JPH09190073A - 静電潜像の現像方法及び現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 現像ローラ１の表面に現像剤４を担持さ
せて該現像剤４の薄層を形成し、この現像ローラ１をド
ラム状の潜像保持体３に接触又は近接させて潜像保持体
３と現像ローラ１とを回転させることにより、上記潜像
保持体３の表面に現像剤４を供給して該潜像保持体３表
面の静電潜像を可視化する現像方法において、上記現像
剤４表面のイオン化ポテンシャルを４．５〜５．５ｅＶ
とし、かつ上記現像ローラ１表面のイオン化ポテンシャ
ルを、現像剤を負帯電させる場合は上記現像剤４のイオ
ン化ポテンシャル以下に、現像剤を正帯電させる場合は
上記現像剤４のイオン化ポテンシャル以上に調整して現
像を行う。 【効果】 トナーと現像ローラとの相性を容易かつ確実
にコントロールして、カブリや画像メモリー等の画像不
良を生じることなく、良好な画像を長期に亘って確実に
再現することができる。

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ける静電潜像
の現像方法及び現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】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、感光ドラム等の潜像保持体上に形成された静電潜
像に現像剤を供給して該静電潜像を可視化する現像過程
では、現像装置の小型化、低コスト化、高信頼性等の点
から現像剤として一成分現像剤を用いることが有利であ
る。

【０００３】従来、静電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（以下、トナーという）を供
給して、潜像保持体上の静電潜像にトナーを付着させ、
静電潜像を可視化する現像方法には、トナー粒子を噴霧
状態にして用いるパウダークラウド法、トナー粒子を感
光ドラムの潜像面に直接接触させて現像する接触現像
法、トナー粒子を荷電して静電潜像の有する電界により
感光ドラムの潜像面に接触させずに現像するジャンピン
グ現像法、磁性を有する導電性トナーを静電潜像面に接
触させて現像するマグネタイト法等の現像法が知られて
いる。

【０００４】上記接触現像法について説明すると、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感光ドラム（静電
保持体）３との間に、導電性の弾性層を有する現像ロー
ラ１が感光ドラム３と接触又は近接した状態に配設さ
れ、これら現像ローラ１、感光ドラム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５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３と接触又は近接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３の静電潜像１０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７にトナー画像を転写するようになっ
ており、また８はクリーニング部であり、そのクリーニ
ングブレード９により転写後に感光ドラム３表面に残留
するトナーを除去するようになっている。

【０００５】ここで、プリンタ等で用いられる反転現像
においては、上記トナーは潜像保持体上の電荷と同一の
極性に荷電させる必要があり、一般に有機感光体を潜像
保持体として用いる場合には帯電電位が負であるため、
トナーの電荷も負としなければならず、またアモルファ
スシリコン感光体等の正帯電用感光体を用いる場合には
帯電電位が正となるため、トナーの電荷も正としなけれ
ばならない。この場合、トナーの荷電には、現像ローラ
表面との摩擦帯電が大きく関与するため、トナー及び現
像ローラ双方の材料設計によって両者の相性をコントロ
ールする必要があり、トナーと現像ローラとの相性が悪
いと初期画像においてカブリ、画像メモリー等が発生し
易く、特に高温，高湿又は低温，低湿環境下でこれら画
像不良の発生が顕著である。また、初期画像に問題がな
くても、繰り返して画像出しを行ううちに画像濃度の低
下や帯電量の低下といった問題を生じる場合もある。

【０００６】従って、従来は成層ブレードや現像ローラ
の材質等に応じて荷電制御剤を配合するなどの方法によ
りトナー側のコントロールを行うと共に、摩擦帯電序列
などを基準にして材質を選択することにより現像ローラ
側のコントロールを行い、トナーと現像ローラとの相性
をコントロールすることが行われている。

