(57)【要約】【課題】非磁性１成分現像方式のプリンタで、例えば、連続５０００枚レベルのプリントを行っても、現像ローラ表面でのフィルミング発生が抑えられ、高濃度でかぶりのない高品質のトナー画像が得られ、機内汚れを発生しない現像ローラを提供する。【解決手段】導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層の表面に非磁性１成分現像剤を担持して該非磁性１成分現像剤の薄層を形成し、この状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触せずに該薄層から該非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させ、該静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、前記現像ローラは、被覆層を形成する樹脂のみで作製した樹脂薄膜を帯電器で帯電したときに、１秒後の該樹脂薄膜の表面電位をＲｖ１、１０秒後の該樹脂薄膜の表面電位をＲｖ２とすると、０．０１≦Ｒｖ２／Ｒｖ１≦０．２０  の関係を有することを特徴とする現像ローラ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層の表面に非磁性１成分現像剤を担持して該非磁性１成分現像剤の薄層を形成し、この状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触せずに該薄層から該非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させ、該静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、
前記現像ローラは、被覆層を形成する樹脂のみで作製した樹脂薄膜を帯電器で帯電したときに、１秒後の該樹脂薄膜の表面電位をＲｖ１、１０秒後の該樹脂薄膜の表面電位をＲｖ２とすると、
０．０１≦Ｒｖ２／Ｒｖ１≦０．２０
の関係を有することを特徴とする現像ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ或いはファクシミリの受信装置などの電子写真方式を採用した画像形成装置に組み込まれる現像ローラに関し、特に非磁性１成分現像方式を採用した現像装置に用いられる現像ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非磁性１成分現像方式において、現像ローラ表面に保持された非磁性１成分現像剤（以下、トナーともいう）は現像剤層規制部材（トナー規制ブレード）との間を通過する際に薄層化される。
【０００３】
この際、トナーは現像ローラの表面及びトナー規制ブレードと接触することによって摩擦帯電され電荷が付与される。このように非磁性１成分現像方式に用いられる現像ローラは、トナーを現像部まで搬送する役目もあるが、トナーへの帯電付与性能が求められる。
【０００４】
現像ローラ上で帯電され、現像部へ搬送されたトナーは、常に均一な帯電状態、一定の搬送量となっていることが求められる。
【０００５】
しかしながら、連続プリント時などの際、現像ローラ上に保持されたトナーの帯電量が不安定になる場合がある。
【０００６】
例えば、現像ローラ上の非現像部分（画像形成に寄与しなかった部分）のトナーは、連続的に摩擦帯電されることにより過剰な帯電量を保持してしまい、現像ローラから感光体へ付着させ可視化する能力が低下し、且つ除電ブレードにより現像ローラ上のトナーを除去することが難しくなり現像ローラ上のトナーを入れ替えることが困難となり画像不良（例えば、画像濃度不足）が発生する場合がある。
【０００７】
また、現像部分（画像形成に寄与しトナーが消費された部分）では、消費された部分に新たなトナーが補給されるが、画像形成に寄与せずに残っていたトナーと新たに補給されたトナーとで帯電量が異なる場合があり、これにより生じる帯電量分布の不均一性によって画像不良（例えば、かぶり）が発生する場合がある。
【０００８】
上記問題は何れも現像ローラの表面電位が大きく関与している。現像ローラの表面電位が高いとトナーを現像ローラから感光体へ付着させて可視化する能力が低下する。また、現像ローラの表面電位が高いと除電ブレードによりトナーが除去される際に、トナーが除去しにくくなり、除去されたとしても表面電位が高ければ現像ローラの電荷が逃げることなくそこに留まってしまうため、次に同じ部分で帯電させられるトナーの帯電量は低くなってしまう。
【０００９】
現像ローラの表面電位が、一定時間経過後に一定電位まで低下する性能を有し、且つ現像ローラの表面電位が一定であれば、トナーへの電荷付与が良好に行われ、且つ除電ブレードによるトナーの除去が良好に行え、現像ローラ表面に継続しトナーが付着されることが無くなり、現像ローラ表面のフィルミング発生も防止でき、画像欠陥（例えば、画像濃度不足やかぶり）のない安定したトナー画像が得られる。
【００１０】
画像濃度不足やかぶりの発生を防止し、高品質のトナー画像を得る目的で、現像ローラの最外層の樹脂に導電剤を配合した半導電性の樹脂被覆層を設け、１００Ｖ印加時の電気抵抗が１×１０4〜１×１０10Ωであり、表面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ帯電器に８ｋＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させ表面を帯電させた場合の０．３５秒後の表面電位の最大値が９０Ｖ以下になるようにした現像ローラが検討されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１１】
また、かぶりの発生、画像濃度不足の発生を防止する目的で、表面と１ｍｍの間隔をもって配置されたコロナ帯電器に８ｋＶの電圧を印加してコロナ放電を発生させ表面を帯電させた場合の、帯電付与後０．１から０．２秒後までの表面電位減衰速度の絶対値が０．１Ｖ／ｓｅｃ以下になるよう、紫外線硬化樹脂や電子線硬化樹脂に導電剤を配合した現像ローラが検討されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２０６７７７号公報
