現像装置及び画像形成装置
【課題】現像剤供給部材として抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を備えるものを使用することによって、濃度むらが発生することがなく、かつ、かぶりを良好に保つことができるようにする。
【解決手段】現像剤供給部材から供給される現像剤を静電潜像担持体上に供給する現像剤担持体を備える現像装置であって、前記現像剤供給部材は、抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を有する。
【解決手段】現像剤供給部材から供給される現像剤を静電潜像担持体上に供給する現像剤担持体を備える現像装置であって、前記現像剤供給部材は、抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置においては、シリコーンゴム等のシリコーン材料によって形成されたトナー供給ローラが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、現像ローラとトナー供給ローラとの当接部（ニップ部）における押圧力を増加させることができ、多量のトナーを現像ローラ表面に機械的に接触させることができる。その結果、現像ローラ上に形成されるトナー層の厚さが増加し、濃度むら（印字かすれ）の発生を防止することができる。
【０００３】
もっとも、現像装置の高速化や負荷トルク低減のために、低硬度のウレタン材料によって形成されたトナー供給ローラを使用する場合には、現像ローラ上に機械的に多量のトナーを接触させることができない。このような場合には、ニップ部に安定に電界を供給する必要がある。そして、現像ローラとして、外部電界に対する応答性が速く、誘電率が小さい、すなわち、残留電荷の小さい（低残電）特性を有するものを使用する。これにより、濃度むら（印字かすれ）のない画像を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３３３９９６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、前記従来の現像装置においては、低残電特性を有する現像ローラが摩擦帯電したトナーの電荷を逃す効果も示すので、残電性能が所望よりも良好である場合には白紙のかぶりが悪化するという問題がある。そのため、現像ローラの残電性能が適切な範囲内に収まるように制御しなくてはならず、濃度むらとかぶりとを安定に両立することが困難であった。
【０００６】
本発明は、前記従来の現像装置の問題点を解決して、現像剤供給部材として抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を備えるものを使用することによって、濃度むらが発生することがなく、かつ、かぶりを良好に保つことができる現像装置及び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】
【０００７】
そのために、本発明の現像装置においては、現像剤供給部材から供給される現像剤を静電潜像担持体上に供給する現像剤担持体を備える現像装置であって、前記現像剤供給部材は、抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、現像装置は、現像剤供給部材として抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を備えるものを使用する。これにより、濃度むらが発生することがなく、かつ、かぶりを良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における現像装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における供給ローラの概略図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるローラの電気抵抗値の測定方法を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における発泡フォームの電気抵抗値の測定方法を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの残留電位の測定方法を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における評価実験の結果を一覧表示した図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における評価実験の結果をグラフ表示した図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における評価実験の結果を一覧表示した図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における評価実験の結果をグラフ表示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す概略図、図２は本発明の第１の実施の形態における現像装置の構成を示す概略図である。
【００１２】
図において、２０は本実施の形態における画像形成装置であり、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、各種の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよい。ここでは、前記画像形成装置２０が、電子写真方式によって画像を形成する電子写真式プリンタであるものとして説明する。なお、前記画像形成装置２０は、モノクロ画像を形成するものであってもよく、カラー画像を形成するものであってもよいが、本実施の形態においては、カラー画像を形成するカラープリンタであるものとして説明する。
【００１３】
この場合、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各色に対応する４つの現像装置１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｍ及び１０Ｃが媒体としての記録用紙２２の搬送路に沿って、搬送方向（図１における右から左へ向かう方向）に順次並ぶように配設される。
【００１４】
なお、４つの現像装置１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｍ及び１０Ｃは、基本的に同一の構造を有するので、ここでは、そのうちの１つについて、現像装置１０として説明する。また、他の部材についても、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色に対応するものとして識別する必要がある場合にはＢ、Ｙ、Ｍ及びＣの符号を付与して説明し、そうでない場合にはそのうちの１つについて、Ｂ、Ｙ、Ｍ及びＣの符号を付与せずに、説明する。
【００１５】
前記画像形成装置２０の内部には、４つの現像装置１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｍ及び１０Ｃに加えて、図１に示されるように、記録用紙２２を収容するトレイ２６及び定着器２４が配設されている。なお、２８は記録用紙２２を搬送するためのレジストローラである。また、現像装置１０の下方には、中間転写体としての転写ベルト２３及び転写ローラ１２が配設されている。
【００１６】
そして、トレイ２６内に積層されてセットされた記録用紙２２は、１枚ずつ分離された状態で給紙された後、レジストローラ２８によって所定のタイミングで送り出され、各現像装置１０によって形成されたトナー像が転写される。そして、記録用紙２２が定着器２４に送り込まれると、該定着器２４の定着ローラ２４ａと加圧ローラ２４ｂとによって定着プロセスが行われ、高温で加熱されて融解し、圧接されたトナー像が記録用紙２２上に定着される。続いて、トナー像が定着された記録用紙２２は、画像形成装置２０内から排出され、排紙トレー２７上に載置される。
【００１７】
なお、給紙不良等によって記録用紙２２が供給されず、転写べルト２３上にトナーが付着した場合には、該トナーは転写べルトクリーニング装置２９によって除去されて回収される。
【００１８】
各現像装置１０は、図２に示されるように、ドラム状に形成され、表面に有機感光体を用いた静電潜像担持体としての感光体ドラム１１、並びに、該感光体ドラム１１の周囲に配設され感光体ドラム１１の表面を帯電させる回転可能な帯電ローラ１５、感光体ドラム１１の表面を露光する露光装置１９、トナーを感光体ドラム１１の表面に供給する現像剤担持体としての回転可能な現像ローラ１３、及び、感光体ドラム１１の表面のトナー像を記録用紙２２に転写する転写ローラ１２を有する。なお、前記帯電ローラ１５、現像ローラ１３及び転写ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面に接触又は圧接するように配設されている。
【００１９】
また、クリーニングブレード１７が、感光体ドラム１１の表面に残留しているかぶりトナー、転写残トナー等の廃トナーを掻（か）き取って処理するために、感光体ドラム１１の表面に接触して設けられている。クリーニングブレード１７の周囲には掻き落とされた廃トナーを収容するスペースが形成され、前記廃トナーは図示されない廃トナー回収器に搬送される。
【００２０】
そして、前記露光装置１９は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッドを備え、画像信号に対応した光を感光体ドラム１１の表面に照射し、該表面に静電潜像を形成する。
【００２１】
また、前記現像装置１０は、トナーカートリッジ１８から補充された現像剤としてのトナーを帯電させ、現像ローラ１３に供給する現像剤供給部材としての回転可能なトナー供給ローラ１４と、現像ローラ１３の表面に接触してトナー供給ローラ１４から供給されたトナーを薄層化する層規制部材としての層規制ブレード１６とを有する。なお、図２において、２１はトナーカートリッジ１８から補充されたトナーを示している。
【００２２】
そして、現像ローラ１３は感光体ドラム１１に対し０．１〔ｍｍ〕押し込んでいるように配設されている。また、トナー供給ローラ１４と現像ローラ１３との芯（しん）金中心間距離は１４．７５〔ｍｍ〕に設定されている。さらに、感光体ドラム１１、現像ローラ１３、トナー供給ローラ１４及び帯電ローラ１５は、それぞれ、図に示される矢印方向に回転する。なお、帯電ローラ１５は連れ回りで回転している。
【００２３】
各感光体ドラム１１には、転写ベルト２３が接触するように配設され、該転写ベルト２３を介して、各感光体ドラム１１の表面から記録用紙２２上にトナー像が直接転写される。
【００２４】
次に、前記現像ローラ１３の構成について詳細に説明する。
【００２５】
図３は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの概略図である。
【００２６】
本実施の形態における現像ローラ１３は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）又はアルミニウムから成る軸体としての芯金１３ａの外周面に沿って形成された弾性層１３ｂ、該弾性層１３ｂの外周面に形成された中間層１３ｃ、及び、該中間層１３ｃの外周面に形成された表層１３ｄを有する。なお、芯金１３ａと弾性層１３ｂとの接着性を高めるため、必要に応じて、接着剤、プライマー等を塗布してもよく、また、前記接着剤、プライマー等を必要に応じて導電化してもよい。また、芯金１３ａの外径は１０〔ｍｍ〕とし、現像ローラ１３の外径は１６〔ｍｍ〕とした。
【００２７】
そして、前記弾性層１３ｂは、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー等の材料から成る。該材料には、導電剤、シリコーンオイル等の各種の添加剤が適宜に配合される。導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、ＴｉＯ2 、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 等を使用することができる。
【００２８】
また、前記中間層１３ｃは、例えば、ポリウレタン系エラストマー、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ナイロン等の材料から成る。なお、表面粗さを持たせるため、中間層１３ｃの材料に表面粗さ形成用の粒子を分散することもできる。該粒子の形成材料は、シリカ、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等である。また、前記粒子の平均粒径は、５〜１５〔μｍ〕であることが好ましく、分散割合は前記中間層１３ｃ用の材料１００重量部に対して１０〜４０部であることが好ましい。
【００２９】
さらに、前記表層１３ｄは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂成分を含む材料から成る。これらの樹脂成分は、変性、グラフト化又はブロック重合を施して、単独又は併せて用いることができる。また、前記樹脂成分には、導電剤、帯電制御剤等を適宜に添加してもよい。該帯電制御剤としては、四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、アジン系（ニグロシン系）化合物、アゾ化合物、オキシナフトエ酸金属錯体、界面活性剤（アニオン系、カチオン系、ノニオン系）等を用いることができる。また、必要に応じて、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、補強剤、滑剤、離型剤、染料、顔料、難燃剤等を適宜に添加してもよい。
【００３０】
次に、前記トナー供給ローラ１４の構成について詳細に説明する。
【００３１】
図４は本発明の第１の実施の形態における供給ローラの概略図である。
【００３２】
本実施の形態におけるトナー供給ローラ１４は、ステンレス鋼から成る芯金１４ａの外周面に沿って形成され、導電性が付与された弾性発泡層１４ｂを有する。前記芯金１４ａの外径は６〔ｍｍ〕とし、トナー供給ローラ１４の外径は１５．５〔ｍｍ〕とした。
【００３３】
前記弾性発泡層１４ｂは、ポリオール成分、ポリイソシアネート、発泡剤及び触媒から成る原料を撹拌（かくはん）し、混合し、発泡させて硬化させることによって得られる軟質フォームから成る。
【００３４】
前記ポリオール成分としては、ポリマーポリオールを含有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等を使用する。前記ポリマーポリオールは、重合鎖を有するとともに、末端等に複数の水酸基を有する化合物であって、例えば、ポリエーテルポリオールにアクリロニトリル、スチレン、メチルメタアクリレート等のエチレン性不飽和結合を有する化合物をグラフト重合させたものである。
【００３５】
