(57)【要約】【課題】トナーフィルミングが発生するのを防止することができ、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】像担持体と、現像剤担持体と、現像剤供給部材とを有する。前記現像剤担持体は、軸体及び弾性層１６ｂを備え、弾性層１６ｂの表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層１６ｃが形成される。前記カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、前記現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされる。トナーフィルミングが発生するのを防止することができ、白地汚れが発生するのを防止することができる。【選択図】図１
2014238529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）像担持体と、
（ｂ）該像担持体の表面に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体と、
（ｃ）該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、
（ｄ）前記現像剤担持体は、導電性を有する軸体、及び該軸体上に形成され、導電性を有する弾性層を備え、
（ｅ）該弾性層の表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層が形成され、
（ｆ）前記カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、
（ｇ）前記現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされることを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
前記現像剤担持体の表面の摩擦係数μが１．３以上、かつ、６．２以下にされる請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項３】
前記現像剤供給部材は、軸体、及び独立気泡を有する発泡フォームから成る発泡フォームローラを備える請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項４】
前記現像剤担持体と現像剤供給部材との間に現像剤を介在させて回転させたときに現像剤担持体に加わる負荷トルクが、０．６〔ｋｇｆ・ｃｍ〕以上、かつ、２．２〔ｋｇｆ・ｃｍ〕以下にされる請求項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】
前記弾性層は、導電性を有するウレタンゴムから成り、電子導電剤を含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項６】
前記電子導電剤はカーボンブラックである請求項５に記載の画像形成ユニット。
【請求項７】
前記弾性層は、導電性を有するウレタンゴムから成り、イオン導電剤を含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項８】
前記現像剤担持体は、５〔ｋＶ〕の電圧が印加されたコロナ放電器によって帯電させられたときの、０．１秒後の残留電位が、１〔Ｖ〕以上、かつ、１０〔Ｖ〕以下にされる請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。
【請求項９】
（ａ）像担持体と、
（ｂ）該像担持体の表面に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体と、
（ｃ）該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、
（ｄ）前記現像剤担持体は、導電性を有する軸体、及び該軸体上に形成され、導電性を有する弾性層を備え、
（ｅ）該弾性層の表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層が形成され、
（ｆ）前記カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、
（ｇ）前記現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされることを特徴とする画像形成装置。
【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、プリンタにおいては、画像形成ユニット、ＬＥＤヘッド、転写ユニット、定着器等が配設され、前記画像形成ユニットには、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、トナーカートリッジ等が配設され、該トナーカートリッジ内にトナーが収容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。また、前記トナーカートリッジから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内に供給されたトナーが、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のトナーが薄層化される。そして、前記現像ローラ上のトナーが、感光体ドラム上の静電潜像に付着させられ、該静電潜像が現像されて感光体ドラム上にトナー像が形成される。
【０００４】
続いて、トナー像は、転写ユニットの転写ローラによって用紙に転写され、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。
【０００５】
ところで、前記現像ローラにおいては、トナー供給ローラと当接する部位、すなわち、供給部において、トナー供給ローラからトナーが供給され、このとき、トナーが摩擦によって帯電させられるとともに、感光体ドラム上の静電潜像を現像するのに使用されなかったトナー、すなわち、未現像トナーがトナー供給ローラによって掻き落とされるようになっている。
【０００６】
そして、トナーの帯電特性を向上させるために、現像ローラとして、導電性を有するウレタンゴムから成る弾性層を備え、該弾性層の表面に、イソシアネート化合物を含有する改質処理液による改質処理が施されたものが提供されている。この種の現像ローラにおいては、弾性層の表面から０．４〜０．７〔ｍｍ〕程度の領域の電気抵抗が高くなるので、トナーの帯電特性を向上させることができるだけでなく、弾性層の表面の硬度が高くなるので、感光体ドラム、現像ブレード、トナー供給ローラ等が押し付けられても、弾性層が圧縮されることによる永久変形が生じることがなく、現像ローラの耐久性を高くすることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１４８４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の現像ローラにおいては、前記供給部における未現像トナーの掻落しが不十分であると、プリンタを長期間使用するのに伴って、表面に未現像トナーが滞留しやすくなり、長期間にわたって未現像トナーが滞留すると、未現像トナーが溶解し、現像ローラの表面に固着して薄い被覆膜が形成され、トナーフィルミングを発生させてしまう。
【０００９】
該トナーフィルミングが発生すると、現像ローラの表面において、トナーを十分に帯電させることができず、静電潜像を安定させて現像させることができなくなる。その結果、画像にかすれが発生し、画像品位が低下してしまう。
【００１０】
また、前記トナーフィルミングが発生すると、電気絶縁性を有するトナーが現像ローラの表面を被うことになり、現像ローラの表面に所定の電荷量を有する充電層が形成されてしまう。その結果、現像ローラ上に形成されるトナーの薄層、すなわち、トナー層の電位が過剰に高くなり、トナー層の電位と感光体ドラムの表面の電位との関係を最適な状態にすることができなくなり、感光体ドラム上の静電潜像が形成されていない部分にトナーが付着し、用紙の白地部分に汚れ、すなわち、白地汚れが発生し、画像品位が低下してしまう。
【００１１】
そこで、トナーフィルミングが発生するのを防止するために、トナー供給ローラを現像ローラに押し付ける押圧力を大きくし、供給部における未現像トナーの掻落し力を大きくすることが考えられる。
【００１２】
