現像剤担持体、現像装置および画像形成装置
【課題】現像剤担持体への現像剤の付着を防止し、画像品質を向上する。
【解決手段】現像ローラ（現像剤担持体）１５は、潜像担持体（感光体ドラム）１１に現像剤を供給するものであり、基材５２と、基材５２の表面に形成された処理層５３とを有している。処理層５３は、アクリル樹脂、または、アクリル樹脂およびウレタン樹脂を含み、アクリル樹脂の含有量は５０〜１００重量％である。基材５２の表面に形成された状態での処理層５３のアスカーＣ硬度は、基材５２のアスカーＣ硬度より高く、６８度〜８０度である。
【解決手段】現像ローラ（現像剤担持体）１５は、潜像担持体（感光体ドラム）１１に現像剤を供給するものであり、基材５２と、基材５２の表面に形成された処理層５３とを有している。処理層５３は、アクリル樹脂、または、アクリル樹脂およびウレタン樹脂を含み、アクリル樹脂の含有量は５０〜１００重量％である。基材５２の表面に形成された状態での処理層５３のアスカーＣ硬度は、基材５２のアスカーＣ硬度より高く、６８度〜８０度である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法においてトナー等の現像剤を担持する現像剤担持体、並びに、現像剤担持体を備えた現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カラー画像を形成する画像形成装置として、複数の画像形成ユニットを一列に配列したタンデム型の画像形成装置が知られている。画像形成ユニットでは、静電潜像担持体（感光体ドラム）の表面を露光ヘッドで露光して静電潜像を形成し、現像剤担持体（現像ローラ）により静電潜像を現像して現像剤像（トナー像）を形成する。
【０００３】
ここで、上記のような現像動作が繰り返されると、現像剤担持体の表面に、現像剤を構成する成分が付着または融着する場合がある。そこで、現像剤担持体の表面層の成分や耐摩耗性を調整することで、現像剤の現像剤担持体への付着および融着を抑制することが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、アクリル樹脂とウレタン樹脂のブレンドポリマー層を有する現像剤担持体の硬度、膜厚などを規定することにより、現像剤（またはその成分）の付着および融着を抑制することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７５３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、印刷速度の高速化や画像解像度の向上の要請から、現像剤担持体が、特許文献１に記載された周速１３０．２ｍｍ／秒よりも速い速度域で使用される場合がある。そのような場合には、現像剤担持体と、これに当接している部材との摩擦が増加して、現像剤担持体の表面への現像剤成分の付着が生じ、その結果、現像剤担持体の帯電能力および現像剤搬送能力の低下を招き、画像濃度の低下やカスレが生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、現像剤担持体への現像剤の付着を防止し、画像品質を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る現像剤担持体は、基材と、基材の表面に形成された処理層とを有する現像剤担持体であって、処理層は、アクリル樹脂、または、アクリル樹脂およびウレタン樹脂を含み、処理層のアクリル樹脂の含有量は、５０〜１００重量％であり、基材の表面に形成された状態での処理層のアスカーＣ硬度は、基材のアスカーＣ硬度より高く、６８度〜８０度であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る現像装置は、静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、上記の現像剤担持体を有することを特徴とする。また、本発明に係る画像形成装置は、上記の現像装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像剤担持体への現像剤の付着を防止し、画像品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置のイメージドラムユニットの構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の他の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における現像ローラ（現像剤担持体）の断面図である。
【図５】十点平均粗さＲｚ（Ａ）と凹凸の平均間隔Ｓｍ（Ｂ）の印刷枚数に対する変化をそれぞれ示すグラフである。
【図６】印刷試験に用いた２ｂｙ２パターンを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における現像ローラのアクリル樹脂の含有量と、抵抗値差と、硬度との関係を示すグラフである。
【図８】現像ローラの摩擦係数の測定方法を示す概略図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における現像ローラに関し、処理層のアクリル樹脂の含有量、摩擦係数およびアスカーＣ硬度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の実施の形態．
まず、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の基本構成を示す図である。画像形成装置は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンに対応する４つのイメージドラムユニット（画像形成部とも称する）１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃを有している。イメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃは、媒体Ｐの搬送路に沿って一列に配列されている。
【００１２】
画像形成装置は、さらに、記録媒体（例えば印刷用紙）Ｐを積載して保持する給紙カセット２０と、給紙カセット２０に保持された媒体Ｐを一枚ずつ搬送路に送り出す給紙ローラ２１と、給紙ローラ２１により送り出された媒体Ｐをイメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃに向けて搬送する搬送ローラ２２とを有している。
【００１３】
イメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃに対向するように、媒体Ｐを保持して搬送する転写ベルト２３が配設されている。転写ベルト２３は、駆動ローラ２４ａと従動ローラ２４ｂに張架されており、駆動ローラ２４ａの回転によって矢印Ａで示す方向に移動する。転写ベルト２３の下側には、この転写ベルト２３の外周面に接するように、転写ベルト２３の外周面に残る現像剤を除去するクリーニングプレード２８が配置されている。
【００１４】
画像形成装置は、さらに、各イメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃにより媒体Ｐに転写された現像剤像を媒体Ｐに定着する定着装置２５と、定着装置２５により現像剤像が定着された媒体Ｐを装置外部に排出する排出ローラ２６と、排出された媒体Ｐを積載するスタッカ部２７とを備えている。
【００１５】
図２は、媒体Ｐの搬送方向においてイメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの最も下流側に位置するイメージドラムユニット１０Ｃと定着装置２５とを拡大して示す図である。イメージドラムユニット１０Ｃは、表面に静電潜像が形成される円筒状の感光体ドラム（静電潜像担持体）１１を有している。感光体ドラム１１は、例えば、導電性支持体の表面に感光層を設けて構成され、図示しないモータの駆動力により一方向（ここでは時計回り）に回転する。
【００１６】
感光体ドラム１１に周囲には、帯電ローラ（帯電装置）１２と、露光ヘッド（露光装置）１３と、現像ローラ（現像剤担持体）１５とが配列されている。帯電ローラ１２は、例えば、金属製のシャフトに半導電性ゴム層を形成したものであり、図示しない電源部から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム１１の回転に伴って従動回転し、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電する。
【００１７】
露光ヘッド１３は、主走査方向（感光体ドラム１１の回転軸方向）に配列された複数の発光素子（例えばＬＥＤ）とレンズアレイとを有し、画像データに応じて感光体ドラム１１の表面を露光して、静電潜像を形成する。
【００１８】
現像ローラ１５は、例えば、金属製のシャフトに樹脂層を形成したものである（詳細については後述する）。現像ローラ１５は、図示しない電源部から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム１１の表面に接触しながら同一方向に回転し、感光体ドラム１１の表面の静電潜像に現像剤（トナー）を付着させて現像する。
【００１９】
また、現像ローラ１５に隣接して、供給ローラ１４（現像剤供給部材）と現像ブレード１６（現像剤規制部材）が配置されている。供給ローラ１４は、例えば、金属製のシャフトに発泡ウレタンゴム層を形成したものである。供給ローラ１４は、図示しない電源部から所定のバイアス電圧を付与され、現像ローラ１５に接触しながら同一方向に回転し、現像ローラ１５の表面に現像剤（図２に符号Ｔで示す）を供給する。
【００２０】
現像ブレード１６は、例えば、現像ローラ１５の軸方向に長い長尺状の板状部材を屈曲させて形成したものであり、屈曲部の曲面が現像ローラ１５の表面に押圧されるように配置され、この押圧力により現像剤層（トナー層）の厚さを規制する。
【００２１】
なお、イメージドラムユニットにおいて、静電潜像の現像に寄与する部分（現像ローラ１５、供給ローラ１４および現像ブレード１６を含む部分）を、「現像装置」と称する。
【００２２】
感光体ドラム１１との間で媒体Ｐの搬送路を挟み込むように、転写ローラ（転写部材）１７が配置されている。転写ローラ１７は、図示しない電源部から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム１１に形成された現像剤像（トナー像）を媒体Ｐに転写する。
【００２３】
