JPH1195543A - 現像ローラ及び現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品質の画像が得られると共に、高度な階調
性を達成することができる現像ローラを得る。 【解決手段】 表面に一成分現像剤を担持して該現像剤
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上記現像剤を供給することに
より、該画像形成体表面に可視画像を形成する現像ロー
ラにおいて、表面に高抵抗樹脂成分が付与された電子導
電性を有する弾性層を具備し、かつ静止時のローラ抵抗
をＲ１、回転時のローラ抵抗をＲ２としたとき、Ｒ１＜
Ｒ２となることを特徴とする現像ローラを提供する。

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
等の電子写真装置や静電記録装置などにおいて、静電潜
像を保持した感光ドラムやベルト、紙，ＯＨＰ，印画紙
等の紙葉類などの画像形成体に一成分現像剤を供給し
て、これら画像形成体表面に可視画像を形成するための
現像ローラ及び該現像ローラを用いた現像装置に関し、
更に詳述すると、濃度むらや地かぶり等のない高品質の
画像が得られると共に、高度な階調性を達成することが
できる現像ローラ及び該ローラを用いた現像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置など
において、潜像を保持した感光ドラム等の潜像保持体に
一成分現像剤を供給し、潜像保持体表面の潜像に該現像
剤を付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧
現像法が知られており（米国特許第３１５２０１２号、
同第３７３１１４６号等）、この方法によれば、磁性材
料が不要であるため装置の簡素化、小型化が容易である
と共に、トナーのカラー化が容易である。

【０００３】この加圧現像法は、トナー（通常は非磁性
一成分現像剤が用いられる）を担持した現像ローラを感
光ドラム等の静電潜像を保持した潜像保持体に接触させ
て、トナーを該潜像保持体の潜像に付着させることによ
り現像を行うもので、このため上記現像ローラを導電性
を有する弾性体で形成する必要がある。

【０００４】即ち、この加圧現像法では、例えば図２に
示されているように、トナーを供給するためのトナー塗
布用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間
に、上記現像ローラ１が配設され、これら現像ローラ
１、感光ドラム５及びトナー塗布用ローラ４がそれぞれ
図中矢印方向に回転することにより、トナー６がトナー
塗布用ローラ４により現像ローラ１の表面に供給され、
このトナーが成層ブレード７により均一な薄層に整えら
れ、この状態で現像ローラ１が感光ドラム５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現
像ローラ１から感光ドラム５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８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、また９はクリーニング部であり、そ
のクリーニングブレード１０により転写後に感光ドラム
５表面に残留するトナーを除去するようになっている。

【０００５】この場合、現像ローラ１は、感光ドラム５
に密着した状態を確実に保持しつつ回転しなければなら
ず、このため図１に示されているように、金属等の良導
電性材料からなるシャフト２の外周にシリコーンゴム、
ＮＢＲ、ＥＰＤＭ等の弾性ゴムやウレタンフォームなど
に導電剤を配合して導電性を付与した弾性体からなる弾
性層３を形成した構造となっている。

【０００６】また、特開昭５８−１１６５５９号公報に
開示されているように、潜像保持体に近接した非接触状
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、これを潜像保持体上に飛翔させ
てトナーを潜像保持体に供給し、現像を行う方法も提案
されている。更に、上記潜像保持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現像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
ても同様の現像ローラを用いることができる。

【０００７】一方、近年においては、従来の文字のみを
印字する、現像特性が所謂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
変化するような現像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１
０⁸Ω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。

【０００８】しかしながら、ほとんどのイオン導電性樹
脂は環境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
性材料は低抵抗領域においては導電性が安定するが、上
述のような高抵抗領域では、ばらつきなく、安定した抵
抗を発現するものを得ることは困難である。

