(57)【要約】【課題】高品質の画像を長期間維持することができるようにする。【解決手段】静電潜像担持体上の潜像を現像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備える現像装置２０であって、前記現像剤担持体の表面が以下の条件を満足する。  摩擦係数が０．３５以上０．９以下  周方向の表面粗さにおいて、  負荷長さ率ｔp （６０〔％〕）：２０〔％〕以上３５〔％〕以下  負荷長さ率ｔp （８０〔％〕）：５２〔％〕以上７０〔％〕以下【選択図】図１
2019113620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体上の潜像を現像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備える現像装置であって、
前記現像剤担持体の表面が以下の条件を満足することを特徴とする現像装置。
摩擦係数が０．３５以上０．９以下
周方向の表面粗さにおいて、
負荷長さ率ｔp （６０〔％〕）：２０〔％〕以上３５〔％〕以下
負荷長さ率ｔp （８０〔％〕）：５２〔％〕以上７０〔％〕以下
【請求項２】
前記現像剤供給部材のアスカーＦ硬度が４０度以上５０度以下であり、かつ、前記現像剤供給部材の前記現像剤担持体に対する食い込み量が０．４〔ｍｍ〕以上０．７〔ｍｍ〕以下である請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤担持体の表面の凹凸の平均間隔Ｓm が０．１２〔ｍｍ〕以上０．２３〔ｍｍ〕以下である請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像剤担持体は、弾性層と該弾性層の外周面を覆う表面層とを有し、前記弾性層は、アスカーＣ硬度が５５度以上８０度以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤担持体の抵抗値が１×１０4 〔Ω〕以上１×１０7 〔Ω〕以下であり、前記現像剤供給部材の抵抗値が１×１０4 〔Ω〕以上１×１０7 〔Ω〕以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記現像剤は非磁性一成分の負帯電性現像剤であり、前記現像剤の粒子は、体積平均粒径が６．０〔μｍ〕、円形度が０．９６、単位重量当たりの電荷量Ｑ／Ｍが約−３５〔μＣ／ｇ〕である請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項７】
請求項１〜６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。
【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、電子写真方式を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ機、ＭＦＰ等の画像形成装置においては、静電潜像担持体、並びに、該静電潜像担持体に作用する帯電部材、現像剤担持体及びクリーニング機構などを一体化した現像装置を装置本体に搭載し、印刷用紙等の記録媒体にトナー像を形成するようになっている。
【０００３】
一般に、現像装置は、静電潜像担持体としての感光ドラム上に、現像剤であるトナーを現像させるための現像剤担持体としての現像ローラと、該現像ローラ上へのトナーの供給及び現像ローラ上に残存する未現像トナーの掻き取りを行う現像剤供給部材としてのトナー供給ローラとを有している。そして、該トナー供給ローラの寿命を長くするために、負荷長さ率を規定することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０９０６３１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、従来の現像装置においては、高品質の画像を長期間維持することが困難な場合があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、高品質の画像を長期間維持する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、静電潜像担持体上の潜像を現像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備える現像装置であって、前記現像剤担持体の表面が以下の条件を満足する。
【０００８】
摩擦係数が０．３５以上０．９以下
周方向の表面粗さにおいて、
負荷長さ率ｔp （６０〔％〕）：２０〔％〕以上３５〔％〕以下
負荷長さ率ｔp （８０〔％〕）：５２〔％〕以上７０〔％〕以下
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像装置においては、高品質の画像を長期間維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態における現像装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における画像形成装置の制御系の構成を示す制御ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における現像ローラの断面図である。
【図５】本発明の実施の形態における現像ローラの抵抗値測定方法を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における連続印刷パターンを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるベタパターンを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるハーフトーンパターンの印刷における汚れの発生を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態における現像ローラ表面にトナーフィルミングが発生したときのベタパターンを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における負荷長さ率ｔp を説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態における凹凸の平均間隔Ｓm と負荷長さ率ｔp との関係を示す図である。
【図１２】本発明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示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態における実験例１〜実験例８の試験結果を示す表である。
【図１４】本発明の実施の形態における実験例９〜実験例１６の試験結果を示す表である。
【図１５】本発明の実施の形態における実験例１７〜実験例２４の試験結果を示す表である。