また、前記ポリイソシアネートとしては、芳香族系、脂肪族系及び脂環族系の各種ポリイソシアネートを使用することができる。ここで、芳香族ポリイソシアネートとしては、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）、１，５−ナフタレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、ｍ−キシレンジイソシアネート等を使用することができる。また、脂肪族ポリイソシアネートとしては、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等を使用することができる。さらに、脂環族ポリイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添ＭＤＩ等を使用することができる。これらは、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。この場合、芳香族系、脂肪族系及び脂環族系のいずれかの混合物、変性物等が使用される。
【００３６】
さらに、前記発泡剤としては、主に水を使用するが、塩化メチレン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、フロン系化合物、炭酸ガス等を併用することもできる。
【００３７】
さらに、前記触媒としては、アミン系触媒、特に、三級アミン（トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリメチルアミノエチルピペラジン等）とオクチル酸スズ（スズオクトエート）等の有機金属化合物等を併用する場合がある。
【００３８】
なお、整泡剤として、オルガノシロキサンーポリオキシアルキレン共重合体、シリコーン−グリース共重合体等のシリコーン化合物から成る非イオン系界面活性剤、又は、それらの混合物、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤、フェノール系化合物等が使用される。
【００３９】
そして、前記弾性発泡層１４ｂに電子導電機構による導電性を付与するための導電剤としては、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カラーブラック等のカーボンブラック及びグラファイト等の粉末若しくは繊維状物質、銅、ニッケル、銀等の金属粉末若しくは繊維状物質、酸化スズ、酸化チタン、酸化インジウム等の金属酸化物、又は、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン等の有機系の導電性微粉末等を使用することができる。
【００４０】
また、前記弾性発泡層１４ｂにイオン導電機構による導電性を付与するための導電剤としては、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＮａＣｌＯ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等のＬｉ+ 、Ｎａ+ 、Ｋ+ 等の周期率表第１族の金属塩、ＮＨ4 ＋の塩等の電解質、又は、Ｃａ（ＣｌＯ4 ）2 等のＣａ++、Ｂａ++等の周期率表第２族の金属塩と、１．４ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等の多価アルコール及びその誘導体等の錯体、又は、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のモノオールとの錯体を使用することができる。
【００４１】
次に、前記トナーについて詳細に説明する。
【００４２】
本実施の形態におけるトナーは、平均粒径５．５〔μｍ〕の非磁性一成分の負帯電性粉砕トナーであり、樹脂成分としてポリエステル樹脂を使用したものである。前記トナーの飽和帯電量は−４４〔μＣ／ｇ〕である。該飽和帯電量は、トナー４〔ｗｔ％〕と、シリコーンコートフェライトキャリア（関東電化工業社製、平均粒子径：９０〔μｍ〕）９６〔ｗｔ％〕とを１分間ボートミルにて混合し、「Ｑ／ＭＭｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ ２１０ＨＳ」（Ｔｒｅｋ製）を用いて測定した。
【００４３】
次に、前記層規制ブレード１６の構成について詳細に説明する。
【００４４】
本実施の形態における層規制ブレード１６は、ステンレス鋼から成り、板厚０．０８〔ｍｍ〕の板部材である。そして、現像ローラ１３との接触部には曲げ加工が施されており、曲げ部の曲率半径Ｒは０．５〔ｍｍ〕である。また、層規制ブレード１６の表面粗度の値は、十点平均粗度がＲｚ＝０．６〔μｍ〕である。
【００４５】
次に、本実施の形態における評価実験に使用する現像ローラ１３の製造方法について説明する。本実施の形態においては、現像ローラ１３として現像ローラＤｖ１〜６を実際に製造し、これら現像ローラＤｖ１〜６を使用して評価実験を行った。
【００４６】
まず、現像ローラＤｖ１の製造方法について説明する。
【００４７】
アクリル樹脂（根上工業社製、バラクロンＷ−２４８Ｅ）１００部と、アクリルシリコーン樹脂（数平均分子量Ｍｎ：５０００、東亞合成社製、アロンＪ２０）４０部と、カーボンブラック（エボニックデグサジャパン社製、ＰｒｉｎｔｅｘＬ６：一次粒子の平均粒子径１８〔ｎｍ〕、導電性指数８１、ＢＥＴ比表面積２６５〔ｍ２／ｇ〕）２５部と、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）（日本ポリウレタン工業社製、コロネートＴ−６５）１００部と、高分子系分散剤（日本ルーブリゾール社製、ソルスパース２４０００）１５部とを配合して、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して表層１３ｄ用の溶液を作成した。
【００４８】
また、ポリウレタン系エラストマー（坂井化学社製、ＵＮ２７８）１００部と、カーボンブラック３０部と、架橋剤イソシアネート（ＭＤＩ）１０部とを混合し、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整した溶液に、平均粒径１０〔μｍ〕のウレタン樹脂から成る粒子（大日本インキ化学工業社製、バーノックＣＦＢ１００）２０部を分散して混合及び撹拌することによって、中間層１３ｃ用の溶液を作成した。
【００４９】
さらに、アルミニウム製の直径１２〔ｍｍ〕の円柱を準備し、該円柱の外周面に接着剤を塗布した。そして、導電剤が配合された液状シリコーンゴム（信越化学工業社製、Ｘ−３４−２６４Ａ）を、成形用金型を用いて加熱成形（１９０〔℃〕×３０分）した後、脱型することによって、直径１６〔ｍｍ〕の弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａ（ベースロール）を作成した。
【００５０】
そして、前記弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの外周面に前記中間層１３ｃ用の溶液を塗工した後、乾燥及び加熱処理を行い、弾性層１３ｂの外周面に中間層１３ｃを形成した。さらに、該中間層１３ｃの外周面に、前記表層１３ｄ用の溶液をロールコート法によって塗工した後、乾燥及び加熱処理を行い、中間層１３ｃの外周面に表層１３ｄを形成した。このようにして、図３に示す三層構造の現像ローラ１３としての現像ローラＤｖ１を製造した。
【００５１】
該現像ローラＤｖ１において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが１．１〔μｍ〕、Ｒｚが５．３〔μｍ〕である。
【００５２】
次に、現像ローラＤｖ２の製造方法について説明する。
【００５３】
まず、表層１３ｄ用の溶液は、カーボンブラックを２０部とした以外は、前記現像ローラＤｖ１の場合と同一の成分及び配合で、アクリル樹脂と、アクリルシリコーン樹脂と、カーボンブラックと、トリレンジイソシアネートと、高分子系分散剤とを配合し、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して作成した。
【００５４】
また、中間層１３ｃ用の溶液及び弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの作成方法は、前記現像ローラＤｖ１の場合と同一である。さらに、中間層１３ｃ及び表層１３ｄの形成方法も、前記現像ローラＤｖ１の場合と同一である。
【００５５】
このようにして製造した現像ローラＤｖ２において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが１．２〔μｍ〕、Ｒｚが５．８〔μｍ〕である。
【００５６】
次に、現像ローラＤｖ３の製造方法について説明する。
【００５７】
まず、表層１３ｄ用の溶液は、トリレンジイソシアネートを１２０部とした以外は、前記現像ローラＤｖ２の場合と同一の成分及び配合で、アクリル樹脂と、アクリルシリコーン樹脂と、カーボンブラックと、トリレンジイソシアネートと、高分子系分散剤とを配合し、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して作成した。
【００５８】
また、中間層１３ｃ用の溶液及び弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの作成方法は、前記現像ローラＤｖ２の場合と同一である。さらに、中間層１３ｃ及び表層１３ｄの形成方法も、前記現像ローラＤｖ２の場合と同一である。
【００５９】
このようにして製造した現像ローラＤｖ３において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが１．０〔μｍ〕、Ｒｚが５．２〔μｍ〕である。
【００６０】
次に、現像ローラＤｖ４の製造方法について説明する。
【００６１】
メラミン樹脂（大日本インキ化学工業社製、スーパーベッカミンＰ−１３８）２５部と、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）（日本ポリウレタン工業社製、コロネートＬ）１０部と、シリコーン変性アクリル樹脂（信越化学工業社製、Ｘ−２４−７９８Ａ）６０部と、カーボンブラック（電気化学工業社製、デンカブラックＨＳ−１００）１０部とを配合して、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して表層１３ｄ用の溶液を作成した。
【００６２】
なお、中間層１３ｃ用の溶液及び弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの作成方法は、前記現像ローラＤｖ３の場合と同一である。さらに、中間層１３ｃ及び表層１３ｄの形成方法も、前記現像ローラＤｖ３の場合と同一である。
【００６３】
このようにして製造した現像ローラＤｖ４において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが０．９〔μｍ〕、Ｒｚが５．２〔μｍ〕である。
【００６４】
次に、現像ローラＤｖ５の製造方法について説明する。
【００６５】
まず、表層１３ｄ用の溶液は、トリレンジイソシアネートを２０部とし、シリコーン変性アクリル樹脂を５０部とした以外は、前記現像ローラＤｖ４の場合と同一の成分及び配合で、メラミン樹脂と、トリレンジイソシアネートと、シリコーン変性アクリル樹脂と、カーボンブラックとを配合して、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して表層１３ｄ用の溶液を作成した。
【００６６】
また、中間層１３ｃ用の溶液及び弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの作成方法は、前記現像ローラＤｖ４の場合と同一である。さらに、中間層１３ｃ及び表層１３ｄの形成方法も、前記現像ローラＤｖ４の場合と同一である。
【００６７】
このようにして製造した現像ローラＤｖ５において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが１．０〔μｍ〕、Ｒｚが５．４〔μｍ〕である。
【００６８】
次に、現像ローラＤｖ６の製造方法について説明する。
【００６９】
まず、表層１３ｄ用の溶液は、トリレンジイソシアネートを３０部とした以外は、前記現像ローラＤｖ５の場合と同一の成分及び配合で、メラミン樹脂と、トリレンジイソシアネートと、シリコーン変性アクリル樹脂と、カーボンブラックとを配合して、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して表層１３ｄ用の溶液を作成した。
【００７０】
また、中間層１３ｃ用の溶液及び弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの作成方法は、前記現像ローラＤｖ５の場合と同一である。さらに、中間層１３ｃ及び表層１３ｄの形成方法も、前記現像ローラＤｖ５の場合と同一である。
【００７１】
このようにして製造した現像ローラＤｖ６において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが１．０〔μｍ〕、Ｒｚが５．１〔μｍ〕である。
【００７２】
次に、本実施の形態における評価実験に使用するトナー供給ローラ１４の製造方法について説明する。本実施の形態においては、トナー供給ローラ１４としてトナー供給ローラＳｐ０−Ｉ〜３−Ｉを実際に製造し、これらトナー供給ローラＳｐ０−Ｉ〜３−Ｉを使用して評価実験を行った。
【００７３】
まず、トナー供給ローラＳｐ０−Ｉの製造方法について説明する。
【００７４】
ポリエーテルポリオール（三洋化成工業社製、ＧＰ−３０５０）５０部と、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオール（旭硝子社製、エクセノール９４１）５０部と、トリレンジイソシアネート（三井武田社製、ＴＤＩ−８０（２，４−トリレンジイソシアネート８０〔質量％〕と２，６−トリレンジイソシアネート２０〔質量％〕との混合物）１１０部と、純水１．７部と、アミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．３１）０．３部と、他のアミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．２２）０．２部と、整泡剤としてのシリコーン系界面活性剤（ゴールドシュミット社製、Ｂ８１１０）２．２部と、イオン導電剤（関東化学社製、無水過塩素酸リチウム）４．２部とを混合した。
【００７５】
そして、これら材料の混合物を縦、横及び深さが各５００〔ｍｍ〕の発泡容器内に注入し、常温及び大気圧下で発泡させた後、加熱炉を通過させて加熱、反応及び硬化させることによって軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、９．６×１０9 〔Ω・ｃｍ〕であった。
【００７６】
続いて、前記軟質フォームから、縦４００〔ｍｍ〕、横４００〔ｍｍ〕及び高さ２５〔ｍｍ〕の直方体を切り出した。そして、カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に３４〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の軟質フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【００７７】
その後、水、カーボンブラック及びアクリル樹脂がその気泡内に含浸された前記直方体の軟質フォームを、間隔０．２〔ｍｍ〕に設定された一対のロール間を通過させ、これにより、前記直方体の軟質フォームから余分な分散液を除去した。
