現像剤供給ローラ及び画像形成装置
【課題】供給ローラ側にニップ部の凹部を形成するために表面層に低反発物性とし、そのローラ側内面に高反発物性として、復元能力を高めることができる現像剤供給ローラ及び画像形成装置の提供。
【解決手段】少なくとも軸芯と、該軸芯上に弾性層とを有してなり、該弾性層が異なる弾性率の弾性体からなる少なくとも２層の弾性層を積層させてなり、表層から第１層目の第１の弾性層の反発弾性率をｋ１とし、表層から第２層目以降の弾性層の反発弾性率をｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％を満たす現像剤供給ローラである。
【解決手段】少なくとも軸芯と、該軸芯上に弾性層とを有してなり、該弾性層が異なる弾性率の弾性体からなる少なくとも２層の弾性層を積層させてなり、表層から第１層目の第１の弾性層の反発弾性率をｋ１とし、表層から第２層目以降の弾性層の反発弾性率をｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％を満たす現像剤供給ローラである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスの画像形成に用いる現像装置における現像剤供給ローラ（以下、「トナー供給ローラ」、「供給ローラ」と称することもある）、及び該供給ローラを用いた非磁性一成分方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタにおいては、各種の弾性ゴムローラが用いられている。例えば、感光ドラム上に形成した静電潜像を現像する現像装置においては、現像ローラにトナーを供給するためのトナー供給ローラが用いられ、該トナー供給ローラから現像ローラに常時一定量のトナーが供給され、現像ローラの表面に堆積したトナーにより静電潜像が現像されている。この現像方式において、安定した画像を形成するためには、トナー供給ローラの役割は極めて重要であり、例えばトナー供給ローラから現像ローラに供給されるトナー量が不足すると、画像濃度の低い不鮮明なコピーが形成されてしまう。また、供給ローラには、現像ローラにトナーを供給する機能だけでなく、現像されなかった現像ローラ上のトナーを回収するという機能がある。現像ローラ上のトナーが回収されず長く現像ローラ上に滞留すると規制部で何度もトナーが摺擦されるため、トナーが異常な帯電性を示したり、摺擦されることによるストレスでトナーが劣化し、画質の低下を引き起こす。従って、常時一定量のトナーを供給でき、かつ現像ローラ上のトナーを安定的に回収できるトナー供給ローラの開発が強く要請されている。
【０００３】
また最近では、装置の小型化、印字速度の高速化が求められる。装置の小型化に伴い、現像器ユニットを小型化する必要があり、現像ローラ及び供給ローラを小径化する必要がある。また、印字速度を上げる場合にも各ローラの回転数を上げる必要があり、このようにローラを小径化すると更に回転数を上げなければならなくなり、この場合もトナーの帯電及び搬送の安定性が低下する。
【０００４】
また、装置の小型化、プリント速度の高速化に伴い、供給ローラを小径化しかつ高速回転させる必要がある。この状態でトナーの帯電性及び搬送性を維持し、安定な画像出力を行うには、供給ローラの現像ローラへの食い込み量（押込み量）を上げるといった方法が取られる。供給ローラの現像ローラへの押込み量を上げると、現像ローラのトナーの掻き取り性が向上するが、逆に摩擦力が増大し、各ローラの回転トルクが増大する。また、ローラ小径化でローラの熱容量が減少、摩擦によりローラが発熱することでトナーが高温になり現像ローラや規制ブレードに固着し、画像が不安定になるという問題を引き起こす。更に、供給ローラの現像ローラへの押込み量を上げることは、トナーへ必要以上のストレスを与えることになり、現像器内でのトナーの劣化を引き起こし、長時間使用した場合の画質低下も懸念される。
一方、供給ローラの回転トルクを低減する目的で供給ローラの反発弾性率を下げる方法が考えられる。供給ローラの反発弾性率を下げると回転トルクは低減することができる。低反発性の発泡体は、衝撃吸収性、振動吸収性に優れている。特に、供給ローラやクリーニングローラ材などに用いる場合、当接する現像ローラや感光体などの当接圧が均一になり、局所的なストレスが軽減され、低圧接力での優れたトナー掻き取り性を期待できる。しかしながら、ひずみを印加した場合の回復が遅く、ニップを安定した状態に保つことが難しい。特に回転体として高回転させて用いるには難しい。供給ローラの反発弾性率を単純に下げるだけでは、ニップ部が不安定になり帯電、搬送性が悪化し画像ムラの原因となる。
【０００５】
このために、例えば、特許文献１では、金属のシャフト、第１の層と第２の層からなるトナー供給ローラで、第１の層と第２の層の平均空孔径が第１層（シャフト側）＞第２層（表層側）である供給ローラが提案されている。しかし、一般に平均空孔径が大きい発泡体ほど、弾性率が低いことを考慮すると、前記提案では、ニップ部が不安定になり、また、供給ローラによるトナー供給が不安定になるという課題がある。
また、特許文献２では、ＪIＳ Ｋ６４００に基づく供給ローラの反発弾性率の適正値が３０％〜６０％の範囲である供給ローラについて提案されている。しかし、この提案では、当接する現像ローラや感光体などの当接圧が均一になり、局所的なストレスを軽減し、かつニップを安定した状態に保ち、安定したトナー帯電性と、良好な搬送性とを両立させることは困難であるのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８４６０２号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した先行技術文献では、各ローラの押込み量を上げると各ローラの摩擦抵抗が増加し、回転トルクが大幅にアップ、トナーの劣化を促進したり、各ローラが発熱するという問題の解決は不十分である。一方、現像ローラ及び供給ローラの弾性率を下げると回転トルクは低減することができるが、各ローラの弾性率を下げるとニップ部が不安定になり、また、供給ローラによるトナー供給が不安定になり、帯電、搬送性が悪化し画像ムラの原因となるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、反発性の異なる少なくとも２層からなる現像剤供給ローラとすること、つまり、現像剤供給ローラの現像ローラと接触する表層から第１層目の第１の弾性層は低反発性の材料を用い、表層から第２層目の第２の弾性層は高反発性の弾性体とすることでトナーの掻き取り性とトルクの低減及びトルク安定性を両立させることができる現像剤供給ローラ及び該供給ローラを用いた画像形成装置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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 少なくとも軸芯と、該軸芯上に弾性層とを有してなり、
該弾性層が異なる弾性率の弾性体からなる少なくとも２層の弾性層を積層させてなり、表層から第１層目の第１の弾性層の反発弾性率をｋ１とし、表層から第２層目以降の弾性層の反発弾性率をｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％を満たすことを特徴とする現像剤供給ローラである。
＜２＞ 第１の弾性層が発泡体からなる前記＜１＞に記載の現像剤供給ローラである。
＜３＞ 第１の弾性層の厚みが、０.２ｍｍ〜２.０ｍｍである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の現像剤供給ローラである。
＜４＞ 潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
新規な外部トナーを補給可能な構造を有するトナー容器部と、現像剤供給ローラと、現像ローラとを備え、前記供給ローラが前記現像ローラと接触しており、前記トナー容器部中のトナーを供給ローラ表面に保持し該供給ローラを回転させてトナーを前記現像ローラ上に運ぶことによりトナー薄層を形成させる現像手段と、
を少なくとも有する画像形成装置であって、
前記現像剤供給ローラが、前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の現像剤供給ローラであり、
該現像剤供給ローラの第１の弾性層の厚みｔ（ｍｍ）が、０.２ｍｍ≦ｔ≦２.０ｍｍであり、かつ該供給ローラの該現像ローラへの押込み量Ｐ（ｍｍ）が、０.２≦Ｐ／ｔ≦１を満たすことを特徴とする画像形成装置である。
＜５＞ 現像ローラと、現像剤供給ローラとのニップ部における回転方向が逆（カウンタ）方向である前記＜４＞に記載の画像形成装置である。
＜６＞ 現像剤供給ローラの外径が、６ｍｍ〜１２ｍｍである前記＜４＞から＜５＞のいずれかに記載の画像形成装置である。
＜７＞ トナーが、非磁性一成分現像用トナーである前記＜４＞から＜６＞のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００１０】
本発明の現像剤供給ローラは、表層から第１層目の第１の弾性層の反発弾性率をｋ１とし、表層から第２層目以降の弾性層の反発弾性率（％）ｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％の関係が成り立つことを特徴とすることで、装置の小型化に伴い、小径ローラを用い、かつ高回転させる場合にも、現像器内の発熱が抑えられ、長時間印字した際にも画質の劣化のない良好な画像を形成することができる。低反発性の発泡体は、衝撃吸収性、振動吸収性に優れている。特に、供給ローラやクリーニングローラ材などに用いる場合、当接する現像ローラや感光体などの当接圧が均一になり、局所的なストレスが軽減され、低圧接力での優れたトナー掻き取り性を期待できる。しかし、ひずみを印加した場合の回復が遅く、回転体として高回転させて用いるには難しい。
そこで、本発明では、反発性の異なる少なくとも２層からなる供給ローラとすること、つまり、表層から第１層目の第１の弾性層は低反発性の材料を用い、表層から第２層目の第２の弾性層は高反発性の弾性体とすることで、前記課題を効果的に解決することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、反発性の異なる少なくとも２層からなる現像剤供給ローラとすること、つまり、現像剤供給ローラの現像ローラと接触する表層から第１層目の第１の弾性層は低反発性の材料を用い、表層から第２層目の第２の弾性層は高反発性の弾性体とすることでトナーの掻き取り性とトルクの低減及びトルク安定性を両立させることができる現像剤供給ローラ及び該供給ローラを用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（現像剤供給ローラ及び画像形成装置）
本発明の現像剤供給ローラは、少なくとも軸芯と、該軸芯上に弾性層とを有してなり、
該弾性層が異なる弾性率の弾性体からなる少なくとも２層の弾性層を積層させてなり、表層から第１層目の第１の弾性層の反発弾性率をｋ１とし、表層から第２層目以降の弾性層の反発弾性率をｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％を満たす。
本発明の画像形成装置は、潜像担持体（以下、「電子写真感光体」、「感光体」と称することもある）と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、を少なくとも有してなり、転写手段、定着手段、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の現像剤供給ローラは、本発明の画像形成装置における現像手段に用いられる。
以下の本発明の現像剤供給ローラ及び画像形成装置について詳細に説明する。
【００１３】
前記現像手段は、潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成し、新規な外部トナーを補給可能な構造を有するトナー容器部と、現像剤供給ローラと、現像ローラとを備え、前記供給ローラが前記現像ローラと接触しており、前記トナー容器部中のトナーを供給ローラ表面に保持し該供給ローラを回転させてトナーを前記現像ローラ上に運ぶことによりトナー薄層を形成させる手段である。
前記現像剤供給ローラが、本発明の現像剤供給ローラであり、
該現像剤供給ローラの第１の弾性層の厚みｔ（ｍｍ）が、０.２ｍｍ≦ｔ≦２.０ｍｍであり、かつ該供給ローラの該現像ローラへの押込み量Ｐ（ｍｍ）が、０.２≦Ｐ／ｔ≦１を満たす。
前記現像剤供給ローラの第１の弾性層の厚みｔ（ｍｍ）は、０.２ｍｍ≦ｔ≦２.０ｍｍ範囲にあることが好ましい。前記厚みｔが、０．２ｍｍ未満であると、供給ローラを回転させる回転トルクが大きくなってしまい耐久性の低下や装置のコストアップの原因となることがあり、２．０ｍｍを超えると、供給ローラの外径が大きくなってしまうので装置の小型化を計ることができず、また、本発明の低反発弾性のローラを用いる必要がなくなることがある。
前記Ｐ／ｔが、０．２未満であると、トナー供給機能、更には現像ローラからのトナー回収機能が著しく低下してしまうことがあり、１を超えると、供給ローラを回転させる回転トルクが大きくなってしまい、耐久性の低下や装置のコストアップの原因となることがある。
【００１４】
本発明においては、現像ローラと、現像剤供給ローラとのニップ部における回転方向が逆（カウンタ）方向であることが好ましい。現像ローラに供給ローラを接触させ、カウンタ方向に回転させる構成では、現像ローラと供給ローラの回転トルクが高くなる。このとき、本発明の供給ローラを用いるとカウンタ方向に回転させる場合のトルクの上昇を抑制する効果が大きいという利点がある。