【図１６】本発明の実施の形態における実験例２５〜実験例３２の試験結果を示す表である。
【図１７】本発明の実施の形態における実験例３３〜実験例４０の試験結果を示す表である。
【図１８】本発明の実施の形態における実験例４１〜実験例４８の試験結果を示す表である。
【図１９】本発明の実施の形態における切断レベルと負荷長さ率ｔp との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態における現像装置の構成を示す断面図、図２は本発明の実施の形態における画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００１３】
図２において、１０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、ＭＦＰ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１０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１０は、カラー画像を形成する装置であってもよいが、説明の都合上、モノクロ画像を形成する装置であるものとする。
【００１４】
この場合、前記画像形成装置１０の内部には、画像形成ユニット２８及び定着器２７が媒体としての記録媒体２１の搬送路に沿って配設されている。そして、用紙カセット等に積層されてセットされた記録媒体２１は、給紙ローラ３１によって１枚ずつ分離された状態で給紙され、矢印Ｂで示される方向に搬送されて用紙搬送ローラ３２に送り込まれる。続いて、記録媒体２１は、用紙搬送ローラ３２によって所定のタイミングで矢印Ｃで示される方向に送り出され、搬送路に沿って搬送される途中で、画像形成ユニット２８によって形成された現像剤像であるトナー像が転写ローラ２５により、転写される。
【００１５】
そして、記録媒体２１が定着器２７に送り込まれると、該定着器２７によって定着プロセスが行われ、トナー像が記録媒体２１上に定着される。続いて、トナー像が定着された記録媒体２１は、矢印Ｄで示される方向に搬送され、用紙排出ローラ３３によって矢印Ｅで示される方向に排出され、画像形成装置１０の外部におけるスタッカに収容される。
【００１６】
ここで、画像形成ユニット２８は、現像装置２０を有する。該現像装置２０は、図１に示されるように、現像剤収容器としてのトナー収容部２２と、該トナー収容部２２から補給された現像剤としてのトナー１７を内部に収容するケーシング２３とを備える。また、現像装置２０は、静電潜像担持体としての感光ドラム１３、該感光ドラム１３に対向させて配設された現像剤担持体としての現像ローラ１１、該現像ローラ１１にトナー１７を供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１２、前記感光ドラム１３を帯電させる帯電部材としての帯電ローラ１４、前記現像ローラ１１上に供給されたトナー１７を薄層に形成するトナー層厚規制ブレードとしての現像ブレード１５、ケーシング２３内のトナー１７の流動性を維持するための撹拌部材２４ａ、２４ｂ及び２４ｃ、並びに、前記感光ドラム１３上の転写残トナーを掻き落として回収するためのクリーニングブレード１６を備える。
【００１７】
前記現像ローラ１１、トナー供給ローラ１２、感光ドラム１３及び帯電ローラ１４は、それぞれ、矢印で示される方向に回転する。前記撹拌部材２４ａ、２４ｂ及び２４ｃは、クランク形状の捧体であり、図に示される破線上を矢印で示される方向に回転する。
【００１８】
また、２６は、発光素子としてのＬＥＤを備え、イメージデータに基づいて感光ドラム１３の表面を露光して静電潜像を形成するための露光装置としてのＬＥＤヘッドである。
【００１９】
なお、図１に示される点Ａは、現像ローラ１１上において、後述されるトナー層電位及びトナー付着量の上昇量の測定が行われる位置である。
【００２０】
次に、前記画像形成装置１０の制御装置について説明する。
【００２１】
図３は本発明の実施の形態における画像形成装置の制御系の構成を示す制御ブロック図である。
【００２２】
図において、３０は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、タイマ等を備える印刷制御部であり、図示されない上位装置からインターフェイス（Ｉ／Ｆ）制御部３６を介して印刷データ及び制御コマンドを受信し、画像形成装置１０の全体のシーケンスを制御して印刷動作を行わせる。
【００２３】
また、３７は、前記上位装置からインターフェイス制御部３６を介して入力された印刷データを一時的に記録する受信メモリである。さらに、４１は、該受信メモリ３７に記録された印刷データを受け取るとともに、該印刷データを編集処理することによって形成された画像データ、すなわち、イメージデータを記録する画像データ編集メモリである。
【００２４】
そして、４２は、画像形成装置１０の状態を表示するためのＬＥＤ等の表示手段、及び、画像形成装置１０に操作者からの指示を与えるためのスイッチ等の入力手段を備える操作部である。さらに、４３は、センサ群であり、画像形成装置１０の動作状態を監視するための各種のセンサ、例えば、用紙位置検出センサ、温湿度センサ、印刷濃度センサ、トナー残量検知センサ等を含んでいる。
【００２５】
また、４６は、帯電ローラ用電源であり、印刷制御部３０の指示によって帯電ローラ１４に電圧を印加し、感光ドラム１３の表面を帯電させる。そして、４４は、静電潜像にトナー１７を付着させるために現像ローラ１１に所定の電圧を印加する現像ローラ用電源である。また、４５は、前記現像ローラ１１にトナー１７を供給するためのトナー供給ローラ１２に所定の電圧を印加するトナー供給ローラ用電源である。
【００２６】
さらに、４７は、前記現像ローラ１１の表面にトナー１７の薄層を形成するための現像ブレード１５に所定の電圧を印加する現像ブレード用電源である。そして、５１は、前記感光ドラム１３に形成されたトナー像を記録媒体２１に転写するための転写ローラ２５に所定の電圧を印加する転写ローラ用電源である。
【００２７】
なお、前記帯電ローラ用電源４６、現像ローラ用電源４４、トナー供給ローラ用電源４５、現像ブレード用電源４７及び転写ローラ用電源５１は、印刷制御部３０の指示によって各部材に印加する電圧を変更することができるようになっている。
【００２８】
そして、５２は、前記画像データ編集メモリ４１に記録されたイメージデータをＬＥＤヘッド２６に送り、該ＬＥＤヘッド２６を駆動するヘッド駆動制御部である。また、５３は、転写されたトナー像を記録媒体２１に定着させるために、定着手段としての定着器２７に電圧を印加する定着制御部である。なお、前記定着器２７は、記録媒体２１上のトナー像を構成するトナー１７を溶融させるための図示されないヒータ、温度を検出する図示されない温度センサ等を備える。前記定着制御部５３は、前記温度センサのセンサ出力を読み込み、該センサ出力に基づいてヒータを通電させ、定着器２７が一定の温度になるように制御を行う。
【００２９】
