画像形成ユニット及び画像形成装置
【課題】媒体に残像が形成されるのを抑制することができ、画像品位が低下するのを防止することができるようにする。
【解決手段】現像剤担持体と、現像剤担持体と接触させて配設され、現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給部材とを有する。現像剤担持体は、弾性層３３ｂ、及び弾性層３３ｂ上に形成され、アクリル樹脂を主成分とする表面層３３ｃを備える。表面層３３ｃの摩擦係数は０．６以上、かつ、１．４以下であり、現像剤担持体と現像剤供給部材との間の駆動トルクは、１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下である。現像剤供給部材によって現像剤担持体上の未現像の現像剤を十分に掻き取ることができ、未現像の現像剤が現像剤担持体上に残留するのを抑制することができる。媒体に残像が形成されるのを抑制することができる。
【解決手段】現像剤担持体と、現像剤担持体と接触させて配設され、現像剤を現像剤担持体に供給する現像剤供給部材とを有する。現像剤担持体は、弾性層３３ｂ、及び弾性層３３ｂ上に形成され、アクリル樹脂を主成分とする表面層３３ｃを備える。表面層３３ｃの摩擦係数は０．６以上、かつ、１．４以下であり、現像剤担持体と現像剤供給部材との間の駆動トルクは、１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下である。現像剤供給部材によって現像剤担持体上の未現像の現像剤を十分に掻き取ることができ、未現像の現像剤が現像剤担持体上に残留するのを抑制することができる。媒体に残像が形成されるのを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタは、画像形成ユニット、ＬＥＤヘッド、転写ローラ、定着器等を備え、前記画像形成ユニットは、画像形成ユニットの本体、すなわち、画像形成ユニット本体、及び該画像形成ユニット本体に対して着脱自在に配設されたトナーカートリッジから成り、前記画像形成ユニット本体内には、感光体ドラム、帯電ローラ、現像剤担持体としての現像ローラ、現像ブレード、トナー供給ローラ、クリーニングブレード等が配設されるようになっている。
【０００３】
前記プリンタにおいては、帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて、静電潜像が形成される。一方、前記トナーカートリッジから画像形成ユニット本体内に供給された現像剤としてのトナーは、トナー供給ローラによって現像ローラに供給され、現像ブレードによって現像ローラ上にトナーの薄層が形成される。そして、現像ローラ上のトナーを、感光体ドラム上の静電潜像に付着させ、該静電潜像を現像することによって感光体ドラム上にトナー像が形成される。続いて、該トナー像は、転写ローラによって媒体としての用紙に転写され、定着器において用紙に定着させられて、画像が形成される。
【０００４】
なお、前記トナー供給ローラは、現像ローラと当接させて、かつ、同じ方向に回転自在に配設され、現像ローラにトナーを供給するとともに、現像ローラ上のトナーのうちの、現像に使用されず、現像ローラ上に残留したトナー、すなわち、未現像トナーを掻き取る。
【０００５】
ところで、前記現像ローラにおいては、ウレタンから成る弾性層の表面にイソシアネート処理を施すことによって表面層が形成されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３１３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の現像ローラにおいては、現像ローラの表面の摩擦係数を十分に低くすることができず、トナー供給ローラによって現像ローラ上の未現像トナーを十分に掻き取ることができない。その結果、未現像トナーが現像ローラ上に残留し、未現像トナーによるトナー像が感光体ドラム上に形成され、用紙に残像が形成されることがあり、画像品位が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の現像ローラの問題点を解決して、媒体に残像が形成されるのを抑制することができ、画像品位が低下するのを防止することができる画像形成ユニット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】
【０００９】
そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、現像剤担持体と、該現像剤担持体と接触させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを有する。
【００１０】
そして、前記現像剤担持体は、弾性層、及び該弾性層上に形成され、アクリル樹脂を主成分とする表面層を備える。
【００１１】
また、該表面層の摩擦係数は０．６以上、かつ、１．４以下であり、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の駆動トルクは、１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、現像剤担持体と、該現像剤担持体と接触させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを有する。
【００１３】
そして、前記現像剤担持体は、弾性層、及び該弾性層上に形成され、アクリル樹脂を主成分とする表面層を備える。
【００１４】
また、該表面層の摩擦係数は０．６以上、かつ、１．４以下であり、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の駆動トルクは、１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下である。
【００１５】
この場合、現像剤供給部材によって現像剤担持体上の未現像の現像剤を十分に掻き取ることができるので、未現像の現像剤が現像剤担持体上に残留するのを抑制することができる。したがって、媒体に残像が形成されるのを抑制することができるので、画像品位が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるカラープリンタの概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における回転伝達系を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの正面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第１の概念図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第２の概念図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの摩擦係数の測定方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるローラ間駆動トルクの測定方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における残像評価パターンを示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における残像評価パターンの拡大図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における残像レベルを説明するための図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における摩擦係数及びローラ間駆動トルクを異ならせたときの残像レベルを示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における摩擦係数及びローラ間駆動トルクを異ならせたときの残像レベルを示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における微小ドットの印刷再現性の確認方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。この場合、画像形成装置としてのカラーのプリンタ、すなわち、カラープリンタについて説明する。
【００１８】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるカラープリンタの概略図である。
【００１９】
図に示されるように、カラープリンタの下部には、媒体収容部としての用紙カセット１１が配設され、該用紙カセット１１内に媒体としての図示されない用紙が収容される。そして、前記用紙カセット１１の前端に隣接させて、用紙を１枚ずつ分離させて給紙するための給紙機構が配設される。該給紙機構は、ホッピングローラ１２及び分離ローラ１３を備え、給紙機構によって給紙された用紙は、上方に配設された搬送ローラ１４に送られ、更に搬送ローラ１５に送られ、斜行が矯正された後、用紙の搬送方向における上流側から順に配設されたブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像を形成する画像形成部としての画像形成ユニット（現像装置）１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに送られる。
【００２０】
該各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃには、像担持体としての感光体ドラム３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃが配設され、該各感光体ドラム３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃの表面を露光（被露光部の電荷を除去）して潜像としての静電潜像を形成するための露光装置としてのＬＥＤヘッド２２Ｂｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃが、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに隣接させて、かつ、各感光体ドラム３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃと対向させて配設される。
【００２１】
また、前記各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに沿って、転写ユニットｕ１が配設され、該転写ユニットｕ１は、第１のローラとしての駆動ローラｒ１、第２のローラとしての従動ローラｒ２、前記駆動ローラｒ１と従動ローラｒ２とによって走行自在に張設された搬送部材としての転写ベルト１７、及び該転写ベルト１７を挟んで、前記感光体ドラム３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃと対向させて配設された転写部材としての転写ローラ２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃを備える。前記転写ベルト１７及び転写ローラ２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃは、図示されない転写用の電源と接続され、所定の電圧が印加される。
【００２２】
前記用紙は、前記転写ベルト１７が走行させられるのに伴って搬送され、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃと転写ローラ２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃとの間を通過させられ、該各転写ローラ２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃによって、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて形成された各色の現像剤像としてのトナー像が順次重ねて転写され、カラーのトナー像が形成される。
【００２３】
続いて、用紙は、定着装置としての定着器１８に送られ、該定着器１８においてカラーのトナー像が定着させられ、カラー画像が形成される。そして、定着器１８から排出された用紙は、搬送ローラ１９によって搬送された後、排出ローラ２０によってカラープリンタの本体、すなわち、装置本体外に排出される。
【００２４】
なお、２５は、転写ベルト１７上に付着した現像剤としてのトナーを掻き取るための第１のクリーニング部材としてのクリーニングブレードであり、該クリーニングブレード２５によって掻き取られたトナーは廃トナーボックス２６に回収される。
【００２５】
次に、前記画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃについて説明する。なお、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの構造は同じであるので、ブラックの画像形成ユニット１６Ｂｋについてだけ説明する。
【００２６】
図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【００２７】
図に示されるように、画像形成ユニット１６Ｂｋにおいて、画像形成ユニット１６Ｂｋの本体、すなわち、画像形成ユニット本体３７に対して、トナーＴが収容された現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジ４１が着脱自在に配設され、該トナーカートリッジ４１から前記画像形成ユニット本体３７内に配設された現像器３０にトナーＴが供給される。
【００２８】
そのために、トナーカートリッジ４１における現像剤収容体としてのケース４３の下面に、現像剤供給口としてのトナー供給口４４が形成され、該トナー供給口４４を開閉するために、開閉部材としての図示されないシャッタが移動自在に、本実施の形態においては、回動自在に配設される。
【００２９】
一方、画像形成ユニット本体３７には、トナーカートリッジ４１を取り付けるために、凹面から成る取付面が形成され、該取付面に、前記トナー供給口４４と対応させて現像剤補給口としてのトナー補給口４５が形成される。したがって、シャッタを回動させてトナー供給口４４を開放すると、トナーカートリッジ４１内のトナーＴがトナー補給口４５を介して画像形成ユニット本体３７内に供給される。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、前記トナーＴとして、非磁性一成分のトナーが使用され、現像器３０において一成分現像方式による現像が行われる。
【００３１】
前記トナーＴは、粉砕法によって製造され、バインダーとしてポリエステル樹脂を使用した負帯電性のトナーである。前記トナーＴの体積平均粒径は５．７〔μｍ〕であり、円形度は０．９２であり、ブローオフ帯電量は−３６〔μＣ／ｇ〕である。なお、体積平均粒径の測定には、コールターマルチライザーII（コールター社製）を、円形度の測定には
、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００（シスメックス（株）製）を使用した。また、ブローオフ帯電量の測定には、粉体帯電量測定装置ＴＹＰＥ ＴＢ−２０３（京セラ（株）製）を使用し、トナー０．５〔ｇ〕とフェライトキャリア（Ｆ−６０）（パウダーテック（株）製）９．５〔ｇ〕とを混合し、３０〔分〕攪拌した後、ブロー圧を７．０〔ｋＰａ〕とし、吸引圧を−４．５〔ｋＰａ〕として飽和帯電量を測定した。
【００３２】
前記画像形成ユニット本体３７は、矢印ａ方向に回転自在に配設された前記感光体ドラム３１Ｂｋ、該感光体ドラム３１Ｂｋと接触させて矢印ｂ方向に回転自在に配設され、図示されない帯電用の電源に接続され、所定の電圧が印加されて前記感光体ドラム３１Ｂｋの表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ３２、前記現像器３０、トナー像の転写後に感光体ドラム３１Ｂｋに残留したトナーＴを掻き取ることによって除去し、廃トナーとして回収して、トナーカートリッジ４１内に送るための第２のクリーニング部材としてのクリーニングブレード３６等を備える。
【００３３】
前記現像器３０は、矢印ｅ方向に回転自在に配設され、回転に伴って、前記トナーカートリッジ４１から供給されたトナーＴを攪拌する攪拌部材２８、前記感光体ドラム３１Ｂｋと接触させて矢印ｃ方向に回転自在に配設され、トナーＴを担持する現像剤担持体としての現像ローラ３３、該現像ローラ３３と接触させて、現像ローラ３３と同じ方向、すなわち、矢印ｄ方向に回転自在に配設され、現像ローラ３３にトナーＴを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ３４、先端を現像ローラ３３に当接させて配設され、現像ローラ３３上に供給されたトナーＴの層、すなわち、トナー層を一定の厚さに規制し、トナーＴを薄層化する現像剤層規制部材としての現像ブレード３５等を備える。
【００３４】
該現像ブレード３５は、現像ローラ３３との接触部（曲げ部）が曲折させられたステンレス鋼製の板材によって形成され、板材の厚さは０．０８〔ｍｍ〕であり、接触部の曲率半径Ｒは０．１８〔ｍｍ〕であり、現像ローラ３３に対する線圧は３０〔ｇｆ／ｃｍ〕である。
【００３５】
次に、前記感光体ドラム３１Ｂｋ、現像ローラ３３、トナー供給ローラ３４及び現像ブレード３５について説明する。