ところが、供給部における未現像トナーの掻落し力を大きくすると、トナー供給ローラを回転させるための駆動部に加わる負荷が大きくなるだけでなく、トナーを掻き落とす際に未現像トナーに大きな力が加わり、外添剤が母粒子から脱落したり、母粒子に埋没したり、母粒子が変形したりして、未現像トナーが破損してしまう。
【００１３】
本発明は、前記従来の現像ローラの問題点を解決して、トナーフィルミングが発生するのを防止することができ、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】
【００１４】
そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、像担持体と、該像担持体の表面に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体と、該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。
【００１５】
そして、前記現像剤担持体は、導電性を有する軸体、及び該軸体上に形成され、導電性を有する弾性層を備える。
【００１６】
また、該弾性層の表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層が形成される。
【００１７】
そして、前記カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、前記現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、像担持体と、該像担持体の表面に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体と、該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。
【００１９】
そして、前記現像剤担持体は、導電性を有する軸体、及び該軸体上に形成され、導電性を有する弾性層を備える。
【００２０】
また、該弾性層の表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層が形成される。
【００２１】
そして、前記カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、前記現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされる。
【００２２】
この場合、弾性層の表面に改質処理が施されて、カーボンブラックを含有する改質処理層が形成され、カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、現像剤担持体の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされるので、トナーフィルミングが発生するのを防止することができ、白地汚れが発生するのを防止することができる。したがって、画像品位が低下するのを防止することができる。
【００２３】
また、現像剤供給部材を現像剤担持体に押し付ける押圧力を大きくする必要がないので、現像剤供給部材を回転させるための駆動部に加わる負荷が大きくならないだけでなく、現像剤を掻き落とす際に現像剤に大きな力が加わらず、現像剤が破損することがない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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念図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの側面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの表面の摩擦係数の測定方法を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における現像ローラの残留電位の測定方法を説明するための図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給ローラの断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給ローラの側面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における現像ローラに加わる負荷トルクの測定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】
【００２５】
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プリンタについて説明する。
【００２６】
図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図、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念図である。
【００２７】
図に示されるように、プリンタの本体、すなわち、装置本体内には、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃが、媒体としての用紙Ｐの搬送方向における上流側から下流側にかけて順に配設され、画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの下方に転写ユニット２１が配設される。なお、画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃは構造が同じであるので、図３においては、画像形成ユニットＢｋだけを示す。
【００２８】
前記各画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃは像担持体としての感光体ドラム１１を備え、該各感光体ドラム１１の上方に、感光体ドラム１１と対向させて露光装置としてのＬＥＤヘッド２３が配設される。
【００２９】
前記感光体ドラム１１は、回転自在に配設され、駆動源としての図示されない駆動モータから回転が伝達され、所定の回転速度で矢印Ａ方向に回転させられる。そして、前記感光体ドラム１１に当接させて、帯電装置としての帯電ローラ１２が回転自在に配設される。該帯電ローラ１２は、前記感光体ドラム１１に対して連れ回りで、感光体ドラム１１と逆方向、すなわち、矢印Ｂ方向に回転させられて感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。なお、前記ＬＥＤヘッド２３が感光体ドラム１１の表面を露光すると、感光体ドラム１１の表面に潜像としての静電潜像が形成される。
【００３０】
また、１３は、前記感光体ドラム１１に隣接させて配設され、静電潜像を現像して現像剤像としてのトナー像を形成する現像装置としての現像器である。該現像器１３は、感光体ドラム１１に当接させて、又は対向させて回転自在に配設され、前記駆動モータから回転が伝達され、感光体ドラム１１と逆方向（矢印Ｃ方向）に回転させられて前記静電潜像に現像剤としてのトナー１４を付着させて現像を行い、感光体ドラム１１上にトナー像を形成する現像剤担持体としての現像ローラ１６、先端を現像ローラ１６に当接させて配設され、現像ローラ１６上のトナー１４の厚さを規制し、現像ローラ１６上にトナー１４の薄層、すなわち、トナー層を形成する現像剤層規制部材としての現像ブレード１７、前記現像ローラ１６に当接させて回転自在に配設され、前記駆動モータから回転が伝達され、前記現像ローラ１６と同方向（矢印Ｄ方向）に回転させられて現像ローラ１６にトナー１４を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８、前記トナー１４を収容し、トナー供給ローラ１８に供給する現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１５等を備える。
【００３１】
そして、前記感光体ドラム１１と対向させて第１のクリーニング装置が配設される。該第１のクリーニング装置は、先端を感光体ドラム１１に当接させて配設され、転写後に感光体ドラム１１の表面に残留したトナー１４、感光体ドラム１１の表面の静電潜像以外の部分に付着したトナー１４等を掻き取るクリーニング部材としてのクリーニングブレード１９、掻き取られたトナー１４を収容する廃トナーボックス２０、及びトナー１４を図示されない廃トナー回収器に送るための搬送部材としての図示されないスパイラルを備える。
【００３２】