そして、５４は、前記記録媒体２１を搬送するための用紙搬送モータ３４の制御を行う搬送モータ制御部である。該搬送モータ制御部５４は、印刷制御部３０の指示によって所定のタイミングで記録媒体２１を搬送したり停止させたりする。なお、前記給紙ローラ３１、用紙搬送ローラ３２及び用紙排出ローラ３３は、用紙搬送モータ３４によって回転させられる。そして、記録媒体２１は矢印Ｂ〜Ｅで示される方向に搬送される。
【００３０】
また、５５は、前記感光ドラム１３を動作させるための駆動モータ３５を駆動する駆動制御部である。そして、該駆動制御部５５によって駆動モータ３５が駆動されると、図１に示されるように、感光ドラム１３が矢印で示される方向に回転させられるとともに、帯電ローラ１４、現像ローラ１１及びトナー供給ローラ１２が、それぞれ、矢印で示される方向に回転させられる。
【００３１】
次に、前記現像装置２０の主な構成要素について詳細に説明する。まず、前記トナー１７について説明する。
【００３２】
本実施の形態におけるトナー１７は、粉砕法で製造され、バインダとしてポリエステル樹脂を用いた非磁性一成分の負帯電性トナーである。そして、少なくとも結着樹脂を含有するトナー母粒子に無機微粉体や有機微粉体などの外部添加剤（以下、外添剤という。）が添加されたものである。前記結着樹脂は、特に限定するものではないが、ポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂又はスチレン−ブタジエン系樹脂であることが好ましい。前記結着樹脂には、離型剤、着色剤等が添加され、その他に、帯電制御剤、導電性調整剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤等の添加剤が適宜添加されていてもよい。また、前記結着樹脂は、複数の種類の樹脂を混合したものであってもよく、本実施の形態においては、複数の非晶性ポリエステル系樹脂の他に、結晶構造を持った結晶性ポリエステル樹脂を混合した結着樹脂を用いた。
【００３３】
トナー１７の粒子の体積平均粒径は、６．０〔μｍ〕、円形度は、０．９６である。なお、体積平均粒径の測定には、コールターマルチサイザーIII （コールター社製）を使用した。また、円形度の測定には、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−３０００（シスメックス株式会社製）を使用した。
【００３４】
また、離型剤としては、特に限定するものではないが、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、オレフィンの共重合物、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、又は、それらのブロック共重合物、カルナバワックス、モンタン酸エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステル類の一部又は全部を脱酸化したものなどの公知のものが挙げられる。そして、離型剤は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部、好ましくは、０．５〜１２重量部添加されるのが効果的であり、また、複数のワックスを併用することも好ましい。
【００３５】
そして、着色剤としては、特に限定するものではないが、従来のブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー用着色剤として用いられている染料、顔料等を単独又は複数種類併用して使用することができ、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンＦＧ、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６、ピグメントブルー１５：３、ソルベントブルー３５、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられる。着色剤は、結着樹脂１００重量部に対して２〜２５重量部、好ましくは、２〜１５重量部添加される。
【００３６】
さらに、帯電制御剤としては、公知のものを用いることができる。例えば、負帯電性トナーの場合には、アゾ系錯体帯電制御剤、サリチル酸系錯体帯電制御剤、カリックスアレン系帯電制御剤などが挙げられる。帯電制御剤は、結着樹脂１００重量部に対して０．０５〜１５重量部、好ましくは、０．１〜１０重量部添加される。
【００３７】
さらに、トナー１７の外添剤は、環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性及び保存性向上のために添加され、公知のものを用いることができる。そして、外添剤は、結着樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部、好ましくは、０．０５〜８重量部添加される。本実施の形態では、母粒子１００重量部に、平均粒径１４〔μｍ〕のシリカを数種類（帯電極性が正のものと負のもの）と、平均粒径１１０〔μｍ〕のコロイダルシリカ（負帯電）と、平均粒径２００〔μｍ〕のメラミン（正帯電）とを添加し、その総量は、上記範囲に収まるようにした。
【００３８】
トナー１７の帯電量（ブローオフ帯電量）は、トナーとキャリアとを振とうによって撹拌して測定した。ここでは、キャリアとして、パウダーテック株式会社製のフェライトキャリア「ＥＦ９６−３５」を用い、トナー０．５〔ｇ〕とキャリア９．５〔ｇ〕とを混合した。トナーとキャリアとの混合物（１５０〔ｍｇ〕）を容器に収容し、株式会社ヤヨイ製の振とう器「ＹＳ−ＬＤ」を用いて振とうした。振とう回数を２００回／分とし、振とう時間は３００秒間とした。
【００３９】
振とう後、京セラケミカル株式会社製の粉体帯電量測定装置「ＴＢ−２０３」を使用し、ブロー圧力を７．０〔ｋＰａ〕、吸引圧力を−４．５〔ｋＰａ〕として１０秒間の吸引を行い、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）に０．１秒毎の電荷量と吸引量とを出力させた。吸引時間（１０秒間）の最後の２秒間に出力された電荷量及び吸引量の各平均値から算出されたトナー粒子の単位重量当たりの電荷量Ｑ／Ｍは、約−３５〔μＣ／ｇ〕であった。なお、測定は、温度２５度、相対湿度５０〔％〕で行った。
【００４０】
次に、前記現像ローラ１１について説明する。
【００４１】
図４は本発明の実施の形態における現像ローラの断面図である。
【００４２】
図に示されるように、現像ローラ１１は、軸としての導電性の芯金６１、該芯金６１上に配設された弾性層６２、及び、該弾性層６２の表面を被覆する表面層６３を備える。
【００４３】
前記芯金６１は、良好な導電特性を有する材料であればいかなる材料から成るものであってもよく、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼等から成る。本実施の形態においては、前記芯金６１の材料として、ＳＵＭ２３材（硫黄及び硫黄複合快削鋼鋼材）を使用した。