転写ローラ１７に対して、感光体ドラム１１の回転方向下流側には、クリーニング部材１８が設けられている。クリーニング部材１９は、例えばポリウレタンゴムからなるローラまたはブレードであり、転写後に感光体ドラム１１の表面に残存する現像剤を除去する。
【００２４】
イメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍは、使用する現像剤の種類を除き、イメージドラムユニット１０Ｃと同様の構成を有している。なお、以下では、これらイメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃを総称して、「イメージドラムユニット１０」として説明する。
【００２５】
定着装置２５は、熱源ｈを内蔵した定着ローラ２５ａと、加圧ローラ２５ｂとを有する。定着ローラ２５ａと加圧ローラ２５ｂは、これらの間で媒体Ｐを挟み込んで熱および圧力を加え、現像剤像を媒体Ｐに定着させるものである。なお、図２に示した定着装置の他、例えば、ベルト方式の定着装置を用いてもよい。
【００２６】
ここでは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの現像剤を用いるイメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃを備えた例について説明するが、５つ以上の画像形成装置を備えてもよく、また、３つ以下の画像形成装置を備えてもよい。
【００２７】
また、例えば、図３（Ａ）に示すように、転写ベルト２３を使用しない単色の画像形成装置であってもよい。この場合、イメージドラムユニット１０を一つ備え、媒体Ｐが搬送ローラ２２を経て転写ローラ１７により搬送される際に、感光体ドラム１１から媒体Ｐに現像剤像が転写される。
【００２８】
あるいは、図３（Ｂ）に示すように、現像剤像を直接担持する中間転写ベルト２４を有する画像形成装置であってもよい。この場合、イメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの各感光ドラム１１上に形成された現像剤像が、各転写ローラ１７により中間転写ベルト２４に一次転写され、さらに二次転写部３１において媒体Ｐに二次転写される。
【００２９】
次に、本実施の形態における現像ローラ１５（現像剤担持体）について説明する。
図４は、現像ローラ１５の断面構造を示す図である。現像ローラ１５は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる導電性のシャフト５１の表面に基材５２を形成し、その表面に、現像剤を帯電させるための処理層５３を形成したものである。
【００３０】
基材５２は、例えばウレタン樹脂（より具体的には、ポリエーテル系ウレタン樹脂）で構成され、電子導電剤であるカーボンブラック、炭酸カルシウムまたはシリカ等の絶縁性無機微粒子が配合されている。基材５２は、アスカーＣ硬度が約６５度であり、ＪＩＳ−１９９４による十点平均粗さＲｚが約１０μｍであることが好ましい。なお、基材５２のアスカーＣ硬度は、アスカーＣ硬度計（高分子計器株式会社製）の押針を、基材５２の表面（外周面）に押し当てて測定したものである。また、十点平均粗さＲｚは、微細形状測定器「サーフコーダＳＥＦ３５００」（株式会社小坂研究所製）を用いて測定したものである。
【００３１】
処理層５３は、アクリル樹脂、または、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物で構成されている。処理層５３は、例えば、所定の溶媒にアクリル樹脂とウレタン樹脂とを溶解させた溶液を、弾性層５２の表面に塗布し、その後、加熱乾燥により溶媒を揮発させることにより形成する。処理層５３を構成するウレタン樹脂としては、熱可塑性のポリエーテル系ウレタン樹脂やポリエステル系ウレタン樹脂を使用することができる。また、処理層５３には、半導電性を付与するため、カーボンブラックが適量配合されている。なお、処理層５３の好ましい硬度（アスカーＣ硬度）および膜厚については、後述する。
【００３２】
ポリエーテル系ウレタン樹脂を構成する成分について説明する。ウレタン樹脂は、架橋点分子であるイソシアネートと架橋点間分子であるジオールまたはトリオールなどから構成される。イソシアネートとしては、ポリエーテル系ウレタン樹脂の合成に使用可能な種類であれば特に限定されず、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、または、これらの異性体等を用いることができる。特に、耐摩耗性に優れたポリウレタンが得られる点で、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、または、その異性体が好ましい。上記イソシアネートは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、架橋点間分子は低分子量ジオールと低分子量トリオールとの混合物が好ましく用いられる。上記低分子量ジオールとしては、通常、ポリウレタンの形成に用いられるものであれば特に限定されず、例えば、１，４−ブタンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，６−へキサンジオール、またはネオペンチルグリコール等を用いることができる。上記低分子量トリオールとしては、通常、ポリウレタンの形成に用いられるものであれば特に限定されず、トリメチローラプロパン、またはトリイソプロパノールアミン等を用いることができる。
【００３３】
一方、処理層５３に含有されるアクリル樹脂は、現像ローラ１５が、感光体ドラム１１、供給ローラ１４および規制ブレード１６（接触部材と称する）と接触する際に、摩擦を低減させるものであればよく、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等の硬度の大きいポリマーが好ましいが、ホモポリマーに限定するものではない。そのため、例えばアクリル系樹脂としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジブチルフマル酸エステル、またはジメチルフマル酸エステルなどの１種又は２種以上を用いることができる。
【００３４】
次に、本実施の形態における画像形成装置の動作について説明する。
画像形成装置の図示しない制御部は、パーソナルコンピュータ等の上位装置から印刷指示を受けて画像形成工程を開始する。制御部は、図示しないモータを駆動して給紙ローラ２１を回転させ、給紙カセット２０から媒体Ｐを一枚ずつ搬送路に送り出す。制御部は、また、搬送ローラ２２と、転写ベルト２３を駆動するための駆動ローラ２４ａの回転を開始する。搬送路に送り出された媒体Ｐは、搬送ローラ２２を経て転写ベルト２３に吸着保持され、転写ベルト２３によって搬送される。
【００３５】
また、制御部は、図示しないモータを駆動して、各イメージドラムユニット１０の感光体ドラム１１、現像ローラ１５および供給ローラ１４の回転を開始し、また、図示しない電源部から、帯電ローラ１２、現像ローラ１５および転写ローラ１７にそれぞれバイアス電圧を印加する。帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の回転に従動して回転し、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。
【００３６】
さらに、制御部は、露光ヘッド１３を駆動し、入力された印刷情報に応じて感光体ドラム１１の表面を露光し、静電潜像を形成する。現像ローラ１５は、その表面に、供給ローラ１４から供給された現像剤を保持して回転する。現像剤は、感光体ドラム１１と現像ローラ１５との接触部において、両者の電位差により、現像ローラ１５の表面から感光体ドラム１１の表面に静電潜像に付着する。これにより、感光体ドラム１１の表面の静電潜像は現像され、現像剤像（トナー像）となる。現像剤像は、感光体ドラム１１と転写ローラ１７との接触部に達すると、両者の電位差により、感光体ドラム１１から媒体Ｐの表面に転写される。
【００３７】
各イメージドラムユニット１０で現像剤像が転写された媒体Ｐは、転写ベルト２３により搬送されて定着装置２５に達する。定着装置２５の定着ローラ２５ａは、制御部の指示により加熱されて所定の温度に達しており、加圧ローラ２５ｂとの間で媒体Ｐを挟み込んで熱および圧力を加え、これにより現像剤像が媒体Ｐに定着する。定着装置２５において現像剤像が定着された媒体Ｐは、排出ローラ２６により排出され、スタッカ部２７に積載される。
【００３８】
次に、上記現像ローラ１５（現像剤担持体）の諸特性について説明する。
＜印刷試験＞
本実施の形態の現像ローラ１５を組み込んだイメージドラムユニット１０を画像形成装置に装着して印刷試験を行った。なお、本願明細書で説明する印刷試験では、特に記載がない限り、全て同じ印刷画像を用い、同じ印刷条件で行うものとする。具体的には、Ａ４用紙（媒体Ｐ）の印刷可能領域の全面に亘って、画像密度（カバレッジ：書き込み可能ドット数に対する書き込みドット数の比率）が１％の画像を印刷する。印刷枚数は、２０，０００枚とする。試験環境は、気温が２５±１℃、湿度が５５±５％の範囲とする。
【００３９】
また、現像ローラ１５のバイアス電圧を−１９０Ｖとし、供給ローラ１４のバイアス電圧を−２７０Ｖとし、帯電ローラ１２のバイアス電圧を−１０００Ｖとする。感光体ドラム１１の外径を約３０ｍｍとし、現像ローラ１５の外径を約１５．９ｍｍとする。現像ローラ１５の周速は、２３９．８ｍｍ／ｓｅｃとする。なお、「周速」とは、ローラまたはドラムの外周面での接線方向の速度を意味する。
【００４０】
＜現像ローラの粗さ測定＞
現像ローラ１５の粗さの測定は、非接触で行った。非接触での測定を採用した理由は、ローラ表面にフィルミングが生じた場合に、接触式の粗さ測定器ではローラ表面を走査する探針が汚染されて正確な測定値が得られないためである。非接触の粗さ測定器としては、レーザーマイクロ顕微鏡（キーエンス株式会社製：ＶＫ−８５００、倍率２０００）を用い、現像ローラ１５の無作為に選択した観察面を観察した。観察した画像領域の任意の場所の線粗さから、ＪＩＳ−１９９４に準拠する十点平均粗さＲｚ（μｍ）と、凹凸の平均間隔Ｓｍ（μｍ）を算出した。
【００４１】
なお、ここでは、現像ローラ１５の表面から通常の現像剤（フィルミングにより付着した現像剤以外の現像剤）を除去し、現像ローラ１５の表面にフィルミングによる現像剤だけを付着させた状態で、上記の観察を行うが、その方法については、後述する。
【００４２】
