トナー供給ローラ、現像装置及び画像形成装置
【課題】現像ローラと供給ローラとのニップ部において発熱及びトナーと現像ローラに加わるストレスを抑制しつつ、メモリ画像および現像ローラのフィルミングの発生を防止する。
【解決手段】静電潜像担持体１２の外周面に形成された静電潜像にトナー６８を付着させて静電潜像を可視像化する現像ローラ４８と、現像ローラ４８との間でトナー６８の供給と回収を行うトナー供給ローラ５２とを備え、現像ローラ４８とトナー供給ローラ５２とが、それらの接触部において同一方向に移動するように回転するように配置された現像装置３４に用いられるトナー供給ローラ５２のポリウレタンフォーム層５６に関して、その１インチ当たりのセル数を３０個以上８０個以下とし、セル壁面の開口率を３％以上５０％以下とする。
【解決手段】静電潜像担持体１２の外周面に形成された静電潜像にトナー６８を付着させて静電潜像を可視像化する現像ローラ４８と、現像ローラ４８との間でトナー６８の供給と回収を行うトナー供給ローラ５２とを備え、現像ローラ４８とトナー供給ローラ５２とが、それらの接触部において同一方向に移動するように回転するように配置された現像装置３４に用いられるトナー供給ローラ５２のポリウレタンフォーム層５６に関して、その１インチ当たりのセル数を３０個以上８０個以下とし、セル壁面の開口率を３％以上５０％以下とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、この画像形成装置に使用される現像装置、及びこの現像装置に使用されるトナー供給ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体を有し、現像装置から供給されるトナーにより静電潜像が顕像化することで、静電潜像担持体上にトナー像が形成される。静電潜像担持体上に形成されたトナー像は、直接または中間転写体を介して、用紙等の記録シートに転写される。トナー像が転写された記録シートは、定着装置により加熱および加圧され、これによりトナー像が記録シートに定着される。
【０００３】
現像装置は、静電潜像担持体に対向配置される現像ローラと、現像ローラとの間でトナーの供給と回収を行う供給ローラとを有する。現像ローラと供給ローラの回転方向は任意に設定できるが、現像ローラと供給ローラの接触部（ニップ部）においてそれらのローラが互いに反対方向（いわゆるカウンタ方向）に移動するように回転する場合、より多くのトナーを供給・回収できる。
【０００４】
供給ローラに関して、その表面層の材料としてポリウレタンフォームを使用する技術が提案されている（特許文献１）。かかる技術によれば、ポリウレタンフォームの優れた柔軟性により、供給ローラと現像ローラとのニップ部においてトナーが受けるストレスを軽減でき、トナーの劣化を抑制できる。
【０００５】
一方、近年、画像形成プロセスの高速化、及び環境問題への配慮の観点から、定着温度（定着装置の加熱温度）の低減が一層求められている。定着温度の低減を図るためには、低温での定着が可能なトナー（低温定着トナー）を使用する必要がある。
【０００６】
ところが、画像形成プロセスの高速化を図る場合、現像ローラと供給ローラを高速で回転させる必要があるため、現像ローラと供給ローラとの間に作用する大きな摩擦力により、現像ローラと供給ローラとのニップ部において発熱するとともに、トナー及び現像ローラに加わるストレスが増大する。そのため、高速プロセスの画像形成装置に低温定着トナーを使用すると、トナーの溶融、トナーの劣化に起因するかぶり（用紙の非画像部分にトナーが付着する現象）、現像ローラの摩耗、及び現像ローラのフィルミング（ローラ表面に被膜が発生する現象）が生じることがある。
【０００７】
このような問題を解消するため、現像ローラと供給ローラを、それらのニップ部において互いに同一方向（いわゆるウィズ方向）に移動するように回転させ、これにより、現像ローラと供給ローラとの間に作用する摩擦力を低減させることが考えられる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１４５９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、現像ローラと供給ローラの回転方向をウィズ方向に設定すると、供給ローラにより現像ローラ上のトナーを掻き取る力が小さくなり、供給ローラによるトナー回収量が不足することがある。そのため、メモリ画像（供給ローラにより回収できなかったトナーが現像ローラ上に残留することに起因して表れる画像）、または現像ローラのフィルミングが生じることがある。
【００１０】
そこで、本発明は、現像ローラと供給ローラとのニップ部における発熱、及びトナーと現像ローラに加わるストレスを抑制しつつ、メモリ画像および現像ローラのフィルミングの発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係るトナー供給ローラは、
静電潜像担持体の外周面に対向配置され、上記静電潜像担持体の外周面に形成された静電潜像にトナーを付着させて上記静電潜像を可視像化する現像ローラと、
該現像ローラの外周面に接触しながら回転駆動され、上記接触部において上記現像ローラとの間でトナーの供給と回収を行うトナー供給ローラとを備え、
上記現像ローラと上記トナー供給ローラとが、それらの接触部において同一方向に移動するように回転するように配置された現像装置に用いられるトナー供給ローラであって、
芯金と、該芯金の外周面を覆うポリウレタンフォーム層とを有し、
上記ポリウレタンフォーム層は、１インチ当たりのセル数が３０個以上８０個以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層のセルの壁面の開口率が３％以上５０％以下であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る現像装置は、上記のトナー供給ローラを備えていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る画像形成装置は、上記の現像装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トナー供給ローラのポリウレタンフォーム層のセル数が、３０個／inch以上であるため、供給ローラと現像ローラとのニップ部においてトナーに多数のセルを接触させることができる。また、ポリウレタンフォーム層のセル数は８０個／inch以下であり、各セルがある程度の大きさを有するため、セルにトナーが詰まり難い。さらに、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率が３％以上５０％以下とされており、これにより、ポリウレタンフォーム層の構造が、独立気泡構造に近い連続気泡構造となる。そのため、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも多くのトナーを内部に取り込むことができるとともに、一般的な連続気泡構造と比較すると内部でのトナーの凝集が生じ難い。そのため、現像ローラと供給ローラを所謂ウィズ方向に回転させても、供給ローラのトナーの回収性能を十分に確保でき、そのトナー回収性能を長期に亘って良好に維持できる。したがって、現像ローラと供給ローラをウィズ方向に回転させることで、現像ローラと供給ローラとのニップ部における発熱、及びトナーと現像ローラに加わるストレスを抑制しつつ、ポリウレタンフォーム層の上記物性により供給ローラのトナー回収性能を向上させることで、メモリ画像および現像ローラのフィルミングの発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語（例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」）を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。
【００１６】
〔１．画像形成装置〕
図１は、本発明に係る電子写真式画像形成装置の画像形成に関連する部分を示す。画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。画像形成装置１は、静電潜像坦持体である感光体１２を有する。実施形態において、感光体１２は円筒体で構成されているが、本発明はそのような形態に限定されるものでなく、代わりに無端ベルト式の感光体も使用可能である。感光体１２は、図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて矢印１４方向に回転するようにしてある。感光体１２の周囲には、感光体１２の回転方向に沿って、帯電ステーション１６、露光ステーション１８、現像ステーション２０、転写ステーション２２、およびクリーニングステーション２４が配置されている。
【００１７】
帯電ステーション１６は、感光体１２の外周面である感光体層を所定の電位に帯電する帯電装置２６を備えている。実施形態では、帯電装置２６は円筒形状のローラとして表されているが、これに代えて他の形態の帯電装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式帯電装置、ワイヤ放電式帯電装置）も使用できる。露光ステーション１８は、感光体１２の近傍又は感光体１２から離れた場所に配置された露光装置２８から出射された画像光３０が、帯電された感光体１２の外周面に向けて進行するための通路３２を有する。露光ステーション１８を通過した感光体１２の外周面には、画像光が投射されて電位の減衰した部分とほぼ帯電電位を維持する部分からなる、静電潜像が形成される。実施形態では、電位の減衰した部分が静電潜像画像部、ほぼ帯電電位を維持する部分が静電潜像非画像部である。現像ステーション２０は、粉体現像剤を用いて静電潜像を可視像化する現像装置３４を有する。現像装置３４の詳細な構成は後に説明する。転写ステーション２２は、感光体１２の外周面に形成された可視像を紙やフィルムなどのシート３８に転写する転写装置３６を有する。実施形態では、転写装置３６は円筒形状のローラとして表されているが、他の形態の転写装置（例えば、ワイヤ放電式転写装置）も使用できる。クリーニングステーション２４は、転写ステーション２２でシート３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残留する未転写トナーを感光体１２の外周面から回収するクリーニング装置４０を有する。実施形態では、クリーニング装置４０は板状のブレードとして示されているが、代わりに他の形態のクリーニング装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式クリーニング装置）も使用できる。
【００１８】
このような構成を備えた画像形成装置１の画像形成時、感光体１２はモータ（図示せず）の駆動に基づいて時計周り方向に回転する。このとき、帯電ステーション１６を通過する感光体外周部分は、帯電装置２６で所定の電位に帯電される。帯電された感光体外周部分は、露光ステーション１８で画像光３０が露光されて静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体１２の回転と共に現像ステーション２０に搬送され、そこで現像装置３４によって現像剤像として可視像化される。可視像化された現像剤像は、感光体１２の回転と共に転写ステーション２２に搬送され、そこで転写装置３６によりシート３８に転写される。現像剤像が転写されたシート３８は図示しない定着ステーションに搬送され、そこでシート３８に現像剤像が固定される。転写ステーション２２を通過した感光体外周部分はクリーニングステーション２４に搬送され、そこでシート３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残存する現像剤が回収される。
【００１９】
〔２．現像装置〕
現像装置３４は、現像剤と以下に説明する種々の部材を収容するハウジング４２を備えている。図面を簡略化することで発明の理解を容易にするため、ハウジング４２の一部は削除してある。
【００２０】
ハウジング４２は感光体１２に向けて開放された開口部４４を備えており、この開口部４４の近傍に形成された空間４６に現像ローラ４８が設けてある。現像ローラ４８は、所定の現像ギャップ５０を介して、感光体１２の外周面に対向配置されている。現像ローラ４８は、感光体１２と平行に配置されている。現像ローラ４８は、図示しないモータに駆動連結され、モータの駆動に基づいて矢印７８方向に回転するようにしてある。画像形成プロセスの高速化の観点から、現像ローラ４８の周速度は、３００ｍｍ／ｓ以上６００ｍｍ／ｓ以下に設定することが好ましい。現像ローラ４８には、感光体１２と現像ローラ４８との間に所定の電界を形成するための図示しない電源が接続されている。
【００２１】
