(57)【要約】【課題】トナー供給性の向上とトナー帯電付与性の向上とを長期にわたって達成するトナー供給ローラおよび現像装置を提供すること。【解決手段】芯材、該芯材の外周面に形成され、最外表面で開口したセル４を有する発泡弾性体層３、および該発泡弾性体層３の最外表面６および該最外表面で開口したセル４の表面７に少なくとも一部が露出して固定されたトナー帯電用微粒子５を有してなり、トナー帯電用微粒子の仕事関数（Ｗｐ）と負帯電性トナーの仕事関数（Ｗｔ１）とがＷｔ１−Ｗｐ≧０．５（ｅＶ）の関係を満たすトナー供給ローラ、および該トナー供給ローラを備えた現像装置。【選択図】図２
2008116607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像担持体にトナーを搬送するトナー担持体に対して負帯電性トナーを供給するトナー供給ローラであって、
芯材、該芯材の外周面に形成され、最外表面で開口したセルを有する発泡弾性体層、および該発泡弾性体層の最外表面および該最外表面で開口したセルの表面において少なくとも一部が露出して固定されたトナー帯電用微粒子を有してなり、
トナー帯電用微粒子の仕事関数（Ｗｐ）と負帯電性トナーの仕事関数（Ｗｔ１）とがＷｔ１−Ｗｐ≧０．５（ｅＶ）の関係を満たすことを特徴とするトナー供給ローラ。
【請求項２】
トナー帯電用微粒子の平均体積粒径が０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のトナー供給ローラ。
【請求項３】
開口したセルの表面においてトナー帯電用微粒子が占める面積の割合が３０〜９０％であることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー供給ローラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のトナー供給ローラを備えた現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置において静電潜像担持体上に形成される静電潜像を現像して可視化する現像装置に組み込まれて使用されるトナー供給ローラ、および該トナー供給ローラを備えた現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置においては、電子写真用感光体や静電記録用誘電体等の静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像して可視トナー像とする現像装置が用いられている。かかる現像装置は、トナーの帯電にキャリアを用いない１成分現像剤を用いた１成分現像装置がフルカラー化および装置の簡略化の点で有利であることが知られている。
【０００３】
１成分現像装置として、例えば、以下の構造のものが知られている。すなわち、静電潜像担持体に近接又は接触配置されるローラ型のトナー担持体（現像ローラ）にトナー規制部材を圧接配置するとともに、該トナー担持体の表面移動方向においてトナー規制部材より上流方向に、トナー供給ローラを配置するものである。トナー供給ローラによりトナーをトナー担持体上へ供給し、供給されたトナーをトナー規制部材で所定層厚のトナー薄層とするとともに摩擦帯電させて静電潜像担持体に臨む現像領域へ供給し、トナー担持体への現像バイアス印加のもとに静電潜像の現像に供する。現像に供されなかったトナー担持体上のトナーについては該トナー供給ローラで回収する。
【０００４】
そのような１成分現像装置において、トナー供給ローラからトナー担持体へのトナー供給が円滑に行われないと、トナー担持体上に十分な量のトナー薄層が形成されないため、画像濃度が低下する。そのため、トナー供給ローラについて、トナー供給機能の向上および安定化を目的とした技術が多く報告さている。
【０００５】
例えば、トナー供給性を安定させるために、トナー供給ローラである発泡弾性体層の表面に軸方向に延びる複数の凸条を所定のピッチで形成するとともに、上記発泡弾性体層の表面、および表面に開口するセルの表面を粗面に形成させ、トナー供給ローラと現像ローラ等の当接部材との摺動性を向上させる技術が開示されている（特許文献１）。上記の粗面の形成方法としては、シリコーン系パウダー入りのバインダーをスプレーすることが記載されている。
【０００６】