【特許文献２】特開２０００−３５２０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記提案の樹脂を用いて作製された現像ローラは、非磁性１成分現像方式のプリンタに装着し、連続して多数枚プリントを行うと現像ローラ表面にフィルミングが発生して画像濃度不足やかぶりが発生したり、あるいは機内汚れを発生させるという問題があった。
【００１３】
本発明は、非磁性１成分現像方式のプリンタで、連続して多数枚（例えば、連続５０００枚）プリントを行っても、現像ローラ表面でのフィルミング発生が抑えられ、高濃度でかぶりのない高品質のトナー画像が得られ、且つ機内汚れを発生させない現像ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、下記構成を採ることにより達成される。
【００１５】
１．導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成してなり、該被覆層の表面に非磁性１成分現像剤を担持して該非磁性１成分現像剤の薄層を形成し、この状態で静電潜像を表面に保持した潜像保持体に接触せずに該薄層から該非磁性１成分現像剤を潜像保持体表面の静電潜像に付着させ、該静電潜像を可視化する現像ローラにおいて、
前記現像ローラは、被覆層を形成する樹脂のみで作製した樹脂薄膜を帯電器で帯電したときに、１秒後の該樹脂薄膜の表面電位をＲｖ１、１０秒後の該樹脂薄膜の表面電位をＲｖ２とすると、
０．０１≦Ｒｖ２／Ｒｖ１≦０．２０
の関係を有することを特徴とする現像ローラ。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、例えば、連続５０００枚の多数枚プリントを行っても、現像ローラ表面でのフィルミング発生が抑えられ、高濃度でかぶりのない高品質のトナー画像が得られ、且つ機内汚れを発生させない優れた画像形成が行えるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明者等は、非磁性１成分現像剤を用いた非接触方式の画像形成に使用できる現像ローラに求められる特性について検討を行った。
【００１８】
そして、本発明者等は、現像ローラの被覆層を帯電させた後のその表面電位における減衰特性に注目した。すなわち、現像ローラの被覆層を帯電した後、一定時間経過で特定の値まで表面電位が減衰する性質の樹脂を選択することにより、連続して多数枚プリントしても現像ローラの表面電位を好ましい範囲にコントロールできものと推測した。
【００１９】
種々検討の結果、樹脂のみからなる薄膜（以下、樹脂薄膜ともいう）を帯電器で帯電したとき、帯電１秒後の樹脂薄膜の表面電位をＲｖ１、１０秒後の樹脂薄膜の表面電位をＲｖ２としたとき、Ｒｖ１とＲｖ２が下記式を満たす減衰特性を有する樹脂を用いると、本発明の課題が解消されることを見出した。
【００２０】
式
０．０１≦Ｒｖ２／Ｒｖ１≦０．２０
すなわち、樹脂薄膜の表面電位が上記関係を満足する樹脂を用いて形成した現像ローラでは、トナーへの電荷付与が良好に行われ、且つ、除電ブレードによるトナーの除去が良好に行えるようになり、新たなトナーが均一に供給されるようになった。その結果、現像ローラ表面に継続的にトナーが付着することが無くなり、現像ローラ表面でのフィルミング発生を防止できるようになり、画像欠陥のない安定したトナー画像が得られるようになった。
【００２１】
この様な減衰特性を示す樹脂としては、熱可塑性エラストマーが挙げられる。
【００２２】
熱可塑性エラストマーは、ソフトセグメントとハードセグメントからなり、ソフトセグメントとハードセグメントはお互いに相溶せずミクロ相分離した状態で存在し、水素結合を主とする分子間凝集力により結晶相を形成するハードセグメントドメインと、ソフトセグメント主体の弱い分子間力によって運動性の高いマトリックスからなる高次構造を形成する。
【００２３】
ミクロドメインの凝集力は構成する有機結合の分子凝集エネルギーの大小によって示される。
【００２４】
ウレタン結合やアミド結合は分子凝集エネルギーが他の有機官能基に比べて高い。これらの結合を有する熱可塑性エラストマーは凝集により活性水素がカルボニル基の酸素と水素結合を形成しやすいことで、分子内で電荷が分極しキャリアイオンが生成する。このキャリアイオンが動くことで電荷が減衰すると考えられる。
【００２５】
表１に、文献「ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＰＯＬＹＭＥＲ  ＳＣＩＥＮＣＥ  ＶＯＬ．ＸVI，Ｐａｇｅｓ３２３−３４３（１９５５）」に記載の有機官能基の凝集エネルギーを示す。
【００２６】
【表１】
2008233157.tif 000002
【００２７】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００２８】
《樹脂薄膜の表面電位（Ｒｖ１、Ｒｖ２）、減衰特性（Ｒｖ２／Ｒｖ１）》
樹脂薄膜の表面電位（Ｒｖ１、Ｒｖ２）と減衰特性（Ｒｖ２／Ｒｖ１）は下記の方法により測定、算出することができる。
【００２９】
測定試料の作製
樹脂２０質量部をメチルエチルケトン１００質量部に溶解した溶解液を、アルミニウム板上にアプリケーターを用いて塗布し、１３０℃で１時間乾燥し、乾燥膜厚３０μｍの測定試料（樹脂薄膜）を作製する。
【００３０】
上記で作製した測定試料を、図１に記載の測定装置を用い、下記条件で、帯電１秒後の表面電位（Ｒｖ１）と帯電１０秒後の表面電位（Ｒｖ２）を測定し、得られたＲｖ１とＲｖ２の値から減衰特性（Ｒｖ２／Ｒｖ１）を計算で求める。
【００３１】
測定条件
測定環境      常温常湿（２０℃、５０％ＲＨ）
電位測定装置  「ＲＥＰＡ−８３００Ａ」（川口電気製作所製）