現像ローラ４８としては、例えば金属ローラが用いられ、この場合、金属ローラの表面を酸化処理することが好ましい。ただし、金属ローラ４８の素材としては、金属以外の素材を使用することもでき、例えば、導電性を有する弾性素材を用いてもよい。現像ローラ４８に使用される具体的な弾性素材としては、ゴム又はポリウレタンフォーム等が挙げられ、カーボン、金属粉又はイオン導電性材料等を弾性素材に含有させることで、現像ローラ４８に導電性が付与される。現像ローラ４８の素材として弾性素材を使用する場合、ローラの表面に、フッ素等の離型性に優れた樹脂からなるコート層を設けるようにしてもよい。また、弾性素材からなる現像ローラ４８の表面には、樹脂ビーズ又は無機粉体を分散させることなどにより、トナー層厚を制御するための凹凸を設けるようにしてもよい。
【００２２】
現像ローラ４８の背後には、供給ローラ５２が、現像ローラ４８の外周面に接触して配置されている。供給ローラ５２は、芯金５４と、芯金５４の外周面を覆うポリウレタンフォーム層５６とを有する。ポリウレタンフォーム層５６の具体的な構成については、後に詳述する。
【００２３】
供給ローラ５２は、現像ローラ４８と平行に、且つ、回転可能に配置されている。供給ローラ５２は、図示しないモータに駆動連結され、モータの駆動に基づいて矢印８０方向に回転するようにしてある。これにより、供給ローラ５２と現像ローラ４８は、それらの接触部（ニップ部）６６において同一方向に移動するように回転する。供給ローラ５２の周速度は、現像ローラ４８の周速度に応じて決定される。具体的に、現像ローラ４８の周速度ＶＤに対する供給ローラ５２の周速度ＶＳの比率Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）は、例えば０．５以上３．０以下となるように設定される。なお、供給ローラ５２にモータを駆動連結せず、供給ローラ５２を現像ローラ４８に従動させてもよい。この場合、周速比Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）は１．０となる。
【００２４】
供給ローラ５２は、その周方向において供給ローラ５２と現像ローラ４８との接触ニップ幅が３ｍｍ以上６ｍｍ以下となるように配置することが好ましい。接触ニップ幅を３ｍｍ以上とすることで、供給ローラ５２による現像ローラ４８上のトナー６８の掻き取り力を十分に確保できる。また、接触ニップ幅を６ｍｍ以下とすることで、供給ローラ５２と現像ローラ４８とのニップ部６６における発熱とトナー６８のストレスを抑制できる。
【００２５】
現像ローラ４８へのポリウレタンフォーム層５６の食い込み量は、ポリウレタンフォーム層５６の厚みの５％以上４０％以下とすることが好ましい。
【００２６】
なお、供給ローラ５２には、現像ローラ４８と供給ローラ５２との間に電界を形成するための図示しない電源を接続するようにしてもよい。
【００２７】
現像ローラ４８の回転方向における供給ローラ５２とのニップ部６６よりも下流側において、現像ローラ４８の外周面に規制部材６０が接触して配置されている。ただし、規制部材６０は、現像ローラ４８の外周面に対して僅かな隙間を空けて近接して配置するようにしてもよい。規制部材６０は、現像ローラ４８と供給ローラ５２とのニップ部６６よりも低い位置に配置されており、下方向に位置する規制部入口にトナーが重力により効率的に侵入しやすくなり、供給不良などの問題が生じにくいという効果が得られる。現像ローラ４８と規制部材６０とのニップ部を通過する現像ローラ４８上のトナー６８は、規制部材６０との摩擦接触により帯電されるとともに、トナー６８の層厚が規制される。現像ローラ４８の回転方向における供給ローラ５２とのニップ部６６よりも上流側において、現像ローラ４８の外周面に除電部材６２が接触して配置されている。現像ローラ４８と除電部材６２とのニップ部を通過する現像ローラ４８上のトナー６８は、除電部材６２に接触することで除電される。
【００２８】
空間４６の背後には、トナーを貯蔵するトナー貯蔵部５０が配置されている。トナー貯蔵部５０には撹拌部材６４が矢印８２の方向に回転可能に設けられている。撹拌部材６４が回転すると、トナー貯蔵部５０に貯蔵されたトナーは、撹拌されながら空間４６へ適宜補給される。
【００２９】
現像装置３４には、１成分現像剤が使用される。現像剤を構成するトナー６８としては、低温で定着可能なもの（低温定着トナー）を使用することが好ましく、これにより、定着温度を低減できる。そのため、定着装置の加熱に要する時間を短縮でき、画像形成プロセスの高速化に貢献できる。また、トナー６８としては、内部材料と該内部材料を覆う外殻とからなるカプセル構造のものを使用することが好ましい。この場合、内部材料には、低温での定着が容易となるように低い融点とガラス転移点を有する材料が使用され、外殻には、保管時または流通時の耐熱性が向上するように内部材料よりも高い融点とガラス転移点を有する材料が使用される。また、この場合、トナー６８について示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移時の吸熱ピークが、第１のピーク（内部材料のガラス転移点）と第２のピーク（外殻のガラス転移点）とを有する。第１のピークは１０℃以上３０℃以下であることが好ましく、第２のピークは５０℃以上６５℃以下であることが好ましい。また、トナー６８についてフローテスターにより測定される軟化点は７０℃以上１１０℃以下であることが好ましい。さらにこの場合、内部材料には、従来の粉砕トナーよりも多量の離型剤を含ませることが好ましい。
【００３０】
このように構成された現像装置３４の動作を説明する。画像形成時、図示しないモータの駆動に基づいて、現像ローラ４８と供給ローラ５２はそれぞれ矢印７８，８０方向に回転する。供給ローラ５２に担持されたトナー６８は、供給ローラ５２の回転により現像ローラ４８とのニップ部６６に搬送され、このニップ部６６において現像ローラ４８と供給ローラ５２との摩擦接触により帯電されながら現像ローラ４８へ供給される。供給ローラ５２から供給された現像ローラ４８上のトナー６８は、現像ローラ４８の回転により、規制部材６０とのニップ部に搬送されると、規制部材６０により摩擦帯電されるとともに層厚が規制される。さらに、現像ローラ４８の回転により、感光体１２の対向部に搬送された現像ローラ４８上のトナー６８は、現像ローラ４８と感光体１２との間に形成された電界の作用により、感光体１２の外周面の静電潜像部分に移動し、これによって静電潜像が顕像化される。感光体１２との対向部を通過した後に現像ローラ４８の外周面に残留したトナー６８は、現像ローラ４８の回転により除電部材６２とのニップ部に搬送されて、除電部材６２により除電された後、再び供給ローラ５２とのニップ部６６に搬送される。供給ローラ５２とのニップ部６６に搬送された現像ローラ４８上のトナーは、供給ローラ５２により機械的に現像ローラ４８の外周面から掻き取られる。
【００３１】
〔３．供給ローラのポリウレタンフォーム層〕
ポリウレタンフォーム層５６のセルの壁面の開口率は、３％以上５０％以下とされている。かかる開口率は、公知のメカニカルフロス法等で製造される一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームの開口率（１％程度）よりも高く、公知の化学的発泡法等で製造される一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームの開口率（６０％程度）よりも低い。すなわち、ポリウレタンフォーム層５６は、独立気泡構造に近い連続気泡構造を有する。そのため、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも多くのトナーを内部に取り込むことができるとともに、一般的な連続気泡構造と比較すると内部でのトナーの凝集が生じ難い。したがって、供給ローラ５２のトナーの回収性能を十分に確保でき、そのトナー回収性能を長期に亘って良好に維持できる。
【００３２】
その上、ポリウレタンフォーム層５６は、その１インチ当たりのセル数が３０個以上８０個以下とされている。このセル数は、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームのセル数（１００個／inch程度）よりも少なく、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームのセル数（２５個／inch）程度よりも多い。すなわち、ポリウレタンフォーム層５６は、供給ローラと現像ローラとのニップ部６６において、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームよりも多数のセルをトナーに接触させることができる。また、ポリウレタンフォーム層５６の各セルが、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームよりは大きいため、各セルにトナーが詰まり難い。
【００３３】
また、ポリウレタンフォーム層５６は、一般的な連続気泡構造のものと同程度に低い硬度を有する。本明細書において、ポリウレタンフォーム層５６の硬度は、ポリウレタンフォーム層５６が、その厚さの表面側３０％分の深さまで（ポリウレタンフォーム層５６の厚みが元の７０％になるまで）所定の押し当て面に押し込まれたときに該押し当て面が受ける単位長さ当たりの荷重の大きさで表す。具体的に、ポリウレタンフォーム層５６の硬度は、１ｇｆ／ｍｍ以上６ｇｆ／ｍｍ以下であることが好ましい。この硬度は、ポリウレタンフォーム層が一般的な独立気泡構造を有する場合の硬度（８．５ｇｆ／ｍｍ程度）よりも小さく、ポリウレタンフォーム層が一般的な連続気泡構造を有する場合の硬度（０．８ｇｆ／ｍｍ程度）に近似する。すなわち、ポリウレタンフォーム層５６は、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層と同程度の柔軟性を有するため、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層と比較して、現像ローラ４８と供給ローラ５２とのニップ部６６におけるトナー６８のストレスを軽減でき、トナー６８の劣化を抑制できる。
【００３４】
さらに、ポリウレタンフォーム層５６のセルの径の平均値は、１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。このセルの径の平均値は、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層のセル径（７００μｍ程度）よりも小さく、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層のセル径（８０μｍ程度）よりも大きい。すなわち、ポリウレタンフォーム層５６は、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも微細なセルを有するため、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも優れたトナー掻き取り性能を有する。
【００３５】
さらにまた、ポリウレタンフォーム層５６は、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも低密度である。具体的に、ポリウレタンフォーム層５６の密度は０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。これにより、ポリウレタンフォーム層５６の柔軟性を十分に確保して、供給ローラ５２と現像ローラ４８とのニップ部６６におけるトナー６８のストレスを抑制できる。
【００３６】
ポリウレタンフォーム層５６の体積抵抗率は１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下であることが好ましい。これにより、ポリウレタンフォーム層５６が適度な導電性を備え、供給ローラ５２と現像ローラ４８との間に適正な電界を形成できる。
【００３７】
〔４．ポリウレタンフォームの製造方法〕
以上の構成からなるポリウレタンフォーム層５６に関して、その材料であるポリウレタンフォームの製造方法について説明する。
【００３８】
本発明に使用されるポリウレタンフォームは、公知のメカニカルフロス法と公知の化学的発泡法とを組み合わせた方法で製造される。
【００３９】
メカニカルフロス法と化学的発泡法は、ポリオールとイソシアネートとを混合して発泡を行う点では共通している。ところが、メカニカルフロス法では、原料として発泡剤を使用せず、不活性ガス等の気泡形成用の気体を混入することにより物理的な発泡を行うのに対して、化学的発泡法では、原料として発泡剤を使用し、イソシアネートと発泡剤との化学反応により化学的な発泡を行う点で相違する。メカニカルフロス法を採用する場合、均質な独立気泡構造のポリウレタンフォームを製造できるが、低密度である連続気泡構造のポリウレタンフォームを製造することが困難である。一方、化学的発泡法を採用する場合、低密度である連続気泡構造のポリウレタンフォームを容易に製造できるが、均質な独立気泡構造のポリウレタンフォームを製造することが困難である。
【００４０】