また、前記転写ユニット２１は、駆動側のローラとしての駆動ローラ２５ａ、従動側のローラとしての従動ローラ２５ｂ、前記駆動ローラ２５ａと従動ローラ２５ｂとによって走行自在に張設され、矢印方向に走行させられて用紙Ｐを搬送する搬送部材としての無端状の転写ベルト２４、及び該転写ベルト２４を挟んで、前記各感光体ドラム１１と対向させて回転自在に配設された転写部材としての転写ローラ２２を備える。該各転写ローラ２２は、転写ベルト２４の走行に伴って前記感光体ドラム１１と逆方向（矢印Ｅ方向）に回転させられ、前記各感光体ドラム１１上の各色のトナー像を順次重ねて用紙Ｐに転写し、カラーのトナー像を形成する。
【００３３】
そして、前記転写ベルト２４と対向させて第２のクリーニング装置が配設される。該第２のクリーニング装置は、先端を転写ベルト２４に当接させて配設され、転写ベルト２４の表面に付着したトナー１４を掻き取るクリーニング部材としてのクリーニングブレード２６を備える。
【００３４】
また、前記転写ユニット２１の下方に、用紙Ｐを収容する媒体収容部としての用紙カセット３１が配設される。そして、該用紙カセット３１の前端にホッピングローラ３２が配設され、該ホッピングローラ３２によって、前記用紙カセット３１から用紙Ｐが一枚ずつ繰り出され、搬送ローラ３３、３４によって前記画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃに送られる。
【００３５】
用紙Ｐの搬送方向における画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃより下流側には、定着装置としての定着器３５が配設される。該定着器３５は、第１のローラとしての定着ローラＲ１及び第２のローラとしての加圧ローラＲ２を備え、定着器３５において、画像形成ユニットＢｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃから送られた用紙Ｐ上のカラーのトナー像が用紙Ｐに定着させられ、カラーの画像が形成される。なお、３６は、カラーの画像が形成された用紙Ｐを装置本体外に排出する排出ローラである。
【００３６】
本実施の形態において、トナー１４は、平均粒径が５．５〔μｍ〕の非磁性一成分の負帯電特性を有する粉砕トナーであり、樹脂成分としてポリエステル樹脂を含有する。トナー１４の飽和帯電量は−４４〔μＣ／ｇ〕であり、該飽和帯電量は、４〔ｗｔ％〕のトナー１４、及び９６〔ｗｔ％〕の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〕）をボールミルで１〔分〕混合したものを、Ｑ／Ｍ  Ｍｅｔｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  ２１０ＨＳ（米Ｔｒｅｋ，ＩＮＣ．社製）を使用して測定した。
【００３７】
また、前記現像ブレード１７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）から成り、板厚が０．０８〔ｍｍ〕にされ、現像ローラ１６と接触する部分に曲げ加工が施され、曲げ加工部の曲率半径Ｒは０．５〔ｍｍ〕に、表面粗さ（粗度）は十点平均粗度でＲｚ＝０．６〔μｍ〕にされる。
【００３８】
次に、前記現像ローラ１６について説明する。
【００３９】
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現像ローラの側面図である。
【００４０】
現像ローラ１６は、導電性を有する軸体としてのシャフト１６ａ、及び該シャフト１６ａ上に形成され、導電性を有する弾性層１６ｂを備え、該弾性層１６ｂの表面に改質処理が施されて、改質処理層１６ｃが形成される。本実施の形態においては、前記シャフト１６ａの直径を１０〔ｍｍ〕とし、現像ローラ１６の外径を１６〔ｍｍ〕とした。
【００４１】
次に、前記弾性層１６ｂについて説明する。
【００４２】
弾性層１６ｂとして、ウレタンゴム、アクリロ−ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム等のゴム材が使用され、本実施の形態においては、ウレタンゴムが使用される。
【００４３】
そして、ウレタンゴム製の弾性層１６ｂは、ハードセグメントであるポリイソシアネート、ソフトセグメントである長鎖ポリオール、鎖延長剤、架橋剤等を反応させることによって得られる。
【００４４】
前記ポリイソシアネートには、芳香族ポリイソシアネート及び脂肪族ポリイソシアネートがあり、芳香族ポリイソシアネートとして、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート等が、脂肪族ポリイソシアネートとして、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、テトラメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が使用される。
【００４５】
また、前記長鎖ポリオールには、ポリエーテル系ポリオール及びポリエステル系ポリオールがあり、ポリエーテル系ポリオールとして、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等のグリコール、又はエチレンジアミン、ジエチルトリアミン、トリレンジアミン等のアミン類が、ポリエステル系ポリオールとして、例えば、低分子ポリオール、ポリカプラクトン、ポリカーボネートポリオール等が使用される。
【００４６】
そして、前記鎖延長剤は、分子量が３００未満の分子内に２個以上の活性水素を有する化合物であり、鎖延長剤として、ポリオール、ポリアミン、アミノアルコール、水、尿素等が使用される。
【００４７】
また、前記架橋剤として、ポリイソシアネートをイソシアヌレート化して多量化させたもの、又はアミン樹脂等の樹脂系架橋剤が使用される。前記架橋剤は、前記ハードセグメント間の架橋を行い、樹脂を３次元構造化する。
【００４８】
なお、前記弾性層１６ｂに導電性を持たせるために、ウレタンゴムに導電性付与剤が分散させられる。該導電性付与剤としては、導電性が高く、電子導電性の高い材料、すなわち、電子導電剤、イオン導電性の高い材料、すなわち、イオン導電剤等が使用される。電子導電剤としては、カーボンブラック、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック等が使用される。また、イオン導電剤としては、導電性フィラー、例えば、アルカリ金属塩に属するナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩等が使用されるが、リチウム塩を使用するのが好ましい。特に、リチウム塩として、ハロゲン塩素酸塩、過ハロゲン酸素酸塩、チオシアン酸塩、リン酸塩等のうちの過ハロゲン酸素酸塩リチウム、又は過塩素酸リチウムを使用するのが好ましい。
【００４９】
次に、前記改質処理層１６ｃについて説明する。
【００５０】
改質処理層１６ｃは、弾性層１６ｂの表層領域だけに改質処理を施すことによって形成される。本実施の形態においては、弾性層１６ｂの上に被覆層を形成するのではなく、改質処理液を弾性層１６ｂの表層領域に浸透させることによって改質処理が施される。
【００５１】
そのために、まず、イソシアネート化合物を含む溶液を改質処理液として調製し、前記弾性層１６ｂを形成する弾性体を前記改質処理液に浸漬し、次に、加熱処理を施す。なお、この方法のほかに、改質処理液を弾性体の表面に塗布し、次に、加熱処理を施す方法がある。そして、改質処理液を塗布する方法としては、スプレーコート法、ロールコート法等がある。
【００５２】
前記改質処理液としては、イソシアネート化合物を有機溶媒に溶解させた溶液、イソシアネート化合物とポリオールとを有機溶媒に溶解させた溶液、又は前記各溶液にポリウレタン形成反応に際して使用される助剤、導電性付与剤等を添加した溶液が使用される。
【００５３】
前記イソシアネート化合物は前述されたポリイソシアネートから選択される。また、前記ポリオールは前述された長鎖ポリオールから選択される。なお、前記ポリオールとして、シロキサン結合を有するものが使用される。
【００５４】
また、前記有機溶媒としては非プロトン性極性溶媒が使用され、特に、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド又はそれらの混合物が使用される。
【００５５】
