、そのままトナー担持ロー
ラとした。このローラの諸特性を第１表に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】

【発明の効果】本発明のトナー担持ローラ及びそれを装
着した画像形成装置によれば、環境依存性が少なく、濃
度むらや地かぶりなどのない高品質で均一な画像が得ら
れるとともに、高度な階調性を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す概略断面図
である。

【図２】本発明のトナー担持ローラの一例を示す概略断
面図である。

【図３】実施例，比較例で表面抵抗を測定するために用
いた装置の概略図である。

【符号の説明】

１：トナー担持ローラ ２：トナー塗布用ローラ ３：画像形成体 ４：トナー ５：成層ブレード ６：転写部 ７：クリーニングブレード ８：クリーニング部 10：シャフト 11：導電性弾性層 12：樹脂層

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にトナーを担持してその薄膜を形成
   し、この状態で画像形成体に接触又は近接して、該画像
   形成体表面に該トナーを供給することにより、画像形成
   体表面に可視画像を形成させるトナー担持ローラにおい
   て、前記トナー担持ローラが低抵抗樹脂材料からなる樹
   脂層と弾性層とを有し、かつ印加電圧１００Ｖでのロー
   ラ周方向における回転時のローラ抵抗の最大値と最小値
   の差が、対数で1.０以内であることを特徴とするトナー
   担持ローラ。
2. 【請求項２】 弾性層が、電子導電性物質を含有するも
   のである請求項１記載のトナー担持ローラ。
3. 【請求項３】 低抵抗樹脂材料が、体積固有抵抗値１０
   ⁰ 〜１０⁶ Ω・ｃｍのものである請求項１又は２記載の
   トナー担持ローラ。
4. 【請求項４】 低抵抗樹脂材料が、尿素樹脂，メラミン
   樹脂，シリコーン樹脂，フェノール樹脂，アルキッド樹
   脂，変性アルキッド樹脂，オイルフリーアルキッド樹
   脂，アクリル樹脂，ウレタン樹脂及びポリアミド樹脂の
   中から選ばれた少なくとも一種を含有するものである請
   求項１乃至３のいずれかに記載のトナー担持ローラ。
5. 【請求項５】 低抵抗樹脂材料が、電子導電性物質を含
   有するものである請求項１乃至４いずれかに記載のトナ
   ー担持ローラ。
6. 【請求項６】 回転時のローラ抵抗の平均値が、１０⁴
   〜１０⁸ Ωである請求項１乃至５いずれかに記載のトナ
   ー担持ローラ。
7. 【請求項７】 トナー担持ローラが装着されてなり、か
   つトナー担持ローラの表面にトナーを担持してその薄膜
   を形成し、このトナー担持ローラを画像形成体に接触又
   は近接させて、該画像形成体表面にトナーを供給するこ
   とにより、画像形成体表面に可視画像を形成させる画像
   形成装置において、上記トナー担持ローラとして、請求
   項１乃至６のいずれかに記載のトナー担持ローラを用い
   たことを特徴とする画像形成装置。