前記現像剤供給ローラの外径は、６ｍｍ〜１２ｍｍであることが好ましい。前記外径が、６ｍｍ未満であると、軸芯のベンディングが発生し易くなり、現像ローラとのあたりムラを引き起こし、画像ノイズの原因となることがあり、１２ｍｍを超えると、装置の小型化を計る観点から好ましくない。
装置の小型化を計る点から、非磁性一成分作像プロセスが好ましく、前記トナーとしては、非磁性一成分作像プロセスに適した非磁性一成分現像用トナーが好適である。
【００１５】
ここで、本実施形態に係る画像形成装置（プリンタ）の基本的な構成について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。画像形成装置は、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
まず、複数の潜像担持体を備え、該複数の潜像担持体を表面移動部材の移動方向に並列させる画像形成装置（「タンデム型画像形成装置」）の基本的な構成について説明する。この画像形成装置は、潜像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。なお、ここではドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けてもよい。
【００１６】
図２は、感光体を配設する作像形成部２の構成を示す概略図である。なお、画像形成部２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの作像形成部２についてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについては省略してある。感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５、感光体１上のトナー像を記録媒体又は中間転写体１０に転写する転写装置６、感光体１上の未転写トナーを除去するクリーニング装置７の順に配置されている。帯電装置３と現像装置５との間には、潜像形成手段としての露光装置４から発せられる光が感光体１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００１７】
帯電装置３は、感光体１の表面を負極性に帯電する。本実施形態における帯電装置３は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラを備えている。即ち、この帯電装置３は、帯電ローラを感光体１の表面に接触又は近接させ、その帯電ローラに負極性バイアスを印加することで、感光体１の表面を帯電する。感光体１の表面電位が−５００Ｖとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラに印加している。
【００１８】
なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。また、帯電装置３には、帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニングブラシが設けてもよい。なお、帯電装置３として、帯電ローラの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体１の表面に当接するように設置してもよい。この構成においては、帯電ローラの表面と感光体１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。したがって、帯電ローラに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラの表面と感光体１の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体１の表面が帯電される。
【００１９】
このようにして帯電した感光体１の表面には、露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置４は、レーザ方式であるが、ＬＥＤアレイと結像手段とからなる他の方式を採用することもできる。
【００２０】
トナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーは、供給ローラ５ｂによって搬送され、現像ローラ５ａ上に担持されることになる。この現像ローラ５ａは、感光体１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、感光体１と対向する領域（以下、「現像領域」と記す。）において感光体１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上のトナーが、感光体１の表面を摺擦しながら、トナーを感光体１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００Ｖの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。
【００２１】
転写装置６における中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１、１２、１３に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ１４を用いた構成を採用している。具体的には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋを配置している。ここでは、各一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋとによって、一次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各一次転写ローラ１４に正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。
【００２２】
中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
また、支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、二次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１６との間には二次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
【００２３】
二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
【００２４】
現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。また、ここでは、キャリアを含まない一成分現像剤を使用している。
現像装置５は、図１に示したトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
【００２５】
図３は、クリーナレス方式の作像形成部の構成を示す概略図である。ここで、クリーナレスプロセスでは、現像部で転写残トナーを回収する必要があり、回収されたトナーは、現像器内で未使用のトナーと混合され、再度現像工程で現像される。
画像形成装置を小型化するために、クリーニング装置を外した電子写真プロセスの検討が盛んに行われている。上記プロセスでは、現像部で転写残トナーを回収し、現像装置５内で未使用のトナーと混合され、再度現像工程で現像される。画像形成装置は、転写手段による転写後に潜像担持体である感光体１に残留する転写残トナーを感光体１から回収して保持し、その保持した転写残トナーを感光体１に戻す回収手段として現像装置５を設けている。現像装置５の容器内部のトナー補給部の現像剤（トナー）は、トナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーで、供給ローラ５ｂで攪拌されながら、現像ローラ５ａのニップ部分に運ばれる。
【００２６】
図４は、現像装置の構成を示す概略図である。
トナー補給部の現像剤（トナー）は、供給ローラ５ｂで攪拌されながら、現像ローラ５ａのニップ部分に運ばれる。更に、規制ブレード５ｃで現像ローラ５ａ上のトナー量が規制され、現像ローラ５ａ上のトナー薄層が形成される。また、トナーは、供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａのニップ部と規制ブレード５ｃと現像ローラ５ａの間で摺擦され、適正な帯電量に制御される。特にクリーナレスプロセスでは、転写トナーを回収するため、帯電性が適正値から大きくずれる。そのため、現像ローラ５ａで回収したトナーは、供給ローラ５ｂで十分に掻き取り除去できなければならない。
【００２７】
供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａは、ニップ部で逆方向（カウンタ回転）に回転している。このときの周速差θは０．６≦θ≦２の範囲にあることが好ましい。θが０．６より小さいと現像ローラ５ａあるいは供給ローラ５ｂを覆うケースとトナーの摺擦力が低く、トナーを目的の帯電量まで上げることが難しい。また、クリーナレスシステムでは、現像部で回収したトナーを再利用するために回収トナーの帯電性を再調整する必要があり、供給ローラ５ｂの回転数を上げることが好ましい。
【００２８】
図５は、現像ローラへの供給ローラの押込み量とトルクの関係を調べた結果である。横軸が押込み、縦軸が供給ローラ５ｂの回転トルクである。押込みが増えると回転トルクが増加する。このとき、供給ローラ５ｂの反発弾性を下げると、回転トルクが低下することがわかる。トルクを下げるには、反発弾性率の低い供給ローラ５ｂを用いるとよいことがわかる。
次に、図６は、供給ローラの周速と回転トルクの安定性を調べた結果である。図５より、低反発弾性の供給ローラ５ｂは、周速差に対して、回転トルクのバラツキが大きいことがわかる。回転トルクのバラツキは、ニップ部（厚、幅）の安定性を意味しており、この安定性は、現像ローラ５ａ上へのトナーの帯電性、搬送性に影響する。
【００２９】
トナーの帯電性を向上させるため、供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａには、バイアスを印加することが好ましい。そのときのバイアスは、＋２００Ｖ〜−２００Ｖの範囲が好ましい。
現像ローラ５ａ上のトナー量を規制する規制部材である規制ブレード５ｃには、金属ブレード、樹脂ブレード、金属ローラ、樹脂ローラなどを用いることができる。装置の小型化には、ブレードを用いることが好ましい。
規制ブレード５ｃの現像ローラ５ａへの押圧力は、２０Ｎ／ｍ〜１００Ｎ／ｍの範囲にあることが好ましい。押圧が低いとトナー量の規制が十分に行えなかったり、トナーの帯電が十分でなかったりする。逆に押圧力が高いと、トナーあるいは現像ローラ５ａに必要以上のストレスがかかり、耐久時の画像劣化の原因となる。また、規制ブレード５ｃと現像ローラ５ａに適宜選択して、−３００Ｖ〜＋３００Ｖの範囲のバイアスを印加することができる。
【００３０】
図７は、本発明で特徴となる供給ローラの概略図である。本発明の供給ローラ５ｂは図に示したように、金属シャフトとなる軸芯５ｅと、少なくとも第１の弾性層５ｇと、第２の弾性層５ｆとを設けて構成されている。図７では２層構造の供給ローラ５ｂを例示しているが、表層から第１の弾性層５ｇの反発弾性率をｋ１とし、表層から第２の弾性層５ｆ以降の弾性層の反発弾性率（％）ｋ２としたとき、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％の関係が成り立てば、多層構造としてもよい。本発明の供給ローラ径は、特に指定はないが、装置の小型化をするために、供給ローラ５ｂは、外径が６ｍｍ〜１２ｍｍであることが好ましい。供給ローラ５ｂは、表面から、第１の弾性層５ｇ、第２の弾性層５ｆ、及び場合によっては第２の弾性層５ｆ以降の弾性層、軸芯５ｅとから構成されており、表層から第１の弾性層５ｇの反発弾性率をｋ１とし、表層から第２の弾性層５ｆを含むそれ以降の反発弾性率（％）ｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％の関係（つまり、表層の弾性層の方が、反発弾性が低い）成り立つ。このような、供給ローラ５ｂは、表層から第１の弾性層５ｇの反発弾性率をｋ１とし、表層から第２の弾性層５ｆを含むそれ以降の反発弾性率をｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％の関係であれば、天然ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどの発泡体から適当なものを用いることができるが、好ましくは、発泡弾性体ローラを用いるのがよい。現像ローラ５ａ上のトナーを回収するために、供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａの間にバイアスを印加する場合がある。供給ローラ５ｂにバイアスを印加して用いる場合には、供給ローラ５ｂの抵抗を調整する必要がある。
供給ローラ５ｂの抵抗調整には、発泡体材料に抵抗調整剤を添加したり、抵抗調整剤を発泡体に直接塗布したり、あるいは抵抗調整剤を添加した樹脂を弾性発泡体に塗布させたりして調整することができる。
【００３１】
−発泡弾性体ローラ−
供給ローラ５ｂの製法は、例えば、軸芯５ｅを金型内にセットし、上記ゴム原料組成物をこの金型内で発泡成形して軸芯５ｅの外周部に軸芯５ｅと同芯にスポンジ層を形成する方法が挙げられる。この場合、成形圧力、成形温度（金型温度）等の成形条件は使用するゴム原料や発泡体の種類やゴム原料組成物の組成等に応じて適宜定めればよい。あるいは、市販のブロック状の発泡体に軸芯５ｅを貫通させて接着剤などで固定化し、切削加工でローラ状の成形加工する方法などが挙げられる。また、多層化する場合には、先に挙げた方法で作製したローラ表面に２層目に用いる発泡体シートを巻き付け接着剤で固定化する方法やローラ表層に発泡体原料を塗布後、発泡硬化させる方法が挙げられる。