また例えば、トナー供給ローラである発泡弾性体層のセル表面にシリカといった添加物を突出させて、セル内部の比表面積を増加させることでトナー供給能力を高めるという技術も開示されている（特許文献２）。上記トナー供給ローラの製造方法としては、エラストマーに発泡剤および添加剤（シリカ等）を添加して混練し、加熱して成形したのち表面を機械加工することが記載されている。
【０００７】
しかしながら、これらの技術では、トナー供給性は確保できたとしても、トナー規制部材によるトナー薄層への帯電付与が十分に行われないため、帯電が不十分な不良帯電トナーや正規の帯電とは逆に帯電した逆帯電トナーの生成が問題となった。不良帯電トナーや逆帯電トナーが生成すると、トナー可視像が形成されるべきではない領域にトナーが移行して現像されるカブリといわれる画像不良が生じた。そのため、摩擦帯電効果を上げるべくトナー規制部材のトナー担持体に対する圧接圧を大きくすると、トナーの割れや外添剤の埋め込みが起こり、不良帯電トナーや逆帯電トナーの生成が顕著であった。
【０００８】
そこで、負帯電性トナーを使用する現像装置において、トナー供給ローラに当接する部材を設けて、該当接部材の仕事関数をトナーとの仕事関数よりも小さくする技術が報告されている（特許文献３）。これにより、トナーを該トナー供給ローラに保持させるとともに、保持されたトナーが該当接部材と接触することで、トナーの負帯電量を増加させ、正帯電したトナーが増加するのを防止できる、というものである。
【特許文献１】特開２００３−２８７９５１号公報
【特許文献２】特開２００２−７０８３９号公報
【特許文献３】特開２００５−１７３０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、そのような構成の現像装置では、摩擦帯電によりトナーヘ十分な帯電が行われてはいるが、トナーと当接部材との接触が繰り返されることで、従来に比べてトナーヘのストレスが多くなる。そのため、トナーの割れや外添剤の埋め込みといったトナー劣化の進行が早くなり、結果的には、トナーの不良帯電や逆帯電が起こり、やはりカブリが生じた。しかも、新たに部材を設けるということはコストの面では実現困難であった。
【００１０】
本発明は、トナー供給性の向上とトナー帯電付与性の向上とを長期にわたって達成するトナー供給ローラおよび現像装置を提供することを目的とする。すなわち、本発明は、トナー担持体上に十分でかつ安定なトナー供給がなされ、なおかつ、供給されるトナーの帯電が十分でかつ安定してなされるトナー供給ローラおよび現像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】
【００１１】
本発明は、
静電潜像担持体にトナーを搬送するトナー担持体に対して負帯電性トナーを供給するトナー供給ローラであって、
芯材、該芯材の外周面に形成され、最外表面で開口したセルを有する発泡弾性体層、および該発泡弾性体層の最外表面および該最外表面で開口したセルの表面において少なくとも一部が露出して固定されたトナー帯電用微粒子を有してなり、
トナー帯電用微粒子の仕事関数（Ｗｐ）と負帯電性トナーの仕事関数（Ｗｔ１）とがＷｔ１−Ｗｐ≧０．５（ｅＶ）の関係を満たすことを特徴とするトナー供給ローラ、および該トナー供給ローラを備えた現像装置に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のトナー供給ローラおよび該トナー供給ローラを備えた現像装置は、トナー担持体に十分でかつ安定なトナー供給を行うことができ、しかも供給されるトナーの帯電を十分にかつ安定して行うことができる。そのため、トナー供給不良による画像濃度低下がなく、不良帯電トナーや逆帯電トナーが原因のかぶり等のない良好な画像を長期にわたって提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のトナー供給ローラ（以下、単に「供給ローラ」という）は、画像形成装置の現像装置内に配置される供給ローラであって、静電潜像担持体にトナーを搬送するトナー担持体に対して負帯電性トナーを供給するものである。詳しくは、例えば図５に示すように、供給ローラ１はトナー担持体１２に接触して配置され、自己の回転によってトナー槽１４内の負帯電性トナー１５をトナー担持体１２に供給する。トナー担持体１２の回転方向において供給ローラ１の下流にはトナー規制部材１３がトナー担持体１２に対して圧接配置され、供給ローラ１により供給されたトナーを所定層厚のトナー薄層とするとともに摩擦帯電させる。摩擦帯電されたトナー担持体１２上のトナー薄層は、トナー担持体１２の回転によって、静電潜像担持体１１に臨む現像領域に搬送され、静電潜像の現像に供される。現像に供されなかったトナー担持体１２上のトナーは槽１４内に回収される。