【００４４】
前記弾性層６２のロール形状でのゴム硬度は、一般的に、アスカーＣ硬度５５〜８０度であることが好ましい。弾性層６２のアスカーＣ硬度が５５度より低いと、現像装置２０を長期間に亘って動作させない場合、現像ローラ１１における感光ドラム１３及び現像ブレード１５との当接部に凹みが発生し、印刷画像上に横スジが発生してしまう、という問題がある。また、弾性層６２のアスカーＣ硬度が８０度より高いと、現像ローラ１１にかかる機械的負荷が大きくなり、現像ローラ１１の表面にトナーフィルミングが発生しやすくなる。
【００４５】
前記弾性層６２の材料としては、シリコーンゴム、ウレタン等の一般的なゴム材料を使用することができる。弾性層６２としてポリウレタンを用いる場合には、ポリエーテル系ポリオールを主体とするポリウレタンであることが好ましい。エーテル系ポリウレタンは、ポリエーテル系ポリオールを主体とするポリオールとポリイソシアネートとを反応することによって得られる、いわゆる注型タイプのポリウレタンである。これは、圧縮永久ひずみを小さくするためである。一方、エステル系ポリウレタンを用いた場合には、加水分解特性が悪く、長期に亘って安定して使用することができない。
【００４６】
また、前記弾性層６２としてポリウレタンを用いる場合、ポリオールと反応させるイソシアネートとしては、例えば、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニール）チオホスフェート、ビシクロヘプタントリイソシアネート等の３官能イソシアネート単体、ヘキサメチレンジイソシアネートのネレート変性ポリイソシアネートや、ポリメリックＭＤＩなどの混合物を用いることができる。また、これら３官能以上のポリイソシアネートと、一般的な２官能イソシアネート化合物との混合物としてもよい。２官能イソシアネート化合物の例として、２，４−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）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３−ジメチルジフェニルー４，４−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、及び、これらのイソシアネートを両末端に有するプレポリマー等の変性体や多量体などを挙げることができる。
【００４７】
前記弾性層６２は、上述したようなゴム基材にカーボンブラックを添加し、カーボンの分散状態を保持したまま加熱硬化させて形成する。これにより、固有抵抗として０．１〜１０〔Ωｃｍ〕程度を示すカーボンブラックを、絶縁体ともいえるエラストマー（１０12〜１０16〔Ωｃｍ〕）に分散させ、１０4 〜１０8 〔Ωｃｍ〕の中抵抗領域が安定するように形成することができる。
【００４８】
本実施の形態において、表面層６３は、弾性層６２の表層部に表面処理液を含浸させて形成した。該表面処理液は、有機溶媒に少なくともイソシアネート成分を溶解させたものである。前記有機溶媒としては、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル等が挙げられる。このような有機溶媒を用いる場合、例えば、表面処理液に含まれるイソシアネート成分として、２，４−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）等のイソシアネート化合物、及び、前述の変性体や多量体などを用いることができる。
【００４９】
前記表面処理液には、ポリエーテル系ポリマーを含有させてもよい。該ポリエーテル系ポリマーは、有機溶剤に可溶であるものが好ましく、また、活性水素を有し、イソシアネート化合物と反応して化学的に結合可能なものが好ましい。活性水素を有する好適なポリエーテル系ポリマーとしては、水酸基又はアリル基を有するポリマーが挙げられ、例えば、末端イソシアネートプレポリマーに用いるポリオール、グリコール等が挙げられる。
【００５０】
また、前記表面処理液には、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択されるポリマーを含有させてもよい。アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーは、所定の溶剤に可溶で、イソシアネート化合物と反応して化学的に結合可能なものである。アクリルフッ素系ポリマーは、例えば、水酸基、アルキル基又はカルボキシル基を有する溶剤可溶性のフッ素系ポリマーであり、例えば、アクリル酸エステルとアクリル酸フッ化アルキルのブロックコポリマーやその誘導体を挙げることができる。また、アクリルシリコーン系ポリマーは、溶剤可溶性のシリコーン系ポリマーであり、例えば、アクリル酸エステルとアクリル酸シロキサンエステルのブロックコポリマーやその誘導体を挙げることができる。
【００５１】
また、前記表面処理液には、導電性付与材として、さらに、アセチレンブラック等のカーボンブラックを添加してもよい。
【００５２】
前記表面処理液中のポリエーテル系ポリマー、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーは、イソシアネート成分に対し、ポリエーテル系ポリマー、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーの総量を１０〜７０〔質量％〕となるようにすることが好ましい。１０〔質量％〕より少ないとカーボンブラック等を表面処理液中に保持する効果が小さくなる。一方、７０〔質量％〕より多いと、電気抵抗値が上昇したり、相対的にイソシアネート成分が少なくなって有効な表面処理層を形成することができないという問題がある。
【００５３】
前記表面処理液に弾性層６２を浸漬させることによって塗布し、乾燥硬化させることにより、表面処理液が弾性層６２の表層部に含浸され、該表層部が表面層６３となる。
【００５４】
次に、前記現像ローラ１１の抵抗値の測定方法について説明する。
【００５５】
図５は本発明の実施の形態における現像ローラの抵抗値測定方法を示す図である。
【００５６】
現像ローラ１１の抵抗値の測定には、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）６４を使用した。現像ローラ１１は、両端にＷ＝３００〔ｇ〕の荷重をかけて、直径３０〔ｍｍ〕のステンレス鋼（ＳＵＳ）材の金属ローラ６５に接触させた。該金属ローラ６５を５０〔ｒｐｍ〕の速度で回転させ、現像ローラ１１の芯金６１に−１００〔Ｖ〕の電圧を印加し、現像ローラ１１の１周につき１００ポイントで抵抗値を測定し、その平均値を現像ローラ１１の抵抗値とした。
【００５７】
現像ローラ１１の抵抗値は、１×１０4 〜１×１０7 〔Ω〕の範囲が好ましく、本実施の形態においては、抵抗値が１×１０6 〔Ω〕の現像ローラ１１を用いる。
【００５８】
次に、前記トナー供給ローラ１２について説明する。