【００３２】
−第２の弾性層の作製−
第２の弾性層５ｆに用いる発泡弾性体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エステル系ポリウレタンフォーム、エーテル系ポリウレタンフォームやニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴムなどのゴム材料のフォームが挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて発泡弾性体としてもよい。これらの中でも、エステル系ポリウレタンフォーム、エーテル系ポリウレタンフォーム、ニトリルゴムフォーム、エチレンプロピレンゴムフォーム、エチレンプロピレンジエンゴムフォーム、シリコーンゴムフォームが特に好ましい。また、発泡弾性体は、摩擦抵抗係数をコントロールする目的で上記フォーム原料にシリコーンオイルを混合したり、上記フォームで作製された表面にシリコーンオイルを塗布したりすることもできる。
【００３３】
第２の弾性層５ｆにおける弾性体は、市販のウレタン発泡体を用いて作製することができる。市販のウレタン発泡体ブロック（１２ｍｍ×１２ｍｍ×３００ｍｍ）の中心に外径が５ｍｍのステンレス製の軸芯５ｅを貫通させ、接着剤で固定し、切削加工により、外径を調整し第２の弾性層５ｆを有する発泡体ローラを作製することができる。
【００３４】
−反発弾性率（ＪIＳ Ｋ ６４００−３）の測定−
製品から５０ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ以上の試験片を切り出し、試験片の上面より５００ｍｍの高さから直径１６ｍｍ、質量１６ｇの鋼球を落下させ、跳ね返った最高の高さを落下高さ（５００ｍｍ）の百分率（パーセント）を反発弾性率とする。本発明においては、室温（２３℃）、湿度６５％ＲＨの条件下で反発弾性率の測定を行った。
【００３５】
−第１の弾性層の作製−
第１の弾性層５ｇにおける発泡弾性層は、ポリオール、発泡剤、イソシアネート、触媒を適選適量配合したものを、予め、第２の弾性層５ｆを形成したローラを所定の位置に固定した金型（図８参照）に流し込んで室温で２４時間硬化させることにより、第２の弾性層５ｆ上に第１の弾性層５ｇを形成することができる。
第１の弾性層５ｇの作製に用いられるポリオール（ａ）としては、特に制限はなく、ウレタンフォームの製造に通常使用されるポリオールを用いることができ、このようなポリオールは、得られたウレタンフォームに、−７０℃〜−２０℃の温度範囲と０℃〜６０℃の温度範囲とに、少なくとも１つのガラス転移点をそれぞれ与えることができるように、適宜選択して用いられる。
このようなポリオール（ａ）は、ポリオキシアルキレンポリオール、ビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオール、及びポリエステルポリオールからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
前記ポリオキシアルキレンポリオールとしては、例えば、水、アルコール類、アミン類、アンモニアなどの開始剤にアルキレンオキサイドを付加させたものが挙げられる。開始剤としてのアルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール等の１価アルコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール等の２価アルコール類；グリセリン、トリメチロールプロパン等の３価アルコール類；ペンタエリスリトール等の４価アルコール類；ソルビトール等の６価アルコール類；ショ糖等の８価アルコール類、などの１価又は多価のアルコール類が挙げられる。また、開始剤としてのアミン類としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン等の１価アミン類；メチルアミン、エチルアミン等の２価アミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の３価アミン類；エチレンジアミン等の４価アミン類；ジエチレントリアミン等の５価アミン類、などの１価又は多価のアミン類が挙げられる。これら開始剤のうち、１価ないし６価のアルコール類、及び１価ないし５価のアミン類が特に好ましい。
【００３６】
前記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、１，２−、１，３−、１，４−及び２，３−ブチレンオキサイド、又はこれらの２種以上の併用が挙げられる。これらのうち、好ましくは、プロピレンオキサイド及び／又はエチレンオキサイドであり、これらを併用する場合には、ブロック又はランダムのいずれの付加形式であってもよく、好ましくは、ブロックの付加形式が挙げられる。
前記ビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオールとしては、上記に例示したポリオキシアルキレンポリオール中で、ラジカル存在下、アクリロニトリル、スチレンなどのビニルモノマーを重合し安定分散させたものが挙げられる。ポリオキシアルキレンポリオール中のビニル重合体の含有量は、１５質量％〜４５質量％が好ましい。
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの水酸基を２つ以上有する化合物の１種又は２種以上と、例えば、アジピン酸、コハク酸、マロン酸、マレイン酸、酒石酸、ピメリン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸などのカルボキシル基を２つ以上有する化合物の１種又は２種以上との縮合重合により得られるもの、あるいは、ε−カプロラクトンなどの開環重合により得られるものなどが挙げられる。
【００３７】
また、第１の弾性層５ｇの作製に用いられるポリオール（ａ）は、平均官能基数１．５〜４．５で、水酸基価２０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、水酸基価３０〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（ａ−１）と、平均官能基数１．５〜４．５で、水酸基価１４０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、水酸基価２００〜２７０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（ａ−２）とを含有していることが好ましい。平均官能基数が１．５より小さいと、得られたウレタンフォームの乾熱永久歪みのような物性が著しく低下し、また、平均官能基数が４．５より大きいと、得られたウレタンフォームの伸びが低下する一方で硬度が高くなるため、引っ張り強度のような物性が低下する場合がある。また、水酸基価がそれぞれ異なる２０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（ａ−１）と、１４０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（ａ−２）とを含有させることにより、得られるウレタンフォームに、−７０℃〜−２０℃の温度範囲と、０℃〜６０℃の温度範囲とのそれぞれに、ガラス転移点を容易に与えることができる。
【００３８】
第１の弾性層５ｇの作製に用いられるポリイソシアネート（ｂ）としては、特に制限はなく、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知のポリイソシアネートを用いることができる。このようなポリイソシアネートとしては、例えば、２，４−又は２，６−トリレンジイソシアネート（トルエンジイソシアネート；ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、フェニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネート；１，３−又は１，４−キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）等の芳香脂肪族ポリイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート；３−イソシアネートメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）（Ｈ１２ＭＤＩ）、１，３−又は１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）等の脂環族ポリイソシアネート、又はこれらポリイソシアネートのカルボジイミド変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体、二量体、三量体、又は、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（クルードＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ）などが挙げられる。これらは１種単独又は２種以上併用してもよい。これらの中でも、芳香族ポリイソシアネートが好ましく、ＴＤＩが特に好ましい。
【００３９】
第１の弾性層５ｇの作製に用いられる触媒（ｃ）としては、特に制限はなく、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知の触媒を用いることができる。このような触媒としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン等の３級アミン類；テトラエチルヒドロキシルアンモニウム等の４級アンモニウム塩；イミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類等のアミン系触媒；酢酸スズ、オクチル酸スズ、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズクロライド等の有機スズ系化合物；オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛等の有機鉛化合物；ナフテン酸ニッケル等の有機ニッケル化合物などの有機金属系触媒等が挙げられる。これら触媒のうち、アミン系触媒と有機金属系触媒とを併用することが好ましく、とりわけ、３級アミン類と有機スズ化合物とを併用することが好ましい。前記アミン系の触媒の添加量を増加させると発泡性が向上し、気泡の多い発泡体となる。一方、有機スズ化合物の添加を増加させると、樹脂の硬度上がる。本発明では、発泡体の反発弾性率（％）を調整するために、アミン系触媒と有機金属系触媒の配合比を変化させることにした。
【００４０】
第１の弾性層５ｇの作製に用いられる発泡剤（ｄ）としては、特に制限はなく、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知の発泡剤を用いることができる。このような発泡剤としては、例えば、水及び／又はハロゲン置換脂肪族炭化水素系発泡剤、例えば、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、塩化メチレン、トリクロロトリフルオロエタン、ジブロモテトラフルオロエタン、四塩化炭素などが挙げられる。これらの発泡剤は、２種以上併用してもよいが、本発明においては、水を単独で使用することが好ましい。
【００４１】
前記第１の弾性層５ｇを形成する発泡弾性体は、導電性のものでもよく、導電性発泡弾性層には、適当な発泡弾性体に導電剤を添加して導電性を付与した発泡弾性材料が用いられる。
発泡弾性体に導電性を付与する場合に加える導電剤としては、イオン導電剤や電子導電剤が用いられる。前記イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えばラウリルトリメチルアンモニウム）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルァンモニウム（例えばステアリルトリメチルアンモニウム）、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩や、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。
また、電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン：ＳＡＦ、IＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン：酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト：酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物：ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙げることができる。これらの導電剤は単独でも、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記導電剤の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、イオン導電剤の場合には、発泡弾性体１００質量部に対して０．０１質量部〜５質量部が好ましく、０．０５質量部〜２質量部がより好ましい。電子導電剤の場合には、発泡弾性体１００質量部に対して１質量部〜５０質量部が好ましく、５質量部〜４０質量部がより好ましい。なお、この導電性発泡弾性層には、前記導電剤以外にも必要に応じて公知の充填剤や架橋剤など、他のゴム用添加剤を適宜添加することができる。