これらの従来の製造方法に対して、本発明に使用するポリウレタンフォームの製造方法では、メカニカルフロス法で使用されるポリオール、イソシアネート及び気泡形成用の気体に加えて、化学的発泡法で使用される発泡剤が原料として使用され、これにより、気泡形成用の気体の混入による物理的発泡と、イソシアネートと発泡剤の化学反応に伴う化学的発泡とが組み合わされることとなる。そのため、物理的発泡により形成された均質なセル同士が、化学的発泡により繋ぎ合わされ、均質で且つ低密度のポリウレタンフォーム、すなわち、独立気泡構造に近い連続気泡構造のポリウレタンフォームを製造できる。以下、具体的な製造方法について説明する。
【００４１】
本発明に使用されるポリウレタンフォームは、最初から順に原料調整工程、混合工程、加熱工程を経て製造される。
【００４２】
原料調整工程では、ポリウレタンフォームの製造に使用される各原料が調整される。原料としては、ポリオール、イソシアネート、不活性ガス等の気泡形成用の気体、発泡剤、および触媒等の副原料が使用される。
【００４３】
ポリオールとしては、例えば、活性水素基を有する公知のポリオールが単独で又は２種類以上が併せて使用される。具体的に、使用されるポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール又はポリジエン系ポリオール等が挙げられる。イソシアネートとしては、例えば、トルエンジフェニルジイソシアネート（ＴＤＩ）、ＴＤＩプレポリマー、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、クルードＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ、ウレトジオン変性ＭＤＩ又はカルボジイミド変性ＭＤＩ等の公知の芳香族系、脂肪族系または脂環族系等の各種ポリイソシアネートが使用される。気泡形成用の気体としては、例えば窒素が使用される。発泡剤としては、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる原料が用いられ、具体的には水等が使用される。発泡剤は、混合工程の前に予めポリオールに混合される。触媒としては、例えば、アミン系触媒と有機酸塩系触媒が使用される。アミン系触媒は、主として迅速な化学的発泡を促すために使用され、有機酸塩系触媒は、主としてポリウレタンフォームの骨格を硬化させるために使用される。有機酸塩系触媒としては、所要の加熱によって触媒効果を発揮する感熱性触媒を使用することが好ましい。これにより、ポリウレタンフォームの骨格の硬化を、アミン系触媒が担う化学的発泡よりも遅らせることができ、化学的発泡を確実に起こすことができる。
【００４４】
ポリウレタンフォームの硬度を決定する要因として、例えば、ポリオールの種類とイソシアネートインデックスが挙げられる。なお、本明細書において、イソシアネートインデックスとは、発泡剤の水酸基とポリオールの水酸基の合計モル数Ｍに対する、イソシアネートのイソシアネート基のモル数Ｎの比率Ｎ／Ｍの百分率を指す。ポリウレタンフォームを上述した所望の硬度となるように形成するためには、ポリオールとして、例えば、分子量が１０００〜６０００で且つ官能基数が２〜５であるポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールが好適に使用され、イソシアネートインデックスは９０〜１１０に調整することが好ましい。
【００４５】
発泡剤として水を使用する場合、各原料を混合したときに、水とイソシアネートとの化学反応により二酸化炭素が発生し、これにより気泡（セル）が形成される。微細なセルを有し且つ低密度のポリウレタンフォームを形成するためには、水とイソシアネートとの化学反応により発生する二酸化炭素を、気泡形成用の気体により物理的に生じる気泡（セル）の内部に入り込ませる必要がある。かかる目的を達成するためには、水の混合量を、ポリオール１００質量部に対して０．３〜１．５質量部に調整することが好ましい。
【００４６】
混合工程では、水等の発泡剤が混合されたポリオール、イソシアネート、気泡形成用の気体、および触媒等が混合される。これにより先ず、物理的な発泡が生じ、気泡形成用の気体を核とする均質な気泡（セル）が形成される。その後、ポリオールに含まれる発泡剤とイソシアネートとが化学反応を起こすことで、二酸化炭素等の気体が発生し、この気体が、物理的発泡により形成されたセルに入り込んで、全体的にセルの径が大きくなり、セル同士が繋げられる。これにより、均質でありながら、大きな径を有するセルが形成される。
【００４７】
加熱工程では、混合原料に所要の加熱を行うことで、樹脂化反応を促進させ、ポリウレタンフォームの骨格を硬化させる。加熱工程における加熱温度および加熱時間は、公知のメカニカルフロス法に準じ、ポリウレタンフォームの原料に応じて適宜決定される。
【００４８】
以上に説明した製造方法によれば、メカニカルフロス法で製造されるポリウレタンフォームに比べて、セル壁面の開口率が高いポリウレタンフォームが形成される。そのため、導電性物質等を含有する溶液にポリウレタンフォームを含浸させるとき、ポリウレタンフォームに溶液が浸透しやすいことから、導電性等の機能を容易に付与できる。
【００４９】
このようにして製造されたポリウレタンフォームを、所望の形状に加工し、芯金に固定することで、トナー供給ローラ５２が製造される。なお、必要に応じて、ポリウレタンフォームに芯金を固定する前に、導電性物質等を含有する溶液へポリウレタンフォームを含浸させる工程と、溶液へ含浸させた後のポリウレタンフォームを乾燥させる工程を設けてもよい。
【００５０】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明において、ポリウレタンフォーム層の製造方法は、必ずしも上述の実施形態に限られず、別の方法でポリウレタンフォーム層を製造することを妨げないものとする。
【実施例】
【００５１】
（試験１）
高速プロセスの画像形成装置に低温定着トナーを使用する場合、現像装置の内部でトナーの凝集と溶融を防止するのに好適なプロセス条件を確認する試験を行った。具体的に、プロセス条件として、現像ローラの周速度ＶＤに対する供給ローラの周速度ＶＳの比率Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）と、現像ローラへの供給ローラの接触圧の好適な大きさを確認した。
【００５２】
画像形成装置としては、コニカミノルタ社製のＭａｇｉｃｏｌｏｒ５５７０の画像形成装置を使用し、この画像形成装置に搭載される現像装置としては、コニカミノルタ社製のＭａｇｉｃｏｌｏｒ５５７０の現像装置を適宜改造したものを使用した。低温定着トナーとしては、上述したようなカプセル構造を有するトナーａとトナーｂを使用した。トナーａは、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移時の第１の吸熱ピーク（内部材料のガラス転移点）が１０℃であり、第２の吸熱ピーク（外殻のガラス転移点）が５０℃であり、フローテスターにより測定される軟化点は７０℃である。トナーｂは、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移時の第１の吸熱ピーク（内部材料のガラス転移点）が３０℃であり、第２の吸熱ピーク（外殻のガラス転移点）が６５℃であり、フローテスターにより測定される軟化点は１１０℃である。供給ローラの材料には、１インチ当たりのセル数が３５個、セル壁面の開口率が５５％であり、ローラの硬度が６．５ｇｆ／ｍｍであるポリウレタンフォームを使用した。
【００５３】
表１に示すように、現像ローラの周速度を６００ｍｍ／ｓに設定し、トナーａを使用する場合に関して、周速比Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）と供給ローラの回転方向を異ならせた実験例１−１〜実験例１−８を設定した。同様に、現像ローラの周速度を４５０ｍｍ／ｓに設定し、トナーａを使用する場合に関して、実験例２−１〜実験例２−８を設定した。さらに同様に、現像ローラの周速度を３００ｍｍ／ｓに設定し、トナーｂを使用する場合に関して、実験例３−１〜実験例３−８を設定した。周速比Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）は、供給ローラの周速度を変化させることで調整した。なお、表１の回転方向の欄における「従動」との記載は、供給ローラが現像ローラに従動回転することを意味し、「従動」と「ウィズ」は同一の回転方向を示す。
【表１】
【００５４】
各実験例についてトナーの溶融防止性能を評価するため、実験例ごとに、発熱が生じやすい高温高湿環境下（雰囲気温度３０℃、相対湿度８５％）において上記の画像形成装置を使用して白紙画像を１０万枚連続プリントし、連続プリント終了後、現像装置内部のトナーの溶融の有無と、供給ローラの表面の破損の有無を目視により観察した。また、各実験例について供給ローラのトナー回収性能を評価するため、実験例ごとに、メモリ不良が生じやすい低温低湿環境下（雰囲気温度１０℃、相対湿度１５％）において上記の画像形成装置を使用して白紙画像を１０万枚連続プリントし、連続プリント中１万枚毎に、かぶりの発生の有無を確認するとともに、メモリ画像確認用の画像をプリントしてメモリ画像の発生の有無を確認した。また、この連続プリントにおける現像ローラの汚染（フィルミング）の有無を目視により確認した。かぶり及びメモリ画像に関する評価は、連続プリントの初期から発生したものを「×」、１万枚プリント終了時点で発生したものを「△」、５万枚プリント終了時点で発生したものを「○」、５万枚以上のプリントでも発生しなかったものを「◎」で表し、現像ローラの汚染に関する評価は、１万枚プリントまでに現像ローラのフィルミングが発生したものを「×」、３万枚プリントまでに発生したものを「△」、５万枚プリントまでに発生したものと「○」、５万枚以上のプリントでも発生しなかったものを「◎」で表した（表１参照）。これらの評価において、「○」および「◎」を合格基準とする。
【００５５】
表１に示すトナーの溶融に関する評価結果より、実験例１−６〜実験例１−８、実験例２−６〜実験例２−８及び実験例３−６〜実験例３−８で、トナーの溶融に起因する供給ローラの破損が発生した。これは、現像ローラと供給ローラとのニップ部の発熱が大きな要因であると考えられる。トナーの溶融に起因する供給ローラの破損が発生した実験例では、供給ローラが現像ローラに対して所謂カウンタ方向に回転するように設定され、その他の実験例では、供給ローラが現像ローラに対して所謂ウィズ方向に回転するように設定されている。このことから、現像ローラの周速度を高速（３００〜６００ｍｍ／ｓ）に設定したときに低温定着トナーを使用する場合、現像装置内部のトナーの溶融と、これに起因する供給ローラの破損を防止するためには、供給ローラが現像ローラに対してウィズ方向に回転するように設定することが好ましいことを確認できた。しかし、供給ローラが現像ローラに対してウィズ方向に回転するように設定した実験例１−１〜１−５、実験例２−１〜２−５及び実験例３−１〜３−５では、メモリ画像が発生し、現像ローラの汚染が、画質上問題があるレベルであった。メモリ画像は、現像ローラ上の残留トナーが供給ローラにより十分に回収されずに次の現像時まで現像ローラ上に残留するために生じる。一方、現像ローラの汚染は、供給ローラにより回収されずに現像ローラ上に残留したままのトナーが繰り返しストレスを受けることで、トナーの外添剤等が現像ローラの外周面に付着して生じるものと考えられる。この結果より、高速プロセスの画像形成装置に低温定着トナーを使用し、現像ローラと供給ローラを所謂ウィズ方向に回転させる場合であっても、十分なトナー回収性能を発揮する供給ローラの開発が必要であることが分かった。
【００５６】
（試験２）
高速プロセスの画像形成装置を使用し、供給ローラが現像ローラに対して所謂ウィズ方向に回転するように設定し、低温定着トナーを使用する場合において、供給ローラのポリウレタンフォーム層の好適な物性を確認する試験を行った。具体的に、ポリウレタンフォーム層の物性として、セル数、セル壁面の開口率、硬さ、密度、及び体積抵抗率の好適な値を確認した。
【００５７】
画像形成装置としては、コニカミノルタ社製のＭａｇｉｃｏｌｏｒ５５７０の画像形成装置を使用し、この画像形成装置に搭載される現像装置としては、コニカミノルタ社製のＭａｇｉｃｏｌｏｒ５５７０の現像装置を適宜改造したものを使用した。
【００５８】
現像装置に取り付ける供給ローラのポリウレタンフォーム層としては、表２に示す材料Ａ〜材料Ｌのいずれかの材料からなるものを使用した。これら材料Ａ〜材料Ｌは、原料としてポリオール、イソシアネート、アミン系触媒、有機酸塩系触媒、水（発泡剤）および整泡剤を使用して、上述の実施形態で説明した方法により製造した。具体的に、ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール（商品名 アクトコールＥＤ−３７Ｂ（数平均分子量３０００）；三井武田化学製）を使用した。イソシアネートしては、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）（商品名 ミリオネート ＭＴＬ−Ｓ；日本ポリウレタン製）を使用した。アミン系触媒としては、花王製のカオライザー Ｎｏ．２３ＮＰを使用した。有機酸塩系触媒としては、ＰＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ製のＥＰ７３６６０Ａを使用した。整泡剤としては、直鎖ジメチルポリシロキサン（商品名 Ｎｉａｘｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｌ５６１４；ＧＥＳｉｌｉｃｏｎｅｓ製）を使用した。各原料の使用量は、表２に示す通りである。