現像ローラ１５としては、処理層５３（アクリル樹脂、または、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物）のアクリル樹脂とウレタン樹脂との混合比率を変化させた複数のサンプルを作成した。現像ローラ１５の処理層５３におけるアクリル樹脂の含有量、すなわち、処理層５３の全重量に対するアクリル樹脂の重量の割合（重量％）をＡと表すと、現像ローラ１５（サンプル）の各条件は以下のとおりである。
【００４３】
条件ａ：Ａ＝１００重量％
条件ｂ：Ａ＝ ５０重量％
条件ｃ：Ａ＝ ２０重量％
条件ｄ：Ａ＝ ０重量％
【００４４】
表１には、条件ａ〜ｄの現像ローラ１５における、処理層５３のアクリル樹脂の含有量（重量％）と、アスカーＣ硬度と、厚さ（μｍ）と、カーボンブラックの含有量（重量％：ＣＢ）とを示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
＜表面粗さと印刷枚数との関係＞
各条件の現像ローラ１５を組み込んだイメージドラムユニット１０を画像形成装置に装着して印刷試験を行い、印刷枚数０枚、１００枚、１，０００枚、１０，０００枚、２０，０００枚において、現像ローラ１５の表面の十点平均粗さＲｚ（μｍ）と、凹凸の平均間隔Ｓｍ（μｍ）とを上記の方法で測定した。測定結果を、表２に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
また、図５（Ａ）および（Ｂ）は、表２の測定結果をグラフに表したものであり、図５（Ａ）は十点平均粗さＲｚの変化を示し、図５（Ｂ）は凹凸の平均間隔Ｓｍの変化を示す。
【００４９】
図５（Ａ）および（Ｂ）の試験結果より、どの条件の現像ローラ１５においても、印刷開始から印刷枚数が約１，０００枚に達するまでの期間は、粗さ（Ｒｚ，Ｓｍ）の変化が大きく、その後、印刷枚数が２０，０００枚に達するまでの期間は、粗さの変化が小さく緩慢になっていることが分かる。
【００５０】
また、処理層５３におけるアクリル樹脂の含有量によって、十点平均粗さＲｚと凹凸の平均間隔Ｓｍの変化の傾向が異なっていることが分かる。すなわち、アクリル樹脂の含有量が０重量％と２０重量％の場合（条件ｄ，ｃ）には、十点平均粗さＲｚは減少し、凹凸の平均間隔Ｓｍは増加している。一方、アクリル樹脂の含有量が５０重量％と１００重量％の場合（条件ｂ，ａ）には、十点平均粗さＲｚは増加し、凹凸の平均間隔Ｓｎは減少している。
【００５１】
アクリル樹脂の含有量Ａが０重量％と２０重量％の場合（条件ｄ，ｃ）に十点平均粗さＲｚが減少した理由は、現像ローラ１５の表面の処理層５３があまり磨耗せず、その結果、接触部材（感光体ドラム１１等）との接触により現像剤成分が摩擦や圧着により現像ローラ１５の表面に（フィルミングにより）付着したためと考えられる。
【００５２】
一方、アクリル樹脂の含有量Ａが５０重量％と１００重量％の場合（条件ｂ，ａ）に十点平均粗さＲｚが増加した理由は、現像ローラ１５の処理層５３が、接触部材との摺擦によって徐々に磨耗したためと考えられる。
【００５３】
＜現像ローラの抵抗変化＞
現像ローラ１５の抵抗は、イメージドラムユニット１から取り外した現像ローラ１５を６０ｒｐｍの速度で回転させ、外周面（ローラ表面）とシャフトとの間に−１００Ｖの電圧をかけて測定した。
【００５４】
表３に、現像ローラ１４の抵抗値を、印刷試験前（０枚印刷時）と印刷試験後（２０，０００枚印刷時）とで比較した結果を示す。
【００５５】
【表３】
【００５６】
アクリル樹脂の含有量が少ない場合（条件ｃ，ｄ）には、現像ローラ１５の抵抗値が大きく増加し、アクリル樹脂の含有量が多い場合（条件ａ，ｂ）には、現像ローラ１５の抵抗値の変化はあまりなかった。これは、アクリル樹脂の含有量が少ない場合には、上述したように処理層５３の表面に現像剤成分がフィルミングにより付着したことにより、現像ローラ１５の抵抗が増加したためと考えられる。
【００５７】
なお、フィルミングに影響を与える要因としては、処理層５３の下の基材５２の表面粗さも考えられるが、各条件とも処理層５３の厚みを同じに設定しており、また、現像ローラ１５の初期の十点平均粗さＲｚが大きい場合（条件ａ）と小さい（条件ｂ）のどちらにおいてもフィルミングを抑制できていることから、基材の５２の表面粗さの影響は少なく、処理層５３のアクリル樹脂の含有量の調整によってフィルミングを抑制できていると考えられる。
【００５８】
＜フィルミングの発生と処理層の硬度との関係＞
処理層５３におけるアクリル樹脂の含有量により、（弾性力の高いウレタンを主成分とする）基材５２よりも処理層５３の硬度が高くなるが、硬度の高低によっては、現像剤搬送能力の低下や、フィルミングの発生が生じることが予想される。そこで、処理層５３のアクリル含有量と、処理層５３の硬度（現像ローラ１５の硬度）と、フィルミングの発生との関係を調べた。
【００５９】
処理層５３の硬度は、配合する有機高分子の分子量や、微量添加する架橋材によって変化させることができる。そこで、この実施形態では、現像ローラ１５作成時の処理液（所定の溶媒にアクリル樹脂とウレタン樹脂とを溶解させた溶液）に対して架橋材を０．１重量％〜０．５重量％の割合で添加している。
【００６０】
アスカーＣ硬度が約６５度となるように調製された基材５２の表面に、処理層５３を形成して現像ローラ１５を作成し、その表面を、上述したアスカーＣ硬度計（高分子計器株式会社製）の押針を押し当てて測定した。また、処理層５３の厚みを約３μｍと一定にし、アスカーＣ硬度を６５度、６８度、７０度、７５度、８０度、８３度と変化させたサンプルを用意した。
【００６１】
また、フィルミングの有無を評価するため、現像ローラ１５の表面から、フィルミングにより付着したものでない現像剤を除去したのち、現像ローラ１５の表面を上述したレーザー顕微鏡で観察し、観察面積（０．３７５ｍｍ２）において現像剤が占有している面積の割合、すなわち「現像剤占有面積」を計算した。現像剤占有面積が大きいほど、現像ローラ１５の表面に多くの現像剤が（フィルミングにより）付着していることになる。
【００６２】
ここで、現像ローラ１５の表面から、フィルミングにより付着したものでない現像剤を除去する方法について、より詳細に説明する。まず、イメージドラムユニット１０から、供給ローラ１４や現像ブレード１６などを取り外し、イメージドラムユニット１０の外枠と、感光体ドラム１１と、現像ローラ１５と、これらのギアを残す。このイメージドラムユニット１０を画像形成装置に組み込み、図示しないモータを駆動すると、モータの回転が感光体ドラム１１に伝達され、さらに現像ローラ１５にも伝達されるため、感光体ドラム１１と現像ローラ１５とが接触しながら回転する。また、帯電ローラ１２、現像ローラ１５および転写ローラ１７に、所定のバイアス電圧を付与する。
【００６３】
これにより、現像ローラ１５に付着している通常の現像剤（フィルミングにより付着したもの以外）は、電位差により感光体ドラム１１に転写され、さらに転写ベルト２３に転写され、現像ローラ１５から除去される。ここでは、現像ローラ１５の表面の現像剤を機械的に除去してはいないため、フィルミングにより現像ローラ１５の表面に付着した現像剤は、（付着力が強いため）現像ローラ１５の表面に残る。このように、現像ローラ１５の表面から、フィルミングにより付着した現像剤以外の現像剤を除去したのち、イメージドラム１から現像ローラ１５を取り外し、上記の観察を行った。
【００６４】
このようにして測定した、現像ローラ１５の表面の現像剤占有面積を、以下のようにレベル分けした。
レベル４： 現像剤占有面積が０％以上１１％未満
レベル３： 現像剤占有面積が１１％以上３１％未満
レベル２： 現像剤占有面積が３１％以上５１％未満
レベル１： 現像剤占有面積が５１％以上
【００６５】
また、各現像ローラ１５を用いて、単色ベタ画像、ハーフトーン画像（２ｂｙ２パターン：濃度２５％）、ハーフトーン画像（印刷可能領域の全域に濃度５０％で印刷）、およびテキスト画像を印刷した。印刷画像を目視観察して白抜けや白抜けの有無を判断し、また、分光色彩濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８（日本平版機材株式会社製）を用いてＯ．Ｄ．（Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）値を測定した。
【００６６】
なお、２ｂｙ２パターンは、図６に示すように、縦方向４ドットおよび横方向４ドットで形成される１６マスのうち、縦方向２ドットおよび横方向２ドットで形成される４マスのドットを形成するものである。
【００６７】
その結果、レベル４の現像ローラ１５を用いた場合には、印刷画像にフィルミングに起因する白抜けや白筋は発生しなかった（◎）。レベル３の現像ローラ１５を用いた場合には、単色ベタ画像ではフィルミングに起因する白抜けや白筋は見られるが、Ｏ．Ｄ．値は０．４未満であり、ハーフトーン（２ｂｙ２：濃度２５％）ではフィルミングに起因する白抜けや白筋は見られなかった（○）。
【００６８】
また、レベル２の現像ローラ１５を用いた場合には、ハーフトーン画像（濃度５０％）でフィルミングに起因する白抜けや白筋が見られ、Ｏ．Ｄ．値は０．４〜０．７であったが、テキスト印刷ではフィルミングに起因する白抜けや白筋は見られなかった（△）。一方、レベル１の現像ローラ１５を用いた場合には、テキスト印刷でもフィルミングに起因する文字欠損が見られた（×）。
【００６９】
表４に、上記の各現像ローラ１５のアクリル樹脂の含有量Ａ（重量％）と、抵抗値ｌｏｇΩと、フィルミングの評価結果とを示す。また、抵抗値については、印刷試験初期の抵抗値と、２０，０００枚印刷後の抵抗値と、その差（抵抗値差：ΔｌｏｇΩ）とを示す。
【００７０】
【表４】
【００７１】
図７は、現像ローラ１５のアクリル樹脂の含有量Ａ（重量％）と、抵抗値差ΔｌｏｇΩと、アスカーＣ硬度との関係を示すグラフである。
【００７２】
表４および図７から、アクリル樹脂の含有量Ａが５０重量％〜１００重量％で、アスカーＣ硬度が６８度〜８０度であるときに、現像剤占有面積が抑制され（レベル３または４）、フィルミングの発生が抑制される（◎または○）という結果が得られた。なお、アスカーＣ硬度が６５度でアクリル樹脂の含有量Ａが１００重量％の場合には、抵抗値差ΔｌｏｇΩは小さいものの、現像ローラ１５の摩耗によって処理層５３が薄くなることから、フィルミングの評価結果は△（現像剤占有面積はレベル２）であった。
【００７３】
上記の評価結果から、アクリル樹脂の含有量Ａ（配合比率）が多く、またアスカーＣ硬度が高いほど、フィルミングが抑制されるという結果が得られた。ここで、アスカーＣ硬度が６８度の場合には、６５度の場合と比較して、全てのアクリル樹脂含有量Ａで抵抗値差（ΔｌｏｇΩ）が小さいが、７０度の場合と比較して現像剤占有面積が大きいため、この値（６８度）をアスカーＣ硬度の下限とした。また、現像ローラ１５の硬度が高くなると、アクリル樹脂の含有量Ａが多い場合に処理層５３が摩耗し、露出した基材５２の表面に現像剤が付着することから、アスカーＣ硬度が８３度の場合には、８０度の場合と比較して抵抗値差が大きくなった。そこで、アスカーＣ硬度の上限を８０度とした。