【００７８】
次いで、前記直方体の軟質フォームを１００〔℃〕に設定された熱風循環式オーブン中で６０分間加熱して乾燥させた。このように、水分を除去してアクリル樹脂を架橋させることによって気泡壁面にカーボンブラックを強固に固着させ、発泡弾性層１４ｂに用いる直方体の導電性フォームを作成した。
【００７９】
続いて、前記直方体の導電性フォームから断面２５〔ｍｍ〕角及び長さ３００〔ｍｍ〕の角柱体を切り出し、断面中心部に、軸方向に芯金１４ａを挿通するための直径５〔ｍｍ〕の貫通孔（こう）を設けた。
【００８０】
続いて、表面に接着剤を塗布したステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）を前記貫通孔に挿通して接着した。その後、研磨して外径を１５．５〔ｍｍ〕に仕上げることで、トナー供給ローラＳｐ０−Ｉを製造した。
【００８１】
該トナー供給ローラＳｐ０−Ｉにおいて、ローラ抵抗値は８．９×１０3 〔Ω〕であった。
【００８２】
次に、トナー供給ローラＳｐ１−Ｉの製造方法について説明する。
【００８３】
まず、イオン導電剤を０．０８部とした以外は、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の成分及び配合で、ポリエーテルポリオールと、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオールと、トリレンジイソシアネートと、純水と、アミン触媒と、他のアミン触媒と、シリコーン系界面活性剤と、イオン導電剤とを混合した。さらに、これら材料の混合物から、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の方法で軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、１．０４×１０12〔Ω・ｃｍ〕であった。
【００８４】
続いて、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様に、直方体の導電性フォームを切り出した。カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に２６〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の導電性フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【００８５】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ１−Ｉを製造した。
【００８６】
該トナー供給ローラＳｐ１−Ｉにおいて、ローラ抵抗値は７．６×１０7 〔Ω〕であった。
【００８７】
次に、トナー供給ローラＳｐ２−Ｉの製造方法について説明する。
【００８８】
まず、イオン導電剤を１．０部とした以外は、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の成分及び配合で、ポリエーテルポリオールと、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオールと、トリレンジイソシアネートと、純水と、アミン触媒と、他のアミン触媒と、シリコーン系界面活性剤と、イオン導電剤とを混合した。さらに、これら材料の混合物から、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の方法で軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、３．１６×１０10〔Ω・ｃｍ〕であった。
【００８９】
続いて、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様に、直方体の導電性フォームを切り出した。カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に２６〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の導電性フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【００９０】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ２−Ｉを製造した。
【００９１】
該トナー供給ローラＳｐ２−Ｉにおいて、ローラ抵抗値は８．３×１０5 〔Ω〕であった。
【００９２】
次に、トナー供給ローラＳｐ３−Ｉの製造方法について説明する。
【００９３】
まず、イオン導電剤を１．０部とした以外は、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の成分及び配合で、ポリエーテルポリオールと、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオールと、トリレンジイソシアネートと、純水と、アミン触媒と、他のアミン触媒と、シリコーン系界面活性剤と、イオン導電剤とを混合した。さらに、これら材料の混合物から、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の方法で軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、１．２６×１０10〔Ω・ｃｍ〕であった。
【００９４】
続いて、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様に、直方体の導電性フォームを切り出した。カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１ 、固形分４５〔％〕）に３４〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の導電性フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【００９５】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ３−Ｉを製造した。
【００９６】
該トナー供給ローラＳｐ３−Ｉにおいて、ローラ抵抗値は１．２×１０4 〔Ω〕であった。
【００９７】
次に、本実施の形態における評価実験で使用した各部材の物性値の測定方法について説明する。
【００９８】
図５は本発明の第１の実施の形態におけるローラの電気抵抗値の測定方法を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における発泡フォームの電気抵抗値の測定方法を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの残留電位の測定方法を示す図である。
【００９９】
まず、現像ローラ１３及びトナー供給ローラ１４の電気抵抗値の測定方法について説明する。
【０１００】
この場合、図５に示されるように、外径３０〔ｍｍ〕のステンレス鋼製の金属製円筒５１に、現像ローラ１３又はトナー供給ローラ１４を押し込みながら、金属製円筒５１を速度６２．５〔ｒｐｍ〕で回転させる。電源の電極を、現像ローラ１３の芯金１３ａ又はトナー供給ローラ１４の芯金１４ａと金属製円筒５１とに当接し、両者間に電圧を印加する。電圧印加及び計測値の読み取りには、「ハイレジスタンスメータ ４３３９Ａ」（ヒューレットパッカード製）を用いた。
【０１０１】
次に、トナー供給ローラ１４の弾性発泡層１４ｂの体積抵抗率の測定方法について説明する。
【０１０２】
まず、トナー供給ローラ１４の芯金１４ａの外径を６〔ｍｍ〕に加工し、弾性発泡層１４ｂの外径を１５．５〔ｍｍ〕に加工する。そして、図６（ａ）に示されるように、前記弾性発泡層１４ｂにステンレス鋼から成る円筒状の金属製パイプ６１を被覆する。
【０１０３】
続いて、図６（ｂ）に示されるように、電源の電極をトナー供給ローラ１４の芯金１４ａと金属製パイプ６１とに当接し、両者間に電圧を印加する。電圧印加及び計測値の読み取りは、「ウルトラハイレジスタンスメータ ８３４０Ａ」（ＡＤＣＭＴ製）を用いた。弾性発泡層１４ｂの体積抵抗率は、金属製パイプ６１の長さ及び内径と、トナー供給ローラ１４の弾性発泡層１４ｂの内径とから計算して導出した。
【０１０４】
次に、現像ローラ１３の残留電位の測定方法について説明する。
【０１０５】
図７に示されるように、計測ヘッド７１は、コロナ放電器７１ａ及び表面電位計７１ｂを備え、現像ローラ１３の長手方向に移動可能に配設された。なお、コロナ放電器７１ａ及び表面電位計７１ｂと現像ローラ１３の表面との間隔は、１〔ｍｍ〕に設定された。そして、計測ヘッド７１を矢印の方向に移動させながら、コロナ放電器７１ａで現像ローラ１３の表面を放電帯電させて、０．１秒後にその場所の電位を表面電位計７１ｂで計測して残留電位の値とした。残留電位の値が大きいほど、残留電荷が大きく、誘電的性質が強いことを意味する。
【０１０６】
次に、本実施の形態における評価実験で使用した画像評価の方法について説明する。
【０１０７】
まず、画像形成としての印字方法について説明する。
【０１０８】
本実施の形態における評価実験では、画像形成装置２０として、光学ＬＥＳ方式カラー電子写真プリンタであるＭＩＣＲＯＬＩＮＥ５９００ｄｎ（解像度６００〔ＤＰＩ〕、株式会社沖データ製）を使用した。また、トナーとしては、平均粒径５．５〔μｍ〕の非磁性一成分の負帯電製粉砕トナーを使用した。なお、印字を行った環境は、温度が２３〔℃〕であり、湿度が４５〔％ＲＨ〕であった。
【０１０９】
次に、印字かすれ評価（現像ローラ１３へのトナー供給能力）について説明する。
【０１１０】
記録用紙２２に１００〔％〕濃度パターンを印刷し、印刷された濃度パターンの濃度が薄くなっているか否かを判定した。この場合、分光色彩濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を使用して、１枚の記録用紙２２の上及び下の濃度をそれぞれ測定した。そして、上と下との濃度差が５未満の場合は○、５以上の場合は×と判定した。
【０１１１】
次に、白地かぶり評価について説明する。
【０１１２】
白紙画像の現像中に画像形成装置２０の動作を停止させ、現像後転写前の感光体ドラム１１上のトナーを粘着テープ（住友スリーエム社製、スコッチテープ）側に付着した後に白紙の記録用紙２２に貼（は）り付けた。そして、粘着テープだけを記録用紙２２に貼り付けた場合との色差ΔＥを分光測色計（コニカミノルタ社製、ＣＭ−２６００ｄ）によって測定した。色差ΔＥの値が小さいとき、かぶりトナーが少ないことを示している。
【０１１３】
そして、かぶりトナーが目視で認識されない色差であるΔＥ≦２．０のときは「○」、かぶりトナーが目視で認識することができる色差であるΔＥ＞２．０のときは「×」と判定し、記載した。
【０１１４】
次に、実験結果について説明する。
【０１１５】
図８は本発明の第１の実施の形態における評価実験の結果を一覧表示した図、図９は本発明の第１の実施の形態における評価実験の結果をグラフ表示した図である。
【０１１６】
図８及び９には、実験例１〜１２、比較例１及び２の結果が記載されている。なお、図８においてかすれとかぶりとの両方が「○」となった場合は図９において「○」、図８においてかすれとかぶりのどちらか一方が「×」となった場合は図９において「×」として示されている。
【０１１７】
実験例１〜１２は、現像ローラ１３として現像ローラＤｖ１〜４を使用したものである。そして、前記実験例１〜１２において、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値の低いトナー供給ローラＳｐ０−Ｉを使用した場合、すなわち、現像ローラＤｖ１〜４とトナー供給ローラＳｐ０−Ｉとを組み合わせて使用した場合には、濃度むら（印字かすれ）についての結果は良好であったが、かぶりについての結果は不良であった。
【０１１８】
しかし、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値が中程度のトナー供給ローラＳｐ１−Ｉ〜Ｓｐ３−Ｉを使用した場合、すなわち、現像ローラＤｖ１〜４とトナー供給ローラＳｐ１−Ｉ〜Ｓｐ３−Ｉとを組み合わせて使用した場合には、濃度むら及びかぶりを両立することが可能となった。
【０１１９】
また、比較例１及び２は、現像ローラ１３として現像ローラＤｖ５及び６を使用したものである。前記比較例１及び２においては、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値の低いトナー供給ローラＳｐ０−Ｉを使用した場合も電気抵抗値が中程度のトナー供給ローラＳｐ１−Ｉ〜Ｓｐ３−Ｉを使用した場合も、すなわち、現像ローラＤｖ５及び６とトナー供給ローラＳｐ０−Ｉ〜Ｓｐ３−Ｉとを組み合わせて使用したいずれの場合も、かぶりについての結果は良好であったが、濃度むらについての結果は不良であった。
【０１２０】
現像ローラＤｖ５及び６は、残留電位が大きく、電荷を蓄電する性質が強いので、帯電したトナーの電荷を逃がさない効果を備えるため、かぶりについては良好である。しかしながら、高速回転している現像ローラ１３においては、トナー供給ローラ１４との接触部（ニップ部）での電界の形成を遅らせるため、安定な供給電界が形成されなくなり、トナー供給力が劣るために、濃度むらが発生したと考えられる。
【０１２１】
これに対し、実験例１〜１２で使用した現像ローラＤｖ１〜４は、残留電位が小さく、高速回転している現像ローラ１３に使用しても、トナー供給ローラ１４とのニップ部での供給電界が安定に形成されるので、トナー供給力が常に安定し、濃度が安定する。そして、中抵抗のトナー供給ローラＳｐ１−Ｉ〜Ｓｐ３−Ｉと組み合わせることによって、トナー電荷が供給電界によって放電したり、トナー電荷がトナー供給ローラ１４へリークして、トナーの帯電が低くなってしまう状態を回避することが可能になるため、かぶりを良好に保つことが可能になった。
【０１２２】
このように、本実施の形態においては、実験によって、抵抗値が１．２×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕である弾性発泡層１４ｂを備えるトナー供給ローラ１４を使用すると、濃度むら及びかぶりの両方について良好な結果を示す現像装置１０を得られることが明らかとなった。
【０１２３】
本実施の形態における現像ローラ１３の残留電位については、４４〔Ｖ〕が、通常、残留電位として残留させることができる電位の上限である。また、残留電位が４４〔Ｖ〕の現像ローラ１３と組み合わせるトナー供給ローラ１４が前記残留電位に対応可能であり、また、同性能であり、複数製造可能となる上限値である。なお、前記残留電位の上限値以上の範囲は、図９において、ＮＧ１で示される領域に相当する。
【０１２４】
また、現像ローラ１３の残留電位については、１〔Ｖ〕が下限値となる。これは、１〔Ｖ〕未満の電位の場合、残留電位として制御するには値が小さく、制御が困難であるためである。
【０１２５】
一方、トナー供給ローラ１４の抵抗値が１×１０8 〔Ω〕を超える場合、現像ローラ１３とトナー供給ローラ１４との間の電界強度が小さくなり、現像ローラ１３へのトナーの供給能力が大きく低下し、印字かすれの評価結果が悪化する。そのため、トナー供給ローラ１４の抵抗値は、１×１０8 〔Ω〕以下に設定する必要がある。トナー供給ローラ１４の抵抗値の上限値以上の範囲は、図９において、ＮＧ２で示される領域に相当する。
