特許 6234874 現像ローラー並びにそれを用いた現像装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6234874

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】現像ローラー並びにそれを用いた現像装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20171113BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/08 235

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-87299(P2014-87299)

(22)【出願日】2014年4月21日

(65)【公開番号】特開2015-206905(P2015-206905A)

(43)【公開日】2015年11月19日

【審査請求日】2016年6月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100162765

【弁理士】

【氏名又は名称】宇佐美 綾

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 征正

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 栄

(72)【発明者】

【氏名】堺 博亮

(72)【発明者】

【氏名】大石 康宏

(72)【発明者】

【氏名】藤島 正之

(72)【発明者】

【氏名】石原 力

(72)【発明者】

【氏名】田内 康大

【審査官】 國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１５４４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３７３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４７９７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性基材の表面を樹脂層で被覆した現像ローラーであって、
前記樹脂層が、導電性微粒子とバインダー樹脂としての可溶性ナイロンとを含み、
前記樹脂層表面の表面粗さＲａが０．６５〜０．８９μｍ、うねり曲線の周期が１８５〜３８０μｍ、高さが４〜７μｍであり、
前記樹脂層を形成する樹脂塗布剤の溶媒がアルコール系溶媒と非水系溶媒とからなり、
前記アルコール系溶媒がメタノール及びブタノールからなり、前記非水系溶媒がトルエンであり、かつ、
前記非水系溶媒の全溶媒に対する配合割合が４０％である、現像ローラー。

【請求項2】

浸漬法によって作製される、請求項１に記載の現像ローラー。

【請求項3】

像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像として顕像化させる現像装置であって、
トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を表面上に担持して、担持した２成分現像剤を搬送する磁気ローラーと、
前記像担持体及び前記磁気ローラーのそれぞれに対向して配置され、前記磁気ローラーによって搬送された２成分現像剤と接触又は近接して、前記２成分現像剤中のトナーを表面上に担持して、担持したトナーを前記像担持体の近傍まで搬送する現像ローラーとを備え、
前記現像ローラーとして、請求項１又は２に記載の現像ローラーを備える、現像装置。

【請求項4】

請求項３に記載の現像装置と像担持体とを備えることを特徴とする、画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に使用される現像ローラー、その現像ローラーを用いた現像装置および画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真プロセスにおいては、感光体上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置によって現像されてトナー像となる。そして、感光体上のトナー像は用紙に転写され、用紙上のトナー像は定着装置によって定着される。このような画像形成装置に用いられる現像装置には、磁性キャリアとトナーを有する２成分現像剤を、磁気ローラー上に磁気ブラシとして形成、保持し、この磁気ブラシから現像ローラー上にトナー薄層を形成して、このトナーを感光体に供給することにより、感光体上に形成した静電潜像を非接触で現像するものがある。

【0003】

この現像方式の現像装置において、現像剤担持体（現像ローラー）の表面に粗さを付与することによって、現像ローラーとトナーとの接触面積を減らし、現像特性を向上させることが知られている（特許文献１）。

【0004】

そして、現像剤担持体（現像ローラー）の表面に粗さを付与する方法としては、ローラーを構成する基材の表面を機械的に荒らして表面粗さを付与する方法（サンドブラスト等）、基材上にバインダー樹脂からなる樹脂層が形成されているローラーに対しては、該樹脂層に微粒子を添加することで表面粗さを付与する方法等が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−３１８０９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、前記サンドブラスト法の場合は、コストが高くなるというデメリットがある。また、基材の表面に粗さを付与することによってローラーの表面に粗さを設けた場合、塗布により表面が均されてしまうため、所望の表面粗さにするには塗布条件を工夫する必要が発生し、表面粗さのコントロールが難しいという問題もある。

【0007】

一方、樹脂層に微粒子を添加する方法においては、該微粒子の分散性にまつわる品質管理の問題を抱えている。さらに、現像ローラーに表面粗さを与えるために添加する微粒子によって、帯電列などの影響が出るおそれがあり、現像ゴーストなどの悪影響を現像性に及ぼすという問題もある。

【0008】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、優れた現像性を有しつつ、低コストかつ比較的簡易に得ることができる現像ローラー、並びに安定した画像が得られる現像装置及び画像形成装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を有する現像ローラーを用いることにより前記課題が解決することを見出し、かかる知見に基づいて更に検討を重ねることによって本発明を完成した。

【0010】

すなわち、本発明の一局面に係る現像ローラーは、導電性基材の表面を樹脂層で被覆した現像ローラーであり、前記樹脂層が、導電性微粒子とバインダー樹脂としての可溶性ナイロンとを含み、前記樹脂層表面の表面粗さＲａが０．４μｍ以上、うねり曲線の周期が５０〜４００μｍ、高さが２〜１０μｍであることを特徴とする。