【０００７】しかしながら、これらの相性コントロール
方法には、以下の問題点がある。即ち、現像ローラ側の
コントロールには、 ・摩擦帯電序列を基準とするだけでは十分なコントロー
ルができない。 ・導電性を有する弾性ローラの場合、導電性を付与する
ため導電粉や塩などを添加するため、これらの添加によ
り帯電性が変化してしまう。 ・弾性ローラの場合、感光体の汚染を防止するため材料
の選択が限定される。 等の問題があり、またトナー側のコントロールには、 ・添加剤の効果が定量化されないため、ブレードや現像
ローラに合わせた処方の開発に手間がかかる。 ・ＣＣＡ汚染等の問題もありコントロールに限界があ
る。 等の問題がある。更に、従来の方法では、現像ローラと
トナーとを組み合わせる場合に、実際に画像出しを行っ
たりトナー帯電量を測定して評価を行う以外に相性を判
断する方法がなく、簡易に相性を評価することができな
いという問題点もある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、トナーと現像ローラとの相性を容易かつ確実にコン
トロールすることができ、カブリや画像メモリー等の画
像不良を生じることなく、良好な画像を長期に亘って確
実に再現することができる静電潜像の現像方法及び現像
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【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、良導電性シャフトの外周に導電層を形成してなる現
像ローラの表面に現像剤を担持させて該現像剤の薄層を
形成し、この現像ローラを表面に静電潜像を保持したド
ラム状の潜像保持体に接触又は近接させて潜像保持体と
現像ローラとを回転させることにより、上記潜像保持体
の表面に現像剤を供給して該潜像保持体表面の静電潜像
を可視化する場合に、上記現像剤と上記現像ローラとの
相性を両者の表面のイオン化ポテンシャルを指標として
評価することにより、容易かつ確実にコントロールし得
ることが見い出され、更に検討を進めた結果、上記現像
剤表面のイオン化ポテンシャルを４．５〜５．５ｅＶと
し、かつ上記現像ローラ表面のイオン化ポテンシャル
を、現像剤が負帯電の場合は上記現像剤のイオン化ポテ
ンシャル以下に、現像剤が正帯電の場合は上記現像剤の
イオン化ポテンシャル以上に調整して現像を行うことに
より、カブリや画像メモリー等の画像不良を生じること
なく、良好な画像を長期に亘って確実に再現し得ること
を見い出し、本発明を完成したものである。

【００１０】従って、本発明は、良導電性シャフトの外
周に導電層を形成してなる現像ローラの表面に負帯電用
現像剤を担持させて該現像剤の薄層を形成しすると共
に、該現像剤を負に帯電させ、この現像ローラを表面に
静電潜像を保持したドラム状の潜像保持体に接触又は近
接させて潜像保持体と現像ローラとを回転させることに
より、上記潜像保持体の表面に負に帯電した現像剤を供
給して該潜像保持体表面の静電潜像を可視化する現像方
法において、上記現像剤表面のイオン化ポテンシャルを
４．５〜５．５ｅＶとし、かつ上記現像ローラ表面のイ
オン化ポテンシャルを上記現像剤のイオン化ポテンシャ
ル以下に調整して現像を行うことを特徴とする静電潜像
の現像方法、及び、良導電性シャフトの外周に導電層を
形成してなる現像ローラの表面に正帯電用現像剤を担持
させて該現像剤の薄層を形成すると共に、該現像剤を正
に帯電させ、この現像ローラを表面に静電潜像を保持し
たドラム状の潜像保持体に接触又は近接させて潜像保持
体と現像ローラとを回転させることにより、上記潜像保
持体の表面に正に帯電した現像剤を供給して該潜像保持
体表面の静電潜像を可視化する現像方法において、上記
現像剤表面のイオン化ポテンシャルを４．５〜５．５ｅ
Ｖとし、かつ上記現像ローラ表面のイオン化ポテンシャ
ルを上記現像剤のイオン化ポテンシャル以上に調整して
現像を行うことを特徴とする静電潜像の現像方法を提供
する。

【００１１】また、本発明は、上記本発明の現像方法に
より静電潜像の現像を行う装置として、表面に静電潜像
を保持し得る回転可能なドラム状の潜像保持体と、良導
電性シャフトの外周に導電層を形成してなり、上記潜像
保持体の表面に接触又は近接した状態で回転可能に配設
された現像ローラとを具備してなり、上記現像ローラの
表面に負帯電性現像剤を担持させて該現像剤の薄層を形
成すると共に、該現像剤を負に帯電させ、この状態でこ
の現像ローラと上記潜像保持体とを回転させることによ
り、上記潜像保持体の表面に負に帯電した現像剤を供給
して該潜像保持体の表面の静電潜像を可視化する静電潜
像の現像装置において、上記現像剤として、表面のイオ
ン化ポテンシャルが４．５〜５．５ｅＶのものを用いる
と共に、上記現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを
上記現像剤のイオン化ポテンシャル以下に調整したこと
を特徴とする静電潜像の現像装置、及び、表面に静電潜
像を保持し得る回転可能なドラム状の潜像保持体と、良
導電性シャフトの外周に導電層を形成してなり、上記潜
像保持体の表面に接触又は近接した状態で回転可能に配
設された現像ローラとを具備してなり、上記現像ローラ
の表面に正帯電性現像剤を担持させて該現像剤の薄層を
形成すると共に、該現像剤を正に帯電させ、この状態で
この現像ローラと上記潜像保持体とを回転させることに
より、上記潜像保持体の表面に正に帯電した現像剤を供
給して該潜像保持体の表面の静電潜像を可視化する静電
潜像の現像装置において、上記現像剤として、表面のイ
オン化ポテンシャルが４．５〜５．５ｅＶのものを用い
ると共に、上記現像ローラ表面のイオン化ポテンシャル
を上記現像剤のイオン化ポテンシャル以上に調整したこ
とを特徴とする静電潜像の現像装置を提供する。