【０００９】そのため、電子導電性材料からなる基材の
表面に外層を設けることにより抵抗調整を行うことが提
案されているが、高抵抗領域まで抵抗値を調整するため
には、相当厚い外層を形成しなければならず、そのため
にローラの表面粗さが平滑化しすぎて十分なトナー搬送
量が確保できなくなったり、表面の外層が基材の弾性変
形に追随できず劣化するなどの問題点がある。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みされたもので、
環境依存性が少なく、かつ十分なトナー搬送量が得ら
れ、濃度むらや地かぶり等のない高品質の画像が得られ
ると共に、高度な階調性を達成することができる現像ロ
ーラ及び該現像ローラを用いた現像装置を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、現像ローラの表面に一成分現像剤を担持して該現像
剤の薄層を形成し、この状態で該現像ローラ表面を、静
電潜像を表面に保持した潜像保持体等の画像形成体に接
触又は近接させて、該画像形成体表面に上記現像剤を供
給することにより、画像形成体表面に可視画像を形成す
る場合に、上記現像ローラとして、表面に高抵抗樹脂成
分が付与された電子導電性を有する弾性層を有し、静止
時のローラ抵抗よりも回転時のローラ抵抗の方が大きい
現像ローラを用いることにより、環境依存性が少なく、
かつ十分なトナー搬送量が得られ、濃度むらや地かぶり
等のない高品質の画像が得られると共に、高度な階調性
を達成し得ることを見出した。

【００１２】即ち、電子導電性を有する弾性層上に、高
抵抗樹脂成分による表面処理を施すことにより、静止時
ローラ抵抗Ｒ１＜回転時ローラ抵抗Ｒ２となるローラを
得ることができ、これにより厚膜化することのない表面
処理によっても実質的に高抵抗ローラの性能を発現し
得、このため高階調性を達成することができ、かつ現像
バイアスが電位降下することなく、十分な現像量を確保
することができ、上述の高画質の画像出力を達成し得る
ことを見出し、本発明を完成したものである。

【００１３】従って、本発明は、表面に一成分現像剤を
担持して該現像剤の薄層を形成し、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上記現像剤
を供給することにより、該画像形成体表面に可視画像を
形成する現像ローラにおいて、表面に高抵抗樹脂成分が
付与された電子導電性を有する弾性層を具備し、かつ静
止時のローラ抵抗をＲ１、回転時のローラ抵抗をＲ２と
したとき、Ｒ１＜Ｒ２となることを特徴とする現像ロー
ラを提供する。

【００１４】また、本発明は、外周面に一成分現像剤を
担持した状態で画像形成体表面に当接又は近接し、回転
することにより、上記一成分現像剤を画像形成体表面に
付着させて画像形成体表面に可視画像を形成する現像ロ
ーラを具備してなる現像装置において、上記現像ローラ
として本発明の現像ローラを用いたことを特徴とする現
像装置を提供する。

【００１５】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の現像ローラは、通常は、図１に示したローラと
同様に、良導電性シャフト２の外周に電子導電性を有す
る弾性層３を形成したローラとされるものであり、本発
明にあってはこの弾性層３の表面に高抵抗樹脂成分を付
与して、ローラ抵抗を静止時ローラ抵抗Ｒ１＜回転時ロ
ーラ抵抗Ｒ２に調整したものである。

【００１６】ここで、上記シャフト２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得
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。

【００１７】また、このシャフト２の外周に形成する弾
性層３は、ポリウレタン又はＥＰＤＭ等のエラストマ
ー、フォーム材料また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
の導電性粉体などの電子導電性物質を混入して電子導電
性を付与することにより、導電性を現像ローラとして最
適な中抵抗領域１０³〜１０¹⁰Ωｃｍ、特に１０⁴〜１０
⁸Ωｃｍに調整したものが好適である。

【００１８】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、ポリカーボー
ネートなどが好ましく用いられる。

【００１９】上記弾性層３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、ポリオールに電子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
させる方法などの方法で得ることができる。

【００２０】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、末端にポリ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
て得られる所謂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、即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、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。

【００２１】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、エチレンの含有量が５
〜９５重量％、プロピレンの含有量が５〜９５重量％、
第３成分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ＥＰＤＭ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、Ｅ
ＰＤＭ１００重量部に対して５〜８０重量部とすること
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。

【００２２】更にまた、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。更にまた、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、着色剤等を添加することができ
る。

【００２３】この弾性層３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、これら添加剤の添加
量は、上記弾性層３を構成する上記基材成分１００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。

【００２４】次に、この弾性層３に電子導電性を付与す
るために用いられる導電性材料としては、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，ＨＡＦ，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−（インク）用カーボン、熱分解カーボン、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易
いものは、カーボンブラックである。これら導電性材料
は、通常上記弾性層３の基材成分１００重量部に対して
０．５〜５０重量部、特に１〜３０重量部の範囲で好適
に用いられる。

【００２５】ここで、導電性材料としては、上記各種カ
ーボン類、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使用され、このような電子
導電性物質により電子導電性が付与された弾性層と後述
する高抵抗樹脂成分との組み合わせによって、ローラの
抵抗特性を静止時ローラ抵抗Ｒ１＜回転時ローラ抵抗Ｒ
２に効果的に調整することができるが、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ほうふっ酸塩等の有機イオン性導
電物質などが例示される。

