(57)【特許請求の範囲】
【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、電荷注入手段により電圧を印加してこの現像剤に直接電荷を注入することにより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潜像保持体に接触又は近接させた状態で該潜像保持体の表面に沿って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とすると共に、上記現像ローラの導電層にｐＨ５以上のカーボンブラックを導電材として配合することにより、該現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを上記現像剤表面のイオン化ポテンシャル以下に調整して、現像剤から現像ローラ表面への電子の移動を抑制することにより、現像剤の過帯電による高電位カブリの発生を防止することを特徴とする静電潜像の現像方法。
【請求項２】
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記載の静電潜像の現像方法。
【請求項３】
表面に静電潜像を保持し得る潜像保持体と、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該潜像保持体の表面に沿って回転するように配設された現像ローラと、該現像ローラ上に担持される現像剤に電圧を印加して直接電荷を注入する電荷注入手段とを具備してなり、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、この現像剤に上記電荷注入手段により直接電荷を注入して該現像剤を正に帯電させ、この状態で該現像ローラを上記潜像保持体の表面に沿って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静電潜像の現像装置において、
上記現像剤表面のイオン化ポテンシャルを４．５〜５．５ｅＶとすると共に、上記現像ローラの導電層にｐＨ５以上のカーボンブラックを導電材として配合することにより、該現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを上記現像剤表面のイオン化ポテンシャル以下に調整して、現像剤から現像ローラ表面への電子の移動を抑制することにより、現像剤の過帯電による高電位カブリの発生を防止するように構成したことを特徴とする静電潜像の現像装置。
【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、感光ドラムや感光ベルト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磁性或いは非磁性の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の表面に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。この場合、図中１０で示したように、通常は上記現像ローラ１に所定の電圧を印加してトナーを印字部へ現像するための現像バイアスを与えることが行われるが、場合によっては、図中１１で示したように、トナーの帯電量を大きくしかつ均一ならしめるために更に成層ブレード５やトナー塗布用ローラ２にも電圧を印加して、トナーに直接電荷を注入することが行われることもある。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、画像メモリー等の画像不良が発生し易く、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。
【０００６】
この場合、上記画像不良におけるカブリの発生は、通常の印字パターンにおいても目立つ不良となるため、特に厳しくその改善が要求されるものである。このカブリは弱帯電もしくは逆帯電トナーが存在することによって発生することが通常であるが、画像メモリーによる不良の対策として上述のように現像ブレードやトナー塗布用ローラに電圧を印加して直接トナーに電荷を注入する等の方法によりトナー帯電量を大きくすることも好適に行われ、このように電荷を注入してトナー帯電量を大きくすることにより、画像メモリーや通常のカブリの発生を効果的に防止することができるが、この場合にトナー帯電量が大きくなりすぎるとトナー自身の持つ電荷により発生する電位が現像バイアスに加算され、所謂高電位カブリが生じてしまう。
【０００７】
従って、このような画像不良の発生を防止するには、画像メモリーの発生を考慮しつつカブリ（通常カブリ，高電位カブリ）の発生を防止するためトナー帯電量を適度に調整すると共に、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重要である。この場合、従来トナーと現像ローラとの相性コントロールとしては、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（ＣＣＡ）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。
【０００８】
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に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、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。
【０００９】
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、画像メモリーや通常のカブリによる画像不良を生じることなく、しかも高電位カブリの発生をも確実に防止して、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。
【００１０】
【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、画像メモリー及び通常のカブリの発生を防止するためこの現像剤に電荷注入手段により電圧を印加して電荷を直接注入することによりトナー帯電量を増大かつ均一化し、この現像ローラを表面に静電潜像を保持した潜像保持体に接触又は近接させた状態で該潜像保持体の表面に沿って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、上記導電層中に導電材としてｐＨ５以上のカーボンブラックを用いることによって上記現像剤のイオン化ポテンシャル以下に調整し、現像を行うことにより、通常のカブリや画像メモリーといった通常の画像不良を生じることなく、しかも現像剤の過帯電を効果的に抑制して高電位カブリによる画像不良の発生をも確実に防止することができ、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。
【００１１】
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、電荷注入手段により電圧を印加してこの現像剤に直接電荷を注入することにより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潜像保持体に接触又は近接させた状態で該潜像保持体の表面に沿って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とすると共に、上記現像ローラの導電層にｐＨ５以上のカーボンブラックを導電材として配合することにより、該現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを上記現像剤表面のイオン化ポテンシャル以下に調整して、現像剤から現像ローラ表面への電子の移動を抑制することにより、現像剤の過帯電による高電位カブリの発生を防止することを特徴とする静電潜像の現像方法を提供する。
【００１２】