【００３６】
図１は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図、図４は本発明の第１の実施の形態における回転伝達系を説明するための図、図５は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの正面図、図６は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第１の概念図、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抵抗値の測定装置を示す第２の概念図である。
【００３７】
図において、３１Ｂｋは感光体ドラム、３３は現像ローラ、３４はトナー供給ローラであり、前記感光体ドラム３１Ｂｋは、アルミニウム製の素管から成るドラム、該ドラム上に形成された電荷発生層、及び該電荷発生層上に形成された電荷輸送層を備え、前記ドラムを貫通させて回転軸ｓｈ１が配設される。ドラムを構成する管材の厚さは７５〔ｍｍ〕であり、ドラムの長さＬｄは２４５〔ｍｍ〕であり、電荷発生層の膜厚は０．５〔μｍ〕であり、電荷輸送層の膜厚は１８〔μｍ〕である。また、感光体ドラム３１Ｂｋの外径は３０〔ｍｍ〕であり、回転軸ｓｈ１の外径Ｄｄは８〔ｍｍ〕である。
【００３８】
前記電荷発生層を形成する電荷発生物質として、セレン、セレンの合金、セレン化ヒ素化合物、硫化カドミニウム、酸化亜鉛等の無機光導電物質を使用したり、フタロシアニン、アゾ色素、キナクリドン、多環キノン、ピリリウム塩、チアピリリウム塩、インジコ、アントアントロン、ピラントロン、シアニン等の有機顔料、又は染料を使用したりすることができる。そして、電荷輸送層を形成する電荷発生物質（電子供与性物質）として、カルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール等の複素環化合物を使用したり、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、スチルベン誘導体、又はこれらの化合物から成る基を主鎖又は側鎖に有する重合体等を使用したりすることができる。
【００３９】
また、前記現像ローラ３３は、ステンレス鋼製の芯金３３ａ、該芯金３３ａ上にロール状に形成された弾性層３３ｂ、及び該弾性層３３ｂ上に形成された表面層３３ｃを備え、前記芯金３３ａの両端から回転軸ｓｈ２が突出させて形成される。
【００４０】
前記弾性層３３ｂの長さＬ１は２３０〔ｍｍ〕（Ａ４判サイズの用紙への印刷に対応させて設定される。）であり、現像ローラ３３の外径Ｄ１は１５．９〔ｍｍ〕であり、芯金３３ａの外径Ｄ２は１０〔ｍｍ〕である。また、現像ローラ３３のアスカーＣ硬度は７６〔°〕である。なお、前記感光体ドラム３１Ｂｋのドラムの両端は、現像ローラ３３の弾性層３３ｂの両端より距離ｈ１（＝１７．５〔ｍｍ〕）ずつ突出させられる。
【００４１】
前記弾性層３３ｂにおいては、ベースポリマーとしてポリエーテル系ポリオール及び脂肪族系イソシアネートが使用され、現像ローラ３３の抵抗値を調整するために、導電材としてカーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）が添加される。なお、カーボンブラックの添加量は、ウレタン成分１００〔重量部〕に対して５〔重量部〕以下とした。
【００４２】
前記現像ローラ３３の抵抗値は、１×１０5 〔Ω〕以上、かつ、１１×１０7 〔Ω〕以下の範囲が好ましく、本実施の形態においては、１×１０6 〔Ω〕とした。また、現像ローラ３３の外径Ｄ１を所望の値にするために、現像ローラ３３の表面に粗研磨、フィニッシャー研磨等の研磨を行った。
【００４３】
次に、前記現像ローラ３３の抵抗値の測定方法について説明する。
【００４４】
現像ローラ３３の抵抗値を測定するに当たり、測定装置としてハイレジスタンスメータ（型番：４３３９Ｂ）（ヒューレット・パッカード社製）５１を使用した。現像ローラ３３の軸方向における６箇所に、幅が２．０〔ｍｍ〕であり、直径が６．０〔ｍｍ〕であるステンレス鋼製のボールベアリング５２ａ〜５２ｆを２０〔ｇｆ〕の力で接触させ、現像ローラ３３に１００〔Ｖ〕の直流電圧を印加し、現像ローラ３３を５０〔ｒｐｍ〕の速度で回転させ、芯金３３ａとローラ表面との間の抵抗値を測定した。
【００４５】
なお、ボールベアリング５２ａ〜５２ｆごとに、現像ローラ３３を１回転させる間に、円周上の１００ポイントで抵抗値を測定し、合計で６００ポイントで抵抗値を測定し、各ポイントにおける抵抗値の平均値を現像ローラ３３の抵抗値とした。
【００４６】
また、トナー供給ローラ３４は、ステンレス鋼製の芯金３４ａ、及び該芯金３４ａ上にロール状に形成された弾性層３４ｂを備え、前記芯金３４ａは、弾性層３４ｂの両端から突出させて形成され、回転軸ｓｈ３として機能する。前記弾性層３４ｂの長さＬ２は２２０〔ｍｍ〕であり、芯金３４ａの外径は６〔ｍｍ〕である。なお、前記現像ローラ３３の弾性層３３ｂの両端は、トナー供給ローラ３４の弾性層３４ｂの両端より距離ｈ２（＝５〔ｍｍ〕）ずつ突出させられる。
【００４７】
前記弾性層３４ｂはシリコーンゴムスポンジから成り、該シリコーンゴムスポンジは、未加硫のシリコーンゴムコンパウンドを押出し等の方法で成形し、加熱して加硫発泡させることによって形成される。前記シリコーンゴムコンパウンドは、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等の生ゴムに、補強性シリカ充填剤、加硫硬化に必要な加硫剤及び発泡剤を添加することによって形成される。該発泡剤としては、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、ＡＤＣＡ等の有機発泡剤を使用することができる。また、弾性層３４ｂに半導電性を持たせる場合は、生ゴムにアセチレンブラック、カーボンブラック等を添加する。さらに、弾性層３４ｂの硬度は、加硫剤を添加量を変更することによって調整することができる。
【００４８】
前記弾性層３４ｂのセル目（発泡によって生じた微細な孔）の直径は、２００〔μｍ〕以上、かつ、５００〔μｍ〕以下であり、アスカーＦ硬度は５０〔°〕以上、かつ、８０〔°〕以下である。
【００４９】
ところで、前記感光体ドラム３１Ｂｋ、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４は、装置本体に配設された駆動部としての図示されない駆動モータの回転を受けて回転させられる。
【００５０】
そのために、画像形成ユニット本体３７内において、感光体ドラム３１Ｂｋ、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４の両端に、支持板部材としての軸受けフレーム６５ａ、６５ｂが互いに対向させて配設され、感光体ドラム３１Ｂｋ、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４が、回転軸ｓｈ１〜ｓｈ３を介して軸受けフレーム６５ａ、６５ｂによって回転自在に支持される。なお、軸受けフレーム６５ａ、６５ｂには図示されない軸受けが配設される。
【００５１】
また、感光体ドラム３１Ｂｋ、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４の軸受けフレーム６５ａ側の端部には、それぞれ、第１のギヤとしての感光体ドラムギヤ６１、第２のギヤとしての現像ローラギヤ６２及び第３のギヤとしてのトナー供給ローラギヤ６３が取り付けられ、軸受けフレーム６５ａに第４のギヤとしてのアイドルギヤ６４が回転自在に支持される。前記現像ローラギヤ６２は、大ギヤ６２ａ及び小ギヤ６２ｂを備えた２段構造を有する。
【００５２】
そして、前記駆動モータと感光体ドラムギヤ６１とが回転伝達系を構成するギヤトレーンを介して接続され、感光体ドラムギヤ６１と大ギヤ６２ａとが、小ギヤ６２ｂとアイドルギヤ６４とが、アイドルギヤ６４とトナー供給ローラギヤ６３とが噛合させられ、前記感光体ドラムギヤ６１が、前記ギヤトレーンを介して駆動モータからの回転を受けて矢印ａ方向に回転させられると、現像ローラギヤ６２が矢印ｃ方向に、アイドルギヤ６４が矢印ｆ方向に、トナー供給ローラギヤ６３が矢印ｄ方向に回転させられる。
【００５３】
また、前記回転軸ｓｈ１〜ｓｈ３の位置が、軸受けフレーム６５ａ、６５ｂによって決められ、本実施の形態において、前記感光体ドラム３１Ｂｋと現像ローラ３３との軸間距離ｋ１は２２．９〔ｍｍ〕であり、感光体ドラム３１Ｂｋと現像ローラ３３とのニップ量は０．０５〔ｍｍ〕であり、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との軸間距離ｋ２は１４．７〔ｍｍ〕である。
【００５４】
次に、前記感光体ドラムギヤ６１、現像ローラギヤ６２、トナー供給ローラギヤ６３及びアイドルギヤ６４について説明する。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１に、感光体ドラムギヤ６１、現像ローラギヤ６２の大ギヤ６２ａ及び小ギヤ６２ｂ、トナー供給ローラギヤ６３並びにアイドルギヤ６４の歯先円直径、歯底円直径、歯数、ねじれ角及び周速度比を表す。なお、周速度比は、感光体ドラム３１Ｂｋの周速度ＶＢｋに対する大ギヤ６２ａの周速度Ｖ６２ａの比γ１、及び周速度ＶＢｋに対するトナー供給ローラ３４の周速度Ｖ３４の比γ２
γ１＝Ｖ６２ａ／ＶＢｋ
γ２＝Ｖ３４／ＶＢｋ
で表される。本実施の形態において、周速度比は、感光体ドラム３１Ｂｋの外径を３０〔ｍｍ〕とし、現像ローラ３３の外径Ｄ１を１５．９〔ｍｍ〕とし、トナー供給ローラ３４の外径Ｄｓを１５．５〔ｍｍ〕として算出した。
【００５７】
次に、前記画像形成ユニット１６Ｂｋの動作について説明する。
【００５８】
まず、帯電ローラ３２（図３）によって一様に帯電させられた感光体ドラム３１Ｂｋの表面がＬＥＤヘッド２２Ｂｋによって露光され、感光体ドラム３１Ｂｋの表面に静電潜像が形成される。該静電潜像は、現像ローラ３３から供給されるトナーＴによって現像（顕像化）され、感光体ドラム３１Ｂｋ上にトナー像が形成される。
【００５９】
そのために、前記シャッタを回動させ、トナーカートリッジ４１におけるトナー供給口４４を開放すると、トナーカートリッジ４１内のトナーＴがトナー供給口４４を介して所定量だけ落下して現像器３０に供給される。該現像器３０において、トナーＴは、攪拌部材２８の回転に伴って攪拌され、トナー供給ローラ３４に供給される。該トナー供給ローラ３４は、現像ローラ３３と同じ方向に、各周速度に一定の差を形成しながら互いに摺動して回転させられ、現像ローラ３３との電位差に基づいて、トナーＴを現像ローラ３３に供給するとともに、現像に使用されず、現像ローラ３３上に残留した未現像トナーを掻き取る。
【００６０】
そして、現像ローラ３３に供給されたトナーＴは、現像ローラ３３の回転に伴って現像ブレード３５によって薄層化され、現像ローラ３３上に一定の厚さのトナー層を形成する。続いて、現像ローラ３３上のトナーＴは、感光体ドラム３１Ｂｋと対向する領域、すなわち、現像領域に搬送され、該現像領域において、感光体ドラム３１Ｂｋ上の静電潜像による静電気力によって引き付けられ、感光体ドラム３１Ｂｋ上の静電潜像が形成された部分に付着させられて、トナー像を形成する。
【００６１】
そして、感光体ドラム３１Ｂｋ上のトナー像は転写ローラ２１Ｂｋによって用紙に転写され、転写後に感光体ドラム３１Ｂｋ上に残留したトナーＴはクリーニングブレード３６によって掻き取られて除去される。
【００６２】
ところで、前述されたように、前記トナー供給ローラ３４は、現像ローラ３３にトナーＴを供給するとともに、現像ローラ３３上の未現像トナーを掻き取るようになっている。ところが、未現像トナーが十分に掻き取られず、現像ローラ３３上に残留すると、未現像トナーによるトナー像が感光体ドラム３１Ｂｋ上に形成され、用紙に残像が形成されてしまう。
【００６３】
この場合、未現像トナーを十分に掻き取ることができるかどうかは、現像ローラ３３の表面の状態、及び現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との当接状態によって決まる。
【００６４】
そこで、現像ローラ３３の外径Ｄ１を一定にし、現像ローラ３３の表面粗さ、本実施の形態においては、表面の周方向の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）及び摩擦係数（本実施の形態においては、動摩擦係数）μを変更し、トナー供給ローラ３４のアスカーＦ硬度、外径Ｄｓ及びニップ量ｎｐを変更して、印刷試験を行った。そして、印刷試験を行ったときの、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との間の駆動トルク、すなわち、ローラ間駆動トルクＴｑを測定するとともに、残像が形成されたかどうかを表す残像レベルを判断した。
【００６５】
前記印刷試験において、印刷速度を、Ａ４判の用紙サイズの縦方向の印刷を行う際の４２〔ｐｐｍ〕（枚／分）とし、感光体ドラム３１Ｂｋの周速度ＶＢｋを２４９〔ｍｍ／ｓｅｃ〕とした。そして、現像ローラ３３に印加される電圧、すなわち、現像バイアスを、べた印刷濃度が１．５程度になるように、−２５０〔Ｖ〕以上、かつ、−１７０〔Ｖ〕以下にし、トナー供給ローラ３４に印加される電圧、すなわち、現像剤供給バイアスを、現像バイアスの絶対値より７０〔Ｖ〕高くし、−３２０〔Ｖ〕以上、かつ、−２４０〔Ｖ〕以下にした。前記べた印刷濃度は、濃度測定装置「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（エックスライト社製）で測定した。
【００６６】
また、十点平均粗さＲｚは、表面粗さ測定器「サーフコーダＳＥＦ３５００」（小坂研究所製）を使用し、表面粗さ測定器の触針半径を２〔μｍ〕とし、触針圧を０．７〔ｍＮ〕とし、触針の送り速さを０．１〔ｍｍ／ｓｅｃ〕として測定した。
【００６７】
そして、前記現像ローラ３３の摩擦係数μを次の測定方法によって測定した。
【００６８】
図８は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの摩擦係数の測定方法を説明するための図である。
【００６９】
図において、７０はテンションゲージ「ＤＩＧＩＴＡＬ ＦＯＲＣＥ ＧＡＵＧＥ ＺＰ−５０Ｎ」（ＩＭＡＤＡ製）、７３は矢印方向に移動させられるステージ「小型直動シリーズＳＰＬ４２」（オリエンタルモータ（株）製）であり、該ステージ７３にテンションゲージ７０が固定される。
【００７０】
そして、図示されない治具等によって現像ローラ３３を回転自在に支持し、ベルト７１（幅５０〔ｍｍ〕、長さ２００〔ｍｍ〕）を、所定の角度θ（本実施の形態においては、９０〔°〕）にわたって現像ローラ３３と接触させて配設し、ベルト７１の一端をテンションゲージ７０に、他端を重り７２に取り付けた。この状態でステージ７３を１．２〔ｍｍ／ｓｅｃ〕の速度で５〔秒〕間、矢印方向に移動させ、そのとき、テンションゲージ７０に加わる荷重Ｋを読み取った。
【００７１】
前記ベルト７１には、表面状態の固体差が少ないものとして、「エクセレントホワイト紙ＰＰＲ−ＣＡ４ＮＡ」（（株）沖データ製）８０〔ｇ／ｍ２〕を使用した。前記重り７２は重量Ｗｉ（ｉ＝１、２、３）が５０〔ｇ〕、１０〔ｇ〕及び１５〔ｇ〕のものを使用した。
【００７２】
各重量Ｗｉの重り７２を使用したときの摩擦係数μｉ（ｉ＝１、２、３）は、オイラーのベルト式によって
μｉ＝１／θ×１ｎ（Ｋ／Ｗｉ）
算出することができる。なお、本実施の形態において、現像ローラ３３の摩擦係数μは摩擦係数μｉの平均値とした。
【００７３】
そして、前記ニップ量ｎｐは、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４とのニップ量であり、現像ローラ３３の外径Ｄ１、トナー供給ローラ３４の外径Ｄｓ、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との軸間距離ｋ２（＝１４．７〔ｍｍ〕）に基づいて、
ｎｐ＝（Ｄ１＋Ｄｓ）／２−ｋ２
＝（Ｄ１＋Ｄｓ）／２−１４．７
とした。
【００７４】
さらに、前記ローラ間駆動トルクＴｑを次の測定方法によって測定した。
【００７５】
図９は本発明の第１の実施の形態におけるローラ間駆動トルクの測定方法を説明するための図である。
【００７６】
ローラ間駆動トルクＴｑの測定を行うに当たり、図に示されるような測定用の画像形成ユニットを使用した。該画像形成ユニットは、感光体ドラム３１Ｂｋを備えず、感光体ドラム３１Ｂｋの回転軸ｓｈ１、感光体ドラムギヤ６１、現像ローラ３３、現像ローラギヤ６２、トナー供給ローラ３４、トナー供給ローラギヤ６３、アイドルギヤ６４及び軸受けフレーム６５ａ、６５ｂを備える。
【００７７】
そして、感光体ドラムギヤ６１を図示されないドライブギヤを介して測定用の駆動部としての測定用駆動モータに接続し、該測定用駆動モータを駆動し、感光体ドラム３１Ｂｋが２４９〔ｍｍ／ｓｅｃ〕の周速度ＶＢｋで回転させられるときの回転速度で感光体ドラムギヤ６１を矢印ａ方向に回転させ、現像ローラギヤ６２を矢印ｃ方向に、アイドルギヤ６４を矢印ｆ方向に、トナー供給ローラギヤ６３を矢印ｄ方向に回転させた。また、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させる際に、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４の表面にトナーＴをまぶして付着させた。
【００７８】