【0011】

このような構成により、画像濃度低下やゴーストなどの不具合を発生させることのない優れた現像性を発揮する現像ローラーを提供することができる。

【0012】

また、前記現像ローラーにおいて、前記導電性基材の表面粗さがＲａ０．６μｍ以下であることが好ましい。現像ローラーの有する表面粗さが、基材の表面粗さに由来するものではないことによって、低コストであり、かつ、製造時の調整が容易であるという利点がある。現像ローラーの製造において、樹脂層となる樹脂液を表面に塗布する工程を経るが、その塗布時のコントロールが容易になるためである。塗布によって基材の表面粗さはそのまま反映されるのではなく、一般に平滑化される傾向がある。よって、基材の表面粗さでローラーの表面粗さを調整しようとすると、塗布液の粘度や塗布膜厚の管理が難しいという難点がある。

【0013】

さらに、前記現像ローラーにおいて、前記樹脂層表面の表面粗さが、樹脂層に含まれている微粒子に起因しないことが好ましい。そうすることによって、上記のような表面粗さおよび粗さの形状を有する現像ローラーでありながら、帯電列などの影響を抑制し、現像ゴーストなどの悪影響を及ぼすことをより確実に防ぐことができる現像ローラーを提供することができる。

【0014】

また、前記現像ローラーにおいて、前記樹脂層を形成するための樹脂塗布剤の溶媒がアルコール系溶媒と非水系溶媒とからなり、前記非水系溶媒の全溶媒に対する配合割合が３０％以上であることが好ましい。

【0015】

このような樹脂塗布液を使用することによって、より確実に上記のような表面粗さおよび粗さの形状を有する現像ローラーを提供することができ、さらに、現像ゴーストなどの悪影響を及ぼすこともより確実に防ぐことができる。

【0016】

また、前記現像ローラーは浸漬法によって作製されるものであることが好ましい。それにより、上記効果をより確実に得ることができる。

【0017】

本発明の他の局面に係る現像装置は、像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像として顕像化させる現像装置であって、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を表面上に担持して、担持した２成分現像剤を搬送する磁気ローラーと、前記像担持体及び前記磁気ローラーのそれぞれに対向して配置され、前記磁気ローラーによって搬送された２成分現像剤と接触又は近接して、前記２成分現像剤中のトナーを表面上に担持して、担持したトナーを前記像担持体の近傍まで搬送する現像ローラーとを備え、前記現像ローラーとして、上述した現像ローラーを備えることを特徴とする。

【0018】

また、本発明のさらなる局面に係る画像形成装置は、前記現像装置と像担持体とを備えることを特徴とする。

【0019】

上記構成の現像装置および画像形成装置を用いることにより、安定した高画質な画像を形成することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によって、優れた現像性を有しつつ、低コストかつ比較的簡易に得ることができる現像ローラー、並びに安定した画像が得られる現像装置及び画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る現像ローラーの構造を示す概略図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る現像ローラーの表面粗さの形状を示す図である。

【図3】図３は、樹脂層に添加した微粒子に起因する現像ローラーの表面粗さの形状を示す図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係る現像ローラーの表面粗さの形状を示す図（左図）および従来品の現像ローラーの表面粗さを示す図（右図）である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係る現像装置を示す概略断面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る現像装置が適用された画像形成装置（複写機）の構成を示す概略図である。

【図7】図５に示す複写機の画像形成部周辺を示す模式図である。

【図8】図８は、本発明の実施形態に係る現像装置が適用された、他の画像形成装置の構成を示す概略図である。

【図9】図９は、実施例における現像ゴースト評価の評価基準を示す。

【図10】図１０は、実施例における、現像ローラーの表面粗さと非水系溶媒比率との関係を示すグラフである。

【図11】図１１は、実施例における、現像特性（ベタ濃度）と現像ローラーの表面粗さとの関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0023】

[現像ローラー]
本実施形態に係る現像ローラーは、導電性基材の表面を樹脂層で被覆した現像ローラーであり、前記樹脂層が、導電性微粒子とバインダー樹脂としての可溶性ナイロンとを含み、前記樹脂層表面の表面粗さＲａが０．４μｍ以上、うねり曲線の周期が５０〜４００μｍ、高さが２〜１０μｍであることを特徴とする。

【0024】

以下に、図面を参照しながら、本実施形態に係る現像ローラーについて説明する。なお、本明細書において用いられる「上」、「下」、「左」、「右」等の方向を表す用語は、単に説明の明瞭化を目的とするものであり、本発明を何ら限定するものではない。

【0025】

図１は、本実施形態に係る現像ローラー６１の概略構成図である。図１（ａ）は、現像ローラー６１の一例の断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す現像ローラー６１の斜視図であり、図１（ｃ）は、現像ローラー６１の他の一例の断面図であり、図１（ｄ）は、図１（ｃ）に示す現像ローラー６１の斜視図である。

【0026】

まず、図１（ａ）に示す現像ローラー６１について説明する。前記現像ローラー６１は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、円筒状の回転スリーブ１３と、この回転スリーブ１３に内包される固定軸１５とからなり、この固定軸１５の位置が固定された状態でその周囲を前記回転スリーブ１３が回転する構成となっている。