【００１２】なお、イオン化ポテンシャルとは、気体中
の基底状態にある原子または分子から１個の電子を無限
遠にひき離して、陽イオンと自由電子とに解離させるた
めに要するエネルギーであり、例えば現像剤、現像ロー
ラにそれぞれ直接紫外光（３．５〜６．２ｅＶ）を照射
し、このとき放出される光電子を計測して、その量子効
率のべき乗プロットのしきい値から容易に求めることが
できる。

【００１３】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の静電潜像の現像方法及び現像装置は、上述のよ
うに、帯電ローラと現像剤との相性を両者の表面のイオ
ン化ポテンシャルを指標としてコントロールしたもので
あり、上記現像剤表面のイオン化ポテンシャルを４．５
〜５．５ｅＶとし、上記現像ローラ表面のイオン化ポテ
ンシャルを負帯電の場合はそれ以下、正帯電の場合はそ
れ以上に調整したものである。

【００１４】上記現像剤としては、通常一成分現像剤が
好適に使用され、表面のイオン化ポテンシャルが４．５
〜５，５ｅＶ、好ましくは負帯電性現像剤の場合５．１
〜５．４ｅＶ、正帯電性現像剤の場合４．８〜５．３ｅ
Ｖのものであればよく、市販の一成分現像剤を好適に使
用することができる。この場合、現像剤表面のイオン化
ポテンシャルを５．５ｅＶよりも大きくすることは実際
上困難であり、荷電制御剤等で初期にコントロールでき
ても安定したものとはなり得ない。一方、現像剤表面の
イオン化ポテンシャルが４．５ｅＶよりも小さいと、現
像ローラのイオン化ポテンシャルをそれ以下にすること
が困難となり、負帯電の場合に適正な現像剤の帯電性が
得られない場合があり、また正帯電の場合には適正な帯
電性のコントロールが困難となる場合がある。

【００１５】次に、上記現像ローラは、上述のように、
良導電性シャフト外周に導電層を形成したものであり、
この場合、上記シャフトとしては、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。

【００１６】また、このシャフトの外周に形成される導
電層は、潜像保持体とこの現像ローラとが非接触の状態
で現像を行う場合には、各種樹脂に導電粉や磁性粉を混
入したもの又は導電性樹脂等で形成することができ、ま
た潜像保持体と現像ローラとが接触した状態で現像を行
う場合には、現像ニップの必要性から比較的軟らかい弾
性体が用いられる。そして、このような導電層の基材成
分としては、ポリウレタン、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を用いることができるが、特
に本発明においては、ポリウレタン又はシリコーンゴム
が好適に使用される。この場合、この導電層は、エラス
トマーやフォーム材の単層からなる層としてもこれらを
積層した複数の層からなる層としてもよい。更に、これ
らの基材層上にポリアミド、フッ素樹脂、アクリル、ポ
リウレタン、ポリカーボネートなどの樹脂やこれらに導
電材を配合したものなどを用いて塗膜を形成してもよ
い。

【００１７】上記導電層の基材成分として好適に使用さ
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、ポリヒドロキシル化合物に導電性材料を配
合し、これをワン・ショット法にてポリイソシアネート
と反応させる公知の方法などで得ることができる。

【００１８】この場合、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
エステルポリエー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
が、特に本発明において現像剤を負に帯電させて現像を
行う場合には、表面のイオン化ポテンシャルを上述した
範囲に良好に調整するために、トリレンジイソシアネー
ト等の下記一般式（１）で示されるポリイソシアネート
の使用が推奨される。

【００１９】

【化２】 （但し、式中ｍ，ｎは０〜５の整数を示し、Ｒ¹，Ｒ²は
水素原子又はアルキル基を示す。）

【００２０】なお、上記一般式（１）で示される好適な
ポリイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネー
ト以外にキシリレンジイソシアネートを例示することが
できる。

【００２１】また、シリコーンゴムを基材とする場合は
オルガノポリシロキサン生ゴムを常法によって、架橋剤
等で架橋して使用することができる。この場合、本発明
で用いるオルガノポリシロキサン生ゴムは成形用のシリ
コーンゴムコンパウンドに使用されるものであれば、い
ずれのものでもよいが、１分子中に少なくとも２個のア
ルケニル基（例えばビニル基、アリル基等）を有するオ
ルガノポリシロキサンが好ましい。このような、オルガ
ノポリシロキサンとしては、例えば、両末端ジメチルビ
ニルシリル基封鎖ジメチルポリシロキサン、両末端ジメ
チルビニルシリル基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビ
ニルシロキサン共重合体、両末端メチルフェニルビニル
シリル基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロ
キサン・メチルビニルシロキサン共重合体、両末端ジメ
チルビニルシリル基封鎖メチル（３，３，３−トリフル
オロプロピル）ポリシロキサン等を挙げることができ
る。