帯電器  コロナ帯電器
帯電ワイヤ  タングステン
帯電ワイヤとコロナ帯電器のバックプレートとの距離  ５ｍｍ
印加電圧      ４ｋＶ
樹脂薄膜とコロナ帯電器の帯電ワイヤとの距離      １０ｍｍ
帯電速度      ２ｃｍ／秒
帯電後測定までの時間      １秒
図１は、樹脂の表面電位、その減衰特性を測定する装置の一例を示す。
【００３２】
図において、１はアルミニウム板、２は樹脂薄膜、３はコロナ帯電器、４は電位測定装置のプローブ、５は樹脂薄膜が設けられたアルミニウム板、６はコロナ帯電器と電位測定装置のプローブを移動させるレールを示す。
【００３３】
測定は、アルミニウム板１上に塗布して形成した樹脂薄膜２をコロナ帯電器３により上記条件で帯電を行い、帯電１秒後から１０秒後までの帯電減衰カーブを帯電器から２０ｍｍ離れて取り付けられた電位測定装置のプローブ４により測定する。測定場所をランダムに変えて２０点測定し、その平均値からＲｖ１とＲｖ２を求める。Ｒｖ１とＲｖ２の値からＲｖ２／Ｒｖ１を計算で算出する。
【００３４】
図２は、樹脂の表面電位が帯電後経過時間により減衰する状態を示すグラフである。
【００３５】
図において、縦軸は樹脂の表面電位、横軸は帯電後の経過時間を示す。Ｒｖ１は帯電１秒後の表面電位、Ｒｖ２は帯電１０秒後の表面電位を示す。
【００３６】
本発明で用いられる樹脂は、０．０１≦Ｒｖ２／Ｒｖ１≦０．２０を満足するものである。
【００３７】
例えば、帯電１秒後の表面電位（Ｒｖ１）が−５００Ｖであれば、１０秒後の表面電位（Ｒｖ２）が−５Ｖ≦Ｒｖ２≦−１００Ｖとなる樹脂が該当する。
【００３８】
次に、現像ローラの構成、材料、作製方法について説明する。
【００３９】
《現像ローラの構成》
本発明の現像ローラは、導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を設けた構成のものである。
【００４０】
図３は、本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。
【００４１】
図において、３２は現像ローラ、１１は導電性シャフト、１２は被覆層、１２ｂは接着層を示す。
【００４２】
本発明の現像ローラは、図３（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。
【００４３】
《材料》
本発明の現像ローラは、導電性シャフトの外周に導電性を有する被覆層を形成して得られたものである。
【００４４】
被覆層は、本発明に係る樹脂（特定の減衰特性を有する樹脂）と、導電性を付与する導電剤（例えば、電子導電剤やイオン導電剤）を含有し、必要に応じ非導電性充填剤が添加されて形成される。
【００４５】
《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体積抵抗が１０-3Ω・ｃｍ以下の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。
【００４６】
《被覆層》
被覆層は、本発明に係る樹脂と、導電剤、非導電性充填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導電剤により付与される。
【００４７】
〈樹脂〉
本発明に係る樹脂としては、上記に示すような特定の減衰特性を示すものであれば特に限定されず用いることができる。
【００４８】
上記減衰特性を有する樹脂としては、熱可塑性エラストマーが好ましい。
【００４９】
具体的には、熱可塑性ポリウレタンエラストマーや熱可塑性ポリアミドエラストマー等が挙げられる。この内、熱可塑性ポリウレタンエラストマーは、ポリエステルまたはポリエーテルとイソシアナートとの反応により得られるゴム状弾性体であり、総称してウレタンゴムとも呼ばれるものである。熱可塑性ポリウレタンエラストマーの構造は、下記に示すようなソフトセグメントを構成する部位Ａとハードセグメントを構成する部位Ｂより構成される。
【００５０】
【化１】
2008233157.tif 000003
【００５１】
これらの中では、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、ウレタン樹脂を用いることが特に好ましい。
【００５２】
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。
【００５３】
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、すなわち、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。
【００５４】
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よい。
【００５５】
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、またはナイロン６やナイロン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。
【００５６】
〈導電剤〉
導電剤としては、電子導電剤及びイオン導電剤を挙げることができる。本発明においては、被覆層中に導電剤を添加して被覆層の体積抵抗が１×１０4〜１×１０10Ω・ｃｍになるよう調整することが好ましい。
【００５７】
（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く用いられる。
【００５８】
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。
【００５９】
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、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。
【００６０】
