(57)【要約】【課題】導電性弾性層を持たない現像ローラを用い、多数枚プリントを行っても現像ローラの表面の摩耗が少なく、表面に傷が付かず、結果としてフィルミングが発生せず、耐久性が極めて高い現像ローラとそれを用いた現像方法及び画像形成方法を提供する。【解決手段】導電性シャフトの外周に被覆層を有し、該被覆層の表面に１成分現像剤を担持して、潜像形成体に形成された静電潜像を可視化するための現像ローラにおいて、一定荷重印加速度１が（ｍＮ／ｍｍ2／ｓｅｃ）の測定条件で測定したとき、表面より１．０μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ（ＨＵ（１．０μｍ））と、５．０μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ（ＨＵ（５．０μｍ））が、下記条件を満たす現像ローラ。    ５．０＜ＨＵ（１μｍ）＜５０．０    ５０．０＜ＨＵ（５μｍ）＜２００  但し、ユニバーサル硬さの単位はＮ／ｍｍ2で表示されるものとする。【選択図】図１
2008225050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性シャフトの外周に被覆層を有し、該被覆層の表面に１成分現像剤を担持して、潜像形成体に形成された静電潜像を可視化するための現像ローラにおいて、一定荷重印加速度が１（ｍＮ／ｍｍ2／ｓｅｃ）の測定条件で測定したとき、表面より１．０μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ（ＨＵ（１．０μｍ））と、５．０μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ（ＨＵ（５．０μｍ））が、下記（１）及び（２）の条件を満たすことを特徴とする現像ローラ。
５．０＜ＨＵ（１μｍ）＜５０．０          （１）
５０．０＜ＨＵ（５μｍ）＜２００          （２）
但し、ユニバーサル硬さの単位はＮ／ｍｍ2で表示されるものとする。
【請求項２】
前記被覆層が１．０〜１０μｍの表面層を有する重層構造の被覆層であることを特徴とする請求項１記載の現像ローラ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の現像ローラを用い、非磁性非接触１成分現像方式で静電潜像を可視化することを特徴とする現像方法。
【請求項４】
請求項３記載の現像方法で現像したトナー画像を、転写後熱定着することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラに関するものであり、特には非磁性１成分現像方式及び／又は非接触１成分現像方式に用いる現像ローラとそれを用いた現像方法及び画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在広く用いられている電子写真画像形成方法は、電荷付与されたトナーを静電潜像担持体（通常電子写真感光体）上に形成された静電潜像に接触、或いは狭い間隙を介して対向させ、静電潜像をトナーにより顕像化する現像過程を経て形成された静電潜像担持体上のトナー画像を、普通紙等に転写した後、定着して最終画像を形成するものである。
【０００３】
トナー画像を形成するための現像方法として、キャリアとトナーとから構成される２成分現像剤を用いてトナーを帯電させ現像する２成分現像方式や、トナーのみを用いた現像剤を薄層化して搬送し、現像ローラや現像剤規制部材などとの摩擦で帯電させ現像する１成分現像方式がある。
【０００４】
１成分現像方式は、２成分現像方式とは異なり、キャリアを使用せず、トナーのみを帯電部材と摩擦させ、或いは、トナーを現像ローラ面等に押圧することにより帯電させるものであり、現像器の機構が複雑でなく、且つコンパクトにできるという大きなメリットがある。その結果、通常、現像機構を４個以上必要とするカラー画像形成装置にも適用し易いという特徴を有する。特に近年、装置の軽量化、小型化が積極的に進められており、プリンタでは非磁性１成分現像剤を用いた現像方式が主流となっている。
【０００５】
この非磁性１成分現像方式における現像ローラとしては、従来、例えば導電性シャフトの外周にシリコーンゴムを用いた弾性層を形成したものが用いられてきた。トナーを帯電させるためには、金属板或いはローラ等の帯電部材を用いて現像ローラ上にトナーの薄層を形成すると共に、これらと摩擦させて行うため、機構的には極めて単純な構成の現像器となる。
【０００６】
この現像ローラは、トナーへの帯電付与或いはトナーの搬送性を付与するために、通常は数百μｍから数ｍｍの膜厚を有する弾性層上に、被覆層が形成されている（特許文献１〜３）。
【０００７】
しかし、最近は弾性層は存在しないものも開発されつつあり、この方が構成が単純であり、膜厚が薄い分現像ローラ・静電潜像担持体間の距離の精度を上げることができ、特に非接触現像等では、現像性の変動も少なく、その上現像ローラ製品間のバラツキや経時によるバラツキも少なくなり、また、価格的にも低く抑えることができるからである。
【０００８】
しかしながら、厚い弾性層を持たない、導電性シャフト上に直接被覆層の塗膜を形成したものは、従来の弾性層を有しているものに比して、被覆層の硬さが低すぎると外力に対する被覆層の表面近傍の変形が大きくなり、破断等による損傷や摩耗が増大する。しかし、被覆層の硬さが大きすぎると摩耗は少なくなるものの微細な傷が発生しやすく、多数枚プリントを行うとこの傷に異物が付着し、さらにトナー等のフィルミングへと発展するという問題点がある。
【０００９】
上記現象について解析してみると、この現象は、従来あまり問題視されていなかったが、厚い弾性層を持たない、導電性シャフト上に直接被覆層を形成した現像ローラにおいて共通的に発生するため、弾性層を形成しない現像ローラの大きな課題であることがわかった。