なお、本発明で用いるウレタン発泡体組成物には、上記した成分以外にも、必要に応じて、抵抗調整剤、整泡剤、難燃剤、その他の助剤を適宜適量含有させてもよい。
また、第１の弾性層５ｇを形成する際には、第２の弾性層５ｆと同じ材料を用いて、その比率を変えて作製するものであってもよい。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１〜８）
以下の実施例では、図７に示すような軸芯５ｅと、表層から第１層目の第１の弾性層５ｇ（以下、単に「第１層」と記す。）、表層から第２層目の第２の弾性層５ｆ（以下、単に「第２層」と記す。）の２層構造を有する現像剤供給ローラ５ｂについて、具体的に説明する。
第２層は、反発弾性率が２５％、３５％、及び４５％である市販のウレタン発泡体を用いて作製した。これら市販のウレタン発泡体ブロック（１２ｍｍ×１２ｍｍ×３００ｍｍ）の中心に外径が５ｍｍのステンレス製の芯金を貫通させ、接着剤で固定し、切削加工により、外径を８ｍｍ（第２層の厚みが１．５ｍｍ）となるよう調整し、以下に記載する実施例１〜実施例８で用いる第２層を有する発泡体ローラを作製した後、以下に示すような方法で第１層を形成させ、外径が１０ｍｍ（第１層の厚みが１ｍｍ）となるよう調整して、ウレタン発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を作製した。
【００４４】
＜低反発弾性発泡体の作製＞
本発明を実施するにあたり、低反発弾性発泡体を作製した。
第１層として、第２層の上に積層させる弾性体を以下の原料を用いて調製方法を説明する。
【００４５】
＜＜ポリオール（ａ）＞＞
（Ｉ）ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数約３、水酸基価３７ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシアルキレン部分中のオキシプロピレン含量１００質量％
（ＩＩ）ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数約３、水酸基価１６４ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシアルキレン部分中のオキシプロピレン含量７５質量％、オキシエチレン含量２５質量％
（ＩＩＩ）ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数約４、水酸基価１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシアルキレン部分中のオキシプロピレン含量７０質量％、オキシエチレン含量３０質量％
【００４６】
＜＜ポリイソシアネート（ｂ）＞＞
トルエンジイソシアネート（２，４−異性体８０質量％、２，６−異性体２０質量％の混合物）（武田薬品工業株式会社製、タケネートＴ−８０）
【００４７】
＜＜触媒（ｃ）＞＞
（Ｉ）ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル／ジプロピレングリコール（７０％溶液）（ウイットコ コーポレーション社製、ＮIＡＸ Ａ−１）
（ＩＩ）オクチル酸スズ（エアプロダクツ アンド ケミカルズ社製、ダブコＴ−９）
【００４８】
＜＜発泡剤（ｄ）＞＞
水（イオン交換水）
【００４９】
＜＜整泡剤（ｆ）＞＞
シロキサン−オキシアルキレンブロック共重合体系整泡剤（信越化学工業株式会社製、Ｆ−２４２Ｔ）
【００５０】
ポリオール（Ｉ）を４０質量部、ポリオール（ＩＩ）を１５質量部、ポリオール（ＩＩＩ）を４５質量部、水を１．５質量部、整泡剤を１質量部、及び導電剤としてカーボンブラック５質量部をハンドミキサーで混合し攪拌した後、触媒（Ｉ）と触媒（ＩＩ）を表１に示すような比率で添加し、５秒間攪拌後、直ちにポリイソシアネート３２．９質量部を混合攪拌し、得られたウレタン発泡体原料を外径が５ｍｍのステンレス製の芯金を配置した図８に示す金型に流し込み、室温で２４時間放置し硬化させて、第１層及び第２層からなる弾性発泡体層を積層させた外径１０ｍｍのウレタン発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を製作した。同時に上記のウレタン発泡体を金型１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍに流し込み、２４時間放置し硬化させた試験片を作製した。この試験片の反発弾性率（％）を、以下のようにして測定した。結果を表１に示す。
−反発弾性率（ＪIＳ Ｋ ６４００−３）の測定−
上記試験片の上面より５００ｍｍの高さから直径１６ｍｍ、質量１６ｇの鋼球を落下させ、跳ね返った最高の高さを落下高さ（５００ｍｍ）の百分率（パーセント）を反発弾性率として求めた。本実施例においては、室温（２３℃）、湿度６５％ＲＨの条件下で反発弾性率の測定を行った。
【００５１】
【表１】
【００５２】
以上のように作製した実施例１〜実施例８のウレタン発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を用いて画像形成を行い、効果を確認した。画像形成を行うための準備として、市販の乾式１成分現像方式のプリンタ（ＬＰ−１５００Ｃ、セイコーエプソン株式会社製）に、実施例１〜実施例８の供給ローラの現像ローラへの押込み量、回転数、回転方向を任意に設定できるよう外部駆動モータで回転数を変更できるよう現像カートリッジの改造を行った。
このプリンタを用いて供給ローラの現像ローラへの押込み量Ｐを０．８ｍｍ（Ｐ／ｔ＝０．８；ただし、ｔは供給ローラの第１弾性層の厚み：１ｍｍ）、供給ローラの回転を現像ローラの回転に対しカウンタ方向でかつ回転数を３００ｒｐｍとし、１００％黒のベタ画像出力を行い、以下のようにして、初期画像（１枚−１００枚）、耐久画像（１０，０００枚）の画像評価を行った。結果を表４に示す。
画像評価として、初期画像評価では、ベタ部にムラもカスレもない状態を○、ムラ、カスレのどちらかが発生している状態を△、どちらも発生した状態を×とし、評価を行った。また、耐久画像評価では、ベタ部にスジがまったくない場合○、２〜３本発生した場合△、４本以上発生した場合を×とし、評価を行った。
【００５３】
（比較例１〜比較例５）
実施例１〜８と同様にして、表２に示す第１層の反発弾性率ｋ１と、第２層の反発弾性率ｋ２となる現像剤供給ローラを作製した。なお、第２層の上に第１層を形成した比較例１〜比較例５の供給ローラの外径が、実施例１〜８と同様に外径１０ｍｍとなるように調整した。
【００５４】
【表２】
【００５５】
比較例１の現像剤供給ローラは、第１層と第２層の反発弾性率がともに８％となるよう実施例１〜８と同様にして作製した。
具体的には、ポリオール（Ｉ）を４０質量部、ポリオール（ＩＩ）を１５質量部、ポリオール（ＩＩＩ）を４５質量部、水を１．５質量部、整泡剤を１質量部、及び導電剤としてカーボンブラック５質量部をハンドミキサーで混合し攪拌した後、触媒（Ｉ）と触媒（ＩＩ）を表３に示すような比率で添加し、５秒間攪拌後、直ちにポリイソシアネート３２．９質量部を混合攪拌し、得られたウレタン発泡体を外径が５ｍｍのステンレス製の芯金を配置した図８に示す金型に流し込み、室温で２４時間放置し硬化させて、第１層（厚み１．２５ｍｍ）と第２層（厚み１．２５ｍｍ）となる（第１層と第２層を合わせた厚みが２．５ｍｍとなる）外径１０ｍｍのウレタン発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を製作した。同時に上記のウレタン発泡体を金型１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍに流し込み、２４時間放置し硬化させた試験片を作製した。この試験片の反発弾性率（％）を実施例１〜８と同様にして測定した。結果を表３に示す。
【００５６】
比較例２〜比較例５の現像剤供給ローラにおける第２層の弾性体は、反発弾性率が１４％、及び３５％である市販のウレタン発泡体を用いて作製した。これら市販のウレタン発泡体ブロック（１２ｍｍ×１２ｍｍ×３００ｍｍ）の中心に外径が５ｍｍのステンレス製の芯金を貫通させ、接着剤で固定し、切削加工により、外径が８．０ｍｍ（第２層の厚みが１．５ｍｍ）になるように調整し、比較例２〜比較例５で用いる第２層を有するウレタン発泡体ローラとした。
このときに、比較例２では、実施例１〜８と同様にして第１層を形成した。ポリオール（Ｉ）を４０質量部、ポリオール（ＩＩ）を１５質量部、ポリオール（ＩＩＩ）を４５質量部、水を１．５質量部、整泡剤を１質量部、及び導電剤としてカーボンブラック５質量部をハンドミキサーで混合し攪拌した後、触媒（Ｉ）と触媒（ＩＩ）を表３に示すような比率で添加し、５秒間攪拌後、直ちにポリイソシアネート３２．９質量部を混合攪拌し、得られたウレタン発泡体を金型に流し込み、室温で２４時間放置し硬化させて、第１層を積層させた外径１０ｍｍ（第１層の厚みが１ｍｍ）のウレタン発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を製作した。同時に上記のウレタン発泡体を金型１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍに流し込み、２４時間放置し硬化させた試験片を作製した。この試験片の反発弾性率（％）を実施例１〜８と同様にして測定した。結果を表３に示す。
【００５７】
【表３】
比較例３〜比較例５では、第１層として、厚みが１ｍｍ、反発弾性率が２５％、３５％の市販のウレタン発泡体を第２層上に形成して、発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を作製した。
【００５８】
以上のように作製した比較例１〜比較例５の発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を、実施例１〜８と同様にして、改造を行った市販プリンタ用いて１００％ベタの画像出力を行い、初期画像（１枚−１００枚）、耐久画像（１０，０００枚）の画像評価を行った。結果を表４に示す。
【００５９】
【表４】
表４の結果から、実施例１〜実施例８では、初期画像と耐久画像の画像濃度、ムラ等の画質になんら影響がなく、高品位を保っていた。これに対し、比較例１〜比較例５では、初期画像、耐久画像における画像濃度、ムラ等の画質のいずれかが問題が生じ、高品位な画像を保てないことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、感光体を配設する作像形成部の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、クリーナレス方式の作像形成部の構成を示す概略図である。
【図４】図４は、現像装置の構成を示す概略図である。
【図５】図５は、現像ローラへの現像剤供給ローラの押込み量とトルクの関係を調べた結果である。
【図６】図６は、現像剤供給ローラの周速と回転トルクの安定性を調べた結果である。
【図７】図７は、本発明の現像剤供給ローラの一例を示す概略図である。
【図８】図８は、実施例及び比較例で用いた供給ローラ作製用の金型を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 感光体
２ 作像形成部
３ 帯電装置（帯電ローラ）
４ 露光装置
５ 現像装置
５ａ 現像ローラ
５ｂ 現像剤供給ローラ
５ｃ 規制ブレード
５ｄ 筐体
５ｅ 軸芯
５ｆ 第２の弾性層
５ｇ 第１の弾性層
６ 転写装置
７ クリーニング装置
１０ 中間転写ベルト
１１、１２、１３ 支持ローラ
１４ 一次転写ローラ
１５ ベルトクリーニング装置
１６ 二次転写ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスの画像形成に用いる現像装置における現像剤供給ローラ（以下、「トナー供給ローラ」、「供給ローラ」と称することもある）、及び該供給ローラを用いた非磁性一成分方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の複写機やプリンタにおいては、各種の弾性ゴムローラが用いられている。例えば、感光ドラム上に形成した静電潜像を現像する現像装置においては、現像ローラにトナーを供給するためのトナー供給ローラが用いられ、該トナー供給ローラから現像ローラに常時一定量のトナーが供給され、現像ローラの表面に堆積したトナーにより静電潜像が現像されている。この現像方式において、安定した画像を形成するためには、トナー供給ローラの役割は極めて重要であり、例えばトナー供給ローラから現像ローラに供給されるトナー量が不足すると、画像濃度の低い不鮮明なコピーが形成されてしまう。また、供給ローラには、現像ローラにトナーを供給する機能だけでなく、現像されなかった現像ローラ上のトナーを回収するという機能がある。現像ローラ上のトナーが回収されず長く現像ローラ上に滞留すると規制部で何度もトナーが摺擦されるため、トナーが異常な帯電性を示したり、摺擦されることによるストレスでトナーが劣化し、画質の低下を引き起こす。従って、常時一定量のトナーを供給でき、かつ現像ローラ上のトナーを安定的に回収できるトナー供給ローラの開発が強く要請されている。
【０００３】
また最近では、装置の小型化、印字速度の高速化が求められる。装置の小型化に伴い、現像器ユニットを小型化する必要があり、現像ローラ及び供給ローラを小径化する必要がある。また、印字速度を上げる場合にも各ローラの回転数を上げる必要があり、このようにローラを小径化すると更に回転数を上げなければならなくなり、この場合もトナーの帯電及び搬送の安定性が低下する。
【０００４】