【００１４】
供給ローラ１は、図１に示すように、芯材２、該芯材の外周面に形成された発泡弾性体層３、および該発泡弾性体層の外表面に固定されたトナー帯電用微粒子を有してなる。図１は供給ローラの軸方向に対する垂直断面構成図である。
【００１５】
芯材２は強度が十分であればよく、その材質として、例えば、鉄、ステンレス、アルミ、樹脂等の材料が使用される。腐食等の防止のため、表面にメッキ処理を行ってもよい。
【００１６】
発泡弾性体層３は連続気泡もしくは単独気泡の発泡弾性体からなるものであり、最外表面で開口したセルを有する。最外表面で開口したセルは、図１の表面部Ａの拡大断面を表す図２中、４で示される。図１中、発泡弾性体層３は全体形状として円柱形状を有しているが、これに制限されるものではなく、例えば、当該円柱形状の表面に複数の凸条が所定のピッチで軸方向に形成された歯車形状、円柱形状の表面に複数の切り込みが所定のピッチで軸方向に形成された形状、多角柱形状を有していても良い。
【００１７】
発泡弾性体層３は通常、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化樹脂の発泡体より形成されるが、ポリエチレン、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂のゴム発泡体より形成されてもよい。発泡弾性体層３は、耐久性の観点から、ポリウレタンの発泡体（ポリウレタンフオーム）からなることが好ましい。
【００１８】
発泡弾性体層３が有するセルは、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、トナー供給性をより有効に向上させる観点から、セル平均径およびセル平均開口径が５０〜１０００μｍ、特に１００〜５００μｍであり、セル数（密度）が１０〜１００個／ｉｎｃｈ、特に４０〜８０個／ｉｎｃｈであることが好ましい。
【００１９】
発泡弾性体層３は導電性または非導電性を有していてよい。発泡弾性体に導電性を付与する方法としては、特に限定はしないが、カーボンブラックやポリピロールやイオン導電物質などの導電性物質を混合した上記原料から発泡成形する方法、上記したような導電性物質を含む含浸液を発泡弾性体に含浸させ加熱乾燥することにより得る方法などが挙げられる。より好ましい導電性付与方法としてカーボンブラックを含む含浸液を発泡弾性体に含浸する方法を採用できる。その理由としては、上記したように導電性付与後においても、発泡弾性体が有する特性を損なうことがない方法であり、抵抗値や硬度の環境変動を極力抑えることが可能であるからである。
【００２０】
カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カラーブラック等のカーボンブラック及びグラファイトなどが挙げられる。また、カーボンブラック、グラファイト等の表面にビニル系単量体を分岐状に重合させたカーボンブラック−高分子樹脂、グラファイト−高分子樹脂等の複合系のものを使用することもできる。
【００２１】
また導電性または非導電性の発泡弾性体層は市販品として入手することもでき、例えば、ウレタンフォーム（ＥＣＡ；イノアックコーポレーション社製）等が挙げられる。
【００２２】
トナー帯電用微粒子は、図１の表面部Ａの拡大断面を表す図２中、５で示される。トナー帯電用微粒子５は詳しくは、少なくとも一部が露出して発泡弾性体層３の最外表面６および該最外表面で開口したセル４の内表面７に固定され、該露出部分とトナーとの接触によりトナーに帯電性を付与する。特に、図２において開口セル４をＢ方向から見たときの概略見取り図を図３に示す。
【００２３】
トナー帯電用微粒子５は仕事関数についてトナーと特定の関係を満たすものを使用する。
すなわち、トナー帯電用微粒子の仕事関数（Ｗｐ）と負帯電性トナーの仕事関数（Ｗｔ１）とが、
Ｗｔ１−Ｗｐ≧０．５、
通常は
２．０≧Ｗｔ１−Ｗｐ≧０．５、
好ましくは
１．５≧Ｗｔ１−Ｗｐ≧０．５、
の関係を満たす。
【００２４】