【0027】

前記回転スリーブ１３は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、基材１９上に樹脂層１８が被覆されている。基材１９は、例えば、アルミニウムやスレンレス鋼等によって構成された円筒状部材である。また、前記固定軸１５は、現像ユニット２０に軸支されるシャフト２２に、複数個のリブ２８によって連結されている。

【0028】

ここで、本実施形態における現像ローラーの導電性基材の表面を被服する樹脂層１８は、基本構成として、少なくとも、導電性微粒子とバインダー樹脂としての可溶性ナイロンとを含む。

【0029】

本実施形態の樹脂層１８を構成するバインダー樹脂は、可溶性ナイロンである。可溶性ナイロン樹脂としては、共重合ポリアミド樹脂、メトキシメチル化ナイロン樹脂、重合脂肪酸ナイロン樹脂、などが挙げられる。可溶性ナイロン樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。このような可溶性ナイロン樹脂をバインダー樹脂として使用することによって、低コストかつデバイス設計が容易という利点がある。

【0030】

前記樹脂層１８は、上述した可溶性ナイロン樹脂以外のその他の樹脂をバインダー樹脂としてさらに含有してもよい。その他の樹脂としては、公知のバインダー樹脂を用いることができる。具体的には、ビスフェノールＺ型、ビスフェノールＺＣ型、ビスフェノールＣ型、ビスフェノールＡ型等のポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アクリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂；シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂；エポキシアクリレート、ウレタン−アクリレート等の光硬化型樹脂等が挙げられる。その他の樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

【0031】

樹脂層１８中の樹脂の含有量は、通常、樹脂層１８を構成する材料全体に対し、通常、２５〜８０質量％、溶液粘度にも依存するので一概には言えないが、好ましくは、３５〜７０質量％である。

【0032】

また、本実施形態の樹脂層１８には導電性微粒子が含まれる。導電性微粒子を含有することで、所望の抵抗値に調整することができる。

【0033】

導電性微粒子としては、金属または金属酸化物、カーボンの微粒子などが挙げられ、具体的には、アルミニウム、鉄、銅、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム等が挙げられる。中でも、酸化チタンが好ましい。また、酸化チタンを用いる場合、アルミナおよびシリカ等で表面処理され、さらにシリコーン等で表面処理されたものを用いてもよい。

【0034】

導電性微粒子は、平均一次粒子径が５００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０〜１００ｎｍである。平均一次粒子径が５００ｎｍを越えると、感光体間で導電性微粒子を起点とし、リークが発生するおそれがある。

【0035】

樹脂層１８の厚さは、特に限定はされないが、２〜２０μｍ程度であることが好ましく、３〜１５μｍ程度がより好ましい。厚さが２μｍ未満であると、耐久で削れた場合に寿命をまっとうしない場合があり、一方、２０μｍを超えると、膜中に電荷が溜まる傾向があるため好ましくない。

【0036】

樹脂層１８における導電性微粒子の含有量は、バインダー樹脂１００質量部に対して
２０〜３００質量部が好ましく、４０〜２００質量部がより好ましい。

【0037】

本実施形態においては、上述したようなバインダー樹脂および導電性微粒子以外に、本発明の効果を妨げない範囲において、その他の成分（例えば、レベリング剤 など）がさらに樹脂層１８に含まれていてもよい。また、その他必要に応じて種々の添加剤をさらに適量添加することも可能である。

【0038】

次に、図１（ｃ）に示す現像ローラー６１について説明する。前記現像ローラー６１は、図１（ｃ）及び図１（ｄ）に示すように、ローラー本体２４と、ローラー本体２４の表面上に被覆された樹脂層２３とを含む。ローラー本体２４は、ローラー本体２４の両端に勘合されたフランジ（ベアリング入り）によって、シャフト２５に対して回転自在に軸支されている。そして、一端側のフランジにはギアが設けられていて外部からの駆動力を受ける。ローラー本体２４は、例えば、アルミニウム製やステンレス鋼製のいわゆる三ツ矢管等である。樹脂層２３は、前記樹脂層１８と同様のものを使用できる。

【0039】

上述したような現像ローラー６１の製造方法については特に限定はないが、例えば、図１（ａ）に示す現像ローラー６１の場合、例えば、まず樹脂層１８を層形成する方法としては、上記バインダー樹脂と上記導電性微粒子と、さらに必要に応じてその他の添加剤を含有する樹脂組成物を溶媒に混合して得られる樹脂塗布剤を、現像ローラーの基材１９の表面に塗布し、加熱する方法などを用いることができる。

【0040】

また、図１（ｃ）に示す現像ローラー６１の場合、例えば、前記樹脂塗布剤をローラー本体２４上に塗布し、加熱する。そうすることによって、ローラー本体２４上に樹脂層２３が形成され、前記現像ローラー６１が製造される。

【0041】

さらに、本実施形態において、樹脂塗布剤に使用する溶媒は、アルコール系溶媒と非水系溶媒とからなる溶媒であることが好ましく、前記非水系溶媒の全溶媒に対する配合割合が３０％以上であることが望ましい。このような溶媒を含む樹脂塗布剤を使用することによって、コストをかけることなく、所望の形状の表面粗さを有する現像ローラーを得ることができ、優れた現像性を達成することができる。特に、現像ゴーストなどの悪影響を及ぼすこともより確実に防ぐことができる。