ところで、前述されたように、感光体ドラムギヤ６１を回転させると、現像ローラギヤ６２が矢印ｃ方向に、トナー供給ローラギヤ６３が矢印ｄ方向に回転させられ、現像ローラ３３が矢印ｃ方向に、トナー供給ローラ３４が矢印ｄ方向に回転させられる。そして、表１に示されるように、現像ローラ３３は、感光体ドラム３１Ｂｋに対して周速度比が１．２５９の周速度で、トナー供給ローラ３４は、感光体ドラム３１Ｂｋに対して周速度比が０．８３４の周速度で、互いに摺動しながら、同じ方向に回転させられる。
【００７９】
この場合、互いに摺動しながら、同じ方向に回転させられる現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させるのに必要なトルクは、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との接触圧力が小さいほど小さく、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との接触圧力が大きいほど大きい。
【００８０】
したがって、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させるのに必要なトルクが小さい場合、未現像トナーを十分に掻き取ることができないのに対して、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させるのに必要なトルクが大きい場合、未現像トナーを十分に掻き取ることができる。そこで、本実施の形態においては、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させるのに必要なトルクを、ローラ間駆動トルクＴｑとして測定した。
【００８１】
該ローラ間駆動トルクＴｑは、前記測定用駆動モータとドライブギヤとを連結するシャフト上に配設されたトルクセンサによって測定した。なお、トルクセンサとして、「トルク検出器ＳＳ−０１０」（（株）小野測器製）を使用した。
【００８２】
なお、前記測定用の画像形成ユニットにおいて、現像ローラ３３と感光体ドラム３１Ｂｋとが接触させられていると、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させるのに必要なトルクがその分大きくなり、ローラ間駆動トルクＴｑの測定値の変化を認識するのが困難になる。そこで、前述されたように、測定用の画像形成ユニットにおいては、感光体ドラム３１Ｂｋを備えないようにした。
【００８３】
次に、前記残像レベルを判断するための残像評価パターンについて説明する。
【００８４】
図１０は本発明の第１の実施の形態における残像評価パターンを示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における残像評価パターンの拡大図である。
【００８５】
図において、Ｐは用紙、Ｐｔ１は印刷試験を行うために作成され、印刷される残像評価パターンであり、該残像評価パターンＰｔ１は、用紙Ｐの前端（搬送方向における前端）の近傍の部分に形成される画像印刷領域ＡＲ１、及び該画像印刷領域ＡＲ１より後方に形成されるべた印刷領域ＡＲ２から成り、画像印刷領域ＡＲ１に、所定の画像、本実施の形態においては、文字「Ａ」が白抜きで形成される白抜き画像部ｐｗ、及び文字「Ａ」が黒字で形成される黒画像部ｐｂが交互に形成される。
【００８６】
前記画像印刷領域ＡＲ１の前端から現像ローラ３３の１周期分の距離ε１だけ後方のラインを評価開始線Ｌｓとすると、べた印刷領域ＡＲ２における前記評価開始線Ｌｓより後方の部分に、白抜きで形成された文字「Ａ」及び黒字で形成された文字「Ａ」の残像が形成される可能性がある。
【００８７】
そこで、評価開始線Ｌｓから所定の距離ε２だけ更に後方のラインを評価終了線Ｌｅとし、評価開始線Ｌｓから評価終了線Ｌｅまでの部分で、べた印刷領域ＡＲ２の印刷濃度に基づいて、文字「Ａ」の残像が形成されているかどうかを判断した。なお、本実施の形態において、現像ローラ３３の１周期分の距離ε１は、現像ローラ３３の外径Ｄ１が１５．９〔ｍｍ〕であり、感光体ドラム３１Ｂｋに対する現像ローラ３３の周速度比が１．２５９であるので、
ε１＝１５．９×π／１．２５９
≒３９．７〔ｍｍ〕
である。
【００８８】
ところで、本実施の形態においては、前述されたように、現像ローラ３３の表面に表面層３３ｃ（図１）が形成される。
【００８９】
次に、表面層３３ｃについて説明する。
〔実施例１〕
この場合、弾性層３３ｂ上に、アクリル樹脂の溶液を塗布することによって、アクリル樹脂を主成分とする表面層３３ｃを形成した。前記アクリル樹脂の溶液は、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体を主鎖とするアクリル樹脂（分子量１０万）を、揮発性の有機溶媒であるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランを混合した溶液、すなわち、混合溶液によって希釈することにより作成した。
【００９０】
該混合溶液におけるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランの配合量は、それぞれ５０〔重量部〕である。また、前記混合溶液中におけるアクリル樹脂の濃度は、３〔重量部〕以上、かつ、２０〔重量部〕以下である。そして、表面層３３ｃに導電性を付与するために、アクリル樹脂とカーボンブラックとを配合するのが好ましい。このときの配合量は、アクリル樹脂が１００〔重量部〕であり、カーボンブラックが１〔重量部〕である。
【００９１】
このようにして形成されたアクリル樹脂の溶液を弾性層３３ｂ上にディッピングによって塗布し、加熱し乾燥させて表面層３３ｃを形成した。
〔実施例２〕
この場合、弾性層３３ｂ上に、アクリル−フッ素共重合樹脂の溶液を塗布することによって、アクリル−フッ素共重合樹脂を主成分とする表面層３３ｃを形成した。前記アクリル−フッ素共重合樹脂は、アクリル樹脂を構成するモノマー、及びフッ素樹脂を構成するモノマーを含有するモノマー混合物を共重合することによって形成した。前記アクリル−フッ素共重合樹脂の溶液は、前記アクリル−フッ素共重合樹脂を、揮発性の有機溶媒であるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランを混合した混合溶液で希釈することにより作成した。
【００９２】
該混合溶液におけるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランの配合量は、それぞれ５０〔重量部〕である。また、前記混合溶液中におけるアクリル−フッ素共重合樹脂の濃度は、３〔重量部〕以上、かつ、２０〔重量部〕以下である。そして、表面層３３ｃに導電性を付与するために、アクリル−フッ素共重合樹脂とカーボンブラックとを配合するのが好ましい。このときの配合量は、アクリル−フッ素共重合樹脂が１００〔重量部〕であり、カーボンブラックが１〔重量部〕である。
【００９３】
このようにして形成されたアクリル−フッ素共重合樹脂の溶液を弾性層３３ｂ上にディッピングによって塗布し、加熱し乾燥させて表面層３３ｃを形成した。
〔実施例３〕
この場合、弾性層３３ｂ上に、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物の溶液を塗布することによって、アクリル樹脂及びウレタン樹脂を主成分とする表面層３３ｃを形成した。前記アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物の溶液は、ウレタン樹脂として熱可塑性ポリエーテル系ウレタン樹脂を使用し、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体を主鎖とするアクリル樹脂（分子量１０万）とウレタン樹脂とを、アクリル樹脂の重量割合が０．８以上になるように混合し、該混合物を、揮発性の有機溶媒であるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランを混合した混合溶液によって希釈することにより作成した。
【００９４】
該混合溶液におけるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランの配合量は、それぞれ５０〔重量部〕である。また、前記混合溶液中における前記アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物の濃度は、３〔重量部〕以上、かつ、２０〔重量部〕以下である。そして、表面層３３ｃに導電性を付与するために、前記アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物と、カーボンブラックとを配合するのが好ましい。このときの配合量は、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物が１００〔重量部〕であり、カーボンブラックが１〔重量部〕である。
【００９５】
このようにして形成されたアクリル樹脂の溶液を弾性層３３ｂ上にディッピングによって塗布し、加熱し乾燥させて表面層３３ｃを形成した。
〔比較例１〕
この場合、弾性層３３ｂにアクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物の溶液を塗布することによって表面層３３ｃを形成した。アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物において、アクリル樹脂とウレタン樹脂とを、重量割合５：５で混合した。その他の表面層３３ｃの形成条件は、実施例３と同じである。
〔比較例２〕
この場合、弾性層３３ｂにアクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物の溶液を塗布することによって表面層３３ｃを形成した。アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物において、アクリル樹脂とウレタン樹脂とを、重量割合２：８で混合した。その他の表面層３３ｃの形成条件は、実施例３と同じである。
〔比較例３〕
この場合、弾性層３３ｂの表面にイソシアネート処理を施すことによって、表面層を弾性層３３ｂと一体に形成した。
【００９６】
前記イソシアネート処理は、弾性層３３ｂの表面にイソシアネート化合物を含浸させ、熱硬化させることによって行われる。そのために、使用されるイソシアネート処理液は、イソシアネート化合物を酢酸エチル等の有機溶媒に溶解させ（酢酸エチルが１００〔重量部〕であり、イソシアネート化合物が２０〔重量部〕である。）、溶解液にカーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）を添加することによって得られる。
【００９７】
前記イソシアネート化合物としては、４．４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート等を使用することができる。
【００９８】
そして、前記イソシアネート処理液に現像ローラ３３を３０〔秒〕浸漬させた後、１００〔℃〕のオーブンで現像ローラ３３を１０〔時間〕加熱し、乾燥させた。さらに、乾燥後、イソシアネート処理が施された後の現像ローラ３３の表面の摩擦係数μを大きくし、トナーＴの帯電性を高くするために、現像ローラ３３の表面を有機溶媒のＩＰＡに浸漬させた布等で払拭することによって、現像ローラ３３の表面から有機溶媒を含浸させることにより、表面層のカーボン連鎖を伸縮させ、均一化し、安定化させた。
【００９９】
次に、前記実施例１〜３及び比較例１〜３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行い、図１０の残像評価パターンを印刷したときに、用紙に残像が形成されたかどうかを判断した。
【０１００】
実施例１の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表２に、実施例２の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表３に、実施例３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表４に、比較例１の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表５に、比較例２の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表６に、比較例３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表７に示す。
【０１０１】
【表２】
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
【表４】
【０１０４】
【表５】
【０１０５】
【表６】
【０１０６】
【表７】
【０１０７】
各印刷試験において、現像ローラ３３の外径Ｄ１は、実施例１〜３及び比較例１〜３において１５．９〔ｍｍ〕であり、現像ローラ３３の十点平均粗さＲｚは、実施例１〜３及び比較例１〜３において３〔μｍ〕、５〔μｍ〕及び８〔μｍ〕であり、現像ローラ３３の摩擦係数μは、実施例１において０．６、０．９及び１．１であり、実施例２において０．６、０．７及び０．９であり、実施例３において０．９、１．１及び１．４であり、比較例１において１．５、１．６及び１．７であり、比較例２において１．５、１．７及び１．８であり、比較例３において１．７、１．７及び１．８である。
【０１０８】
また、トナー供給ローラ３４のアスカーＦ硬度は、実施例１〜３及び比較例１〜３において５０〔°〕、６０〔°〕、７０〔°〕及び８０〔°〕であり、トナー供給ローラ３４の外径Ｄｓは、実施例１〜３及び比較例１〜３において、アスカーＦ硬度が５０〔°〕である場合、１５．０〔ｍｍ〕及び１６．０〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が６０〔°〕である場合、１４．５〔ｍｍ〕、１５．０〔ｍｍ〕、１５．５〔ｍｍ〕及び１６．０〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が７０〔°〕である場合、１４．５〔ｍｍ〕、１５．０〔ｍｍ〕及び１５．５〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が８０〔°〕である場合、１４．０〔ｍｍ〕、１４．５〔ｍｍ〕及び１５．０〔ｍｍ〕である。なお、ニップ量ｎｐは、アスカーＦ硬度及びトナー供給ローラ３４の外径Ｄｓによって決まり、実施例１〜３及び比較例１〜３において、アスカーＦ硬度が５０〔°〕である場合、０．８〔ｍｍ〕及び１．３〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が６０〔°〕であり、かつ、トナー供給ローラ３４の外径Ｄｓが１５．０〔ｍｍ〕である場合、０．８〔ｍｍ〕、１．０〔ｍｍ〕及び１．３〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が６０〔°〕であり、かつ、トナー供給ローラ３４の外径Ｄｓが１４．５〔ｍｍ〕である場合、０．５〔ｍｍ〕、１．０〔ｍｍ〕及び１．３〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が７０〔°〕である場合、０．５〔ｍｍ〕、０．８〔ｍｍ〕及び１．０〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が８０〔°〕である場合、０．３〔ｍｍ〕、０．５〔ｍｍ〕及び０．８〔ｍｍ〕である。
【０１０９】
次に、前記残像レベルについて説明する。
【０１１０】
図１２は本発明の第１の実施の形態における残像レベルを説明するための図である。
【０１１１】
この場合、残像評価パターンＰｔ１（図１０）を印刷し、白抜きで形成された文字「Ａ」及び黒字で形成された文字「Ａ」の残像が形成される可能性がある２箇所の測定点ρ１、ρ２の印刷濃度Ｄρ１、Ｄρ２を測定し、該印刷濃度Ｄρ１、Ｄρ２の濃度差ΔＤρを残像レベルの指標とした。
【０１１２】
そして、濃度差ΔＤρが閾値、本実施の形態においては、０．０５以下である場合、白抜きで形成された文字「Ａ」及び黒字で形成された文字「Ａ」のいずれの残像も形成されていないと判断することができ、表２〜７における残像レベルの判断結果が良好であることを○で表す。前記濃度差ΔＤρが０．０５より大きい場合、白抜きで形成された文字「Ａ」及び黒字で形成された文字「Ａ」の少なくとも一方の残像が形成されていると判断することができ、表２〜７における残像レベルの判断結果が良好でないことを×で表す。なお、測定点ρ１、ρ２の印刷濃度Ｄρ１、Ｄρ２は、濃度検出計「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（エックスライト社製）で測定した。
【０１１３】
次に、現像ローラ３３の摩擦係数μ及びローラ間駆動トルクＴｑを異ならせたときの残像レベルについて説明する。
【０１１４】
図１３は本発明の第１の実施の形態における摩擦係数及びローラ間駆動トルクを異ならせたときの残像レベルを示す図である。なお、図において、横軸にローラ間駆動トルクＴｑを、縦軸に摩擦係数μを採ってある。
【０１１５】