また、装置の小型化、プリント速度の高速化に伴い、供給ローラを小径化しかつ高速回転させる必要がある。この状態でトナーの帯電性及び搬送性を維持し、安定な画像出力を行うには、供給ローラの現像ローラへの食い込み量（押込み量）を上げるといった方法が取られる。供給ローラの現像ローラへの押込み量を上げると、現像ローラのトナーの掻き取り性が向上するが、逆に摩擦力が増大し、各ローラの回転トルクが増大する。また、ローラ小径化でローラの熱容量が減少、摩擦によりローラが発熱することでトナーが高温になり現像ローラや規制ブレードに固着し、画像が不安定になるという問題を引き起こす。更に、供給ローラの現像ローラへの押込み量を上げることは、トナーへ必要以上のストレスを与えることになり、現像器内でのトナーの劣化を引き起こし、長時間使用した場合の画質低下も懸念される。
一方、供給ローラの回転トルクを低減する目的で供給ローラの反発弾性率を下げる方法が考えられる。供給ローラの反発弾性率を下げると回転トルクは低減することができる。低反発性の発泡体は、衝撃吸収性、振動吸収性に優れている。特に、供給ローラやクリーニングローラ材などに用いる場合、当接する現像ローラや感光体などの当接圧が均一になり、局所的なストレスが軽減され、低圧接力での優れたトナー掻き取り性を期待できる。しかしながら、ひずみを印加した場合の回復が遅く、ニップを安定した状態に保つことが難しい。特に回転体として高回転させて用いるには難しい。供給ローラの反発弾性率を単純に下げるだけでは、ニップ部が不安定になり帯電、搬送性が悪化し画像ムラの原因となる。
【０００５】
このために、例えば、特許文献１では、金属のシャフト、第１の層と第２の層からなるトナー供給ローラで、第１の層と第２の層の平均空孔径が第１層（シャフト側）＞第２層（表層側）である供給ローラが提案されている。しかし、一般に平均空孔径が大きい発泡体ほど、弾性率が低いことを考慮すると、前記提案では、ニップ部が不安定になり、また、供給ローラによるトナー供給が不安定になるという課題がある。
また、特許文献２では、ＪIＳ Ｋ６４００に基づく供給ローラの反発弾性率の適正値が３０％〜６０％の範囲である供給ローラについて提案されている。しかし、この提案では、当接する現像ローラや感光体などの当接圧が均一になり、局所的なストレスを軽減し、かつニップを安定した状態に保ち、安定したトナー帯電性と、良好な搬送性とを両立させることは困難であるのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８４６０２号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した先行技術文献では、各ローラの押込み量を上げると各ローラの摩擦抵抗が増加し、回転トルクが大幅にアップ、トナーの劣化を促進したり、各ローラが発熱するという問題の解決は不十分である。一方、現像ローラ及び供給ローラの弾性率を下げると回転トルクは低減することができるが、各ローラの弾性率を下げるとニップ部が不安定になり、また、供給ローラによるトナー供給が不安定になり、帯電、搬送性が悪化し画像ムラの原因となるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、反発性の異なる少なくとも２層からなる現像剤供給ローラとすること、つまり、現像剤供給ローラの現像ローラと接触する表層から第１層目の第１の弾性層は低反発性の材料を用い、表層から第２層目の第２の弾性層は高反発性の弾性体とすることでトナーの掻き取り性とトルクの低減及びトルク安定性を両立させることができる現像剤供給ローラ及び該供給ローラを用いた画像形成装置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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 少なくとも軸芯と、該軸芯上に弾性層とを有してなり、
該弾性層が異なる弾性率の弾性体からなる少なくとも２層の弾性層を積層させてなり、表層から第１層目の第１の弾性層の反発弾性率をｋ１とし、表層から第２層目以降の弾性層の反発弾性率をｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％を満たすことを特徴とする現像剤供給ローラである。
＜２＞ 第１の弾性層が発泡体からなる前記＜１＞に記載の現像剤供給ローラである。
＜３＞ 第１の弾性層の厚みが、０.２ｍｍ〜２.０ｍｍである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の現像剤供給ローラである。
＜４＞ 潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
新規な外部トナーを補給可能な構造を有するトナー容器部と、現像剤供給ローラと、現像ローラとを備え、前記供給ローラが前記現像ローラと接触しており、前記トナー容器部中のトナーを供給ローラ表面に保持し該供給ローラを回転させてトナーを前記現像ローラ上に運ぶことによりトナー薄層を形成させる現像手段と、
を少なくとも有する画像形成装置であって、
前記現像剤供給ローラが、前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の現像剤供給ローラであり、
該現像剤供給ローラの第１の弾性層の厚みｔ（ｍｍ）が、０.２ｍｍ≦ｔ≦２.０ｍｍであり、かつ該供給ローラの該現像ローラへの押込み量Ｐ（ｍｍ）が、０.２≦Ｐ／ｔ≦１を満たすことを特徴とする画像形成装置である。
＜５＞ 現像ローラと、現像剤供給ローラとのニップ部における回転方向が逆（カウンタ）方向である前記＜４＞に記載の画像形成装置である。
＜６＞ 現像剤供給ローラの外径が、６ｍｍ〜１２ｍｍである前記＜４＞から＜５＞のいずれかに記載の画像形成装置である。
＜７＞ トナーが、非磁性一成分現像用トナーである前記＜４＞から＜６＞のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００１０】
本発明の現像剤供給ローラは、表層から第１層目の第１の弾性層の反発弾性率をｋ１とし、表層から第２層目以降の弾性層の反発弾性率（％）ｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％の関係が成り立つことを特徴とすることで、装置の小型化に伴い、小径ローラを用い、かつ高回転させる場合にも、現像器内の発熱が抑えられ、長時間印字した際にも画質の劣化のない良好な画像を形成することができる。低反発性の発泡体は、衝撃吸収性、振動吸収性に優れている。特に、供給ローラやクリーニングローラ材などに用いる場合、当接する現像ローラや感光体などの当接圧が均一になり、局所的なストレスが軽減され、低圧接力での優れたトナー掻き取り性を期待できる。しかし、ひずみを印加した場合の回復が遅く、回転体として高回転させて用いるには難しい。
そこで、本発明では、反発性の異なる少なくとも２層からなる供給ローラとすること、つまり、表層から第１層目の第１の弾性層は低反発性の材料を用い、表層から第２層目の第２の弾性層は高反発性の弾性体とすることで、前記課題を効果的に解決することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、反発性の異なる少なくとも２層からなる現像剤供給ローラとすること、つまり、現像剤供給ローラの現像ローラと接触する表層から第１層目の第１の弾性層は低反発性の材料を用い、表層から第２層目の第２の弾性層は高反発性の弾性体とすることでトナーの掻き取り性とトルクの低減及びトルク安定性を両立させることができる現像剤供給ローラ及び該供給ローラを用いた画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（現像剤供給ローラ及び画像形成装置）
本発明の現像剤供給ローラは、少なくとも軸芯と、該軸芯上に弾性層とを有してなり、
該弾性層が異なる弾性率の弾性体からなる少なくとも２層の弾性層を積層させてなり、表層から第１層目の第１の弾性層の反発弾性率をｋ１とし、表層から第２層目以降の弾性層の反発弾性率をｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％を満たす。
本発明の画像形成装置は、潜像担持体（以下、「電子写真感光体」、「感光体」と称することもある）と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、を少なくとも有してなり、転写手段、定着手段、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の現像剤供給ローラは、本発明の画像形成装置における現像手段に用いられる。
以下の本発明の現像剤供給ローラ及び画像形成装置について詳細に説明する。
【００１３】
前記現像手段は、潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成し、新規な外部トナーを補給可能な構造を有するトナー容器部と、現像剤供給ローラと、現像ローラとを備え、前記供給ローラが前記現像ローラと接触しており、前記トナー容器部中のトナーを供給ローラ表面に保持し該供給ローラを回転させてトナーを前記現像ローラ上に運ぶことによりトナー薄層を形成させる手段である。
前記現像剤供給ローラが、本発明の現像剤供給ローラであり、
該現像剤供給ローラの第１の弾性層の厚みｔ（ｍｍ）が、０.２ｍｍ≦ｔ≦２.０ｍｍであり、かつ該供給ローラの該現像ローラへの押込み量Ｐ（ｍｍ）が、０.２≦Ｐ／ｔ≦１を満たす。
前記現像剤供給ローラの第１の弾性層の厚みｔ（ｍｍ）は、０.２ｍｍ≦ｔ≦２.０ｍｍ範囲にあることが好ましい。前記厚みｔが、０．２ｍｍ未満であると、供給ローラを回転させる回転トルクが大きくなってしまい耐久性の低下や装置のコストアップの原因となることがあり、２．０ｍｍを超えると、供給ローラの外径が大きくなってしまうので装置の小型化を計ることができず、また、本発明の低反発弾性のローラを用いる必要がなくなることがある。
前記Ｐ／ｔが、０．２未満であると、トナー供給機能、更には現像ローラからのトナー回収機能が著しく低下してしまうことがあり、１を超えると、供給ローラを回転させる回転トルクが大きくなってしまい、耐久性の低下や装置のコストアップの原因となることがある。
【００１４】
本発明においては、現像ローラと、現像剤供給ローラとのニップ部における回転方向が逆（カウンタ）方向であることが好ましい。現像ローラに供給ローラを接触させ、カウンタ方向に回転させる構成では、現像ローラと供給ローラの回転トルクが高くなる。このとき、本発明の供給ローラを用いるとカウンタ方向に回転させる場合のトルクの上昇を抑制する効果が大きいという利点がある。
前記現像剤供給ローラの外径は、６ｍｍ〜１２ｍｍであることが好ましい。前記外径が、６ｍｍ未満であると、軸芯のベンディングが発生し易くなり、現像ローラとのあたりムラを引き起こし、画像ノイズの原因となることがあり、１２ｍｍを超えると、装置の小型化を計る観点から好ましくない。
装置の小型化を計る点から、非磁性一成分作像プロセスが好ましく、前記トナーとしては、非磁性一成分作像プロセスに適した非磁性一成分現像用トナーが好適である。
【００１５】
ここで、本実施形態に係る画像形成装置（プリンタ）の基本的な構成について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。画像形成装置は、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
まず、複数の潜像担持体を備え、該複数の潜像担持体を表面移動部材の移動方向に並列させる画像形成装置（「タンデム型画像形成装置」）の基本的な構成について説明する。この画像形成装置は、潜像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。なお、ここではドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けてもよい。
【００１６】
図２は、感光体を配設する作像形成部２の構成を示す概略図である。なお、画像形成部２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの作像形成部２についてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについては省略してある。感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５、感光体１上のトナー像を記録媒体又は中間転写体１０に転写する転写装置６、感光体１上の未転写トナーを除去するクリーニング装置７の順に配置されている。帯電装置３と現像装置５との間には、潜像形成手段としての露光装置４から発せられる光が感光体１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００１７】
帯電装置３は、感光体１の表面を負極性に帯電する。本実施形態における帯電装置３は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラを備えている。即ち、この帯電装置３は、帯電ローラを感光体１の表面に接触又は近接させ、その帯電ローラに負極性バイアスを印加することで、感光体１の表面を帯電する。感光体１の表面電位が−５００Ｖとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラに印加している。
【００１８】
なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。また、帯電装置３には、帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニングブラシが設けてもよい。なお、帯電装置３として、帯電ローラの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体１の表面に当接するように設置してもよい。この構成においては、帯電ローラの表面と感光体１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。したがって、帯電ローラに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラの表面と感光体１の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体１の表面が帯電される。
【００１９】
このようにして帯電した感光体１の表面には、露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置４は、レーザ方式であるが、ＬＥＤアレイと結像手段とからなる他の方式を採用することもできる。
【００２０】
トナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーは、供給ローラ５ｂによって搬送され、現像ローラ５ａ上に担持されることになる。この現像ローラ５ａは、感光体１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、感光体１と対向する領域（以下、「現像領域」と記す。）において感光体１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上のトナーが、感光体１の表面を摺擦しながら、トナーを感光体１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００Ｖの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。
【００２１】
転写装置６における中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１、１２、１３に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ１４を用いた構成を採用している。具体的には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋを配置している。ここでは、各一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋとによって、一次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各一次転写ローラ１４に正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。
【００２２】
中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
また、支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、二次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１６との間には二次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
【００２３】
二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
【００２４】
現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。また、ここでは、キャリアを含まない一成分現像剤を使用している。
現像装置５は、図１に示したトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
【００２５】
図３は、クリーナレス方式の作像形成部の構成を示す概略図である。ここで、クリーナレスプロセスでは、現像部で転写残トナーを回収する必要があり、回収されたトナーは、現像器内で未使用のトナーと混合され、再度現像工程で現像される。
画像形成装置を小型化するために、クリーニング装置を外した電子写真プロセスの検討が盛んに行われている。上記プロセスでは、現像部で転写残トナーを回収し、現像装置５内で未使用のトナーと混合され、再度現像工程で現像される。画像形成装置は、転写手段による転写後に潜像担持体である感光体１に残留する転写残トナーを感光体１から回収して保持し、その保持した転写残トナーを感光体１に戻す回収手段として現像装置５を設けている。現像装置５の容器内部のトナー補給部の現像剤（トナー）は、トナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーで、供給ローラ５ｂで攪拌されながら、現像ローラ５ａのニップ部分に運ばれる。
【００２６】
図４は、現像装置の構成を示す概略図である。
トナー補給部の現像剤（トナー）は、供給ローラ５ｂで攪拌されながら、現像ローラ５ａのニップ部分に運ばれる。更に、規制ブレード５ｃで現像ローラ５ａ上のトナー量が規制され、現像ローラ５ａ上のトナー薄層が形成される。また、トナーは、供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａのニップ部と規制ブレード５ｃと現像ローラ５ａの間で摺擦され、適正な帯電量に制御される。特にクリーナレスプロセスでは、転写トナーを回収するため、帯電性が適正値から大きくずれる。そのため、現像ローラ５ａで回収したトナーは、供給ローラ５ｂで十分に掻き取り除去できなければならない。
【００２７】
供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａは、ニップ部で逆方向（カウンタ回転）に回転している。このときの周速差θは０．６≦θ≦２の範囲にあることが好ましい。θが０．６より小さいと現像ローラ５ａあるいは供給ローラ５ｂを覆うケースとトナーの摺擦力が低く、トナーを目的の帯電量まで上げることが難しい。また、クリーナレスシステムでは、現像部で回収したトナーを再利用するために回収トナーの帯電性を再調整する必要があり、供給ローラ５ｂの回転数を上げることが好ましい。
【００２８】
図５は、現像ローラへの供給ローラの押込み量とトルクの関係を調べた結果である。横軸が押込み、縦軸が供給ローラ５ｂの回転トルクである。押込みが増えると回転トルクが増加する。このとき、供給ローラ５ｂの反発弾性を下げると、回転トルクが低下することがわかる。トルクを下げるには、反発弾性率の低い供給ローラ５ｂを用いるとよいことがわかる。
次に、図６は、供給ローラの周速と回転トルクの安定性を調べた結果である。図５より、低反発弾性の供給ローラ５ｂは、周速差に対して、回転トルクのバラツキが大きいことがわかる。回転トルクのバラツキは、ニップ部（厚、幅）の安定性を意味しており、この安定性は、現像ローラ５ａ上へのトナーの帯電性、搬送性に影響する。
【００２９】
トナーの帯電性を向上させるため、供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａには、バイアスを印加することが好ましい。そのときのバイアスは、＋２００Ｖ〜−２００Ｖの範囲が好ましい。
現像ローラ５ａ上のトナー量を規制する規制部材である規制ブレード５ｃには、金属ブレード、樹脂ブレード、金属ローラ、樹脂ローラなどを用いることができる。装置の小型化には、ブレードを用いることが好ましい。
規制ブレード５ｃの現像ローラ５ａへの押圧力は、２０Ｎ／ｍ〜１００Ｎ／ｍの範囲にあることが好ましい。押圧が低いとトナー量の規制が十分に行えなかったり、トナーの帯電が十分でなかったりする。逆に押圧力が高いと、トナーあるいは現像ローラ５ａに必要以上のストレスがかかり、耐久時の画像劣化の原因となる。また、規制ブレード５ｃと現像ローラ５ａに適宜選択して、−３００Ｖ〜＋３００Ｖの範囲のバイアスを印加することができる。
【００３０】
図７は、本発明で特徴となる供給ローラの概略図である。本発明の供給ローラ５ｂは図に示したように、金属シャフトとなる軸芯５ｅと、少なくとも第１の弾性層５ｇと、第２の弾性層５ｆとを設けて構成されている。図７では２層構造の供給ローラ５ｂを例示しているが、表層から第１の弾性層５ｇの反発弾性率をｋ１とし、表層から第２の弾性層５ｆ以降の弾性層の反発弾性率（％）ｋ２としたとき、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％の関係が成り立てば、多層構造としてもよい。本発明の供給ローラ径は、特に指定はないが、装置の小型化をするために、供給ローラ５ｂは、外径が６ｍｍ〜１２ｍｍであることが好ましい。供給ローラ５ｂは、表面から、第１の弾性層５ｇ、第２の弾性層５ｆ、及び場合によっては第２の弾性層５ｆ以降の弾性層、軸芯５ｅとから構成されており、表層から第１の弾性層５ｇの反発弾性率をｋ１とし、表層から第２の弾性層５ｆを含むそれ以降の反発弾性率（％）ｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％の関係（つまり、表層の弾性層の方が、反発弾性が低い）成り立つ。このような、供給ローラ５ｂは、表層から第１の弾性層５ｇの反発弾性率をｋ１とし、表層から第２の弾性層５ｆを含むそれ以降の反発弾性率をｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％の関係であれば、天然ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどの発泡体から適当なものを用いることができるが、好ましくは、発泡弾性体ローラを用いるのがよい。現像ローラ５ａ上のトナーを回収するために、供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａの間にバイアスを印加する場合がある。供給ローラ５ｂにバイアスを印加して用いる場合には、供給ローラ５ｂの抵抗を調整する必要がある。
供給ローラ５ｂの抵抗調整には、発泡体材料に抵抗調整剤を添加したり、抵抗調整剤を発泡体に直接塗布したり、あるいは抵抗調整剤を添加した樹脂を弾性発泡体に塗布させたりして調整することができる。
【００３１】
−発泡弾性体ローラ−
供給ローラ５ｂの製法は、例えば、軸芯５ｅを金型内にセットし、上記ゴム原料組成物をこの金型内で発泡成形して軸芯５ｅの外周部に軸芯５ｅと同芯にスポンジ層を形成する方法が挙げられる。この場合、成形圧力、成形温度（金型温度）等の成形条件は使用するゴム原料や発泡体の種類やゴム原料組成物の組成等に応じて適宜定めればよい。あるいは、市販のブロック状の発泡体に軸芯５ｅを貫通させて接着剤などで固定化し、切削加工でローラ状の成形加工する方法などが挙げられる。また、多層化する場合には、先に挙げた方法で作製したローラ表面に２層目に用いる発泡体シートを巻き付け接着剤で固定化する方法やローラ表層に発泡体原料を塗布後、発泡硬化させる方法が挙げられる。
【００３２】
−第２の弾性層の作製−
第２の弾性層５ｆに用いる発泡弾性体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エステル系ポリウレタンフォーム、エーテル系ポリウレタンフォームやニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴムなどのゴム材料のフォームが挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく２種以上を組み合わせて発泡弾性体としてもよい。これらの中でも、エステル系ポリウレタンフォーム、エーテル系ポリウレタンフォーム、ニトリルゴムフォーム、エチレンプロピレンゴムフォーム、エチレンプロピレンジエンゴムフォーム、シリコーンゴムフォームが特に好ましい。また、発泡弾性体は、摩擦抵抗係数をコントロールする目的で上記フォーム原料にシリコーンオイルを混合したり、上記フォームで作製された表面にシリコーンオイルを塗布したりすることもできる。
【００３３】
第２の弾性層５ｆにおける弾性体は、市販のウレタン発泡体を用いて作製することができる。市販のウレタン発泡体ブロック（１２ｍｍ×１２ｍｍ×３００ｍｍ）の中心に外径が５ｍｍのステンレス製の軸芯５ｅを貫通させ、接着剤で固定し、切削加工により、外径を調整し第２の弾性層５ｆを有する発泡体ローラを作製することができる。
【００３４】
−反発弾性率（ＪIＳ Ｋ ６４００−３）の測定−
製品から５０ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ以上の試験片を切り出し、試験片の上面より５００ｍｍの高さから直径１６ｍｍ、質量１６ｇの鋼球を落下させ、跳ね返った最高の高さを落下高さ（５００ｍｍ）の百分率（パーセント）を反発弾性率とする。本発明においては、室温（２３℃）、湿度６５％ＲＨの条件下で反発弾性率の測定を行った。
【００３５】
−第１の弾性層の作製−
第１の弾性層５ｇにおける発泡弾性層は、ポリオール、発泡剤、イソシアネート、触媒を適選適量配合したものを、予め、第２の弾性層５ｆを形成したローラを所定の位置に固定した金型（図８参照）に流し込んで室温で２４時間硬化させることにより、第２の弾性層５ｆ上に第１の弾性層５ｇを形成することができる。
第１の弾性層５ｇの作製に用いられるポリオール（ａ）としては、特に制限はなく、ウレタンフォームの製造に通常使用されるポリオールを用いることができ、このようなポリオールは、得られたウレタンフォームに、−７０℃〜−２０℃の温度範囲と０℃〜６０℃の温度範囲とに、少なくとも１つのガラス転移点をそれぞれ与えることができるように、適宜選択して用いられる。
このようなポリオール（ａ）は、ポリオキシアルキレンポリオール、ビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオール、及びポリエステルポリオールからなる群から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