【００２６】本発明において、弾性層３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、その抵抗値を１０³〜１０¹⁰Ωｃｍ、特に
１０⁴〜１０⁸Ωｃｍとすることが好ましい。抵抗値が１
０³Ωｃｍ未満であると電荷が感光ドラム等にリークし
たり、電圧により現像ローラ自身が破壊したりする場合
があり、一方１０¹⁰Ωｃｍを超えると、地かぶりが発生
しやすくなる。

【００２７】この弾性層３の硬度は、特に制限されるも
のではないが、現像ローラが感光ドラム等の潜像保持体
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、なんらかの理由で現像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こととなる。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
久歪をなるべく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。

【００２８】また、弾性層３の表面粗さ、即ち本発明現
像ローラの表面粗さは、特に制限されるものではない
が、ＪＩＳ１０点平均粗さで１５μｍＲｚ以下、特に１
〜１０μｍＲｚとすることが好ましい。表面粗さが１５
μｍＲｚを超えると一成分現像剤（トナー）のトナー層
の層厚や帯電の均一性が損なわれる場合があるが、１５
μｍＲｚ以下とすることにより、トナーの付着性を向上
させることができると共に、長期使用時でのローラの摩
耗による画像劣化をより確実に防止し得る。

【００２９】本発明の現像ローラには、この弾性層３の
表面部分に、高抵抗樹脂成分を付与するものである。こ
の高抵抗樹脂成分としては、特に制限されるものではな
いが、感光ドラム等の潜像保持体に対して非汚染性であ
ることが好ましく、具体的には、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から選ば
れる１種又は２種以上が好適に使用される。

【００３０】この高抵抗樹脂成分は、上記弾性層３より
も高抵抗のもので、特に実質的に非導電性のものが好ま
しく、具体的には１０⁶〜１０¹⁵Ωｃｍ、特に１０⁸〜１
０¹⁵Ωｃｍ程度の抵抗値のものが用いられ、最終的にこ
のような抵抗値の範囲となれば、導電性材料を添加して
もよい。この場合、通常は上記弾性層３の表面部分には
カーボン等の導電性粉体が含まれていない方がより良好
なトナー帯電性が得られるが、高速性を要するプリンタ
ー等に用いる場合には低圧かぶりの発生を効果的に防止
するため、逆に弾性層３の表面部分に導電性粉体を含有
させることが好ましい。従って、この樹脂成分に添加す
る導電材料としてカーボン等の導電性粉体を採用するか
否かは現像ローラの用途、目的に応じて適宜選定するこ
とができる。

【００３１】かかる高抵抗樹脂成分を弾性層３表面に付
与する手段としては、上記高抵抗樹脂成分を含有する樹
脂溶液でローラの弾性層３を表面処理する方法が好適に
採用される。この場合表面処理は、樹脂溶液を調製した
後、スプレー法、ロールコーター法、ディッピング法な
どにより行うことができる。例えば、ディッピングによ
る表面処理は、１〜３０％の濃度に調整した樹脂溶液に
通常室温で５秒〜５分、好ましくは１０秒〜１分浸漬
し、これを引き上げ、乾燥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、処理液中の樹
脂濃度をディッピング法より高く設定でき、例えば１０
〜５０％の濃度に調整したものを使用することも可能で
ある。なお、樹脂溶液を調製するための溶剤は、上記樹
脂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、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。

【００３２】以上の高抵抗樹脂成分による表面処理によ
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、この樹脂成分中に種々の添加剤を
添加することができる。この場合、感光体への汚染がな
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、シリコン
系カップリング剤及びシリカ粉体が好適に用いられる。

【００３３】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、メチルフェニルシリ
コーン、あるいはこれらの変性体、シリコーンエポキシ
ブロック共重合体等が挙げられる。

【００３４】シリコーン樹脂粉体としては、例えばメチ
ルシリコーン或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の球状及び不定形のも
のが好適に用いられる。