図において、○は印刷試験において残像レベルの判断結果が良好であることを、×は印刷試験において残像レベルの判断結果が良好でないことを示す。図に示されるように、残像レベルの判断結果が良好である現像ローラ３３は、表面層３３ｃの摩擦係数μが１．４以下であり、ローラ間駆動トルクＴｑが１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上であることが分かる。
【０１１６】
ただし、ローラ間駆動トルクＴｑが２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕より高い場合は、画像形成ユニット１６Ｂｋを駆動する際の負荷が高くなり、ジッタが発生した。この場合、画像形成ユニット１６Ｂｋを円滑に駆動するのが困難である。したがって、残像が形成されるのを抑制し、画像形成ユニット１６Ｂｋを円滑に駆動するためには、ロール間駆動トルクＴｑを１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下にするのが好ましい。
【０１１７】
また、現像ローラ３３の表面層３３ｃの摩擦係数μを０．６より低くするためには、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを３〔μｍ〕より小さくする必要があるが、その場合、現像ローラ３３上に形成されるトナー層の層厚が小さくなり、印刷濃度を十分に高くすることができない。例えば、べた印刷を行ったときの印刷濃度を前記濃度検出計「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（エックスライト社製）によって測定すると、１．３より低くなってしまう。したがって、残像が形成されるのを抑制し、印刷濃度を十分に高くすることができるようにするためには、表面層３３ｃの摩擦係数μを０．６以上、かつ、１．４以下にするのが好ましい。
【０１１８】
また、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを８〔μｍ〕より大きくすると、現像ローラ３３上のトナー層の層厚が過剰に大きくなり、用紙Ｐに汚れが発生した。したがって、印刷濃度を十分に高くすることができ、用紙Ｐに汚れが発生しないようにするためには、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを３〔μｍ〕以上、かつ、８〔μｍ〕以下にするのが好ましい。
【０１１９】
このように、本実施の形態においては、前記現像ローラ３３の表面層３３ｃの主成分がアクリル樹脂にされ、表面層３３ｃの摩擦係数μが０．６以上、かつ、１．４以下にされ、ローラ間駆動トルクＴｑが１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下にされるので、トナー供給ローラ３４によって現像ローラ３３上の未現像トナーを十分に掻き取ることができ、未現像トナーが現像ローラ３３上に残留するのを抑制することができる。したがって、用紙Ｐに残像が形成されるのを抑制することができるので、画像品位が低下するのを防止することができる。
【０１２０】
また、現像ローラ３３の表面粗さＲｚが３〔μｍ〕以上、かつ、８〔μｍ〕以下にされるので、印刷濃度を十分に高くすることができ、用紙Ｐに汚れが発生するのを抑制することができる。
【０１２１】
本実施の形態においては、粉砕法によって製造され、体積平均粒径が５．７〔μｍ〕であり、ブローオフ帯電量が−３６〔μＣ／ｇ〕である非磁性一成分のトナーが使用されるようになっているが、体積平均粒径が５．３〔μｍ〕以上、かつ、６．１〔μｍ〕以下であり、ブローオフ帯電量が−５０〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３０〔μＣ／ｇ〕以下である非磁性一成分のトナーを使用した場合にも、同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
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、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１２３】
本実施の形態において、現像剤としてのトナーＴは、乳化重合法によって製造され、バインダーとしてスチレン−アクリル樹脂を使用した非磁性一成分の負帯電性のトナーである。前記トナーＴの体積平均粒径は、７．０〔μｍ〕であり、円形度は０．９５であり、ブローオフ帯電量は−３６〔μＣ／ｇ〕である。なお、体積平均粒径の測定には、コールターマルチライザーII（コールター社製）を、円形度の測定には、フロー式粒子像分析装
置ＦＰＩＡ−３０００（シスメックス（株）製）を使用した。また、ブローオフ帯電量の測定には、粉体帯電量測定装置ＴＹＰＥ ＴＢ−２０３（京セラ（株）製）を使用し、トナー０．５〔ｇ〕とフェライトキャリア（Ｆ−６０）（パウダーテック（株）製）９．５〔ｇ〕とを混合し、３０〔分〕攪拌した後、ブロー圧を７．０〔ｋＰａ〕とし、吸引圧を−４．５〔ｋＰａ〕として飽和帯電量を測定した。
【０１２４】
本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、現像剤担持体としての現像ローラ３３の外径Ｄ１を一定にし、現像ローラ３３の表面粗さ、本実施の形態においては、表面の周方向の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）及び摩擦係数（本実施の形態においては、動摩擦係数）μを変更し、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ３４のアスカーＦ硬度、外径Ｄｓ及びニップ量ｎｐを変更して、印刷試験を行った。そして、印刷試験を行ったときの、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との間のローラ間駆動トルクＴｑを測定するとともに、残像レベルを判断した。
【０１２５】
また、前記印刷試験において、第１の実施の形態と同様に、印刷速度を、Ａ４判の用紙サイズの縦方向の印刷で４２〔ｐｐｍ〕とし、像担持体としての感光体ドラム３１Ｂｋの周速度ＶＢｋを２４９〔ｍｍ／ｓｅｃ〕とした。そして、現像ローラ３３に印加される現像バイアスを、べた印刷濃度が１．５程度になるように、−２５０〔Ｖ〕以上、かつ、−１７０〔Ｖ〕以下にし、トナー供給ローラ３４に印加される現像剤供給バイアスを、現像バイアスの絶対値より７０〔Ｖ〕高くし、−３２０〔Ｖ〕以上、かつ、−２４０〔Ｖ〕以下にした。なお、前記べた印刷濃度は、濃度測定装置「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（エックスライト社製）で測定した。
【０１２６】
次に、前記実施例１〜３及び比較例１〜３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行い、残像評価パターンＰｔ１（図１０）を印刷したときに、媒体としての用紙Ｐに残像が形成されたかどうかを判断した。
【０１２７】
実施例１の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表８に、実施例２の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表９に、実施例３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表１０に、比較例１の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表１１に、比較例２の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表１２に、比較例３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表１３に示す。
【０１２８】
【表８】
【０１２９】
【表９】
【０１３０】
【表１０】
【０１３１】
【表１１】
【０１３２】
【表１２】
【０１３３】
【表１３】
【０１３４】
次に、現像ローラ３３の摩擦係数μ及びローラ間駆動トルクＴｑを異ならせたときの残像レベルについて説明する。
【０１３５】
図１４は本発明の第２の実施の形態における摩擦係数及びローラ間駆動トルクを異ならせたときの残像レベルを示す図である。なお、図において、横軸にローラ間駆動トルクＴｑを、縦軸に摩擦係数μを採ってある。
【０１３６】
図において、○は印刷試験において残像レベルの判断結果が良好であることを、×は印刷試験において残像レベルの判断結果が良好でないことを示す。図に示されるように、残像レベルの判断結果が良好である現像ローラ３３は、表面層３３ｃの摩擦係数μが１．４以下であり、ローラ間駆動トルクＴｑが１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上であることが分かる。
【０１３７】
ただし、ローラ間駆動トルクＴｑが２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕より高い場合は、画像形成ユニット１６Ｂｋを駆動する際の負荷が高くなり、ジッタが発生した。したがって、残像が形成されるのを抑制し、画像形成ユニット１６Ｂｋを円滑に駆動するためには、ロール間駆動トルクＴｑを１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下にするのが好ましい。
【０１３８】
また、現像ローラ３３の表面層３３ｃの摩擦係数μを０．６より低くするためには、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを４〔μｍ〕より小さくする必要があるが、その場合、現像ローラ３３上に形成されるトナー層の層厚が小さくなり、印刷濃度を十分に高くすることができない。例えば、べた印刷を行ったときの印刷濃度を前記濃度検出計「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（エックスライト社製）によって測定すると、１．３より低くなってしまう。したがって、残像が形成されるのを抑制し、印刷濃度を十分に高くすることができるようにするためには、表面層３３ｃの摩擦係数μを０．６以上、かつ、１．４以下にするのが好ましい。
【０１３９】
また、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを１０〔μｍ〕より大きくすると、現像ローラ３３上のトナー層の層厚が過剰に大きくなり、用紙Ｐに汚れが発生した。したがって、印刷濃度を十分に高くすることができ、用紙Ｐに汚れが発生しないようにするためには、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを４〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下にするのが好ましい。
【０１４０】
ところで、第１の実施の形態におけるトナーＴの円形度は０．９２であるのに対して、本実施の形態におけるトナーＴの円形度は０．９５であり、第１の実施の形態におけるトナーＴより高いので、微小ドットの印刷再現性を高くすることができる。
【０１４１】
次に、微小ドットの印刷再現性の確認方法について説明する。
【０１４２】
図１５は本発明の第２の実施の形態における微小ドットの印刷再現性の確認方法を説明するための図である。
【０１４３】
図に示されるように、微小ドットの印刷再現性を確認するために、６００〔ｄｐｉ〕の２ドット×２ドットパターンを使用した。６００〔ｄｐｉ〕の２ドット×２ドットパターンとは、図に示される１マスを６００〔ｄｐｉ〕の１ドットとしたとき、縦２ドット×横２ドットで形成される微小ドットの周りに２ドット分の隙間が形成されるパターンである。
【０１４４】
そして、印刷した６００〔ｄｐｉ〕の２ドット×２ドットパターンにおいて、画像解析ソフトＳＡＬＴ（レーザーテック（株）製）で１００個の微小ドットを抽出し、各微少ドットの面積を測定し、該面積に対応する円相当直径を算出し、各微少ドットの円相当直径のデータの標準偏差σを算出し、該標準偏差σの値に基づいて微小ドットの印刷再現性の確認を行った。
【０１４５】
前記第１の実施の形態における円形度が０．９２のトナーＴの場合、標準偏差σは４．１〔μｍ〕であったのに対し、本実施の形態における円形度が０．９５のトナーＴの場合、標準偏差σは２．５〔μｍ〕となり、微小ドットのばらつきが小さいことが分かる。
【０１４６】
このように、本実施の形態においては、乳化重合法によって製造され、体積平均粒径が６．５〔μｍ〕以上、かつ、７．５〔μｍ〕以下であり、ブローオフ帯電量が−３６〔μＣ／ｇ〕である非磁性一成分のトナーＴが使用され、前記現像ローラ３３の表面層３３ｃの主成分がアクリル樹脂にされ、表面層３３ｃの摩擦係数μが０．６以上、かつ、１．４以下にされ、ローラ間駆動トルクＴｑが１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下にされるので、トナー供給ローラ３４によって現像ローラ３３上の未現像トナーを十分に掻き取ることができ、未現像トナーが現像ローラ３３上に残留するのを抑制することができる。したがって、用紙Ｐに残像が形成されるのを抑制することができるので、画像品位が低下するのを防止することができる。なお、体積平均粒径が６．５〔μｍ〕以上、かつ、７．５〔μｍ〕以下であり、ブローオフ帯電量が−５０〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３０〔μＣ／ｇ〕以下である非磁性一成分のトナーＴを使用した場合でも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
また、現像ローラ３３の表面粗さＲｚが４〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下にされるので、印刷濃度を十分に高くすることができ、用紙Ｐに汚れが発生するのを抑制することができる。
【０１４８】
さらに、本実施の形態においては、乳化重合法によって製造されたトナーＴが使用されるので、トナーＴの円形度を高くすることができ、印刷時の微小ドットの印刷再現性を高くすることができる。
【０１４９】
前記各実施の形態においては、用紙に直接トナー像を転写するプリンタについて説明しているが、トナー像を、ドラムベルト等の中間転写材に転写し、更に用紙に転写するようにした中間転写方式の画像形成装置にも適用することができる。
【０１５０】
また、前記各実施の形態においては、カラープリンタについて説明しているが、本発明を、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に適用することができる。
【０１５１】
なお、本発明は前記各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。
【符号の説明】
【０１５２】
１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ 画像形成ユニット
３３ 現像ローラ
３３ｂ 弾性層
３３ｃ 表面層
３４ トナー供給ローラ
Ｔ トナー
Ｔｑ ローラ間駆動トルク
μ、μｉ 摩擦係数
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタは、画像形成ユニット、ＬＥＤヘッド、転写ローラ、定着器等を備え、前記画像形成ユニットは、画像形成ユニットの本体、すなわち、画像形成ユニット本体、及び該画像形成ユニット本体に対して着脱自在に配設されたトナーカートリッジから成り、前記画像形成ユニット本体内には、感光体ドラム、帯電ローラ、現像剤担持体としての現像ローラ、現像ブレード、トナー供給ローラ、クリーニングブレード等が配設されるようになっている。
【０００３】
前記プリンタにおいては、帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて、静電潜像が形成される。一方、前記トナーカートリッジから画像形成ユニット本体内に供給された現像剤としてのトナーは、トナー供給ローラによって現像ローラに供給され、現像ブレードによって現像ローラ上にトナーの薄層が形成される。そして、現像ローラ上のトナーを、感光体ドラム上の静電潜像に付着させ、該静電潜像を現像することによって感光体ドラム上にトナー像が形成される。続いて、該トナー像は、転写ローラによって媒体としての用紙に転写され、定着器において用紙に定着させられて、画像が形成される。
【０００４】
なお、前記トナー供給ローラは、現像ローラと当接させて、かつ、同じ方向に回転自在に配設され、現像ローラにトナーを供給するとともに、現像ローラ上のトナーのうちの、現像に使用されず、現像ローラ上に残留したトナー、すなわち、未現像トナーを掻き取る。
【０００５】
ところで、前記現像ローラにおいては、ウレタンから成る弾性層の表面にイソシアネート処理を施すことによって表面層が形成されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３１３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の現像ローラにおいては、現像ローラの表面の摩擦係数を十分に低くすることができず、トナー供給ローラによって現像ローラ上の未現像トナーを十分に掻き取ることができない。その結果、未現像トナーが現像ローラ上に残留し、未現像トナーによるトナー像が感光体ドラム上に形成され、用紙に残像が形成されることがあり、画像品位が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の現像ローラの問題点を解決して、媒体に残像が形成されるのを抑制することができ、画像品位が低下するのを防止することができる画像形成ユニット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】