【０１２６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１２７】
図１０は本発明の第２の実施の形態における評価実験の結果を一覧表示した図、図１１は本発明の第２の実施の形態における評価実験の結果をグラフ表示した図である。
【０１２８】
まず、本実施の形態における評価実験に使用するトナー供給ローラ１４の製造方法について説明する。なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２９】
トナー供給ローラＳｐ０−Ｃの製造方法について説明する。
【０１３０】
ポリエーテルポリオール（三洋化成工業社製、ＧＰ−３０５０）５０部と、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオール（旭硝子社製、エクセノール９４１）５０部と、トリレンジイソシアネート（三井武田社製、ＴＤＩ−８０（２，４−トリレンジイソシアネート８０〔質量％〕と２，６−トリレンジイソシアネート２０〔質量％〕の混合物））１１０部と、純水１．７部と、アミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．３１）０．３部と、他のアミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．２２）０．２部と、整泡剤としてのシリコーン系界面活性剤（ゴールドシュミット社製、Ｂ８１１０）１．０部と、カーボンブラック（ライオン社製、ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ）２．０部とを混合した。
【０１３１】
そして、これら材料の混合物を縦、横及び深さが各５００〔ｍｍ〕の発泡容器内に注入し、常温、大気圧下で発泡させた後、加熱炉を通過させて加熱、反応及び硬化させることによって軟質フォームを得た。
【０１３２】
続いて、該軟質フォームから、縦４００〔ｍｍ〕、横４００〔ｍｍ〕及び高さ２５〔ｍｍ〕の直方体を切り出した。そして、カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に３４〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の軟質フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【０１３３】
その後、水、カーボンブラック及びアクリル樹脂がその気泡内に含浸された前記直方体の軟質フォームを、間隔０．２〔ｍｍ〕に設定された一対のロール間を通過させ、これにより、前記直方体の軟質フォームから余分な分散液を除去した。
【０１３４】
次いで、前記直方体の軟質フォームを１００〔℃〕に設定された熱風循環式オーブン中で６０分間加熱して乾燥させた。このように、水分を除去してアクリル樹脂を架橋させることによって気泡壁面にカーボンブラックを強固に固着させ、発泡弾性層１４ｂに用いる直方体の導電性フォームを作成した。
【０１３５】
続いて、前記直方体の導電性フォームから断面２５〔ｍｍ〕角及び長さ３００〔ｍｍ〕の角柱体を切り出し、断面中心部に、軸方向に芯金１４ａを挿通するための直径５〔ｍｍ〕の貫通孔を設けた。
【０１３６】
続いて、表面に接着剤を塗布したステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）を前記貫通孔に挿通して接着した。その後、研磨して外径を１５．５〔ｍｍ〕に仕上げることで、トナー供給ローラＳｐ０−Ｃを製造した。
【０１３７】
該トナー供給ローラＳｐ０−Ｃにおいて、ローラ抵抗値は１．８×１０3 〔Ω〕であった。
【０１３８】
次に、トナー供給ローラＳｐ１−Ｃの製造方法について説明する。
【０１３９】
まず、カーボンブラックを０．５部とした以外は、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同一の成分及び配合で、ポリエーテルポリオールと、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオールと、トリレンジイソシアネートと、純水と、アミン触媒と、他のアミン触媒と、シリコーン系界面活性剤と、カーボンブラックとを混合した。さらに、これら材料の混合物から、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同一の方法で軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、８．５１×１０11〔Ω・ｃｍ〕であった。
【０１４０】
続いて、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同様に、直方体の導電性フォームを切り出した。カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に２６〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の導電性フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【０１４１】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ１−Ｃを製造した。
【０１４２】
該トナー供給ローラＳｐ１−Ｃにおいて、ローラ抵抗値は８．８×１０7 〔Ω〕であった。
【０１４３】
次に、トナー供給ローラＳｐ２−Ｃの製造方法について説明する。
【０１４４】
まず、カーボンブラックを１．５部とした以外は、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同一の成分及び配合で、ポリエーテルポリオールと、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオールと、トリレンジイソシアネートと、純水と、アミン触媒と、他のアミン触媒と、シリコーン系界面活性剤と、カーボンブラックとを混合した。さらに、これら材料の混合物から、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同一の方法で軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、６．３１×１０9 〔Ω・ｃｍ〕であった。
【０１４５】
続いて、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同様に、直方体の導電性フォームを切り出した。カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に２６〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の導電性フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【０１４６】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ２−Ｃを製造した。
【０１４７】
該トナー供給ローラＳｐ２−Ｃにおいて、ローラ抵抗値は７．６×１０5 〔Ω〕であった。
【０１４８】
次に、トナー供給ローラＳｐ３−Ｃの製造方法について説明する。
【０１４９】
前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃを製造するために作成した軟質フォームから、立方体を切り出した。そして、カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に３１〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、立方体の軟質フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【０１５０】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ３−Ｃを製造した。
【０１５１】
該トナー供給ローラＳｐ３−Ｃにおいて、ローラ抵抗値は１．９×１０4 〔Ω〕であった。
【０１５２】
次に、本実施の形態における実験結果について説明する。なお、物性値の測定方法及び画像評価の方法は、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５３】
実験例１３〜２４は、現像ローラ１３として現像ローラＤｖ１〜４を使用したものである。そして、前記実験例１３〜２４において、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値の低いトナー供給ローラＳｐ０−Ｃを使用した場合、すなわち、現像ローラＤｖ１〜４とトナー供給ローラＳｐ０−Ｃとを組み合わせて使用した場合には、濃度むらについての結果は良好であったが、かぶりについての結果は不良であった。
【０１５４】
しかし、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値が中程度のトナー供給ローラＳｐ１−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃを使用した場合、すなわち、現像ローラＤｖ１〜４とトナー供給ローラＳｐ１−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃとを組み合わせて使用した場合には、濃度むら及びかぶりを両立することが可能となった。
【０１５５】
また、比較例３及び４は、現像ローラ１３として現像ローラＤｖ５及び６を使用したものである。前記比較例３及び４においては、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値の低いトナー供給ローラＳｐ０−Ｃを使用した場合も電気抵抗値が中程度のトナー供給ローラＳｐ１−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃを使用した場合も、すなわち、現像ローラＤｖ５及び６とトナー供給ローラＳｐ０−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃとを組み合わせて使用したいずれの場合も、かぶりについての結果は良好であったが、濃度むらについての結果は不良であった。
【０１５６】
比較例３及び４で使用した現像ローラＤｖ５及び６は、残留電位が大きく、電荷を蓄電する性質が強いので、帯電したトナーの電荷を逃がさない効果を備えるため、かぶりについては良好である。しかしながら、高速回転している現像ローラ１３においては、トナー供給ローラ１４とのニップ部での電界の形成を遅らせるため、安定な供給電界が形成されなくなり、トナー供給力が劣るために、濃度むらが発生したと考えられる。
【０１５７】
これに対し、実験例１３〜２４で使用した現像ローラＤｖ１〜４は、残留電位が小さく、高速回転している現像ローラ１３に使用しても、トナー供給ローラ１４とのニップ部での供給電界が安定に形成されるので、トナー供給力が常に安定し、濃度が安定する。そして、中抵抗のトナー供給ローラＳｐ１−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃと組み合わせることによって、トナー電荷が供給電界によって放電したり、トナー電荷がトナー供給ローラ１４へリークして、トナーの帯電が低くなってしまう状態を回避することが可能になるため、かぶりを良好に保つことが可能になった。
【０１５８】
また、トナー供給ローラＳｐ０−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃは、軟質フォームにカーボンブラックが微量であるが配合してあるため、周辺部材に押し当てた状態で長期間保管した場合であっても、カーボンブラックが補強剤的に機能して、塑性変形を防止する効果もある。
【０１５９】
このように、本実施の形態においては、実験によって、抵抗値が１．９×１０4 〜８．８×１０7 〔Ω〕である弾性発泡層１４ｂを備えるトナー供給ローラ１４を使用すると、濃度むら及びかぶりの両方について良好な結果を示す現像装置１０を得られることが明らかとなった。
【０１６０】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１６２】
１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ 現像装置
１１、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 感光体ドラム
１３ 現像ローラ
１３ａ 芯金
１３ｂ 弾性層
１３ｃ 中間層
１３ｄ 表層
１４ トナー供給ローラ
２０ 画像形成装置
２１ トナー
７１ａ コロナ放電器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置においては、シリコーンゴム等のシリコーン材料によって形成されたトナー供給ローラが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、現像ローラとトナー供給ローラとの当接部（ニップ部）における押圧力を増加させることができ、多量のトナーを現像ローラ表面に機械的に接触させることができる。その結果、現像ローラ上に形成されるトナー層の厚さが増加し、濃度むら（印字かすれ）の発生を防止することができる。
【０００３】
もっとも、現像装置の高速化や負荷トルク低減のために、低硬度のウレタン材料によって形成されたトナー供給ローラを使用する場合には、現像ローラ上に機械的に多量のトナーを接触させることができない。このような場合には、ニップ部に安定に電界を供給する必要がある。そして、現像ローラとして、外部電界に対する応答性が速く、誘電率が小さい、すなわち、残留電荷の小さい（低残電）特性を有するものを使用する。これにより、濃度むら（印字かすれ）のない画像を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３３３９９６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、前記従来の現像装置においては、低残電特性を有する現像ローラが摩擦帯電したトナーの電荷を逃す効果も示すので、残電性能が所望よりも良好である場合には白紙のかぶりが悪化するという問題がある。そのため、現像ローラの残電性能が適切な範囲内に収まるように制御しなくてはならず、濃度むらとかぶりとを安定に両立することが困難であった。
【０００６】
本発明は、前記従来の現像装置の問題点を解決して、現像剤供給部材として抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を備えるものを使用することによって、濃度むらが発生することがなく、かつ、かぶりを良好に保つことができる現像装置及び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】
【０００７】