【００５９】
【表２】
【００６０】
材料Ａ〜材料Ｌの物性値の測定方法について説明する。セル数に関しては、供給ローラの表面（軸方向３箇所×周方向８箇所）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、観察箇所毎に１インチ当たりのセルの個数を計測し、それらの平均値を算出した。セル壁面の開口率に関しては、供給ローラの外周面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により１００倍の倍率で観察し、観察した表面のセルの壁面について開口の面積Ｓ１と全体の面積Ｓを算出して、開口率（Ｓ１／Ｓ×１００）を求めた。硬さに関しては、直径５５ｍｍのアルミニウム製の円板をポリウレタンフォーム層に押し込み、ポリウレタンフォーム層の厚みが元の７０％になったときの単位長さ当たりの押し込み軸方向の反発力を計測し、この計測値（ｇｆ／ｍｍ）を硬さとした。密度については、供給ローラの重量から芯金の重量を減算することでポリウレタンフォーム層の重量を求め、寸法に基づきポリウレタンフォーム層の体積を求めて、それらの重量と体積より密度を算出した。体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製高抵抗計Ｒ８３４０にて１００Ｖを印加して得た測定値を、供給ローラの厚みで正規化することにより求めた。
【００６１】
使用するポリウレタンフォームの材料ごとに、プロセス条件が異なる複数の実験例を設定した。具体的には、材料Ａを使用する実験例Ａ１〜Ａ５、材料Ｂを使用する実験例Ｂ１〜Ｂ５、材料Ｃを使用する実験例Ｃ１〜Ｃ５、材料Ｄを使用する実験例Ｄ１〜Ｄ５、材料Ｅを使用する実験例Ｅ１〜Ｅ５、材料Ｆを使用する実験例Ｆ１〜Ｆ５、材料Ｇを使用する実験例Ｇ１〜Ｇ５、材料Ｈを使用する実験例Ｈ１〜Ｈ５、材料Ｉを使用する実験例Ｉ１〜Ｉ５、材料Ｊを使用する実験例Ｊ１〜Ｊ５、材料Ｋを使用する実験例Ｋ１〜Ｋ５及び材料Ｌを使用する実験例Ｌ１〜Ｌ５を設定した。全ての実験例において、供給ローラの回転方向を現像ローラに対して所謂ウィズ方向に設定した。各実験例について、現像ローラの周速度ＶＤに対する供給ローラの周速度ＶＳの比率Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）、供給ローラと現像ローラとの接触ニップ幅、現像ローラへの供給ローラの食い込み量、現像ローラの周速度、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移時の第１の吸熱ピーク（内部材料のガラス転移点）と第２の吸熱ピーク（外殻のガラス転移点）、及びトナーの軟化点を、表３と表４に示すように設定した。
【００６２】
試験１と同様、実験例ごとに、上記の画像形成装置を使用して白紙画像を１０万枚連続プリントし、１万枚毎に、メモリ画像確認用の画像をプリントした。また、トナーの溶融、かぶり、メモリ画像および現像ローラの汚染に関する評価を、試験１と同様に行った。
【００６３】
表３及び表４に示す試験結果について検討する。
【００６４】
全ての実験例について、トナーの溶融が発生せず、かぶりの評価も良好であった。これは、供給ローラが現像ローラに対してウィズ方向に回転するように設定したことにより、現像ローラと供給ローラとの間に作用する摩擦力が小さくなり、それらのローラのニップ部における発熱とトナーのストレスが抑制されたためであると考えられる。
【００６５】
材料Ａを使用した実験例Ａ１〜Ａ５、材料Ｂを使用した実験例Ｂ１〜Ｂ５、材料Ｃを使用した実験例Ｃ１〜Ｃ５、材料Ｄを使用した実験例Ｄ１〜Ｄ５、材料Ｅを使用した実験例Ｅ１〜Ｅ５、材料Ｆを使用した実験例Ｆ１〜Ｆ５、材料Ｇを使用した実験例Ｇ１〜Ｇ５、及び材料Ｈを使用した実験例Ｈ１〜Ｈ５については、メモリ及び現像ローラの汚染の評価がいずれも合格基準を満たしている。
【００６６】
これに対して、材料Ｉを使用した実験例Ｉ１〜Ｉ５、材料Ｊを使用した実験例Ｊ１〜Ｊ５、材料Ｋを使用した実験例Ｋ１〜Ｋ５、及び材料Ｌを使用した実験例Ｌ１〜Ｌ５については、いずれも現像ローラの汚染の評価が悪く、メモリの評価も実験例Ｊ３以外は悪かった。
【００６７】
実験例Ｉ１〜Ｉ５でメモリ及び現像ローラの汚染の評価が悪い理由は、材料Ｉのセル数（２７個／inch）が他の材料のセル数（３０〜９０個／inch）よりも少ないことから、現像ローラに接触するポリウレタンフォーム層のセル数が少なく、現像ローラ上のトナーを供給ローラにより十分に掻き取れないためであると考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル数は３０個／inch以上であることが好ましいことが分かった。
【００６８】
実験例Ｊ１〜Ｊ５で現像ローラの汚染の評価が悪く、実験例Ｊ１，Ｊ２，Ｊ４及びＪ５でメモリの評価が悪い理由は、材料Ｊのセル数（９０個／inch）が他の材料のセル数（２７〜８０個／inch）よりも多いことから、供給ローラ表面の細かすぎるセルがトナーにより埋め尽くされてしまい、供給ローラ表面のセル内でトナーが凝集して、供給ローラのトナー掻き取り力が低下するためだと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル数は８０個／inch以下であることが好ましいことが分かった。したがって、ポリウレタンフォーム層のセル数は３０個／inch以上８０個／inch以下であることが好ましい。なお、実験例Ｊ３でメモリの評価が良好であった理由は、実験例Ｊ３の周速比Ｒ（３．０）が、実験例Ｊ１，Ｊ２，Ｊ４及びＪ５の周速比Ｒ（０．５〜２．０）よりも高く、これにより供給ローラのトナー掻き取り力が大きくなったためだと考えられる。
【００６９】
実験例Ｋ１〜Ｋ５でメモリ及び現像ローラの汚染の評価が悪い理由は、材料Ｋのセル壁面の開口率（５８％）が、他の材料のセル壁面の開口率（１〜５０％）よりも高いことから、ポリウレタンフォーム層の内部に入り込んだトナーが徐々に凝集し、供給ローラのトナー掻き取り力が低下するためだと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は、５０％以下であることが好ましいことが分かった。
【００７０】
実験例Ｌ１〜Ｌ５でメモリ及び現像ローラの汚染の評価が悪い理由は、材料Ｌのセル壁面の開口率（１％）が、他の材料のセル壁面の開口率（３〜５８％）よりも低く、材料Ｌがほぼ完全な独立気泡構造を有するためだと考えられる。具体的に説明すると、ポリウレタンフォーム層が独立気泡構造を有する場合、ポリウレタンフォーム層の内部にはトナーが入り込み難く、供給ローラに保持されるトナーは、ポリウレタンフォーム層の表面付近のセル内に満たされる。そのようにトナーで満たされたローラ表面のセルは、現像ローラ上のトナーを掻き取り難く、供給ローラのトナー回収性能が低くなるものと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は３％以上であることが好ましいことが分かった。したがって、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は、３％以上５０％以下であることが好ましい。
【００７１】
また、全ての評価項目で合格基準を満たした実験例Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ５、Ｄ１〜Ｄ５、Ｅ１〜Ｅ５、Ｆ１〜Ｆ５、Ｇ１〜Ｇ５及びＨ１〜Ｈ５は、ポリウレタンフォーム層の硬さが１ｇｆ／ｍｍ又は６ｇｆ／ｍｍである。このことから、ポリウレタンフォーム層の硬さが１ｇｆ／ｍｍ以上６ｇｆ／ｍｍ以下であれば、その他の条件を満たすことで良好に画像を形成できることを確認できた。
【００７２】
さらに、全ての評価項目で合格基準を満たした実験例Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ５、Ｄ１〜Ｄ５、Ｅ１〜Ｅ５、Ｆ１〜Ｆ５、Ｇ１〜Ｇ５及びＨ１〜Ｈ５は、ポリウレタンフォーム層の密度が０．０３〜０．２ｇ／ｃｍ３である。このことから、ポリウレタンフォーム層の密度が０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であれば、その他の条件を満たすことで良好に画像を形成できることを確認できた。
【００７３】
加えて、全ての評価項目で合格基準を満たした実験例Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ５、Ｄ１〜Ｄ５、Ｅ１〜Ｅ５、Ｆ１〜Ｆ５、Ｇ１〜Ｇ５及びＨ１〜Ｈ５は、ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が１０２〜１０６Ωｃｍである。このことから、ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率は１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下であれば、その他の条件を満たすことで良好に画像を形成できることを確認できた。
【００７４】
【表３】
【００７５】
【表４】
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成と本発明に係る現像装置の断面を示す図。
【符号の説明】
【００７７】
１：画像形成装置、１２：感光体、１６：帯電ステーション、１８：露光ステーション、２０：現像ステーション、２２：転写ステーション、２４：クリーニングステーション、２６：帯電装置、２８：露光装置、３０：画像光、３２：通路、３４：現像装置、３６：転写装置、３８：シート、４０：クリーニング装置、４２：ハウジング、４４：開口部、４８：現像ローラ、５０：現像ギャップ、５２：供給ローラ、５４：芯金、５６：ポリウレタンフォーム層、６６：現像ローラと供給ローラとの接触部（ニップ部）、６８：トナー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、この画像形成装置に使用される現像装置、及びこの現像装置に使用されるトナー供給ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体を有し、現像装置から供給されるトナーにより静電潜像が顕像化することで、静電潜像担持体上にトナー像が形成される。静電潜像担持体上に形成されたトナー像は、直接または中間転写体を介して、用紙等の記録シートに転写される。トナー像が転写された記録シートは、定着装置により加熱および加圧され、これによりトナー像が記録シートに定着される。
【０００３】
現像装置は、静電潜像担持体に対向配置される現像ローラと、現像ローラとの間でトナーの供給と回収を行う供給ローラとを有する。現像ローラと供給ローラの回転方向は任意に設定できるが、現像ローラと供給ローラの接触部（ニップ部）においてそれらのローラが互いに反対方向（いわゆるカウンタ方向）に移動するように回転する場合、より多くのトナーを供給・回収できる。
【０００４】
供給ローラに関して、その表面層の材料としてポリウレタンフォームを使用する技術が提案されている（特許文献１）。かかる技術によれば、ポリウレタンフォームの優れた柔軟性により、供給ローラと現像ローラとのニップ部においてトナーが受けるストレスを軽減でき、トナーの劣化を抑制できる。
【０００５】
一方、近年、画像形成プロセスの高速化、及び環境問題への配慮の観点から、定着温度（定着装置の加熱温度）の低減が一層求められている。定着温度の低減を図るためには、低温での定着が可能なトナー（低温定着トナー）を使用する必要がある。
【０００６】
ところが、画像形成プロセスの高速化を図る場合、現像ローラと供給ローラを高速で回転させる必要があるため、現像ローラと供給ローラとの間に作用する大きな摩擦力により、現像ローラと供給ローラとのニップ部において発熱するとともに、トナー及び現像ローラに加わるストレスが増大する。そのため、高速プロセスの画像形成装置に低温定着トナーを使用すると、トナーの溶融、トナーの劣化に起因するかぶり（用紙の非画像部分にトナーが付着する現象）、現像ローラの摩耗、及び現像ローラのフィルミング（ローラ表面に被膜が発生する現象）が生じることがある。
【０００７】
このような問題を解消するため、現像ローラと供給ローラを、それらのニップ部において互いに同一方向（いわゆるウィズ方向）に移動するように回転させ、これにより、現像ローラと供給ローラとの間に作用する摩擦力を低減させることが考えられる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１４５９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、現像ローラと供給ローラの回転方向をウィズ方向に設定すると、供給ローラにより現像ローラ上のトナーを掻き取る力が小さくなり、供給ローラによるトナー回収量が不足することがある。そのため、メモリ画像（供給ローラにより回収できなかったトナーが現像ローラ上に残留することに起因して表れる画像）、または現像ローラのフィルミングが生じることがある。