【特許文献１】特開平７−３１９２８７号公報
【特許文献２】特開平９−１１４２３０号公報
【特許文献３】特開平１１−８４８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、特に弾性層を有しない現像ローラにおける上記課題を解決して、各現像ローラ間に性能のバラツキがなく、長期間に亘って安定で、良好な現像性を維持できる現像ローラを提供することを目指す開発研究を行っている中でなされたものである。
【００１１】
即ち、本発明の目的は、弾性層を持たない現像ローラを用い、主に非磁性１成分現像剤を用いた現像方式の画像形成を行う際、多数枚プリントを行っても現像ローラの表面の摩耗が少なく、表面に傷が付かず、結果としてフィルミングが発生せず、耐久性が極めて高い現像ローラとそれを用いた現像方法及び画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、下記構成を採ることにより達成される。
【００１３】
１．
導電性シャフトの外周に被覆層を有し、該被覆層の表面に１成分現像剤を担持して、潜像形成体に形成された静電潜像を可視化するための現像ローラにおいて、一定荷重印加速度が１（ｍＮ／ｍｍ2／ｓｅｃ）の測定条件で測定したとき、表面より１．０μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ（ＨＵ（１．０μｍ））と、５．０μｍの深さにおけるユニバーサル硬さ（ＨＵ（５．０μｍ））が、下記（１）及び（２）の条件を満たすことを特徴とする現像ローラ。
【００１４】
５．０＜ＨＵ（１μｍ）＜５０．０          （１）
５０．０＜ＨＵ（５μｍ）＜２００          （２）
但し、ユニバーサル硬さの単位はＮ／ｍｍ2で表示されるものとする。
【００１５】
２．
前記被覆層が１．０〜１０μｍの表面層を有する重層構造の被覆層であることを特徴とする１記載の現像ローラ。
【００１６】
３．
１又は２記載の現像ローラを用い、非磁性非接触１成分現像方式で静電潜像を可視化することを特徴とする現像方法。
【００１７】
４．
３記載の現像方法で現像したトナー画像を、転写後熱定着することを特徴とする画像形成方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、弾性層を持たない現像ローラを用い、主に非磁性１成分現像剤を用いた現像方式の画像形成装置において、多数枚プリントを行っても現像ローラの表面の摩耗が少なく、表面に傷が付かず、結果としてフィルミングが発生せず、耐久性が極めて高い現像ローラとそれを用いた現像方法及び画像形成方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明につき以下説明する。
【００２０】
現在広く用いられている現像ローラの如く、数百μｍから数ｍｍといった厚い弾性層を有せず、導電性シャフトの外周に被覆層のみを有する現像ローラにおいて、例えばフェノール樹脂等の樹脂で形成される被覆層は、その厚みが１０μｍ程度のものが多い。この場合、ローラ表面近傍のユニバーサル硬さ（ＨＵ）は、ほぼ４００〜１２００（Ｎ／ｍｍ2）程度であり、ローラ表面より１．０μｍの深さでのユニバーサル硬さ（ＨＵ（１．０μｍ））も、５．０μｍの深さでのユニバーサル硬さ（ＨＵ（５．０μｍ））も、あまり変わらない値が得られる。
【００２１】
しかしながら、弾性層のない現像ローラの場合、被覆層の表面硬さを小さくすれば表面に削れ傷を生じやすく摩耗がひどくなり、摩耗しない程度に硬くると、この様な問題はなくなるが、クラックや細かい傷等微細な欠陥が生じやすくなる。
【００２２】
その原因と対策を検討した結果、上記課題に対してやや意外な感もするが表面近傍のユニバーサル硬さを小さくし、内部のユニバーサル硬さを大きくすることにより耐摩耗性と微細な傷の抑制を両立させることが可能なことが判明した。
【００２３】
又、上記の如き硬さの分布をもたせる手段は特に限定はないが、現像ローラ作製のやりやすさから、被覆層の上に薄い柔らかな表面層を設ける方法がよいことがわかった。
【００２４】
表面層を設ける理由は、言うまでも無くローラ表面の摩耗を抑える必要からである。摩耗による問題は現像時に画像の特に最高濃度が低下する現象となって現れるが、その理由は次の様に考えられる。実際のローラ表面はトナー搬送に必要な程度の凹凸があるが、摩耗するとこの凹凸が小さくなりトナー搬送力の低下をきたすことから、特に最高濃度を得るためのトナー搬送量を確保できなくなるためである。
【００２５】
本発明の発明者は、種々検討した結果、本発明において現像ローラの被覆層全体の膜厚は３０μｍ以下がよく、その内、被覆層膜厚は５．０〜２０μｍがよく、その上に膜厚が１．０〜１０μｍ、より好ましくは３．０〜８．０μｍの樹脂層を表面層として有しているものがよい。表面層の効果は、膜厚が１．０μｍより薄くても１０μｍより厚くても小さくなる。
【００２６】
尚、本発明において従来の被覆層と表面層を併せたものを全被覆層といい、全被覆層の膜厚は、といった言い方をする。
【００２７】
従来の如き被覆層の上に硬さのやや小さい表面層を設けることにより、下記の条件に合致したユニバーサル硬さを有する現像ローラを得ることは比較的簡単になし得る。
【００２８】
５．０＜ＨＵ（１．０μｍ）＜５０．０          （１）
５０．０＜ＨＵ（５．０μｍ）＜２００          （２）
但し、ユニバーサル硬さの単位はＮ／ｍｍ2で表示されるものとする。
【００２９】
ここで、ユニバーサル硬さとは超微小硬度計を用いた材料評価方法である。超微小硬度計では他の硬さ試験に比べて負荷加重が小さいため、薄膜等、材料のごく表面の硬さ測定も可能となった。