【００２２】更に、導電層を各種ゴム材料で形成する場
合には、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】上記ポリウレタン又はシリコーンゴムを基
材とする導電層には、例えば現像ローラとして使用する
際の表面上の一成分現像剤の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、上記ポリウレ
タン又はシリコーンゴム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】この導電層には、通常導電性を付与するた
めに導電材が配合される。この場合、導電材としては、
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カーボンブラック、ＳＡＦ，Ｉ
ＳＡＦ，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の粉体が挙げられ
る。また、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硼弗酸
塩等の有機イオン性導電物質を単独で又は上記粉体と併
用して用いることができる。この導電材の配合量は、導
電材の種類に応じて適宜調節されるが、通常は基材成分
１００重量部に対して０．０１〜５０重量部、特に０．
１〜３０重量部の範囲で用いられる。

【００２５】その他の導電材としては、電荷移動錯体を
形成し得る電子受容物質があり、例えばテトラシアノエ
チレン及びその誘導体、テトラシアノキノジメタン及び
その誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、クロルアニ
ル及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、ア
ントラセン及びその誘導体、ジクロロジシアノベンゾキ
ノン及びその誘導体、フェロセン及びその誘導体、フタ
ロシアニン及びその誘導体が挙げられ、その１種を単独
で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中では、テトラシアノキノジメタン、テトラシ
アノエチレンが特に好ましく用いられる。上記電荷移動
錯体を形成し得る電子受容物質の添加量は、上記基材成
分の高分子物質１００重量部に対して０．００１〜２０
重量部、望ましくは０．０１〜１重量部とすることが好
ましい。

【００２６】ここで、特に制限されるものではないが、
本発明において現像剤を負に帯電させて現像を行う場合
は、上記導電材としてカーボンブラックを用いることが
好ましく、より好ましくはｐＨ５以上、特にｐＨ６〜１
１のカーボンブラックが用いられる。これにより、導電
層表面のイオン化ポテンシャルを容易に低減化すること
ができ、容易に導電層のイオン化ポテンシャルを現像剤
のそれよりも低くすることができる。この場合、このカ
ーボンブラックの配合により導電層の抵抗値を１０³〜
１０¹⁰Ωｃｍ、特に１０⁴〜１０⁸Ωｃｍとすることが好
ましく、抵抗値が１０³Ωｃｍ未満であると電荷が潜像
保持体にリークしたり、電圧により現像ローラ自体が破
壊したりする場合があり、一方１０¹⁰Ωｃｍを超える
と、地カブリが発生しやすくなる。なお、カーボンブラ
ックのｐＨは、資料を蒸留水で煮沸した後遠心分離し、
上澄液を排除してスラッジを分離し、これを測定試料と
してｐＨメーターでｐＨ測定することにより容易に知る
ことができる。

【００２７】一方、本発明において現像剤を正に帯電さ
せて現像を行う場合は、特に制限されるものではない
が、上記導電剤としてカーボン等の導電性粉体を用いず
に、上記有機イオン性導電物質を用いることが好まし
い。その理由は、通常導電性粉体自体は電子を放出しや
すい性質を持つために、それ自体のイオン化ポテンシャ
ルは低く、よってこれを配合した場合、基材樹脂として
のイオン化ポテンシャルも低くなる傾向を示し、本発明
の目的が十分に達成し得ない場合があるからである。こ
の場合、導電性粉体の配合においてはそれによって導電
性を制御する場合のみならず、着色のためにカーボンな
どを配合する場合も同様である。なお、イオン化ポテン
シャルを所定の値に調整することができるのであれば、
導電性粉体を配合すること自体は差し支えはない。ま
た、正帯電の場合の好ましい抵抗値は１０⁵〜１０¹⁰Ω
ｃｍである。

【００２８】また、本発明において現像剤を負に帯電さ
せて現像を行う場合には、現像ローラの上記導電層に
は、該導電層のイオン化ポテンシャルを調整する目的
で、ステアリルステアレート，ラウリルラウレート等の
モノエステル系滑剤、オレイン酸メチル，パルミチン酸
メチル等の脂肪酸エステル系滑剤などの滑剤や、ポリオ
キシエチレンモノラウレート，ポリオキシエチレンモノ
ステアレート等のエステル型非イオン系界面活性剤、ソ
リビタンモノラウレート，ソルビタンモノパルミテート
等のソルビタンエステル型非イオン系界面活性剤、ポリ
オキシエチレンソルビタンモノラウレート，ポリオキシ
エチレンソルビタンモノパルミテート等のソルビタンエ
ーテルエステル型非イオン系界面活性剤などの非イオン
系界面活性剤を配合することができ、これら滑剤や界面
活性剤を配合することにより導電層のイオン化ポテンシ
ャルを容易に低減化して上記導電剤のイオン化ポテンシ
ャルよりも低くなるように調節することができる。