【００１０】
そこで、本発明は、現像ローラと供給ローラとのニップ部における発熱、及びトナーと現像ローラに加わるストレスを抑制しつつ、メモリ画像および現像ローラのフィルミングの発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係るトナー供給ローラは、
静電潜像担持体の外周面に対向配置され、上記静電潜像担持体の外周面に形成された静電潜像にトナーを付着させて上記静電潜像を可視像化する現像ローラと、
該現像ローラの外周面に接触しながら回転駆動され、上記接触部において上記現像ローラとの間でトナーの供給と回収を行うトナー供給ローラとを備え、
上記現像ローラと上記トナー供給ローラとが、それらの接触部において同一方向に移動するように回転するように配置された現像装置に用いられるトナー供給ローラであって、
芯金と、該芯金の外周面を覆うポリウレタンフォーム層とを有し、
上記ポリウレタンフォーム層は、１インチ当たりのセル数が３０個以上８０個以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層のセルの壁面の開口率が３％以上５０％以下であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る現像装置は、上記のトナー供給ローラを備えていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係る画像形成装置は、上記の現像装置を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トナー供給ローラのポリウレタンフォーム層のセル数が、３０個／inch以上であるため、供給ローラと現像ローラとのニップ部においてトナーに多数のセルを接触させることができる。また、ポリウレタンフォーム層のセル数は８０個／inch以下であり、各セルがある程度の大きさを有するため、セルにトナーが詰まり難い。さらに、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率が３％以上５０％以下とされており、これにより、ポリウレタンフォーム層の構造が、独立気泡構造に近い連続気泡構造となる。そのため、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも多くのトナーを内部に取り込むことができるとともに、一般的な連続気泡構造と比較すると内部でのトナーの凝集が生じ難い。そのため、現像ローラと供給ローラを所謂ウィズ方向に回転させても、供給ローラのトナーの回収性能を十分に確保でき、そのトナー回収性能を長期に亘って良好に維持できる。したがって、現像ローラと供給ローラをウィズ方向に回転させることで、現像ローラと供給ローラとのニップ部における発熱、及びトナーと現像ローラに加わるストレスを抑制しつつ、ポリウレタンフォーム層の上記物性により供給ローラのトナー回収性能を向上させることで、メモリ画像および現像ローラのフィルミングの発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下の説明では、特定の方向を意味する用語（例えば、「上」、「下」、「左」、「右」、およびそれらを含む他の用語、「時計回り方向」、「反時計回り方向」）を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明は限定的に解釈されるべきものでない。
【００１６】
〔１．画像形成装置〕
図１は、本発明に係る電子写真式画像形成装置の画像形成に関連する部分を示す。画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた複合機のいずれであってもよい。画像形成装置１は、静電潜像坦持体である感光体１２を有する。実施形態において、感光体１２は円筒体で構成されているが、本発明はそのような形態に限定されるものでなく、代わりに無端ベルト式の感光体も使用可能である。感光体１２は、図示しないモータに駆動連結されており、モータの駆動に基づいて矢印１４方向に回転するようにしてある。感光体１２の周囲には、感光体１２の回転方向に沿って、帯電ステーション１６、露光ステーション１８、現像ステーション２０、転写ステーション２２、およびクリーニングステーション２４が配置されている。
【００１７】
帯電ステーション１６は、感光体１２の外周面である感光体層を所定の電位に帯電する帯電装置２６を備えている。実施形態では、帯電装置２６は円筒形状のローラとして表されているが、これに代えて他の形態の帯電装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式帯電装置、ワイヤ放電式帯電装置）も使用できる。露光ステーション１８は、感光体１２の近傍又は感光体１２から離れた場所に配置された露光装置２８から出射された画像光３０が、帯電された感光体１２の外周面に向けて進行するための通路３２を有する。露光ステーション１８を通過した感光体１２の外周面には、画像光が投射されて電位の減衰した部分とほぼ帯電電位を維持する部分からなる、静電潜像が形成される。実施形態では、電位の減衰した部分が静電潜像画像部、ほぼ帯電電位を維持する部分が静電潜像非画像部である。現像ステーション２０は、粉体現像剤を用いて静電潜像を可視像化する現像装置３４を有する。現像装置３４の詳細な構成は後に説明する。転写ステーション２２は、感光体１２の外周面に形成された可視像を紙やフィルムなどのシート３８に転写する転写装置３６を有する。実施形態では、転写装置３６は円筒形状のローラとして表されているが、他の形態の転写装置（例えば、ワイヤ放電式転写装置）も使用できる。クリーニングステーション２４は、転写ステーション２２でシート３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残留する未転写トナーを感光体１２の外周面から回収するクリーニング装置４０を有する。実施形態では、クリーニング装置４０は板状のブレードとして示されているが、代わりに他の形態のクリーニング装置（例えば、回転型又は固定型のブラシ式クリーニング装置）も使用できる。
【００１８】
このような構成を備えた画像形成装置１の画像形成時、感光体１２はモータ（図示せず）の駆動に基づいて時計周り方向に回転する。このとき、帯電ステーション１６を通過する感光体外周部分は、帯電装置２６で所定の電位に帯電される。帯電された感光体外周部分は、露光ステーション１８で画像光３０が露光されて静電潜像が形成される。静電潜像は、感光体１２の回転と共に現像ステーション２０に搬送され、そこで現像装置３４によって現像剤像として可視像化される。可視像化された現像剤像は、感光体１２の回転と共に転写ステーション２２に搬送され、そこで転写装置３６によりシート３８に転写される。現像剤像が転写されたシート３８は図示しない定着ステーションに搬送され、そこでシート３８に現像剤像が固定される。転写ステーション２２を通過した感光体外周部分はクリーニングステーション２４に搬送され、そこでシート３８に転写されることなく感光体１２の外周面に残存する現像剤が回収される。
【００１９】
〔２．現像装置〕
現像装置３４は、現像剤と以下に説明する種々の部材を収容するハウジング４２を備えている。図面を簡略化することで発明の理解を容易にするため、ハウジング４２の一部は削除してある。
【００２０】
ハウジング４２は感光体１２に向けて開放された開口部４４を備えており、この開口部４４の近傍に形成された空間４６に現像ローラ４８が設けてある。現像ローラ４８は、所定の現像ギャップ５０を介して、感光体１２の外周面に対向配置されている。現像ローラ４８は、感光体１２と平行に配置されている。現像ローラ４８は、図示しないモータに駆動連結され、モータの駆動に基づいて矢印７８方向に回転するようにしてある。画像形成プロセスの高速化の観点から、現像ローラ４８の周速度は、３００ｍｍ／ｓ以上６００ｍｍ／ｓ以下に設定することが好ましい。現像ローラ４８には、感光体１２と現像ローラ４８との間に所定の電界を形成するための図示しない電源が接続されている。
【００２１】
現像ローラ４８としては、例えば金属ローラが用いられ、この場合、金属ローラの表面を酸化処理することが好ましい。ただし、金属ローラ４８の素材としては、金属以外の素材を使用することもでき、例えば、導電性を有する弾性素材を用いてもよい。現像ローラ４８に使用される具体的な弾性素材としては、ゴム又はポリウレタンフォーム等が挙げられ、カーボン、金属粉又はイオン導電性材料等を弾性素材に含有させることで、現像ローラ４８に導電性が付与される。現像ローラ４８の素材として弾性素材を使用する場合、ローラの表面に、フッ素等の離型性に優れた樹脂からなるコート層を設けるようにしてもよい。また、弾性素材からなる現像ローラ４８の表面には、樹脂ビーズ又は無機粉体を分散させることなどにより、トナー層厚を制御するための凹凸を設けるようにしてもよい。
【００２２】
現像ローラ４８の背後には、供給ローラ５２が、現像ローラ４８の外周面に接触して配置されている。供給ローラ５２は、芯金５４と、芯金５４の外周面を覆うポリウレタンフォーム層５６とを有する。ポリウレタンフォーム層５６の具体的な構成については、後に詳述する。
【００２３】
供給ローラ５２は、現像ローラ４８と平行に、且つ、回転可能に配置されている。供給ローラ５２は、図示しないモータに駆動連結され、モータの駆動に基づいて矢印８０方向に回転するようにしてある。これにより、供給ローラ５２と現像ローラ４８は、それらの接触部（ニップ部）６６において同一方向に移動するように回転する。供給ローラ５２の周速度は、現像ローラ４８の周速度に応じて決定される。具体的に、現像ローラ４８の周速度ＶＤに対する供給ローラ５２の周速度ＶＳの比率Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）は、例えば０．５以上３．０以下となるように設定される。なお、供給ローラ５２にモータを駆動連結せず、供給ローラ５２を現像ローラ４８に従動させてもよい。この場合、周速比Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）は１．０となる。
【００２４】
供給ローラ５２は、その周方向において供給ローラ５２と現像ローラ４８との接触ニップ幅が３ｍｍ以上６ｍｍ以下となるように配置することが好ましい。接触ニップ幅を３ｍｍ以上とすることで、供給ローラ５２による現像ローラ４８上のトナー６８の掻き取り力を十分に確保できる。また、接触ニップ幅を６ｍｍ以下とすることで、供給ローラ５２と現像ローラ４８とのニップ部６６における発熱とトナー６８のストレスを抑制できる。
【００２５】
現像ローラ４８へのポリウレタンフォーム層５６の食い込み量は、ポリウレタンフォーム層５６の厚みの５％以上４０％以下とすることが好ましい。
【００２６】
なお、供給ローラ５２には、現像ローラ４８と供給ローラ５２との間に電界を形成するための図示しない電源を接続するようにしてもよい。
【００２７】
現像ローラ４８の回転方向における供給ローラ５２とのニップ部６６よりも下流側において、現像ローラ４８の外周面に規制部材６０が接触して配置されている。ただし、規制部材６０は、現像ローラ４８の外周面に対して僅かな隙間を空けて近接して配置するようにしてもよい。規制部材６０は、現像ローラ４８と供給ローラ５２とのニップ部６６よりも低い位置に配置されており、下方向に位置する規制部入口にトナーが重力により効率的に侵入しやすくなり、供給不良などの問題が生じにくいという効果が得られる。現像ローラ４８と規制部材６０とのニップ部を通過する現像ローラ４８上のトナー６８は、規制部材６０との摩擦接触により帯電されるとともに、トナー６８の層厚が規制される。現像ローラ４８の回転方向における供給ローラ５２とのニップ部６６よりも上流側において、現像ローラ４８の外周面に除電部材６２が接触して配置されている。現像ローラ４８と除電部材６２とのニップ部を通過する現像ローラ４８上のトナー６８は、除電部材６２に接触することで除電される。
【００２８】
空間４６の背後には、トナーを貯蔵するトナー貯蔵部５０が配置されている。トナー貯蔵部５０には撹拌部材６４が矢印８２の方向に回転可能に設けられている。撹拌部材６４が回転すると、トナー貯蔵部５０に貯蔵されたトナーは、撹拌されながら空間４６へ適宜補給される。
【００２９】