【００３０】
次に、本発明の現像ローラにおける全被覆層の硬さを測定する方法、現像ローラを構成する素材、作製する方法、あるいは現像ローラを用いて造られる現像器及び画像形成装置等につき順次説明していく。
【００３１】
最初に、本発明の現像ローラの硬さについて説明する。
【００３２】
《ユニバーサル硬さの定義》
ユニバーサル硬さ（ＨＵ）は、次の式（１）及び式（２）によって規定される。
【００３３】
【数１】
2008225050.tif 000003
【００３４】
【数２】
2008225050.tif 000004
【００３５】
上記数式において、Ｆは、試験荷重（Ｎ）、Ａは圧子が被測定物と接触している表面積（ｍｍ2）、ｈは試験荷重作用時の押込み深さ（ｍｍ）である。Ａ（ｈ）は、圧子の形状と押込み深さから計算され、圧子がビッカース圧子の場合、角錐形の貫入体の向かい合う面の角度ａ（１３６°）より２６．４３・ｈ2と計算される。
【００３６】
《ユニバーサル硬さ（ＨＵ）の測定》
このユニバーサル硬さの測定は、市販の硬度測定装置を用いて行うことができ、例えば、超微小硬度計「Ｈ−１００Ｖ」（フィッシャーインストルメント社製）を用いて測定することができる。
【００３７】
測定条件
測定機：微小硬度計「Ｈ−１００Ｖ」（フィッシャーインストルメント社製）
圧子形状：ビッカース圧子（ａ＝１３６°）
測定環境：２０℃、６０％ＲＨ
一定加重印加速度：１（ｍＮ／ｍｍ2／ｓｅｃ）
最大荷重クリープ時間：５．０秒
尚、測定は各試料とも軸方向に均等間隔で５点（中心、±５０及び１００ｍｍ）の位置にて、周方向に均等角度で３点の合計１５点測定し、その平均値にて表示する。
【００３８】
《現像ローラの構成》
現像ローラは導電性シャフトとして導電性シャフトを使用し、通常樹脂と導電性材料等より構成される被覆層及びその上に形成される硬さの比較的小さい樹脂の表面層より構成される。
【００３９】
図１は、本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。
【００４０】
図１において、３２は現像ローラ、１１は導電性シャフト、１２は被覆層、１２ｂは接着層、１３は表面層を示す。
【００４１】
本発明の現像ローラは、図１（ａ）に示すように導電性シャフトに直接被覆層１を設けても、（ｂ）に示すようには、導電性シャフトに接着層を設けその上に被覆層を設ける２層以上の積層でもよいが、被覆層の上に被覆層の一部として薄いが比較的硬さの小さな表面層を形成する。表面層を含む被覆層全体を特に表したいときは全被覆層という。
【００４２】
又、接着層とは、導電性シャフトと被覆層の接着性を上げる作用を有するものであり、シランカップリング剤、又はシランカップリング剤と金属キレート化合物の混合生成物、又はポリアミド樹脂等から形成される１．０μｍ程度又はそれ以下の薄層である。
【００４３】
《導電性シャフト》
導電性シャフトは、現像ローラ表面に蓄積される電荷をリークさせる部材も兼ねるため、導電性の金属で構成されることが好ましい。代表的なものとして、直径１〜３０ｍｍのステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の導電性金属があり、また導電性樹脂で構成されるものでもよい。
【００４４】
《被覆層》
被覆層は、樹脂成分と、電子導電剤、イオン導電剤、非導電性充填剤、架橋剤等の各種添加剤を適宜配合して得られる塗布液を導電性シャフトの外周面に塗布しこれを乾燥し、所望の場合にはこれを加熱し硬化させて形成することができる。被覆層の導電性は、被覆層中に配合する電子導電剤とイオン導電剤により付与される。
【００４５】
被覆層のユニバーサル硬さ（ＨＵ）（Ｎ／ｍｍ2）を調整する方法としては、被覆層を構成する樹脂成分の種類、導電剤の種類、量、添加剤の種類、量等が挙げられ、適宜調整される。
【００４６】
〈被覆層の樹脂成分〉
被覆層の樹脂成分としては、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。この中、自己膜補強性、トナー帯電性等の観点から、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐磨耗性や弾性が得られる点から、ポリアミド樹脂を用いることが特に好ましい。
【００４７】
ポリアミド樹脂としては、ナイロン６、６・６、６・１０、６・１２、１１、１２、１２・１２に代表されるポリアミド樹脂及びそれらのポリアミドの異種モノマー間の重縮合から得られるポリアミド樹脂などであり、作業性の面からアルコール可溶性のものが好んで用いられている。例えばポリアミドの３元共重合体や４元共重合体の分子量を調整したもの、またはポリアミド６やポリアミド１２をメトキシメチル化し、アルコールや水に可溶性としたものが挙げられる。
【００４８】
また、アクリル樹脂としては、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルエタクリレート、これらの側鎖末端をヒドロキシアルキル基等で置換したもの、及び、これらの共重合体等が用いられる。
【００４９】
ウレタン樹脂としては、例えばポリヒドロキシ化合物とイソシアネート化合物を含むウレタン原料を反応させて得たもの、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得たものや、ポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネー卜と反応させる方法で得たものなどが挙げられる。
【００５０】
〈電子導電剤〉