そのために、本発明の現像装置においては、現像剤供給部材から供給される現像剤を静電潜像担持体上に供給する現像剤担持体を備える現像装置であって、前記現像剤供給部材は、抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、現像装置は、現像剤供給部材として抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を備えるものを使用する。これにより、濃度むらが発生することがなく、かつ、かぶりを良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における現像装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における供給ローラの概略図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるローラの電気抵抗値の測定方法を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における発泡フォームの電気抵抗値の測定方法を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの残留電位の測定方法を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における評価実験の結果を一覧表示した図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における評価実験の結果をグラフ表示した図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における評価実験の結果を一覧表示した図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における評価実験の結果をグラフ表示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す概略図、図２は本発明の第１の実施の形態における現像装置の構成を示す概略図である。
【００１２】
図において、２０は本実施の形態における画像形成装置であり、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、各種の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよい。ここでは、前記画像形成装置２０が、電子写真方式によって画像を形成する電子写真式プリンタであるものとして説明する。なお、前記画像形成装置２０は、モノクロ画像を形成するものであってもよく、カラー画像を形成するものであってもよいが、本実施の形態においては、カラー画像を形成するカラープリンタであるものとして説明する。
【００１３】
この場合、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各色に対応する４つの現像装置１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｍ及び１０Ｃが媒体としての記録用紙２２の搬送路に沿って、搬送方向（図１における右から左へ向かう方向）に順次並ぶように配設される。
【００１４】
なお、４つの現像装置１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｍ及び１０Ｃは、基本的に同一の構造を有するので、ここでは、そのうちの１つについて、現像装置１０として説明する。また、他の部材についても、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色に対応するものとして識別する必要がある場合にはＢ、Ｙ、Ｍ及びＣの符号を付与して説明し、そうでない場合にはそのうちの１つについて、Ｂ、Ｙ、Ｍ及びＣの符号を付与せずに、説明する。
【００１５】
前記画像形成装置２０の内部には、４つの現像装置１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｍ及び１０Ｃに加えて、図１に示されるように、記録用紙２２を収容するトレイ２６及び定着器２４が配設されている。なお、２８は記録用紙２２を搬送するためのレジストローラである。また、現像装置１０の下方には、中間転写体としての転写ベルト２３及び転写ローラ１２が配設されている。
【００１６】
そして、トレイ２６内に積層されてセットされた記録用紙２２は、１枚ずつ分離された状態で給紙された後、レジストローラ２８によって所定のタイミングで送り出され、各現像装置１０によって形成されたトナー像が転写される。そして、記録用紙２２が定着器２４に送り込まれると、該定着器２４の定着ローラ２４ａと加圧ローラ２４ｂとによって定着プロセスが行われ、高温で加熱されて融解し、圧接されたトナー像が記録用紙２２上に定着される。続いて、トナー像が定着された記録用紙２２は、画像形成装置２０内から排出され、排紙トレー２７上に載置される。
【００１７】
なお、給紙不良等によって記録用紙２２が供給されず、転写べルト２３上にトナーが付着した場合には、該トナーは転写べルトクリーニング装置２９によって除去されて回収される。
【００１８】
各現像装置１０は、図２に示されるように、ドラム状に形成され、表面に有機感光体を用いた静電潜像担持体としての感光体ドラム１１、並びに、該感光体ドラム１１の周囲に配設され感光体ドラム１１の表面を帯電させる回転可能な帯電ローラ１５、感光体ドラム１１の表面を露光する露光装置１９、トナーを感光体ドラム１１の表面に供給する現像剤担持体としての回転可能な現像ローラ１３、及び、感光体ドラム１１の表面のトナー像を記録用紙２２に転写する転写ローラ１２を有する。なお、前記帯電ローラ１５、現像ローラ１３及び転写ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面に接触又は圧接するように配設されている。
【００１９】
また、クリーニングブレード１７が、感光体ドラム１１の表面に残留しているかぶりトナー、転写残トナー等の廃トナーを掻（か）き取って処理するために、感光体ドラム１１の表面に接触して設けられている。クリーニングブレード１７の周囲には掻き落とされた廃トナーを収容するスペースが形成され、前記廃トナーは図示されない廃トナー回収器に搬送される。
【００２０】
そして、前記露光装置１９は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッドを備え、画像信号に対応した光を感光体ドラム１１の表面に照射し、該表面に静電潜像を形成する。
【００２１】
また、前記現像装置１０は、トナーカートリッジ１８から補充された現像剤としてのトナーを帯電させ、現像ローラ１３に供給する現像剤供給部材としての回転可能なトナー供給ローラ１４と、現像ローラ１３の表面に接触してトナー供給ローラ１４から供給されたトナーを薄層化する層規制部材としての層規制ブレード１６とを有する。なお、図２において、２１はトナーカートリッジ１８から補充されたトナーを示している。
【００２２】
そして、現像ローラ１３は感光体ドラム１１に対し０．１〔ｍｍ〕押し込んでいるように配設されている。また、トナー供給ローラ１４と現像ローラ１３との芯（しん）金中心間距離は１４．７５〔ｍｍ〕に設定されている。さらに、感光体ドラム１１、現像ローラ１３、トナー供給ローラ１４及び帯電ローラ１５は、それぞれ、図に示される矢印方向に回転する。なお、帯電ローラ１５は連れ回りで回転している。
【００２３】
各感光体ドラム１１には、転写ベルト２３が接触するように配設され、該転写ベルト２３を介して、各感光体ドラム１１の表面から記録用紙２２上にトナー像が直接転写される。
【００２４】
次に、前記現像ローラ１３の構成について詳細に説明する。
【００２５】
図３は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの概略図である。
【００２６】
本実施の形態における現像ローラ１３は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）又はアルミニウムから成る軸体としての芯金１３ａの外周面に沿って形成された弾性層１３ｂ、該弾性層１３ｂの外周面に形成された中間層１３ｃ、及び、該中間層１３ｃの外周面に形成された表層１３ｄを有する。なお、芯金１３ａと弾性層１３ｂとの接着性を高めるため、必要に応じて、接着剤、プライマー等を塗布してもよく、また、前記接着剤、プライマー等を必要に応じて導電化してもよい。また、芯金１３ａの外径は１０〔ｍｍ〕とし、現像ローラ１３の外径は１６〔ｍｍ〕とした。
【００２７】
そして、前記弾性層１３ｂは、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー等の材料から成る。該材料には、導電剤、シリコーンオイル等の各種の添加剤が適宜に配合される。導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、ＴｉＯ2 、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 等を使用することができる。
【００２８】
また、前記中間層１３ｃは、例えば、ポリウレタン系エラストマー、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ナイロン等の材料から成る。なお、表面粗さを持たせるため、中間層１３ｃの材料に表面粗さ形成用の粒子を分散することもできる。該粒子の形成材料は、シリカ、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等である。また、前記粒子の平均粒径は、５〜１５〔μｍ〕であることが好ましく、分散割合は前記中間層１３ｃ用の材料１００重量部に対して１０〜４０部であることが好ましい。
【００２９】
さらに、前記表層１３ｄは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂成分を含む材料から成る。これらの樹脂成分は、変性、グラフト化又はブロック重合を施して、単独又は併せて用いることができる。また、前記樹脂成分には、導電剤、帯電制御剤等を適宜に添加してもよい。該帯電制御剤としては、四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、アジン系（ニグロシン系）化合物、アゾ化合物、オキシナフトエ酸金属錯体、界面活性剤（アニオン系、カチオン系、ノニオン系）等を用いることができる。また、必要に応じて、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、補強剤、滑剤、離型剤、染料、顔料、難燃剤等を適宜に添加してもよい。
【００３０】
次に、前記トナー供給ローラ１４の構成について詳細に説明する。
【００３１】
図４は本発明の第１の実施の形態における供給ローラの概略図である。
【００３２】
本実施の形態におけるトナー供給ローラ１４は、ステンレス鋼から成る芯金１４ａの外周面に沿って形成され、導電性が付与された弾性発泡層１４ｂを有する。前記芯金１４ａの外径は６〔ｍｍ〕とし、トナー供給ローラ１４の外径は１５．５〔ｍｍ〕とした。
【００３３】
前記弾性発泡層１４ｂは、ポリオール成分、ポリイソシアネート、発泡剤及び触媒から成る原料を撹拌（かくはん）し、混合し、発泡させて硬化させることによって得られる軟質フォームから成る。
【００３４】
前記ポリオール成分としては、ポリマーポリオールを含有するポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等を使用する。前記ポリマーポリオールは、重合鎖を有するとともに、末端等に複数の水酸基を有する化合物であって、例えば、ポリエーテルポリオールにアクリロニトリル、スチレン、メチルメタアクリレート等のエチレン性不飽和結合を有する化合物をグラフト重合させたものである。
【００３５】
また、前記ポリイソシアネートとしては、芳香族系、脂肪族系及び脂環族系の各種ポリイソシアネートを使用することができる。ここで、芳香族ポリイソシアネートとしては、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）、１，５−ナフタレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、ｍ−キシレンジイソシアネート等を使用することができる。また、脂肪族ポリイソシアネートとしては、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等を使用することができる。さらに、脂環族ポリイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添ＭＤＩ等を使用することができる。これらは、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。この場合、芳香族系、脂肪族系及び脂環族系のいずれかの混合物、変性物等が使用される。
【００３６】
さらに、前記発泡剤としては、主に水を使用するが、塩化メチレン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ジクロロメタン、フロン系化合物、炭酸ガス等を併用することもできる。
【００３７】
さらに、前記触媒としては、アミン系触媒、特に、三級アミン（トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリメチルアミノエチルピペラジン等）とオクチル酸スズ（スズオクトエート）等の有機金属化合物等を併用する場合がある。
【００３８】
なお、整泡剤として、オルガノシロキサンーポリオキシアルキレン共重合体、シリコーン−グリース共重合体等のシリコーン化合物から成る非イオン系界面活性剤、又は、それらの混合物、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤、フェノール系化合物等が使用される。
【００３９】
そして、前記弾性発泡層１４ｂに電子導電機構による導電性を付与するための導電剤としては、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カラーブラック等のカーボンブラック及びグラファイト等の粉末若しくは繊維状物質、銅、ニッケル、銀等の金属粉末若しくは繊維状物質、酸化スズ、酸化チタン、酸化インジウム等の金属酸化物、又は、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン等の有機系の導電性微粉末等を使用することができる。
【００４０】
また、前記弾性発泡層１４ｂにイオン導電機構による導電性を付与するための導電剤としては、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＮａＣｌＯ4 、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等のＬｉ+ 、Ｎａ+ 、Ｋ+ 等の周期率表第１族の金属塩、ＮＨ4 ＋の塩等の電解質、又は、Ｃａ（ＣｌＯ4 ）2 等のＣａ++、Ｂａ++等の周期率表第２族の金属塩と、１．４ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等の多価アルコール及びその誘導体等の錯体、又は、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のモノオールとの錯体を使用することができる。