【0042】

アルコール系溶媒としては、特に限定はされないが、メタノール、エタノール、ブタノール等が例示される。

【0043】

非水系溶媒としては、特に限定はされないが、キシレン、トルエン、クロロベンゼンジクロロエタン等の有機溶媒が例示される。

【0044】

アルコール系溶媒と非水系溶媒との配合割合は、非水系溶媒の全溶媒に対する配合割合が３０％以上となるように調整することが好ましく、さらには、非水系溶媒の全溶媒に対する配合割合が３３％以上となるように調整することが好ましい。

【0045】

このような溶媒を樹脂組成物に添加する際、その添加量は、前記導電性微粒子が分散した状態の樹脂塗布剤において、固形分濃度が１０〜５０質量％程度となるように調整することが好ましい。

【0046】

前記樹脂組成物や樹脂溶液を塗布する方法としては、従来公知の方法を使用することもできるが、樹脂液中に樹脂層のない現像ローラーをディップ液に浸漬するディップ法を採用することが好ましい。それにより、安定的に均一な塗布品を安価に作製できるという利点がある。

【0047】

また、樹脂塗布剤を塗布した後の加熱温度としては、例えば、７０〜１５０℃であることが好ましく、加熱時間としては、例えば、３０〜６０分間であることが好ましい。

【0048】

このようにして得られた本実施形態の現像ローラーは、樹脂層表面の表面粗さＲａが０．４μｍ以上、うねり曲線の周期が５０〜４００μｍ、高さが２〜１０μｍとなっている。

【0049】

ここで、うねり曲線の周期および高さとは、図２に示されるようなうねり形状の周期と高さを指す。このような形状を有する樹脂層の表面粗さは、微粒子を添加することによって生じさせる粗さとは形状が異なる。

【0050】

より具体的には、図３に示されるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）微粒子（中心粒径８μｍ）やポリエチレン微粒子（中心粒径１４μｍ）を樹脂層（ナイロン６、６６、６１０、１２ ４元共重合樹脂）に添加することによって得られる表面粗さの形状と、図４に示される本実施形態の樹脂層の粗さ形状（図４、左図）とを比較すれば、明らかに形状が異なることからも理解できる。微粒子を添加することによって得られる表面粗さは、本実施形態の樹脂層が有するようなうねり曲線を有していない。

【0051】

また、本実施形態において、塗布剤の溶媒を調整することによって得られる樹脂層の表面粗さ形状は、従来品（本発明の範囲外となる樹脂層（非水系溶媒比率１７％品））の表面形状（図４、右図）とも明らかに異なっている。

【0052】

本実施形態のように現像ローラーの表面が特定の形状を有することによって、余分な微粒子を添加することによって生じる樹脂帯電列などの影響を抑制し、現像ゴーストなどの悪影響を及ぼすこともより確実に防ぐことができる。例えば、ＰＴＦＥ微粒子等のフッ素系樹脂微粒子では帯電列がマイナス側にあり、正帯電トナーの帯電とは逆になっているため、悪影響が起こると推測される。

【0053】

また、本実施形態においては、現像ローラーの有する表面粗さが、基材の表面粗さに由来するものではないことが好ましい。すなわち、前記現像ローラーにおいて、前記導電性基材１９の表面粗さがＲａ０．６μｍ以下であることが好ましい。このように、現像ローラーの有する表面粗さが、基材の表面粗さに由来するものではないことによって、低コストであり、かつ、製造時の調整が容易であるという利点がある。現像ローラーの製造において、樹脂層となる樹脂液を表面に塗布する工程を経るが、その塗布時のコントロールが容易になるためである。塗布によって基材の表面粗さはそのまま反映されるのではなく、一般に平滑化される傾向がある。よって、基材の表面粗さでローラーの表面粗さを調整しようとすると、塗布液の粘度や塗布膜厚の管理が難しいという難点がある。

【0054】

[現像装置]
次に、本発明の実施形態に係る現像ユニット（現像装置）２０について説明する。本発明の実施形態に係る現像装置は、いわゆるタッチダウン方式の現像装置であり、上述した現像ローラーを備えたものであれば特に限定されないが、例えば、図８に示すような現像装置である。すなわち、像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像として顕像化させる現像装置であって、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を表面上に担持して、担持した２成分現像剤を搬送する磁気ローラーと、前記像担持体及び前記磁気ローラーのそれぞれに対向して配置され、前記磁気ローラーによって搬送された２成分現像剤と接触又は近接して、前記２成分現像剤中のトナーを表面上に担持して、担持したトナーを前記像担持体の近傍まで搬送する現像ローラーとを備える現像装置である。そして、前記現像ローラーとして、少なくとも表面部が酸化チタン粒子と樹脂とを含有する樹脂層で構成されるローラーを用いることを特徴とするものである。