そして、前記導電性付与剤としては、電子導電剤としてのカーボンブラック、例えば、Ｎｏ．２３５０、Ｎｏ．８５０、ＭＡ１００、ＭＡ１１（三菱化学社製）、＃４５００、＃１０（東海カーボン社製）、アサヒサーマル、旭＃６０、旭＃７８（旭カーボン社製）、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  Ｓ１７０、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ５５０、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  ３５０、Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ  １００、Ｐｒｉｎｔｅｘ７５（エボニックデグサジャパン社製）等が使用される。
【００５６】
このように、イソシアネート化合物及びカーボンブラックを弾性層１６ｂの表層領域に浸透させることによって改質処理が施され、イソシアネート化合物及びカーボンブラックを含有する改質処理層１６ｃが形成される。
【００５７】
これにより、弾性層１６ｂの表面から０．４〜０．７〔ｍｍ〕程度の深さまでの領域の電気抵抗が高くなるので、トナー１４の帯電特性を向上させることができるとともに、弾性層１６ｂの表面の硬度が高くなるので、感光体ドラム１１、現像ブレード１７、トナー供給ローラ１８等が押し付けられても、弾性層１６ｂが圧縮されることによる永久変形が生じることがなく、現像ローラ１６の耐久性を高くすることができる。さらに、感光体ドラム１１と当接させられることによって、弾性層１６ｂの表面が感光体ドラム１１の表面と化学的に反応してドラム汚染が発生するのを防止することができる。
【００５８】
次に、実施例における７個の現像ローラをＤＶ１〜ＤＶ７とし、比較例における３個の現像ローラをＤＶａ〜ＤＶｃとして、現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７、ＤＶａ〜ＤＶｃの作製方法及び物性値について説明する。
（現像ローラＤＶ１の作製方法）
＜弾性層１６ｂの作製＞
ポリエーテル系ポリオール（ＧＰ−３０００、三洋化成工業社製）１００〔重量部〕に導電性付与剤として過塩素酸リチウム０．５〔重量部〕を添加し、攪拌して分散させ、８０〔℃〕に温調した後、減圧下において、脱泡・脱水操作を６〔時間〕行い、Ａ液を作製した。また、プレポリマー（アジプレン−Ｌ１００、ユニロイヤル社製）７０〔重量部〕にイソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）３４〔重量部〕を添加して混合し、８０〔℃〕に温調してＢ液を作製した。
【００５９】
そして、前記Ａ液とＢ液とを混合し、混合液を、１１０〔℃〕に予熱され、シャフト（直径１０〔ｍｍ〕）が中央に配置された、内径が２０〔ｍｍ〕の鉄製パイプ金型に注入し、１１０〔℃〕で１２０〔分〕加熱することによって、両端部を除くシャフトの表面に導電性ポリウレタン層が形成された成形体ローラを弾性層１６ｂとして形成した。なお、前記鉄製パイプ金型においては、内壁面に密着するようにポリプロピレン製押出しチューブ（外径２０〔ｍｍ〕）が挿入される。
【００６０】
続いて、前記弾性層１６ｂを、粗研磨、フィニッシャー研磨等によって研磨して、外径を１６〔ｍｍ〕にするとともに、表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、１０．３〔μｍ〕に調整した。
＜改質処理液の調製＞
酢酸エチル１００〔重量部〕、及びカーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に、イソシアネート化合物としてジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）２０〔重量部〕を添加して混合し、溶解させて改質処理液を作製した。
＜改質処理層１６ｃの形成＞
２３〔℃〕に温調した前記改質処理液に前記弾性層１６ｂを３０〔秒〕浸漬した後、１２０〔℃〕に保持されたオーブンで１〔時間〕加熱することによって改質処理が施され、改質処理層１６ｃが形成された現像ローラＤＶ１を作製した。
（現像ローラＤＶ２の作製方法）
表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．９〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ２を作製した。
（現像ローラＤＶ３の作製方法）
表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、４．８〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ３を作製した。
（現像ローラＤＶ４の作製方法）
改質処理液の調製において、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）２４〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．６〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ４を作製した。
（現像ローラＤＶ５の作製方法）
改質処理液の調製において、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）２８〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．２〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ５を作製した。
（現像ローラＤＶ６の作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を、カーボンブラック（ＭＡ１１、三菱化学社製、比表面積：９２〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に変更して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、７．２〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ６を作製した。
（現像ローラＤＶ７の作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を、カーボンブラック（旭＃５５、旭カーボン社製、比表面積：２６〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に変更して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．４〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶ７を作製した。
（現像ローラＤＶａの作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を、カーボンブラック（アセチレンブラック（トーカブラック＃５５００）、東海カーボン社製、比表面積：２２５〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に変更して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．７〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶａを作製した。
（現像ローラＤＶｂの作製方法）
改質処理液の調製において、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）３８〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．９〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶｂを作製した。
（現像ローラＤＶｃの作製方法）
改質処理液の調製において、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）２０〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．１〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で現像ローラＤＶｃを作製した。
【００６１】
前記現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７、ＤＶａ〜ＤＶｃにおける弾性層１６ｂ中の導電性付与剤及びその含有量、弾性層１６ｂ中のイソシアネート化合物の含有量、改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積、改質処理層１６ｃの表面のゴム硬度、表面粗さＲｚ、摩擦係数μ、残留電位（初期）及び現像ブレード１７によるニップ痕跡を表１に示す。なお、表１において、○はニップ痕跡が発生しなかったことを、×はニップ痕跡が発生したことを表す。