電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫一酸化アンチモン固溶体、酸化錫一酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物、これらの導電性材料で被膜された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。この内、カーボンブラックが、比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られるので好ましい。
【００５１】
カーボンブラックは、その種類には、特に制限はなく、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等の従来公知の種々のカーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックの配合量は、使用するカーボンブラックの種類によって異なるために特に限定されないが、通常、樹脂成分１００質量部に対して５〜５０質量部とするのが好ましく、より好ましくは１０〜４０質量部の範囲において、被覆層に要求される導電性及びユニバーサル硬さに応じて適宜設定される。
【００５２】
カーボンブラックの配合量を５０質量部以下とすると、現像ローラの導電性及びユニバーサル硬さが適切なものとなり易く、更に、樹脂層内での分布の均一性が上がるため、導電性の均一性も向上する。一方、カーボンブラックの配合量を５質量部以上とすると、好ましいレベルの導電性を確保することができる。更に、添加したカーボンブラックを十分パーコレートすることが可能となり、導電性を安定化させることができる。
【００５３】
〈イオン導電剤〉
イオン導電剤としては、従来から無機イオン塩や有機イオン塩として公知のものが、何れも適宜に選択使用できる。具体的には、ＬｉＣｌ、ＮａＩ、ＮａＢｒ、ＫＩ等のアルカリ金属ハライド、ＬｉＣｌＯ4、ＫＣｌＯ4、ＣｕＣ12Ｍｇ（ＣｌＯ4）2等の過塩素酸塩、ＬｉＳＣＮ、ＮａＳＣＮ、ＣｓＳＣＮ等のチオシアン酸塩等のごとき無機イオン塩や、脂肪族スルホン酸塩、高級あるオール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、４級アンモニウム塩、ベタイン等の有機イオン塩を挙げることができる。これらの中で特に好ましいものとして、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩を挙げることができる。このイオン導電剤は、１種類で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５４】
イオン導電剤の配合量は、特に制限はなく各種状況に応じて適宜選定されるが、被覆層を形成する樹脂成分１００質量部に対し０．００１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。
【００５５】
これにより、１×１０4〜１×１０10Ω・ｃｍの抵抗領域で、電気抵抗の位置ばらつきが少なく、且つ電気抵抗の電圧依存性が少ない上、温湿度の環境変化に対する電気抵抗の変動が少ない導電性を有する被覆層が得られる。
【００５６】
〈非導電性充填剤〉
非導電性充填剤としては、珪藻土、石英粉末、乾式シリカ、湿式シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミノケイ酸、炭酸カルシウム、樹脂粒子等が挙げられる。これらの中では樹脂粒子が好ましく、樹脂粒子としては架橋アクリル樹脂粒子、架橋ウレタン樹脂粒子が特に好ましい。
【００５７】
《表面層》
表面層は、樹脂成分と、電子導電剤、イオン導電剤、非導電性充填剤、架橋剤等の各種添加剤を適宜配合して得られる塗布液を従来の被覆層の外周面に塗布しこれを乾燥し、所望の場合にはこれを加熱し硬化させて形成することができる。表面層の導電性は、層中に配合する電子導電剤とイオン導電剤により付与される点は、被覆層と同じである。
【００５８】
尚、本発明においては、表面層は被覆層の一部と考えており、特にそれを明確に示したいときは、表面層を含む全被覆層、或いは単に全被覆層といった言い方をする。
【００５９】
表面層のユニバーサル硬さ（ＨＵ）（Ｎ／ｍｍ2）を調整する方法としては、表面層を構成する樹脂成分の種類、導電剤の種類、量、添加剤の種類、量等が挙げられ、適宜調整される。
【００６０】
〈表面層の樹脂成分〉
表面層の樹脂成分としては、特に限定されるものではないが、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。この中、自己膜補強性、トナー帯電性等の観点から、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等が好ましく用いられる。中でも、良好な耐磨耗性や弾性が得られる点から、ポリウレタン樹脂を用いることが特に好ましい。
【００６１】
ウレタン樹脂としては、例えばポリヒドロキシ化合物とイソシアネート化合物を含むウレタン原料を反応させて得たもの、例えば、プレポリマーを架橋反応させる方法で得たものや、ポリオールをワン・ショット法にてポリイソシアネー卜と反応させる方法で得たものなどが挙げられる。
【００６２】