現像装置３４には、１成分現像剤が使用される。現像剤を構成するトナー６８としては、低温で定着可能なもの（低温定着トナー）を使用することが好ましく、これにより、定着温度を低減できる。そのため、定着装置の加熱に要する時間を短縮でき、画像形成プロセスの高速化に貢献できる。また、トナー６８としては、内部材料と該内部材料を覆う外殻とからなるカプセル構造のものを使用することが好ましい。この場合、内部材料には、低温での定着が容易となるように低い融点とガラス転移点を有する材料が使用され、外殻には、保管時または流通時の耐熱性が向上するように内部材料よりも高い融点とガラス転移点を有する材料が使用される。また、この場合、トナー６８について示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移時の吸熱ピークが、第１のピーク（内部材料のガラス転移点）と第２のピーク（外殻のガラス転移点）とを有する。第１のピークは１０℃以上３０℃以下であることが好ましく、第２のピークは５０℃以上６５℃以下であることが好ましい。また、トナー６８についてフローテスターにより測定される軟化点は７０℃以上１１０℃以下であることが好ましい。さらにこの場合、内部材料には、従来の粉砕トナーよりも多量の離型剤を含ませることが好ましい。
【００３０】
このように構成された現像装置３４の動作を説明する。画像形成時、図示しないモータの駆動に基づいて、現像ローラ４８と供給ローラ５２はそれぞれ矢印７８，８０方向に回転する。供給ローラ５２に担持されたトナー６８は、供給ローラ５２の回転により現像ローラ４８とのニップ部６６に搬送され、このニップ部６６において現像ローラ４８と供給ローラ５２との摩擦接触により帯電されながら現像ローラ４８へ供給される。供給ローラ５２から供給された現像ローラ４８上のトナー６８は、現像ローラ４８の回転により、規制部材６０とのニップ部に搬送されると、規制部材６０により摩擦帯電されるとともに層厚が規制される。さらに、現像ローラ４８の回転により、感光体１２の対向部に搬送された現像ローラ４８上のトナー６８は、現像ローラ４８と感光体１２との間に形成された電界の作用により、感光体１２の外周面の静電潜像部分に移動し、これによって静電潜像が顕像化される。感光体１２との対向部を通過した後に現像ローラ４８の外周面に残留したトナー６８は、現像ローラ４８の回転により除電部材６２とのニップ部に搬送されて、除電部材６２により除電された後、再び供給ローラ５２とのニップ部６６に搬送される。供給ローラ５２とのニップ部６６に搬送された現像ローラ４８上のトナーは、供給ローラ５２により機械的に現像ローラ４８の外周面から掻き取られる。
【００３１】
〔３．供給ローラのポリウレタンフォーム層〕
ポリウレタンフォーム層５６のセルの壁面の開口率は、３％以上５０％以下とされている。かかる開口率は、公知のメカニカルフロス法等で製造される一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームの開口率（１％程度）よりも高く、公知の化学的発泡法等で製造される一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームの開口率（６０％程度）よりも低い。すなわち、ポリウレタンフォーム層５６は、独立気泡構造に近い連続気泡構造を有する。そのため、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも多くのトナーを内部に取り込むことができるとともに、一般的な連続気泡構造と比較すると内部でのトナーの凝集が生じ難い。したがって、供給ローラ５２のトナーの回収性能を十分に確保でき、そのトナー回収性能を長期に亘って良好に維持できる。
【００３２】
その上、ポリウレタンフォーム層５６は、その１インチ当たりのセル数が３０個以上８０個以下とされている。このセル数は、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームのセル数（１００個／inch程度）よりも少なく、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームのセル数（２５個／inch）程度よりも多い。すなわち、ポリウレタンフォーム層５６は、供給ローラと現像ローラとのニップ部６６において、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォームよりも多数のセルをトナーに接触させることができる。また、ポリウレタンフォーム層５６の各セルが、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォームよりは大きいため、各セルにトナーが詰まり難い。
【００３３】
また、ポリウレタンフォーム層５６は、一般的な連続気泡構造のものと同程度に低い硬度を有する。本明細書において、ポリウレタンフォーム層５６の硬度は、ポリウレタンフォーム層５６が、その厚さの表面側３０％分の深さまで（ポリウレタンフォーム層５６の厚みが元の７０％になるまで）所定の押し当て面に押し込まれたときに該押し当て面が受ける単位長さ当たりの荷重の大きさで表す。具体的に、ポリウレタンフォーム層５６の硬度は、１ｇｆ／ｍｍ以上６ｇｆ／ｍｍ以下であることが好ましい。この硬度は、ポリウレタンフォーム層が一般的な独立気泡構造を有する場合の硬度（８．５ｇｆ／ｍｍ程度）よりも小さく、ポリウレタンフォーム層が一般的な連続気泡構造を有する場合の硬度（０．８ｇｆ／ｍｍ程度）に近似する。すなわち、ポリウレタンフォーム層５６は、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層と同程度の柔軟性を有するため、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層と比較して、現像ローラ４８と供給ローラ５２とのニップ部６６におけるトナー６８のストレスを軽減でき、トナー６８の劣化を抑制できる。
【００３４】
さらに、ポリウレタンフォーム層５６のセルの径の平均値は、１００μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。このセルの径の平均値は、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層のセル径（７００μｍ程度）よりも小さく、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層のセル径（８０μｍ程度）よりも大きい。すなわち、ポリウレタンフォーム層５６は、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも微細なセルを有するため、一般的な連続気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも優れたトナー掻き取り性能を有する。
【００３５】
さらにまた、ポリウレタンフォーム層５６は、一般的な独立気泡構造のポリウレタンフォーム層よりも低密度である。具体的に、ポリウレタンフォーム層５６の密度は０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。これにより、ポリウレタンフォーム層５６の柔軟性を十分に確保して、供給ローラ５２と現像ローラ４８とのニップ部６６におけるトナー６８のストレスを抑制できる。
【００３６】
ポリウレタンフォーム層５６の体積抵抗率は１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下であることが好ましい。これにより、ポリウレタンフォーム層５６が適度な導電性を備え、供給ローラ５２と現像ローラ４８との間に適正な電界を形成できる。
【００３７】
〔４．ポリウレタンフォームの製造方法〕
以上の構成からなるポリウレタンフォーム層５６に関して、その材料であるポリウレタンフォームの製造方法について説明する。
【００３８】
本発明に使用されるポリウレタンフォームは、公知のメカニカルフロス法と公知の化学的発泡法とを組み合わせた方法で製造される。
【００３９】
メカニカルフロス法と化学的発泡法は、ポリオールとイソシアネートとを混合して発泡を行う点では共通している。ところが、メカニカルフロス法では、原料として発泡剤を使用せず、不活性ガス等の気泡形成用の気体を混入することにより物理的な発泡を行うのに対して、化学的発泡法では、原料として発泡剤を使用し、イソシアネートと発泡剤との化学反応により化学的な発泡を行う点で相違する。メカニカルフロス法を採用する場合、均質な独立気泡構造のポリウレタンフォームを製造できるが、低密度である連続気泡構造のポリウレタンフォームを製造することが困難である。一方、化学的発泡法を採用する場合、低密度である連続気泡構造のポリウレタンフォームを容易に製造できるが、均質な独立気泡構造のポリウレタンフォームを製造することが困難である。
【００４０】
これらの従来の製造方法に対して、本発明に使用するポリウレタンフォームの製造方法では、メカニカルフロス法で使用されるポリオール、イソシアネート及び気泡形成用の気体に加えて、化学的発泡法で使用される発泡剤が原料として使用され、これにより、気泡形成用の気体の混入による物理的発泡と、イソシアネートと発泡剤の化学反応に伴う化学的発泡とが組み合わされることとなる。そのため、物理的発泡により形成された均質なセル同士が、化学的発泡により繋ぎ合わされ、均質で且つ低密度のポリウレタンフォーム、すなわち、独立気泡構造に近い連続気泡構造のポリウレタンフォームを製造できる。以下、具体的な製造方法について説明する。
【００４１】
本発明に使用されるポリウレタンフォームは、最初から順に原料調整工程、混合工程、加熱工程を経て製造される。
【００４２】
原料調整工程では、ポリウレタンフォームの製造に使用される各原料が調整される。原料としては、ポリオール、イソシアネート、不活性ガス等の気泡形成用の気体、発泡剤、および触媒等の副原料が使用される。
【００４３】
ポリオールとしては、例えば、活性水素基を有する公知のポリオールが単独で又は２種類以上が併せて使用される。具体的に、使用されるポリオールとしては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール又はポリジエン系ポリオール等が挙げられる。イソシアネートとしては、例えば、トルエンジフェニルジイソシアネート（ＴＤＩ）、ＴＤＩプレポリマー、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、クルードＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ、ウレトジオン変性ＭＤＩ又はカルボジイミド変性ＭＤＩ等の公知の芳香族系、脂肪族系または脂環族系等の各種ポリイソシアネートが使用される。気泡形成用の気体としては、例えば窒素が使用される。発泡剤としては、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる原料が用いられ、具体的には水等が使用される。発泡剤は、混合工程の前に予めポリオールに混合される。触媒としては、例えば、アミン系触媒と有機酸塩系触媒が使用される。アミン系触媒は、主として迅速な化学的発泡を促すために使用され、有機酸塩系触媒は、主としてポリウレタンフォームの骨格を硬化させるために使用される。有機酸塩系触媒としては、所要の加熱によって触媒効果を発揮する感熱性触媒を使用することが好ましい。これにより、ポリウレタンフォームの骨格の硬化を、アミン系触媒が担う化学的発泡よりも遅らせることができ、化学的発泡を確実に起こすことができる。
【００４４】
ポリウレタンフォームの硬度を決定する要因として、例えば、ポリオールの種類とイソシアネートインデックスが挙げられる。なお、本明細書において、イソシアネートインデックスとは、発泡剤の水酸基とポリオールの水酸基の合計モル数Ｍに対する、イソシアネートのイソシアネート基のモル数Ｎの比率Ｎ／Ｍの百分率を指す。ポリウレタンフォームを上述した所望の硬度となるように形成するためには、ポリオールとして、例えば、分子量が１０００〜６０００で且つ官能基数が２〜５であるポリエーテルポリオール又はポリエステルポリオールが好適に使用され、イソシアネートインデックスは９０〜１１０に調整することが好ましい。
【００４５】
発泡剤として水を使用する場合、各原料を混合したときに、水とイソシアネートとの化学反応により二酸化炭素が発生し、これにより気泡（セル）が形成される。微細なセルを有し且つ低密度のポリウレタンフォームを形成するためには、水とイソシアネートとの化学反応により発生する二酸化炭素を、気泡形成用の気体により物理的に生じる気泡（セル）の内部に入り込ませる必要がある。かかる目的を達成するためには、水の混合量を、ポリオール１００質量部に対して０．３〜１．５質量部に調整することが好ましい。
【００４６】
混合工程では、水等の発泡剤が混合されたポリオール、イソシアネート、気泡形成用の気体、および触媒等が混合される。これにより先ず、物理的な発泡が生じ、気泡形成用の気体を核とする均質な気泡（セル）が形成される。その後、ポリオールに含まれる発泡剤とイソシアネートとが化学反応を起こすことで、二酸化炭素等の気体が発生し、この気体が、物理的発泡により形成されたセルに入り込んで、全体的にセルの径が大きくなり、セル同士が繋げられる。これにより、均質でありながら、大きな径を有するセルが形成される。
【００４７】
加熱工程では、混合原料に所要の加熱を行うことで、樹脂化反応を促進させ、ポリウレタンフォームの骨格を硬化させる。加熱工程における加熱温度および加熱時間は、公知のメカニカルフロス法に準じ、ポリウレタンフォームの原料に応じて適宜決定される。
【００４８】