【００６２】
【表１】
2014238529.tif 000003
【００６３】
次に、本実施の形態における現像ローラ１６の各物性値の測定方法について説明する。
【００６４】
まず、前記現像ローラ１６の表面の摩擦係数μの測定方法について説明する。本実施の形態において、摩擦係数μは、オイラーのベルト理論に準ずる測定方法によって測定される。
【００６５】
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表面の摩擦係数の測定方法を説明するための図である。
【００６６】
図に示されるように、現像ローラ１６は、回転自在に支持され、ベルト５３と所定の接触角θで接触させられ、ベルト５３の一端に荷重計５１が、他端に重り５２が接続される。この場合、前記現像ローラ１６を所定の方向、すなわち、矢印方向に回転させたときの荷重計５１の測定値をＦとし、重り５２の重さをＷとしたとき、摩擦係数μを次の式によって表すことができる。
【００６７】
μ＝（１／θ）１ｎ（Ｆ／Ｗ）
次に、前記現像ローラ１６の表面のゴム硬度の測定方法について説明する。
【００６８】
本実施の形態においては、マイクロゴム硬度計ＭＤ−１のＡタイプ（高分子計器社製）を使用して、現像ローラ１６の表面のゴム硬度を自動計測し、最大値（ピークホールド値）を読み取った。
【００６９】
次に、前記現像ローラ１６の残留電位の測定方法について説明する。
【００７０】
ところで、現像ローラ１６は、繰り返し使用されることによって表面の導電性が低下すると、表面が変質して高抵抗の薄膜が形成され、該薄膜の表面に電荷が残留し、所定の電荷量を有する充電層が形成される。その場合、現像ローラ１６に形成されるトナー層の電位は、現像ローラ１６の表面に残留した電荷、すなわち、残留電荷と充電状態にあるトナー１４の電荷とを合わせたものであるので、過剰に高くなり、トナー層の電位が所定の上限値より高くなると、トナー層の電位と感光体ドラム１１の表面の電位との関係を最適な状態にすることができなくなってしまう。その結果、感光体ドラム１１上の静電潜像が形成されていない部分に余剰のトナー１４が付着し、白地汚れが発生し、画像品位が低下してしまう。
【００７１】
このことから、画像品位が低下するのを防止するために、物性値として、現像ローラ１６の残留電荷によって生じる現像ローラ１６の表面の電位、すなわち、残留電位を調整する必要がある。
【００７２】
そこで、本実施の形態においては、誘電緩和解析システムＤＲＡ−２０００（米ＱＵＡＬＩＴＹ  ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ  ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳ，ＩＮＣ．社製）を使用して現像ローラ１６の残留電位を自動計測した。
【００７３】
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残留電位の測定方法を説明するための図である。
【００７４】
図に示されるように、現像ローラ１６のシャフト１６ａと平行に案内ロッド６０が延在させて配設され、案内ロッド６０に沿って計測ヘッド６１が移動自在に配設される。該計測ヘッド６１には、先端と現像ローラ１６の表面との間に所定の距離、本実施の形態においては、１〔ｍｍ〕の間隔を置いて、コロナ放電器６１ａ及び表面電位計６１ｂが配設される。そして、前記計測ヘッド６１を現像ローラ１６の長手方向に沿って移動させ、コロナ放電器６１ａに５〔ｋＶ〕の電圧を印加し、現像ローラ１６の表面を放電により帯電させ、０．１〔秒〕後に、帯電させた表面の電位を表面電位計６１ｂで測定し、残留電位とした。なお、現像ローラ１６の表面の残留電位が高いほど、残留電荷が多く、誘電的性質が強くなる。
【００７５】
次に、前記トナー供給ローラ１８について説明する。
【００７６】
図７は本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給ローラの断面図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるトナー供給ローラの側面図である。
【００７７】
図に示されるように、トナー供給ローラ１８は、導電性を有する軸体としてのシャフト１８ａ、及び該シャフト１８ａ上に形成され、導電性を有する発泡フォームローラ１８ｂを備える。
【００７８】
次に、実施例及び比較例における５個のトナー供給ローラをＳＰ１〜ＳＰ５として、各トナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５の作製方法及び物性値について説明する。
（トナー供給ローラＳＰ１の作製方法）
シリコーンゴムコンパウンド（ＫＥ７０３６Ｕ、信越化学工業社製）１００〔重量部〕に、架橋剤としてオルガノハイドロジェンポリシロキサン２〔重量部〕、発泡剤としてジメチル−１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）５〔重量部〕、及び加硫触媒として塩化白金酸を添加し、導電性を有するシリコーンゴム組成物を作製した。
【００７９】
また、直径４〔ｍｍ〕のシャフト１８ａに、プライマー（プライマーＮｏ．１０１Ａ／Ｂ、信越化学工業社製）を塗布した後、１８０〔℃〕に保持されたギヤーオーブンで３０〔分〕焼成処理を施し、常温で３０〔分〕以上冷却した。
【００８０】
次に、前記シリコーンゴム組成物とシャフト１８ａとを押出成形機で一体に押し出し、赤外線オーブンによって、加硫し、焼成処理を施して発泡フォームローラ１８ｂを形成した。なお、該発泡フォームローラ１８ｂは、所定の平均セル径の独立気泡を有する発泡フォームから成る。
【００８１】
続いて、前記発泡フォームローラ１８ｂに、２００〔℃〕に保持されたギヤーオーブンで７〔時間〕二次焼成処理を施し、常温で１〔時間〕以上放置して状態を安定させた後、円筒研削盤で外形研削して、ゴム厚が６〔ｍｍ〕のトナー供給ローラＳＰ１を作製した。該トナー供給ローラＳＰ１の外周面におけるアスカー硬度Ｆはアスカー硬度計で４４〔°〕であった。
（トナー供給ローラＳＰ２の作製方法）
シャフト１８ａの直径を５〔ｍｍ〕にし、円筒研削盤で外形研削してゴム厚を５．８〔ｍｍ〕にしたこと以外は、トナー供給ローラＳＰ１と同様の方法でトナー供給ローラＳＰ２を作製した。トナー供給ローラＳＰ２の外周面におけるアスカー硬度Ｆはアスカー硬度計で４６〔°〕であった。
（トナー供給ローラＳＰ３の作製方法）
シャフト１８ａの直径を５〔ｍｍ〕にし、円筒研削盤で外形研削してゴム厚を５．５〔ｍｍ〕にしたこと以外は、トナー供給ローラＳＰ１と同様の方法でトナー供給ローラＳＰ３を作製した。トナー供給ローラＳＰ３の外周面におけるアスカー硬度Ｆはアスカー硬度計で４８〔°〕であった。
（トナー供給ローラＳＰ４の作製方法）
シャフト１８ａの直径を６〔ｍｍ〕にし、円筒研削盤で外形研削してゴム厚を５〔ｍｍ〕にしたこと以外は、トナー供給ローラＳＰ１と同様の方法でトナー供給ローラＳＰ４を作製した。トナー供給ローラＳＰ４の外周面におけるアスカー硬度Ｆはアスカー硬度計で５１〔°〕であった。
（トナー供給ローラＳＰ５の作製方法）
シャフト１８ａの直径を８〔ｍｍ〕にし、円筒研削盤で外形研削してゴム厚を４〔ｍｍ〕にしたこと以外は、トナー供給ローラＳＰ１と同様の方法でトナー供給ローラＳＰ５を作製した。トナー供給ローラＳＰ５の外周面におけるアスカー硬度Ｆはアスカー硬度計で５８〔°〕であった。
【００８２】
前記トナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５における外径、ゴム厚及びアスカー硬度Ｆを表２に示す。
【００８３】
【表２】
2014238529.tif 000004
【００８４】
次に、現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７、ＤＶａ、ＤＶｂとトナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５とを組み合わせて耐久印刷を行い、現像ローラ１６の状態を、現像ローラ１６に加わる負荷トルク、現像ローラ１６の表面に発生するトナーフィルミング（ローラフィルミング）、及び現像ローラ１６の表面の残留電位によって評価した。
【００８５】