【００４１】
次に、前記トナーについて詳細に説明する。
【００４２】
本実施の形態におけるトナーは、平均粒径５．５〔μｍ〕の非磁性一成分の負帯電性粉砕トナーであり、樹脂成分としてポリエステル樹脂を使用したものである。前記トナーの飽和帯電量は−４４〔μＣ／ｇ〕である。該飽和帯電量は、トナー４〔ｗｔ％〕と、シリコーンコートフェライトキャリア（関東電化工業社製、平均粒子径：９０〔μｍ〕）９６〔ｗｔ％〕とを１分間ボートミルにて混合し、「Ｑ／ＭＭｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ ２１０ＨＳ」（Ｔｒｅｋ製）を用いて測定した。
【００４３】
次に、前記層規制ブレード１６の構成について詳細に説明する。
【００４４】
本実施の形態における層規制ブレード１６は、ステンレス鋼から成り、板厚０．０８〔ｍｍ〕の板部材である。そして、現像ローラ１３との接触部には曲げ加工が施されており、曲げ部の曲率半径Ｒは０．５〔ｍｍ〕である。また、層規制ブレード１６の表面粗度の値は、十点平均粗度がＲｚ＝０．６〔μｍ〕である。
【００４５】
次に、本実施の形態における評価実験に使用する現像ローラ１３の製造方法について説明する。本実施の形態においては、現像ローラ１３として現像ローラＤｖ１〜６を実際に製造し、これら現像ローラＤｖ１〜６を使用して評価実験を行った。
【００４６】
まず、現像ローラＤｖ１の製造方法について説明する。
【００４７】
アクリル樹脂（根上工業社製、バラクロンＷ−２４８Ｅ）１００部と、アクリルシリコーン樹脂（数平均分子量Ｍｎ：５０００、東亞合成社製、アロンＪ２０）４０部と、カーボンブラック（エボニックデグサジャパン社製、ＰｒｉｎｔｅｘＬ６：一次粒子の平均粒子径１８〔ｎｍ〕、導電性指数８１、ＢＥＴ比表面積２６５〔ｍ２／ｇ〕）２５部と、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）（日本ポリウレタン工業社製、コロネートＴ−６５）１００部と、高分子系分散剤（日本ルーブリゾール社製、ソルスパース２４０００）１５部とを配合して、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して表層１３ｄ用の溶液を作成した。
【００４８】
また、ポリウレタン系エラストマー（坂井化学社製、ＵＮ２７８）１００部と、カーボンブラック３０部と、架橋剤イソシアネート（ＭＤＩ）１０部とを混合し、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整した溶液に、平均粒径１０〔μｍ〕のウレタン樹脂から成る粒子（大日本インキ化学工業社製、バーノックＣＦＢ１００）２０部を分散して混合及び撹拌することによって、中間層１３ｃ用の溶液を作成した。
【００４９】
さらに、アルミニウム製の直径１２〔ｍｍ〕の円柱を準備し、該円柱の外周面に接着剤を塗布した。そして、導電剤が配合された液状シリコーンゴム（信越化学工業社製、Ｘ−３４−２６４Ａ）を、成形用金型を用いて加熱成形（１９０〔℃〕×３０分）した後、脱型することによって、直径１６〔ｍｍ〕の弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａ（ベースロール）を作成した。
【００５０】
そして、前記弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの外周面に前記中間層１３ｃ用の溶液を塗工した後、乾燥及び加熱処理を行い、弾性層１３ｂの外周面に中間層１３ｃを形成した。さらに、該中間層１３ｃの外周面に、前記表層１３ｄ用の溶液をロールコート法によって塗工した後、乾燥及び加熱処理を行い、中間層１３ｃの外周面に表層１３ｄを形成した。このようにして、図３に示す三層構造の現像ローラ１３としての現像ローラＤｖ１を製造した。
【００５１】
該現像ローラＤｖ１において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが１．１〔μｍ〕、Ｒｚが５．３〔μｍ〕である。
【００５２】
次に、現像ローラＤｖ２の製造方法について説明する。
【００５３】
まず、表層１３ｄ用の溶液は、カーボンブラックを２０部とした以外は、前記現像ローラＤｖ１の場合と同一の成分及び配合で、アクリル樹脂と、アクリルシリコーン樹脂と、カーボンブラックと、トリレンジイソシアネートと、高分子系分散剤とを配合し、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して作成した。
【００５４】
また、中間層１３ｃ用の溶液及び弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの作成方法は、前記現像ローラＤｖ１の場合と同一である。さらに、中間層１３ｃ及び表層１３ｄの形成方法も、前記現像ローラＤｖ１の場合と同一である。
【００５５】
このようにして製造した現像ローラＤｖ２において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが１．２〔μｍ〕、Ｒｚが５．８〔μｍ〕である。
【００５６】
次に、現像ローラＤｖ３の製造方法について説明する。
【００５７】
まず、表層１３ｄ用の溶液は、トリレンジイソシアネートを１２０部とした以外は、前記現像ローラＤｖ２の場合と同一の成分及び配合で、アクリル樹脂と、アクリルシリコーン樹脂と、カーボンブラックと、トリレンジイソシアネートと、高分子系分散剤とを配合し、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して作成した。
【００５８】
また、中間層１３ｃ用の溶液及び弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの作成方法は、前記現像ローラＤｖ２の場合と同一である。さらに、中間層１３ｃ及び表層１３ｄの形成方法も、前記現像ローラＤｖ２の場合と同一である。
【００５９】
このようにして製造した現像ローラＤｖ３において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが１．０〔μｍ〕、Ｒｚが５．２〔μｍ〕である。
【００６０】
次に、現像ローラＤｖ４の製造方法について説明する。
【００６１】
メラミン樹脂（大日本インキ化学工業社製、スーパーベッカミンＰ−１３８）２５部と、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）（日本ポリウレタン工業社製、コロネートＬ）１０部と、シリコーン変性アクリル樹脂（信越化学工業社製、Ｘ−２４−７９８Ａ）６０部と、カーボンブラック（電気化学工業社製、デンカブラックＨＳ−１００）１０部とを配合して、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して表層１３ｄ用の溶液を作成した。
【００６２】
なお、中間層１３ｃ用の溶液及び弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの作成方法は、前記現像ローラＤｖ３の場合と同一である。さらに、中間層１３ｃ及び表層１３ｄの形成方法も、前記現像ローラＤｖ３の場合と同一である。
【００６３】
このようにして製造した現像ローラＤｖ４において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが０．９〔μｍ〕、Ｒｚが５．２〔μｍ〕である。
【００６４】
次に、現像ローラＤｖ５の製造方法について説明する。
【００６５】
まず、表層１３ｄ用の溶液は、トリレンジイソシアネートを２０部とし、シリコーン変性アクリル樹脂を５０部とした以外は、前記現像ローラＤｖ４の場合と同一の成分及び配合で、メラミン樹脂と、トリレンジイソシアネートと、シリコーン変性アクリル樹脂と、カーボンブラックとを配合して、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して表層１３ｄ用の溶液を作成した。
【００６６】
また、中間層１３ｃ用の溶液及び弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの作成方法は、前記現像ローラＤｖ４の場合と同一である。さらに、中間層１３ｃ及び表層１３ｄの形成方法も、前記現像ローラＤｖ４の場合と同一である。
【００６７】
このようにして製造した現像ローラＤｖ５において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが１．０〔μｍ〕、Ｒｚが５．４〔μｍ〕である。
【００６８】
次に、現像ローラＤｖ６の製造方法について説明する。
【００６９】
まず、表層１３ｄ用の溶液は、トリレンジイソシアネートを３０部とした以外は、前記現像ローラＤｖ５の場合と同一の成分及び配合で、メラミン樹脂と、トリレンジイソシアネートと、シリコーン変性アクリル樹脂と、カーボンブラックとを配合して、メチルエチルケトンに溶解させて濃度２０〔重量％〕に調整して表層１３ｄ用の溶液を作成した。
【００７０】
また、中間層１３ｃ用の溶液及び弾性層１３ｂ付きの芯金１３ａの作成方法は、前記現像ローラＤｖ５の場合と同一である。さらに、中間層１３ｃ及び表層１３ｄの形成方法も、前記現像ローラＤｖ５の場合と同一である。
【００７１】
このようにして製造した現像ローラＤｖ６において、弾性層１３ｂの厚さは３〔ｍｍ〕であり、中間層１３ｃの厚さは１５〔μｍ〕であり、表層１３ｄの厚さは３〔μｍ〕であり、表面粗度はＲａが１．０〔μｍ〕、Ｒｚが５．１〔μｍ〕である。
【００７２】
次に、本実施の形態における評価実験に使用するトナー供給ローラ１４の製造方法について説明する。本実施の形態においては、トナー供給ローラ１４としてトナー供給ローラＳｐ０−Ｉ〜３−Ｉを実際に製造し、これらトナー供給ローラＳｐ０−Ｉ〜３−Ｉを使用して評価実験を行った。
【００７３】
まず、トナー供給ローラＳｐ０−Ｉの製造方法について説明する。
【００７４】
ポリエーテルポリオール（三洋化成工業社製、ＧＰ−３０５０）５０部と、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオール（旭硝子社製、エクセノール９４１）５０部と、トリレンジイソシアネート（三井武田社製、ＴＤＩ−８０（２，４−トリレンジイソシアネート８０〔質量％〕と２，６−トリレンジイソシアネート２０〔質量％〕との混合物）１１０部と、純水１．７部と、アミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．３１）０．３部と、他のアミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．２２）０．２部と、整泡剤としてのシリコーン系界面活性剤（ゴールドシュミット社製、Ｂ８１１０）２．２部と、イオン導電剤（関東化学社製、無水過塩素酸リチウム）４．２部とを混合した。
【００７５】
そして、これら材料の混合物を縦、横及び深さが各５００〔ｍｍ〕の発泡容器内に注入し、常温及び大気圧下で発泡させた後、加熱炉を通過させて加熱、反応及び硬化させることによって軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、９．６×１０9 〔Ω・ｃｍ〕であった。
【００７６】
続いて、前記軟質フォームから、縦４００〔ｍｍ〕、横４００〔ｍｍ〕及び高さ２５〔ｍｍ〕の直方体を切り出した。そして、カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に３４〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の軟質フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【００７７】
その後、水、カーボンブラック及びアクリル樹脂がその気泡内に含浸された前記直方体の軟質フォームを、間隔０．２〔ｍｍ〕に設定された一対のロール間を通過させ、これにより、前記直方体の軟質フォームから余分な分散液を除去した。
【００７８】
次いで、前記直方体の軟質フォームを１００〔℃〕に設定された熱風循環式オーブン中で６０分間加熱して乾燥させた。このように、水分を除去してアクリル樹脂を架橋させることによって気泡壁面にカーボンブラックを強固に固着させ、発泡弾性層１４ｂに用いる直方体の導電性フォームを作成した。
【００７９】
続いて、前記直方体の導電性フォームから断面２５〔ｍｍ〕角及び長さ３００〔ｍｍ〕の角柱体を切り出し、断面中心部に、軸方向に芯金１４ａを挿通するための直径５〔ｍｍ〕の貫通孔（こう）を設けた。
【００８０】
続いて、表面に接着剤を塗布したステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）を前記貫通孔に挿通して接着した。その後、研磨して外径を１５．５〔ｍｍ〕に仕上げることで、トナー供給ローラＳｐ０−Ｉを製造した。
【００８１】
該トナー供給ローラＳｐ０−Ｉにおいて、ローラ抵抗値は８．９×１０3 〔Ω〕であった。
【００８２】
次に、トナー供給ローラＳｐ１−Ｉの製造方法について説明する。
【００８３】
まず、イオン導電剤を０．０８部とした以外は、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の成分及び配合で、ポリエーテルポリオールと、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオールと、トリレンジイソシアネートと、純水と、アミン触媒と、他のアミン触媒と、シリコーン系界面活性剤と、イオン導電剤とを混合した。さらに、これら材料の混合物から、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の方法で軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、１．０４×１０12〔Ω・ｃｍ〕であった。
【００８４】
続いて、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様に、直方体の導電性フォームを切り出した。カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に２６〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の導電性フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【００８５】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ１−Ｉを製造した。
【００８６】
該トナー供給ローラＳｐ１−Ｉにおいて、ローラ抵抗値は７．６×１０7 〔Ω〕であった。
【００８７】
次に、トナー供給ローラＳｐ２−Ｉの製造方法について説明する。
【００８８】
まず、イオン導電剤を１．０部とした以外は、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の成分及び配合で、ポリエーテルポリオールと、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオールと、トリレンジイソシアネートと、純水と、アミン触媒と、他のアミン触媒と、シリコーン系界面活性剤と、イオン導電剤とを混合した。さらに、これら材料の混合物から、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の方法で軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、３．１６×１０10〔Ω・ｃｍ〕であった。