また、本発明は、表面に静電潜像を保持し得る潜像保持体と、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該潜像保持体の表面に沿って回転するように配設された現像ローラと、該現像ローラ上に担持される現像剤に電圧を印加して直接電荷を注入する電荷注入手段とを具備してなり、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、この現像剤に上記電荷注入手段により直接電荷を注入して該現像剤を正に帯電させ、この状態で該現像ローラを上記潜像保持体の表面に沿って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静電潜像の現像装置において、上記現像剤表面のイオン化ポテンシャルを４．５〜５．５ｅＶとすると共に、上記現像ローラの導電層にｐＨ５以上のカーボンブラックを導電材として配合することにより、該現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを上記現像剤表面のイオン化ポテンシャル以下に調整して、現像剤から現像ローラ表面への電子の移動を抑制することにより、現像剤の過帯電による高電位カブリの発生を防止するように構成したことを特徴とする静電潜像の現像装置を提供する。
【００１３】
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。
【００１４】
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、現像ローラに担持した正帯電用現像剤に電荷を直接注入して該現像剤を正に帯電させ、この現像剤で静電潜像を現像する場合に、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、それ以下に調整したものである。
【００１５】
上記現像剤としては、正帯電性の現像剤であり、通常は正帯電性の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４．８〜５．３ｅＶ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、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、正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る。
【００１６】
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。
【００１７】
また、このシャフトの外周に形成される導電層は、ベルト状やドラム状の潜像保持体とこの現像ローラとを非接触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、またドラム状の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、これらの基材層に上にポリアミド、フッ素樹脂、アクリル、ウレタン変性アクリル、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリコーン、ポリエステル、ポリアミン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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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正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ポリイソシアネートの使用が推奨される。
【００２１】
なお、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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に表面上に担持した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、フッ素ポリマー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。
【００２５】
この導電層には、通常導電性を付与するために導電材としてｐＨ５以上、好ましくはｐＨ６〜１１のカーボンブラックが配合される。このようにｐＨ５以上のカーボンブラックを用いることにより、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、試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。また、本発明に用いられるカーボンブラックとして具体的は、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等が挙げられる。
【００２６】
また、現像剤を正に帯電させて現像を行う本発明では、現像ローラの上記導電層に、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、ソル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、上記現像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。
【００２７】
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、画像の濃度むらが発生することとなる。このため、導電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、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、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。
【００２９】
本発明の現像方法及び現像装置は、現像ローラに担持した正帯電用現像剤に電荷を直接注入して該現像剤を正に帯電させ、この現像剤で静電潜像を現像する場合に、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４．５〜５．３ｅＶに調整することが好ましいものである。この場合、現像ローラ表面の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、かつ上記導電材や上記滑剤、界面活性剤等の添加剤の配合により行うことができる。そして、本発明の現像方法及び現像装置は、現像剤に直接電荷を注入して現像剤の帯電量を増大かつ均一化することにより通常のカブリや画像メモリーの発生を防止すると共に、上記イオン化ポテンシャルの調整により、高電位カブリの発生についても確実に防止して良好な画像を長期に亘り確実に再現することができるものである。
【００３０】
なお、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、この場合測定機器としては、理研計器（株）製ＡＣ−１Ｍ等の市販の表面分析装置を用いることができる。
【００３１】
ここで、本発明によりその発生が防止される上記高電位カブリについて説明する。高電位カブリとは、図２に示したように、通常の画像カブリが弱帯電又は逆帯電トナーに起因して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るのに対し、トナーの帯電量が高くなり過ぎることに起因して本来白画像である部分に帯状又は筋状の画像が高濃度に発生するものである。その発生機構について図３を参照して説明すると、正帯電トナーを使用した反転現像の場合、図３（Ａ）に示したように、感光ドラム表面の高電位部分である白地部と露光により電位が減衰した低電位部分である黒地部との中間に現像バイアスが位置することにより、良好な現像が行われるものである。上記現像バアイスは、現像ローラ表面における電位となるが、現像ローラ上の感光体に接した現像部分には帯電したトナーが存在するから、トナー自身が持つ電荷により発生する電位が更に現像バイアスにかかり、実際の現像バイアスは電源により印加される電圧にトナー自身の帯電により発生する電圧を加算したものとなる。この場合、トナー帯電量が高くなりすぎると、図３（Ｂ）に示したように、トナーに起因して発生する電位が大きくなるために実際の現像バイアスが高電位白地部分の電位を超えてしまう場合がある。そうすると、白地部分にもトナーが付着して現像が起こり、得られる画像にはカブリ画像不良が生じ、これが高電位カブリである。