前記ポリオキシアルキレンポリオールとしては、例えば、水、アルコール類、アミン類、アンモニアなどの開始剤にアルキレンオキサイドを付加させたものが挙げられる。開始剤としてのアルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール等の１価アルコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール等の２価アルコール類；グリセリン、トリメチロールプロパン等の３価アルコール類；ペンタエリスリトール等の４価アルコール類；ソルビトール等の６価アルコール類；ショ糖等の８価アルコール類、などの１価又は多価のアルコール類が挙げられる。また、開始剤としてのアミン類としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン等の１価アミン類；メチルアミン、エチルアミン等の２価アミン類；モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の３価アミン類；エチレンジアミン等の４価アミン類；ジエチレントリアミン等の５価アミン類、などの１価又は多価のアミン類が挙げられる。これら開始剤のうち、１価ないし６価のアルコール類、及び１価ないし５価のアミン類が特に好ましい。
【００３６】
前記アルキレンオキサイドとしては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、１，２−、１，３−、１，４−及び２，３−ブチレンオキサイド、又はこれらの２種以上の併用が挙げられる。これらのうち、好ましくは、プロピレンオキサイド及び／又はエチレンオキサイドであり、これらを併用する場合には、ブロック又はランダムのいずれの付加形式であってもよく、好ましくは、ブロックの付加形式が挙げられる。
前記ビニル重合体含有ポリオキシアルキレンポリオールとしては、上記に例示したポリオキシアルキレンポリオール中で、ラジカル存在下、アクリロニトリル、スチレンなどのビニルモノマーを重合し安定分散させたものが挙げられる。ポリオキシアルキレンポリオール中のビニル重合体の含有量は、１５質量％〜４５質量％が好ましい。
前記ポリエステルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの水酸基を２つ以上有する化合物の１種又は２種以上と、例えば、アジピン酸、コハク酸、マロン酸、マレイン酸、酒石酸、ピメリン酸、セバシン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸などのカルボキシル基を２つ以上有する化合物の１種又は２種以上との縮合重合により得られるもの、あるいは、ε−カプロラクトンなどの開環重合により得られるものなどが挙げられる。
【００３７】
また、第１の弾性層５ｇの作製に用いられるポリオール（ａ）は、平均官能基数１．５〜４．５で、水酸基価２０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、水酸基価３０〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（ａ−１）と、平均官能基数１．５〜４．５で、水酸基価１４０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは、水酸基価２００〜２７０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（ａ−２）とを含有していることが好ましい。平均官能基数が１．５より小さいと、得られたウレタンフォームの乾熱永久歪みのような物性が著しく低下し、また、平均官能基数が４．５より大きいと、得られたウレタンフォームの伸びが低下する一方で硬度が高くなるため、引っ張り強度のような物性が低下する場合がある。また、水酸基価がそれぞれ異なる２０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（ａ−１）と、１４０〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（ａ−２）とを含有させることにより、得られるウレタンフォームに、−７０℃〜−２０℃の温度範囲と、０℃〜６０℃の温度範囲とのそれぞれに、ガラス転移点を容易に与えることができる。
【００３８】
第１の弾性層５ｇの作製に用いられるポリイソシアネート（ｂ）としては、特に制限はなく、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知のポリイソシアネートを用いることができる。このようなポリイソシアネートとしては、例えば、２，４−又は２，６−トリレンジイソシアネート（トルエンジイソシアネート；ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、フェニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネート；１，３−又は１，４−キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）等の芳香脂肪族ポリイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート；３−イソシアネートメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）（Ｈ１２ＭＤＩ）、１，３−又は１，４−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）等の脂環族ポリイソシアネート、又はこれらポリイソシアネートのカルボジイミド変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体、二量体、三量体、又は、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（クルードＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ）などが挙げられる。これらは１種単独又は２種以上併用してもよい。これらの中でも、芳香族ポリイソシアネートが好ましく、ＴＤＩが特に好ましい。
【００３９】
第１の弾性層５ｇの作製に用いられる触媒（ｃ）としては、特に制限はなく、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知の触媒を用いることができる。このような触媒としては、例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン等の３級アミン類；テトラエチルヒドロキシルアンモニウム等の４級アンモニウム塩；イミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類等のアミン系触媒；酢酸スズ、オクチル酸スズ、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズクロライド等の有機スズ系化合物；オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛等の有機鉛化合物；ナフテン酸ニッケル等の有機ニッケル化合物などの有機金属系触媒等が挙げられる。これら触媒のうち、アミン系触媒と有機金属系触媒とを併用することが好ましく、とりわけ、３級アミン類と有機スズ化合物とを併用することが好ましい。前記アミン系の触媒の添加量を増加させると発泡性が向上し、気泡の多い発泡体となる。一方、有機スズ化合物の添加を増加させると、樹脂の硬度上がる。本発明では、発泡体の反発弾性率（％）を調整するために、アミン系触媒と有機金属系触媒の配合比を変化させることにした。
【００４０】
第１の弾性層５ｇの作製に用いられる発泡剤（ｄ）としては、特に制限はなく、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知の発泡剤を用いることができる。このような発泡剤としては、例えば、水及び／又はハロゲン置換脂肪族炭化水素系発泡剤、例えば、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、塩化メチレン、トリクロロトリフルオロエタン、ジブロモテトラフルオロエタン、四塩化炭素などが挙げられる。これらの発泡剤は、２種以上併用してもよいが、本発明においては、水を単独で使用することが好ましい。
【００４１】
前記第１の弾性層５ｇを形成する発泡弾性体は、導電性のものでもよく、導電性発泡弾性層には、適当な発泡弾性体に導電剤を添加して導電性を付与した発泡弾性材料が用いられる。
発泡弾性体に導電性を付与する場合に加える導電剤としては、イオン導電剤や電子導電剤が用いられる。前記イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えばラウリルトリメチルアンモニウム）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルァンモニウム（例えばステアリルトリメチルアンモニウム）、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウムなどの過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩や、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。
また、電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン：ＳＡＦ、IＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン：酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト：酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物：ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙げることができる。これらの導電剤は単独でも、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記導電剤の添加量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、イオン導電剤の場合には、発泡弾性体１００質量部に対して０．０１質量部〜５質量部が好ましく、０．０５質量部〜２質量部がより好ましい。電子導電剤の場合には、発泡弾性体１００質量部に対して１質量部〜５０質量部が好ましく、５質量部〜４０質量部がより好ましい。なお、この導電性発泡弾性層には、前記導電剤以外にも必要に応じて公知の充填剤や架橋剤など、他のゴム用添加剤を適宜添加することができる。
なお、本発明で用いるウレタン発泡体組成物には、上記した成分以外にも、必要に応じて、抵抗調整剤、整泡剤、難燃剤、その他の助剤を適宜適量含有させてもよい。
また、第１の弾性層５ｇを形成する際には、第２の弾性層５ｆと同じ材料を用いて、その比率を変えて作製するものであってもよい。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１〜８）
以下の実施例では、図７に示すような軸芯５ｅと、表層から第１層目の第１の弾性層５ｇ（以下、単に「第１層」と記す。）、表層から第２層目の第２の弾性層５ｆ（以下、単に「第２層」と記す。）の２層構造を有する現像剤供給ローラ５ｂについて、具体的に説明する。
第２層は、反発弾性率が２５％、３５％、及び４５％である市販のウレタン発泡体を用いて作製した。これら市販のウレタン発泡体ブロック（１２ｍｍ×１２ｍｍ×３００ｍｍ）の中心に外径が５ｍｍのステンレス製の芯金を貫通させ、接着剤で固定し、切削加工により、外径を８ｍｍ（第２層の厚みが１．５ｍｍ）となるよう調整し、以下に記載する実施例１〜実施例８で用いる第２層を有する発泡体ローラを作製した後、以下に示すような方法で第１層を形成させ、外径が１０ｍｍ（第１層の厚みが１ｍｍ）となるよう調整して、ウレタン発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を作製した。
【００４４】
＜低反発弾性発泡体の作製＞
本発明を実施するにあたり、低反発弾性発泡体を作製した。
第１層として、第２層の上に積層させる弾性体を以下の原料を用いて調製方法を説明する。
【００４５】
＜＜ポリオール（ａ）＞＞
（Ｉ）ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数約３、水酸基価３７ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシアルキレン部分中のオキシプロピレン含量１００質量％
（ＩＩ）ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数約３、水酸基価１６４ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシアルキレン部分中のオキシプロピレン含量７５質量％、オキシエチレン含量２５質量％
（ＩＩＩ）ポリオキシアルキレンポリオール、平均官能基数約４、水酸基価１７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシアルキレン部分中のオキシプロピレン含量７０質量％、オキシエチレン含量３０質量％
【００４６】
＜＜ポリイソシアネート（ｂ）＞＞
トルエンジイソシアネート（２，４−異性体８０質量％、２，６−異性体２０質量％の混合物）（武田薬品工業株式会社製、タケネートＴ−８０）
【００４７】