【００７４】
このように、本実施の形態によれば、現像ローラ１５（現像剤担持体）の処理層５３（アクリル樹脂、または、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物）におけるアクリル樹脂の含有量を５０重量％〜１００重量％とし、基材５２の表面に形成された状態での処理層５３のアスカーＣ硬度を、基材５２の硬度より高く且つ６８度〜８０度とすることにより、接触部材（感光体ドラム１１、供給ローラ１４および現像ブレード１６）との接触による処理層５３の摩耗を抑制し、現像剤成分の付着や融着を抑制することができる。また、現像ローラ１５の抵抗増加および現像剤の搬送能力の低下が抑制されるため、濃度低下やカスレなどの画像不良を抑制し、画像品質を向上することができる。
【００７５】
第２の実施の形態．
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態における画像形成装置、およびそのイメージドラムユニット（画像形成部）の構成は、以下で説明する現像ローラ１５の処理層５３の構成を除き、第１の実施の形態において説明したとおりである。
【００７６】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態において説明した現像ローラ１５（現像剤担持体）の処理層５３に、摩擦軽減部材としてフッ素化合物を配合している。ここで用いるフッ素化合物は、アクリル樹脂およびウレタン樹脂の性質を損なわないオレフィン樹脂を主構造とする化合物であり、表面層をコートする利便性から溶剤可溶性のフッ素含有オレフィン樹脂が好ましい。溶剤可溶性のフッ素含有オレフィン樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、へキサフロロプロピレン、フッ化ビニルエーテル等を用いることができる。好ましくは、アクリル系樹脂との優れた相溶性や柔軟性を有する点で、ポリフッ化ビニリデンが好ましい。ここでは、処理層５３におけるフッ素含有オレフィン樹脂の含有量を、アクリル樹脂・ウレタン樹脂の固形分に対して５重量％および１５重量％の２通りに設定している。
【００７７】
第２の実施の形態における画像形成装置、およびそのイメージドラムユニット（画像形成部）の動作は、第１の実施の形態において説明したとおりである。
【００７８】
アクリル樹脂の含有量が多い場合には、接触部材（感光体ドラム１１、供給ローラ１４および現像ブレード１６）との摩擦による処理層５３の磨耗量が増加する傾向にある。すなわち、第１の実施の形態で説明したように、処理層５３のアスカーＣ硬度が高く、且つアクリル樹脂の配合量が多いほど、処理層５３の磨耗量が多く、基材５２が露出してフィルミングが生じている。そこで、第２の実施の形態では、処理層５３にフッ素化合物を適量添加し、処理層５３の摩擦係数を低下させて磨耗量の低減を図る。処理層５３の膜厚は、約３μｍに調製した。
【００７９】
このように処理層５３を調整した現像ローラの摩擦係数と、アスカーＣ硬度との関係を調べた。現像ローラの摩擦係数の測定は、図８に示すように、軸方向が水平になるように配置した現像ローラ１５の外周面に、Ａ４サイズの媒体シート６１（株式会社沖データ製「Ａ４エクセレントホワイト」）を載せ、この媒体シート６１の一端に５〜１５ｇｆの重り６２を取り付け、媒体シート６１の他端を引っ張りゲージ６３（プッシュプルゲージ）に取り付けて１．５ｍｍ／ｓｅｃの速度Ｖで引き、引張りゲージ６３の表示値の平均から摩擦係数を求めた（オイラーのベルト法）。引張りゲージ６３としては、ここでは、デジタルフォースゲージＺＰ−５０Ｎ（株式会社イマダ製）を用いた。
【００８０】
また、現像ローラ１５を組み込んだイメージドラムユニット１０を画像形成装置に装着し、印刷試験を行った。Ａ４用紙の印刷可能領域の全面に、カバレッジ１％の濃度で２０００枚の印刷を行い、その後、カバレッジ１００％のベタ画像を印刷して画像濃度を評価した。
【００８１】
図９は、アクリル樹脂の含有量Ａを５０重量％および１００重量％とし、フッ素化合物の含有量Ｆを５重量％および１５重量％としたときの、処理層５３のアスカーＣ硬度と摩擦係数との関係を示すグラフである。図９には、第１の実施の形態で説明した現像ローラ（フッ素化合物を配合していない）のアスカーＣ硬度と摩擦係数も併せて示す。
【００８２】
図９から、第１の実施の形態の現像ローラ１５の処理層５３（Ｆ＝０％の曲線）の摩擦係数と比較して、フッ素化合物を配合した第２の実施の形態の現像ローラ１５の処理層５３（Ｆ＝５％，１５％の曲線）の摩擦係数は、低下していることが分かる。
【００８３】
但し、摩擦係数が約０．６より小さい場合には、印刷試験において十分な画像濃度を得ることができなかった。また、摩擦係数が約１．２より高い場合には、印刷試験後の現像ローラ１５の表面を、第１の実施の形態で説明したレーザー顕微鏡にて観察したところ、磨耗が多く見られた。この結果から、現像ローラ１５の処理層５３の摩擦係数は、０．６〜１．２が好ましいことが分かる。
【００８４】
このように、フッ素化合物の配合により処理層５３の摩擦係数を低下させ、摩耗を抑制できることが分かったが、さらに、フィルミングの発生を抑制することができる処理層５３の膜厚を調べた。ここでは、現像ローラ１５の処理層５３を、アクリル含有量が１００重量％、アスカーＣ硬度が６８度および８０度、摩擦係数が約１．１μｍ、膜厚が２，３，４，６，８μｍとなるように調整し、第１の実施の形態で説明したように印刷試験を行った。
【００８５】
また、印刷試験を行った現像ローラ１５の表面を、上記レーザー顕微鏡で観察し、観察面積（０．３７５ｍｍ２）における現像剤占有面積を計算し、第１の実施の形態で説明したようにレベル分けを行った。表５に、現像剤占有面積の測定結果（すなわち、フィルミングの評価結果）を示す。
【００８６】
【表５】
【００８７】
表５に示すように、処理層５３のアスカーＣ硬度が６８度の場合には、処理層５３の磨耗は概ね少なく、フィルミングの少ない結果（レベル３（○）またはレベル４（◎））が得られた。
【００８８】
一方、処理層５３のアスカーＣ硬度が８０度の場合には、処理層５３の摩耗量が増加し、膜厚２μｍのときにはレベル１（×）であったが、膜厚が３μｍ以上のときにはフィルミングの少ない結果（レベル３（○）またはレベル４（◎））が得られた。すなわち、処理層５３の膜厚が３μｍ以上であれば、アスカーＣ硬度が６８度、８０度のいずれの場合にも良好な結果が得られた。
【００８９】
なお、アクリル樹脂の含有量Ａが１００重量％の場合、膜厚が薄いほど、汚れ（現像剤の付着）が生じやすい傾向があり、バイアス電圧の変更幅が小さい（印加可能なバイアス電圧の範囲が限られる）ことが知られている。膜厚を２μｍとした場合には、硬度６８度でフィルミングの少ない結果（表５）が得られているが、汚れが発生し易く使用に適さないため、この膜厚（２μｍ）は、処理層５３の膜厚の好ましい範囲から除外する。従って、処理層５３の膜厚の好ましい範囲は、３μｍ〜６μｍとする。
【００９０】
また、上記の印刷試験の結果、処理層５３の膜厚が８μｍのときには、アスカーＣ硬度が６８度、８０度の場合ともに、印刷試験で画像不良（カスレ）が生じた。これは処理層５３の膜厚が厚いため、現像ローラ１５の表面粗さが小さくなり、現像剤搬送能力（現像剤を感光体ドラム１１まで搬送する能力）が低下したためと考えられる。
【００９１】
以上の結果から、処理層５３のアスカーＣ硬度が６８度〜８０度であり、なお且つ、膜厚が３μｍ〜６μｍであれば、フィルミングの発生を抑制し、画像不良の発生を抑制できることが分かる。
【００９２】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、現像ローラ１５（現像剤担持体）の処理層５３に磨耗軽減効果のあるフッ素含有オレフィン樹脂化合物を配合し、現像ローラ１５の表面（処理層５３）の摩擦係数を０．６〜１．２とすることにより、現像ローラ１５の表面の磨耗の進行を遅らせ、これにより基材５２の露出等を抑制することができ、処理層５３の膜厚を３μｍ〜６μｍとすることにより、フィルミングによる現像剤の付着・融着を抑制し、濃度低下やカスレなどの画像不良を抑制することができる。
【００９３】
本発明は、例えば、電子写真プリンタ等の現像剤を用いる画像形成装置、およびその現像装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ イメージドラムユニット、 １１ 感光体ドラム（静電潜像担持体）、 １２ 帯電ローラ、 １３ 露光装置、 １４ 供給ローラ、 １５ 現像ローラ（現像剤担持体）、 １６ 現像ブレード、 １７ 転写ローラ、 １８ クリーニング部材、 ２０ 給紙カセット、 ２３ 転写ベルト、 ２５ 定着装置、 ５１ シャフト、 ５２ 基材、 ５３ 処理層、 Ｐ 媒体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法においてトナー等の現像剤を担持する現像剤担持体、並びに、現像剤担持体を備えた現像装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、カラー画像を形成する画像形成装置として、複数の画像形成ユニットを一列に配列したタンデム型の画像形成装置が知られている。画像形成ユニットでは、静電潜像担持体（感光体ドラム）の表面を露光ヘッドで露光して静電潜像を形成し、現像剤担持体（現像ローラ）により静電潜像を現像して現像剤像（トナー像）を形成する。
【０００３】