【００３２】
従って、通常のカブリや画像メモリーの発生を防止するためには、トナーに直接電荷を注入してトナーの帯電量をある程度高くすることが有効であるが、この場合に上記高電位カブリの発生を防止するためにトナーの帯電量を適度に抑える必要があり、本発明のように、トナー表面のイオン化ポテンシャルを４．５〜５．５ｅＶとすると共に、現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを上記正帯電性トナー表面のイオン化ポテンシャル以下に調整することにより、トナーに直接電荷を注入してトナーの帯電量を大きくし通常のカブリや画像メモリーの発生を防止する際に、現像バイアスが高電位白地部分の電位を超えない範囲にトナーの帯電量を確実に調整し得、高電位カブリの発生も確実に防止し得るものである。即ち、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又は分子から１個の電子を無限遠に引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、現像剤を正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高い現像剤から電子が移動し難くなり、これにより現像剤が過剰な高電位に正帯電することが防止され、電荷の注入による最適な電位範囲に現像剤を正帯電させることができ、高電位カブリの発生を確実に防止することができるものである。
【００３３】
なお、本発明の現像方法及び現像装置は、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、この現像剤に直接電荷を注入し、この現像ローラを表面に静電潜像を保持した潜像保持体に接触又は近接させた状態で該潜像保持体の表面に沿って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り、また図１では潜像保持体３としてドラム状のものを用いたがベルト状等の他の形状の潜像保持体を用いることもできる。更に、現像剤に電荷を注入するための手段として図１では、成層ブレード５やトナー塗布用ローラ２に電圧を印加する電源１１を設けたが、これに限定されるものではなく、トナー塗布用ローラに代えて図４に示した装置のようにトナー撹拌翼１２を設けた場合には、これに電圧を印加するようにしてもよく、更にまたトナーの収容ケースに電圧を印加するなど、公知の方法を採用することができる。
【００３４】
【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。
【００３５】
［実施例］
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５０００としたポリエーテルポリオール（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２．０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。
【００３６】
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（ＮＣＯ％＝２３）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製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５μｍＲｚに調整し、現像ローラとした。
【００３７】
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５．０ｅＶであった。
【００３８】
上記ローラを図４に示した現像ユニットに現像ローラ１として装着し、トナーとして正帯電用のポリエステル系トナー（イオン化ポテンシャル５．１ｅＶ）を用いて、反転現像による画像出しを行い、画像評価を行ったところ、カブリ、濃度ムラ等の画像不良が一切ない良好な画像が得られた。ここで、図４に示した現像ユニットは、図１におけるトナー塗布用ローラ２に代えてトナー撹拌翼１０を設けた以外は、図１のユニットと同様のものであり、その他の部分については図１と同一の参照符号を付してその説明を省略する。なお、図中Ｂｉａｓ１はトナーを印字部へ現像するための現像バイアスをかけることを示し、Ｂｉａｓ２はトナーの帯電量を大きくすると共に均一な帯電を得るためにブレード５に電圧をかけることを示すものであり、また感光ドラム３は正帯電性感光ドラム（表面電位＋６００Ｖ）を用いた。
【００３９】
次いで、この現像ユニットのみを取り出し、ブレード５にＢｉａｓ２として＋４５０Ｖの電圧を印加しながら現像ローラを数回回転させ、通常の現像時における現像バイアスである＋３５０ＶをＢｉａｓ１として印加した。このとき現れる現像ローラの表面電位を表面電位計を用いて計測したところ、＋５００Ｖであった。この場合、感光ドラム表面の白地部の電位は＋６００Ｖに設定されていることから、印刷時の現像ローラの表面電位は感光ドラム白地部の電位よりも低くなっていることが確認された。
【００４０】
［比較例］
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’−ジフェ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℃に加熱した金型内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、金属製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。
【００４１】
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５．５ｅＶであった。
【００４２】
この現像ローラを用い、実施例と同様にして、画像評価を行ったところ、画像印刷方向に沿って白地部にトナーが現像されてしまう高電位カブリが発生し、画像不良となった。また、実施例と同様に、現像ユニットを取り出し、同様の条件により現像バイアスを印加したときの現像ローラの表面電位を計測したところ、＋６５０Ｖとなっており、感光ドラム白地部の電位よりも高くなっていることが示され、これにより画像カブリが生じたものと認められた。
【００４３】
【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、トナーに直接電荷を注入してトナーの帯電量を増大かつ均一化することにより、通常のカブリや画像メモリー等の不良の発生を防止し得ると共に、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、高電位カブリの発生をも確実に防止し、画像不良が一切生じていない、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】高電位カブリが発生した画像の一例及び通常のカブリが発生した画像の一例を示す参考図である。
【図３】現像バイアスと感光体電位との関係を示すグラフであり、（Ａ）は正常画像が得られるときの状態を示すグラフ、（Ｂ）は高電位カブリが生じるときの状態を示すグラフである。
【図４】本発明現像装置の他の例を示す概略図である。
【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
１０  現像バイアス印加手段
１１  電荷注入手段
１２  トナー撹拌翼
【図１】
0003539295.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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