【００２９】なお、上記導電層の硬度には制限はない
が、特に潜像保持体と接触状態で現像を行う場合には、
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
と感光ドラム等の潜像保持体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、画像に
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、具体的には圧縮永久歪を２
０％以下とすることが好ましい。

【００３０】また、導電層の表面粗さ、即ち現像ローラ
の表面粗さは、特に制限されるものではないが、ＪＩＳ
１０点平均粗さで１５μｍＲｚ以下、特に１〜１０μｍ
Ｒｚとすることが好ましい。表面粗さが１５μｍＲｚ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、１５μｍＲｚ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。

【００３１】本発明の現像方法及び現像装置は、この現
像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを、上記現像剤を
負に帯電させる場合には該現像剤のイオン化ポテンシャ
ル４．５〜５．５ｅＶと同等又はそれよりも小さくなる
ように調整し、現像剤を正に帯電させる場合には該現像
剤のイオン化ポテンシャル４．５〜５．５ｅＶと同等又
はそれよりも大きくなるように調整して現像を行うもの
である。この場合、好ましくは上記現像ローラ表面のイ
オン化ポテンシャルを現像剤のイオン化ポテンシャルよ
りも０．１〜０．５ｅＶ程度小さく又は大きくするもの
であり、より具体的には現像ローラ表面のイオン化ポテ
ンシャルを負帯電の場合は４．５〜５．３ｅＶ、正帯電
の場合は４．７〜５．５ｅＶに調整することが好ましい
ものである。この場合、イオン化ポテンシャルの調整
は、上記導電層を形成する材料を選定し、かつ上記導電
剤や上記滑剤、界面活性剤等の添加剤の配合により行う
ことができる。

【００３２】この場合、イオン化ポテンシャルの測定
は、上述したように、導電層のシート状サンプルを作成
して、これに直接紫外光（３．５〜６．２ｅＶ）を照射
し、このとき放出される光電子を計測して、その量子効
率のべき乗プロットのしきい値から容易に求めることが
できる。なお、測定機器としては、理研計器（株）製Ａ
Ｃ−１Ｍ等の市販の表面分析装置を用いることができ
る。

【００３３】ここで、本発明の現像方法及び現像装置
は、上述のように現像剤及び現像ローラ表面のイオン化
ポテンシャルを調整することにより、画像カブリや画像
メモリーの発生を防止して良好な画像を得るものである
が、本発明により画像カブリ及び画像メモリーの発生が
良好に防止される理由は次の通りであると推測される。

【００３４】即ち、画像カブリは、図２に示したよう
に、本来白画像である部分に砂地状の画像が現れる現象
であり、その発生は弱帯電現像剤又は逆帯電現像剤の存
在に起因するものであるが、本発明で調整されるイオン
化ポテンシャルは、上述のように、基底状態にある原子
または分子から１個の電子を無限遠にひき離して、陽イ
オンと自由電子とに解離させるために要するエネルギー
であるから、例えば現像剤を負に帯電させて現像を行う
場合、現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを低く設
定することにより、この現像ローラ表面から該現像ロー
ラ表面に担持されたイオン化ポテンシャルの高い現像剤
に電子が移動しやすくなり、これにより現像剤を確実か
つ高電位に負帯電させることができ、一方現像剤を正に
帯電させる場合には、逆に現像ローラ表面のイオン化ポ
テンシャルを高く設定することにより、この現像ローラ
表面に該現像ローラ表面に担持されたイオン化ポテンシ
ャルの低い現像剤から電子が移動しやすくなり、これに
より現像剤を確実かつ高電位に正帯電させることがで
き、負帯電及び正帯電のいずれの場合も、弱帯電現像剤
や逆帯電現像剤の発生を確実に防止して良好な画像が確
実に得られると考えられる。

【００３５】また、画像メモリーに関しては、例えば一
部に黒地を含む画像を印字した場合、黒地部分の現像ロ
ーラ上の現像剤がほとんど現像消費されるため、ローラ
上の現像剤は新たに供給されたものと入れかわることと
なる。この場合、現像剤の帯電立上りが遅いと、ローラ
上の黒地印字部分とそれ以外の部分で帯電量の不均一が
生じ、画像上で黒地以降にハーフトーン等の部分が存在
した場合、該ハーフトーン上に黒地部分の履歴が残って
しまうことがあり、これが所謂画像メモリーである。従
って、この画像メモリーの発生を回避するためには現像
剤の帯電立上りを良好にする必要があり、このためにも
本発明におけるイオン化ポテンシャルの調整が有効であ
ると考えられる。