この場合、ウレタン樹脂を得る際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の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、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いわゆるポリマーポリオール等の一般的なポリオールを使用することができる。また、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の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と表すことがある）、粗製ＴＤＩ、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩと表すことがある）、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を用いることができる。特に被覆層をユニバーサル硬さを低くする目的でポリイソシアネートの混合比率を低くしてもよい。
【００６３】
また、ウレタン樹脂は、ポリヒドロキシル化合物及びポリイソシアネートを含む、１液型や２液型のウレタン原料を用いて調製してもよいし、必要に応じてエポキシ樹脂やメラミン樹脂を架橋剤として用いても良い。
【００６４】
本発明で用いられる樹脂としては、シリコーン共重合ポリウレタン樹脂がより好ましい。シリコーン共重合ポリウレタン樹脂は、２官能以上の多価イソシアネート及び２官能以上の水酸基をもつシリコーン骨格を分子中に有する化合物から合成することができる。
【００６５】
このシリコーン共重合ポリウレタン樹脂は特に限定されるものではないが、特公平７−３３４２７号等に開示されるものを使用することができる。
【００６６】
尚、表面層に添加する電子導電剤、イオン導電剤、あるいは非導電性充填剤等は、上記被覆層で説明したものを表面層でも用いることが出来る。
【００６７】
《現像ローラの作製》
被覆層を導電性シャフトの外周面に付与する手段としては、上記構成材料を有機溶剤に溶解、分散等された塗布液を導電性シャフト上に塗布する方法が有効に採用される。この塗布液の樹脂成分濃度は特に制限はなく、必要とする層厚に応じ、適宜調整すればよいが、塗布液における各種添加剤の分散性や安定性から、樹脂成分濃度は１０質量％以上であることが好ましい。塗布液を調製するために用いる溶剤は、上記樹脂成分を溶解することができるものであれば何れのものでもよく、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコール、メチルエチルケトンなどのケトン類、シクロヘキサン、トルエン、キシレンなどが好ましく用いられる。
【００６８】
被覆層の形成方法としては、例えば樹脂層を構成する樹脂成分の粘度などに応じて、ディッピング、スプレー、ロールコートまたは刷毛塗りなどが挙げられるが、本発明はこの形成方法を特に限定するものではない。
【００６９】
また、本発明の現像ローラの表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、０．３〜３．０μｍが好ましい。この範囲にすることで、トナーの搬送量を好適にすることができる。
【００７０】
全被覆層の厚みは、３０μｍ以下に設定することが好ましく、５．０〜２０μｍが特に好ましい。表面層等を含む被覆層の各層の厚みは、現像ローラより樹脂層全体を含む断面試料を採取し、断面試料の顕微鏡写真より測定される。
【００７１】
即ち、導電性シャフトの周りに形成される被覆層は、表面層や中間層等の複数の層を有する多層構造としてもよい。
【００７２】
次に、本発明の現像ローラを用いる好ましい実施態様である非磁性１成分現像方法、非接触１成分現像方法と、それを用いた画像形成方法等について説明する。
【００７３】
図２は、本発明の現像ローラが装着して用いられる現像器の一例を示す概要断面図である。
【００７４】
図２において、１０は潜像保持体（感光体ドラム）であり、潜像形成は図示しない電子写真プロセス手段または静電記録手段により成される。３２は現像ローラであり、アルミニウム或いはステンレス等からなる導電性シャフトに被覆層が設けられている。
【００７５】
トナーＴはホッパー６に貯蔵されており、供給ロール４によって現像ローラ上へ供給される。供給ロールはポリウレタンフォーム等の発泡材より成っており、現像ローラ３２に対して、順または逆方向に相対速度をもって回転し、トナー供給とともに、現像ローラ上の現像後のトナー（未現像トナー）のはぎ取りも行っている。現像ローラ３２上に供給されたトナーはトナー薄層化と帯電を行う部材の一種であるトナー規制ブレード５によって均一なトナーの薄層が形成される。
【００７６】
トナー規制ブレードと現像ローラとの当接圧力は、現像ローラ母線方向の線圧として、３〜２５０Ｎ／ｍ、好ましくは１０〜３０Ｎ／ｍが有効である。当接圧力を上記範囲とすることによりが３Ｎ／ｍより小さい場合、均一なトナーの薄層の形成が困難となり、トナーの帯電量分布がブロードになりカブリや飛散の原因となることがある。また当接圧力が２５０Ｎ／ｍを超えると、トナーに大きな圧力がかかり、トナーが劣化するため、トナーの凝集が発生するなど好ましくない。また現像ローラを駆動させるために大きなトルクを要するため好ましくない。即ち、当接圧力を３〜２５０Ｎ／ｍに調整することで、本発明のトナーの凝集を効果的にほぐすことが可能になり、またトナーの帯電量を瞬時に立ち上げることが可能になる。
【００７７】
均一なトナーの薄層の形成と帯電を行う部材としては、弾性ブレードや弾性ローラ等が挙げられ、摩擦帯電によりトナーに所望の極性に帯電させることが可能な材質で形成される。
【００７８】
尚、ブレードにより現像ローラ上にトナーを薄層コートする非磁性１成分トナーにおいては、十分な画像濃度を得るために、現像ローラ上のトナー層の厚さを現像ローラと感光体ドラムとの対向空隙長よりも小さくし、いわゆる非接触現像方式とするのが好ましく、この空隙に交番電場を印加することが特に好ましい。感光体面と現像ローラ面には５０〜５００μｍ、より好ましくは１００〜３００μｍの間隙を設け、一方現像ローラ上に設けるトナー層は、トナー粒子１〜３層程度に重なっている、膜厚としては５．０〜３０μｍのトナー層であることが好ましい。尚、現像ローラ上のトナー層の膜厚は顕微鏡観察により求めることができる。