【００５９】
トナー供給ローラ１２は、軸としての導電性の芯金上に配設された弾性層としての発泡弾性層を備える。発泡弾性層の材料としては、シリコーンゴム、ウレタン等の一般的なゴム材料を使用することができる。
【００６０】
発泡弾性層を形成するゴム組成物は、ゴムと、発泡剤と、導電性付与剤と、所望によって各種添加剤とを含有する。本実施の形態においては、ゴムとして、耐熱性及び帯電特性に優れるシリコーンゴムを使用した。
【００６１】
前記発泡剤は、発泡ゴムに用いられる発泡剤であればいかなる種類のものであってもよく、例えば、無機系発泡剤としては、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等であり、有機系発泡剤としては、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリル誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物である。なお、発泡弾性層に連通セル状態のセルを形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立セル状態のセルを形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。
【００６２】
前記ゴム組成物は、発泡剤に加えて、又は、発泡剤の代わりに、中空充填剤を含有してもよい。中空充填剤としては、例えば、ポリオルガノシロキサン系球状粉末を用いることができる。
【００６３】
前記導電性付与剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボンブラック、導電性ポリマー等を用いることができる。
【００６４】
各種添加剤は、充填剤、着色剤、離型剤等であり、所望の配合量で配合される。
【００６５】
前記ゴム組成物は、独立セル状態のセルを形成することができる発泡導電性シリコーンゴム系組成物であることが好ましい。独立セル状態のセルを形成することができる発泡導電性シリコーンゴム系組成物は、耐熱性、耐久性、耐残留歪み特性に優れ、トナー供給ローラ１２の発泡弾性層として好適である。
【００６６】
また、トナー供給ローラ１２の抵抗値は、図５に示される測定方法と同様の方法で測定した。トナー供給ローラ１２の抵抗値は、−３００〔Ｖ〕の電圧を印加したときに１×１０4 〜１×１０7 〔Ω〕の範囲が好ましく、本実施の形態においては、抵抗値が１×１０5 〔Ω〕のトナー供給ローラ１２を用いる。
【００６７】
次に、前記現像ブレード１５について説明する。
【００６８】
本実施の形態における現像ブレード１５は、ステンレス鋼材製で、板厚が０．０８〔ｍｍ〕であり、現像ローラ１１との当接部に曲げ加工が施されており、曲げ部の曲率半径は０．１８〔ｍｍ〕であり、現像ローラ１１に対する圧力（線圧）は４０〔ｇｆ／ｃｍ〕である。
【００６９】
前記現像ブレード１５の設定条件に鑑み、現像ローラ１１上のトナー層厚、トナー帯電量等を所望の量にするため、現像ローラ１１の表面粗さ、抵抗値等を検討する必要がある。本実施の形態において使用する現像ローラ１１の表面粗さは、周方向における十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）が２〜１０〔μｍ〕であることが適当である。
【００７０】
なお、十点平均粗さＲｚが２〔μｍ〕より小さいと、現像ローラ１１上に形成されるトナー層が薄くなり、トナー１７の粒子１個当たりに加わるストレスが大きくなる。そのため、トナー１７から離脱する外添剤の量が増え、該外添剤が、現像ローラ１１と現像ブレード１５との当接部に詰まって、該現像ブレード１５にトナーフィルミングが発生しやすいという問題がある。
【００７１】
また、十点平均粗さＲｚが１０〔μｍ〕より大きいと、現像ローラ１１上のトナー層厚が大きくなるため、トナー供給ローラ１２によるトナー１７の掻き取りが十分に行えず、現像ローラ１１の表面にトナーフィルミングが発生しやすいという問題がある。
【００７２】
次に、前記構成の現像装置２０の画像形成時の動作について説明する。
【００７３】
駆動モータ３５の回転に伴い、感光ドラム１３、現像ローラ１１及びトナー供給ローラ１２が、図１において矢印で示される方向に回転する。
【００７４】
本実施の形態においては、画像形成装置１０の印刷速度は、記録媒体２１としてＡ４サイズの印刷用紙を使用したＡ４用紙縦方向印刷で４０〔ｐｐｍ〕相当とし、外径１６．０〔ｍｍ〕の現像ローラ１１の周速度、及び、外径１５．５〔ｍｍ〕のトナー供給ローラ１２の周速度は、それぞれ０．３〔ｍ／ｓ〕及び０．２〔ｍ／ｓ〕とした。
【００７５】
前記現像装置２０において、スポンジ状の弾性体である発泡弾性層を備えるトナー供給ローラ１２は、外周面及びセル内にトナー１７を担持しながら回転し、現像ローラ１１との接触部に到る。なお、トナー供給ローラ１２には、トナー供給ローラ用電源４５によって、−３３０〔Ｖ〕の直流電圧が印加される。また、現像ローラ１１には、現像ローラ用電源４４によって、−２００〔Ｖ〕の直流電圧が印加される。そして、現像ローラ１１とトナー供給ローラ１２との間に生じた電位差によって、負に帯電したトナー１７は、現像ローラ１１に供給される。
【００７６】
該現像ローラ１１の表面に担持されたトナー１７は、現像ブレード用電源４７によって−３３０〔Ｖ〕の直流電圧が印加された現像ブレード１５により、薄層化される。
【００７７】
また、帯電ローラ１４には、帯電ローラ用電源４６によって−１０５０〔Ｖ〕の直流電圧が印加される。これにより、感光ドラム１３の表面が一様に帯電される。
【００７８】
そして、ＬＥＤヘッド２６の露光によって感光ドラム１３上に形成された静電潜像に、現像ローラ１１が担持するトナー１７が供給され、前記静電潜像が現像される。
【００７９】
感光ドラム１３に供給されなかった現像ローラ１１上のトナー１７は、トナー供給ローラ１２の対向部において、トナー供給ローラ１２によって掻き取られる。
【００８０】
次に、本実施の形態における効果を確認するために本発明の発明者が行った印刷試験について説明する。
【００８１】
図６は本発明の実施の形態における連続印刷パターンを示す図、図７は本発明の実施の形態におけるベタパターンを示す図、図８は本発明の実施の形態におけるハーフトーンパターンの印刷における汚れの発生を示す図、図９は本発明の実施の形態における現像ローラ表面にトナーフィルミングが発生したときのベタパターンを示す図である。
【００８２】
本発明の発明者は、本実施の形態における効果を確認するために、図２に示されるような画像形成装置１０と同様の構成の実機を使用し、前述のように現像装置２０を動作させて、Ａ４用紙縦方向印刷で３００００枚の連続印刷試験を行った。
【００８３】
該連続印刷試験の条件は、次の（ａ）〜（ｄ）の通りである。
（ａ）印刷速度：Ａ４縦方向４０〔ｐｐｍ〕
（ｂ）１日の連続印刷枚数：３０００枚（連続印刷試験を１０日間行い、計３００００枚を印刷した。）