【0055】

図８は、前記現像装置２０を示す概略断面図であり、感光体ドラム３０１とともに図示している。

【0056】

前記現像装置２０は、タッチダウン現像方式の現像装置であり、現像ローラー６１、磁気ローラー６２、撹拌ローラー６３，６４、及びブレード６５等を備える。

【0057】

撹拌ローラー６３，６４は、らせん状羽根を有しており、互いに逆方向に２成分現像剤を搬送しながら攪拌して、２成分現像剤のトナーを帯電させる。さらに、撹拌ローラー６３は、帯電させたトナーとキャリアとを含む２成分現像剤を磁気ローラー６２に供給する。

【0058】

磁気ローラー６２は、内部に固定配置された磁石によって２成分現像剤を吸着させて、２成分現像剤を搬送する。その際、２成分現像剤は、磁気ローラー６２の内部の磁石によって磁気ブラシとなっており、ブレード６５と磁気ローラー６２との間を磁気ブラシが通過する際に、磁気ブラシの厚さが規制される。そして、現像ローラー６１の近傍まで搬送された２成分現像剤中のトナーが、現像ローラー６１と磁気ローラー６２との間に印加した電圧によって、現像ローラー６１に移行する。

【0059】

現像ローラー６１は、磁気ローラー６２から移行されたトナーを、表面に担持して搬送する。そして、感光体ドラム３０１の近傍まで搬送されたトナーが、感光体ドラム３０１と現像ローラー６１との間の電位差が所定条件を満たした時、感光体ドラム３０１に移行する。

【0060】

以上の動作によって、現像装置２０は、感光体ドラム３０１上に形成されている静電潜像に基づく現像を行う。

【0061】

[画像形成装置]
次に、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、上述したような現像装置と像担持体とを備えるものであれば特に限定はされないが、本発明の実施形態に係る現像装置が適用された画像形成装置として、図６に示す複写機６０を例に挙げて説明する。なお、図６は、本発明の実施形態に係る現像装置が適用された画像形成装置（複写機）の構成を示す概略図である。この複写機６０は、複写機本体の下部に配設された給紙部２００と、この給紙部２００の上方に配設された画像形成部３００と、この画像形成部３００よりも排出側に配設された定着部４００と、複写機本体の上部に配設された画像読取部５００と、複写機本体と画像読取部５００との間に配置された排紙部６００とを含む、いわゆる胴内排紙型の複写機である。なお、複写機本体には、前記給紙部２００、前記画像形成部３００、前記定着部４００、及び前記排紙部６００を繋ぐ用紙搬送部１００が備えられている。

【0062】

前記画像形成部３００は、電子写真方式によって用紙に所定のトナー像を形成するものであり、回転可能に軸支された感光体ドラム３０１と、この感光体ドラム３０１の周囲にその回転方向Ａに沿って、帯電ユニット３０２と、露光ユニット３０３と、現像ユニット（現像装置）２０と、転写ユニット３０５と、クリーナー３０６とを備えている。現像ユニット２０は、静電潜像をトナーにより現像して、感光体ドラム３０１の表面にトナー像を形成するものである。

【0063】

前記定着部４００は、前記画像形成部３００の用紙搬送方向の下流側に配置され、前記画像形成部３００においてトナー像が転写された用紙を、一対のローラー（加熱ローラー４０１及び加圧ローラー４０２）によって挟んで加熱し、用紙上にトナー像を定着させるものである。また、ここでいう「用紙」という用語は、例えば、上質普通紙、プリント専用紙、コピー用紙、トレーシングペーパ、厚紙、ＯＨＰシート等、画像を形成することが可能なあらゆる記録媒体を意味する。

【0064】

前記画像読取部５００は、不図示のコンタクトガラス上に載置された原稿に、露光ランプから光を照射し、その反射光を反射鏡を介して光電変換部に導くことにより、原稿の画像情報を読み取るものである。

【0065】

前記給紙部２００は、複数の給紙カセット２０１，２０２，２２１を備える。このうちの給紙カセット２２１は、複写機側面から用紙を補充するバイパストレイとなっており、蓋部２２２により閉じることができる。

【0066】

それぞれの給紙カセット２０１，２０２，２２１には用紙搬送路１１０が接続され、この用紙搬送路１１０は、画像形成部３００に向かい、さらに定着部４００を経て排紙部６００に向かっている。これらの用紙搬送路１１０により前記用紙搬送部１００が構成されている。また複写が完了した用紙は、排紙部６００の排出ローラー対６０５から排出トレイ６１０上に排出される。

【0067】

図７は、前記複写機６０の画像形成部３００周辺を示す模式図である。前記画像形成部３００は、電子写真プロセスによって記録紙１１５に所定のトナー像を形成する部分であり、感光性を有する感光体ドラム３０１の周囲に、感光体ドラム３０１の回転方向Ａに沿って順に、帯電ユニット３０２、露光ユニット３０３、現像ユニット２０、転写ユニット３０５、除電ユニット３０７、及びクリーニングユニット３０６を備えている。なお、前記除電ユニット３０７と前記クリーニングユニット３０６とが逆の配置であっても良い。