【００３６】なお、本発明の現像方法及び現像装置は、
上記現像ローラの表面に上記現像剤を担持させて該現像
剤の薄層を形成し、この現像ローラを表面に静電潜像を
保持したドラム状の潜像保持体に接触又は近接させて潜
像保持体と現像ローラとを回転させることにより、上記
潜像保持体の表面に現像剤を供給して該潜像保持体表面
の静電潜像を可視化するものであり、具体的には上述し
た図１の機構により現像を行うことができる。この場
合、図１では現像ローラ１と潜像保持体３とを接触させ
た状態で現像を行うようになっているが、現像ローラ１
と潜像保持体３とが近接した非接触状態で現像を行うこ
とも可能である。

【００３７】

【実施例】以下、実施例，比較例を示して本発明を具体
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。

【００３８】［実施例１］グリセリンにプロピレンオキ
サイドとエチレンオキサイドを付加して、分子量５００
０としたポリエーテルポリオール（旭硝子株式会社のエ
クセノール８２８）（ＯＨ値３３）１００部（重量部、
以下同じ）に、１，４−ブタンジオール１．０部、シリ
コーン界面活性剤（日本ユニカ社製、Ｌ−５２０）１．
５部、ニッケルアセチルアセトネート０．５部、ジブチ
ル錫ジラウレート０．０１部及びアセチレンブラック
（デンカ社製、ｐＨ６．９）１．０部を添加し、混合機
を用いて予備混合した後、ペイントロールで混練してア
セチレンブラックを均一に分散させ、ポリオール組成物
を調製した。

【００３９】このポリオール組成物を減圧下に撹拌して
脱泡した後、ウレタン変性したＭＤＩ（住友バイエルウ
レタン社製、スミジュールＰＦ）を１７．５部加えて２
分間撹拌し、次いで１１０℃に加熱した金型に注型し、
２時間硬化させて金属性シャフトの外周に導電層を形成
してローラを得た。得られたローラの表面を研摩して表
面をＪＩＳ１０点平均粗さ７μｍＲｚに調整し、現像ロ
ーラとした。

【００４０】一方、上記現像ローラの導電層と同様のシ
ート状サンプルを作成し、得られたシート状サンプルを
用いてイオン化ポテンシャルを測定したところ５．０ｅ
Ｖであった。

【００４１】上記ローラを図１に示した現像ユニットに
現像ローラ１として装着し、感光ドラム３として負帯電
用有機感光ドラム、トナー４としてカシオ社製プリンタ
ｃｐ５００用トナー（イオン化ポテンシャル５．３ｅ
Ｖ）を用いて感光体帯電電位−８２０Ｖ、現像バイアス
−４００Ｖ、線速６０ｍｍ／ｓｅｃの条件で現像を行
い、下記測定法に基づいてトナー帯電量及び画像評価を
行った。結果を表１に示す。

【００４２】［実施例２］トナーとしてＮＥＣ社製プリ
ンタＰＣ−ＰＲ１０００Ｅ／４用トナー（イオン化ポテ
ンシャル５．１ｅＶ）を用いた以外は実施例１と同様の
方法で現像を行い、同様にトナー帯電量の測定及び画像
評価を行った。結果を表１に示す。

【００４３】［実施例３］分子量２５００のポリイソプ
レンポリオール（ＯＨ価＝４７．１）１００部にモノエ
ステル系滑剤ユニスターＭ９６７６（日本油脂製）２
部、アセチレンブラックを３．３２部配合し、３０分間
撹拌した。その後、グルードＭＤＩ（ＮＣＯ％＝３１．
７）を１３．３３部、ジブチル錫ジラウレートを０．０
０１部加え、３分間撹拌した。次に、シャフトを配置
し、予め９０℃に加熱し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。得られたローラ表面を研磨して平均粗さ７μｍＲｚ
に調整し、現像ローラとした。

【００４４】この現像ローラの導電層と同様のシート状
サンプルを作成し、得られたシート状サンプルのイオン
化ポテンシャルを測定したところ５．０ｅＶであった。

【００４５】上記現像ローラを用い、実施例１と同様の
同様の方法で現像を行い、同様にトナー帯電量の測定及
び画像評価を行った。結果を表１に示す。

【００４６】［実施例４］アセチレンブラックの代わり
に過塩素酸ナトリウム０．０１部、ウレタン変性ＭＤＩ
の代わりにトリレンジイソシアネート８．３部を加えた
以外には実施例１と同様の操作を行い、現像ローラを作
成し、同様にそのイオン化ポテンシャルを測定したとこ
ろ５．１ｅＶであった。