【００８９】
続いて、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様に、直方体の導電性フォームを切り出した。カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に２６〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の導電性フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【００９０】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ２−Ｉを製造した。
【００９１】
該トナー供給ローラＳｐ２−Ｉにおいて、ローラ抵抗値は８．３×１０5 〔Ω〕であった。
【００９２】
次に、トナー供給ローラＳｐ３−Ｉの製造方法について説明する。
【００９３】
まず、イオン導電剤を１．０部とした以外は、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の成分及び配合で、ポリエーテルポリオールと、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオールと、トリレンジイソシアネートと、純水と、アミン触媒と、他のアミン触媒と、シリコーン系界面活性剤と、イオン導電剤とを混合した。さらに、これら材料の混合物から、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同一の方法で軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、１．２６×１０10〔Ω・ｃｍ〕であった。
【００９４】
続いて、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様に、直方体の導電性フォームを切り出した。カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１ 、固形分４５〔％〕）に３４〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の導電性フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【００９５】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｉと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ３−Ｉを製造した。
【００９６】
該トナー供給ローラＳｐ３−Ｉにおいて、ローラ抵抗値は１．２×１０4 〔Ω〕であった。
【００９７】
次に、本実施の形態における評価実験で使用した各部材の物性値の測定方法について説明する。
【００９８】
図５は本発明の第１の実施の形態におけるローラの電気抵抗値の測定方法を示す図、図６は本発明の第１の実施の形態における発泡フォームの電気抵抗値の測定方法を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの残留電位の測定方法を示す図である。
【００９９】
まず、現像ローラ１３及びトナー供給ローラ１４の電気抵抗値の測定方法について説明する。
【０１００】
この場合、図５に示されるように、外径３０〔ｍｍ〕のステンレス鋼製の金属製円筒５１に、現像ローラ１３又はトナー供給ローラ１４を押し込みながら、金属製円筒５１を速度６２．５〔ｒｐｍ〕で回転させる。電源の電極を、現像ローラ１３の芯金１３ａ又はトナー供給ローラ１４の芯金１４ａと金属製円筒５１とに当接し、両者間に電圧を印加する。電圧印加及び計測値の読み取りには、「ハイレジスタンスメータ ４３３９Ａ」（ヒューレットパッカード製）を用いた。
【０１０１】
次に、トナー供給ローラ１４の弾性発泡層１４ｂの体積抵抗率の測定方法について説明する。
【０１０２】
まず、トナー供給ローラ１４の芯金１４ａの外径を６〔ｍｍ〕に加工し、弾性発泡層１４ｂの外径を１５．５〔ｍｍ〕に加工する。そして、図６（ａ）に示されるように、前記弾性発泡層１４ｂにステンレス鋼から成る円筒状の金属製パイプ６１を被覆する。
【０１０３】
続いて、図６（ｂ）に示されるように、電源の電極をトナー供給ローラ１４の芯金１４ａと金属製パイプ６１とに当接し、両者間に電圧を印加する。電圧印加及び計測値の読み取りは、「ウルトラハイレジスタンスメータ ８３４０Ａ」（ＡＤＣＭＴ製）を用いた。弾性発泡層１４ｂの体積抵抗率は、金属製パイプ６１の長さ及び内径と、トナー供給ローラ１４の弾性発泡層１４ｂの内径とから計算して導出した。
【０１０４】
次に、現像ローラ１３の残留電位の測定方法について説明する。
【０１０５】
図７に示されるように、計測ヘッド７１は、コロナ放電器７１ａ及び表面電位計７１ｂを備え、現像ローラ１３の長手方向に移動可能に配設された。なお、コロナ放電器７１ａ及び表面電位計７１ｂと現像ローラ１３の表面との間隔は、１〔ｍｍ〕に設定された。そして、計測ヘッド７１を矢印の方向に移動させながら、コロナ放電器７１ａで現像ローラ１３の表面を放電帯電させて、０．１秒後にその場所の電位を表面電位計７１ｂで計測して残留電位の値とした。残留電位の値が大きいほど、残留電荷が大きく、誘電的性質が強いことを意味する。
【０１０６】
次に、本実施の形態における評価実験で使用した画像評価の方法について説明する。
【０１０７】
まず、画像形成としての印字方法について説明する。
【０１０８】
本実施の形態における評価実験では、画像形成装置２０として、光学ＬＥＳ方式カラー電子写真プリンタであるＭＩＣＲＯＬＩＮＥ５９００ｄｎ（解像度６００〔ＤＰＩ〕、株式会社沖データ製）を使用した。また、トナーとしては、平均粒径５．５〔μｍ〕の非磁性一成分の負帯電製粉砕トナーを使用した。なお、印字を行った環境は、温度が２３〔℃〕であり、湿度が４５〔％ＲＨ〕であった。
【０１０９】
次に、印字かすれ評価（現像ローラ１３へのトナー供給能力）について説明する。
【０１１０】
記録用紙２２に１００〔％〕濃度パターンを印刷し、印刷された濃度パターンの濃度が薄くなっているか否かを判定した。この場合、分光色彩濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を使用して、１枚の記録用紙２２の上及び下の濃度をそれぞれ測定した。そして、上と下との濃度差が５未満の場合は○、５以上の場合は×と判定した。
【０１１１】
次に、白地かぶり評価について説明する。
【０１１２】
白紙画像の現像中に画像形成装置２０の動作を停止させ、現像後転写前の感光体ドラム１１上のトナーを粘着テープ（住友スリーエム社製、スコッチテープ）側に付着した後に白紙の記録用紙２２に貼（は）り付けた。そして、粘着テープだけを記録用紙２２に貼り付けた場合との色差ΔＥを分光測色計（コニカミノルタ社製、ＣＭ−２６００ｄ）によって測定した。色差ΔＥの値が小さいとき、かぶりトナーが少ないことを示している。
【０１１３】
そして、かぶりトナーが目視で認識されない色差であるΔＥ≦２．０のときは「○」、かぶりトナーが目視で認識することができる色差であるΔＥ＞２．０のときは「×」と判定し、記載した。
【０１１４】
次に、実験結果について説明する。
【０１１５】
図８は本発明の第１の実施の形態における評価実験の結果を一覧表示した図、図９は本発明の第１の実施の形態における評価実験の結果をグラフ表示した図である。
【０１１６】
図８及び９には、実験例１〜１２、比較例１及び２の結果が記載されている。なお、図８においてかすれとかぶりとの両方が「○」となった場合は図９において「○」、図８においてかすれとかぶりのどちらか一方が「×」となった場合は図９において「×」として示されている。
【０１１７】
実験例１〜１２は、現像ローラ１３として現像ローラＤｖ１〜４を使用したものである。そして、前記実験例１〜１２において、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値の低いトナー供給ローラＳｐ０−Ｉを使用した場合、すなわち、現像ローラＤｖ１〜４とトナー供給ローラＳｐ０−Ｉとを組み合わせて使用した場合には、濃度むら（印字かすれ）についての結果は良好であったが、かぶりについての結果は不良であった。
【０１１８】
しかし、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値が中程度のトナー供給ローラＳｐ１−Ｉ〜Ｓｐ３−Ｉを使用した場合、すなわち、現像ローラＤｖ１〜４とトナー供給ローラＳｐ１−Ｉ〜Ｓｐ３−Ｉとを組み合わせて使用した場合には、濃度むら及びかぶりを両立することが可能となった。
【０１１９】
また、比較例１及び２は、現像ローラ１３として現像ローラＤｖ５及び６を使用したものである。前記比較例１及び２においては、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値の低いトナー供給ローラＳｐ０−Ｉを使用した場合も電気抵抗値が中程度のトナー供給ローラＳｐ１−Ｉ〜Ｓｐ３−Ｉを使用した場合も、すなわち、現像ローラＤｖ５及び６とトナー供給ローラＳｐ０−Ｉ〜Ｓｐ３−Ｉとを組み合わせて使用したいずれの場合も、かぶりについての結果は良好であったが、濃度むらについての結果は不良であった。
【０１２０】
現像ローラＤｖ５及び６は、残留電位が大きく、電荷を蓄電する性質が強いので、帯電したトナーの電荷を逃がさない効果を備えるため、かぶりについては良好である。しかしながら、高速回転している現像ローラ１３においては、トナー供給ローラ１４との接触部（ニップ部）での電界の形成を遅らせるため、安定な供給電界が形成されなくなり、トナー供給力が劣るために、濃度むらが発生したと考えられる。
【０１２１】
これに対し、実験例１〜１２で使用した現像ローラＤｖ１〜４は、残留電位が小さく、高速回転している現像ローラ１３に使用しても、トナー供給ローラ１４とのニップ部での供給電界が安定に形成されるので、トナー供給力が常に安定し、濃度が安定する。そして、中抵抗のトナー供給ローラＳｐ１−Ｉ〜Ｓｐ３−Ｉと組み合わせることによって、トナー電荷が供給電界によって放電したり、トナー電荷がトナー供給ローラ１４へリークして、トナーの帯電が低くなってしまう状態を回避することが可能になるため、かぶりを良好に保つことが可能になった。
【０１２２】
このように、本実施の形態においては、実験によって、抵抗値が１．２×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕である弾性発泡層１４ｂを備えるトナー供給ローラ１４を使用すると、濃度むら及びかぶりの両方について良好な結果を示す現像装置１０を得られることが明らかとなった。
【０１２３】
本実施の形態における現像ローラ１３の残留電位については、４４〔Ｖ〕が、通常、残留電位として残留させることができる電位の上限である。また、残留電位が４４〔Ｖ〕の現像ローラ１３と組み合わせるトナー供給ローラ１４が前記残留電位に対応可能であり、また、同性能であり、複数製造可能となる上限値である。なお、前記残留電位の上限値以上の範囲は、図９において、ＮＧ１で示される領域に相当する。
【０１２４】
また、現像ローラ１３の残留電位については、１〔Ｖ〕が下限値となる。これは、１〔Ｖ〕未満の電位の場合、残留電位として制御するには値が小さく、制御が困難であるためである。
【０１２５】
一方、トナー供給ローラ１４の抵抗値が１×１０8 〔Ω〕を超える場合、現像ローラ１３とトナー供給ローラ１４との間の電界強度が小さくなり、現像ローラ１３へのトナーの供給能力が大きく低下し、印字かすれの評価結果が悪化する。そのため、トナー供給ローラ１４の抵抗値は、１×１０8 〔Ω〕以下に設定する必要がある。トナー供給ローラ１４の抵抗値の上限値以上の範囲は、図９において、ＮＧ２で示される領域に相当する。
【０１２６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【０１２７】
図１０は本発明の第２の実施の形態における評価実験の結果を一覧表示した図、図１１は本発明の第２の実施の形態における評価実験の結果をグラフ表示した図である。
【０１２８】
まず、本実施の形態における評価実験に使用するトナー供給ローラ１４の製造方法について説明する。なお、その他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２９】
トナー供給ローラＳｐ０−Ｃの製造方法について説明する。
【０１３０】
ポリエーテルポリオール（三洋化成工業社製、ＧＰ−３０５０）５０部と、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオール（旭硝子社製、エクセノール９４１）５０部と、トリレンジイソシアネート（三井武田社製、ＴＤＩ−８０（２，４−トリレンジイソシアネート８０〔質量％〕と２，６−トリレンジイソシアネート２０〔質量％〕の混合物））１１０部と、純水１．７部と、アミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．３１）０．３部と、他のアミン触媒（花王社製、カオライザーＮｏ．２２）０．２部と、整泡剤としてのシリコーン系界面活性剤（ゴールドシュミット社製、Ｂ８１１０）１．０部と、カーボンブラック（ライオン社製、ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ）２．０部とを混合した。
【０１３１】
そして、これら材料の混合物を縦、横及び深さが各５００〔ｍｍ〕の発泡容器内に注入し、常温、大気圧下で発泡させた後、加熱炉を通過させて加熱、反応及び硬化させることによって軟質フォームを得た。
【０１３２】
続いて、該軟質フォームから、縦４００〔ｍｍ〕、横４００〔ｍｍ〕及び高さ２５〔ｍｍ〕の直方体を切り出した。そして、カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に３４〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の軟質フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【０１３３】
その後、水、カーボンブラック及びアクリル樹脂がその気泡内に含浸された前記直方体の軟質フォームを、間隔０．２〔ｍｍ〕に設定された一対のロール間を通過させ、これにより、前記直方体の軟質フォームから余分な分散液を除去した。
【０１３４】
次いで、前記直方体の軟質フォームを１００〔℃〕に設定された熱風循環式オーブン中で６０分間加熱して乾燥させた。このように、水分を除去してアクリル樹脂を架橋させることによって気泡壁面にカーボンブラックを強固に固着させ、発泡弾性層１４ｂに用いる直方体の導電性フォームを作成した。
【０１３５】
続いて、前記直方体の導電性フォームから断面２５〔ｍｍ〕角及び長さ３００〔ｍｍ〕の角柱体を切り出し、断面中心部に、軸方向に芯金１４ａを挿通するための直径５〔ｍｍ〕の貫通孔を設けた。