仕事関数は物質の表面から１個の電子を取り出すためのエネルギー（単位：ｅＶ）であって、物質特有の特性値である。よって例えば、特定の物質からなる微粒子は通常は、その表面にコート層を有する微粒子とは異なる仕事関数を有する。仕事関数は小さいほど、当該物質は電子を出しやすく、大きいほど電子を出しにくいことを意味する。そのため仕事関数の小さい物質と大きい物質とを接触させると、仕事関数の小さい物質は正に帯電し、仕事関数の大きい物質は負に帯電する。
【００２５】
本発明においてはそのような仕事関数についてのトナー帯電用微粒子とトナーとの関係を上記範囲内とすることによって、供給ローラにおけるトナー帯電付与性の向上とトナー供給性の向上とを長期にわたって達成できる。そのメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のメカニズムに基づくものと考えられる。すなわち、トナーが供給ローラによって供給されるとき、トナーは供給ローラの発泡弾性体層における最外表面６およびセル表面７に固定されたトナー帯電用微粒子と接触する。トナー帯電用微粒子はトナーと上記のような仕事関数の関係を有し、しかも露出部を有するため、当該露出部とトナーとの接触によってトナー極性は所定極性に円滑に移行する。詳しくは、負帯電性トナーは仕事関数がトナー帯電用微粒子よりも適度に大きいので、接触によってトナー帯電量はより負方向にシフトし、極性は負極性に円滑に移行する。よって、トナー帯電付与性の向上を長期にわたって達成できる。さらには、それらの結果、トナーとトナー帯電用微粒子との間には電気的引力が働くようになり、また発泡弾性体層外表面の表面積が増加するので、供給ローラによってトナー担持体に誘導されるトナー量が増大する。よって、トナー供給性の向上を長期にわたって達成できる。
【００２６】
「Ｗｔ１−Ｗｐ」が小さすぎると、トナーとトナー帯電用微粒子露出部との接触によってもトナー極性は所定極性に円滑に移行しないので、たとえその後トナー規制部材によって摩擦帯電を行っても、十分な帯電を行えない。そのため、不良帯電トナーや逆帯電トナーの発生が顕著になり、カブリが発生する。しかも、トナー供給性が低下する傾向にある。
【００２７】
本発明において、仕事関数とは、フェルミ準位と真空準位の差を意味し、次のようにして測定された値である。すなわち、接触電位を基にして、紫外線光電子放出分光装置（ＵＰＳ）（この装置は物質のイオン化ポテンシャルの他に仕事関数も求めることができる）または振動容量の変化を利用したケルビン法により測定される物理量である。なお、理研計器社製の光電子放出装置ＡＣ−１で測定される値をもって、仕事関数とすることがしばしば行われている。しかしながら、理研計器社製の光電子放出装置ＡＣ−１により、常温で光電子放出を測定し、光電子の収率のベキ乗を入射光のエネルギーに対してプロットして決定される値は、有機化合物からなる材料においては、イオン化ポテンシャルであって、本発明において用いる仕事関数とは異なるものである（図７参照）。但し、金属を理研計器社製の光電子放出装置ＡＣ−１により測定した場合には、光電子放出のしきい値を求めることにより、仕事関数を測定することができる。この違いは、金属と有機半導体の電子状態の相の違いに起因する。
【００２８】
本発明においては、トナー帯電用微粒子またはトナーの仕事関数は、図８に示すケルビン法による接触電位差測定装置により、各微粒子と参照電極である金の接触電位差を測定し、その接触電位差から求めることができる。
【００２９】
図８において、３１は参照電極で、金メッキが施された真鍮により構成されている。また、３２は微粒子専用測定セル基盤でこれも金メッキが施された真鍮により構成され、そのセル基盤上には、微粒子サンプル３３が保持されている。微粒子サンプル３３はトナー帯電用微粒子またはトナーである。３４は電流計であり、３５は外部電源である。微粒子サンプル３３の仕事関数と参照電極の仕事関数の差が接触電位差であるが、その測定原理は以下のようである。基板３２上に電気的接触を保って形成された微粒子サンプル３３と参照電極を１から２ｍｍの間隔に保って対向させ、セル基盤３２と参照電極を図８のように電気的に接続すると、外部電源３５の電圧がゼロであれば、対向した微粒子サンプル３３と参照電極の間隔に両者の接触電位差に等しい電位が生ずる。微粒子サンプル３３と参照電極は電位の加わったコンデンサーであり、参照電極を振動させると、コンデンサーの容量が変化し回路には電流が流れる。ここで、外部電源３５により符号が逆で接触電位に等しい電圧をサンプル３３と参照電極の間に印加すると、コンデンサーの両端に加わる電圧がゼロとなり、電流は流れなくなる。