ここで、上記のような現像動作が繰り返されると、現像剤担持体の表面に、現像剤を構成する成分が付着または融着する場合がある。そこで、現像剤担持体の表面層の成分や耐摩耗性を調整することで、現像剤の現像剤担持体への付着および融着を抑制することが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、アクリル樹脂とウレタン樹脂のブレンドポリマー層を有する現像剤担持体の硬度、膜厚などを規定することにより、現像剤（またはその成分）の付着および融着を抑制することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７５３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、印刷速度の高速化や画像解像度の向上の要請から、現像剤担持体が、特許文献１に記載された周速１３０．２ｍｍ／秒よりも速い速度域で使用される場合がある。そのような場合には、現像剤担持体と、これに当接している部材との摩擦が増加して、現像剤担持体の表面への現像剤成分の付着が生じ、その結果、現像剤担持体の帯電能力および現像剤搬送能力の低下を招き、画像濃度の低下やカスレが生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、現像剤担持体への現像剤の付着を防止し、画像品質を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る現像剤担持体は、基材と、基材の表面に形成された処理層とを有する現像剤担持体であって、処理層は、アクリル樹脂、または、アクリル樹脂およびウレタン樹脂を含み、処理層のアクリル樹脂の含有量は、５０〜１００重量％であり、基材の表面に形成された状態での処理層のアスカーＣ硬度は、基材のアスカーＣ硬度より高く、６８度〜８０度であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る現像装置は、静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、上記の現像剤担持体を有することを特徴とする。また、本発明に係る画像形成装置は、上記の現像装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像剤担持体への現像剤の付着を防止し、画像品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置のイメージドラムユニットの構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の他の構成例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における現像ローラ（現像剤担持体）の断面図である。
【図５】十点平均粗さＲｚ（Ａ）と凹凸の平均間隔Ｓｍ（Ｂ）の印刷枚数に対する変化をそれぞれ示すグラフである。
【図６】印刷試験に用いた２ｂｙ２パターンを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における現像ローラのアクリル樹脂の含有量と、抵抗値差と、硬度との関係を示すグラフである。
【図８】現像ローラの摩擦係数の測定方法を示す概略図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における現像ローラに関し、処理層のアクリル樹脂の含有量、摩擦係数およびアスカーＣ硬度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の実施の形態．
まず、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の基本構成を示す図である。画像形成装置は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンに対応する４つのイメージドラムユニット（画像形成部とも称する）１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃを有している。イメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃは、媒体Ｐの搬送路に沿って一列に配列されている。
【００１２】
画像形成装置は、さらに、記録媒体（例えば印刷用紙）Ｐを積載して保持する給紙カセット２０と、給紙カセット２０に保持された媒体Ｐを一枚ずつ搬送路に送り出す給紙ローラ２１と、給紙ローラ２１により送り出された媒体Ｐをイメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃに向けて搬送する搬送ローラ２２とを有している。
【００１３】
イメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃに対向するように、媒体Ｐを保持して搬送する転写ベルト２３が配設されている。転写ベルト２３は、駆動ローラ２４ａと従動ローラ２４ｂに張架されており、駆動ローラ２４ａの回転によって矢印Ａで示す方向に移動する。転写ベルト２３の下側には、この転写ベルト２３の外周面に接するように、転写ベルト２３の外周面に残る現像剤を除去するクリーニングプレード２８が配置されている。
【００１４】
画像形成装置は、さらに、各イメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃにより媒体Ｐに転写された現像剤像を媒体Ｐに定着する定着装置２５と、定着装置２５により現像剤像が定着された媒体Ｐを装置外部に排出する排出ローラ２６と、排出された媒体Ｐを積載するスタッカ部２７とを備えている。
【００１５】
図２は、媒体Ｐの搬送方向においてイメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの最も下流側に位置するイメージドラムユニット１０Ｃと定着装置２５とを拡大して示す図である。イメージドラムユニット１０Ｃは、表面に静電潜像が形成される円筒状の感光体ドラム（静電潜像担持体）１１を有している。感光体ドラム１１は、例えば、導電性支持体の表面に感光層を設けて構成され、図示しないモータの駆動力により一方向（ここでは時計回り）に回転する。
【００１６】
感光体ドラム１１に周囲には、帯電ローラ（帯電装置）１２と、露光ヘッド（露光装置）１３と、現像ローラ（現像剤担持体）１５とが配列されている。帯電ローラ１２は、例えば、金属製のシャフトに半導電性ゴム層を形成したものであり、図示しない電源部から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム１１の回転に伴って従動回転し、感光体ドラム１１の表面を均一に帯電する。
【００１７】
露光ヘッド１３は、主走査方向（感光体ドラム１１の回転軸方向）に配列された複数の発光素子（例えばＬＥＤ）とレンズアレイとを有し、画像データに応じて感光体ドラム１１の表面を露光して、静電潜像を形成する。
【００１８】
現像ローラ１５は、例えば、金属製のシャフトに樹脂層を形成したものである（詳細については後述する）。現像ローラ１５は、図示しない電源部から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム１１の表面に接触しながら同一方向に回転し、感光体ドラム１１の表面の静電潜像に現像剤（トナー）を付着させて現像する。
【００１９】
また、現像ローラ１５に隣接して、供給ローラ１４（現像剤供給部材）と現像ブレード１６（現像剤規制部材）が配置されている。供給ローラ１４は、例えば、金属製のシャフトに発泡ウレタンゴム層を形成したものである。供給ローラ１４は、図示しない電源部から所定のバイアス電圧を付与され、現像ローラ１５に接触しながら同一方向に回転し、現像ローラ１５の表面に現像剤（図２に符号Ｔで示す）を供給する。
【００２０】
現像ブレード１６は、例えば、現像ローラ１５の軸方向に長い長尺状の板状部材を屈曲させて形成したものであり、屈曲部の曲面が現像ローラ１５の表面に押圧されるように配置され、この押圧力により現像剤層（トナー層）の厚さを規制する。
【００２１】
なお、イメージドラムユニットにおいて、静電潜像の現像に寄与する部分（現像ローラ１５、供給ローラ１４および現像ブレード１６を含む部分）を、「現像装置」と称する。
【００２２】
感光体ドラム１１との間で媒体Ｐの搬送路を挟み込むように、転写ローラ（転写部材）１７が配置されている。転写ローラ１７は、図示しない電源部から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム１１に形成された現像剤像（トナー像）を媒体Ｐに転写する。
【００２３】
転写ローラ１７に対して、感光体ドラム１１の回転方向下流側には、クリーニング部材１８が設けられている。クリーニング部材１９は、例えばポリウレタンゴムからなるローラまたはブレードであり、転写後に感光体ドラム１１の表面に残存する現像剤を除去する。
【００２４】
イメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍは、使用する現像剤の種類を除き、イメージドラムユニット１０Ｃと同様の構成を有している。なお、以下では、これらイメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃを総称して、「イメージドラムユニット１０」として説明する。
【００２５】
定着装置２５は、熱源ｈを内蔵した定着ローラ２５ａと、加圧ローラ２５ｂとを有する。定着ローラ２５ａと加圧ローラ２５ｂは、これらの間で媒体Ｐを挟み込んで熱および圧力を加え、現像剤像を媒体Ｐに定着させるものである。なお、図２に示した定着装置の他、例えば、ベルト方式の定着装置を用いてもよい。
【００２６】
ここでは、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの現像剤を用いるイメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃを備えた例について説明するが、５つ以上の画像形成装置を備えてもよく、また、３つ以下の画像形成装置を備えてもよい。
【００２７】
また、例えば、図３（Ａ）に示すように、転写ベルト２３を使用しない単色の画像形成装置であってもよい。この場合、イメージドラムユニット１０を一つ備え、媒体Ｐが搬送ローラ２２を経て転写ローラ１７により搬送される際に、感光体ドラム１１から媒体Ｐに現像剤像が転写される。
【００２８】
あるいは、図３（Ｂ）に示すように、現像剤像を直接担持する中間転写ベルト２４を有する画像形成装置であってもよい。この場合、イメージドラムユニット１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの各感光ドラム１１上に形成された現像剤像が、各転写ローラ１７により中間転写ベルト２４に一次転写され、さらに二次転写部３１において媒体Ｐに二次転写される。
【００２９】
次に、本実施の形態における現像ローラ１５（現像剤担持体）について説明する。
図４は、現像ローラ１５の断面構造を示す図である。現像ローラ１５は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる導電性のシャフト５１の表面に基材５２を形成し、その表面に、現像剤を帯電させるための処理層５３を形成したものである。
【００３０】