【０００９】
そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、現像剤担持体と、該現像剤担持体と接触させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを有する。
【００１０】
そして、前記現像剤担持体は、弾性層、及び該弾性層上に形成され、アクリル樹脂を主成分とする表面層を備える。
【００１１】
また、該表面層の摩擦係数は０．６以上、かつ、１．４以下であり、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の駆動トルクは、１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、現像剤担持体と、該現像剤担持体と接触させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを有する。
【００１３】
そして、前記現像剤担持体は、弾性層、及び該弾性層上に形成され、アクリル樹脂を主成分とする表面層を備える。
【００１４】
また、該表面層の摩擦係数は０．６以上、かつ、１．４以下であり、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の駆動トルクは、１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下である。
【００１５】
この場合、現像剤供給部材によって現像剤担持体上の未現像の現像剤を十分に掻き取ることができるので、未現像の現像剤が現像剤担持体上に残留するのを抑制することができる。したがって、媒体に残像が形成されるのを抑制することができるので、画像品位が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるカラープリンタの概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における回転伝達系を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの正面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第１の概念図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第２の概念図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの摩擦係数の測定方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるローラ間駆動トルクの測定方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における残像評価パターンを示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における残像評価パターンの拡大図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における残像レベルを説明するための図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における摩擦係数及びローラ間駆動トルクを異ならせたときの残像レベルを示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における摩擦係数及びローラ間駆動トルクを異ならせたときの残像レベルを示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における微小ドットの印刷再現性の確認方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。この場合、画像形成装置としてのカラーのプリンタ、すなわち、カラープリンタについて説明する。
【００１８】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるカラープリンタの概略図である。
【００１９】
図に示されるように、カラープリンタの下部には、媒体収容部としての用紙カセット１１が配設され、該用紙カセット１１内に媒体としての図示されない用紙が収容される。そして、前記用紙カセット１１の前端に隣接させて、用紙を１枚ずつ分離させて給紙するための給紙機構が配設される。該給紙機構は、ホッピングローラ１２及び分離ローラ１３を備え、給紙機構によって給紙された用紙は、上方に配設された搬送ローラ１４に送られ、更に搬送ローラ１５に送られ、斜行が矯正された後、用紙の搬送方向における上流側から順に配設されたブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像を形成する画像形成部としての画像形成ユニット（現像装置）１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに送られる。
【００２０】
該各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃには、像担持体としての感光体ドラム３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃが配設され、該各感光体ドラム３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃの表面を露光（被露光部の電荷を除去）して潜像としての静電潜像を形成するための露光装置としてのＬＥＤヘッド２２Ｂｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃが、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに隣接させて、かつ、各感光体ドラム３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃと対向させて配設される。
【００２１】
また、前記各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに沿って、転写ユニットｕ１が配設され、該転写ユニットｕ１は、第１のローラとしての駆動ローラｒ１、第２のローラとしての従動ローラｒ２、前記駆動ローラｒ１と従動ローラｒ２とによって走行自在に張設された搬送部材としての転写ベルト１７、及び該転写ベルト１７を挟んで、前記感光体ドラム３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃと対向させて配設された転写部材としての転写ローラ２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃを備える。前記転写ベルト１７及び転写ローラ２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃは、図示されない転写用の電源と接続され、所定の電圧が印加される。
【００２２】
前記用紙は、前記転写ベルト１７が走行させられるのに伴って搬送され、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃと転写ローラ２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃとの間を通過させられ、該各転写ローラ２１Ｂｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃによって、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて形成された各色の現像剤像としてのトナー像が順次重ねて転写され、カラーのトナー像が形成される。
【００２３】
続いて、用紙は、定着装置としての定着器１８に送られ、該定着器１８においてカラーのトナー像が定着させられ、カラー画像が形成される。そして、定着器１８から排出された用紙は、搬送ローラ１９によって搬送された後、排出ローラ２０によってカラープリンタの本体、すなわち、装置本体外に排出される。
【００２４】
なお、２５は、転写ベルト１７上に付着した現像剤としてのトナーを掻き取るための第１のクリーニング部材としてのクリーニングブレードであり、該クリーニングブレード２５によって掻き取られたトナーは廃トナーボックス２６に回収される。
【００２５】
次に、前記画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃについて説明する。なお、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの構造は同じであるので、ブラックの画像形成ユニット１６Ｂｋについてだけ説明する。
【００２６】
図３は本発明の第１の実施の形態における画像形成ユニットの概略図である。
【００２７】
図に示されるように、画像形成ユニット１６Ｂｋにおいて、画像形成ユニット１６Ｂｋの本体、すなわち、画像形成ユニット本体３７に対して、トナーＴが収容された現像剤カートリッジとしてのトナーカートリッジ４１が着脱自在に配設され、該トナーカートリッジ４１から前記画像形成ユニット本体３７内に配設された現像器３０にトナーＴが供給される。
【００２８】
そのために、トナーカートリッジ４１における現像剤収容体としてのケース４３の下面に、現像剤供給口としてのトナー供給口４４が形成され、該トナー供給口４４を開閉するために、開閉部材としての図示されないシャッタが移動自在に、本実施の形態においては、回動自在に配設される。
【００２９】
一方、画像形成ユニット本体３７には、トナーカートリッジ４１を取り付けるために、凹面から成る取付面が形成され、該取付面に、前記トナー供給口４４と対応させて現像剤補給口としてのトナー補給口４５が形成される。したがって、シャッタを回動させてトナー供給口４４を開放すると、トナーカートリッジ４１内のトナーＴがトナー補給口４５を介して画像形成ユニット本体３７内に供給される。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、前記トナーＴとして、非磁性一成分のトナーが使用され、現像器３０において一成分現像方式による現像が行われる。
【００３１】
前記トナーＴは、粉砕法によって製造され、バインダーとしてポリエステル樹脂を使用した負帯電性のトナーである。前記トナーＴの体積平均粒径は５．７〔μｍ〕であり、円形度は０．９２であり、ブローオフ帯電量は−３６〔μＣ／ｇ〕である。なお、体積平均粒径の測定には、コールターマルチライザーII（コールター社製）を、円形度の測定には
、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００（シスメックス（株）製）を使用した。また、ブローオフ帯電量の測定には、粉体帯電量測定装置ＴＹＰＥ ＴＢ−２０３（京セラ（株）製）を使用し、トナー０．５〔ｇ〕とフェライトキャリア（Ｆ−６０）（パウダーテック（株）製）９．５〔ｇ〕とを混合し、３０〔分〕攪拌した後、ブロー圧を７．０〔ｋＰａ〕とし、吸引圧を−４．５〔ｋＰａ〕として飽和帯電量を測定した。
【００３２】
前記画像形成ユニット本体３７は、矢印ａ方向に回転自在に配設された前記感光体ドラム３１Ｂｋ、該感光体ドラム３１Ｂｋと接触させて矢印ｂ方向に回転自在に配設され、図示されない帯電用の電源に接続され、所定の電圧が印加されて前記感光体ドラム３１Ｂｋの表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ３２、前記現像器３０、トナー像の転写後に感光体ドラム３１Ｂｋに残留したトナーＴを掻き取ることによって除去し、廃トナーとして回収して、トナーカートリッジ４１内に送るための第２のクリーニング部材としてのクリーニングブレード３６等を備える。
【００３３】
前記現像器３０は、矢印ｅ方向に回転自在に配設され、回転に伴って、前記トナーカートリッジ４１から供給されたトナーＴを攪拌する攪拌部材２８、前記感光体ドラム３１Ｂｋと接触させて矢印ｃ方向に回転自在に配設され、トナーＴを担持する現像剤担持体としての現像ローラ３３、該現像ローラ３３と接触させて、現像ローラ３３と同じ方向、すなわち、矢印ｄ方向に回転自在に配設され、現像ローラ３３にトナーＴを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ３４、先端を現像ローラ３３に当接させて配設され、現像ローラ３３上に供給されたトナーＴの層、すなわち、トナー層を一定の厚さに規制し、トナーＴを薄層化する現像剤層規制部材としての現像ブレード３５等を備える。
【００３４】
該現像ブレード３５は、現像ローラ３３との接触部（曲げ部）が曲折させられたステンレス鋼製の板材によって形成され、板材の厚さは０．０８〔ｍｍ〕であり、接触部の曲率半径Ｒは０．１８〔ｍｍ〕であり、現像ローラ３３に対する線圧は３０〔ｇｆ／ｃｍ〕である。
【００３５】
次に、前記感光体ドラム３１Ｂｋ、現像ローラ３３、トナー供給ローラ３４及び現像ブレード３５について説明する。
【００３６】
図１は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの断面図、図４は本発明の第１の実施の形態における回転伝達系を説明するための図、図５は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの正面図、図６は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの抵抗値の測定装置を示す第１の概念図、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抵抗値の測定装置を示す第２の概念図である。
【００３７】
図において、３１Ｂｋは感光体ドラム、３３は現像ローラ、３４はトナー供給ローラであり、前記感光体ドラム３１Ｂｋは、アルミニウム製の素管から成るドラム、該ドラム上に形成された電荷発生層、及び該電荷発生層上に形成された電荷輸送層を備え、前記ドラムを貫通させて回転軸ｓｈ１が配設される。ドラムを構成する管材の厚さは７５〔ｍｍ〕であり、ドラムの長さＬｄは２４５〔ｍｍ〕であり、電荷発生層の膜厚は０．５〔μｍ〕であり、電荷輸送層の膜厚は１８〔μｍ〕である。また、感光体ドラム３１Ｂｋの外径は３０〔ｍｍ〕であり、回転軸ｓｈ１の外径Ｄｄは８〔ｍｍ〕である。
【００３８】
前記電荷発生層を形成する電荷発生物質として、セレン、セレンの合金、セレン化ヒ素化合物、硫化カドミニウム、酸化亜鉛等の無機光導電物質を使用したり、フタロシアニン、アゾ色素、キナクリドン、多環キノン、ピリリウム塩、チアピリリウム塩、インジコ、アントアントロン、ピラントロン、シアニン等の有機顔料、又は染料を使用したりすることができる。そして、電荷輸送層を形成する電荷発生物質（電子供与性物質）として、カルバゾール、インドール、イミダゾール、オキサゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール等の複素環化合物を使用したり、アニリン誘導体、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン誘導体、スチルベン誘導体、又はこれらの化合物から成る基を主鎖又は側鎖に有する重合体等を使用したりすることができる。
【００３９】
また、前記現像ローラ３３は、ステンレス鋼製の芯金３３ａ、該芯金３３ａ上にロール状に形成された弾性層３３ｂ、及び該弾性層３３ｂ上に形成された表面層３３ｃを備え、前記芯金３３ａの両端から回転軸ｓｈ２が突出させて形成される。
【００４０】
前記弾性層３３ｂの長さＬ１は２３０〔ｍｍ〕（Ａ４判サイズの用紙への印刷に対応させて設定される。）であり、現像ローラ３３の外径Ｄ１は１５．９〔ｍｍ〕であり、芯金３３ａの外径Ｄ２は１０〔ｍｍ〕である。また、現像ローラ３３のアスカーＣ硬度は７６〔°〕である。なお、前記感光体ドラム３１Ｂｋのドラムの両端は、現像ローラ３３の弾性層３３ｂの両端より距離ｈ１（＝１７．５〔ｍｍ〕）ずつ突出させられる。
【００４１】
前記弾性層３３ｂにおいては、ベースポリマーとしてポリエーテル系ポリオール及び脂肪族系イソシアネートが使用され、現像ローラ３３の抵抗値を調整するために、導電材としてカーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）が添加される。なお、カーボンブラックの添加量は、ウレタン成分１００〔重量部〕に対して５〔重量部〕以下とした。
【００４２】
前記現像ローラ３３の抵抗値は、１×１０5 〔Ω〕以上、かつ、１１×１０7 〔Ω〕以下の範囲が好ましく、本実施の形態においては、１×１０6 〔Ω〕とした。また、現像ローラ３３の外径Ｄ１を所望の値にするために、現像ローラ３３の表面に粗研磨、フィニッシャー研磨等の研磨を行った。
【００４３】
次に、前記現像ローラ３３の抵抗値の測定方法について説明する。
【００４４】
現像ローラ３３の抵抗値を測定するに当たり、測定装置としてハイレジスタンスメータ（型番：４３３９Ｂ）（ヒューレット・パッカード社製）５１を使用した。現像ローラ３３の軸方向における６箇所に、幅が２．０〔ｍｍ〕であり、直径が６．０〔ｍｍ〕であるステンレス鋼製のボールベアリング５２ａ〜５２ｆを２０〔ｇｆ〕の力で接触させ、現像ローラ３３に１００〔Ｖ〕の直流電圧を印加し、現像ローラ３３を５０〔ｒｐｍ〕の速度で回転させ、芯金３３ａとローラ表面との間の抵抗値を測定した。