この電流を電流計３４でモニターし、電流が流れなくなった時の電圧を求めると、それが微粒子サンプル３３と参照電極の接触電位差に対応することになる。ここで金属である参照電極の仕事関数は、理研計器製の光電子放出装置ＡＣ−１により測定できるので、参照電極との接触電位差が分かれば、サンプルの仕事関数が決定できることになる。なお、データ再現性を確保するための測定環境としては、使用温度２５℃、５５％ＲＨの条件下で、測定環境を確保するために温度制御箱３６，および外部からの静電気的影響を除外するために電磁シールド３７を用いている。
【００３０】
微粒子専用測定セル基盤３２は、直径１３ｍｍ、高さ５ｍｍの円盤の中央に直径１０ｍｍで深さ１ｍｍの微粒子サンプル収容凹部を有する形状を有する。サンプル微粒子３３は、セル基盤３２の凹部内にトナーを秤量サジを使用して突き固めないで入れた後、ナイフエッジを使用して表面を均して平らにした状態で測定に供する。作成時に発生する帯電が測定値に影響を与える場合があるため、セル基盤３２に微粒子サンプル３３をセットしてから６時間測定環境下で放置させる。なお、測定サンプル３３は２４時間測定環境下で放置したものを使用している。
【００３１】
トナー帯電用微粒子の仕事関数は４．３〜５．３ｅＶが好ましい。
トナーの仕事関数はトナー帯電用微粒子の仕事関数と上記関係を満たす限り特に制限されないが、一般的な非磁性一成分負帯電性トナーの仕事関数は５．２５〜５．８５ｅＶである。例えば、本実施例で使用した負帯電性トナー（Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ５４５０用シアントナー）の仕事関数は５．４ｅＶであった。
【００３２】
そのようなトナー帯電用微粒子の具体例として以下に示す有機微粒子および無機微粒子が挙げられる。なお、括弧内の数値は仕事関数を示す。
・有機微粒子；例えば、ナイロン微粒子（約４．３〜４．４ｅＶ）、ポリメチル（メタ）アクリレート微粒子（約４．６〜４．９ｅＶ）、シリコーン樹脂微粒子（約５．２ｅＶ）、スチレン−アクリル樹脂微粒子（約５．２ｅＶ）。
・無機微粒子；例えば、アルミニウム微粒子（約４．３ｅＶ）、タングステン微粒子（約４．６ｅＶ）、ニッケル微粒子（約５．２ｅＶ）、シリカ微粒子（約５．０ｅＶ）。
【００３３】
好ましいトナー帯電用微粒子として、有機微粒子、特にナイロン微粒子、ポリメチル（メタ）アクリレート微粒子が挙げられ、より好ましくはポリメチル（メタ）アクリレート微粒子である。
【００３４】
トナー帯電用微粒子は表面処理されて使用されてよいが、その場合には表面処理の前後においてトナー帯電用微粒子の仕事関数がトナーの仕事関数と上記関係を満たすようにする。表面処理前のトナー帯電用微粒子自体の仕事関数がトナーの仕事関数と上記関係を満たさないとき、当該トナー帯電用微粒子に表面処理を行って上記関係を満たすようになったとしても、長期使用時において表面処理剤が削られて、トナー担持体へのトナー供給およびトナーの帯電を安定して行うことができないためである。
【００３５】
トナー帯電用微粒子は平均体積粒径が０．５μｍ以上、好ましくは０．５〜５μｍ、より好ましくは１〜５μｍのものを用いる。平均体積粒径が０．５μｍを下回る場合、耐久後において、トナーに添加されている外添剤が付着することで、トナー帯電用微粒子がその外添剤に埋没されてしまい、トナー帯電用微粒子の効果が発揮されずに、画像濃度追随性やトナー帯電性が低下してしまう。平均体積粒径が５μｍを超えるようなトナー帯電用微粒子を添加したトナー供給ローラでは、特に耐久後において、トナー供給量が低下する問題と、当該微粒子の割れや脱離が生じてしまい好ましくない。画像濃度追随性とは供給ローラによるトナー供給性に依存する特性であり、一枚の画像において画像濃度が紙先端部と紙後端部とで変動する現象を安定して抑制する特性である。本発明のトナー供給ローラは静電的なトナー付着力が強いので、トナーを一度はきだした後でも、１周する間に新たなトナーを含むことが容易であり、画像濃度追随性が向上する。
【００３６】
トナー帯電用微粒子の平均体積粒径は、例えば、フロー式粒子像測定装置（シスメックス製  ＦＰＩＡ２１００）により測定可能である。詳しくは平均体積粒径は約５０００個のトナー帯電用微粒子の平均値を用いている。
【００３７】