＜＜触媒（ｃ）＞＞
（Ｉ）ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル／ジプロピレングリコール（７０％溶液）（ウイットコ コーポレーション社製、ＮIＡＸ Ａ−１）
（ＩＩ）オクチル酸スズ（エアプロダクツ アンド ケミカルズ社製、ダブコＴ−９）
【００４８】
＜＜発泡剤（ｄ）＞＞
水（イオン交換水）
【００４９】
＜＜整泡剤（ｆ）＞＞
シロキサン−オキシアルキレンブロック共重合体系整泡剤（信越化学工業株式会社製、Ｆ−２４２Ｔ）
【００５０】
ポリオール（Ｉ）を４０質量部、ポリオール（ＩＩ）を１５質量部、ポリオール（ＩＩＩ）を４５質量部、水を１．５質量部、整泡剤を１質量部、及び導電剤としてカーボンブラック５質量部をハンドミキサーで混合し攪拌した後、触媒（Ｉ）と触媒（ＩＩ）を表１に示すような比率で添加し、５秒間攪拌後、直ちにポリイソシアネート３２．９質量部を混合攪拌し、得られたウレタン発泡体原料を外径が５ｍｍのステンレス製の芯金を配置した図８に示す金型に流し込み、室温で２４時間放置し硬化させて、第１層及び第２層からなる弾性発泡体層を積層させた外径１０ｍｍのウレタン発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を製作した。同時に上記のウレタン発泡体を金型１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍに流し込み、２４時間放置し硬化させた試験片を作製した。この試験片の反発弾性率（％）を、以下のようにして測定した。結果を表１に示す。
−反発弾性率（ＪIＳ Ｋ ６４００−３）の測定−
上記試験片の上面より５００ｍｍの高さから直径１６ｍｍ、質量１６ｇの鋼球を落下させ、跳ね返った最高の高さを落下高さ（５００ｍｍ）の百分率（パーセント）を反発弾性率として求めた。本実施例においては、室温（２３℃）、湿度６５％ＲＨの条件下で反発弾性率の測定を行った。
【００５１】
【表１】
【００５２】
以上のように作製した実施例１〜実施例８のウレタン発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を用いて画像形成を行い、効果を確認した。画像形成を行うための準備として、市販の乾式１成分現像方式のプリンタ（ＬＰ−１５００Ｃ、セイコーエプソン株式会社製）に、実施例１〜実施例８の供給ローラの現像ローラへの押込み量、回転数、回転方向を任意に設定できるよう外部駆動モータで回転数を変更できるよう現像カートリッジの改造を行った。
このプリンタを用いて供給ローラの現像ローラへの押込み量Ｐを０．８ｍｍ（Ｐ／ｔ＝０．８；ただし、ｔは供給ローラの第１弾性層の厚み：１ｍｍ）、供給ローラの回転を現像ローラの回転に対しカウンタ方向でかつ回転数を３００ｒｐｍとし、１００％黒のベタ画像出力を行い、以下のようにして、初期画像（１枚−１００枚）、耐久画像（１０，０００枚）の画像評価を行った。結果を表４に示す。
画像評価として、初期画像評価では、ベタ部にムラもカスレもない状態を○、ムラ、カスレのどちらかが発生している状態を△、どちらも発生した状態を×とし、評価を行った。また、耐久画像評価では、ベタ部にスジがまったくない場合○、２〜３本発生した場合△、４本以上発生した場合を×とし、評価を行った。
【００５３】
（比較例１〜比較例５）
実施例１〜８と同様にして、表２に示す第１層の反発弾性率ｋ１と、第２層の反発弾性率ｋ２となる現像剤供給ローラを作製した。なお、第２層の上に第１層を形成した比較例１〜比較例５の供給ローラの外径が、実施例１〜８と同様に外径１０ｍｍとなるように調整した。
【００５４】
【表２】
【００５５】
比較例１の現像剤供給ローラは、第１層と第２層の反発弾性率がともに８％となるよう実施例１〜８と同様にして作製した。
具体的には、ポリオール（Ｉ）を４０質量部、ポリオール（ＩＩ）を１５質量部、ポリオール（ＩＩＩ）を４５質量部、水を１．５質量部、整泡剤を１質量部、及び導電剤としてカーボンブラック５質量部をハンドミキサーで混合し攪拌した後、触媒（Ｉ）と触媒（ＩＩ）を表３に示すような比率で添加し、５秒間攪拌後、直ちにポリイソシアネート３２．９質量部を混合攪拌し、得られたウレタン発泡体を外径が５ｍｍのステンレス製の芯金を配置した図８に示す金型に流し込み、室温で２４時間放置し硬化させて、第１層（厚み１．２５ｍｍ）と第２層（厚み１．２５ｍｍ）となる（第１層と第２層を合わせた厚みが２．５ｍｍとなる）外径１０ｍｍのウレタン発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を製作した。同時に上記のウレタン発泡体を金型１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍに流し込み、２４時間放置し硬化させた試験片を作製した。この試験片の反発弾性率（％）を実施例１〜８と同様にして測定した。結果を表３に示す。
【００５６】
比較例２〜比較例５の現像剤供給ローラにおける第２層の弾性体は、反発弾性率が１４％、及び３５％である市販のウレタン発泡体を用いて作製した。これら市販のウレタン発泡体ブロック（１２ｍｍ×１２ｍｍ×３００ｍｍ）の中心に外径が５ｍｍのステンレス製の芯金を貫通させ、接着剤で固定し、切削加工により、外径が８．０ｍｍ（第２層の厚みが１．５ｍｍ）になるように調整し、比較例２〜比較例５で用いる第２層を有するウレタン発泡体ローラとした。
このときに、比較例２では、実施例１〜８と同様にして第１層を形成した。ポリオール（Ｉ）を４０質量部、ポリオール（ＩＩ）を１５質量部、ポリオール（ＩＩＩ）を４５質量部、水を１．５質量部、整泡剤を１質量部、及び導電剤としてカーボンブラック５質量部をハンドミキサーで混合し攪拌した後、触媒（Ｉ）と触媒（ＩＩ）を表３に示すような比率で添加し、５秒間攪拌後、直ちにポリイソシアネート３２．９質量部を混合攪拌し、得られたウレタン発泡体を金型に流し込み、室温で２４時間放置し硬化させて、第１層を積層させた外径１０ｍｍ（第１層の厚みが１ｍｍ）のウレタン発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を製作した。同時に上記のウレタン発泡体を金型１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍに流し込み、２４時間放置し硬化させた試験片を作製した。この試験片の反発弾性率（％）を実施例１〜８と同様にして測定した。結果を表３に示す。
【００５７】
【表３】
比較例３〜比較例５では、第１層として、厚みが１ｍｍ、反発弾性率が２５％、３５％の市販のウレタン発泡体を第２層上に形成して、発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を作製した。
【００５８】
以上のように作製した比較例１〜比較例５の発泡体ローラ（現像剤供給ローラ）を、実施例１〜８と同様にして、改造を行った市販プリンタ用いて１００％ベタの画像出力を行い、初期画像（１枚−１００枚）、耐久画像（１０，０００枚）の画像評価を行った。結果を表４に示す。
【００５９】
【表４】
表４の結果から、実施例１〜実施例８では、初期画像と耐久画像の画像濃度、ムラ等の画質になんら影響がなく、高品位を保っていた。これに対し、比較例１〜比較例５では、初期画像、耐久画像における画像濃度、ムラ等の画質のいずれかが問題が生じ、高品位な画像を保てないことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、感光体を配設する作像形成部の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、クリーナレス方式の作像形成部の構成を示す概略図である。
【図４】図４は、現像装置の構成を示す概略図である。
【図５】図５は、現像ローラへの現像剤供給ローラの押込み量とトルクの関係を調べた結果である。
【図６】図６は、現像剤供給ローラの周速と回転トルクの安定性を調べた結果である。
【図７】図７は、本発明の現像剤供給ローラの一例を示す概略図である。
【図８】図８は、実施例及び比較例で用いた供給ローラ作製用の金型を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 感光体
２ 作像形成部
３ 帯電装置（帯電ローラ）
４ 露光装置
５ 現像装置
５ａ 現像ローラ
５ｂ 現像剤供給ローラ
５ｃ 規制ブレード
５ｄ 筐体
５ｅ 軸芯
５ｆ 第２の弾性層
５ｇ 第１の弾性層
６ 転写装置
７ クリーニング装置
１０ 中間転写ベルト
１１、１２、１３ 支持ローラ
１４ 一次転写ローラ
１５ ベルトクリーニング装置
１６ 二次転写ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも軸芯と、該軸芯上に弾性層とを有してなり、
該弾性層が異なる弾性率の弾性体からなる少なくとも２層の弾性層を積層させてなり、表層から第１層目の第１の弾性層の反発弾性率をｋ１とし、表層から第２層目以降の弾性層の反発弾性率をｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％を満たすことを特徴とする現像剤供給ローラ。
【請求項２】
第１の弾性層が発泡体からなる請求項１に記載の現像剤供給ローラ。
【請求項３】
第１の弾性層の厚みが、０.２ｍｍ〜２.０ｍｍである請求項１から２のいずれかに記載の現像剤供給ローラ。
【請求項４】
潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
新規な外部トナーを補給可能な構造を有するトナー容器部と、現像剤供給ローラと、現像ローラとを備え、前記供給ローラが前記現像ローラと接触しており、前記トナー容器部中のトナーを供給ローラ表面に保持し該供給ローラを回転させてトナーを前記現像ローラ上に運ぶことによりトナー薄層を形成させる現像手段と、
を少なくとも有する画像形成装置であって、
前記現像剤供給ローラが、請求項１から３のいずれかに記載の現像剤供給ローラであり、該現像剤供給ローラの第１の弾性層の厚みｔ（ｍｍ）が、０.２ｍｍ≦ｔ≦２.０ｍｍであり、かつ該供給ローラの該現像ローラへの押込み量Ｐ（ｍｍ）が、０.２≦Ｐ／ｔ≦１を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
現像ローラと、現像剤供給ローラとのニップ部における回転方向が逆（カウンタ）方向である請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
現像剤供給ローラの外径が、６ｍｍ〜１２ｍｍである請求項４から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
トナーが、非磁性一成分現像用トナーである請求項４から６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１】
少なくとも軸芯と、該軸芯上に弾性層とを有してなり、
該弾性層が異なる弾性率の弾性体からなる少なくとも２層の弾性層を積層させてなり、表層から第１層目の第１の弾性層の反発弾性率をｋ１とし、表層から第２層目以降の弾性層の反発弾性率をｋ２としたとき、次式、０％≦ｋ１≦２０％、２０％＜ｋ２≦７０％を満たすことを特徴とする現像剤供給ローラ。
【請求項２】
第１の弾性層が発泡体からなる請求項１に記載の現像剤供給ローラ。
【請求項３】
第１の弾性層の厚みが、０.２ｍｍ〜２.０ｍｍである請求項１から２のいずれかに記載の現像剤供給ローラ。
【請求項４】
潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
新規な外部トナーを補給可能な構造を有するトナー容器部と、現像剤供給ローラと、現像ローラとを備え、前記供給ローラが前記現像ローラと接触しており、前記トナー容器部中のトナーを供給ローラ表面に保持し該供給ローラを回転させてトナーを前記現像ローラ上に運ぶことによりトナー薄層を形成させる現像手段と、
を少なくとも有する画像形成装置であって、
前記現像剤供給ローラが、請求項１から３のいずれかに記載の現像剤供給ローラであり、該現像剤供給ローラの第１の弾性層の厚みｔ（ｍｍ）が、０.２ｍｍ≦ｔ≦２.０ｍｍであり、かつ該供給ローラの該現像ローラへの押込み量Ｐ（ｍｍ）が、０.２≦Ｐ／ｔ≦１を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
現像ローラと、現像剤供給ローラとのニップ部における回転方向が逆（カウンタ）方向である請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
現像剤供給ローラの外径が、６ｍｍ〜１２ｍｍである請求項４から５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
トナーが、非磁性一成分現像用トナーである請求項４から６のいずれかに記載の画像形成装置。
【図５】
【図６】
【図８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図６】
【図８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【公開番号】特開２００９−６９７９８（Ｐ２００９−６９７９８Ａ）
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８７８３（Ｐ２００８−８７８３）
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１８日（２００８．１．１８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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