【００４５】
なお、ボールベアリング５２ａ〜５２ｆごとに、現像ローラ３３を１回転させる間に、円周上の１００ポイントで抵抗値を測定し、合計で６００ポイントで抵抗値を測定し、各ポイントにおける抵抗値の平均値を現像ローラ３３の抵抗値とした。
【００４６】
また、トナー供給ローラ３４は、ステンレス鋼製の芯金３４ａ、及び該芯金３４ａ上にロール状に形成された弾性層３４ｂを備え、前記芯金３４ａは、弾性層３４ｂの両端から突出させて形成され、回転軸ｓｈ３として機能する。前記弾性層３４ｂの長さＬ２は２２０〔ｍｍ〕であり、芯金３４ａの外径は６〔ｍｍ〕である。なお、前記現像ローラ３３の弾性層３３ｂの両端は、トナー供給ローラ３４の弾性層３４ｂの両端より距離ｈ２（＝５〔ｍｍ〕）ずつ突出させられる。
【００４７】
前記弾性層３４ｂはシリコーンゴムスポンジから成り、該シリコーンゴムスポンジは、未加硫のシリコーンゴムコンパウンドを押出し等の方法で成形し、加熱して加硫発泡させることによって形成される。前記シリコーンゴムコンパウンドは、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等の生ゴムに、補強性シリカ充填剤、加硫硬化に必要な加硫剤及び発泡剤を添加することによって形成される。該発泡剤としては、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、ＡＤＣＡ等の有機発泡剤を使用することができる。また、弾性層３４ｂに半導電性を持たせる場合は、生ゴムにアセチレンブラック、カーボンブラック等を添加する。さらに、弾性層３４ｂの硬度は、加硫剤を添加量を変更することによって調整することができる。
【００４８】
前記弾性層３４ｂのセル目（発泡によって生じた微細な孔）の直径は、２００〔μｍ〕以上、かつ、５００〔μｍ〕以下であり、アスカーＦ硬度は５０〔°〕以上、かつ、８０〔°〕以下である。
【００４９】
ところで、前記感光体ドラム３１Ｂｋ、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４は、装置本体に配設された駆動部としての図示されない駆動モータの回転を受けて回転させられる。
【００５０】
そのために、画像形成ユニット本体３７内において、感光体ドラム３１Ｂｋ、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４の両端に、支持板部材としての軸受けフレーム６５ａ、６５ｂが互いに対向させて配設され、感光体ドラム３１Ｂｋ、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４が、回転軸ｓｈ１〜ｓｈ３を介して軸受けフレーム６５ａ、６５ｂによって回転自在に支持される。なお、軸受けフレーム６５ａ、６５ｂには図示されない軸受けが配設される。
【００５１】
また、感光体ドラム３１Ｂｋ、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４の軸受けフレーム６５ａ側の端部には、それぞれ、第１のギヤとしての感光体ドラムギヤ６１、第２のギヤとしての現像ローラギヤ６２及び第３のギヤとしてのトナー供給ローラギヤ６３が取り付けられ、軸受けフレーム６５ａに第４のギヤとしてのアイドルギヤ６４が回転自在に支持される。前記現像ローラギヤ６２は、大ギヤ６２ａ及び小ギヤ６２ｂを備えた２段構造を有する。
【００５２】
そして、前記駆動モータと感光体ドラムギヤ６１とが回転伝達系を構成するギヤトレーンを介して接続され、感光体ドラムギヤ６１と大ギヤ６２ａとが、小ギヤ６２ｂとアイドルギヤ６４とが、アイドルギヤ６４とトナー供給ローラギヤ６３とが噛合させられ、前記感光体ドラムギヤ６１が、前記ギヤトレーンを介して駆動モータからの回転を受けて矢印ａ方向に回転させられると、現像ローラギヤ６２が矢印ｃ方向に、アイドルギヤ６４が矢印ｆ方向に、トナー供給ローラギヤ６３が矢印ｄ方向に回転させられる。
【００５３】
また、前記回転軸ｓｈ１〜ｓｈ３の位置が、軸受けフレーム６５ａ、６５ｂによって決められ、本実施の形態において、前記感光体ドラム３１Ｂｋと現像ローラ３３との軸間距離ｋ１は２２．９〔ｍｍ〕であり、感光体ドラム３１Ｂｋと現像ローラ３３とのニップ量は０．０５〔ｍｍ〕であり、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との軸間距離ｋ２は１４．７〔ｍｍ〕である。
【００５４】
次に、前記感光体ドラムギヤ６１、現像ローラギヤ６２、トナー供給ローラギヤ６３及びアイドルギヤ６４について説明する。
【００５５】
【表１】
【００５６】
表１に、感光体ドラムギヤ６１、現像ローラギヤ６２の大ギヤ６２ａ及び小ギヤ６２ｂ、トナー供給ローラギヤ６３並びにアイドルギヤ６４の歯先円直径、歯底円直径、歯数、ねじれ角及び周速度比を表す。なお、周速度比は、感光体ドラム３１Ｂｋの周速度ＶＢｋに対する大ギヤ６２ａの周速度Ｖ６２ａの比γ１、及び周速度ＶＢｋに対するトナー供給ローラ３４の周速度Ｖ３４の比γ２
γ１＝Ｖ６２ａ／ＶＢｋ
γ２＝Ｖ３４／ＶＢｋ
で表される。本実施の形態において、周速度比は、感光体ドラム３１Ｂｋの外径を３０〔ｍｍ〕とし、現像ローラ３３の外径Ｄ１を１５．９〔ｍｍ〕とし、トナー供給ローラ３４の外径Ｄｓを１５．５〔ｍｍ〕として算出した。
【００５７】
次に、前記画像形成ユニット１６Ｂｋの動作について説明する。
【００５８】
まず、帯電ローラ３２（図３）によって一様に帯電させられた感光体ドラム３１Ｂｋの表面がＬＥＤヘッド２２Ｂｋによって露光され、感光体ドラム３１Ｂｋの表面に静電潜像が形成される。該静電潜像は、現像ローラ３３から供給されるトナーＴによって現像（顕像化）され、感光体ドラム３１Ｂｋ上にトナー像が形成される。
【００５９】
そのために、前記シャッタを回動させ、トナーカートリッジ４１におけるトナー供給口４４を開放すると、トナーカートリッジ４１内のトナーＴがトナー供給口４４を介して所定量だけ落下して現像器３０に供給される。該現像器３０において、トナーＴは、攪拌部材２８の回転に伴って攪拌され、トナー供給ローラ３４に供給される。該トナー供給ローラ３４は、現像ローラ３３と同じ方向に、各周速度に一定の差を形成しながら互いに摺動して回転させられ、現像ローラ３３との電位差に基づいて、トナーＴを現像ローラ３３に供給するとともに、現像に使用されず、現像ローラ３３上に残留した未現像トナーを掻き取る。
【００６０】
そして、現像ローラ３３に供給されたトナーＴは、現像ローラ３３の回転に伴って現像ブレード３５によって薄層化され、現像ローラ３３上に一定の厚さのトナー層を形成する。続いて、現像ローラ３３上のトナーＴは、感光体ドラム３１Ｂｋと対向する領域、すなわち、現像領域に搬送され、該現像領域において、感光体ドラム３１Ｂｋ上の静電潜像による静電気力によって引き付けられ、感光体ドラム３１Ｂｋ上の静電潜像が形成された部分に付着させられて、トナー像を形成する。
【００６１】
そして、感光体ドラム３１Ｂｋ上のトナー像は転写ローラ２１Ｂｋによって用紙に転写され、転写後に感光体ドラム３１Ｂｋ上に残留したトナーＴはクリーニングブレード３６によって掻き取られて除去される。
【００６２】
ところで、前述されたように、前記トナー供給ローラ３４は、現像ローラ３３にトナーＴを供給するとともに、現像ローラ３３上の未現像トナーを掻き取るようになっている。ところが、未現像トナーが十分に掻き取られず、現像ローラ３３上に残留すると、未現像トナーによるトナー像が感光体ドラム３１Ｂｋ上に形成され、用紙に残像が形成されてしまう。
【００６３】
この場合、未現像トナーを十分に掻き取ることができるかどうかは、現像ローラ３３の表面の状態、及び現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との当接状態によって決まる。
【００６４】
そこで、現像ローラ３３の外径Ｄ１を一定にし、現像ローラ３３の表面粗さ、本実施の形態においては、表面の周方向の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）及び摩擦係数（本実施の形態においては、動摩擦係数）μを変更し、トナー供給ローラ３４のアスカーＦ硬度、外径Ｄｓ及びニップ量ｎｐを変更して、印刷試験を行った。そして、印刷試験を行ったときの、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との間の駆動トルク、すなわち、ローラ間駆動トルクＴｑを測定するとともに、残像が形成されたかどうかを表す残像レベルを判断した。
【００６５】
前記印刷試験において、印刷速度を、Ａ４判の用紙サイズの縦方向の印刷を行う際の４２〔ｐｐｍ〕（枚／分）とし、感光体ドラム３１Ｂｋの周速度ＶＢｋを２４９〔ｍｍ／ｓｅｃ〕とした。そして、現像ローラ３３に印加される電圧、すなわち、現像バイアスを、べた印刷濃度が１．５程度になるように、−２５０〔Ｖ〕以上、かつ、−１７０〔Ｖ〕以下にし、トナー供給ローラ３４に印加される電圧、すなわち、現像剤供給バイアスを、現像バイアスの絶対値より７０〔Ｖ〕高くし、−３２０〔Ｖ〕以上、かつ、−２４０〔Ｖ〕以下にした。前記べた印刷濃度は、濃度測定装置「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（エックスライト社製）で測定した。
【００６６】
また、十点平均粗さＲｚは、表面粗さ測定器「サーフコーダＳＥＦ３５００」（小坂研究所製）を使用し、表面粗さ測定器の触針半径を２〔μｍ〕とし、触針圧を０．７〔ｍＮ〕とし、触針の送り速さを０．１〔ｍｍ／ｓｅｃ〕として測定した。
【００６７】
そして、前記現像ローラ３３の摩擦係数μを次の測定方法によって測定した。
【００６８】
図８は本発明の第１の実施の形態における現像ローラの摩擦係数の測定方法を説明するための図である。
【００６９】
図において、７０はテンションゲージ「ＤＩＧＩＴＡＬ ＦＯＲＣＥ ＧＡＵＧＥ ＺＰ−５０Ｎ」（ＩＭＡＤＡ製）、７３は矢印方向に移動させられるステージ「小型直動シリーズＳＰＬ４２」（オリエンタルモータ（株）製）であり、該ステージ７３にテンションゲージ７０が固定される。
【００７０】
そして、図示されない治具等によって現像ローラ３３を回転自在に支持し、ベルト７１（幅５０〔ｍｍ〕、長さ２００〔ｍｍ〕）を、所定の角度θ（本実施の形態においては、９０〔°〕）にわたって現像ローラ３３と接触させて配設し、ベルト７１の一端をテンションゲージ７０に、他端を重り７２に取り付けた。この状態でステージ７３を１．２〔ｍｍ／ｓｅｃ〕の速度で５〔秒〕間、矢印方向に移動させ、そのとき、テンションゲージ７０に加わる荷重Ｋを読み取った。
【００７１】
前記ベルト７１には、表面状態の固体差が少ないものとして、「エクセレントホワイト紙ＰＰＲ−ＣＡ４ＮＡ」（（株）沖データ製）８０〔ｇ／ｍ２〕を使用した。前記重り７２は重量Ｗｉ（ｉ＝１、２、３）が５０〔ｇ〕、１０〔ｇ〕及び１５〔ｇ〕のものを使用した。
【００７２】
各重量Ｗｉの重り７２を使用したときの摩擦係数μｉ（ｉ＝１、２、３）は、オイラーのベルト式によって
μｉ＝１／θ×１ｎ（Ｋ／Ｗｉ）
算出することができる。なお、本実施の形態において、現像ローラ３３の摩擦係数μは摩擦係数μｉの平均値とした。
【００７３】
そして、前記ニップ量ｎｐは、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４とのニップ量であり、現像ローラ３３の外径Ｄ１、トナー供給ローラ３４の外径Ｄｓ、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との軸間距離ｋ２（＝１４．７〔ｍｍ〕）に基づいて、
ｎｐ＝（Ｄ１＋Ｄｓ）／２−ｋ２
＝（Ｄ１＋Ｄｓ）／２−１４．７
とした。
【００７４】
さらに、前記ローラ間駆動トルクＴｑを次の測定方法によって測定した。
【００７５】
図９は本発明の第１の実施の形態におけるローラ間駆動トルクの測定方法を説明するための図である。
【００７６】
ローラ間駆動トルクＴｑの測定を行うに当たり、図に示されるような測定用の画像形成ユニットを使用した。該画像形成ユニットは、感光体ドラム３１Ｂｋを備えず、感光体ドラム３１Ｂｋの回転軸ｓｈ１、感光体ドラムギヤ６１、現像ローラ３３、現像ローラギヤ６２、トナー供給ローラ３４、トナー供給ローラギヤ６３、アイドルギヤ６４及び軸受けフレーム６５ａ、６５ｂを備える。
【００７７】
そして、感光体ドラムギヤ６１を図示されないドライブギヤを介して測定用の駆動部としての測定用駆動モータに接続し、該測定用駆動モータを駆動し、感光体ドラム３１Ｂｋが２４９〔ｍｍ／ｓｅｃ〕の周速度ＶＢｋで回転させられるときの回転速度で感光体ドラムギヤ６１を矢印ａ方向に回転させ、現像ローラギヤ６２を矢印ｃ方向に、アイドルギヤ６４を矢印ｆ方向に、トナー供給ローラギヤ６３を矢印ｄ方向に回転させた。また、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させる際に、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４の表面にトナーＴをまぶして付着させた。
【００７８】
ところで、前述されたように、感光体ドラムギヤ６１を回転させると、現像ローラギヤ６２が矢印ｃ方向に、トナー供給ローラギヤ６３が矢印ｄ方向に回転させられ、現像ローラ３３が矢印ｃ方向に、トナー供給ローラ３４が矢印ｄ方向に回転させられる。そして、表１に示されるように、現像ローラ３３は、感光体ドラム３１Ｂｋに対して周速度比が１．２５９の周速度で、トナー供給ローラ３４は、感光体ドラム３１Ｂｋに対して周速度比が０．８３４の周速度で、互いに摺動しながら、同じ方向に回転させられる。
【００７９】
この場合、互いに摺動しながら、同じ方向に回転させられる現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させるのに必要なトルクは、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との接触圧力が小さいほど小さく、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との接触圧力が大きいほど大きい。
【００８０】
したがって、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させるのに必要なトルクが小さい場合、未現像トナーを十分に掻き取ることができないのに対して、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させるのに必要なトルクが大きい場合、未現像トナーを十分に掻き取ることができる。そこで、本実施の形態においては、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させるのに必要なトルクを、ローラ間駆動トルクＴｑとして測定した。
【００８１】
該ローラ間駆動トルクＴｑは、前記測定用駆動モータとドライブギヤとを連結するシャフト上に配設されたトルクセンサによって測定した。なお、トルクセンサとして、「トルク検出器ＳＳ−０１０」（（株）小野測器製）を使用した。
【００８２】
なお、前記測定用の画像形成ユニットにおいて、現像ローラ３３と感光体ドラム３１Ｂｋとが接触させられていると、現像ローラ３３及びトナー供給ローラ３４を回転させるのに必要なトルクがその分大きくなり、ローラ間駆動トルクＴｑの測定値の変化を認識するのが困難になる。そこで、前述されたように、測定用の画像形成ユニットにおいては、感光体ドラム３１Ｂｋを備えないようにした。
【００８３】
次に、前記残像レベルを判断するための残像評価パターンについて説明する。
【００８４】
図１０は本発明の第１の実施の形態における残像評価パターンを示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における残像評価パターンの拡大図である。
【００８５】
図において、Ｐは用紙、Ｐｔ１は印刷試験を行うために作成され、印刷される残像評価パターンであり、該残像評価パターンＰｔ１は、用紙Ｐの前端（搬送方向における前端）の近傍の部分に形成される画像印刷領域ＡＲ１、及び該画像印刷領域ＡＲ１より後方に形成されるべた印刷領域ＡＲ２から成り、画像印刷領域ＡＲ１に、所定の画像、本実施の形態においては、文字「Ａ」が白抜きで形成される白抜き画像部ｐｗ、及び文字「Ａ」が黒字で形成される黒画像部ｐｂが交互に形成される。
【００８６】
前記画像印刷領域ＡＲ１の前端から現像ローラ３３の１周期分の距離ε１だけ後方のラインを評価開始線Ｌｓとすると、べた印刷領域ＡＲ２における前記評価開始線Ｌｓより後方の部分に、白抜きで形成された文字「Ａ」及び黒字で形成された文字「Ａ」の残像が形成される可能性がある。
【００８７】
そこで、評価開始線Ｌｓから所定の距離ε２だけ更に後方のラインを評価終了線Ｌｅとし、評価開始線Ｌｓから評価終了線Ｌｅまでの部分で、べた印刷領域ＡＲ２の印刷濃度に基づいて、文字「Ａ」の残像が形成されているかどうかを判断した。なお、本実施の形態において、現像ローラ３３の１周期分の距離ε１は、現像ローラ３３の外径Ｄ１が１５．９〔ｍｍ〕であり、感光体ドラム３１Ｂｋに対する現像ローラ３３の周速度比が１．２５９であるので、
ε１＝１５．９×π／１．２５９
≒３９．７〔ｍｍ〕
である。
【００８８】
ところで、本実施の形態においては、前述されたように、現像ローラ３３の表面に表面層３３ｃ（図１）が形成される。