【００３５】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
子系のものが挙げられる。

【００３６】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
ものが挙げられる。

【００３７】シリコン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。

【００３８】これらは単独で用いてもよく２種以上組合
せて用いてもよい。なお、フッ素樹脂も摩擦低下剤とし
て有効に作用する。上記摩擦低下剤の使用量は、上記樹
脂成分１００重量部に対して１〜１００重量部、好まし
くは１０〜７５重量部である。また、この高抵抗樹脂成
分中に導電性材料を添加する際には、導電性材料として
イオン導電性物質を用いる場合には、上記樹脂溶液中に
添加するイオン導電性物質の添加量を、上記樹脂成分１
００重量部に対して０．００１〜１重量部とすることが
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、該導電性粉体の添加量を上記樹
脂成分１００重量部に対して１〜５０重量部とすること
が好ましい。

【００３９】なお、この弾性層３上に付与される高抵抗
樹脂成分は、弾性層３の表面を完全に覆う皮膜状のもの
であってもよく、また弾性層３表面の凹凸内に該樹脂成
分が点状に埋め込まれた点散在状であってもよく、更に
はこの樹脂成分によって弾性層３表面の凹凸の大部分が
埋まり、凸部の先端のみが所々露出した状態であっても
よい。なお、弾性層上に付与するこの高抵抗樹脂成分の
厚さは、特に制限されるものではないが、皮膜状の場合
でも０．１〜２０μｍ、特に１〜１０μｍとすることが
好ましい。

【００４０】本発明の現像ローラは、上記高抵抗樹脂成
分を付与する表面処理によって、静止時のローラ抵抗を
Ｒ１、回転時のローラ抵抗をＲ２としたとき、Ｒ１＜Ｒ
２となるように調整したものである。この場合、上記表
面処理に用いる高抵抗樹脂成分が、上述のようにほぼ絶
縁に近い１０⁶〜１０¹⁵Ωｃｍ程度の高抵抗樹脂である
ことが重要である。その理由は、ローラ表面に導電性を
もたせると、ローラの長手方向で電流が流れやすく、例
えば画像上で長手方向に沿った直線上に階調をもたせる
ように長手方向での電位分布が細かく設定される場合、
感光体等への電荷の流れ込みなどによって感光体表面の
電位が乱され、十分な高階調性が得られない。これに対
して、表面がほぼ絶縁に近い現像ローラを用いれば感光
体表面の電位を乱すことなく正確にトナーを現像でき、
高階調な画像が得られる。

【００４１】そこで、本発明のローラは、表面に上記高
抵抗樹脂を付与してローラ表面部分の抵抗値を高くする
ようにしたものであるが、通常は表面樹脂が厚膜化し過
ぎると、表面が平滑になりすぎてトナーが十分に搬送で
きなくなる。従来はこれを回避するために表面樹脂に微
粒子等を添加して表面粗さを出す工夫もなされている
が、表面処理樹脂中への分散安定性の問題や作業の煩雑
化の問題がある。また、機械的強度の問題から厚膜化す
ると表面にヒビが入りやすいなどの問題も生じる。よっ
て、樹脂を表面に薄く設けることで、基材自身の粗さを
保ちつつ、表面を高抵抗化させることが必要であるが、
薄膜処理であると、ローラ全体の抵抗値を高抵抗値化す
ることが難しく、通常は十分な画像濃度と階調性を両立
することができないと考えられる。

【００４２】しかしながら、実際の現像装置内では現像
時にローラは常に回転しており、ローラ抵抗を考えると
きには回転時の抵抗を考えることが現実に即している。
そこで、本発明では、上記表面処理によってローラの回
転抵抗Ｒ２が静止時の抵抗Ｒ１よりも常に高い値が得ら
れるようにローラ抵抗の特性を調整し、これにより表面
処理厚を薄くしても、実際上は高抵抗ローラと同様の性
能を発揮し、十分な現像量と高階調性が実現できるよう
にしたものである。

【００４３】本発明の現像ローラは、一成分現像剤を用
いる通常の現像装置に組み込むことができ、具体的には
図２に示すように、トナーを供給するためのトナー塗布
用ローラ４と静電潜像を保持した感光ドラム５との間
に、本発明現像ローラ１を感光ドラム５と接触又は近接
した状態で配設し、トナー塗布用ローラ４によりトナー
６をこの現像ローラ１に供給し、これを成層ブレード７
により均一な薄層に整え、更にこの薄層からトナーを感
光ドラム５に供給し、該感光ドラム５の静電潜像にトナ
ーを付着させて潜像を可視化することができる。なお、
図２の詳細については、従来技術において説明している
のでその説明を省略する。