【0068】

前記帯電ユニット３０２は、コロナ放電を発生させることによって感光体ドラム３０１の表面に所定電位を与えるものである。前記露光ユニット３０３は、所望の画像に対応する光を照射することにより感光体ドラム３０１の表面電位を選択的に減衰させて静電潜像を形成するものである。前記現像ユニット２０は、感光体ドラム３０１の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して、トナー像を形成するものであって、後述する、いわゆるタッチダウン方式の現像装置である。前記転写ユニット３０５は、感光体ドラム３０１上に形成されたトナー像を記録紙１１５上に転写するものである。前記除電ユニット３０７は、感光体ドラム３０１の残留表面電荷をランプ光によって除電するものである。前記クリーニングユニット３０６は、ファーブラシ３１６とゴムブレード３２６とにより構成されており、感光体ドラム３０１の表面に残留したトナーやその添加剤等を除去するものである。なお、図示例のクリーニングユニット３０６は、ファーブラシ３１６とゴムブレード３２６との両方を有するが、一方のみを有するクリーニングユニット３０６の場合もある。

【0069】

前記画像形成部３００でトナー像が転写された記録紙１１５は、定着部４００（加熱ローラー４０１及び加圧ローラー４０２）により熱と圧力とが加えられてトナー像が定着され、その後排紙ローラー（図示せず）によって排紙トレイ上に排出されるようになっている。

【0070】

以上、具体的な画像形成装置として、複写機を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、電子写真方式を利用した画像形成装置であれば、ファクシミリ装置、及びプリンタ等であってもよい。

【0071】

また、像担持体として、ドラム状の感光体である感光体ドラムを例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、ベルト状の感光体、及びシート状の感光体等に対しても適用できる。

【0072】

さらに、前記画像形成装置は、用紙に直接トナー像を転写する装置であったが、このような画像形成装置に限定されない。例えば、図８に示すような、複数色のトナー像を中間転写ベルトに、一旦転写して、その中間転写ベルトに転写された複数色のトナー像を用紙に転写する、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置であってもよい。

【0073】

図８は、本発明の実施形態に係る現像装置が適用された、他の画像形成装置の構成を示す概略図である。

【0074】

この画像形成装置１は、図８に示すように、箱型の機器本体１ａを有している。この機器本体１ａ内には、用紙Ｐを給紙する給紙部２と、この給紙部２から給紙された用紙Ｐを搬送しながら当該用紙Ｐに画像データ等に基づくトナー像を転写する画像形成部３と、この画像形成部３で用紙Ｐ上に転写された未定着トナー像を用紙Ｐに定着する定着処理を施す定着部４とが設けられている。さらに、前記機器本体１ａの上面には、前記定着部４で定着処理の施された用紙Ｐが排紙される排紙部５が設けられている。

【0075】

前記給紙部２は、給紙カセット１２１、ピックアップローラー１２２、給紙ローラー１２３，１２４，１２５、及びレジストローラー対１２６を備えている。給紙カセット１２１は、機器本体１ａから挿脱可能に設けられ、各サイズの用紙Ｐを貯留する。ピックアップローラー１２２は、給紙カセット１２１の図６に示す左上方位置に設けられ、給紙カセット１２１に貯留されている用紙Ｐを１枚ずつ取り出す。給紙ローラー１２３，１２４，１２５は、ピックアップローラー１２２によって取り出された用紙Ｐを用紙搬送路に送り出す。レジストローラー対１２６は、給紙ローラー１２３，１２４，１２５によって用紙搬送路に送り出された用紙Ｐを一時待機させた後、所定のタイミングで２次転写ローラー３２とバックアップローラー３５との間の２次転写ニップに供給する。

【0076】

また、給紙部２は、機器本体１ａの図６に示す左側面に取り付けられる不図示の手差しトレイとピックアップローラー１２７とをさらに備えている。このピックアップローラー１２７は、手差しトレイに載置された用紙Ｐを取り出す。ピックアップローラー１２７によって取り出された用紙Ｐは、給紙ローラー１２３，１２５によって用紙搬送路に送り出され、レジストローラー対１２６によって、所定のタイミングで２次転写ローラー３２とバックアップローラー３５との間の２次転写ニップに供給される。

【0077】

前記画像形成部３は、画像形成ユニット７と、この画像形成ユニット７によってその表面（接触面）にコンピュータ等から電送された画像データに基づくトナー像が１次転写される中間転写ベルト３１と、この中間転写ベルト３１上のトナー像を給紙カセット２１から送り込まれた用紙Ｐに２次転写させるための２次転写ローラー３２とを備えている。

【0078】

前記画像形成ユニット７は、上流側（図８では右側）から下流側に向けて順次配設されたブラック用ユニット７Ｋと、イエロー用ユニット７Ｙと、シアン用ユニット７Ｃと、マゼンタ用ユニット７Ｍとを備えている。各ユニット７Ｋ，７Ｙ，７Ｃ及び７Ｍは、それぞれの中央位置に像担持体としての感光体ドラム３０１が矢符（時計回り）方向に回転可能に配置されている。そして、各感光体ドラム３０１の周囲には、帯電器３９、露光装置３８、現像装置（現像ユニット）２０、不図示のクリーニング装置及び除電器等が、感光体ドラム３０１の回転方向上流側から順に各々配置されている。