【００８９】
次に、表面層３３ｃについて説明する。
〔実施例１〕
この場合、弾性層３３ｂ上に、アクリル樹脂の溶液を塗布することによって、アクリル樹脂を主成分とする表面層３３ｃを形成した。前記アクリル樹脂の溶液は、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体を主鎖とするアクリル樹脂（分子量１０万）を、揮発性の有機溶媒であるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランを混合した溶液、すなわち、混合溶液によって希釈することにより作成した。
【００９０】
該混合溶液におけるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランの配合量は、それぞれ５０〔重量部〕である。また、前記混合溶液中におけるアクリル樹脂の濃度は、３〔重量部〕以上、かつ、２０〔重量部〕以下である。そして、表面層３３ｃに導電性を付与するために、アクリル樹脂とカーボンブラックとを配合するのが好ましい。このときの配合量は、アクリル樹脂が１００〔重量部〕であり、カーボンブラックが１〔重量部〕である。
【００９１】
このようにして形成されたアクリル樹脂の溶液を弾性層３３ｂ上にディッピングによって塗布し、加熱し乾燥させて表面層３３ｃを形成した。
〔実施例２〕
この場合、弾性層３３ｂ上に、アクリル−フッ素共重合樹脂の溶液を塗布することによって、アクリル−フッ素共重合樹脂を主成分とする表面層３３ｃを形成した。前記アクリル−フッ素共重合樹脂は、アクリル樹脂を構成するモノマー、及びフッ素樹脂を構成するモノマーを含有するモノマー混合物を共重合することによって形成した。前記アクリル−フッ素共重合樹脂の溶液は、前記アクリル−フッ素共重合樹脂を、揮発性の有機溶媒であるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランを混合した混合溶液で希釈することにより作成した。
【００９２】
該混合溶液におけるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランの配合量は、それぞれ５０〔重量部〕である。また、前記混合溶液中におけるアクリル−フッ素共重合樹脂の濃度は、３〔重量部〕以上、かつ、２０〔重量部〕以下である。そして、表面層３３ｃに導電性を付与するために、アクリル−フッ素共重合樹脂とカーボンブラックとを配合するのが好ましい。このときの配合量は、アクリル−フッ素共重合樹脂が１００〔重量部〕であり、カーボンブラックが１〔重量部〕である。
【００９３】
このようにして形成されたアクリル−フッ素共重合樹脂の溶液を弾性層３３ｂ上にディッピングによって塗布し、加熱し乾燥させて表面層３３ｃを形成した。
〔実施例３〕
この場合、弾性層３３ｂ上に、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物の溶液を塗布することによって、アクリル樹脂及びウレタン樹脂を主成分とする表面層３３ｃを形成した。前記アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物の溶液は、ウレタン樹脂として熱可塑性ポリエーテル系ウレタン樹脂を使用し、メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体を主鎖とするアクリル樹脂（分子量１０万）とウレタン樹脂とを、アクリル樹脂の重量割合が０．８以上になるように混合し、該混合物を、揮発性の有機溶媒であるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランを混合した混合溶液によって希釈することにより作成した。
【００９４】
該混合溶液におけるメチルエチルケトン及びテトラヒドロフランの配合量は、それぞれ５０〔重量部〕である。また、前記混合溶液中における前記アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物の濃度は、３〔重量部〕以上、かつ、２０〔重量部〕以下である。そして、表面層３３ｃに導電性を付与するために、前記アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物と、カーボンブラックとを配合するのが好ましい。このときの配合量は、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物が１００〔重量部〕であり、カーボンブラックが１〔重量部〕である。
【００９５】
このようにして形成されたアクリル樹脂の溶液を弾性層３３ｂ上にディッピングによって塗布し、加熱し乾燥させて表面層３３ｃを形成した。
〔比較例１〕
この場合、弾性層３３ｂにアクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物の溶液を塗布することによって表面層３３ｃを形成した。アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物において、アクリル樹脂とウレタン樹脂とを、重量割合５：５で混合した。その他の表面層３３ｃの形成条件は、実施例３と同じである。
〔比較例２〕
この場合、弾性層３３ｂにアクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物の溶液を塗布することによって表面層３３ｃを形成した。アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物において、アクリル樹脂とウレタン樹脂とを、重量割合２：８で混合した。その他の表面層３３ｃの形成条件は、実施例３と同じである。
〔比較例３〕
この場合、弾性層３３ｂの表面にイソシアネート処理を施すことによって、表面層を弾性層３３ｂと一体に形成した。
【００９６】
前記イソシアネート処理は、弾性層３３ｂの表面にイソシアネート化合物を含浸させ、熱硬化させることによって行われる。そのために、使用されるイソシアネート処理液は、イソシアネート化合物を酢酸エチル等の有機溶媒に溶解させ（酢酸エチルが１００〔重量部〕であり、イソシアネート化合物が２０〔重量部〕である。）、溶解液にカーボンブラック（例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等）を添加することによって得られる。
【００９７】
前記イソシアネート化合物としては、４．４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート等を使用することができる。
【００９８】
そして、前記イソシアネート処理液に現像ローラ３３を３０〔秒〕浸漬させた後、１００〔℃〕のオーブンで現像ローラ３３を１０〔時間〕加熱し、乾燥させた。さらに、乾燥後、イソシアネート処理が施された後の現像ローラ３３の表面の摩擦係数μを大きくし、トナーＴの帯電性を高くするために、現像ローラ３３の表面を有機溶媒のＩＰＡに浸漬させた布等で払拭することによって、現像ローラ３３の表面から有機溶媒を含浸させることにより、表面層のカーボン連鎖を伸縮させ、均一化し、安定化させた。
【００９９】
次に、前記実施例１〜３及び比較例１〜３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行い、図１０の残像評価パターンを印刷したときに、用紙に残像が形成されたかどうかを判断した。
【０１００】
実施例１の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表２に、実施例２の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表３に、実施例３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表４に、比較例１の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表５に、比較例２の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表６に、比較例３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表７に示す。
【０１０１】
【表２】
【０１０２】
【表３】
【０１０３】
【表４】
【０１０４】
【表５】
【０１０５】
【表６】
【０１０６】
【表７】
【０１０７】
各印刷試験において、現像ローラ３３の外径Ｄ１は、実施例１〜３及び比較例１〜３において１５．９〔ｍｍ〕であり、現像ローラ３３の十点平均粗さＲｚは、実施例１〜３及び比較例１〜３において３〔μｍ〕、５〔μｍ〕及び８〔μｍ〕であり、現像ローラ３３の摩擦係数μは、実施例１において０．６、０．９及び１．１であり、実施例２において０．６、０．７及び０．９であり、実施例３において０．９、１．１及び１．４であり、比較例１において１．５、１．６及び１．７であり、比較例２において１．５、１．７及び１．８であり、比較例３において１．７、１．７及び１．８である。
【０１０８】
また、トナー供給ローラ３４のアスカーＦ硬度は、実施例１〜３及び比較例１〜３において５０〔°〕、６０〔°〕、７０〔°〕及び８０〔°〕であり、トナー供給ローラ３４の外径Ｄｓは、実施例１〜３及び比較例１〜３において、アスカーＦ硬度が５０〔°〕である場合、１５．０〔ｍｍ〕及び１６．０〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が６０〔°〕である場合、１４．５〔ｍｍ〕、１５．０〔ｍｍ〕、１５．５〔ｍｍ〕及び１６．０〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が７０〔°〕である場合、１４．５〔ｍｍ〕、１５．０〔ｍｍ〕及び１５．５〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が８０〔°〕である場合、１４．０〔ｍｍ〕、１４．５〔ｍｍ〕及び１５．０〔ｍｍ〕である。なお、ニップ量ｎｐは、アスカーＦ硬度及びトナー供給ローラ３４の外径Ｄｓによって決まり、実施例１〜３及び比較例１〜３において、アスカーＦ硬度が５０〔°〕である場合、０．８〔ｍｍ〕及び１．３〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が６０〔°〕であり、かつ、トナー供給ローラ３４の外径Ｄｓが１５．０〔ｍｍ〕である場合、０．８〔ｍｍ〕、１．０〔ｍｍ〕及び１．３〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が６０〔°〕であり、かつ、トナー供給ローラ３４の外径Ｄｓが１４．５〔ｍｍ〕である場合、０．５〔ｍｍ〕、１．０〔ｍｍ〕及び１．３〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が７０〔°〕である場合、０．５〔ｍｍ〕、０．８〔ｍｍ〕及び１．０〔ｍｍ〕であり、アスカーＦ硬度が８０〔°〕である場合、０．３〔ｍｍ〕、０．５〔ｍｍ〕及び０．８〔ｍｍ〕である。
【０１０９】
次に、前記残像レベルについて説明する。
【０１１０】
図１２は本発明の第１の実施の形態における残像レベルを説明するための図である。
【０１１１】
この場合、残像評価パターンＰｔ１（図１０）を印刷し、白抜きで形成された文字「Ａ」及び黒字で形成された文字「Ａ」の残像が形成される可能性がある２箇所の測定点ρ１、ρ２の印刷濃度Ｄρ１、Ｄρ２を測定し、該印刷濃度Ｄρ１、Ｄρ２の濃度差ΔＤρを残像レベルの指標とした。
【０１１２】
そして、濃度差ΔＤρが閾値、本実施の形態においては、０．０５以下である場合、白抜きで形成された文字「Ａ」及び黒字で形成された文字「Ａ」のいずれの残像も形成されていないと判断することができ、表２〜７における残像レベルの判断結果が良好であることを○で表す。前記濃度差ΔＤρが０．０５より大きい場合、白抜きで形成された文字「Ａ」及び黒字で形成された文字「Ａ」の少なくとも一方の残像が形成されていると判断することができ、表２〜７における残像レベルの判断結果が良好でないことを×で表す。なお、測定点ρ１、ρ２の印刷濃度Ｄρ１、Ｄρ２は、濃度検出計「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（エックスライト社製）で測定した。
【０１１３】
次に、現像ローラ３３の摩擦係数μ及びローラ間駆動トルクＴｑを異ならせたときの残像レベルについて説明する。
【０１１４】
図１３は本発明の第１の実施の形態における摩擦係数及びローラ間駆動トルクを異ならせたときの残像レベルを示す図である。なお、図において、横軸にローラ間駆動トルクＴｑを、縦軸に摩擦係数μを採ってある。
【０１１５】
図において、○は印刷試験において残像レベルの判断結果が良好であることを、×は印刷試験において残像レベルの判断結果が良好でないことを示す。図に示されるように、残像レベルの判断結果が良好である現像ローラ３３は、表面層３３ｃの摩擦係数μが１．４以下であり、ローラ間駆動トルクＴｑが１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上であることが分かる。
【０１１６】
ただし、ローラ間駆動トルクＴｑが２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕より高い場合は、画像形成ユニット１６Ｂｋを駆動する際の負荷が高くなり、ジッタが発生した。この場合、画像形成ユニット１６Ｂｋを円滑に駆動するのが困難である。したがって、残像が形成されるのを抑制し、画像形成ユニット１６Ｂｋを円滑に駆動するためには、ロール間駆動トルクＴｑを１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下にするのが好ましい。
【０１１７】
また、現像ローラ３３の表面層３３ｃの摩擦係数μを０．６より低くするためには、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを３〔μｍ〕より小さくする必要があるが、その場合、現像ローラ３３上に形成されるトナー層の層厚が小さくなり、印刷濃度を十分に高くすることができない。例えば、べた印刷を行ったときの印刷濃度を前記濃度検出計「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（エックスライト社製）によって測定すると、１．３より低くなってしまう。したがって、残像が形成されるのを抑制し、印刷濃度を十分に高くすることができるようにするためには、表面層３３ｃの摩擦係数μを０．６以上、かつ、１．４以下にするのが好ましい。
【０１１８】
また、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを８〔μｍ〕より大きくすると、現像ローラ３３上のトナー層の層厚が過剰に大きくなり、用紙Ｐに汚れが発生した。したがって、印刷濃度を十分に高くすることができ、用紙Ｐに汚れが発生しないようにするためには、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを３〔μｍ〕以上、かつ、８〔μｍ〕以下にするのが好ましい。
【０１１９】
このように、本実施の形態においては、前記現像ローラ３３の表面層３３ｃの主成分がアクリル樹脂にされ、表面層３３ｃの摩擦係数μが０．６以上、かつ、１．４以下にされ、ローラ間駆動トルクＴｑが１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下にされるので、トナー供給ローラ３４によって現像ローラ３３上の未現像トナーを十分に掻き取ることができ、未現像トナーが現像ローラ３３上に残留するのを抑制することができる。したがって、用紙Ｐに残像が形成されるのを抑制することができるので、画像品位が低下するのを防止することができる。
【０１２０】
また、現像ローラ３３の表面粗さＲｚが３〔μｍ〕以上、かつ、８〔μｍ〕以下にされるので、印刷濃度を十分に高くすることができ、用紙Ｐに汚れが発生するのを抑制することができる。
【０１２１】
本実施の形態においては、粉砕法によって製造され、体積平均粒径が５．７〔μｍ〕であり、ブローオフ帯電量が−３６〔μＣ／ｇ〕である非磁性一成分のトナーが使用されるようになっているが、体積平均粒径が５．３〔μｍ〕以上、かつ、６．１〔μｍ〕以下であり、ブローオフ帯電量が−５０〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３０〔μＣ／ｇ〕以下である非磁性一成分のトナーを使用した場合にも、同様の効果を得ることができる。
【０１２２】
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、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【０１２３】
本実施の形態において、現像剤としてのトナーＴは、乳化重合法によって製造され、バインダーとしてスチレン−アクリル樹脂を使用した非磁性一成分の負帯電性のトナーである。前記トナーＴの体積平均粒径は、７．０〔μｍ〕であり、円形度は０．９５であり、ブローオフ帯電量は−３６〔μＣ／ｇ〕である。なお、体積平均粒径の測定には、コールターマルチライザーII（コールター社製）を、円形度の測定には、フロー式粒子像分析装