以上に説明した製造方法によれば、メカニカルフロス法で製造されるポリウレタンフォームに比べて、セル壁面の開口率が高いポリウレタンフォームが形成される。そのため、導電性物質等を含有する溶液にポリウレタンフォームを含浸させるとき、ポリウレタンフォームに溶液が浸透しやすいことから、導電性等の機能を容易に付与できる。
【００４９】
このようにして製造されたポリウレタンフォームを、所望の形状に加工し、芯金に固定することで、トナー供給ローラ５２が製造される。なお、必要に応じて、ポリウレタンフォームに芯金を固定する前に、導電性物質等を含有する溶液へポリウレタンフォームを含浸させる工程と、溶液へ含浸させた後のポリウレタンフォームを乾燥させる工程を設けてもよい。
【００５０】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明において、ポリウレタンフォーム層の製造方法は、必ずしも上述の実施形態に限られず、別の方法でポリウレタンフォーム層を製造することを妨げないものとする。
【実施例】
【００５１】
（試験１）
高速プロセスの画像形成装置に低温定着トナーを使用する場合、現像装置の内部でトナーの凝集と溶融を防止するのに好適なプロセス条件を確認する試験を行った。具体的に、プロセス条件として、現像ローラの周速度ＶＤに対する供給ローラの周速度ＶＳの比率Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）と、現像ローラへの供給ローラの接触圧の好適な大きさを確認した。
【００５２】
画像形成装置としては、コニカミノルタ社製のＭａｇｉｃｏｌｏｒ５５７０の画像形成装置を使用し、この画像形成装置に搭載される現像装置としては、コニカミノルタ社製のＭａｇｉｃｏｌｏｒ５５７０の現像装置を適宜改造したものを使用した。低温定着トナーとしては、上述したようなカプセル構造を有するトナーａとトナーｂを使用した。トナーａは、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移時の第１の吸熱ピーク（内部材料のガラス転移点）が１０℃であり、第２の吸熱ピーク（外殻のガラス転移点）が５０℃であり、フローテスターにより測定される軟化点は７０℃である。トナーｂは、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移時の第１の吸熱ピーク（内部材料のガラス転移点）が３０℃であり、第２の吸熱ピーク（外殻のガラス転移点）が６５℃であり、フローテスターにより測定される軟化点は１１０℃である。供給ローラの材料には、１インチ当たりのセル数が３５個、セル壁面の開口率が５５％であり、ローラの硬度が６．５ｇｆ／ｍｍであるポリウレタンフォームを使用した。
【００５３】
表１に示すように、現像ローラの周速度を６００ｍｍ／ｓに設定し、トナーａを使用する場合に関して、周速比Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）と供給ローラの回転方向を異ならせた実験例１−１〜実験例１−８を設定した。同様に、現像ローラの周速度を４５０ｍｍ／ｓに設定し、トナーａを使用する場合に関して、実験例２−１〜実験例２−８を設定した。さらに同様に、現像ローラの周速度を３００ｍｍ／ｓに設定し、トナーｂを使用する場合に関して、実験例３−１〜実験例３−８を設定した。周速比Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）は、供給ローラの周速度を変化させることで調整した。なお、表１の回転方向の欄における「従動」との記載は、供給ローラが現像ローラに従動回転することを意味し、「従動」と「ウィズ」は同一の回転方向を示す。
【表１】
【００５４】
各実験例についてトナーの溶融防止性能を評価するため、実験例ごとに、発熱が生じやすい高温高湿環境下（雰囲気温度３０℃、相対湿度８５％）において上記の画像形成装置を使用して白紙画像を１０万枚連続プリントし、連続プリント終了後、現像装置内部のトナーの溶融の有無と、供給ローラの表面の破損の有無を目視により観察した。また、各実験例について供給ローラのトナー回収性能を評価するため、実験例ごとに、メモリ不良が生じやすい低温低湿環境下（雰囲気温度１０℃、相対湿度１５％）において上記の画像形成装置を使用して白紙画像を１０万枚連続プリントし、連続プリント中１万枚毎に、かぶりの発生の有無を確認するとともに、メモリ画像確認用の画像をプリントしてメモリ画像の発生の有無を確認した。また、この連続プリントにおける現像ローラの汚染（フィルミング）の有無を目視により確認した。かぶり及びメモリ画像に関する評価は、連続プリントの初期から発生したものを「×」、１万枚プリント終了時点で発生したものを「△」、５万枚プリント終了時点で発生したものを「○」、５万枚以上のプリントでも発生しなかったものを「◎」で表し、現像ローラの汚染に関する評価は、１万枚プリントまでに現像ローラのフィルミングが発生したものを「×」、３万枚プリントまでに発生したものを「△」、５万枚プリントまでに発生したものと「○」、５万枚以上のプリントでも発生しなかったものを「◎」で表した（表１参照）。これらの評価において、「○」および「◎」を合格基準とする。
【００５５】
表１に示すトナーの溶融に関する評価結果より、実験例１−６〜実験例１−８、実験例２−６〜実験例２−８及び実験例３−６〜実験例３−８で、トナーの溶融に起因する供給ローラの破損が発生した。これは、現像ローラと供給ローラとのニップ部の発熱が大きな要因であると考えられる。トナーの溶融に起因する供給ローラの破損が発生した実験例では、供給ローラが現像ローラに対して所謂カウンタ方向に回転するように設定され、その他の実験例では、供給ローラが現像ローラに対して所謂ウィズ方向に回転するように設定されている。このことから、現像ローラの周速度を高速（３００〜６００ｍｍ／ｓ）に設定したときに低温定着トナーを使用する場合、現像装置内部のトナーの溶融と、これに起因する供給ローラの破損を防止するためには、供給ローラが現像ローラに対してウィズ方向に回転するように設定することが好ましいことを確認できた。しかし、供給ローラが現像ローラに対してウィズ方向に回転するように設定した実験例１−１〜１−５、実験例２−１〜２−５及び実験例３−１〜３−５では、メモリ画像が発生し、現像ローラの汚染が、画質上問題があるレベルであった。メモリ画像は、現像ローラ上の残留トナーが供給ローラにより十分に回収されずに次の現像時まで現像ローラ上に残留するために生じる。一方、現像ローラの汚染は、供給ローラにより回収されずに現像ローラ上に残留したままのトナーが繰り返しストレスを受けることで、トナーの外添剤等が現像ローラの外周面に付着して生じるものと考えられる。この結果より、高速プロセスの画像形成装置に低温定着トナーを使用し、現像ローラと供給ローラを所謂ウィズ方向に回転させる場合であっても、十分なトナー回収性能を発揮する供給ローラの開発が必要であることが分かった。
【００５６】
（試験２）
高速プロセスの画像形成装置を使用し、供給ローラが現像ローラに対して所謂ウィズ方向に回転するように設定し、低温定着トナーを使用する場合において、供給ローラのポリウレタンフォーム層の好適な物性を確認する試験を行った。具体的に、ポリウレタンフォーム層の物性として、セル数、セル壁面の開口率、硬さ、密度、及び体積抵抗率の好適な値を確認した。
【００５７】
画像形成装置としては、コニカミノルタ社製のＭａｇｉｃｏｌｏｒ５５７０の画像形成装置を使用し、この画像形成装置に搭載される現像装置としては、コニカミノルタ社製のＭａｇｉｃｏｌｏｒ５５７０の現像装置を適宜改造したものを使用した。
【００５８】
現像装置に取り付ける供給ローラのポリウレタンフォーム層としては、表２に示す材料Ａ〜材料Ｌのいずれかの材料からなるものを使用した。これら材料Ａ〜材料Ｌは、原料としてポリオール、イソシアネート、アミン系触媒、有機酸塩系触媒、水（発泡剤）および整泡剤を使用して、上述の実施形態で説明した方法により製造した。具体的に、ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール（商品名 アクトコールＥＤ−３７Ｂ（数平均分子量３０００）；三井武田化学製）を使用した。イソシアネートしては、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）（商品名 ミリオネート ＭＴＬ−Ｓ；日本ポリウレタン製）を使用した。アミン系触媒としては、花王製のカオライザー Ｎｏ．２３ＮＰを使用した。有機酸塩系触媒としては、ＰＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ製のＥＰ７３６６０Ａを使用した。整泡剤としては、直鎖ジメチルポリシロキサン（商品名 Ｎｉａｘｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｌ５６１４；ＧＥＳｉｌｉｃｏｎｅｓ製）を使用した。各原料の使用量は、表２に示す通りである。
【００５９】
【表２】
【００６０】
材料Ａ〜材料Ｌの物性値の測定方法について説明する。セル数に関しては、供給ローラの表面（軸方向３箇所×周方向８箇所）を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、観察箇所毎に１インチ当たりのセルの個数を計測し、それらの平均値を算出した。セル壁面の開口率に関しては、供給ローラの外周面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により１００倍の倍率で観察し、観察した表面のセルの壁面について開口の面積Ｓ１と全体の面積Ｓを算出して、開口率（Ｓ１／Ｓ×１００）を求めた。硬さに関しては、直径５５ｍｍのアルミニウム製の円板をポリウレタンフォーム層に押し込み、ポリウレタンフォーム層の厚みが元の７０％になったときの単位長さ当たりの押し込み軸方向の反発力を計測し、この計測値（ｇｆ／ｍｍ）を硬さとした。密度については、供給ローラの重量から芯金の重量を減算することでポリウレタンフォーム層の重量を求め、寸法に基づきポリウレタンフォーム層の体積を求めて、それらの重量と体積より密度を算出した。体積抵抗率は、ＪＩＳ法Ｋ６９１１に準拠した測定プローブを用い、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製高抵抗計Ｒ８３４０にて１００Ｖを印加して得た測定値を、供給ローラの厚みで正規化することにより求めた。
【００６１】
使用するポリウレタンフォームの材料ごとに、プロセス条件が異なる複数の実験例を設定した。具体的には、材料Ａを使用する実験例Ａ１〜Ａ５、材料Ｂを使用する実験例Ｂ１〜Ｂ５、材料Ｃを使用する実験例Ｃ１〜Ｃ５、材料Ｄを使用する実験例Ｄ１〜Ｄ５、材料Ｅを使用する実験例Ｅ１〜Ｅ５、材料Ｆを使用する実験例Ｆ１〜Ｆ５、材料Ｇを使用する実験例Ｇ１〜Ｇ５、材料Ｈを使用する実験例Ｈ１〜Ｈ５、材料Ｉを使用する実験例Ｉ１〜Ｉ５、材料Ｊを使用する実験例Ｊ１〜Ｊ５、材料Ｋを使用する実験例Ｋ１〜Ｋ５及び材料Ｌを使用する実験例Ｌ１〜Ｌ５を設定した。全ての実験例において、供給ローラの回転方向を現像ローラに対して所謂ウィズ方向に設定した。各実験例について、現像ローラの周速度ＶＤに対する供給ローラの周速度ＶＳの比率Ｒ（ＶＳ／ＶＤ）、供給ローラと現像ローラとの接触ニップ幅、現像ローラへの供給ローラの食い込み量、現像ローラの周速度、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移時の第１の吸熱ピーク（内部材料のガラス転移点）と第２の吸熱ピーク（外殻のガラス転移点）、及びトナーの軟化点を、表３と表４に示すように設定した。
【００６２】
試験１と同様、実験例ごとに、上記の画像形成装置を使用して白紙画像を１０万枚連続プリントし、１万枚毎に、メモリ画像確認用の画像をプリントした。また、トナーの溶融、かぶり、メモリ画像および現像ローラの汚染に関する評価を、試験１と同様に行った。
【００６３】
表３及び表４に示す試験結果について検討する。
【００６４】
全ての実験例について、トナーの溶融が発生せず、かぶりの評価も良好であった。これは、供給ローラが現像ローラに対してウィズ方向に回転するように設定したことにより、現像ローラと供給ローラとの間に作用する摩擦力が小さくなり、それらのローラのニップ部における発熱とトナーのストレスが抑制されたためであると考えられる。
【００６５】
材料Ａを使用した実験例Ａ１〜Ａ５、材料Ｂを使用した実験例Ｂ１〜Ｂ５、材料Ｃを使用した実験例Ｃ１〜Ｃ５、材料Ｄを使用した実験例Ｄ１〜Ｄ５、材料Ｅを使用した実験例Ｅ１〜Ｅ５、材料Ｆを使用した実験例Ｆ１〜Ｆ５、材料Ｇを使用した実験例Ｇ１〜Ｇ５、及び材料Ｈを使用した実験例Ｈ１〜Ｈ５については、メモリ及び現像ローラの汚染の評価がいずれも合格基準を満たしている。
【００６６】
これに対して、材料Ｉを使用した実験例Ｉ１〜Ｉ５、材料Ｊを使用した実験例Ｊ１〜Ｊ５、材料Ｋを使用した実験例Ｋ１〜Ｋ５、及び材料Ｌを使用した実験例Ｌ１〜Ｌ５については、いずれも現像ローラの汚染の評価が悪く、メモリの評価も実験例Ｊ３以外は悪かった。
【００６７】