トナー帯電用微粒子はトナーと前記仕事関数の関係を有するものが使用され、好ましくはそのような関係を満たす微粒子の中でも上記平均体積粒径を有するものが使用される。
【００３８】
トナー帯電用微粒子は２種類以上の微粒子を組み合わせて使用されてよい。その場合、２種類以上のトナー帯電用微粒子はそれぞれの仕事関数がトナーの仕事関数と前記関係を有していればよい。当該２種類以上のトナー帯電用微粒子はそれぞれ体積平均粒径が前記範囲内であることが好ましい。
【００３９】
固定されるべきトナー帯電用微粒子の量は、開口したセルに占める当該微粒子の被覆率が３０〜９０％、好ましくは３５〜８５％となるような量である。
【００４０】
被覆率は、開口したセルの表面においてトナー帯電用微粒子が占める面積の割合である。
本明細書中、被覆率は、任意の３０個の開口セルをＳＥＭ（日立製；日立Ｓ−３４００Ｎ）により観察し、該セルの全表面積においてトナー帯電用微粒子が占める面積の割合を平均化して算出した値を用いている。なお、開口セルの観察前には、固定されなかったトナー帯電用微粒子の洗浄・除去を行った。
【００４１】
トナー帯電用微粒子の被覆率が小さすぎると、当該微粒子付与の効果が発揮されない。すなわち、トナーを常に供給するような画像（高印字率なもの）を印字すると、紙の先端部から後端部へと画像濃度が低下してしまう画像濃度追随性の低下が生じる。一方、被覆率が大きすぎると、セル内に占める当該微粒子が多くなり過ぎてしまい、トナー供給量の絶対値が低下してしまう。つまり、適切な画像濃度を維持し、さらには画像濃度が紙先端部と紙後端部で変動しないようにするには、トナー帯電用微粒子のセル内表面の被覆率を前記範囲内とする必要がある。
【００４２】
供給ローラの製造方法においては、まず芯材上に発泡弾性体層を形成する。発泡弾性体層の形成方法は特に限定されず、芯材上に発泡弾性体層を発泡成形してもよいし、成形した発泡弾性体を芯材と接着剤等にて固定しても良い。発泡弾性体層の形成後は、発泡弾性多層の外径寸法や形状を成形する為、切削や研磨等の機械的加工を行っても良い。
【００４３】
次いで、トナー帯電用微粒子を露出させながら発泡弾性体層の外表面に固定化させる。トナー帯電用微粒子の固定方法は、トナー帯電用微粒子の外表面への固定化と、トナー帯電用微粒子の露出とを達成できる限り、特に制限されず、例えば、（１）図４に示すように、発泡弾性体層３の外表面に接着剤を塗布した後、乾燥する前に、当該接着剤層８にトナー帯電用微粒子５を付着させ、接着剤を乾燥させる方法、（２）トナー帯電用微粒子が有機材料からなる場合において発泡弾性体層の外表面に当該微粒子を散布した後、適度に加熱することによって、当該微粒子における外表面との接触部で溶融を起こし、冷却することによって微粒子の固定化を達成する方法等が挙げられる。図４は、本発明のトナー供給ローラの一実施例における発泡弾性体層最外表面６およびセル表面７近傍の概略断面拡大図である。
【００４４】
トナー帯電用微粒子の固定方法として、発泡弾性体層の原料中に予めトナー帯電用微粒子を含有さておくなどして発泡弾性体層中にトナー帯電用微粒子を含有させる方法を採用すると、当該微粒子は発泡弾性体層中に埋没して有効に露出しない。たとえ成形後に機械的加工を行っても、特にセル内の表面に固定された当該微粒子は発泡弾性体層中に埋没したままで有効に露出しない。そのため、トナー帯電用微粒子とトナーとの接触が有効に達成されず、トナー帯電付与性の向上効果が得られない。また、トナー帯電用微粒子をバインダー樹脂溶液に分散させてなる塗液を発泡弾性体層外表面に塗布し、乾燥させる方法を採用すると、当該微粒子はバインダー樹脂に覆われて露出しないため、やはりトナー帯電用微粒子とトナーとの接触が有効に達成されず、トナー帯電付与性の向上効果が得られない。
【００４５】
以上のような供給ローラによって供給されるトナーは、トナー帯電用微粒子と前記した仕事関数の関係を有する限り特に制限されず、通常は、従来より静電潜像現像用トナーとして使用されているものが使用され、前記仕事関数を有するものである。トナーが外添剤を含有する場合、当該外添剤を含むトナーの仕事関数がトナー帯電用微粒子の仕事関数と前記関係を有すればよい。
【００４６】
供給ローラ１はトナー帯電付与性に優れているので、トナー規制部材１３のトナー担持体１２に対する圧接圧（規制圧）を低減しても、トナーに対する摩擦帯電を有効に行うことができる。詳しくは、トナー規制部材１３の圧接圧は２０Ｎ／ｍ以下、特に１０Ｎ／ｍ以下であってもよい。このようにトナー規制部材１３の圧接圧を有効に低減できるので、トナーの割れや外添剤の埋め込みといったトナー劣化を抑制でき、結果としてトナーの不良帯電や逆帯電をより一層有効に防止できる。