基材５２は、例えばウレタン樹脂（より具体的には、ポリエーテル系ウレタン樹脂）で構成され、電子導電剤であるカーボンブラック、炭酸カルシウムまたはシリカ等の絶縁性無機微粒子が配合されている。基材５２は、アスカーＣ硬度が約６５度であり、ＪＩＳ−１９９４による十点平均粗さＲｚが約１０μｍであることが好ましい。なお、基材５２のアスカーＣ硬度は、アスカーＣ硬度計（高分子計器株式会社製）の押針を、基材５２の表面（外周面）に押し当てて測定したものである。また、十点平均粗さＲｚは、微細形状測定器「サーフコーダＳＥＦ３５００」（株式会社小坂研究所製）を用いて測定したものである。
【００３１】
処理層５３は、アクリル樹脂、または、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物で構成されている。処理層５３は、例えば、所定の溶媒にアクリル樹脂とウレタン樹脂とを溶解させた溶液を、弾性層５２の表面に塗布し、その後、加熱乾燥により溶媒を揮発させることにより形成する。処理層５３を構成するウレタン樹脂としては、熱可塑性のポリエーテル系ウレタン樹脂やポリエステル系ウレタン樹脂を使用することができる。また、処理層５３には、半導電性を付与するため、カーボンブラックが適量配合されている。なお、処理層５３の好ましい硬度（アスカーＣ硬度）および膜厚については、後述する。
【００３２】
ポリエーテル系ウレタン樹脂を構成する成分について説明する。ウレタン樹脂は、架橋点分子であるイソシアネートと架橋点間分子であるジオールまたはトリオールなどから構成される。イソシアネートとしては、ポリエーテル系ウレタン樹脂の合成に使用可能な種類であれば特に限定されず、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、または、これらの異性体等を用いることができる。特に、耐摩耗性に優れたポリウレタンが得られる点で、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、または、その異性体が好ましい。上記イソシアネートは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、架橋点間分子は低分子量ジオールと低分子量トリオールとの混合物が好ましく用いられる。上記低分子量ジオールとしては、通常、ポリウレタンの形成に用いられるものであれば特に限定されず、例えば、１，４−ブタンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，６−へキサンジオール、またはネオペンチルグリコール等を用いることができる。上記低分子量トリオールとしては、通常、ポリウレタンの形成に用いられるものであれば特に限定されず、トリメチローラプロパン、またはトリイソプロパノールアミン等を用いることができる。
【００３３】
一方、処理層５３に含有されるアクリル樹脂は、現像ローラ１５が、感光体ドラム１１、供給ローラ１４および規制ブレード１６（接触部材と称する）と接触する際に、摩擦を低減させるものであればよく、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等の硬度の大きいポリマーが好ましいが、ホモポリマーに限定するものではない。そのため、例えばアクリル系樹脂としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジブチルフマル酸エステル、またはジメチルフマル酸エステルなどの１種又は２種以上を用いることができる。
【００３４】
次に、本実施の形態における画像形成装置の動作について説明する。
画像形成装置の図示しない制御部は、パーソナルコンピュータ等の上位装置から印刷指示を受けて画像形成工程を開始する。制御部は、図示しないモータを駆動して給紙ローラ２１を回転させ、給紙カセット２０から媒体Ｐを一枚ずつ搬送路に送り出す。制御部は、また、搬送ローラ２２と、転写ベルト２３を駆動するための駆動ローラ２４ａの回転を開始する。搬送路に送り出された媒体Ｐは、搬送ローラ２２を経て転写ベルト２３に吸着保持され、転写ベルト２３によって搬送される。
【００３５】
また、制御部は、図示しないモータを駆動して、各イメージドラムユニット１０の感光体ドラム１１、現像ローラ１５および供給ローラ１４の回転を開始し、また、図示しない電源部から、帯電ローラ１２、現像ローラ１５および転写ローラ１７にそれぞれバイアス電圧を印加する。帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の回転に従動して回転し、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。
【００３６】
さらに、制御部は、露光ヘッド１３を駆動し、入力された印刷情報に応じて感光体ドラム１１の表面を露光し、静電潜像を形成する。現像ローラ１５は、その表面に、供給ローラ１４から供給された現像剤を保持して回転する。現像剤は、感光体ドラム１１と現像ローラ１５との接触部において、両者の電位差により、現像ローラ１５の表面から感光体ドラム１１の表面に静電潜像に付着する。これにより、感光体ドラム１１の表面の静電潜像は現像され、現像剤像（トナー像）となる。現像剤像は、感光体ドラム１１と転写ローラ１７との接触部に達すると、両者の電位差により、感光体ドラム１１から媒体Ｐの表面に転写される。
【００３７】
各イメージドラムユニット１０で現像剤像が転写された媒体Ｐは、転写ベルト２３により搬送されて定着装置２５に達する。定着装置２５の定着ローラ２５ａは、制御部の指示により加熱されて所定の温度に達しており、加圧ローラ２５ｂとの間で媒体Ｐを挟み込んで熱および圧力を加え、これにより現像剤像が媒体Ｐに定着する。定着装置２５において現像剤像が定着された媒体Ｐは、排出ローラ２６により排出され、スタッカ部２７に積載される。
【００３８】
次に、上記現像ローラ１５（現像剤担持体）の諸特性について説明する。
＜印刷試験＞
本実施の形態の現像ローラ１５を組み込んだイメージドラムユニット１０を画像形成装置に装着して印刷試験を行った。なお、本願明細書で説明する印刷試験では、特に記載がない限り、全て同じ印刷画像を用い、同じ印刷条件で行うものとする。具体的には、Ａ４用紙（媒体Ｐ）の印刷可能領域の全面に亘って、画像密度（カバレッジ：書き込み可能ドット数に対する書き込みドット数の比率）が１％の画像を印刷する。印刷枚数は、２０，０００枚とする。試験環境は、気温が２５±１℃、湿度が５５±５％の範囲とする。
【００３９】
また、現像ローラ１５のバイアス電圧を−１９０Ｖとし、供給ローラ１４のバイアス電圧を−２７０Ｖとし、帯電ローラ１２のバイアス電圧を−１０００Ｖとする。感光体ドラム１１の外径を約３０ｍｍとし、現像ローラ１５の外径を約１５．９ｍｍとする。現像ローラ１５の周速は、２３９．８ｍｍ／ｓｅｃとする。なお、「周速」とは、ローラまたはドラムの外周面での接線方向の速度を意味する。
【００４０】
＜現像ローラの粗さ測定＞
現像ローラ１５の粗さの測定は、非接触で行った。非接触での測定を採用した理由は、ローラ表面にフィルミングが生じた場合に、接触式の粗さ測定器ではローラ表面を走査する探針が汚染されて正確な測定値が得られないためである。非接触の粗さ測定器としては、レーザーマイクロ顕微鏡（キーエンス株式会社製：ＶＫ−８５００、倍率２０００）を用い、現像ローラ１５の無作為に選択した観察面を観察した。観察した画像領域の任意の場所の線粗さから、ＪＩＳ−１９９４に準拠する十点平均粗さＲｚ（μｍ）と、凹凸の平均間隔Ｓｍ（μｍ）を算出した。
【００４１】
なお、ここでは、現像ローラ１５の表面から通常の現像剤（フィルミングにより付着した現像剤以外の現像剤）を除去し、現像ローラ１５の表面にフィルミングによる現像剤だけを付着させた状態で、上記の観察を行うが、その方法については、後述する。
【００４２】
現像ローラ１５としては、処理層５３（アクリル樹脂、または、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物）のアクリル樹脂とウレタン樹脂との混合比率を変化させた複数のサンプルを作成した。現像ローラ１５の処理層５３におけるアクリル樹脂の含有量、すなわち、処理層５３の全重量に対するアクリル樹脂の重量の割合（重量％）をＡと表すと、現像ローラ１５（サンプル）の各条件は以下のとおりである。
【００４３】
条件ａ：Ａ＝１００重量％
条件ｂ：Ａ＝ ５０重量％
条件ｃ：Ａ＝ ２０重量％
条件ｄ：Ａ＝ ０重量％
【００４４】
表１には、条件ａ〜ｄの現像ローラ１５における、処理層５３のアクリル樹脂の含有量（重量％）と、アスカーＣ硬度と、厚さ（μｍ）と、カーボンブラックの含有量（重量％：ＣＢ）とを示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
＜表面粗さと印刷枚数との関係＞
各条件の現像ローラ１５を組み込んだイメージドラムユニット１０を画像形成装置に装着して印刷試験を行い、印刷枚数０枚、１００枚、１，０００枚、１０，０００枚、２０，０００枚において、現像ローラ１５の表面の十点平均粗さＲｚ（μｍ）と、凹凸の平均間隔Ｓｍ（μｍ）とを上記の方法で測定した。測定結果を、表２に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
また、図５（Ａ）および（Ｂ）は、表２の測定結果をグラフに表したものであり、図５（Ａ）は十点平均粗さＲｚの変化を示し、図５（Ｂ）は凹凸の平均間隔Ｓｍの変化を示す。
【００４９】
図５（Ａ）および（Ｂ）の試験結果より、どの条件の現像ローラ１５においても、印刷開始から印刷枚数が約１，０００枚に達するまでの期間は、粗さ（Ｒｚ，Ｓｍ）の変化が大きく、その後、印刷枚数が２０，０００枚に達するまでの期間は、粗さの変化が小さく緩慢になっていることが分かる。
【００５０】
また、処理層５３におけるアクリル樹脂の含有量によって、十点平均粗さＲｚと凹凸の平均間隔Ｓｍの変化の傾向が異なっていることが分かる。すなわち、アクリル樹脂の含有量が０重量％と２０重量％の場合（条件ｄ，ｃ）には、十点平均粗さＲｚは減少し、凹凸の平均間隔Ｓｍは増加している。一方、アクリル樹脂の含有量が５０重量％と１００重量％の場合（条件ｂ，ａ）には、十点平均粗さＲｚは増加し、凹凸の平均間隔Ｓｎは減少している。
【００５１】
アクリル樹脂の含有量Ａが０重量％と２０重量％の場合（条件ｄ，ｃ）に十点平均粗さＲｚが減少した理由は、現像ローラ１５の表面の処理層５３があまり磨耗せず、その結果、接触部材（感光体ドラム１１等）との接触により現像剤成分が摩擦や圧着により現像ローラ１５の表面に（フィルミングにより）付着したためと考えられる。
【００５２】
一方、アクリル樹脂の含有量Ａが５０重量％と１００重量％の場合（条件ｂ，ａ）に十点平均粗さＲｚが増加した理由は、現像ローラ１５の処理層５３が、接触部材との摺擦によって徐々に磨耗したためと考えられる。