前記耐久印刷においては、プリンタとして、図２に示されるような、ＬＥＤを光源とするカラーの電子写真式のＭＩＣＲＯＬＩＮＥ５９００ｄｎ（解像度６００〔ＤＰＩ〕、沖データ社製）を使用し、トナー１４として、平均粒径が５．５〔μｍ〕の非磁性一成分の負帯電特性を有する粉砕トナーを使用した。
【００８６】
そして、気温を２３〔℃〕とし、湿度ＲＨを４５〔％〕とする印刷環境下において、印刷密度が０．３〔％〕の印刷パターンで、用紙Ｐとして普通紙を使用して３０００〔枚／日〕の印刷を行った。
【００８７】
なお、前記現像ローラ１６、トナー供給ローラ１８及び感光体ドラム１１の電位差の関係は、感光体ドラム１１の表面の電位に対して、現像ローラ１６のシャフト１６ａの電位を−２０６〔Ｖ〕とし、現像ローラ１６のシャフト１６ａの電位に対してトナー供給ローラ１８のシャフト１８ａの電位を−１００〔Ｖ〕とした。
【００８８】
負荷トルク、トナーフィルミング及び残留電位による評価結果を表３に示す。なお、表３において、○はトナーフィルミングの発生レベルが良好であることを、△はトナーフィルミングの発生レベルが不十分であることを、×はトナーフィルミングの発生レベルが不可であることを表す。
【００８９】
【表３】
2014238529.tif 000005
【００９０】
次に、前記現像ローラ１６に加わる負荷トルクの測定方法について説明する。この場合、現像ローラ１６に加わる負荷トルクは、トナー供給ローラ１８による現像ローラ１６上のトナー１４の掻落し能力を表す。
【００９１】
図９は本発明の第１の実施の形態における現像ローラに加わる負荷トルクの測定方法を説明するための図である。
【００９２】
図に示されるように、例えば、画像形成ユニットＢｋ（図２）の筐体Ｃｓ１内に、現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８だけを組み込み、両ローラ間にトナー１４が介在するような状態にした。そして、前記現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８の外径をいずれも１６〔ｍｍ〕とし、現像ローラ１６のシャフト１６ａとトナー供給ローラ１８のシャフト１８ａとの間の距離を１４．７５〔ｍｍ〕（画像形成ユニットＢｋに現像ローラ１６及びトナー供給ローラ１８を実際に組み込んだときのシャフト１６ａ、１８ａ間の距離と同じ。）に設定し、現像ローラ１６を１８０〔ｒｐｍ〕で矢印Ｃ方向に、トナー供給ローラ１８を２４０〔ｒｐｍ〕で矢印Ｄ方向に回転させる。このときの摩擦による負荷トルクを数値化〔ｋｇｆ・ｃｍ〕した。
【００９３】
次に、前記耐久印刷を行った後に現像ローラ１６の表面に発生するトナーフィルミングの評価方法及び評価結果について説明する。
【００９４】
まず、画像形成ユニットＢｋに組み込まれた現像ローラ１６の表面のトナー１４をエアーブラシ等で除去する。そして、現像ローラ１６の表面を目視して、トナー１４が固着しておらず、弾性層１６ｂが見えている場合は、トナーフィルミングが発生しておらず、トナーフィルミングの発生レベルが良好（○）であると判断し、トナー１４が固着して、弾性層１６ｂが部分的に見えていない場合はトナーフィルミングが発生していると判断する。トナーフィルミングが発生している場合において、ハーフトーンパターンを印刷して、白地汚れが発生する場合は、トナーフィルミングの発生レベルが不可（×）であると判断し、ハーフトーンパターンを印刷して、白地汚れが発生しない場合は、トナーフィルミングの発生レベルが不十分（△）であると判断する。
【００９５】
なお、前記ハーフトーンパターンの印刷は、プリンタの主走査方向及び副走査方向において、８４．７〔μｍ〕ピッチで印字部と非印字部とが交互に並ぶパターンの印刷であり、所定のサイズ、例えば、１０枚のＡ４判の用紙Ｐに対して行われる。白地汚れが発生するかどうかは、目視によって、印刷物における無色であるべき箇所が有色であるかどうかにより判断される。
【００９６】
表３から、現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７とトナー供給ローラＳＰ２〜ＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。このことから、現像ローラ１６に加わる負荷トルクは、０．６〔ｋｇｆ・ｃｍ〕以上、かつ、２．２〔ｋｇｆ・ｃｍ〕以下であることが好ましい。
【００９７】
また、表１の現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７の物性値から、現像ローラ１６における改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下である場合、及び現像ローラ１６の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下である場合に、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。
【００９８】
すなわち、前記比表面積が２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下である場合は、カーボンブラックの各粒子のつながりを表すストラクチャーが発達していないので、現像ローラ１６の改質処理層１６ｃにおいて、現像ローラ１６の表面の導電状態を安定させることができ、現像ローラ１６の残留電位が高くなるのを防止することができる（静電気的な効果）。
【００９９】
また、ゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下である場合は、ゴム自体の圧縮永久歪み特性が低下することがないので、弾性層１６ｂが圧縮されることによる永久変形が生じることがなく、現像ローラ１６の耐久性を高くすることができる（機械的な効果）。
【０１００】
さらに、表１の現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７の物性値から、現像ローラ１６の表面の摩擦係数μが１．３以上、かつ、６．２以下である場合に、また、表１及び３の現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７の物性値から、残留電位が１〔Ｖ〕以上、かつ、１０〔Ｖ〕以下である場合に、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。
【０１０１】
そして、現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７、ＤＶａ、ＤＶｂとトナー供給ローラＳＰ１とを組み合わせて印刷を行った場合、前記現像ローラＤＶａとトナー供給ローラＳＰ２、ＳＰ３とを組み合わせて印刷を行った場合、及び現像ローラＤＶｂとトナー供給ローラＳＰ２、ＳＰ３とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが小さく、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が低く、電気的な要因によってトナーフィルミングが発生することが分かる。
【０１０２】
また、現像ローラＤＶａとトナー供給ローラＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが２．１〔ｋｇｆ・ｃｍ〕であり、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、現像ローラＤＶａにおける改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積が２２５〔ｍ2 ／ｇ〕であり、過剰に大きいので、耐久印刷で現像ローラ１６を繰り返し使用すると、残留電位が３１〔Ｖ〕になり、高くなってしまう。その結果、電気的な要因によってトナーフィルミングが発生してしまう。なお、この組合せにおいて、ハーフトーンパターンを印刷した場合、白地汚れは発生しなかったが、市場における様々な使用状況を考慮するとトナーフィルミングの発生レベルは不十分であると判断した。
【０１０３】
そして、現像ローラＤＶｂとトナー供給ローラＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが２．５〔ｋｇｆ・ｃｍ〕であり、過剰に大きいので、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、トナー１４を掻き落とす際に、外添剤が母粒子から脱落したり、母粒子に埋没したり、母粒子が変形したりして、トナー１４が破損してしまう。その結果、トナー１４の非静電気的な付着力が大きくなり、トナーフィルミングが発生してしまう。なお、この組合せにおいて、ハーフトーンパターンを印刷した場合、白地汚れは発生しなかったが、市場における様々な使用状況を考慮すると不十分であると判断した。