（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、Ｌｉ、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。
【００６１】
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。
【００６２】
〈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。非導電性充填剤は、現像ローラの表面に粗さを付与し、現像ローラがトナーを搬送し易くする目的で添加される。
【００６３】
《現像ローラの作製》
被覆層を導電性シャフトの外周面に設ける手段としては、上記構成材料が有機溶剤に溶解、分散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。
【００６４】
被覆層の形成方法としては、例えば被覆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。
【００６５】
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。尚、現像ローラの表面粗さは、被覆層中に非導電性充填剤を添加することにより調整することができる。
【００６６】
算術平均粗さＲａ（以後，単にＲａともいう）について説明する（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に同じ）。
【００６７】
本発明で、Ｒａは粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さＬｒだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にｘ軸を、縦倍率の方向にｙ軸を取り、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したときに、下記式（１）によって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。
【００６８】
【数１】
2008233157.tif 000004
【００６９】
測定機は表面粗さ計「サーフコム１４００Ｄ」（東京精密社製）で測定する。但し、誤差範囲内で同一の結果を生じる測定器であれば、他の測定器を用いてもよい。
【００７０】
表面粗さの測定条件
測定長さＬ                ：４．０ｍｍ
基準長さＬｒ              ：０．８ｍｍ
カットオフ波長λｃ        ：０．８ｍｍ
触針先端形状          ：先端角度６０°円錐
触針先端半径          ：２μｍ
測定速度                      ：０．３ｍｍ／ｓｅｃ
測定倍率                      ：１００００倍
尚、測定は各試料とも軸方向に均等間隔で３点、周方向に均等角度で３点の合計９点測定し、その平均値を本発明で定義する算術平均粗さＲａとする。
【００７１】
被覆層の厚みは、１〜３０μｍの範囲に設定することが好ましく、５〜２０μｍが特に好ましい。樹脂層の厚みは、現像ローラより樹脂層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する。
【００７２】
また、導電性シャフトの周りに形成される樹脂層は、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。
【００７３】
次に、本発明の現像ローラを用いる現像装置、画像形成方法、画像形成装置、現像剤について説明する。
【００７４】
《現像装置》
図４は、本発明の現像ローラが装着して用いられる現像器（現像装置）の一例を示す概要断面図である。
【００７５】
図４において、１０は潜像保持体（以下、感光体ドラムともいう）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。
【００７６】
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。
【００７７】
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かぶり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。すなわち、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。
【００７８】
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。
【００７９】
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し、この空隙に交番電場を印加することが好ましい。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５〜３０μｍ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。
【００８０】
すなわち、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。
【００８１】
現像ローラ上のトナー薄層の膜厚（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。
【００８２】
また、図４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。
【００８３】
《画像形成》
図５は、本発明の現像ローラが用いられる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。
【００８４】