【００７９】
即ち、実際の画像形成装置に装填した現像カートリッジを現像プロセスの断面方向より平行光を照射し、高速・高解像力カメラ（例えば、Ｐｈｏｔｏｒｏｎ社製：ＦＡＳＴＣＡＭ  ＭＡＸにて撮影速度１００，０００（ＦＰＳ））により撮影し、現像部の挙動を可視化したものから計測できる。
【００８０】
現像ローラ上のトナー層の膜厚（ａ）は、感光体に近接する領域の現像ローラ上のトナー層と感光体間の間隙（ｂ）と、現像ローラと感光体に挟まれた現像ニップ中央の間隔（ｃ）を測定し、その差（ａ＝ｃ−ｂ）より求められる。
【００８１】
また、図２に示すバイアス電源７により、現像ローラ３２と感光体ドラム１０との間に交番電場または交番電場に直流電場を重畳した現像バイアスを印加することにより、現像ローラ上から感光体ドラム上へのトナー移動を容易にし、良質の画像を得ることができる。
【００８２】
図３は、フルカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【００８３】
図３に示すフルカラー画像形成装置においては、回転駆動される感光体ドラム１０の周囲に、この感光体ドラム１０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ１１１や、この感光体ドラム１０上に残留したトナーを掻き落すクリーナ１１２が設けられている。
【００８４】
また、帯電ブラシ１１１によって帯電された感光体ドラム１０をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０はレーザダイオード，ポリゴンミラー，ｆθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系２０は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１０上を走査露光し、これにより感光体ドラム１０上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。
【００８５】
また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム１０に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行うフルカラー現像装置３０は、支軸３３の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーを収容させた４つの色別の現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが設けられており、支軸３３を中心として回転し、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが感光体ドラム１０と対向する位置に導かれるようになっている。
【００８６】
また、このフルカラー現像装置３０における各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおいては、上記図３に示すように、回転してトナーを搬送する現像剤担持体（現像ローラ）３２の外周面にトナー規制部材が圧接されており、このトナー規制部材により、現像ローラ３２によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。尚、このフルカラー現像装置３０においては、現像ローラによって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行うために、トナー規制部材を２つ設けるようにしてもよい。
【００８７】
そして、上記のようにレーザ走査光学系２０によって感光体ドラム１０上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像装置３０を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋを感光体ドラム１０と対向する位置に順々に導き、各現像器３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにおける現像ローラ３２を感光体ドラム１０に接触させて、上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１０上に、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行うようになっている。
【００８８】
また、このフルカラー現像装置３０より感光体ドラム１０の回転方向下流側の位置には、中間転写体４０として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト４０が設けられており、この中間転写ベルト４０は感光体ドラム１０と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト４０は回転可能な１次転写ローラ４１により押圧されて感光体ドラム１０に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２の部分には、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、この２次転写ローラ４３によって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト４０に押圧されるようになっている。
【００８９】
更に、前記のフルカラー現像装置３０とこの中間転写ベルト４０との間のスペースには、中間転写ベルト４０上に残留したトナーを掻き取るクリーナ５０が中間転写ベルト４０に対して接離可能に設けられている。