（ｃ）連続印刷時の印刷パターン：図６に示されるように、記録媒体２１の印刷方向、すなわち、現像ローラ１１の周方向に平行な罫線７１ａ及び７１ｂを配したパターン
（ｄ）試験環境：温度２０〔℃〕、相対湿度５０〔％〕
効果を確認するための指標、及び、効果ありと判定する判定基準は、次の（１）及び（２）の通りである。
（１）指標：３０００枚印刷開始前と印刷終了後とに、ハーフトーンパターンを印刷したときの「汚れ」の発生の有無
判定基準：ハーフトーンパターンの印刷において「汚れ」が一度も発生しない
（２）指標：３００００枚印刷後の現像ローラ１１上におけるトナーフィルミングの発生の有無
判定基準：ベタパターンの印刷において、現像ローラ１１上にトナーフィルミングの発生が確認されない
【００８４】
ハーフトーンの印刷で発生する汚れとは、図８に示される汚れ７４に示すようなもので、現像ローラ１１上のトナー層電位の上昇及びトナー付着量の上昇によって、感光ドラム１３上の非露光部にトナー１７が供給されて現像する現象である。図８に示されるようなハーフトーンパターン７３の場合、感光ドラム１３上の静電潜像において露光部と非露光部とが規則的に配列されるため、その境界部は、帯電が高くなったトナー１７によって現像されやすくなる。したがって、ハーフトーンパターン７３の印刷で発生する汚れは、白地に発生する地汚れよりも高感度に検出することができる。
【００８５】
現像ローラ１１上におけるトナーフィルミングの発生は、図９に示されるようなベタパターン７５によって確認することができる。
【００８６】
連続印刷時に、罫線７１ａ及び７１ｂを印刷する場合、現像ローラ１１上における罫線７１ａ及び７１ｂに対応する部分では、未現像のトナー１７がほとんど残らないため、トナーフィルミングは発生しないことになる。一方、現像ローラ１１上における罫線７１ａ及び７１ｂ以外に対応する部分では、トナー１７による現像が全く行われないため、トナー供給ローラ１２による未現像のトナー１７の掻き取り性が低いと、トナー１７が滞留し続けることとなり、トナーフィルミングが発生する。
【００８７】
現像ローラ１１の表面にトナーフィルミングが発生しない場合には、図７に示されるように、均一なベタパターン７２を印刷することができる。一方、現像ローラ１１の表面にトナーフィルミングが発生した場合、図９に示されるように、罫線７１ａ及び７１ｂ以外に対応する部分のベタパターン７５の印刷濃度は、トナーフィルミングに起因する現像ローラ１１の表面の抵抗値上昇に伴う現像効率の低下によって、罫線７１ａ及び７１ｂを印刷していた部分７６ａ及び７６ｂの印刷濃度より薄くなる。
【００８８】
前記印刷試験、すなわち、連続印刷試験においては、連続印刷後のベタパターンの印刷において、罫線７１ａ及び７１ｂを印刷していた部分７６ａ及び７６ｂと罫線７１ａ及び７１ｂ以外に対応する部分のベタパターン７５との濃度差を目視で確認することができなかった場合は、トナーフィルミングは発生していないと判定し、前記濃度差を目視で確認することができた場合は、トナーフィルミングが発生していると判定した。
【００８９】
また、前記印刷試験、すなわち、連続印刷試験を行って上記（１）及び（２）の判定基準すべてを満たす場合、現像ローラ１１及びトナー供給ローラ１２は、長期に亘る性能安定性に対して効果があるとみなした。
【００９０】
次に、前記印刷試験、すなわち、連続印刷試験において使用した現像ローラ１１について説明する。
【００９１】
図１０は本発明の実施の形態における負荷長さ率ｔp を説明する図、図１１は本発明の実施の形態における凹凸の平均間隔Ｓm と負荷長さ率ｔp との関係を示す図である。
【００９２】
連続印刷試験において使用した現像ローラ１１の表面粗さは、十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）が５〔μｍ〕程度となるようにした。なお、前記現像ローラ１１の表面組さは、弾性層６２を研磨することによって実現した。該弾性層６２の研磨は、湿式で行い、耐水研磨ペーパ、例えば、耐水性のサンドペーパを用い、これに研磨液を供給しながら、ロールを回転させた状態で当接させて行った。それにより、前記現像ローラ１１の表面は、周方向に微細な縦溝が多数形成されたような形状となる。
【００９３】
また、前記現像ローラ１１の表面粗さの形状を表す指標として、ここでは、負荷長さ率ｔp （ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）に着目した。
【００９４】
図１０に示されるように、負荷長さ率ｔp （Ｃ〔％〕）は、ある切断レベルＣで粗さ曲線を切断したときの、切断部分長さの測定長さＬに対する百分率であり、次の式（１）で表される。このとき、切断レベルＣは、粗さ曲線の最高山頂が０〔％〕、最深谷底が１００〔％〕となり、切断レベル０〔％〕のときの負荷長さ率ｔp （０〔％〕）は０〔％〕、切断レベル１００〔％〕のときの負荷長さ率ｔp （１００〔％〕）は１００〔％〕となる。
【００９５】
【数１】
2019113620.tif 000003
【００９６】
このように、負荷長さ率ｔp は、粗さ曲線の山の幅（谷の幅）と粗さの高さ方向の情報を含んでいるので、表面粗さの範囲規定には有用である。
【００９７】
具体的には、粗さ曲線の山の部分が尖った形状のときは、切断レベルＣが１０〜３０〔％〕のときの負荷長さ率ｔp （１０〔％〕）〜ｔp （３０〔％〕）の値は小さくなる傾向がある。また、粗さ曲線の谷の部分の幅が広いときは、切断レベルＣが７０〜９０〔％〕のときの負荷長さ率ｔp （７０〔％〕）〜ｔp （９０〔％〕）の値は小さくなる傾向がある。そして、切断レベルＣ１〜Ｃ２〔％〕の範囲で、負荷長さ率の変化量ｔp （Ｃ２）−ｔp （Ｃ１）が大きいと、切断レベルＣ１〜Ｃ２〔％〕の間で、粗さ曲線の傾きが緩やかな部分があることを意味する。
【００９８】
トナー供給ローラ１２による現像ローラ１１上の未現像のトナー１７の掻き取り性と、現像ローラ１１の表面粗さ形状との関係については、粗さ曲線の谷の幅が狭い方が、掻き取り性が低下する傾向にあり、逆に、粗さ曲線の谷の幅が広い方が、掻き取り性が向上する傾向にある。現像ローラ１１上の未現像のトナー１７の掻き取り性が低下すると、現像ローラ１１に当接する部材からの負荷が未現像のトナー１７にかかり続けるため、現像ローラ１１の表面にトナーフィルミングが発生しやすくなる。
【００９９】
一方、現像ローラ１１の粗さ曲線の谷の幅が広い場合は、現像ローラ１１が担持することができるトナー１７の量が少なくなり、トナー１７の１粒子当たりにかかる負荷が大きくなるため、トナーフィルミングが発生しやすくなる傾向がある。
【０１００】
以上のことから、負荷長さ率ｔp は、トナー供給ローラ１２による現像ローラ１１上のトナー１７の掻き取り性を適正化させるために把握しておくべき指標である。
【０１０１】
また、負荷長さ率ｔp とともに、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４で規定される凹凸の平均間隔Ｓm に着目すると、表面粗さ形状をより正確に把握することができる。