図５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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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５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。
【００８８】
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に非接触で、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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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３〜９μｍのものが好ましい。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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】
【０１０４】
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。
【０１０５】
《被覆用樹脂の準備》
被覆用樹脂として、８種類の樹脂を準備した。
【０１０６】
ウレタンＡ：熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ソフトセグメントＡ：ハードセグメントＢ＝６０質量部：４０質量部）
ウレタンＢ：熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ソフトセグメントＡ：ソフトセグメントＢ＝８０質量部：２０質量部）
上記ウレタンＡ及びウレタンＢは、下記構造式を有する。
【０１０７】
【化２】
2008233157.tif 000005
【０１０８】
アミドＣ：熱可塑性ポリアミドエラストマー（ソフトセグメントＣ：ソフトセグメントＤ＝６０質量部：４０質量部）
アミドＤ：熱可塑性ポリアミドエラストマー（ソフトセグメントＣ：ソフトセグメントＤ＝８０質量部：２０質量部）
上記アミドＣ及びアミドＤは、下記構造式を有する。
【０１０９】
【化３】
2008233157.tif 000006
【０１１０】
アクリル樹脂：熱可塑性アクリル樹脂「スミペックスＬＧ」（住友化学（株）製）
ポリカーボネート樹脂：ポリカーボネートフィルム「ラクロン（Ｒ）」（インターナショナルケミカル（株）製）  厚さ３０μｍ
ポリエステル樹脂：ポリエチレンテレフタレートフィルム「マイラー」（帝人デュポン（株）製）  厚さ３０μｍ
ポリチオフェン樹脂：ポリ（３−ヘキシルチオヘン）フィルム  厚さ３０μｍ
【０１１１】
【化４】
2008233157.tif 000007
【０１１２】
表２に、準備した８種類の樹脂のＲｖ１、Ｒｖ２、及びＲｖ２／Ｒｖ１を前記方法で測定、算出した結果を示す。
【０１１３】
【表２】
2008233157.tif 000008
【０１１４】
《現像ローラの作製》
上記で準備した樹脂を用いて現像ローラを作製した。
【０１１５】
（導電性シャフト）
現像ローラの導電性シャフトとして、ＳＵＳ３０３の中空筒状の導線性シャフトを準備した。これを「シャフト１」とする。
【０１１６】
〈現像ローラ１の作製〉
（被膜層形成用塗布液１）
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性ポリウレタンエラストマーである「ウレタンＡ」１００質量部を溶解した溶液に、電子導電剤としてカーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、イオン導電剤としてテトラメチルアンモニウムクロライド２．０質量部と、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）５μｍの架橋アクリル樹脂粒子１０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「被膜層形成用塗布液１」とする。
【０１１７】
（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１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が３０μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ１」を作製した。
【０１１８】
〈現像ローラ２の作製〉
現像ローラ１の作製で用いた樹脂「ウレタンＡ」を、熱可塑性ポリアミドエラストマーである「アミドＣ」に変更した以外は同様にして「現像ローラ２」を作製した。
【０１１９】
〈現像ローラ３の作製〉
（被膜層形成用塗布液３）
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性ポリウレタンエラストマーである「ウレタンＢ」１００質量部を溶解した溶液に、電子導電剤としてカーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）５μｍの架橋アクリル樹脂粒子１０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「被膜層形成用塗布液３」とする。
【０１２０】
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液３」を「シャフト１」の外周面にスプレー塗布した後、１２０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が３０μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ３」を作製した。
【０１２１】
〈現像ローラ４の作製〉
（被膜層形成用塗布液４）