【００９０】
また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容させる給紙トレイ６１と、この給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２と、上記の中間転写ベルト４０上に形成された画像と同期して給紙された記録材Ｓを中間転写ベルト４０と上記の２次転写ローラ４３との間に送るタイミングローラ６３とで構成されており、このようにして中間転写ベルト４０と２次転写ローラ４３との間に送られた記録材Ｓを２次転写ローラ４３によって中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０からトナー像を記録材Ｓへ押圧転写させるようになっている。
【００９１】
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれるようになっており、この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１００の上面に排出されるようになっている。
【００９２】
次に、このフルカラー画像形成装置を用いてフルカラーの画像形成を行う動作について具体的に説明する。
【００９３】
まず、感光体ドラム１０と中間転写ベルト４０とを同じ周速度でそれぞれの方向に回転駆動させ、感光体ドラム１０を帯電ブラシ１１によって所定の電位に帯電させる。
【００９４】
そして、このように帯電された感光体ドラム１０に対して、上記のレーザ走査光学系２０によりイエロー画像の露光を行い、感光体ドラム１０上にシアン画像の静電潜像を形成した後、この感光体ドラム１０にイエロートナーを収容させた現像器３１Ｙから前記のようにトナー規制部材によって荷電されたイエロートナーを供給してイエロー画像を現像し、このようにイエローのトナー像が形成された感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト４０を１次転写ローラ４１によって押圧させ、感光体ドラム１０に形成されたイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に１次転写させる。
【００９５】
このようにしてイエローのトナー像を中間転写ベルト４０に転写させた後は、前記のようにフルカラー現像装置３０を支軸３３を中心にして回転させ、マゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍを感光体ドラム１０と対向する位置に導き、上記のイエロー画像の場合と同様に、レーザ走査光学系２０により帯電された感光体ドラム１０に対してマゼンタ画像を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をマゼンタトナーが収容された現像器３１Ｍによって現像し、現像されたマゼンタのトナー像を感光体ドラム１０から中間転写ベルト４０に１次転写させ、更に同様にして、シアン画像及びブラック画像の露光，現像及び１次転写を順々に行って、中間転写ベルト４０上にイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー画像を順々に重ねてフルカラーのトナー像を形成する。
【００９６】
そして、中間転写ベルト４０上に最終のブラックのトナー像が１次転写されると、記録材Ｓをタイミングローラ６３により２次転写ローラ４３と中間転写ベルト４０との間に送り、２次転写ローラ４３により記録材Ｓを中間転写ベルト４０に押圧させて、中間転写ベルト４０上に形成されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に２次転写させる。
【００９７】
そして、このようにフルカラーのトナー像が記録材Ｓ上に２次転写されると、この記録材Ｓを上記の搬送手段６６により定着装置７０に導き、この定着装置７０によって転写されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に定着させ、その後、この記録材Ｓを垂直搬送路８０を通して装置本体１の上面に排出させるようになっている。
【００９８】
非磁性１成分現像剤としては、熱定着可能な非磁性１成分トナーを用いる。
【００９９】
非磁性１成分トナーを構成する樹脂としては、比誘電率が２〜４のものを用いることが好ましい。
【０１００】
非磁性１成分トナーの体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）径は、高品質のトナー画像を得るという観点から３．０〜９．０μｍのものがこのましい。
【０１０１】
非磁性１成分トナーを構成する樹脂の具体例としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂を挙げることができる。
【０１０２】
非磁性１成分トナーの製造方法は特に限定されず、公知の重合法や粉砕法により作製することができる。
【実施例】
【０１０３】
以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
【０１０４】
現像ローラの作製
（導電性シャフト）
現像ローラの導電性シャフトとして、直径１６ｍｍのＳＵＳ３０３の中空筒状の導電性シャフトを準備した。これを「シャフト１」とする。
【０１０５】
《現像ローラ１》
（被膜層形成用塗布液１）
メタノール５００質量部に、ポリアミド樹脂（ＣＭ８０００）（東レ社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）３０質量部をサンドミルを用いて２時間分散させ、被膜層形成用塗布液を調製した。これを「被膜層形成用塗布液１」とする。