【００４４】この場合、本発明の現像ローラは、図２の
ように、感光ドラム５表面に保持された静電潜像を一成
分現像剤で可視化する場合に好適に使用されるものであ
るが、本発明現像ローラにより現像剤を供給して可視画
像を形成する画像形成体としては、上記感光ドラムに限
定されるものではなく、ベルト状等のドラム状以外の潜
像保持体や、更には記録媒体としての紙、ＯＨＰ、印画
紙等の紙葉類に直接現像剤を供給して、これら紙葉類に
可視画像を形成する用途にも好適に適用することができ
る。例えば、特開平８−１２９２９３号公報に開示され
た機構のように、紙やＯＨＰ等の紙葉類の裏面側に背面
電極ローラを配置した状態で、該紙葉類の表面側に現像
剤を担持した現像ローラを近接させ、この現像ローラ上
の現像剤をアパチャ電極で制御しながら上記背面電極ロ
ーラへ向けて飛翔させることにより、該背面電極ローラ
と現像ローラとの間に配置された上記紙葉類に現像剤を
供給して該紙葉類に可視画像を形成する現像ローラとし
ても本発明の現像ローラを好適に採用することができ、
この場合にも本発明の現像ローラを用いることにより、
優れた階調性が得られるものである。

【００４５】ここで、上記一成分現像剤としては、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現像
ローラ及び現像装置を好適に用いることができる。

【００４６】

【実施例】以下、実施例，比較例を示して本発明をより
具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限される
ものではない。なお、下記の例で、表面処理は室温で処
理液に３０秒浸漬することによって行った。

【００４７】［実施例１］分子量２５００のポリイソプ
レンポリオール（ＯＨ価＝４７．１）１００部（重量
部、以下同じ）に、アセチレンブラック３．３２部を配
合し、３０分間撹拌した。その後、クルードＭＤＩ（Ｎ
ＣＯ％＝３１．７）を１３．３３部、ジブチル錫ジラウ
レートを０．００１部加え、３分間撹拌した。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。

【００４８】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１０^４Ω、表面粗さがＪＩＳ１０点平
均粗さＲｚで７．０μｍであった。

【００４９】オイルフリーアルキッド樹脂とメラミン樹
脂（順にベッコライトＭ−６４０２、スーパーベッカミ
ンＬ１１０、ともに大日本インキ化学工業社製）とを
４：１の割合で混合し、メチルエチルケトンに樹脂濃度
１５重量％となるように溶解して樹脂溶液を調整し、こ
の樹脂溶液で上記イソプレン系ウレタンローラの表面を
表面処理して、現像ローラを得た。

【００５０】幅１ｃｍの電極２枚を５ｃｍ間隔で設置
し、その上に得られたローラを載せ、片端５００ｇずつ
合計１０００ｇの荷重をかけて電極にローラを圧接し、
両電極間に１００Ｖの電圧を印加して表面の抵抗値を測
定したところ、表面抵抗は３×１０⁸Ωであった。

【００５１】［実施例２］表面処理を、レゾールタイプ
・フェノール樹脂（ＰＲ５０２３２、住友デュレズ社
製）をメチルエチルケトンに樹脂濃度１５重量％となる
ように溶解した樹脂溶液を用いて行ったこと以外は、実
施例１と同様にして現像ローラを得た。実施例１と同様
に表面抵抗を測定したところ、表面抵抗は１×１０⁸Ω
であった。

【００５２】［比較例１］表面処理用の樹脂中に導電剤
としてカーボン（Ｐｒｉｎｔｅｘ ＸＥ２、デグサ社
製）を１０部添加して、表面処理を行ったこと以外は実
施例１と同様にして現像ローラを得た。実施例１と同様
に表面抵抗を測定したところ、表面抵抗は１０⁴Ωであ
り、表面が十分に導電化されていた。

【００５３】［比較例２］表面処理を行わないこと以外
は、実施例１と同様にして現像ローラを得た。表面抵抗
は、弾性層の抵抗値のまま１０⁴Ωであった。

【００５４】［比較例３］イソプレン系ウレタンローラ
を作成する際、導電剤としてカーボンブラックに代え
て、イオン導電性物質（過塩素酸ナトリウム）を０．１
５部用いて導電性を付与したこと以外は実施例１と同様
にローラを得、表面処理を行わずにこれを現像ローラと
した。ローラの表面抵抗は２×１０⁷Ωであり、高抵抗
ローラであった。