【０１０４】
さらに、現像ローラＤＶ１〜ＤＶ７、ＤＶａ、ＤＶｂとトナー供給ローラＳＰ５とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが過剰に大きいので、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、トナー１４を掻き落とす際に、外添剤が母粒子から脱落したり、母粒子に埋没したり、母粒子が変形したりして、トナー１４が破損してしまう。その結果、トナー１４の非静電気的な付着力が大きくなり、トナーフィルミングが発生してしまう。
【０１０５】
なお、前記現像ローラＤＶｃ（表１参照。）とトナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラＤＶｃのゴム硬度が３０〔°〕であり、低いので、印刷が行われない状態でプリンタを長時間放置すると、現像ローラ１６の現像ブレード１７と接触する部位において凹みが発生して、現像ローラ１６の圧縮永久歪み特性が低くなってしまう。その結果、画像に現像ローラ１６の周期のすじがニップ痕跡として発生してしまう。
【０１０６】
このように、本実施の形態においては、弾性層１６ｂの表面に改質処理が施されて、イソシアネート化合物及びカーボンブラックを含有する改質処理層１６ｃが形成され、カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、現像ローラ１６の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされるので、トナーフィルミングが発生するのを防止することができ、白地汚れが発生するのを防止することができる。したがって、画像品位が低下するのを防止することができる。
【０１０７】
また、トナーフィルミングが発生するのを防止するために、トナー供給ローラ１８を現像ローラ１６に押し付ける押圧力を大きくする必要がないので、トナー供給ローラ１８を回転させるための駆動部としての図示されないモータに加わる負荷が大きくならないだけでなく、トナー１４を掻き落とす際にトナー１４に大きな力が加わらないので、トナー１４が破損することがない。
【０１０８】
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。
【０１０９】
この場合、実施例における７個の現像剤担持体としての現像ローラをＤＶ８〜ＤＶ１４とし、比較例における３個の現像ローラをＤＶｄ〜ＤＶｆとして、現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４、ＤＶｄ〜ＤＶｆの作製方法及び物性値について説明する。
（現像ローラＤＶ８の作製方法）
＜弾性層１６ｂの作製＞
導電性付与剤として過塩素酸リチウムに代えて導電性カーボンブラック（トーカブラック＃５５００、東海カーボン社製）５〔重量部〕を使用したこと、及びイソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）３０〔重量部〕を添加したこと以外は、現像ローラＤＶ１と同様の方法で弾性層１６ｂ（図１）を作製した。
＜改質処理液の調製＞
現像ローラＤＶ１と同様の方法で改質処理液を作製した。
＜改質処理層１６ｃの形成＞
弾性層１６ｂに現像ローラＤＶ１と同様の方法で改質処理が施され、改質処理層１６ｃが形成された現像ローラＤＶ８を作製した。
（現像ローラＤＶ９の作製方法）
表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．８〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ９を作製した。
（現像ローラＤＶ１０の作製方法）
表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、５．０〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ１０を作製した。
（現像ローラＤＶ１１の作製方法）
イソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）２０〔重量部〕を添加して弾性層１６ｂを作製したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．６〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ１１を作製した。
（現像ローラＤＶ１２の作製方法）
イソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）２３〔重量部〕を添加して弾性層１６ｂを作製したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．３〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ１２を作製した。
（現像ローラＤＶ１３の作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に代えて、カーボンブラック（Ｎｏ．ＭＡ１１、三菱化学社製、比表面積：９２〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、７．０〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ１３を作製した。
（現像ローラＤＶ１４の作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に代えて、カーボンブラック（旭＃５５、旭カーボン社製、比表面積：２６〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．３〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶ１４を作製した。
（現像ローラＤＶｄの作製方法）
改質処理液の調製において、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ７５、エボニックデグサジャパン社製、比表面積：１５０〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕に代えて、カーボンブラック（アセチレンブラック（トーカブラック＃５５００）、東海カーボン社製、比表面積：２２５〔ｍ2 ／ｇ〕）１０〔重量部〕を添加して改質処理層１６ｃを形成したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．９〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶｄを作製した。
（現像ローラＤＶｅの作製方法）
イソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）３５〔重量部〕を添加して弾性層１６ｂを作製したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．６〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶｅを作製した。
（現像ローラＤＶｆの作製方法）
イソシアネート（コロネートＣ−ＨＸ、日本ポリウレタン工業社製）１８〔重量部〕を添加して弾性層１６ｂを作製したこと、及び表面粗さＲｚを所定の値、すなわち、６．３〔μｍ〕に調整したこと以外は、現像ローラＤＶ８と同様の方法で現像ローラＤＶｆを作製した。
【０１１０】
現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４、ＤＶｄ〜ＤＶｆにおける弾性層１６ｂ中の導電性付与剤及びその含有量、弾性層１６ｂ中のイソシアネート化合物の含有量、改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積、改質処理層１６ｃの表面のゴム硬度、表面粗さＲｚ、摩擦係数μ、残留電位（初期）、及び現像剤層規制部材としての現像ブレード１７によるニップ痕跡を表４に示す。なお、表４において、○はニップ痕跡が発生しなかったことを、×はニップ痕跡が発生したことを表す。
【０１１１】
【表４】