【００４７】得られた現像ローラについて、実施例１と
同様の方法で現像を行い、同様にトナー帯電量の測定及
び画像評価を行った。結果を表１に示す。

【００４８】［実施例５］実施例１で作成した現像ロー
ラをフッ素樹脂（フルオロオレフィンビニルエーテル共
重合体）の１０重量％トルエン縁溶液中に浸漬し、これ
を引き上げて加熱乾燥することにより表面処理を行い、
これを現像ローラとした。この現像ローラにつき同様に
イオン化ポテンシャルを測定したところ、５．０ｅＶで
あった。

【００４９】得られた現像ローラについて、実施例１と
同様の方法で現像を行い、同様にトナー帯電量の測定及
び画像評価を行った。結果を表１に示す。

【００５０】［実施例６］ポリテトラメチレンエーテル
グリコール（ＯＨ価＝５６）１００部に、過塩素酸ナト
リウム１．０部を配合し、１００℃に温調しながら撹拌
し、次いで４，４’−ジフィニルメタンジイソシアネー
ト（ＮＣＯ％＝３３．６）を１３．４８部加えて撹拌，
混合した。次に、予め９０℃に加熱した金型にこの反応
混合物を注型し、９０℃で１２時間硬化反応を行い、金
属性シャフトの外周に導電層が形成されたローラを得
た。得られたローラの表面を研摩して表面をＪＩＳ１０
点平均粗さ５μｍＲｚに調整し、現像ローラとした。

【００５１】一方、上記現像ローラの導電層と同様のシ
ート状サンプルを作成し、得られたシート状サンプルを
用いてイオン化ポテンシャルを測定したところ５．５ｅ
Ｖであった。

【００５２】上記ローラを図１に示した現像ユニットに
現像ローラ１として装着し、感光ドラム３として正帯電
用有機感光ドラム、トナー４としてスチレン−アクリル
系トナー（イオン化ポテンシャル４．９ｅＶ）を用いて
感光体帯電電位＋７５０Ｖ、現像バイアス−３５０Ｖ、
線速６０ｍｍ／ｓｅｃの条件で現像を行い、同様にトナ
ー帯電量及び画像評価を行った。結果を表１に示す。

【００５３】［比較例１］アセチレンブラックの代わり
に過塩素酸ナトリウム０．０１部とした以外は、実施例
１と同様の操作で現像ローラを作成し、同様にそのイオ
ン化ポテンシャルを測定したところ５．４ｅＶであっ
た。

【００５４】得られた現像ローラについて、実施例１と
同様の方法で現像を行い、同様にトナー帯電量の測定及
び画像評価を行った。結果を表１に示す。

【００５５】［比較例２］現像ローラとして実施例１で
作成したもの（イオン化ポテンシャル５．０ｅＶ）、ト
ナーとしてポリエステル系トナー（イオン化ポテンシャ
ル５．３ｅｖ）を用いた以外は実施例６と同様の方法で
現像を行い、同様にトナー帯電量の測定及び画像評価を
行った。結果を表１に示す。

【００５６】測定方法 トナー帯電量：各ローラを現像ローラとして図１に示し
た現像ユニットに装着し、５０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回
転させ、現像ローラ表面に均一なトナー薄層を形成し、
このトナー薄層をエアーで吸引してファラデーゲージ内
に導入し、電荷量を測定した。 画像出し：各ローラを現像ローラとして図１に示した現
像ユニットに装着し、線速６０ｍｍ／ｓｅｃの周速で回
転させながら反転現像で画像出しを行い、画像カブリ、
シャープさを評価した。また、高温高湿環境下（３３
℃、湿度８５％）にて、画像メモリーの評価を行った。
画像メモリーの評価は、画像の先端部のみをベタ黒と
し、以降をハーフトーンとした画像チャートにより行っ
た。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【発明の効果】本発明の静電潜像の現像方法及び現像装
置によれば、トナーと現像ローラとの相性を容易かつ確
実にコントロールして、カブリや画像メモリー等の画像
不良を生じることなく、良好な画像を長期に亘って確実
に再現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明現像装置の一例を示す概略図である。

【図２】カブリの発生した画像の一例を示す参考図であ
る。

【符号の説明】

１ 現像ローラ ２ トナー塗布ローラ ３ 感光ドラム（潜像保持体） ４ トナー（一成分現像剤） ５ 成層ブレード ６ 転写部 ７ 記録媒体 ８ クリーニング部 ９ クリーニングブレード