【０１３６】
続いて、表面に接着剤を塗布したステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）を前記貫通孔に挿通して接着した。その後、研磨して外径を１５．５〔ｍｍ〕に仕上げることで、トナー供給ローラＳｐ０−Ｃを製造した。
【０１３７】
該トナー供給ローラＳｐ０−Ｃにおいて、ローラ抵抗値は１．８×１０3 〔Ω〕であった。
【０１３８】
次に、トナー供給ローラＳｐ１−Ｃの製造方法について説明する。
【０１３９】
まず、カーボンブラックを０．５部とした以外は、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同一の成分及び配合で、ポリエーテルポリオールと、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオールと、トリレンジイソシアネートと、純水と、アミン触媒と、他のアミン触媒と、シリコーン系界面活性剤と、カーボンブラックとを混合した。さらに、これら材料の混合物から、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同一の方法で軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、８．５１×１０11〔Ω・ｃｍ〕であった。
【０１４０】
続いて、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同様に、直方体の導電性フォームを切り出した。カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に２６〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の導電性フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【０１４１】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ１−Ｃを製造した。
【０１４２】
該トナー供給ローラＳｐ１−Ｃにおいて、ローラ抵抗値は８．８×１０7 〔Ω〕であった。
【０１４３】
次に、トナー供給ローラＳｐ２−Ｃの製造方法について説明する。
【０１４４】
まず、カーボンブラックを１．５部とした以外は、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同一の成分及び配合で、ポリエーテルポリオールと、アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオールと、トリレンジイソシアネートと、純水と、アミン触媒と、他のアミン触媒と、シリコーン系界面活性剤と、カーボンブラックとを混合した。さらに、これら材料の混合物から、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同一の方法で軟質フォームを得た。該軟質フォームの抵抗率は、６．３１×１０9 〔Ω・ｃｍ〕であった。
【０１４５】
続いて、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同様に、直方体の導電性フォームを切り出した。カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に２６〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、直方体の導電性フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【０１４６】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ２−Ｃを製造した。
【０１４７】
該トナー供給ローラＳｐ２−Ｃにおいて、ローラ抵抗値は７．６×１０5 〔Ω〕であった。
【０１４８】
次に、トナー供給ローラＳｐ３−Ｃの製造方法について説明する。
【０１４９】
前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃを製造するために作成した軟質フォームから、立方体を切り出した。そして、カーボンブラック分散液（山陽色素社製、エマコールブラック、固形分３６〔％〕）をアクリル樹脂エマルジョン（日本ゼオン社製、Ｎｉｐｏｌ８５１、固形分４５〔％〕）に３１〔重量％〕添加し、撹拌して得た導電処理液に、立方体の軟質フォームを２０〔℃〕で５分間浸漬した。
【０１５０】
その後、前記トナー供給ローラＳｐ０−Ｃと同様の工程によって、ステンレス鋼製の芯金１４ａ（外径６〔ｍｍ〕、長さ２７２〔ｍｍ〕）に接着して、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳｐ３−Ｃを製造した。
【０１５１】
該トナー供給ローラＳｐ３−Ｃにおいて、ローラ抵抗値は１．９×１０4 〔Ω〕であった。
【０１５２】
次に、本実施の形態における実験結果について説明する。なお、物性値の測定方法及び画像評価の方法は、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５３】
実験例１３〜２４は、現像ローラ１３として現像ローラＤｖ１〜４を使用したものである。そして、前記実験例１３〜２４において、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値の低いトナー供給ローラＳｐ０−Ｃを使用した場合、すなわち、現像ローラＤｖ１〜４とトナー供給ローラＳｐ０−Ｃとを組み合わせて使用した場合には、濃度むらについての結果は良好であったが、かぶりについての結果は不良であった。
【０１５４】
しかし、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値が中程度のトナー供給ローラＳｐ１−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃを使用した場合、すなわち、現像ローラＤｖ１〜４とトナー供給ローラＳｐ１−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃとを組み合わせて使用した場合には、濃度むら及びかぶりを両立することが可能となった。
【０１５５】
また、比較例３及び４は、現像ローラ１３として現像ローラＤｖ５及び６を使用したものである。前記比較例３及び４においては、トナー供給ローラ１４として電気抵抗値の低いトナー供給ローラＳｐ０−Ｃを使用した場合も電気抵抗値が中程度のトナー供給ローラＳｐ１−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃを使用した場合も、すなわち、現像ローラＤｖ５及び６とトナー供給ローラＳｐ０−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃとを組み合わせて使用したいずれの場合も、かぶりについての結果は良好であったが、濃度むらについての結果は不良であった。
【０１５６】
比較例３及び４で使用した現像ローラＤｖ５及び６は、残留電位が大きく、電荷を蓄電する性質が強いので、帯電したトナーの電荷を逃がさない効果を備えるため、かぶりについては良好である。しかしながら、高速回転している現像ローラ１３においては、トナー供給ローラ１４とのニップ部での電界の形成を遅らせるため、安定な供給電界が形成されなくなり、トナー供給力が劣るために、濃度むらが発生したと考えられる。
【０１５７】
これに対し、実験例１３〜２４で使用した現像ローラＤｖ１〜４は、残留電位が小さく、高速回転している現像ローラ１３に使用しても、トナー供給ローラ１４とのニップ部での供給電界が安定に形成されるので、トナー供給力が常に安定し、濃度が安定する。そして、中抵抗のトナー供給ローラＳｐ１−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃと組み合わせることによって、トナー電荷が供給電界によって放電したり、トナー電荷がトナー供給ローラ１４へリークして、トナーの帯電が低くなってしまう状態を回避することが可能になるため、かぶりを良好に保つことが可能になった。
【０１５８】
また、トナー供給ローラＳｐ０−Ｃ〜Ｓｐ３−Ｃは、軟質フォームにカーボンブラックが微量であるが配合してあるため、周辺部材に押し当てた状態で長期間保管した場合であっても、カーボンブラックが補強剤的に機能して、塑性変形を防止する効果もある。
【０１５９】
このように、本実施の形態においては、実験によって、抵抗値が１．９×１０4 〜８．８×１０7 〔Ω〕である弾性発泡層１４ｂを備えるトナー供給ローラ１４を使用すると、濃度むら及びかぶりの両方について良好な結果を示す現像装置１０を得られることが明らかとなった。
【０１６０】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１６２】
１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ 現像装置
１１、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 感光体ドラム
１３ 現像ローラ
１３ａ 芯金
１３ｂ 弾性層
１３ｃ 中間層
１３ｄ 表層
１４ トナー供給ローラ
２０ 画像形成装置
２１ トナー
７１ａ コロナ放電器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）現像剤供給部材から供給される現像剤を静電潜像担持体上に供給する現像剤担持体を備える現像装置であって、
（ｂ）前記現像剤供給部材は、抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
（ａ）現像剤供給部材から供給される現像剤を静電潜像担持体上に供給する現像剤担持体を備える現像装置であって、
（ｂ）前記現像剤供給部材は、抵抗値１．２×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体は、その表面と１〔ｍｍ〕の間隔をもって配置されたコロナ放電器に５〔ｋＶ〕の電圧を印加してコロナ放電を発生させて前記表面を帯電させた場合、０．１秒後の電位が１〜３６〔Ｖ〕である請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤供給部材は、抵抗値１．９×１０4 〜８．８×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を有する請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記フォーム部材は連続気泡のウレタン発泡フォームから成り、
該ウレタン発泡フォームは、イオン導電による９．６×１０9 〜１．０２×１０12〔Ω・ｃｍ〕の電気抵抗率を有し、各気泡壁面にカーボンブラックを固着させて電気抵抗の抵抗値を１．０４×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕としたものである請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項６】
前記フォーム部材は連続気泡のウレタン発泡フォームから成り、
該ウレタン発泡フォームは、電子導電による１．１６×１０9 〜８．５１×１０11〔Ω・ｃｍ〕の電気抵抗率を有し、各気泡壁面にカーボンブラックを固着させて電気抵抗の抵抗値を１．９×１０4 〜８．８×１０7 〔Ω〕としたものである請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体は、軸体の外周面に形成された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された複数の層とを有し、１００〔Ｖ〕印加時の電気抵抗の抵抗値が４．３５×１０6 〜４．３２×１０8 〔Ω〕である請求項５又は６に記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像装置を備える画像形成装置。
【請求項１】
（ａ）現像剤供給部材から供給される現像剤を静電潜像担持体上に供給する現像剤担持体を備える現像装置であって、
（ｂ）前記現像剤供給部材は、抵抗値１．９×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項２】
（ａ）現像剤供給部材から供給される現像剤を静電潜像担持体上に供給する現像剤担持体を備える現像装置であって、
（ｂ）前記現像剤供給部材は、抵抗値１．２×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体は、その表面と１〔ｍｍ〕の間隔をもって配置されたコロナ放電器に５〔ｋＶ〕の電圧を印加してコロナ放電を発生させて前記表面を帯電させた場合、０．１秒後の電位が１〜３６〔Ｖ〕である請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤供給部材は、抵抗値１．９×１０4 〜８．８×１０7 〔Ω〕の電気抵抗を有するフォーム部材を有する請求項２に記載の現像装置。
【請求項５】
前記フォーム部材は連続気泡のウレタン発泡フォームから成り、
該ウレタン発泡フォームは、イオン導電による９．６×１０9 〜１．０２×１０12〔Ω・ｃｍ〕の電気抵抗率を有し、各気泡壁面にカーボンブラックを固着させて電気抵抗の抵抗値を１．０４×１０4 〜７．６×１０7 〔Ω〕としたものである請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項６】
前記フォーム部材は連続気泡のウレタン発泡フォームから成り、
該ウレタン発泡フォームは、電子導電による１．１６×１０9 〜８．５１×１０11〔Ω・ｃｍ〕の電気抵抗率を有し、各気泡壁面にカーボンブラックを固着させて電気抵抗の抵抗値を１．９×１０4 〜８．８×１０7 〔Ω〕としたものである請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体は、軸体の外周面に形成された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された複数の層とを有し、１００〔Ｖ〕印加時の電気抵抗の抵抗値が４．３５×１０6 〜４．３２×１０8 〔Ω〕である請求項５又は６に記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像装置を備える画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１１８１３２（Ｐ２０１１−１１８１３２Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７５０３４（Ｐ２００９−２７５０３４）
【出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【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２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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