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【０１１２】
次に、現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４、ＤＶｄ、ＤＶｅと現像剤供給部材としてのトナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５とを組み合わせて耐久印刷を行い、現像ローラ１６の状態を、現像ローラ１６に加わる負荷トルク、現像ローラ１６の表面に発生するトナーフィルミング（ローラフィルミング）、及び現像ローラ１６の表面の残留電位によって評価した。
【０１１３】
負荷トルク、トナーフィルミング及び残留電位による評価結果を表５に示す。
【０１１４】
【表５】
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【０１１５】
表５から、現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４とトナー供給ローラＳＰ２〜ＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。このことから、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが、０．６〔ｋｇｆ・ｃｍ〕以上、かつ、２．２〔ｋｇｆ・ｃｍ〕以下であることが好ましい。
【０１１６】
また、表４の現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４の物性値から、現像ローラ１６における改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下である場合、及び現像ローラ１６の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下である場合に、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。
【０１１７】
すなわち、比表面積が２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下である場合は、カーボンブラックの各粒子のつながりを表すストラクチャーが発達していないので、現像ローラ１６の改質処理層１６ｃにおいて、現像ローラ１６の表面の導電状態を安定させることができ、現像ローラ１６の残留電位が高くなるのを防止することができる（静電気的な効果）。
【０１１８】
また、ゴム硬度が４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下である場合は、ゴム自体の圧縮永久歪み特性が低下することがないので、弾性層１６ｂが圧縮されることによる永久変形が生じることがなく、現像ローラ１６の耐久性を高くすることができる（機械的な効果）。
【０１１９】
さらに、表４の現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４の物性値から、現像ローラ１６の表面の摩擦係数μが１．３以上、かつ、６．２以下である場合に、また、表４及び５の現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４の物性値から、残留電位が１〔Ｖ〕以上、かつ、１０〔Ｖ〕以下である場合に、トナーフィルミングが発生せず、白地汚れが発生しないことが分かる。
【０１２０】
そして、現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４、ＤＶｄ、ＤＶｅとトナー供給ローラＳＰ１とを組み合わせて印刷を行った場合、前記現像ローラＤＶｄとトナー供給ローラＳＰ２、ＳＰ３とを組み合わせて印刷を行った場合、及び現像ローラＤＶｅとトナー供給ローラＳＰ２、ＳＰ３とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが小さく、トナー供給ローラ１８による現像剤としてのトナー１４の掻落し能力が低く、電気的な要因によってトナーフィルミングが発生することが分かる。
【０１２１】
また、現像ローラＤＶｄとトナー供給ローラＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが２．２〔ｋｇｆ・ｃｍ〕であり、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、現像ローラＤＶｄにおける改質処理層１６ｃ中のカーボンブラックの比表面積が２２５〔ｍ2 ／ｇ〕であり、過剰に大きいので、耐久印刷で現像ローラ１６を繰り返し使用すると、残留電位が高くなってしまう。その結果、電気的な要因によってトナーフィルミングが発生してしまう。なお、この組合せにおいて、ハーフトーンパターンを印刷した場合、白地汚れは発生しなかったが、市場における様々な使用状況を考慮するとトナーフィルミングの発生レベルは不十分であると判断した。
【０１２２】
そして、現像ローラＤＶｅとトナー供給ローラＳＰ４とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが２．４〔ｋｇｆ・ｃｍ〕であり、過剰に大きいので、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、トナー１４を掻き落とす際に、外添剤が母粒子から脱落したり、母粒子に埋没したり、母粒子が変形したりして、トナー１４が破損してしまう。その結果、トナー１４の非静電気的な付着力が大きくなり、トナーフィルミングが発生してしまう。なお、この組合せにおいて、ハーフトーンパターンを印刷した場合、白地汚れは発生しなかったが、市場における様々な使用状況を考慮すると不十分であると判断した。
【０１２３】
さらに、現像ローラＤＶ８〜ＤＶ１４、ＤＶｄ、ＤＶｅとトナー供給ローラＳＰ５とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラ１６に加わる負荷トルクが過剰に大きいので、トナー供給ローラ１８によるトナー１４の掻落し能力が高くなるが、トナー１４を掻き落とす際に、外添剤が母粒子から脱落したり、母粒子に埋没したり、母粒子が変形したりして、トナー１４が破損してしまう。その結果、トナー１４の非静電気的な付着力が大きくなり、トナーフィルミングが発生してしまう。
【０１２４】
なお、前記現像ローラＤＶｆとトナー供給ローラＳＰ１〜ＳＰ５とを組み合わせて印刷を行った場合は、現像ローラＤＶｆのゴム硬度が３５〔°〕であり、低いので、印刷が行われない状態で画像形成装置としてのプリンタを長時間放置すると、現像ローラ１６の現像ブレード１７と接触する部位において凹みが発生して、現像ローラ１６の圧縮永久歪み特性が低くなってしまう。その結果、画像に現像ローラ１６の周期のすじがニップ痕跡として発生してしまう。
【０１２５】
このように、本実施の形態においては、現像ローラ１６の作製方法を異ならせても、第１の実施の形態と同様に、弾性層１６ｂの表面に改質処理が施されて、イソシアネート化合物及びカーボンブラックを含有する改質処理層１６ｃが形成され、カーボンブラックの比表面積が、２６〔ｍ2 ／ｇ〕以上、かつ、１５０〔ｍ2 ／ｇ〕以下にされ、現像ローラ１６の表面のゴム硬度が、４０〔°〕以上、かつ、５５〔°〕以下にされるので、トナーフィルミングが発生するのを防止することができ、白地汚れが発生するのを防止することができる。したがって、画像品位が低下するのを防止することができる。
【０１２６】
また、トナーフィルミングが発生するのを防止するために、トナー供給ローラ１８を現像ローラ１６に押し付ける押圧力を大きくする必要がないので、トナー供給ローラ１８を回転させるための駆動部としてのモータに加わる負荷が大きくならないだけでなく、トナー１４を掻き落とす際にトナー１４に大きな力が加わらないので、トナー１４が破損することがない。
【０１２７】
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】
【０１２８】
１１    感光体ドラム
１４    トナー
１６    現像ローラ
１６ａ    シャフト
１６ｂ    弾性層
１６ｃ    改質処理層
１８    トナー供給ローラ
Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃ    画像形成ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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