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 良導電性シャフトの外周に導電層を形成
   してなる現像ローラの表面に負帯電用現像剤を担持させ
   て該現像剤の薄層を形成しすると共に、該現像剤を負に
   帯電させ、この現像ローラを表面に静電潜像を保持した
   ドラム状の潜像保持体に接触又は近接させて潜像保持体
   と現像ローラとを回転させることにより、上記潜像保持
   体の表面に負に帯電した現像剤を供給して該潜像保持体
   表面の静電潜像を可視化する現像方法において、上記現
   像剤表面のイオン化ポテンシャルを４．５〜５．５ｅＶ
   とし、かつ上記現像ローラ表面のイオン化ポテンシャル
   を上記現像剤のイオン化ポテンシャル以下に調整して現
   像を行うことを特徴とする静電潜像の現像方法。
2. 【請求項２】 現像ローラを構成する上記導電層がｐＨ
   ５以上のカーボンブラックを含有するものである請求項
   １記載の静電潜像の現像方法。
3. 【請求項３】 現像ローラを構成する上記導電層が、モ
   ノエステル系滑剤及び脂肪酸エステル系滑剤から選ばれ
   る１種又は２種以上の滑剤及び／又はエステル型非イオ
   ン系界面活性剤、ソルビタンエステル型非イオン系界面
   活性剤及びソルビタンエーテルエステル型非イオン系界
   面活性剤から選ばれる１種又は２種以上の非イオン系界
   面活性剤を含有するものである請求項１又２に記載の静
   電潜像の現像方法。
4. 【請求項４】 現像ローラを構成する上記導電層の少な
   くとも最外層がポリウレタンエラストマー又はポリウレ
   タンフォームを基材として形成されており、かつこのポ
   リウレタンエラストマー又はポリウレタンフォームが下
   記一般式（１）で示されるポリイソシアネートを含むも
   のである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の静電潜
   像の現像方法。 【化１】 （但し、式中ｍ，ｎは０〜５の整数を示し、Ｒ¹，Ｒ²は
   水素原子又はアルキル基を示す。）
5. 【請求項５】 良導電性シャフトの外周に導電層を形成
   してなる現像ローラの表面に正帯電用現像剤を担持させ
   て該現像剤の薄層を形成すると共に、該現像剤を正に帯
   電させ、この現像ローラを表面に静電潜像を保持したド
   ラム状の潜像保持体に接触又は近接させて潜像保持体と
   現像ローラとを回転させることにより、上記潜像保持体
   の表面に正に帯電した現像剤を供給して該潜像保持体表
   面の静電潜像を可視化する現像方法において、上記現像
   剤表面のイオン化ポテンシャルを４．５〜５．５ｅＶと
   し、かつ上記現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを
   上記現像剤のイオン化ポテンシャル以上に調整して現像
   を行うことを特徴とする静電潜像の現像方法。
6. 【請求項６】 現像ローラを構成する上記導電層が導電
   性粉体を含有しないものである請求項５記載の静電潜像
   の現像方法。
7. 【請求項７】 表面に静電潜像を保持し得る回転可能な
   ドラム状の潜像保持体と、良導電性シャフトの外周に導
   電層を形成してなり、上記潜像保持体の表面に接触又は
   近接した状態で回転可能に配設された現像ローラとを具
   備してなり、上記現像ローラの表面に負帯電性現像剤を
   担持させて該現像剤の薄層を形成すると共に、該現像剤
   を負に帯電させ、この状態でこの現像ローラと上記潜像
   保持体とを回転させることにより、上記潜像保持体の表
   面に負に帯電した現像剤を供給して該潜像保持体の表面
   の静電潜像を可視化する静電潜像の現像装置において、
   上記現像剤として、表面のイオン化ポテンシャルが４．
   ５〜５．５ｅＶのものを用いると共に、上記現像ローラ
   表面のイオン化ポテンシャルを上記現像剤のイオン化ポ
   テンシャル以下に調整したことを特徴とする静電潜像の
   現像装置。
8. 【請求項８】 表面に静電潜像を保持し得る回転可能な
   ドラム状の潜像保持体と、良導電性シャフトの外周に導
   電層を形成してなり、上記潜像保持体の表面に接触又は
   近接した状態で回転可能に配設された現像ローラとを具
   備してなり、上記現像ローラの表面に正帯電性現像剤を
   担持させて該現像剤の薄層を形成すると共に、該現像剤
   を正に帯電させ、この状態でこの現像ローラと上記潜像
   保持体とを回転させることにより、上記潜像保持体の表
   面に正に帯電した現像剤を供給して該潜像保持体の表面
   の静電潜像を可視化する静電潜像の現像装置において、
   上記現像剤として、表面のイオン化ポテンシャルが４．
   ５〜５．５ｅＶのものを用いると共に、上記現像ローラ
   表面のイオン化ポテンシャルを上記現像剤のイオン化ポ
   テンシャル以上に調整したことを特徴とする静電潜像の
   現像装置。