【００５３】
＜現像ローラの抵抗変化＞
現像ローラ１５の抵抗は、イメージドラムユニット１から取り外した現像ローラ１５を６０ｒｐｍの速度で回転させ、外周面（ローラ表面）とシャフトとの間に−１００Ｖの電圧をかけて測定した。
【００５４】
表３に、現像ローラ１４の抵抗値を、印刷試験前（０枚印刷時）と印刷試験後（２０，０００枚印刷時）とで比較した結果を示す。
【００５５】
【表３】
【００５６】
アクリル樹脂の含有量が少ない場合（条件ｃ，ｄ）には、現像ローラ１５の抵抗値が大きく増加し、アクリル樹脂の含有量が多い場合（条件ａ，ｂ）には、現像ローラ１５の抵抗値の変化はあまりなかった。これは、アクリル樹脂の含有量が少ない場合には、上述したように処理層５３の表面に現像剤成分がフィルミングにより付着したことにより、現像ローラ１５の抵抗が増加したためと考えられる。
【００５７】
なお、フィルミングに影響を与える要因としては、処理層５３の下の基材５２の表面粗さも考えられるが、各条件とも処理層５３の厚みを同じに設定しており、また、現像ローラ１５の初期の十点平均粗さＲｚが大きい場合（条件ａ）と小さい（条件ｂ）のどちらにおいてもフィルミングを抑制できていることから、基材の５２の表面粗さの影響は少なく、処理層５３のアクリル樹脂の含有量の調整によってフィルミングを抑制できていると考えられる。
【００５８】
＜フィルミングの発生と処理層の硬度との関係＞
処理層５３におけるアクリル樹脂の含有量により、（弾性力の高いウレタンを主成分とする）基材５２よりも処理層５３の硬度が高くなるが、硬度の高低によっては、現像剤搬送能力の低下や、フィルミングの発生が生じることが予想される。そこで、処理層５３のアクリル含有量と、処理層５３の硬度（現像ローラ１５の硬度）と、フィルミングの発生との関係を調べた。
【００５９】
処理層５３の硬度は、配合する有機高分子の分子量や、微量添加する架橋材によって変化させることができる。そこで、この実施形態では、現像ローラ１５作成時の処理液（所定の溶媒にアクリル樹脂とウレタン樹脂とを溶解させた溶液）に対して架橋材を０．１重量％〜０．５重量％の割合で添加している。
【００６０】
アスカーＣ硬度が約６５度となるように調製された基材５２の表面に、処理層５３を形成して現像ローラ１５を作成し、その表面を、上述したアスカーＣ硬度計（高分子計器株式会社製）の押針を押し当てて測定した。また、処理層５３の厚みを約３μｍと一定にし、アスカーＣ硬度を６５度、６８度、７０度、７５度、８０度、８３度と変化させたサンプルを用意した。
【００６１】
また、フィルミングの有無を評価するため、現像ローラ１５の表面から、フィルミングにより付着したものでない現像剤を除去したのち、現像ローラ１５の表面を上述したレーザー顕微鏡で観察し、観察面積（０．３７５ｍｍ２）において現像剤が占有している面積の割合、すなわち「現像剤占有面積」を計算した。現像剤占有面積が大きいほど、現像ローラ１５の表面に多くの現像剤が（フィルミングにより）付着していることになる。
【００６２】
ここで、現像ローラ１５の表面から、フィルミングにより付着したものでない現像剤を除去する方法について、より詳細に説明する。まず、イメージドラムユニット１０から、供給ローラ１４や現像ブレード１６などを取り外し、イメージドラムユニット１０の外枠と、感光体ドラム１１と、現像ローラ１５と、これらのギアを残す。このイメージドラムユニット１０を画像形成装置に組み込み、図示しないモータを駆動すると、モータの回転が感光体ドラム１１に伝達され、さらに現像ローラ１５にも伝達されるため、感光体ドラム１１と現像ローラ１５とが接触しながら回転する。また、帯電ローラ１２、現像ローラ１５および転写ローラ１７に、所定のバイアス電圧を付与する。
【００６３】
これにより、現像ローラ１５に付着している通常の現像剤（フィルミングにより付着したもの以外）は、電位差により感光体ドラム１１に転写され、さらに転写ベルト２３に転写され、現像ローラ１５から除去される。ここでは、現像ローラ１５の表面の現像剤を機械的に除去してはいないため、フィルミングにより現像ローラ１５の表面に付着した現像剤は、（付着力が強いため）現像ローラ１５の表面に残る。このように、現像ローラ１５の表面から、フィルミングにより付着した現像剤以外の現像剤を除去したのち、イメージドラム１から現像ローラ１５を取り外し、上記の観察を行った。
【００６４】
このようにして測定した、現像ローラ１５の表面の現像剤占有面積を、以下のようにレベル分けした。
レベル４： 現像剤占有面積が０％以上１１％未満
レベル３： 現像剤占有面積が１１％以上３１％未満
レベル２： 現像剤占有面積が３１％以上５１％未満
レベル１： 現像剤占有面積が５１％以上
【００６５】
また、各現像ローラ１５を用いて、単色ベタ画像、ハーフトーン画像（２ｂｙ２パターン：濃度２５％）、ハーフトーン画像（印刷可能領域の全域に濃度５０％で印刷）、およびテキスト画像を印刷した。印刷画像を目視観察して白抜けや白抜けの有無を判断し、また、分光色彩濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８（日本平版機材株式会社製）を用いてＯ．Ｄ．（Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）値を測定した。
【００６６】
なお、２ｂｙ２パターンは、図６に示すように、縦方向４ドットおよび横方向４ドットで形成される１６マスのうち、縦方向２ドットおよび横方向２ドットで形成される４マスのドットを形成するものである。
【００６７】
その結果、レベル４の現像ローラ１５を用いた場合には、印刷画像にフィルミングに起因する白抜けや白筋は発生しなかった（◎）。レベル３の現像ローラ１５を用いた場合には、単色ベタ画像ではフィルミングに起因する白抜けや白筋は見られるが、Ｏ．Ｄ．値は０．４未満であり、ハーフトーン（２ｂｙ２：濃度２５％）ではフィルミングに起因する白抜けや白筋は見られなかった（○）。
【００６８】
また、レベル２の現像ローラ１５を用いた場合には、ハーフトーン画像（濃度５０％）でフィルミングに起因する白抜けや白筋が見られ、Ｏ．Ｄ．値は０．４〜０．７であったが、テキスト印刷ではフィルミングに起因する白抜けや白筋は見られなかった（△）。一方、レベル１の現像ローラ１５を用いた場合には、テキスト印刷でもフィルミングに起因する文字欠損が見られた（×）。
【００６９】
表４に、上記の各現像ローラ１５のアクリル樹脂の含有量Ａ（重量％）と、抵抗値ｌｏｇΩと、フィルミングの評価結果とを示す。また、抵抗値については、印刷試験初期の抵抗値と、２０，０００枚印刷後の抵抗値と、その差（抵抗値差：ΔｌｏｇΩ）とを示す。
【００７０】
【表４】
【００７１】
図７は、現像ローラ１５のアクリル樹脂の含有量Ａ（重量％）と、抵抗値差ΔｌｏｇΩと、アスカーＣ硬度との関係を示すグラフである。
【００７２】
表４および図７から、アクリル樹脂の含有量Ａが５０重量％〜１００重量％で、アスカーＣ硬度が６８度〜８０度であるときに、現像剤占有面積が抑制され（レベル３または４）、フィルミングの発生が抑制される（◎または○）という結果が得られた。なお、アスカーＣ硬度が６５度でアクリル樹脂の含有量Ａが１００重量％の場合には、抵抗値差ΔｌｏｇΩは小さいものの、現像ローラ１５の摩耗によって処理層５３が薄くなることから、フィルミングの評価結果は△（現像剤占有面積はレベル２）であった。
【００７３】
上記の評価結果から、アクリル樹脂の含有量Ａ（配合比率）が多く、またアスカーＣ硬度が高いほど、フィルミングが抑制されるという結果が得られた。ここで、アスカーＣ硬度が６８度の場合には、６５度の場合と比較して、全てのアクリル樹脂含有量Ａで抵抗値差（ΔｌｏｇΩ）が小さいが、７０度の場合と比較して現像剤占有面積が大きいため、この値（６８度）をアスカーＣ硬度の下限とした。また、現像ローラ１５の硬度が高くなると、アクリル樹脂の含有量Ａが多い場合に処理層５３が摩耗し、露出した基材５２の表面に現像剤が付着することから、アスカーＣ硬度が８３度の場合には、８０度の場合と比較して抵抗値差が大きくなった。そこで、アスカーＣ硬度の上限を８０度とした。
【００７４】
このように、本実施の形態によれば、現像ローラ１５（現像剤担持体）の処理層５３（アクリル樹脂、または、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物）におけるアクリル樹脂の含有量を５０重量％〜１００重量％とし、基材５２の表面に形成された状態での処理層５３のアスカーＣ硬度を、基材５２の硬度より高く且つ６８度〜８０度とすることにより、接触部材（感光体ドラム１１、供給ローラ１４および現像ブレード１６）との接触による処理層５３の摩耗を抑制し、現像剤成分の付着や融着を抑制することができる。また、現像ローラ１５の抵抗増加および現像剤の搬送能力の低下が抑制されるため、濃度低下やカスレなどの画像不良を抑制し、画像品質を向上することができる。
【００７５】
第２の実施の形態．
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態における画像形成装置、およびそのイメージドラムユニット（画像形成部）の構成は、以下で説明する現像ローラ１５の処理層５３の構成を除き、第１の実施の形態において説明したとおりである。
【００７６】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態において説明した現像ローラ１５（現像剤担持体）の処理層５３に、摩擦軽減部材としてフッ素化合物を配合している。ここで用いるフッ素化合物は、アクリル樹脂およびウレタン樹脂の性質を損なわないオレフィン樹脂を主構造とする化合物であり、表面層をコートする利便性から溶剤可溶性のフッ素含有オレフィン樹脂が好ましい。溶剤可溶性のフッ素含有オレフィン樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、へキサフロロプロピレン、フッ化ビニルエーテル等を用いることができる。好ましくは、アクリル系樹脂との優れた相溶性や柔軟性を有する点で、ポリフッ化ビニリデンが好ましい。ここでは、処理層５３におけるフッ素含有オレフィン樹脂の含有量を、アクリル樹脂・ウレタン樹脂の固形分に対して５重量％および１５重量％の２通りに設定している。
【００７７】
第２の実施の形態における画像形成装置、およびそのイメージドラムユニット（画像形成部）の動作は、第１の実施の形態において説明したとおりである。
【００７８】