【００４７】
図５においてトナー担持体１２は単なるローラ形状を有しているが、トナー担持体１２上に形成されたトナー薄層を現像領域に搬送できる限り、これに制限されず、例えば、スリーブが外装されてなる形態を有していてもよい。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
［実験例１］
（実施例１〜９／比較例１〜６）
＜供給ローラの製造＞
発泡弾性体にウレタンフオームのひとつであるＥＣＡ（イノアックコーポレーション製、セルの平均径４００μｍ、セルの数４０個／ｉｎｃｈを用い、これを４０ｍｍ×４０ｍｍ×３００ｍｍの直方体にカットし、長軸方向に芯材を差し込む為のφ６の穴を開けた。予めホットメルト接着剤をロールコータにて塗布した鉄製芯材φ８を、先ほどのＥＣＡの穴に通した後、電磁誘導加熱機にて芯材を加熱し、接着剤を溶融し、ＥＣＡと芯材を接着した。芯材を冷却し、接着が完了した後、発泡弾性体の外径をφ１１．６になるように切削加工し、発泡弾性体ローラを得た。セルの平均開口径は４００μｍであった。
【００４９】
発泡弾性体ローラ表面に接着剤をスプレー塗布した。
【００５０】
次いで、図６に示す微粒子付着装置２０を用いて、接着剤が塗布された発泡弾性体ローラ２１表面に対して、所定のトナー帯電用微粒子を所定の量で均一に付着させた。
【００５１】
詳しくは、微粒子付着装置２０は、トナー帯電用微粒子を蓄えた補給槽２２内に、トナー帯電用微粒子を搬送するための搬送ローラ２３、および当該搬送ローラ２３に当接しながら回転することにより、搬送ローラ２３によって搬送されたトナー帯電用微粒子を発泡弾性体ローラ２１に飛翔・付着させるための付着ローラ２４を有してなっている。発泡弾性体ローラ２１は、付着ローラ２４と対向する位置において、付着ローラ２４と非当接の状態で配置される。
【００５２】
具体的には、搬送ローラ２３、付着ローラ２４、および発泡弾性体ローラ２１には任意のＤＣバイアスが印加可能になっている。
まず、搬送ローラ２３から付着ローラ２４に微粒子が搬送されるようにバイアスを設定する。例えば、搬送ローラ：ＧＮＤ、付着ローラ：ＧＮＤ−３００Ｖ。これによって、所定量の微粒子が付着ローラ２４に搬送可能となり、またバイアスの数値によって搬送量を制御することも可能となる。
次いで、付着ローラ２４から発泡弾性体ローラ２１に微粒子が飛翔して付着されるようにバイアスを設定する。例えば、付着ローラ：ＧＮＤ−３００Ｖ、発泡弾性体ローラ：ＧＮＤ−６００Ｖ。これによって、付着ローラ２４上の微粒子が所定量で均一に飛翔し、発泡弾性体ローラ２１上に付着することが可能となり、また印加バイアスや回転速度によって付着量を制御することも可能となる。
【００５３】
各実施例／比較例においては、搬送ローラ２３、付着ローラ２４、および発泡弾性体ローラ２１の印加電圧および回転速度を適宜調節することによって、表１に示すように、所定のトナー帯電用微粒子を所定の量で均一に付着させた。
その後は、トナー帯電用微粒子が付着した発泡弾性体ローラ２１を加熱乾燥させて、供給ローラを得た。
【００５４】
（比較例７〜８）
＜供給ローラの製造＞
発泡原材料に表２に記載のトナー帯電用微粒子を混練し、成形させた後、ローラ形状に加工し、供給ローラを得た。
【００５５】
＜評価＞
各実施例／比較例で得られた供給ローラを、Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ５４５０（コニカミノルタ製）に搭載し、５０００枚の耐刷試験を行った。初期および耐刷後において以下の項目について評価した。トナーは負帯電性トナー（Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ５４５０用シアントナー；仕事関数：５．４ｅＶ）を用いた。トナー規制部材による規制圧は２５Ｎ／ｍであった。
また、供給ローラにおけるトナー帯電用微粒子の被覆率を前記した方法により求めた。
【００５６】
・トナー供給性
ベタ画像の画像濃度（ＩＤ）が１．４以上を◎、１．４未満１．３以上を○、１．３未満１．１以上を△、１．１未満を×として評価した。○以上が本発明の許容範囲である。
【００５７】
・逆帯電トナーの割合