【0079】

帯電器３９は、矢符方向に回転されている感光体ドラム３７の周面を均一に帯電させる。帯電器３９としては、例えば、非接触型放電方式のコロトロン型およびスコロトロン型の帯電器、接触方式の帯電ローラーおよび帯電ブラシ等が挙げられる。露光装置３８は、いわゆるレーザ走査ユニットであり、帯電器３９によって均一に帯電された感光体ドラム３０１の周面に、画像読取装置等から入力された画像データに基づくレーザ光を照射し、感光体ドラム３０１上に画像データに基づく静電潜像を形成する。前記現像ユニット２０は、感光体ドラム３０１の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像して、トナー像を形成するものであって、後述する、いわゆるタッチダウン方式の現像装置である。そして、このトナー像が中間転写ベルト３１に１次転写される。クリーニング装置は、中間転写ベルト３１へのトナー像の１次転写が終了した後、感光体ドラム３７の周面に残留しているトナーを清掃する。除電器は、１次転写が終了した後、感光体ドラム３７の周面を除電する。クリーニング装置及び除電器によって清浄化処理された感光体ドラム３７の周面は、新たな帯電処理のために帯電器へ向かい、新たな１次転写が行われる。

【0080】

中間転写ベルト３１は、無端状のベルト状回転体であって、表面（接触面）側が各感光体ドラム３０１の周面にそれぞれ当接するように駆動ローラー３３、従動ローラー３４、バックアップローラー３５、及び一次転写ローラー３６等の複数のローラーに架け渡されている。また、中間転写ベルト３１は、各感光体ドラム３０１と対向配置された一次転写ローラー３６によって感光体ドラム３０１に押圧された状態で、前記駆動ローラー３３によって無端回転するように構成されている。駆動ローラー３３は、ステッピングモータ等の駆動源によって回転駆動し、中間転写ベルト３１を無端回転させるための駆動力を与える。従動ローラー３４、バックアップローラー３５、及び一次転写ローラー３６は、回転自在に設けられ、駆動ローラー３３による中間転写ベルト３１の無端回転に伴って従動回転する。これらのローラー３４，３５，３６は、駆動ローラー３３の主動回転に応じて中間転写ベルト３１を介して従動回転するとともに、中間転写ベルト３１を支持する。

【0081】

１次転写ローラー３６は、１次転写バイアス（トナーの帯電極性とは逆極性）を中間転写ベルト３１に印加する。そうすることによって、各感光体ドラム３７上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム３７と１次転写ローラー３６との間で、駆動ローラー３３の駆動により矢符（反時計回り）方向に周回する中間転写ベルト３１に重ね塗り状態で順次転写（１次転写）される。

【0082】

２次転写ローラー３２は、トナー像と逆極性の２次転写バイアスを用紙Ｐに印加する。そうすることによって、中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー像は、２次転写ローラー３２とバックアップローラー３５との間の２次転写ニップで用紙Ｐに転写され、これによって、用紙Ｐにカラーの転写画像（未定着トナー像）が転写される。

【0083】

前記定着部４は、２次転写ニップで用紙Ｐに転写された転写画像に定着処理を施すものであり、通電発熱体により加熱される加熱ローラー４１と、この加熱ローラー４１に対向配置され、周面が加熱ローラー４１の周面に押圧当接される加圧ローラー４２とを備えている。

【0084】

そして、前記２次転写ニップで２次転写ローラー３２により用紙Ｐに転写された転写画像は、当該用紙Ｐが加熱ローラー４１と加圧ローラー４２との間を通過する際の加熱による定着処理で用紙Ｐに定着される。そして、定着処理の施された用紙Ｐは、排紙部５へ排紙されるようになっている。また、本実施形態の画像形成装置１では、定着部４と排紙部５との間に適所に搬送ローラー対６が配設されている。

【0085】

排紙部５は、画像形成装置１の機器本体１ａの頂部が凹没されることによって形成され、この凹没した凹部の底部に排紙された用紙Ｐを受ける排紙トレイ５１が形成されている。

【実施例】

【0086】

以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。

【0087】

試験例１．
（現像ローラーの製造）
用いた材料：
樹脂：可溶性ナイロン樹脂（東レ社製、「ＣＭ８０００」（製品名））
導電性微粒子：酸化チタン「ＥＴ３００Ｗ」（製品名）、石原産業社製、一次平均粒子径３０〜６０ｎｍ
［実施例１〜４］
まず、実施例に係る現像ローラーの製造方法を以下に示す。

【0088】

現像ローラーとしては、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すような、表面に樹脂層を備えた現像ローラーを作製した。