アクリル樹脂の含有量が多い場合には、接触部材（感光体ドラム１１、供給ローラ１４および現像ブレード１６）との摩擦による処理層５３の磨耗量が増加する傾向にある。すなわち、第１の実施の形態で説明したように、処理層５３のアスカーＣ硬度が高く、且つアクリル樹脂の配合量が多いほど、処理層５３の磨耗量が多く、基材５２が露出してフィルミングが生じている。そこで、第２の実施の形態では、処理層５３にフッ素化合物を適量添加し、処理層５３の摩擦係数を低下させて磨耗量の低減を図る。処理層５３の膜厚は、約３μｍに調製した。
【００７９】
このように処理層５３を調整した現像ローラの摩擦係数と、アスカーＣ硬度との関係を調べた。現像ローラの摩擦係数の測定は、図８に示すように、軸方向が水平になるように配置した現像ローラ１５の外周面に、Ａ４サイズの媒体シート６１（株式会社沖データ製「Ａ４エクセレントホワイト」）を載せ、この媒体シート６１の一端に５〜１５ｇｆの重り６２を取り付け、媒体シート６１の他端を引っ張りゲージ６３（プッシュプルゲージ）に取り付けて１．５ｍｍ／ｓｅｃの速度Ｖで引き、引張りゲージ６３の表示値の平均から摩擦係数を求めた（オイラーのベルト法）。引張りゲージ６３としては、ここでは、デジタルフォースゲージＺＰ−５０Ｎ（株式会社イマダ製）を用いた。
【００８０】
また、現像ローラ１５を組み込んだイメージドラムユニット１０を画像形成装置に装着し、印刷試験を行った。Ａ４用紙の印刷可能領域の全面に、カバレッジ１％の濃度で２０００枚の印刷を行い、その後、カバレッジ１００％のベタ画像を印刷して画像濃度を評価した。
【００８１】
図９は、アクリル樹脂の含有量Ａを５０重量％および１００重量％とし、フッ素化合物の含有量Ｆを５重量％および１５重量％としたときの、処理層５３のアスカーＣ硬度と摩擦係数との関係を示すグラフである。図９には、第１の実施の形態で説明した現像ローラ（フッ素化合物を配合していない）のアスカーＣ硬度と摩擦係数も併せて示す。
【００８２】
図９から、第１の実施の形態の現像ローラ１５の処理層５３（Ｆ＝０％の曲線）の摩擦係数と比較して、フッ素化合物を配合した第２の実施の形態の現像ローラ１５の処理層５３（Ｆ＝５％，１５％の曲線）の摩擦係数は、低下していることが分かる。
【００８３】
但し、摩擦係数が約０．６より小さい場合には、印刷試験において十分な画像濃度を得ることができなかった。また、摩擦係数が約１．２より高い場合には、印刷試験後の現像ローラ１５の表面を、第１の実施の形態で説明したレーザー顕微鏡にて観察したところ、磨耗が多く見られた。この結果から、現像ローラ１５の処理層５３の摩擦係数は、０．６〜１．２が好ましいことが分かる。
【００８４】
このように、フッ素化合物の配合により処理層５３の摩擦係数を低下させ、摩耗を抑制できることが分かったが、さらに、フィルミングの発生を抑制することができる処理層５３の膜厚を調べた。ここでは、現像ローラ１５の処理層５３を、アクリル含有量が１００重量％、アスカーＣ硬度が６８度および８０度、摩擦係数が約１．１μｍ、膜厚が２，３，４，６，８μｍとなるように調整し、第１の実施の形態で説明したように印刷試験を行った。
【００８５】
また、印刷試験を行った現像ローラ１５の表面を、上記レーザー顕微鏡で観察し、観察面積（０．３７５ｍｍ２）における現像剤占有面積を計算し、第１の実施の形態で説明したようにレベル分けを行った。表５に、現像剤占有面積の測定結果（すなわち、フィルミングの評価結果）を示す。
【００８６】
【表５】
【００８７】
表５に示すように、処理層５３のアスカーＣ硬度が６８度の場合には、処理層５３の磨耗は概ね少なく、フィルミングの少ない結果（レベル３（○）またはレベル４（◎））が得られた。
【００８８】
一方、処理層５３のアスカーＣ硬度が８０度の場合には、処理層５３の摩耗量が増加し、膜厚２μｍのときにはレベル１（×）であったが、膜厚が３μｍ以上のときにはフィルミングの少ない結果（レベル３（○）またはレベル４（◎））が得られた。すなわち、処理層５３の膜厚が３μｍ以上であれば、アスカーＣ硬度が６８度、８０度のいずれの場合にも良好な結果が得られた。
【００８９】
なお、アクリル樹脂の含有量Ａが１００重量％の場合、膜厚が薄いほど、汚れ（現像剤の付着）が生じやすい傾向があり、バイアス電圧の変更幅が小さい（印加可能なバイアス電圧の範囲が限られる）ことが知られている。膜厚を２μｍとした場合には、硬度６８度でフィルミングの少ない結果（表５）が得られているが、汚れが発生し易く使用に適さないため、この膜厚（２μｍ）は、処理層５３の膜厚の好ましい範囲から除外する。従って、処理層５３の膜厚の好ましい範囲は、３μｍ〜６μｍとする。
【００９０】
また、上記の印刷試験の結果、処理層５３の膜厚が８μｍのときには、アスカーＣ硬度が６８度、８０度の場合ともに、印刷試験で画像不良（カスレ）が生じた。これは処理層５３の膜厚が厚いため、現像ローラ１５の表面粗さが小さくなり、現像剤搬送能力（現像剤を感光体ドラム１１まで搬送する能力）が低下したためと考えられる。
【００９１】
以上の結果から、処理層５３のアスカーＣ硬度が６８度〜８０度であり、なお且つ、膜厚が３μｍ〜６μｍであれば、フィルミングの発生を抑制し、画像不良の発生を抑制できることが分かる。
【００９２】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、現像ローラ１５（現像剤担持体）の処理層５３に磨耗軽減効果のあるフッ素含有オレフィン樹脂化合物を配合し、現像ローラ１５の表面（処理層５３）の摩擦係数を０．６〜１．２とすることにより、現像ローラ１５の表面の磨耗の進行を遅らせ、これにより基材５２の露出等を抑制することができ、処理層５３の膜厚を３μｍ〜６μｍとすることにより、フィルミングによる現像剤の付着・融着を抑制し、濃度低下やカスレなどの画像不良を抑制することができる。
【００９３】
本発明は、例えば、電子写真プリンタ等の現像剤を用いる画像形成装置、およびその現像装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１０Ｂ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ イメージドラムユニット、 １１ 感光体ドラム（静電潜像担持体）、 １２ 帯電ローラ、 １３ 露光装置、 １４ 供給ローラ、 １５ 現像ローラ（現像剤担持体）、 １６ 現像ブレード、 １７ 転写ローラ、 １８ クリーニング部材、 ２０ 給紙カセット、 ２３ 転写ベルト、 ２５ 定着装置、 ５１ シャフト、 ５２ 基材、 ５３ 処理層、 Ｐ 媒体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材の表面に形成された処理層とを有する現像剤担持体であって、
前記処理層は、アクリル樹脂、または、アクリル樹脂およびウレタン樹脂を含み、
前記処理層の前記アクリル樹脂の含有量は、５０〜１００重量％であり、
前記基材の表面に形成された状態での前記処理層のアスカーＣ硬度は、前記基材のアスカーＣ硬度より高く、６８度〜８０度であることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項２】
前記処理層は、さらに、フッ素化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の現像剤担持体。
【請求項３】
前記処理層の膜厚は、３μｍ〜６μｍであることを特徴とする請求項２に記載の現像剤担持体。
【請求項４】
前記処理層の摩擦係数は、０．６〜１．２であることを特徴とする請求項２または３に記載の現像剤担持体。
【請求項５】
前記基材は、ウレタン樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の現像剤担持体。
【請求項６】
前記現像剤担持体は、現像ローラであって、
金属製のシャフトの表面に前記基材が形成され、当該基材の表面に前記処理層が形成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の現像剤担持体。
【請求項７】
静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
請求項１から６までのいずれか１項に記載の現像剤担持体を有すること
を特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項７に記載された現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
基材と、前記基材の表面に形成された処理層とを有する現像剤担持体であって、
前記処理層は、アクリル樹脂、または、アクリル樹脂およびウレタン樹脂を含み、
前記処理層の前記アクリル樹脂の含有量は、５０〜１００重量％であり、
前記基材の表面に形成された状態での前記処理層のアスカーＣ硬度は、前記基材のアスカーＣ硬度より高く、６８度〜８０度であることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項２】
前記処理層は、さらに、フッ素化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の現像剤担持体。
【請求項３】
前記処理層の膜厚は、３μｍ〜６μｍであることを特徴とする請求項２に記載の現像剤担持体。
【請求項４】
前記処理層の摩擦係数は、０．６〜１．２であることを特徴とする請求項２または３に記載の現像剤担持体。
【請求項５】
前記基材は、ウレタン樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の現像剤担持体。
【請求項６】
前記現像剤担持体は、現像ローラであって、
金属製のシャフトの表面に前記基材が形成され、当該基材の表面に前記処理層が形成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の現像剤担持体。
【請求項７】
静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
請求項１から６までのいずれか１項に記載の現像剤担持体を有すること
を特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項７に記載された現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１２７９９０（Ｐ２０１２−１２７９９０Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６６５２（Ｐ２０１０−２７６６５２）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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