【０１０６】
（表面層形成用塗布液１）
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性エラストマーであるウレタン樹脂「ウレタン１：ニッポラン５１９９」（日本ポリウレタン社製）１００質量部を溶解した溶液に、カーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、数平均メディアン径（Ｄ50）１０μｍの架橋アクリル樹脂粒子２０質量部とをサンドミルを用いて２時間分散させ、被膜層形成用塗布液を調製した。これを「表面層形成用塗布液１」とする。
【０１０７】
（被覆層形成）
被覆層形成用塗布液１をシャフト１の外周面にスプレー塗布した後、１２０℃で３０分間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が１０μｍの被覆層を形成し、さらに表面層形成用塗布液１にて表面層を形成して乾燥を行い、乾燥後の全被覆層の膜厚が１５μｍの「現像ローラ１」を作製した。
【０１０８】
《現像ローラ２〜６の作製》
表１に記載した以外は現像ローラ１と同様にして、現像ローラ２〜６を作製した。
【０１０９】
《現像ローラ７及び８の作製》
現像ローラ２と同様にして作製したが、表面層用塗布液をメチルエチルケトンにて３倍に希釈し、膜厚０．９μｍの表面層を形成し、現像ローラ７とした。
【０１１０】
現像ローラ２と同様にして作製したが、表面層用塗布液を２回塗り重ねて、膜厚１１μｍの表面層を有する現像ローラ８を作製した。
【０１１１】
その他の現像ローラ７及び８の作製条件は、評価特性と共に表１に記載した。
【０１１２】
《評価》
現像ローラの評価は、カラーレーザプリンタ「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２３００ＤＬ」（非磁性非接触１成分現像方法、コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）に上記で作製した現像ローラを順次装着し、常温常湿（２０℃、５５％ＲＨ）環境で多数枚（連続５０００枚）プリントして行った。
【０１１３】
現像ローラ初期の性能評価は、画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿を上質紙（６４ｇ／ｍ2）にプリントし評価した。
【０１１４】
その後、画像率２％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色０．５％のフルカラーモード）の原稿を用いて連続５０００枚プリントを行った。
【０１１５】
５０００枚プリント後の性能評価は、初期性能評価と同じ画素率２０％（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズの原稿を上質紙（６４ｇ／ｍ2）にプリントし、その画像濃度、フィルミングの発生で評価した。
【０１１６】
〈画像濃度〉
画像濃度は、初期と５０００枚プリント後のべた黒画像部の濃度を反射濃度計「ＲＤ−９１８」（マクベス社製）を用いて１２点測定して評価した。
【０１１７】
評価基準
◎：べた黒画像部の濃度が、１．４０以上で優れている
○：べた黒画像部の濃度が、１．２０以上、１．４０未満で良好である
×：べた黒画像部の濃度が、１．２０未満で実用上問題となるレベルである
〈表面の削れ（摩耗量）〉
摩耗量の測定方法
現像ローラ表面の摩耗量の測定は、現像ローラから被覆層の一部を切り出し、レーザー顕微鏡ＶＫ−９５１０（ＫＥＹＥＮＣ社製、４００倍）を用いて行い、測定は現像ローラの軸方向中央部とそこから両端部へ向けて左右１０ｃｍの各点において、円周方向に９０度間隔で４点を選び、合計１２箇所測定を行い測定値の平均値を膜厚とした。
【０１１８】
摩耗量（μｍ）＝プリント前の膜厚−プリント後の膜厚
〈フィルミング〉
フィルミングの評価は、５０００枚プリント終了後の現像ローラ表面のフィルミングの状態、及びフィルミングに起因するプリント画像欠陥で行った。
【０１１９】
評価基準
◎：現像ローラ表面に、フィルミングの発生が見られなかった
○：現像ローラ表面に、軽微なフィルミングの発生が見られたが、プリント画像にフィルミングに起因する欠陥が現れず、実用上問題無いレベル
×：現像ローラ表面に、フィルミングの発生が見られ、プリント画像にもフィルミングに起因する欠陥が現れ、実用上問題となるレベル
表１に、評価結果を示す。
【０１２０】
【表１】
2008225050.tif 000005
【０１２１】
表１の結果から、本発明の実施例１〜８は何れの特性も優れていていることが判る（特に実施例１及び２はよい。これに比べると表面層の膜厚を１．０μｍより小さくした実施例７、表面層の膜厚を１０μｍより大きくした実施例８は多少性能が劣る）。一方、本発明外の比較例１〜１２は、少なくとも何れかの特性に問題がでることが判る。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。
【図２】本発明の現像ローラが装着して用いられる現像器の一例を示す概要断面図である。
【図３】フルカラー画像形成装置の一例を示す概要断面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
４  供給ロール
５  トナー規制ブレード
６  ホッパー
７  バイアス電源
１１  導電性シャフト
１２  被覆層
１２ｂ  接着層
１３  表面層
３２  現像ローラ
Ｔ  トナー
【図１】
2008225050.tif 000006
【図２】
2008225050.tif 000007
【図３】
2008225050.tif 000008