【０１０２】
図１１において、プロファイル２は、プロファイル１の横方向の倍率を０．５倍にして、それを２つ連ねたものである。この場合、プロファイル１とプロファイル２の負荷長さ率ｔp は、全く同じとなる。それに対して、プロファイル２の凹凸の平均間隔Ｓm は、プロファイル１の半分となる。
【０１０３】
凹凸の平均間隔Ｓm の大きさに応じて、トナー供給ローラ１２によるトナー１７の掻き取り性は異なる。凹凸の平均間隔Ｓm が小さくなると、表面粗さ形状の谷の部分が狭くなることで、掻き取り性が低下し、現像ローラ１１表面にトナーフィルミングが発生しやすくなる。一方、凹凸の平均間隔Ｓm が大きくなると、表面粗さ形状の山／谷の勾配が緩やかになることで、現像ローラ１１によるトナー１７の搬送量が低下し、印刷濃度の確保が難しくなる。
【０１０４】
以上のことから、本実施の形態においては、凹凸の平均間隔Ｓm が０．１２〜０．２３〔ｍｍ〕となるようにした。
【０１０５】
本実施の形態で使用した現像ローラ１１には、研磨時における研磨ペーパの番手、ローラ回転速度、研磨ペーパのローラに対する押し込み量等を調整して、負荷長さ率ｔp 、凹凸の平均間隔Ｓm を変量させたものを使用した。
【０１０６】
さらに、トナー供給ローラ１２による現像ローラ１１上のトナー１７の掻き取り性を適正化させるために、現像ローラ１１表面の摩擦係数にも着目した。
【０１０７】
次に、前記現像ローラ１１の表面の摩擦係数の測定方法について説明する。
【０１０８】
図１２は本発明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示す図である。
【０１０９】
現像ローラ１１を治具等によって回転自在に支持し、ベルト８１（幅５０〔ｍｍ〕、長さ２００〔ｍｍ〕）を、現像ローラ１１の円形断面における中心角の所定の角度θ（本実施の形態においては、９０度）範囲に亘って現像ローラ１１の周面と接触するように配設し、ベルト８１の一端をテンションゲージ８３に取り付け、他端に重り８２を取り付けた。この状態で、現像ローラ１１を、図において矢印で示される方向に、周速１．０〔ｍｍ／ｓ〕の速度で１２秒間回転させ、６〜１１秒の間にテンションゲージ８３に加わる荷重の平均値Ｆを読み取った。
【０１１０】
前記ベルト８１には、表面状態の個体差が少ないものとして、「エクセレントホワイト紙ＰＰＲ−ＣＡ４ＮＡ」（株式会社沖データ製、８０〔ｇ／ｍ2 〕）を使用した。また、重り８２は重量２０〔ｇ〕のものを使用した。
【０１１１】
上記条件での摩擦係数μは、次の式（２）で表されるオイラーのベルト式によって算出することができる。
μ＝１／θ×１ｎ（Ｆ／Ｗ）  ・・・式（２）
なお、本実施の形態で使用した現像ローラ１１の摩擦係数は、表面処理液中にポリエーテル系ポリマーとともに添加するアクリルフッ素系ポリマーの添加量を変量することによって調整した。
【０１１２】
次に、連続印刷試験において使用したトナー供給ローラ１２について説明する。
【０１１３】
「背景技術」の項で説明した従来のトナー供給ローラは、シリコーンゴムから成り、アスカーＦ硬度が５５〜６０度であり、現像ローラに対する食い込み量（ニップ量）は１．０〔ｍｍ〕程度であった。しかしながら、このような設定で使用すると、現像ローラとトナー供給ローラとの間の負荷が大きいため、トナーに対するストレスが大きいだけではなく、トナー供給ローラの磨耗量も大きくなってしまう。
【０１１４】
そのため、本実施の形態においては、トナー１７へのストレス低減、トナー供給ローラ１２の磨耗量低減を目的として、トナー供給ローラ１２のアスカーＦ硬度を４０〜５０度、現像ローラ１１に対する食い込み量を０．４〜０．７〔ｍｍ〕とした。
【０１１５】
次に、前記現像ローラ１１の弾性層６２の作製方法について説明する。
【０１１６】
３官能ポリエーテル系ポリオールであるＧＰ−３０００（三洋化成社製）１００質量部に、トーカブラック＃５５００（東海カーボン社製）を４質量部及びＶＡＬＣＡＮ  ＸＣ（キャボネット社製）３質量部を添加し、粒度が２０〔μｍ〕以下となる程度まで分散させ、８０〔℃〕に温調した後、減圧下にて脱泡、脱水操作を行ってＡ液を得た。一方、プレポリマーアジプレンＬ１００（ユニロイヤル社製）２５質量部に、コロネートＣ−ＨＸ（日本ポリウレタン社製）１１質量部を添加・混合し、８０〔℃〕に温調してＢ液を得た。このＡ液とＢ液とを混合し、弾性層６２を得た。この導電性ローラの表面を研磨し、所望の表面粗さを形成した。
【０１１７】
次に、前記現像ローラ１１の表面層６３の作製方法について説明する。
【０１１８】
図１３は本発明の実施の形態における実験例１〜実験例８の試験結果を示す表、図１４は本発明の実施の形態における実験例９〜実験例１６の試験結果を示す表、図１５は本発明の実施の形態における実験例１７〜実験例２４の試験結果を示す表、図１６は本発明の実施の形態における実験例２５〜実験例３２の試験結果を示す表、図１７は本発明の実施の形態における実験例３３〜実験例４０の試験結果を示す表、図１８は本発明の実施の形態における実験例４１〜実験例４８の試験結果を示す表、図１９は本発明の実施の形態における切断レベルと負荷長さ率ｔp との関係を示す図である。
【０１１９】
前記現像ローラ１１の表面層６３は、以下のようにして作製された。
【０１２０】
実験例４、実験例８、実験例１２、実験例１６、実験例２０、実験例２４、実験例２８、実験例３２、実験例３６、実験例４０、実験例４４及び実験例４８の現像ローラ１１については、まず、酢酸エチル８５質量部に、数平均分子量２０００程度のエーテル系末端イソシアネートプレポリマー（アジプレンＬ１００：ユニロイヤル社製）１５質量部を添加混合溶解させ、表面処理液を作製した。そして、該表面処理液を２５〔℃〕に保ったまま、前記ロールを３０秒間浸漬後、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表面層６３を形成した。その結果、表面の摩擦係数は１．３となった。
【０１２１】
また、前記表面処理液にアクリルフッ素ポリマー（モデイバーＦ６００：日本油脂社製）を、１．５〜６質量部を混合し、現像ローラ１１の表面の摩擦係数を変量した。
【０１２２】
そして、実験例１、実験例５、実験例９、実験例１３、実験例１７、実験例２１、実験例２５、実験例２９、実験例３３、実験例３７、実験例４１及び実験例４５の現像ローラ１１の摩擦係数は０．２となった。
【０１２３】
また、実験例２、実験例６、実験例１０、実験例１４、実験例１８、実験例２２、実験例２６、実験例３０、実験例３４、実験例３８、実験例４２及び実験例４６の現像ローラ１１の摩擦係数は０．３５となった。
【０１２４】
さらに、実験例３、実験例７、実験例１１、実験例１５、実験例１９、実験例２３、実験例２７、実験例３１、実験例３５、実験例３９、実験例４３及び実験例４７の現像ローラ１１の摩擦係数は０．９となった。
【０１２５】