実験例Ｉ１〜Ｉ５でメモリ及び現像ローラの汚染の評価が悪い理由は、材料Ｉのセル数（２７個／inch）が他の材料のセル数（３０〜９０個／inch）よりも少ないことから、現像ローラに接触するポリウレタンフォーム層のセル数が少なく、現像ローラ上のトナーを供給ローラにより十分に掻き取れないためであると考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル数は３０個／inch以上であることが好ましいことが分かった。
【００６８】
実験例Ｊ１〜Ｊ５で現像ローラの汚染の評価が悪く、実験例Ｊ１，Ｊ２，Ｊ４及びＪ５でメモリの評価が悪い理由は、材料Ｊのセル数（９０個／inch）が他の材料のセル数（２７〜８０個／inch）よりも多いことから、供給ローラ表面の細かすぎるセルがトナーにより埋め尽くされてしまい、供給ローラ表面のセル内でトナーが凝集して、供給ローラのトナー掻き取り力が低下するためだと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル数は８０個／inch以下であることが好ましいことが分かった。したがって、ポリウレタンフォーム層のセル数は３０個／inch以上８０個／inch以下であることが好ましい。なお、実験例Ｊ３でメモリの評価が良好であった理由は、実験例Ｊ３の周速比Ｒ（３．０）が、実験例Ｊ１，Ｊ２，Ｊ４及びＪ５の周速比Ｒ（０．５〜２．０）よりも高く、これにより供給ローラのトナー掻き取り力が大きくなったためだと考えられる。
【００６９】
実験例Ｋ１〜Ｋ５でメモリ及び現像ローラの汚染の評価が悪い理由は、材料Ｋのセル壁面の開口率（５８％）が、他の材料のセル壁面の開口率（１〜５０％）よりも高いことから、ポリウレタンフォーム層の内部に入り込んだトナーが徐々に凝集し、供給ローラのトナー掻き取り力が低下するためだと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は、５０％以下であることが好ましいことが分かった。
【００７０】
実験例Ｌ１〜Ｌ５でメモリ及び現像ローラの汚染の評価が悪い理由は、材料Ｌのセル壁面の開口率（１％）が、他の材料のセル壁面の開口率（３〜５８％）よりも低く、材料Ｌがほぼ完全な独立気泡構造を有するためだと考えられる。具体的に説明すると、ポリウレタンフォーム層が独立気泡構造を有する場合、ポリウレタンフォーム層の内部にはトナーが入り込み難く、供給ローラに保持されるトナーは、ポリウレタンフォーム層の表面付近のセル内に満たされる。そのようにトナーで満たされたローラ表面のセルは、現像ローラ上のトナーを掻き取り難く、供給ローラのトナー回収性能が低くなるものと考えられる。このことから、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は３％以上であることが好ましいことが分かった。したがって、ポリウレタンフォーム層のセル壁面の開口率は、３％以上５０％以下であることが好ましい。
【００７１】
また、全ての評価項目で合格基準を満たした実験例Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ５、Ｄ１〜Ｄ５、Ｅ１〜Ｅ５、Ｆ１〜Ｆ５、Ｇ１〜Ｇ５及びＨ１〜Ｈ５は、ポリウレタンフォーム層の硬さが１ｇｆ／ｍｍ又は６ｇｆ／ｍｍである。このことから、ポリウレタンフォーム層の硬さが１ｇｆ／ｍｍ以上６ｇｆ／ｍｍ以下であれば、その他の条件を満たすことで良好に画像を形成できることを確認できた。
【００７２】
さらに、全ての評価項目で合格基準を満たした実験例Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ５、Ｄ１〜Ｄ５、Ｅ１〜Ｅ５、Ｆ１〜Ｆ５、Ｇ１〜Ｇ５及びＨ１〜Ｈ５は、ポリウレタンフォーム層の密度が０．０３〜０．２ｇ／ｃｍ３である。このことから、ポリウレタンフォーム層の密度が０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であれば、その他の条件を満たすことで良好に画像を形成できることを確認できた。
【００７３】
加えて、全ての評価項目で合格基準を満たした実験例Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ５、Ｄ１〜Ｄ５、Ｅ１〜Ｅ５、Ｆ１〜Ｆ５、Ｇ１〜Ｇ５及びＨ１〜Ｈ５は、ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が１０２〜１０６Ωｃｍである。このことから、ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率は１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下であれば、その他の条件を満たすことで良好に画像を形成できることを確認できた。
【００７４】
【表３】
【００７５】
【表４】
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成と本発明に係る現像装置の断面を示す図。
【符号の説明】
【００７７】
１：画像形成装置、１２：感光体、１６：帯電ステーション、１８：露光ステーション、２０：現像ステーション、２２：転写ステーション、２４：クリーニングステーション、２６：帯電装置、２８：露光装置、３０：画像光、３２：通路、３４：現像装置、３６：転写装置、３８：シート、４０：クリーニング装置、４２：ハウジング、４４：開口部、４８：現像ローラ、５０：現像ギャップ、５２：供給ローラ、５４：芯金、５６：ポリウレタンフォーム層、６６：現像ローラと供給ローラとの接触部（ニップ部）、６８：トナー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体の外周面に対向配置され、上記静電潜像担持体の外周面に形成された静電潜像にトナーを付着させて上記静電潜像を可視像化する現像ローラと、
該現像ローラの外周面に接触しながら回転駆動され、上記接触部において上記現像ローラとの間でトナーの供給と回収を行うトナー供給ローラとを備え、
上記現像ローラと上記トナー供給ローラとが、それらの接触部において同一方向に移動するように回転するように配置された現像装置に用いられるトナー供給ローラであって、
芯金と、該芯金の外周面を覆うポリウレタンフォーム層とを有し、
上記ポリウレタンフォーム層は、１インチ当たりのセル数が３０個以上８０個以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層のセルの壁面の開口率が３％以上５０％以下であることを特徴とするトナー供給ローラ。
【請求項２】
上記ポリウレタンフォーム層は、該ポリウレタンフォーム層の厚さの表面側３０％分の深さまで所定の押し当て面に押し込まれたときに該押し当て面が受ける単位長さ当たりの荷重が１ｇｆ／ｍｍ以上６ｇｆ／ｍｍ以下とされていることを特徴とする請求項１に記載のトナー供給ローラ。
【請求項３】
上記ポリウレタンフォーム層の密度が０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー供給ローラ。
【請求項４】
上記ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトナー供給ローラ。
【請求項５】
ポリオールと、イソシアネートと、気泡形成用の気体と、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる発泡剤とを混合して製造されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のトナー供給ローラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のトナー供給ローラを備えた現像装置。
【請求項７】
上記現像ローラへの上記ポリウレタンフォーム層の食い込み量が、上記ポリウレタンフォーム層の厚みの５％以上４０％以下であり、
上記供給ローラの周方向において上記供給ローラと上記現像ローラとの接触ニップ幅が３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
上記現像ローラの周速度が３００ｍｍ／ｓ以上６００ｍｍ／ｓ以下であることを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
上記現像ローラ上のトナーの層厚を規制するための規制部材が、上記現像ローラと上記トナー供給ローラとの接触部よりも低い位置で上記現像ローラの外周面に接触または近接して配置されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
内部材料と該内部材料を覆う外殻とからなるカプセル構造のトナーを含み、
該トナーについて示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移時の吸熱ピークが、１０℃以上３０℃以下の第１のピークと、５０℃以上６５℃以下の第２のピークとを有し、
上記トナーについてフローテスターにより測定される軟化点が７０℃以上１１０℃以下であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像担持体の外周面に対向配置され、上記静電潜像担持体の外周面に形成された静電潜像にトナーを付着させて上記静電潜像を可視像化する現像ローラと、
該現像ローラの外周面に接触しながら回転駆動され、上記接触部において上記現像ローラとの間でトナーの供給と回収を行うトナー供給ローラとを備え、
上記現像ローラと上記トナー供給ローラとが、それらの接触部において同一方向に移動するように回転するように配置された現像装置に用いられるトナー供給ローラであって、
芯金と、該芯金の外周面を覆うポリウレタンフォーム層とを有し、
上記ポリウレタンフォーム層は、１インチ当たりのセル数が３０個以上８０個以下であり、
上記ポリウレタンフォーム層のセルの壁面の開口率が３％以上５０％以下であることを特徴とするトナー供給ローラ。
【請求項２】
上記ポリウレタンフォーム層は、該ポリウレタンフォーム層の厚さの表面側３０％分の深さまで所定の押し当て面に押し込まれたときに該押し当て面が受ける単位長さ当たりの荷重が１ｇｆ／ｍｍ以上６ｇｆ／ｍｍ以下とされていることを特徴とする請求項１に記載のトナー供給ローラ。
【請求項３】
上記ポリウレタンフォーム層の密度が０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー供給ローラ。
【請求項４】
上記ポリウレタンフォーム層の体積抵抗率が１０２Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトナー供給ローラ。
【請求項５】
ポリオールと、イソシアネートと、気泡形成用の気体と、イソシアネートとの化学反応により気体を発生させる発泡剤とを混合して製造されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のトナー供給ローラ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のトナー供給ローラを備えた現像装置。
【請求項７】
上記現像ローラへの上記ポリウレタンフォーム層の食い込み量が、上記ポリウレタンフォーム層の厚みの５％以上４０％以下であり、
上記供給ローラの周方向において上記供給ローラと上記現像ローラとの接触ニップ幅が３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
上記現像ローラの周速度が３００ｍｍ／ｓ以上６００ｍｍ／ｓ以下であることを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の現像装置。
【請求項９】
上記現像ローラ上のトナーの層厚を規制するための規制部材が、上記現像ローラと上記トナー供給ローラとの接触部よりも低い位置で上記現像ローラの外周面に接触または近接して配置されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１０】
内部材料と該内部材料を覆う外殻とからなるカプセル構造のトナーを含み、
該トナーについて示差走査熱量分析（ＤＳＣ）により測定されるガラス転移時の吸熱ピークが、１０℃以上３０℃以下の第１のピークと、５０℃以上６５℃以下の第２のピークとを有し、
上記トナーについてフローテスターにより測定される軟化点が７０℃以上１１０℃以下であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の現像装置。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【図１】
【公開番号】特開２００９−１７５６９９（Ｐ２００９−１７５６９９Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９１１２９（Ｐ２００８−２９１１２９）
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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