【００５５】上記実施例及び比較例で得た各現像ローラ
について、以下の特性試験を行った。結果を表１に示
す。 （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の荷重で現像ローラを電極ローラに押し
当て、電極ローラを３０ｒｐｍで回転させて現像ローラ
を従動回転させた。この状態で直流電圧電源より１００
Ｖの電圧を現像ローラ軸・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抵抗値を算出
した。 （２）静止抵抗測定 図３の装置を用い、上記回転抵抗測定時と同様に現像ロ
ーラを電極ローラに押し当て、両ローラの回転を停止さ
せた状態で電流値を測定し、同様に抵抗値を算出した。 （３）画像評価 図２に示した、現像装置に各現像ローラを組み込み、画
像出しを行って、下記の項目を評価した。 黒濃度：黒ベタ画像を出力し、その光学濃度をＭａｃｂ
ｅｔｈ６１０Ｃを用いて測定した。 かぶり：感光体における印字部分以外の部分に付着した
トナーをテープに転写し、その光学濃度をＭａｃｂｅｔ
ｈ６１０Ｃを用いて測定した。 黒追随性：印刷方向に黒ベタ画像を長く印字し、先後端
にて濃度差を目視判定した。 ゴースト：文字パターンを印刷したすぐうしろにハーフ
トーンベタ画像を印字し、前の文字の残像の有無を目視
にて観察した。 階調性：写真画像を印字し、目視にて階調性を判断し
た。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１に示した結果から明らかなように、高
抵抗樹脂成分の付与により、ローラの抵抗特性を静止時
抵抗Ｒ１＜回転時抵抗Ｒ２に調整した実施例１，２の現
像ローラは、十分濃度の画像が得られ、かつ階調性にも
優れるものであることが確認された。これに対して、Ｒ
１とＲ２とが等しい比較例１及び比較例２の現像ローラ
は、得られた画像が非常に二値的であり、文字の再現性
には優れるが階調性の再現性に著しく劣り、写真画像を
出力した場合には画像つぶれが生じ、ハーフトーンの再
現性に乏しいものであった。また、弾性層の抵抗値をイ
オン導電性物質で調整し、表面に樹脂成分を有しない比
較例３の現像ローラは、ローラ抵抗による電圧降下が原
因と思われる実現像バイアス不足の現象が見られ、画像
は黒ベタ濃度追従性が悪く、またバックグラウンドのか
ぶりも見られた。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の現像ロー
ラ及びこれを用いた現像装置によれば、環境依存性が少
なく、かつ十分なトナー搬送量が得られ、濃度むらや地
かぶり等のない高品質の画像が得られると共に、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】本発明現像ローラの一例を示す概略断面図であ
る。

【図２】本発明現像装置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
いた装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 現像ローラ ２ シャフト ３ 導電層 ４ トナー塗布用ローラ ５ 感光ドラム（潜像保持体） ６ トナー（非磁性一成分現像剤） ７ 成層ブレード ８ 転写部 ９ クリーニング部 １０ クリーニングブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石見 公一 東京都立川市若葉町２−７−25

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に一成分現像剤を担持して該現像剤
   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上記現像剤を供給することに
   より、該画像形成体表面に可視画像を形成する現像ロー
   ラにおいて、表面に高抵抗樹脂成分が付与された電子導
   電性を有する弾性層を具備し、かつ静止時のローラ抵抗
   をＲ１、回転時のローラ抵抗をＲ２としたとき、Ｒ１＜
   Ｒ２となることを特徴とする現像ローラ。
2. 【請求項２】 上記弾性層が電子導電性物質を含有して
   なるものである請求項１記載の現像ローラ。
3. 【請求項３】 上記高抵抗樹脂成分が、抵抗値１０⁸〜
   １０¹⁵Ωｃｍの樹脂である請求項１又は２記載の現像ロ
   ーラ。
4. 【請求項４】 上記高抵抗樹脂成分が、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
   樹脂及びアクリル樹脂から選ばれる１種又は２種以上を
   含有する樹脂成分である請求項１〜３のいずれか１項に
   記載の現像ローラ。
5. 【請求項５】 外周面に一成分現像剤を担持した状態で
   画像形成体表面に当接又は近接し、回転することによ
   り、上記一成分現像剤を画像形成体表面に付着させて画
   像形成体表面に可視画像を形成する現像ローラを具備し
   てなる現像装置において、上記現像ローラとして請求項
   １〜４のいずれか１項に記載の現像ローラを用いたこと
   を特徴とする現像装置。