メチルエチルケトン５００質量部に、熱可塑性ポリアミドエラストマーである「アミドＤ」１００質量部を溶解した溶液に、電子導電剤としてカーボンブラック「ケッチェンブラックＥＣ３００Ｊ」（ライオン社製）２０質量部、体積基準におけるメディアン径（Ｄ50）５μｍの架橋アクリル樹脂粒子１０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「被膜層形成用塗布液４」とする。
【０１２２】
（被覆層形成）
「被覆層形成用塗布液４」を「シャフト１」の外周面にスプレー塗布した後、１２０℃で１時間乾燥を行い、乾燥後の膜厚が３０μｍの被覆層を形成し、「現像ローラ４」を作製した。
【０１２３】
〈現像ローラ５〜８の作製〉
現像ローラ１の作製で用いた樹脂「ウレタンＡ」を、表１に示す樹脂に変更した以外は同様にして「現像ローラ５〜８」を作製した。
【０１２４】
表３に、現像ローラ作製に用いた樹脂の種類、導電剤（電子導電剤、イオン導電剤）を示す。
【０１２５】
【表３】
2008233157.tif 000009
【０１２６】
《評価》
現像ローラの評価は、カラーレーザプリンタ「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２３００ＤＬ」（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。
【０１２７】
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１０枚プリントし、そのトナー画像品質と現像ローラの残留電位で評価した。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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、そのトナー画像品質と現像ローラの残留電位、傷の発生と機内汚れで評価した。
【０１３０】
〈トナーの帯電量〉
現像ローラ上のトナーの帯電量は、以下のようにして測定した。
【０１３１】
帯電量の測定方法
１．濾紙（Ｔ１００Ａ０４７Ａ：アドバンテック社製）を装着したトナー捕集ユニットの質量：Ｗ１（ｇ）を分析用天秤「ｃｐ２２４Ｓ型（ザルトリウス社製）」により測定する。
２．トナー捕集ユニットを吸引ポンプに装着する。
３．現像器中の現像ローラ表面の約７ｃｍ2の領域にあるトナーを吸引ポンプによって濾紙上に捕集し、トナー捕集ユニットに移行した捕集トナーの持つ電荷量：Ｑ（μＣ）をデジタルエレクトロメータ「Ｒ８２５２型（エーディーシー社製）」の電荷量測定モードにより求める。
４．トナー捕集ユニットを吸引ポンプから取り外し、トナー捕集後のトナー捕集ユニットの質量：Ｗ２（ｇ）を測定する。
５．式１によってトナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）を求める。
【０１３２】
式１  帯電量＝Ｑ／Ｍ＝Ｑ／（Ｗ２−Ｗ１）
評価基準
トナーの帯電量の評価は、現像器にセットして１０枚プリントした初期の帯電量と連続５０００枚プリント後の帯電量を測定し、初期の帯電量と５０００枚プリント後の帯電量の差が±５μＣ／ｇ以下を問題無いレベルとする。
【０１３３】
〈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、その平均値で評価を行った。尚、べた黒画像部の濃度が１．２０以上を合格とする。
【０１３４】
〈かぶり〉
かぶり（白べた画像濃度）は、マクベス反射濃度計「ＲＤ−９１８」を用いて、複写用紙（白紙）の濃度を２０カ所、絶対画像濃度で測定し、その平均値を白紙濃度とする。次に、複写画像の白べた画像を同様に２０カ所、絶対画像濃度で測定し、その平均濃度から前記白紙濃度を引いた値をかぶり（白べた画像濃度）として評価した。
【０１３５】
評価基準
◎：かぶりが、０．００５以下で良好
○：かぶりが、０．００５を越え、０．０１以下で実用上問題無いレベル
×：かぶりが、０．０１を越え実用上問題となるレベル。
【０１３６】
〈現像ローラ表面のフィルミング〉
現像ローラ表面のフィルミングは、連続５０００枚プリント終了後の現像ローラ表面のフィルミング状態を目視観察と、プリントして得られたトナー画像のフィルミングに起因する画像汚れの程度で評価を行った。
【０１３７】
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画像汚れが認められず、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画像汚れが認められ、実用上問題となるレベル。
【０１３８】
表４に、評価結果を示す。
【０１３９】
【表４】
2008233157.tif 000010
【０１４０】
表４の結果から、本発明の「実施例１〜４」は何れの評価項目も優れていることがわかる。しかし、本発明外の「比較例１〜４」は、少なくとも何れかの評価項目に問題があることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】樹脂の表面電位、その減衰特性を測定する装置の一例を示す。
【図２】樹脂表面の帯電量が帯電後経過時間による減衰状態を示すグラフである。
【図３】本発明の現像ローラの一例を示す断面概略図である。
【図４】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５】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】
【０１４２】
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
Ｔ  トナー
１１  導電性シャフト
１２  被覆層
１２ｂ  接着層
３２  現像ローラ
【図１】
2008233157.tif 000011
【図２】
2008233157.tif 000012
【図３】
2008233157.tif 000013
【図４】
2008233157.tif 000014
【図５】
2008233157.tif 000015