置ＦＰＩＡ−３０００（シスメックス（株）製）を使用した。また、ブローオフ帯電量の測定には、粉体帯電量測定装置ＴＹＰＥ ＴＢ−２０３（京セラ（株）製）を使用し、トナー０．５〔ｇ〕とフェライトキャリア（Ｆ−６０）（パウダーテック（株）製）９．５〔ｇ〕とを混合し、３０〔分〕攪拌した後、ブロー圧を７．０〔ｋＰａ〕とし、吸引圧を−４．５〔ｋＰａ〕として飽和帯電量を測定した。
【０１２４】
本実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、現像剤担持体としての現像ローラ３３の外径Ｄ１を一定にし、現像ローラ３３の表面粗さ、本実施の形態においては、表面の周方向の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）及び摩擦係数（本実施の形態においては、動摩擦係数）μを変更し、現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ３４のアスカーＦ硬度、外径Ｄｓ及びニップ量ｎｐを変更して、印刷試験を行った。そして、印刷試験を行ったときの、現像ローラ３３とトナー供給ローラ３４との間のローラ間駆動トルクＴｑを測定するとともに、残像レベルを判断した。
【０１２５】
また、前記印刷試験において、第１の実施の形態と同様に、印刷速度を、Ａ４判の用紙サイズの縦方向の印刷で４２〔ｐｐｍ〕とし、像担持体としての感光体ドラム３１Ｂｋの周速度ＶＢｋを２４９〔ｍｍ／ｓｅｃ〕とした。そして、現像ローラ３３に印加される現像バイアスを、べた印刷濃度が１．５程度になるように、−２５０〔Ｖ〕以上、かつ、−１７０〔Ｖ〕以下にし、トナー供給ローラ３４に印加される現像剤供給バイアスを、現像バイアスの絶対値より７０〔Ｖ〕高くし、−３２０〔Ｖ〕以上、かつ、−２４０〔Ｖ〕以下にした。なお、前記べた印刷濃度は、濃度測定装置「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（エックスライト社製）で測定した。
【０１２６】
次に、前記実施例１〜３及び比較例１〜３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行い、残像評価パターンＰｔ１（図１０）を印刷したときに、媒体としての用紙Ｐに残像が形成されたかどうかを判断した。
【０１２７】
実施例１の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表８に、実施例２の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表９に、実施例３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表１０に、比較例１の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表１１に、比較例２の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表１２に、比較例３の現像ローラ３３を使用して印刷試験を行ったときの判断結果を表１３に示す。
【０１２８】
【表８】
【０１２９】
【表９】
【０１３０】
【表１０】
【０１３１】
【表１１】
【０１３２】
【表１２】
【０１３３】
【表１３】
【０１３４】
次に、現像ローラ３３の摩擦係数μ及びローラ間駆動トルクＴｑを異ならせたときの残像レベルについて説明する。
【０１３５】
図１４は本発明の第２の実施の形態における摩擦係数及びローラ間駆動トルクを異ならせたときの残像レベルを示す図である。なお、図において、横軸にローラ間駆動トルクＴｑを、縦軸に摩擦係数μを採ってある。
【０１３６】
図において、○は印刷試験において残像レベルの判断結果が良好であることを、×は印刷試験において残像レベルの判断結果が良好でないことを示す。図に示されるように、残像レベルの判断結果が良好である現像ローラ３３は、表面層３３ｃの摩擦係数μが１．４以下であり、ローラ間駆動トルクＴｑが１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上であることが分かる。
【０１３７】
ただし、ローラ間駆動トルクＴｑが２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕より高い場合は、画像形成ユニット１６Ｂｋを駆動する際の負荷が高くなり、ジッタが発生した。したがって、残像が形成されるのを抑制し、画像形成ユニット１６Ｂｋを円滑に駆動するためには、ロール間駆動トルクＴｑを１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下にするのが好ましい。
【０１３８】
また、現像ローラ３３の表面層３３ｃの摩擦係数μを０．６より低くするためには、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを４〔μｍ〕より小さくする必要があるが、その場合、現像ローラ３３上に形成されるトナー層の層厚が小さくなり、印刷濃度を十分に高くすることができない。例えば、べた印刷を行ったときの印刷濃度を前記濃度検出計「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（エックスライト社製）によって測定すると、１．３より低くなってしまう。したがって、残像が形成されるのを抑制し、印刷濃度を十分に高くすることができるようにするためには、表面層３３ｃの摩擦係数μを０．６以上、かつ、１．４以下にするのが好ましい。
【０１３９】
また、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを１０〔μｍ〕より大きくすると、現像ローラ３３上のトナー層の層厚が過剰に大きくなり、用紙Ｐに汚れが発生した。したがって、印刷濃度を十分に高くすることができ、用紙Ｐに汚れが発生しないようにするためには、現像ローラ３３の表面粗さＲｚを４〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下にするのが好ましい。
【０１４０】
ところで、第１の実施の形態におけるトナーＴの円形度は０．９２であるのに対して、本実施の形態におけるトナーＴの円形度は０．９５であり、第１の実施の形態におけるトナーＴより高いので、微小ドットの印刷再現性を高くすることができる。
【０１４１】
次に、微小ドットの印刷再現性の確認方法について説明する。
【０１４２】
図１５は本発明の第２の実施の形態における微小ドットの印刷再現性の確認方法を説明するための図である。
【０１４３】
図に示されるように、微小ドットの印刷再現性を確認するために、６００〔ｄｐｉ〕の２ドット×２ドットパターンを使用した。６００〔ｄｐｉ〕の２ドット×２ドットパターンとは、図に示される１マスを６００〔ｄｐｉ〕の１ドットとしたとき、縦２ドット×横２ドットで形成される微小ドットの周りに２ドット分の隙間が形成されるパターンである。
【０１４４】
そして、印刷した６００〔ｄｐｉ〕の２ドット×２ドットパターンにおいて、画像解析ソフトＳＡＬＴ（レーザーテック（株）製）で１００個の微小ドットを抽出し、各微少ドットの面積を測定し、該面積に対応する円相当直径を算出し、各微少ドットの円相当直径のデータの標準偏差σを算出し、該標準偏差σの値に基づいて微小ドットの印刷再現性の確認を行った。
【０１４５】
前記第１の実施の形態における円形度が０．９２のトナーＴの場合、標準偏差σは４．１〔μｍ〕であったのに対し、本実施の形態における円形度が０．９５のトナーＴの場合、標準偏差σは２．５〔μｍ〕となり、微小ドットのばらつきが小さいことが分かる。
【０１４６】
このように、本実施の形態においては、乳化重合法によって製造され、体積平均粒径が６．５〔μｍ〕以上、かつ、７．５〔μｍ〕以下であり、ブローオフ帯電量が−３６〔μＣ／ｇ〕である非磁性一成分のトナーＴが使用され、前記現像ローラ３３の表面層３３ｃの主成分がアクリル樹脂にされ、表面層３３ｃの摩擦係数μが０．６以上、かつ、１．４以下にされ、ローラ間駆動トルクＴｑが１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下にされるので、トナー供給ローラ３４によって現像ローラ３３上の未現像トナーを十分に掻き取ることができ、未現像トナーが現像ローラ３３上に残留するのを抑制することができる。したがって、用紙Ｐに残像が形成されるのを抑制することができるので、画像品位が低下するのを防止することができる。なお、体積平均粒径が６．５〔μｍ〕以上、かつ、７．５〔μｍ〕以下であり、ブローオフ帯電量が−５０〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３０〔μＣ／ｇ〕以下である非磁性一成分のトナーＴを使用した場合でも、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
また、現像ローラ３３の表面粗さＲｚが４〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下にされるので、印刷濃度を十分に高くすることができ、用紙Ｐに汚れが発生するのを抑制することができる。
【０１４８】
さらに、本実施の形態においては、乳化重合法によって製造されたトナーＴが使用されるので、トナーＴの円形度を高くすることができ、印刷時の微小ドットの印刷再現性を高くすることができる。
【０１４９】
前記各実施の形態においては、用紙に直接トナー像を転写するプリンタについて説明しているが、トナー像を、ドラムベルト等の中間転写材に転写し、更に用紙に転写するようにした中間転写方式の画像形成装置にも適用することができる。
【０１５０】
また、前記各実施の形態においては、カラープリンタについて説明しているが、本発明を、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に適用することができる。
【０１５１】
なお、本発明は前記各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。
【符号の説明】
【０１５２】
１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ 画像形成ユニット
３３ 現像ローラ
３３ｂ 弾性層
３３ｃ 表面層
３４ トナー供給ローラ
Ｔ トナー
Ｔｑ ローラ間駆動トルク
μ、μｉ 摩擦係数
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）現像剤担持体と、
（ｂ）該現像剤担持体と接触させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを有するとともに、
（ｃ）前記現像剤担持体は、弾性層、及び該弾性層上に形成され、アクリル樹脂を主成分とする表面層を備え、
（ｄ）該表面層の摩擦係数は０．６以上、かつ、１．４以下であり、
（ｅ）前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の駆動トルクは、１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下であることを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
（ａ）前記表面層は、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物を主成分とし、
（ｂ）前記混合物におけるアクリル樹脂の重量割合が０．８以上である請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項３】
前記表面層は、アクリル−フッ素共重合樹脂を主成分とする請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項４】
（ａ）前記現像剤は、粉砕法によって製造され、体積平均粒径が５．３〔μｍ〕以上、かつ、６．１〔μｍ〕以下であり、ブローオフ帯電量が−５０〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３０〔μＣ／ｇ〕以下である、非磁性一成分の現像剤であり、
（ｂ）前記現像剤担持体は、表面の十点平均粗さＲｚが、３〔μｍ〕以上、かつ、８〔μｍ〕以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項５】
（ａ）前記現像剤は、乳化重合法によって製造され、体積平均粒径が６．５〔μｍ〕以上、かつ、７．５〔μｍ〕以下であり、ブローオフ帯電量が−５０〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３０〔μＣ／ｇ〕以下である、非磁性一成分の現像剤であり、
（ｂ）前記現像剤担持体は、表面の十点平均粗さＲｚが、４〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項６】
現像剤担持体、及び該現像剤担持体と当接させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材を有する画像形成ユニットを備えた画像形成装置において、
（ａ）前記現像剤担持体は、弾性層、及び該弾性層上に形成され、アクリル樹脂を主成分とする表面層を備え、
（ｂ）該表面層の摩擦係数は０．６以上、かつ、１．４以下であり、
（ｃ）前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の駆動トルクは、１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
（ａ）現像剤担持体と、
（ｂ）該現像剤担持体と接触させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材とを有するとともに、
（ｃ）前記現像剤担持体は、弾性層、及び該弾性層上に形成され、アクリル樹脂を主成分とする表面層を備え、
（ｄ）該表面層の摩擦係数は０．６以上、かつ、１．４以下であり、
（ｅ）前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の駆動トルクは、１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下であることを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
（ａ）前記表面層は、アクリル樹脂とウレタン樹脂との混合物を主成分とし、
（ｂ）前記混合物におけるアクリル樹脂の重量割合が０．８以上である請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項３】
前記表面層は、アクリル−フッ素共重合樹脂を主成分とする請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項４】
（ａ）前記現像剤は、粉砕法によって製造され、体積平均粒径が５．３〔μｍ〕以上、かつ、６．１〔μｍ〕以下であり、ブローオフ帯電量が−５０〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３０〔μＣ／ｇ〕以下である、非磁性一成分の現像剤であり、
（ｂ）前記現像剤担持体は、表面の十点平均粗さＲｚが、３〔μｍ〕以上、かつ、８〔μｍ〕以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項５】
（ａ）前記現像剤は、乳化重合法によって製造され、体積平均粒径が６．５〔μｍ〕以上、かつ、７．５〔μｍ〕以下であり、ブローオフ帯電量が−５０〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３０〔μＣ／ｇ〕以下である、非磁性一成分の現像剤であり、
（ｂ）前記現像剤担持体は、表面の十点平均粗さＲｚが、４〔μｍ〕以上、かつ、１０〔μｍ〕以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項６】
現像剤担持体、及び該現像剤担持体と当接させて配設され、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材を有する画像形成ユニットを備えた画像形成装置において、
（ａ）前記現像剤担持体は、弾性層、及び該弾性層上に形成され、アクリル樹脂を主成分とする表面層を備え、
（ｂ）該表面層の摩擦係数は０．６以上、かつ、１．４以下であり、
（ｃ）前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材との間の駆動トルクは、１．５〔ｋｇ・ｃｍ〕以上、かつ、２．６〔ｋｇ・ｃｍ〕以下であ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１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−８８６７２（Ｐ２０１３−８８６７２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３００１１（Ｐ２０１１−２３００１１）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【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２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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