図１３〜１８の表は、連続印刷試験において使用した現像ローラ１１とトナー供給ローラ１２との組み合わせ及び試験結果を示している。
【０１２６】
図１９は、実験例１〜４８における現像ローラ１１の表面粗さの切断レベルＣ〔％〕と負荷長さ率ｔp 〔％〕との関係をグラフ化したものである。前述のように、切断レベルＣが小さいときの負荷長さ率ｔp が大きいものほど、表面粗さプロファイルの谷の幅が狭くなる傾向がある。
【０１２７】
図１３〜１８の表においては、ハーフトーン印刷における汚れが発生したものを「×」、未発生のものを「○」、また、現像ローラフィルミングが発生したものを「×」、未発生のものを「○」と記した。ハーフトーン印刷における汚れと現像ローラフィルミングが、いずれも発生しなかったものは、現像ローラ１１とトナー供給ローラ１２との組み合わせとして長期に亘る性能安定性があるとみなして、判定の欄に「○」と記した。ハーフトーン印刷における汚れと現像ローラフィルミングの両方、もしくはいずれか一方が発生したものは、長期に亘る性能安定性が不十分とみなして、判定の欄に「×」と記した。
【０１２８】
図１３〜１８の表に示される結果より、ハーフトーン印刷における汚れと現像ローラフィルミングが発生しなかった実験例２、実験例３、実験例６、実験例７、実験例１０、実験例１１、実験例１４、実験例１５、実験例１８、実験例１９、実験例２２及び実験例２３は、以下の条件を満たすことが分かった。
・現像ローラ１１表面の摩擦係数が０．３５以上０．９以下である。
・現像ローラ１１表面の周方向の表面粗さの負荷長さ率ｔp （６０〔％〕）が２０〔％〕以上３５〔％〕以下であり、かつ、負荷長さ率ｔp （８０〔％〕）が５２〔％〕以上７０〔％〕以下である。
【０１２９】
これに対し、摩擦係数が１．３である実験例４、実験例８、実験例１２、実験例１６、実験例２０、実験例２４、実験例２８、実験例３２、実験例３６、実験例４０、実験例４４及び実験例４８では、トナー供給ローラ１２による現像ローラ１１上のトナー１７の掻き取り性が十分ではなく、現像ローラ１１の表面にトナーフィルミングが発生した。
【０１３０】
また、摩擦係数が０．２である実験例１、実験例５、実験例９、実験例１３、実験例１７、実験例２１、実験例２５、実験例２９、実験例３３、実験例３７、実験例４１及び実験例４５においても、現像ローラ１１の表面にトナーフィルミングが発生した。これらについては、トナー供給ローラ１２によるトナー１７の掻き取り性は十分であったが、現像ローラ１１の摩擦係数が他のものに比べて小さいため、トナー１７の摩擦帯電性が低下し、現像ローラ１１上のトナー層厚が小さくなった。それにより、感光ドラム１３及び現像ブレード１５の当接部において、１粒子当たりのトナー１７が受ける機械的負荷の影響が大きくなり、トナーフィルミングが発生した。
【０１３１】
摩擦係数が０．３５である実験例２６、実験例３０、実験例３４、実験例３８、実験例４２及び実験例４６と、摩擦係数が０．９である実験例２７、実験例３１、実験例３５、実験例３９、実験例４３及び実験例４７では、現像ローラ１１の表面の表面粗さ形状が、トナー供給ローラ１２によるトナー１７の掻き取り性に対する適性がない、すなわち、トナー１７を掻き取りづらい形状をしているため、トナーフィルミングが発生した。
【０１３２】
本実施の形態のように、トナー供給ローラ１２の硬度及び現像ローラ１１に対する食い込み量が小さい現像装置２０においては、現像ローラ１１の表面粗さの谷の部分のトナー１７の掻き取り性が低下する傾向にある。したがって、現像ローラ１１の表面粗さにおいては、着目する負荷長さ率ｔp に対応する切断レベルＣを５０〜９０〔％〕、好ましくは、６０〔％〕及び８０〔％〕とすることで、トナー供給ローラ１２のトナー１７の掻き取り不足による現像ローラ１１表面のフィルミングが発生しないような現像ローラ１１の表面粗さ形状を規定することができる。
【０１３３】
このように、本実施の形態においては、静電潜像担持体としての感光ドラム１３上に、現像剤であるトナー１７を現像させるための現像剤担持体としての現像ローラ１１と、該現像ローラ１１へのトナー供給を行うトナー供給ローラ１２とを有する現像装置２０において、トナー供給ローラ１２のアスカーＦ硬度が４０度以上５０度以下、トナー供給ローラ１２の現像ローラ１１に対する食い込み量が０．４〔ｍｍ〕以上０．７〔ｍｍ〕以下であり、かつ、現像ローラ１１が、以下の条件を満足する。
【０１３４】
現像ローラ１１表面の摩擦係数が０．３５以上０．９以下
現像ローラ１１表面の周方向の表面粗さにおいて、
負荷長さ率ｔp （６０〔％〕）：２０〔％〕以上３５〔％〕以下
負荷長さ率ｔp （８０〔％〕）：５２〔％〕以上７０〔％〕以下
【０１３５】
これにより、トナー供給ローラ１２の耐磨耗性を向上し、かつ、連続印刷後の現像ローラ１１上のトナー電位及びトナー付着量の上昇による汚れの発生と、現像ローラ１１表面におけるトナーフィルミングの発生を抑制することができる。
【０１３６】
なお、本実施の形態においては、現像装置２０が単数の直接転写方式のモノクロプリンタである画像形成装置１０に適用した場合について説明したが、現像装置２０を複数有する画像形成装置１０や、中間転写方式の画像形成装置１０にも適用することができ、さらに、ＭＦＰ（複合機）、ファクシミリ機、複写機にも適用することができる。
【０１３７】
また、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】
【０１３８】
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】
【０１３９】
１０    画像形成装置
１１    現像ローラ
１２    トナー供給ローラ
１３    感光ドラム
１７    トナー
２０    現像装置
６２    弾性層
６３    表面層
【図１】
2019113620.tif 000004
【図２】
2019113620.tif 000005
【図３】
2019113620.tif 000006
【図４】
2019113620.tif 000007
【図５】
2019113620.tif 000008
【図６】
2019113620.tif 000009
【図７】
2019113620.tif 000010
【図８】
2019113620.tif 000011
【図９】
2019113620.tif 000012
【図１０】
2019113620.tif 000013
【図１１】
2019113620.tif 000014
【図１２】
2019113620.tif 000015
【図１３】
2019113620.tif 000016
【図１４】
2019113620.tif 000017
【図１５】
2019113620.tif 000018
【図１６】
2019113620.tif 000019
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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