トナー担持体上のトナーの帯電量分布をホソカワミクロン製Ｅ−ＳＰＡＲＴにより測定し、逆帯電トナーの割合が５％未満を○、５％以上１０％未満を△、１０％以上を×として評価した。○以上が本発明の許容範囲である。
【００５８】
・カブリ
白紙画像を印刷し目視により、カブリの評価を行った。カブリが目視により全く確認できないものを○、カブリが目視により僅かに確認できるものを△、カブリが目視により明らかに確認できるものを×とした。○以上が本発明の許容範囲である。
【００５９】
【表１】
2008116607.tif 000003
【００６０】
以下に実施例／比較例で使用したトナー帯電用微粒子について示す。
Ａ１）ポリメチルメタアクリレート（綜研化学製ＭＰ−１０００：平均粒径０．５μｍ、仕事関数４．６ｅＶ）
Ａ２）ポリメチルメタアクリレート（綜研化学製ＭＲ−７Ｇ：平均粒径５μｍ、仕事関数４．９ｅＶ）
Ａ３）ポリメチルメタアクリレート（綜研化学製ＭＰ−１４５０：平均粒径０．２５μｍ、仕事関数４．７ｅＶ）
Ａ４）ポリメチルメタアクリレート（綜研化学製ＭＰ−１４５１：平均粒径０．１５μｍ、仕事関数４．６ｅＶ）
Ｂ１）ナイロン微粒子（東レ製東レナイロンＳＰ５００：平均粒径５μｍ、仕事関数４．３ｅＶ）
Ｂ２）ナイロン微粒子（東レ製東レナイロンＫＧ−１０：平均粒径１０μｍ、仕事関数４．４ｅＶ）
Ｃ１）シリコン微粒子（ＧＥ東芝シリコーン社製トスパール１２０：平均粒径２．１μｍ、仕事関数５．２ｅＶ）
Ｃ２）シリコン微粒子（ＧＥ東芝シリコーン社製トスパール１４５：平均粒径４．４μｍ、仕事関数５．２ｅＶ）
Ｄ１）シリカ（ドイツＤｅｇｕｓｓａ社製無水シリカ超微粉体アエロジルＯＸ５０：平均粒径４０ｎｍ、仕事関数５．０ｅＶ）
Ｄ２）シリカ粉末Ｄ１にγ−アミノプロピルトリエトキシシランで疎水化処理を施したもの（平均粒径６０ｎｍ、仕事関数４．６ｅＶ）
Ｅ１）ポリテトラフルオロエチレン粒子（ダイキン工業製ルブロンＬ−２：平均粒径５μｍ、仕事関数５．８ｅＶ）
Ｅ２）ポリテトラフルオロエチレン粒子（ダイキン工業製ルブロンＬＤＷ−４０：平均粒径０．２μｍ、仕事関数５．８ｅＶ）
【００６１】
［実験例２］
（実施例１０〜１２）
実施例１と同様の供給ローラを用いたこと、およびトナー規制部材による規制圧を表２に記載の値に変更したこと以外、実験例１と同様の方法により評価を行った。
【００６２】
（比較例９〜１０）
実験例１で得られた発泡弾性体ローラをそのまま供給ローラとして用いたこと、およびトナー規制部材による規制圧を表２に記載の値に変更したこと以外、実験例１と同様の方法により評価を行った。
【００６３】
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明のトナー供給ローラの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１における表面部Ａの拡大図である。
【図３】図２におけるＢ方向からのセルを見たときの概略見取り図である。
【図４】本発明のトナー供給ローラの一実施例における発泡弾性体層最外表面とセル表面の概略断面図である。
【図５】本発明のトナー供給ローラを備えた現像装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図６】本発明のトナー供給ローラの製造に使用される装置の一例を示す概略断面図である。
【図７】仕事関数を説明するための模式図である。
【図８】仕事関数を求めるときに用いる接触電位差測定装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１：トナー供給ローラ、２：発泡弾性体層、３：芯材、４：開口セル、５：トナー帯電用微粒子、６：発泡弾性体層の最外表面、７：開口セル内の表面、８：接着剤層、１０：現像装置、１１：静電潜像担持体、１２：トナー担持体、１３：トナー規制部材、１４：トナー槽、１５：トナー、２０：微粒子付着装置、２１：発泡弾性体ローラ、２２：補給槽、２３：搬送ローラ、２４：付着ローラ、３１：参照電極、３２：微粒子専用測定セル基盤、３３：微粒子サンプル、３４：電流計、３５：外部電源、３６：温度制御箱、３７：電磁シールド。
【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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