【0089】

具体的には、まず、可溶性ナイロン樹脂１００質量部と導電性微粒子７５質量部とを、固形分濃度１５質量％となるように、下記表２に示すような割合で配合したアルコール系溶媒（メタノール）と非水系溶媒（トルエン）からなる溶媒に７２時間ボールミルで混合し、樹脂塗布剤を得た。なお、表２中の各溶媒の数値は、比率を示す。

【0090】

次に、最終的に得られる樹脂層の層厚が５μｍとなるように、直径２０ｍｍのアルマイト製のスリーブを、上記樹脂塗布剤にディッピング塗布することによって、基材上に樹脂層を形成した。

【0091】

その後、１２０℃で６０分加熱乾燥させた。そうすることによって、表面部が樹脂層で構成された、実施例１〜４に係る現像ローラーが得られた。

【0092】

［比較例１〜５］
溶媒を使用しなかったこと（比較例１）あるいは、溶媒中のアルコール系溶媒と非水系溶媒の配合比を表２に示すような割合に変更したこと以外、実施例１と同様にして現像ローラーを製造した。

【0093】

（評価）
上記実施例および比較例で得られた現像ローラーを用いて、下記表１に示す実機実験条件によって現像性の評価試験を行った。

【0094】

【表1】

（現像特性１：現像ゴースト評価）
白紙にべた黒の後にグレー画像を施した原稿を出力し、残像を図９に示す基準で目視により評価した。

【0095】

（現像特性２：ベタ濃度）
分光光度計 スペクトロアイ（ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅ）を使用して、ベタ濃度を測定した。なお、ベタ濃度は１．５〜１の範囲を良好な範囲とする。

【0096】

（表面粗さ、うねりの周期および高さ）
表面粗さ、うねりの周期および高さは、Ｖｅｃｃｏ社製 Ｗｙｋｏ ＮＴ１１００、Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｆｉｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（３次元干渉縞顕微鏡）によって測定した。

【0097】

以上の結果を表２に示す。

【0098】

【表2】

また、図１０に、実施例１〜４および比較例１〜５における、現像ローラーの表面粗さＲａと非水系溶媒比率の関係を、図１１に、実施例１〜４および比較例１〜５における、現像ローラーの表面粗さとベタ濃度の関係を示す。

【0099】

以上の結果より明らかなように、現像ローラーの表面粗さおよびその形状が本発明の範囲であれば、優れた現像特性を発揮できる現像ローラーとなることがわかった。一方、現像ローラーの表面粗さが０．４μｍ未満であり、粗さの形状も本発明の範囲から外れていた比較例（なお、比較例１〜４では、うねりが生じていないため、高さおよび周期は測定不可）では、ベタ濃度も低下し、現像ゴーストも発生していた。これは、スリーブとトナーの接触面積が大きいため、スリーブとトナーの電気的な付着力大きくなり、トナーが感光体に所望量飛ばないであるためと考えられる。

【0100】

また、溶媒中の非水系溶媒の配合割合によって、現像ローラーの表面粗さおよびその形状を本発明の範囲へと調整し得ることもわかった（図１０等参照）。

【0101】

試験例２．
［実施例５〜１０および比較例６〜８］
樹脂塗布剤における溶媒について、アルコール系溶媒と非水系溶媒の種類および配合割合を表３に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして現像ローラーを製造した。そして、試験例１と同様の現像性評価を行った。結果を表３に示す。

【0102】

【表3】

表３によって、様々なアルコール系溶媒と非水系溶媒との組み合わせを樹脂塗布剤の溶媒として使用しても、現像ローラーの表面粗さおよびその形状を本発明の範囲とすることができれば、優れた現像特性を発揮できる現像ローラーとなることがわかった。

【0103】

［比較例９］
上述の比較例４で使用した樹脂塗布剤に、ＰＴＦＥ微粒子（中心粒径８μｍ）を、樹脂成分に対して１０質量部の割合で添加した樹脂塗布剤を使用した以外は、実施例１と同様にして現像ローラーを製造した。そして、試験例１と同様の現像性評価を行った。結果を表４に示す。

【0104】

【表4】

以上、この表４より明らかなように、ＰＴＦＥ微粒子などの帯電列がマイナス側にある微粒子を樹脂層に配合すると、現像性が低下することがわかった。これは、ＰＴＦＥ微粒子の帯電列がマイナス側であり、摩擦帯電によりスリーブ上のＰＴＦＥ微粒子がマイナス側に帯電し正帯電トナーと電気的に付着し、感光体にトナーが潜像されにくくなっているためと考えられる。

【0105】

よって、現像ローラーの表面粗さおよびその形状の調整は、微粒子を添加することによって行うよりも、本発明のように樹脂塗布剤の溶媒によって調整する方が好ましいことが示された。

【符号の説明】

【0106】

１３ 回転スリーブ
１５ 固定軸
１８，２３ 樹脂層
１９ 基材
２０ 現像装置（現像ユニット）
２２，２５ シャフト
２４ ローラー本体
２８ リブ
６０ 複写機
６１ 現像ローラー
６２ 磁気ローラー
６３ 撹拌ローラー
６５ ブレード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】